Многоканальное устройство для управления обслуживанием запросов Советский патент 1984 года по МПК G06F9/50 

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к устройствам для управления обслуживани ем запросов, и может быть использовано при организации доступа к коллективно используемому ресурсу в мультипрограммных вычислительных си темах и сетях ЭВМ. Известно многоканальное устройст во для управления обслуживанием за::Тросов, содержащее в каждом канале два вентиля И-НЕ, два элемента И, а также общие для всех каналов триг гер блокировки и два элемента НЕ l Недостатком данного устройства является его сложность, обусловленная наличием большого количества логических элементов в каждом канале и большим числом соединений кана лов. Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является многоканал ное устройство для управления обслу живанием запросов, содержащее в каж дом канале первый и второй элемент И-НЕ, элемент задержки и однонаправленный элемент 2 . Данное устройство обеспечивает включение одного канала при одновре менной блокировке остальных и имеет ограниченные функциональные войможяости, так как не позволяет учитывать приоритеты каналов при управлении обслуживанием поступакадих по ним запросов. Распределение моментов возникновения запросов, как правило, имеет случайный характер, поэтому в вычис лительной системе могут возникать п риоды перегрузок, когда скорость обслуживания запросов оказывается ниже интенсивности их поступления, В таких условиях необходимо, чтобы обслуживатацая система имела возможность настроиться на обслуживание наиболее приоритетных запросов. Цель изобретения - повышение гибкости управления обслуживанием запросов путем обеспечения динамического изменения дисциплины обслуживания запросов в зависимости от нагрузки системы. Поставленная цель достигается тем, что в многоканальное устройст:эо для управления обслуживанием запросов, содержащее П каналов ( Пчисло источников запросов), а в каж дом канале два элемента И-НЕ, элемент задержки и однонаправленный элемент, причем выход первого элеме та И-НЕ соединен с соответствующим выходом устройства и первым входом второго элемента И-НЕ, выход которо го соединен с первым входом первого элемента И-НЕ, второй вход которого через последовательно соединенные элемент задержки и однонаправленный элемент соединен с вторым входом второго элемента И-НЕ данного канала и вторыми входами вторых элементов И-НЕ всех остальных каналов, дополнительно введены регистр маски, выполненный в виде реверсивного регистра сдвига, блок анализа нагрузки, а в каждом канале - элемент И, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И-НЕ данного канала, первый вход элемента И каждого канала является запросным . входом устройства, а второй вход соединен с соответствующим выходом регистра маски, первый вход которого соединен с шиной логической единицы устройства, второй вход соединен с входом начальной установки и первым входом блока анализа нагрузки, а третий и четвертый входы регистре маски со единены соответственно с первым и вторым выходами блока анализа нагрузки, при этом блок анализа нагрузки содержит узел элементов И, два элемента ИЛИ, два элемента И, два элемента задержки, узел элементов И-НЕ, регистр и накапливающий сумматор, причем вход регистра является первым информационным входом устройства, а выход регистра соединен с первым входом узла элементов И, второй вход которого соединен с выходом первого элемента задержки блока анализа нагрузки, а вход первого элемента задержки блока соединен с первым входом сумматора и выходом первого элемента ИЛИ, первый вход которого является первым входом блока, а второй вход соединен с выходом второго элемента ИЛИ, первый и второй входы которого соединены соответственно с первыми выходами первого и второго элементов И блока, причем первые входы первого и второго элементов И блока соединены с единичным и нулевым выходами триггера знака сумматора соответственно, а вторые их входы соединены с выходом второго элемента задержки блока, вход которого соединен с управляющим входом устройства и первым входом узла элементов И-НЕ блока, второй вход которого соединен с вторым информационным входом устройства, а выход соединен с BTOpbEvi входом сумматора, третий вход которого соединен с выходом узла элементов И, а первый и второй выходы блока соединены с первыми выходами первого и второго элементов И блока соответственно. На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 функциональная схема блока анализа нагрузки. Устройство содержит запросные входы l4...1fi, выходы 2 ,...2

