Устройство для решения задачи выбора технических средств сложной системы Российский патент 2020 года по МПК G06F7/57 

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано для получения оптимального решения задачи выбора технических средств при выборе состава и числа технических средств для выполнения определенного объема работ.

Известно устройство для решения задачи решения задачи выбора технических средств сложной системы [1], которое позволяет получить точное решение задачи о выбора технических средств некоторой системы.

Недостатком данного устройства является невозможность определения вероятности набора технических средств при выборе оптимального состава и числа технических средств для выполнения определенного объема работ.

Задача изобретения - создать устройство, обеспечивающее определение вероятности набора технических средств при выборе оптимального состава и числа технических средств для выполнения определенного объема работ.

Это решение достигается тем, что в устройство, содержащее генератор тактовых импульсов (ГТИ) 1, первый элемент И 2, группу из n счетчиков 3_i (i=1…n, где n - число возможных различных типов технических средства комплекса), группу n первых регистров 4₁…4_n, группу n первых схем сравнения 5₁…5_n, группу n вторых элементов И 6₁…6_n, группу n третьих элементов И 7₁…7_n, группу n вторых регистров 8₁…8_n, группу n третьих регистров 9₁…9_n, матрицу n*m четвертых регистров 10₁₁…10_nm, группу n первых блоков умножения 11₁…11_n, матрицу n*m вторых блоков умножения 12₁₁…12_nm, первый сумматор 13, группу n вторых сумматоров 14₁…14_n, группу m вторых схем сравнения 15₁…l5_n, четвертый элемент И 16, группу m пятых регистров 17₁…17_n, шестой регистр 18, пятый элемент И 19, группу шестых элементов И 20, третью схему сравнения 21, выход ГТИ 1 соединен с первым входом первого элемента И 2, выход которого соединен с первым входом счетчика 3₁, выход переполнения счетчика 3_i (i=1…n-1) подсоединен к первому входу счетчика 3_i+1, информационный выход счетчика 3_i (i=1…n) подсоединен к первому входу третьих элементов И 7_i, к первому входу первой схемы сравнения 5_i (i=1…n), к первым входам одноименных вторых блоков умножения 12_ij (i=1…n, j=1…m), к первому входу первого блока умножения 11_i (i=1…n), второй вход которого подсоединен к выходу третьего регистра 9_i (i=1…n), выход первого блока умножения 11_i подсоединен к одноименному входу первого сумматора 13, выход которого подсоединен к первому входу шестого элемента И 20 и к первому входу третьей схемы сравнения 21, второй вход которой подсоединен к выходу шестого регистра 18, а выход подсоединен к первому входу пятого элемента И 19, выход которого подсоединен к второму входу шестого элемента И 20 и к вторым входам третьих элементов И 7_i (i=1…n), выход каждого из которых подсоединен к входу второго регистра И 8_i (i=1…n), выход которого является выходом 27_i (i=1…n) устройства, выход шестого элемента И 20 подсоединен к входу шестого регистра 18, выход переполнения счетчика 3_n подсоединен к второму входу первого элемента И 2, выходы пятых регистров 17₁…17_m подсоединены к первым входам одноименных вторых схем сравнения 15_j (j=1…m), выходы каждого четвертого регистра 10_ij (i=1…n, j=1…m) подсоединены к вторым входам одноименных вторых блоков умножения 12_ij, выход каждого второго блока умножения 12_ij соединен с одноименным входом сумматора 14_j (j=1…n), выход которого подсоединен к второму входу второй схемы сравнения 15_j (j=1…n), выход второй схемы сравнения 15_j (j=1…n) подсоединен к одноименному входу четвертого элемента И 16, выход которого подсоединен к второму входу пятого элемента И 19, выход первого регистра 4_i (i=1…n) подсоединен с первому входу первой схемы сравнения 5_i (i=1…n) и к первому входу второй группы элементов И 6_i (i=1…n), второй вход которой подсоединен к выходу первой схемы сравнения 5_i (i=1…n), а выход подсоединен к второму входу одноименного счетчика 3_i (i=1…n), включены группа n седьмых регистров 22₁…22_n, группа n блоков возведения в степень целого числа 23₁…23_n, группа n восьмых регистров 24₁…24_n, элемент задержки 25, выход переполнения счетчика 3_n подсоединен к входу элемента задержки 25 и к управляющим входам блоков возведения в степень целого числа 23₁…23_n, первые входы которых подсоединены к выходам одноименных вторых регистров 8₁…8_n, вторые входы - к выходам одноименных седьмых регистров 22₁…22_n, а выход - к первому входу восьмых регистров 24₁…24_n, выход элемента задержки 25 подсоединен к управляющим входам восьмых регистров 24₁…24_n и является выходом 29 устройства.

