Вычислительная среда

Вычислительная среда

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскми

Соцмалметмческми

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< 742926

Ф . 1, (61) Доиолнительное к авт. свиЛ-ву (22)Заявлено04.07.77 (2! ) 2503997/18-24

{51)M. Кл.

G 06 F 7/00 с присоелинение1и заявки И

Гооудерстванный комитет (23)ПРиоритетко делает изобретений и открытий

Опубликовано 25.06.80. о1оллетень Яо 23

{53) УДК681.327 (088.8 ) Дата опубликования описания 30.06.80 (72) Автор изобретения

A. И. Мишин

Институт математики Сибирского отделения АН СССР (7! ) Заявитель (54) ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ СРЕДА

Изобретение относится к области автоматики, вычислительной техники и кибернетики.

Известно устройство вычислительной среды, содержнцее блок настройки и логический блок, настроечный вход которого

5 соединен с одним иэ выходов блока настройки, подключенного одним из своих входов к одному из выходов логического блока, остальные входы и выходы логического блока и блока настройки соединены с

1О входами и выходами устройства fl)

Недостатком его является низкое быстродействие при работе в асинхронном режиме.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройст во вычислительной среды, содержащее триггер, блок настройки, блок приема за-. просов, блок передачи запросов, вычислительный блок, вход и выход которого сое20 динены соответственно с первым выходом и первым входом блока настройки, первая группа выходов которого соединена с груп2 пой входов и блока передачи запросов, вторая группа выходов блока настройки подключена к первой группе входов блока приема запросов, причем группа входов вь числительного блока, группа входов блока настройки и вторая группа входов блока приема запросов являются входами соответственно первой, второй и третьей группы входов среды, а группа выходов вычислительного блока, третья группа выходов блока настройки и группа выходов блока передачи запросов являются выхо дами соответственно первой, второй и третьей группы выходов среды. Устройство содержит, кроме того, элементы И, ИЛИ f2) .

Недостатком его является низкое бьтстроде йствие, Пель изобретения — повышение быстро действия.

Пель достигается тем, что устройство содержит блок приема ответов, блок передачи ответов, группа входов которого соединена с четвертой группой выходов б.-;а742926 ка Настройки, Выходы б,пока передачи от-Ветов являются четвертой группой ВыхО

ДОВ СРта Дыт BXO iI бЛ ОК З ПЕРЕДаЧИ ОТВЕЧ ОД

coе динан с Выхol30i«l тpi?ггера.; Входом бц "-.к е пере дачи запросов H с трзетьим вхо 11 блока цастройкп, пятая группа выходов ;0 0Рт«1 O СОЕДИНЕПа С П «РВОЙ ГРУППой ВХО дов блока приема ответов, вторая группа входов которого является четвертой груп -. пой Входов устройства, а выход соединен тц с первым входом триггера, второй вход ко= торого подключен к выходу блока приема з влросов.

Не фиг. 1 представлена блок-схема устройства,, на фиг„2 представлен вериент15 вычислительной среды, Устройство содер>кит блок 1 приема звлросов, блок 2 передан?. звлросов, блок

3 пр??ема ответов, блок 4 пере ачи ответов, триггер 5, вычислительный блок 6., >т б пок 7 настройки, ?peòüß Группа 8--1 0 входов устройства, третья группа 1;1 -13

Выходов устройства, четвертая группа 1 4-16 входов устройства, He TBepTB?? Группа

17-19 выходов устройства, первая груп- т5. па 20-22 входов устройства, первая групIIB 23-25 вьп?одов устройства, вторая группа 26-28 входов устройства, вторая группе 29-31 выходов устройстве, вторая группа 32-37 выходов блоке наст?>ойки, втотх>й вход 37 блока настройки, третий вход 38 блока настройки, пятая группа

39 и 40 выходов 0>?oza Настройки, пер-. вая группа 41-43 выходов блоке наст ройки, четвертая группа 44-49 вь?ходов блока настройки, первый выход 50 блока настройки, первый вход 51 блока настройки.

Устроттство работает следуIощим образом.

БлОк 1 нэстрет??веется 1?ct прием сцГцет -. лов как от одного соседнего устройства (-- - --: -: "- "д

НрН ре ал?тз вцци Здц01«;ембра:п?ы>,«лтттио-Л?ттЕЛЬНЬ?Х CHCI eМ). таК И От НЕСКОЛЬКИХ

V cл. ро?>?ств. — Ир?1 Об ье?т?ц?е?ц?и рез-"льтатов. полученньт>: I?pH работе одцомембрацкых вычис?штельцых сис-.ем, Р качестве при.мере рассмотр-ьт работу o?101?OB 1 =:" rp:;.

П РИЕМЕ Я?ГНт: а„, 0! u .i O cf? I OÃO И ЛВ",тк ЕЛЕмет?тов. В ето.; .==жт: ме работа блок"-, 1 опись?ваетсл слeHy".OIIIH" . .;?рвжением: где Й.,-0 " сигналы ца входах 8-10;

3 55

":т, у - c1?гцацы иа входах 32-361 ъ т

- сигнал на Выходе блока 1.