каналы 3 ...3ц, элемент И 4, элементы И-НЕ 5 и 6, однонаправленный элемент 7, элемент 8 задержки, регистр 9 маски, вход 10 начальной установки устройства, входы 11, 12 и 13 регистра 9, блок 14 анализа нагрузки, информационные входы 15 и 16 устройства, вход 17 управления устройства. Блок 14 содержит элементы И 1В и 19, элементы ИЛИ 20 и 21, накапливающий сумматор 22, элементы 23 и 24 задержки, узел элементов И 25, узел элементов И-НЕ 26, реги-стр 27.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии регистр 9 маски сброшен, и с его инверсных выходов поступают разрешаю1цие сигналы на входы элементо.в И 4 соответствующих каналов 3. При отсутствии запросов на всех входах 1 действует потенциал логического нуля, в резултате чего элементы И 4 всех каналов 3 закрыты и на объединенные входы элементов И-НЕ 6 всех каналов 3 поступает потенциал логического нул На выходах 2 устройства действует потенциал логической единицы.

При возникновении сигнала запроса на входе 1 одного из каналов 3 элемент И 4. данного канала открывается и открывает элемент И-НЕ 5, поскольку на втором входе последнего действует логическая единица с выхода И-НЕ 6. В результате на соответствующий выход 2 устройства поступает разрешающий потенциал уровня логического нуля. Одновременно с выхода И-НЕ 5 сигнал с уровнем логического нуля поступает на вход И-НЕ б, удерживая его в закрытом состоянии. Поскольку на второй вход элемента И-НЕ б логическая единица поступает через интервал времени, .задаваемый элементом 8 задержки, переключение элемента И-НЕ 6 не произойдет.

Сигнал логической единицы с выхода однонаправленного элемента 7 поступает на вторые входы элементов И-НЕ б остальных каналов 3, в результате чего эти элементы открываются и запрещают переключение эле.ментов И-НЕ 5. Включение другого канала возможно лишь после снятия логической единицы с выхода элемента И 4 ранее включенного канала.

Регистр маски 9 предназначен для подключения и отключения каналов 3 от обслуживаквдей системы в соответствии с их приоритетами и в зависимости от нагрузки системы. Приоритеты каналов 3 - 3ц убывают с увеличением индекса при номере канала, т;е. самым старшим по приоритету

является канал 3 , а самым младшим 3(,.

Регистр 9 представляет собой реверсивный регистр сдвига, информационный вход которого соединен с шиной логической единицы. На входы 12 сдвига вправо и 13 сдвига влево из блока 14 анализа нагрузки поступают управляющие импульсы. При поступлении импульсов по линии 12

0 логическая единица, действующая на информационном входе регистра 9, начинает последовательно записываться в ячейки регистра 9, от1 лючая наименее приоритетные каналы. При пос5туплении управляквдих импульсов по линии 13 ячейки регистра последовательно устанавливаются в нуль и происходит подключение наиболее приоритетных каналов из числа отключенных.

Программно-аппаратные средства

0 измерения нагрузки системы обеспечивают периодическое поступление на информационный вход 16 устройства текущего значения нагрузки Ттек Если нагрузка системы резко возрас5тает (, вследствие значительного роста интенсивности входного потока заданий) или же ресурсов системы оказывается недостаточно для качественного обслуживания запросов,

0 поступающих по определенной, наиболее приоритетной группе каналов, то блок 14 анализа нагрузки начинает подавать управляющие импульсы на вход 12, что приводит к отключению

5 наименее приоритетных каналов.

Когда оесурсов обслуживания системы оказывается достаточно для качественного обслуживания запросов, блок 14 начинает подавать импульсы на вход 13, в результате чего обеспечивается подключение к обслуживанию наиболее приоритетных из числа отключенных каналов.

Блок 14 анализа нагрузки работает следующим образом.

Первоначальная установка накапливающего сумматора 22 в исходное состояние осуществляется сигналом, поступающим по входу 10 начальной установки. Этот же сигнал, пройдя через элемент задержки 23, обеспечивает запись в накапливаксций сумматор 22 эталонного значения нагрузки ,

которое предварительно заносится в регистр 27 и может периодически обновляться, поступая по информационному входу 15. Значение в блок 14 поступает по информационному входу 16. Частота поступления Ттек.. зависит от интервала измерений нагрузки. По импульсному сигналу на входе 17 значение , пройдя через уЗел элементов И-НЕ 26, в

обратном коде поступает в накапливанадий сумматор 22, где происходит его сравнение с Т. .