Проведенный поиск в известной научно-технической литературе не выявил наличие подобных технических решений.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на чертеже (фиг. 1) представлены генератор тактовых импульсов (ГТИ) 1, элемент И 2, группа из n счетчиков 3₁…3_n, группа n регистров 4₁…4_n, группа n схем сравнения 5₁…5_n, группа n элементов И 6₁…6_n, группа n элементов И 7₁…7_n, группа n регистров 8₁…8_n, группа n регистров 9₁…9_n, матрица n*m регистров 10₁₁…10_nm группа n блоков умножения 11₁…11_n, матрица n*m блоков умножения 12₁₁…12_nm, сумматор 13, группа n сумматоров 14₁…14_n, группа m схем сравнения 15₁…15_n, элемент И 16, группа n регистров 17₁…17_n, регистр 18, элемент И 19, группа элементов И 20, схема сравнения 21, группа n регистров 22₁…22_n, группа n блоков возведения в степень целого числа 23₁…23_n, группа n регистров 24₁…24_n, элемент задержки 25, вход устройства 26, выходы устройства 27₁…27_n, выходы устройства 28₁…28_n и 29 вместе со связями.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии все счетчики 3_i (i=1…n), устанавливаются в нулевое состояние. В регистр 18 заносится максимальный код, например, код с единицами во всех разрядах регистра 18.

На регистры 10_ij (i=1…n, j=1…m) заносятся коды j-тых характеристик i-ого технического средства. На регистры 22_i (i=1…n) заносятся коды вероятностей p_i безотказной работы i-ого технического средства. На регистры 4_i (i=1…n) заносятся коды чисел минимальных значений числа комплекса технических средств в системе. На регистры 17_j (j=1…m) заносятся коды допустимых суммарных значений j-тых характеристик искомого числа комплекса технических средств. На регистры 9_i (i=1…n) заносятся коды «стоимости» единицы технического средства комплекса. Входы установки на рисунке из-за громоздкости не показаны.

Работа устройства начинается после подачи сигнала ПУСК на вход 26 устройства, после чего импульсы с выхода ГТИ 1 начинают поступать через открытый элемент И 2 на вход счетчика 3₁, так как нулевой сигнал с выхода переполнения счетчика 3_n поступает на инверсный вход элемента И 2.

Выход счетчика 3_i (i=1…(n-1)) переполнения подсоединен к счетному входу счетчика 3_i+1. С выхода счетчика 3_i (i=1…n) код поступает на вход одноименного блока умножения 11_i (i=1…n), на вход схемы сравнения 5_i (i=1…n), на вход группы элементов И 7_i и на входы блоков умножения 12_ij (i=1…n, j=1…m). На вторые входы блока умножения 11_i (i=1…n) и блока умножения 12_ij (i=1…n, j=1…m) поступают коды с выходов регистров 9_i (i=1…n) и регистров 10_ij (i=1…n, j=1…m).

Код с выхода блока умножения 12_ij (i=1…m, j=1…n) поступает на одноименные входы группы сумматоров 14_j, с выхода которых коды поступают на первые входы одноименных схем сравнения 15_j. На вторые входы схем сравнения 15_j поступают коды с выходов регистров 17_j. На выходе схемы сравнения 15_j появляется единичный сигнал в случае, если код с выхода регистра 17_j не меньше кода с выхода сумматора 14_j.

Далее единичный сигнал с выхода схемы сравнения 15_j поступает на одноименный вход элемента И 16, с выхода которого сигнал поступает на первый вход элемента И 19.

