Устройство для определения показателя эффективности системы передачи данных Советский патент 1989 года по МПК G06F17/00 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для определения комплексных показателей результативности применения сложных систем передачи данных (СПД), в частности для определения эффективности структурно-сложных СПД с разноскоростными каналами.

Цель изобретения - повышение точности работы устройства.

На фиг. 1 и 2 представлена схема устройства; на фиг. 3 - схема многоканального блока моделирования структуры системы передачи данных; на фиг. 4 - функциональная схема логико- структурного блока.

3150109

В математическом плане задача своится к нахождению показателя готовости СПД, состоящей из п к m элеентов, с помощью которых образуют п г аналов производной структуры:

PC ZPiZiK;R;D, (0 де i - номер состояния С11Д (i 1,2 ; (m - число каналов СПД, каждый из которых может нахо- jQ диться в состоянии готовности или неготовности); Р; - вероятность i-ro состояния

С1Щ (0 Р; IV;); Z. - значимость системы в i-м со- 15

стоянии (0 Zj 1 V-) ; - относительная максимальная

оперативность передачи информации в i-M состоянии, определяемая по формуле 20 К; В;/А,(2)

де А - максимальная оперативность СПД, характеризуемая самым высокоскоростным из всех ее каналов;25

Bj - оперативность СПД, характеризуемая самым скоростным из ее каналов, находящихся в готовности в i-M состоянии СПД.30

Значения величин А и В заданы выажениями

А ,1,у ; (3)

fl;,f -i - де Т , - среднее время передачи инО 1 ,

формации по j-му каналу СПД (J 1,т), зависит от того, в каком i-м состоя- 40 НИИ находится СПД, т.е. один и трт же канал может иметь TjJ;

J (i) - множество каналов СПД, находящихся в готовности в 45 ее i-M состоянии; R - относительная суммарная

пропускная Способность СПД в i-M состоянии, определяется как5Q

(5)

;-,.

Е - пропускная способность i-ro

канала СПД;

DI относительные суммарные полезные затраты на элементы СПД в i-M состоянии, определяемые как

D, );.,

rektTOlf Г

(6)

где Dy - затраты на -й элемент СПД; (i)- номера элементов СПД, вхо- ДЯГД1Х в состав каналов СПД, находящихся в готовности в i-M состоянии.

В каждом состоянии системы ее значимость определяется суммарной значимостью каналов, находящихся в готовности в данном состоянии. Каждому j-му каналу соответствует значимость «i 1 так 4To51 .k . Условием го- товности каждого j-ro канала является готовность каждого элемента, входящего в состав j-ro канала. Вероятность готовности j-ro канала Г|.

ПГо. где Г - номер элемента СПД, еКЛТ .

готовность 9-го элемента СПД; I(j) - множество элементов, входящих в состав j-ro канала. Таким образом, при известных Г. ( 1 ,п), структуре СПД путем перебора 2 вариантов состояний СПД вычисляется вероятность ее исправного состояния.

При известной структуре, набранной с помощью многоканального узла моделирования структуры СПД, определяется вероятность того или иного состояния системы Р,- по множествам Г, , оценивается значимость i-ro состояния Z; 21Z-, где I(i) - мно-J l(i1 /

жество каналов , на ходящихся в готовности при i-M состоянии системы. Вероятность i-ro состояния СПД вычисляется как Р; ПГ -(l-r.), где j.

;jel(i).Ke {M-I(i ) - множество каналов, находящихся в неготовности в i-M состоянии СПД. При каждом i-м состоянии СПД вычисляются Р;,Z, Bj,

ZE; , SiDfc , на последнем этапе опре)€T(;i екеГ(5)) деляется показатель эффективности

СПД в соответствии с выражением firin TJ,.1

pr|5- -....