Обоз??ачМм сигналы на выходах 11-13„, -- II: сигналы на выходах 41=43 а .Ч у . 1 1 > сиГIта11 ца Bhf>loile триггера 5, то раоота блока =. Выражается следующим образ;м-ц

i:-:- ок 3;в. своем выходе реализует слеп тт тот?1 10 фттЦКЦ1?тоо

1-5 -тт - -5 О- -6 1 9 1О где т.т-?,: О с. — си?"нвпы ца входах 14-16, ?3 И тс — CHI ЦаЛЫ HB В»?ХОДЕХ

39 и 40,.

К5 -- с гттач на выходе блока 2.

Блок 4 вьтполчяет следующие функции: г 6 . Я ° („тътт 1, -Q « /«(5.

"e =(ьт1%б

Где B — сигнал, поступающий íà вход блока 4 с выхода триггера 5, «/ „/

1, ь- сигналы на выходах 44-49, g -g< — сигналы на выходах 17-19.

В качестве блока 6 используется любой многофункциональный алемент, удовлетворяющий требованию автономной полноты, и вычислительное устройство, например, цифровая вычислительная машина.

Б качестве блока настройки 7 используется, например алемент с переменной структурой настройки, содержащий два регистра (настроечкый и оперативный). В регистр настройки записывается код нас? ройки вычислительного блока, блока настройки, а также код настройки блоков

1,2 и 4, а оперативный регистр предназначен для временного хранения информации, поступающей в него с выходов опера-«ивцых регистров соседних алементов и вьееоде вычисли el?be?OI 0 блока. т тсКОВЦЫМK: Е>КИМ аМИ фу ЦКт?ИОНИРОВа????Я устройства вы-цслительцой среды являются. Иастройкв.-, передача информации, при111«ттотРМ Втции, 1>зтРаНСЛЯЦИЯ ИцфО РМ аЦКИт

B rтЕИСЛЕтП1Е. г- ;-:жик. "настройка" предназначен для нае>1«сойк;: Bbt .ecïèòeëüíoé среды на реал-;.;;=,атц?тю требуе: ой вычислительной структуры. Пр?1 нв..свройке ус?ройства в память блока каст?>ойки запись?веется код настройки, зада?оттций требуемую структуру соедт?некий входов 26-28 с выходами 2931., настройку вычислительного блока на вьп?одне кие трвбуемь?х футпций, а также требуемую структуру соединений входов

8-10 и 14=16 с выходами 11-3. 3 .т 9 0д??1? .тз вариантов вычислительной

Режим "вычисление". B комбинирован ном;джиме вычисление" могут быть копользованы режимы "настройка", передача информации, примем информации", и

"ретрансляция информации, вершин, ребер! и граней производится логическим блоком

6 по информации, поступающей на его входы с выходов логических блоков соседних элементов среды.

Вычислительная система, ре ализов анная в среде (см, фиг. 2), содержит ряд одномерных вы шслительных подсистем (вертисистемы (фиг. 2). Стрелкамк показаны только направления пер.дачи (приема) информации алементами, По этим же направлениям осуществляется прием « апросов, а по обратным направлениям—

« «

5 передача ответов . При настройке средь; в ее устройстве заносятся также исход ные данные в программе обработки информации, Кроме того, при настройке среды триггеры 5 всех устройств, образующих

fG начала цепочек - одномерных вычислительных структур — устанавливаются в «1 (на фиг. 2 ати устройства расположены в нижней строке), а триггеры 5 остальных уст"ройств — в «О". (установка в «1«осуществляется путем выдачи сигнала "1«на каждый из выходов 36 и 37 (см. фиг. 1), а установка в «0«производится сигналом с выхода 40 (см. фиг. 3).

Передача информации. Если триггер 5 находится в состоянии "1", то блок 6 запускается на обработку информации, поступающей в него с выходов блока 6 соседних устройств, а также с оперативного регистра блока настройки; результат работы записывается в оперативный регистр бло25 ка настройки, после чего блок настройки выдает единичные сигналы на выходы 41—

43, под действием которых, а также ецкничного сигнала с выхоца триггера 5, блок

2 вырабатывает запросы соседним устройством. Единичные сигналы с выходов блока 2 поступают на входы блоков 1 соседних устройств. Если блок 1 соседнего устройства вырабатываэт сигнал 1 прк приеме "запроса" от одного устройства, 35 то триггер 5 устанавливается в 1 . Уотановка триггера в "0 осуществляется при условии, что на каждом из входов 1416, а также на выходе 39 имеется сит нал "1 (см. фиг. 3).

Прием информации. Единичный сигнал с выхода триггера 5 поступаэт на вход

38 блока настройки и запускает его на прием информации с выхода того устройся ва среды, от которого блок 1 принял запрос, Информация принимаэтся в оперативный регистр блока настройки, с выходов которого,она поступает в блок 6 для дальнейшей обработки, а результат обработки записывается в оперативный регистр блока настройки. После этого устройство формирует "ответ тому устройству (тем устройством),. от которого (которых) он принял информацию (на фиг.