Если то знаковый разряд сумматора устанавливается в единичное состояние. Управляющий сигнал, который поступает на вход 17 одновременно с кодом TT)- проходит на элемента 24 задержки и по истечении интервала времени, необходимого для окончания переходных процессой в сумматоре 22, поступает через элемент И 19 на вход 12 регистра 9, ПРОИЗВОДЯ отключение менее приоритетных каналов. Этот же сигнал, пройдя: через элементы ИЛИ 20 и 21, сбрасьрает сумматор 22 и через элемент 23 задержки записывает в него значение из регистра 27.

При достижении условий после сравнения значений этих величин знаковый разряд сумматора 22 устанавливается в нулевое состояние. Управляющий сигнал с входа 17, пройдя через элемент 24 задержки и элемент И 18, поступает на вход 13 регистра 9 и производит подключение ранее отключенных каналов 3.

Таким образом, предложенное устройство позволяет динамически изменять дисциплину обслуживания запросов в зависимости от изменения нагрузки системы. Применение устройства позволяет решать задачу структурной адаптации ВЕлчислительных систем к реальной входной нагрузке с целью повЕДиения качества обслуживания заданной категории пользователей.

МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ОБСЛУЖИВАНИЕМ ЗАПРОСОВ, содержащее п каналов (И - число источников запросов), а в каждом канале два элемента Й-НЕ, элемент задержки и однонаправленный элемент, причем выход первого элемента И-НЕ соединен с соответствующим выходом устройства и первым входом второго элемента И-НЕ, выход которого соединен с первым входом первого элемента И-НЕ, второй вход которого через последовательно соединенные элемент задержки и однонаправленный элемент соединен с вторым входом второго элемента И-НЕ данного канала и вторыми входами вторых элементов И-НЕ всех остальных каналов, о т л и ч ающ е е ся тем, что, с целью повышения гибкости управления обслуживанием запросов путем обеспечения динамического изменения дисциплины обслуживания запросов в зависимости от нагрузки системы, оно дополнительно содержит регистр маски, выполненный в виде реверсивного регистра сдвига, блок анализа нагрузки, а в каждом канале - элемент И, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И-НЕ данного канала, первый вход элемента И каждого канала является запросным вхо дом устройства, а второй вход соединен с соответствующим выходом регистра маски, первый вход которого соединён с входом логической единицы устройства, второй пхог. соединен с входом начальной установки устройства и первым входом блока анализа нагрузки, а третий и четвертый входы регистра маски соединены соответственно с первым и вторьт т выходами блока анализа нагрузки, пии этом блок анализа нагрузки содержит узел элементов И, два элемента ИЛИ, два элемента И, два элемента задержки, узел элементов И-НЕ, регистр и накапливающий сумматор, причем яход регистра является первым информационным входом устройства, а выход регистра соединен с первым входомузла элементов И, второй вход которого i соединен с выходом первого элемента задержки блока анализа нагрузки, а (Л вход первого элемента задержки блока соединен с первым входом сумматора и выходом первого элемента ИЛИ, первый вход которого является пер.вым входом блока,-а второй вход соединен с выходом второго элемента ИЛИ, первый и второй входы которого соединены соответственно с выО ходами первого и второго элементе И блока, причем первые входы первого vj и второго элементов И блока соедине:о ны с единичным и нулевым выходами триггера знака сумматора соответстvj венно, а вторые их входы соединены J выходом второго элемента задержки блока, вход которого соединен с упсд равляющим входом устройства и первым входом узла элементов И-НЕ блока, второй вход которого соединен с вторым информационным входом устройства, а выход соединен с вторым входом сумматора, третий вход которого соединен с выходом узла элементов И, а первый и второй выходы блока соединены с первыми выходами первого и второго элементов И блока сор,Т етственно.