полученным из (1) с учетом (2)-(6). Устройство содержит блок 1 установки ограничений, первьй блок 2 задания постоянных коэффициентов, первый блок 3 умножения, первый блок 4 суммирования, ключ 5, аналого-цифровой преобразователь 6, блок 7 индикации, второй блок 8 задания постоян51501091

ных коэффициентов, первую группу ключей 94-9, многоканальный блок 10 моделирования структуры системы передачи данных, блок 11 алгебраического

J

второго выхода дешифратора открывается ключ 36 J ,

Блок 10 предназначен для модели- рования &труктуры СПД, состоящей из 8|0

суммирования, первую группу переключателей 12, счетчик 13, генер ор 14 тактовьпс импульсов, накапливающий сумматор 15, элемент 16 задержки, первый блок 17 деления, первый блок выделения минимального сигнала, вход 19 запуска устройства, вторую группу переключателей 20, третий блок 21 задания постоянных коэффициентов, второй блок 22 умножения,четвертый 23 и пятый 24 блоки задания постоянных коэффициентов, вторую группу ключей 25, третью группу ключей 26, блок 27 задания структуры, второй 28, третий 29, четвертый 30 и пятый блоки 31 суммирования,третий 32 и четвертый 33-блоки умножения, второй 34 и третий 35 блоки деления, четвертую группу ключей 36, пятую

5 с. Следовательно, первая подгруппа будет иметь 2 блока 21,, и 21 ,, на выходах которых напряжением дешифратора 38 открывается ключ 36 , с

п разнотипных элементов, образующих. ее m каналов. Моделирование структу- .ры СПД с помощью бдока 10 осуществляется следуюощм образом. Первые входы блоков 41 построчно соединены с вхо15 дом блока 10, образуя его ц входов. Например (фиг. 3), если первый канал СПД содержит 1-й, 2-й, 4-й элементы из п, то второй вход узла 41 соединяется с шиной 43, напряжение ко20 торой равно напряжению 1, второй вход блока 41, соединяется с выхо о. дом узла 41,, , второй вход узла 41

41

выподключается к выходу узла 412,

ход узла 4141 соединяется с первым выход узла 4141 соединяется с первым вы

группу ключей ,, дешифратор 38, 25 ходом блока 10, соответствующим перблок 39 выделения максимального сигнала и второй блок 40 выделения минимального сигнала.

Многоканальный блок 10 моделирования структуры СПД включает первые вторые 4l2,-41,. . ., п-е умножения, трехпозици- онные переключатели 42 -42, и пита- юище шины 43, .

Блок 27 задания структуры содержит элементы ИЛИ 44 и первые 45 , ,

вторые 452,-45 га-е 45;„,

перемычки.

Блок 1 установки ограничений представляет собой набор многоступенчатых переключателей, предназначенных дпя установления необходимых постоянных значений выходных напряжений в блоках 2, 8, 21, 23 и 24.

Блоки 8, 21, 23 и 24 задания постоянных коэффициентов представляют собой наборы регулируемых ис гочников постоянного напряжения,

Блок 21 в отличие от других аналогичных узлов имеет m групп, каждая из которых содержит столько элементов 21J: , сколько значений может приобретать средняя длительность передачи информации по j-му каналу в зависимости от i-ro состояния СПД. Например, СПД имеет 2 канала и 4 состо30

вому каналу СПД, В результате на пер вом выходе блока 10 появляется напря жение, п эопорциональное Г, Г, х Г Г, , Если га-й канал СПД состоит из 2-го, 3-го и п-го элементов, то выход

второго узла подсоединяется к второму входу узла 4Ц, выход которого коммутируется на второй вход узла , выход которого соединяет- 35 ся с т-м выходом блока 10, соответствующим т-му каналу СПД. Таким образом, на выходе т-го канала блока 10 налряж.ение пропорционально Г

г,

40

f T Каждый переключатель блоков 12 и

20 коммутирует первьй вход на выход

при поступлении на их управляющий вход потенциала 1, при поступлении

О

на него потенциала U на выход ком45 мутируется второй вход.

Счетчик 13 - га-разрядный двоичный счетчик с выходами от каждого разряда.

Блок 18 предназначен для подачи

50 на свой выход минимального из напряжений, поступающих на его m входов, и может состоять например, из пороговых Схем с соответствующими связями. Блок 27 (фиг. 4) имеет m входов

55 и п выходов (соответственно по числу моделируемых каналов и элементов СПД), содержит m к п перемычек - 45 и п элементов ИЛИ служит дпя логиче ского учета полезности каждого

яиия. Первьй канал имеет в 1-м состоянии Топ, 5 с; во 2-м - 1oni 3 в 3-м - Топ 5 с; в 4-м - То„

с;

5 с. Следовательно, первая подгруппа будет иметь 2 блока 21,, и 21 ,, на выходах которых напряжением дешифратора 38 открывается ключ 36 , с