Одновременно код результата с выхода блока умножения 11_i (i=1…n) поступает на одноименный вход сумматора 13, с выхода которого суммарный код «стоимости» набора технических средств поступает на второй вход группы элементов И 20 и на первый вход второй схемы сравнения 21, на второй вход которой поступает код с выхода регистра 18 со значением текущей «стоимости» набора технических средств.

Единичный сигнал на выходе схемы сравнения 21 появляется только в том случае, если код «стоимости» набора технических средств на выходе сумматора 13 меньше кода «стоимости» на выходе регистра 18 со значением текущей «стоимости» набора технических средств. Единичный сигнал с выхода схемы сравнения 21 поступает на второй вход элемента И 19.

В случае всех единичных входных сигналов на входах элемента И 19 с его выхода единичный сигнал поступает на первые входы группы элементов И 7_i и на первый вход группы элементов И 20, на второй вход которой поступает код с выхода сумматора 13 для перезаписи его в регистр 18, куда записывается код минимальной «стоимости» набора технических средств.

Через открытые группы элементов И 7_i коды с выходов счетчиков 3_i поступают на одноименные входы регистров 8_i, на которых фиксируются текущие значения количества предметов i-го типа технических средств.

Сигналы с выходов переполнения счетчиков 3_i поступают на счетные входы счетчиков 3_i+1. Сигнал с выхода переполнения счетчика 3_n поступает на инверсный вход элемента И 2, в результате чего прекращается подача импульсов с выхода ГТИ 1.

Частота сигналов ГТИ 1 выбирается с учетом последовательности надежного срабатывания элемента И 2, счетчиков 3₁…3_n, схем сравнения 5₁…5_n, элементов И 6₁…6_n, групп n элементов И 7₁…7_n, блоков умножения 11₁…11_n, сумматора 13, групп n сумматоров 14₁…14_n, схем сравнения 151…15_m, элемента И 16, элемента И 19, элементов И 20, схемы сравнения 21.

Сигнал с выхода переполнения последнего счетчика 3_n поступает также на вход элемента задержки 25 и на управляющие входы блоков возведения в степень целого числа 23₁…23_n, на первые входы которых поступают коды с инверсных выходах регистров 22_i значения (1-p_i), а на вторые входы - с выходов регистров 8_i число используемых в системе i-ых технических средств.

Элемент задержки 25 задерживает сигнал на время надежного срабатывания блоков возведения в степень целого числа 23₁…23_n, после чего происходит перезапись содержимого блоков возведения в степень целого числа 23₁…23_n в соответствующие регистры 24₁…24_n, с инверсных выходов которых на выходах 28₁…28_n устройства снимаются значения (1-(1-p_i)ⁱ) вероятностей безотказной работы всех i-ых технических средств.

Результатом работы устройства являются:

коды на регистрах 8_i , на которых фиксируются коды чисел набора технических средств i-го типа и могут быть сняты с выходов 27₁ устройства;

значения P_i=(1-(1-p_i)ⁱ) безотказной работы i-ых технических средств на выходах 28₁…28_n устройства;

значение минимальной (оптимальной) «стоимости» набора технических средств в регистре 18, а также сигнал окончания работы 29 устройства.

Использованные источники

1. RU N 2413287, кл. G06F 15/20.

2. RU N 2656543, кл. G06F 15/20.

Изобретение относится к области вычислительной техники. Технический результат заключается в обеспечении возможности определения вероятности набора технических средств при выборе оптимального состава и числа технических средств для выполнения определенного объема работ. Технический результат достигается за счёт устройства для решения задачи выбора технических средств сложной системы, содержащего генератор тактовых импульсов, первый элемент И, группу из n счетчиков, группу n первых регистров, группу n первых схем сравнения, группу n вторых элементов И, группу n третьих элементов И, группу n вторых регистров, группу n третьих регистров, матрицу n*m четвертых регистров, группу n первых блоков умножения, матрицу n*m вторых блоков умножения, первый сумматор, группу n вторых сумматоров, группу n вторых схем сравнения, четвертый элемент И, группу n пятых регистров, шестой регистр, пятый элемент И, группу шестых элементов И, третью схему сравнения, причём в него дополнительно включены группа n седьмых регистров, группа n блоков возведения в степень целого числа, группа n восьмых регистров, элемент задержки. 1 ил.