2 устройства верхней строки вырабатывают ответ" для двух соседки устройств. а каждый из других устройств — только одному устройству). Сигнал 1" с- соот26 6 ветствующего выхода блока 4 поступ.-.:-.: ка вход блока 3 предыдущего устройст ва к устанавливает его триггер 5 и «О,. если на его вьходе 39 имеется сигнал

«1", Появление сигнала 0 на выходе

37 показывает, что триггер 5 соседнего, устройства, от которого была принята информация, устанавливается.в «О". При изменении сигнала с "1" на О" на входе

37 блока настройки выдает сигналы "0" на входы 44-46, единичные сигналы на входы 41-43 и информацию на выходы

29-31. Когда эта информация НрНВНТВ соседним устройством среды, то трит гер 5 может быть установлен в "О" выходным скгнапом блока 3, которая вырабатывает сигнал «1«при поступлении единичных скгналов на входы 14-16 и при условии, что на выходе 39 имеется сит нвп "1". Изменение сигнала с "1 на "0" на входе 38 показывает, что соседнее устройство приняло информацию, и очередное слово, поступающее на входы Ж28, может быть принято в память устройств < .Ф Ф

Рентрагсляцкя информации. Этот режим практически пе отличается от вышераосмотрэнного режима, за исключением лишь того, что принимающее устройство выдает на выходе 29-31 ту же информацию, которую он принял от предыдущего элеменГЯ. таким образом, во всех рассмотренных выше режимах функцконкрования вычислительной среды каждая пара соседних устpoNcTB сре-ды работает по принципу запросответ, причем вначале первое устройство такой пары вырабатывает сигнал запросаединичный сигнал на выходе блока 2 — и если на нулевом входе (на выходе блока

2) триггера 5 второго устройства сигнал

О, т.е. если второе устройство обрабатывает предыцущее слово (например, передало его своему соседу), то триггер 5. этого устройства установится в "1" и запустит его на прием очередного слова. кальиые НР11очки элементов) каждая из Ко торах независимо вычисляет значение эйлеровой характеристики P „ своей части qiIIгуры. Объединение результатов промежуточных вычислений осуществляется с помощью элементов верхней строки. Результирующее значение эйлеровой характеристи1.= и ки Е;=Х. Е„

1=1 (где P - число параллел1

Формул а изобретения

Вычислительная среда, содержащая триггер, блок настройки, блок приема запросов, блок передачи запросов, вычислительный блок, вход и выход которого соединеиы соответственно с первым выходом

40 но работаю1дих вычислительных подсистем на фф. 2 Я 13) считывается с элемента, расположенного в правом верхнем углу решетки.

Время вычисления Е на решетке с чпо- 1Б лом элементов1п.х и составляет (1л+ If.) т.—

«единиц времени (где Т - время обработки инфо@нации в единичной окрестности элемента), так как именно за это время ип» формация о вершины, ребрах и гранях л1обой фигуры может быть передана от самого удаленного граничного элемента до выходного.

Таким образом, в предлагаемой вычислитедьной среде реализуются различные асинхронные автоматы, например аперисдические, а также автоматные, реализующие BBI,IKB представления асинхронных процессов, например сети Петри, с более высоКим, чем в известной быстродейст- 30 вием.

11 с порi11,1M Bx()II<>M 611ок11 п,к т(K>éêè, первая группа выходов которого соединена с группой входов блока передачи запросов, вторая группа выходов блока 11астройки подключена к первой группе входов блока приема запросов, выход которого соединен со вторым входом блока настройки, причем группа входов вычислительного блока, группа входов блока настройки и вторая группа входов блока приема запросов являютсп входами соответственно первой, второй и третьей группы входов среды, а группа выходов вычислительного блока, третья группа вь1ходов блока настройки и группа выходов блока передачи запросов являются выходами соответственно первой, второй и третьей группы выходов среды, о т л и ч B ю щ а H с я тем что, с целью повьпдения быстродействия, она содержит блок приема ответов, блок передачи ответов, группа входов которого соединена с четвертой группой выходов блока настройки, выходы блока передачи ответов являются четвертой группой выходов, вход блока передачи ответов соединен с выходом триггера, входом блока передачи запросов и с третьим входом блока настройки, пятая группа выходов которого соединена с первой группой входов блока приема ответов, вторая группа входов которого является четвертой группой входов устройства, а выход соединен с первым входом триггера, второй вход которого подключен к выходу блока приема запросов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

% 355611. кл. G 06 1 7/00, 1972.

2, Авторское свидетельство СССР

М 342180, кл. G. 06 Р 7/00, 1972 (прототип) . редактор Т. Киселева

Техрец . (). Г,,=., о;; а 1(ср,зэктор Н., --т Б

Заказ 36 18/14 Ч иран 7" ... :, -:аг: —:;о ое

UHÈÈÏÈ Гооударо веББо; о кома ве а с, С .:!: по делим изобретены . и:; -:-.-,:.:;.—, :, 113035, Москва, Ж-35, Р ; ..: -:=.:. ни::.,: 4/5

Фипиап ППП "Петенч", г. Ум<о-,; —.,,; . poe! pea л