Блок 10 предназначен для модели- рования &труктуры СПД, состоящей из

п разнотипных элементов, образующих. ее m каналов. Моделирование структу- ры СПД с помощью бдока 10 осуществляется следуюощм образом. Первые входы блоков 41 построчно соединены с входом блока 10, образуя его ц входов. Например (фиг. 3), если первый канал СПД содержит 1-й, 2-й, 4-й элементы из п, то второй вход узла 41 соединяется с шиной 43, напряжение которой равно напряжению 1, второй вход блока 41, соединяется с выхо о. дом узла 41,, , второй вход узла 41

41

выподключается к выходу узла 412,

ход узла 4141 соединяется с первым выходом блока 10, соответствующим пер

вому каналу СПД, В результате на первом выходе блока 10 появляется напряжение, п эопорциональное Г, Г, х Г Г, , Если га-й канал СПД состоит из 2-го, 3-го и п-го элементов, то выход

второго узла подсоединяется к второму входу узла 4Ц, выход которого коммутируется на второй вход узла , выход которого соединяет- ся с т-м выходом блока 10, соответствующим т-му каналу СПД. Таким образом, на выходе т-го канала блока 10 налряж.ение пропорционально Г

г,

f T Каждый переключатель блоков 12 и

20 коммутирует первьй вход на выход

при поступлении на их управляющий вход потенциала 1, при поступлении

О

на него потенциала U на выход ком45 мутируется второй вход.

Счетчик 13 - га-разрядный двоичный счетчик с выходами от каждого разряда.

Блок 18 предназначен для подачи

50 на свой выход минимального из напряжений, поступающих на его m входов, и может состоять например, из пороговых Схем с соответствующими связями. Блок 27 (фиг. 4) имеет m входов

55 и п выходов (соответственно по числу моделируемых каналов и элементов СПД), содержит m к п перемычек - 45 и п элементов ИЛИ служит дпя логиче ского учета полезности каждого

-го элемента в j-м канале СПД в текущем i-M его состоянии, т.е. для определения множества К (ГС)) .Перемычки 5jt входом подключены к j-му входу блока 27, а выходом - к j-му входу элемента ИЛИ 44, выход которой является -м выходом блока 27. Учет структуры СПД Б блоке 27 производится следующим образом. эле- мент входит в состав j-ro канала СПД то перемычка 45jt устанавливается в замкнутое состояние, в противном случае - в разомкнутое состояние. Например, если первый канал СПД содержит 1-й, 2-й, 4-й элементы, то перемычки

замкнутом, а ос45

тальные перемычки 45 w- - в разомкнутом состоянии. Если второй канал СЦЦ содержит 2-й, 8-й, 10-й, п-й элемен- ты, то перемычки 45, , , 45 - в замкнутом, а остальные перемычки 45 - в разомкнутом состоянии. Если т-й канал СПД содержит 2-й 3-й и п-й элементы, то перемычки

5«,г тз замкнутом, а остальные перемычки 45 - в разомкнутом состоянии. Таким образом, если -й элемент СЦЦ входит в состав хотя бы одного находящегося готовности в текущем i-м состоянии канала, то на -м выходе блока 27 присутствует потенциал 1.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении с помощью переключателей блока 1 на выходах блоков 2, 8, 21, 23 и 24 устанавливаются напряжения, пропорциональные соответственно показателям готовнос- ти п элементов СПД, значимостям ш каналов СПД, средним длительностям передачи информации установленного объема по m каналам СПД в i-м состоянии, затратам на п элементов СПД, пропускным способностям каналов СПД, т.е. на выходах блоков 2, 8,., 21 1 , 23ц, 24 всегда присутствутат напряжения, пропорциональные значениям величины соответственно Г , Zjj, Tppi , D,(, ЕК, а на выходах блоков 29 и 31 -2lDw и51Е; . С помощью блока 40

I 3

выделяется наименьшее выходное напряжение с блока 21, которое подается на вход блока 22, а наибольшее вы ходное напряжение - на вторые входы блока 20 с выхода блока 39, При этом обеспечивается подача на вход блока 22 и вторые входы переключателей 20,-20 напряжений, пропррциональ-. ные соответственно .H , |