Устройство для решения задачи выбора технических средств сложной системы, содержащее генератор тактовых импульсов (ГТИ) 1, первый элемент И 2, группу из n счетчиков 3_i (i=1…n, где n - число возможных различных типов технических средства комплекса), группу n первых регистров 4₁…4_n, группу n первых схем сравнения 5₁…5_n, группу n вторых элементов И 6₁…6_n, группу n третьих элементов И 7₁…7_n, группу n вторых регистров 8₁…8_n, группу n третьих регистров 9₁…9_n, матрицу n*m четвертых регистров 10₁₁…10_nm, группу n первых блоков умножения 11₁…11_n, матрицу n*m вторых блоков умножения 12₁₁…12_nm, первый сумматор 13, группу n вторых сумматоров 14₁…14_n, группу n вторых схем сравнения 15₁…15_n, четвертый элемент И 16, группу n пятых регистров 17₁…17_n, шестой регистр 18, пятый элемент И 19, группу шестых элементов И 20, третью схему сравнения 21, выход ГТИ 1 соединен с первым входом первого элемента И 2, выход которого соединен с первым входом счетчика 3₁, выход переполнения счетчика 3_i (i=1…n-1) подсоединен к первому входу счетчика 3_i+1, информационный выход счетчика 3_i (i=1…n) подсоединен к первому входу третьих элементов И 7_i, к первому входу первой схемы сравнения 5_i (i=1…n), к первым входам одноименных вторых блоков умножения 12_ij (i=1…n, j=1…m), к первому входу первого блока умножения 11_i (i=1…n), второй вход которого подсоединен к выходу третьего регистра 9_i (i=1…n), выход первого блока умножения 11_i подсоединен к одноименному входу первого сумматора 13, выход которого подсоединен к первому входу шестого элемента И 20 и к первому входу третьей схемы сравнения 21, второй вход которой подсоединен к выходу шестого регистра 18, а выход подсоединен к первому входу пятого элемента И 19, выход которого подсоединен к второму входу шестого элемента И 20 и к вторым входам третьих элементов И 7_i (i=1…n), выход каждого из которых подсоединен к входу второго регистра И 8_i (i=1…n), выход которого является выходом 27_i (i=1…n) устройства, выход шестого элемента И 20 подсоединен к входу шестого регистра 18, выход переполнения счетчика 3_n подсоединен к второму входу первого элемента И 2, выходы пятых регистров 17₁…17_n подсоединены к первым входам одноименных вторых схем сравнения 15_j (j=1…n), выходы каждого четвертого регистра 10_ij (i=1…n, j=1…n) подсоединены к вторым входам одноименных вторых блоков умножения 12_ij, выход каждого второго блока умножения 12_ij соединен с одноименным входом сумматора 14_j (j=1…n), выход которого подсоединен к второму входу второй схемы сравнения 15_j (j=1…n), выход второй схемы сравнения 15_j (j=1…n) подсоединен к одноименному входу четвертого элемента И 16, выход которого подсоединен к второму входу пятого элемента И 19, выход первого регистра 4_i (i=1…n) подсоединен с первому входу первой схемы сравнения 5_i (i=1…n) и к первому входу второй группы элементов И 6_i (i=1…n), второй вход которой подсоединен к выходу первой схемы сравнения 5_i (i=1…n), а выход подсоединен к второму входу одноименного счетчика 3_i (i=1…n), отличающееся тем, что в него дополнительно включены группа n седьмых регистров 22₁…22_n, группа n блоков возведения в степень целого числа 23₁…23_n, группа n восьмых регистров 24₁…24_n, элемент задержки 25, выход переполнения счетчика 3_n подсоединен к входу элемента задержки 25 и к управляющим входам блоков возведения в степень целого числа 23₁…23_n, первые входы которых подсоединены к выходам одноименных вторых регистров 8₁…8_n, вторые входы - к выходам одноименных седьмых регистров 22₁…22_n, а выход - к первому входу восьмых регистров 24₁…24_n, выход элемента задержки 25 подсоединен к управляющим входам восьмых регистров 24₁…24_n и является выходом 29 устройства.