На J-M выходе блока 10 присутствует напряжение, соответствующее произведению показателей готовности тех элементов СПД, которые образуют ее j-й канал, В блоке 27 устанавливаются перемычки в соответствии со структурой СПД. Поскольку счетчик 13 - в нулевом состоянии, на входах и выхо.дах блока 27 присутствует потенциал О. При запуске генератора 14 в счетчике 13 записывается последовательность чисел от О до 2 , При поступлении первого импульса с генератора 14 на вход счетчика 13 с первого разряда последнего потенциал 1 поступает на управляющие входы переключателей 12, 20, , ключей 9, , 25, и первый вход блока 27. При этом напряжение с первого выхода блока 10, пропорциональное Г.. коммутируется на первый вход блока 3, напряжение

с выхода блока 21,, пропорциональное

Тд коммутируется на первьй.вход

блока 18, напряжение с выхода блока 8,, пропорциональное Z,, подается на первый вход блока 4,. В блоках П, производится вычитание из потенциала 1 напряжения, пропорционального Г(; , На вторые входы блоков подается напряжение, пропорциональное соответственно l-f ,.,,,1-Г|, так как на управляющих входах переключателей присутствует потенциал О. На второй ;,.., т-й входы блока 18 подается напряжение, пропорциональное raaxj Tpp, так как на входах переключателей 20--2Q присутствует потенциал О, На выходе блока 18 обеспечивается напряжение, пропорциональное, rainfT,s

1jeTGI

Тр , На вторых входах блоков 4;(-4

напряжение отсутствует, так как напряжением с выходов, счетчика 13 открыт только ключ 9. Потенциал 1 присутствует только на первом выходе блока 27, в результате чего через открытый ключ 26 напряжение с выхода блока 23, , пропорциональное D,, поступает в блок 30. Поскольку на других выходах блока 27 - потенциал О то ключи 26,,.,,26j разомкнуты и на выходе блока 30 напряжение пропорционально DJ .

Поскольку открыт только ключ 23, то на выходе блока 28 напряжение пропорционально Е,. На выходе блока 4 устанавливается напряжение, пропор- ;циональное Z, на выходе блока 3 - пропорциональное Р, Г„(1-Г,,)...(1-Г. ка 17 - пропорциональное

Р,г,/То„ , на выходе

блока 32 - пропорциональное Р, Z SLOj,/

/Т , ha выходе блока 33 - пропор, (причем Р 1), на выходе блозапре1цая его дальнейигую работу, и на вход блока 5, В результате напряжение с выхода сумматора 15 через блок 5 поступает на блок 22 и на выходах блоков 22, 35 и ЗА устанавливаются напряжения, пропорциональные соответственно

10

и

гг

Т,; и,А;

и,5

, )

Напряжение U.., преобразованное в

циональное S Р2 , , кото-15 код преобразователем 6, поступает на

. Япглтгд 7 мып LrvmTTTi r Trtf na-ura -

€ПЛ

вход блока 7 индикации, где отображается числовое значение показателя эффективности системы (7),

рое запоминается в накапливающем сум- маторе 15, После поступления второго- пятого импульсов от генератора 14 на счетчик 13 на вход сум- 20 Ф матора 15 подаются напряжения,пропорциональное соответственно

2

в е эф

r.Jl-r,J...(l-F,J;

( - ;,)х

г

25

за чи ог де да ки бл пе ко ча им пе ка су пе пу за пе фо да хо он мо

S- P.(Z,-«-Zj)ZDfcr(E,+E)/

Г i 2 (.,г) /пап{т„„,То„,1,, Р Г,,(1-Г,,)...

...(1-Пс„);

-Ги) «()Гк(1-Г,)...(1-Г,„)

S5 Pj(Z,+Z3)ZD(E,+E5)/

/rain(Тол , llnj), PS Г, (1-П,2)х

Г|с(1-Ги)...(), т.д., а на выходе сумматора 15 притствуют напряжения соответственно

S, + S

а

+ S ; .S , -tS + S Зг +

+ S

s, +

3

S , + S-,

Si + 85. и т.д.

S, +

40

Таким образом, после 2 -го импуль-, са генератора 14 на выходе сумматора 15 напряжение пропорционально величине45

Устройство для определения показателя эффективности системы передачи данных, содержащее блок установки ограничений, многоканальный блок моделирования структуры системы передачи данных, с первого по третий блоки задания постоянных коэффициентов, блок алгебраического суммирования, первый блок выделения минимального кода, первую и вторую группы переключателей, счетчик, генератор тактовых импульсов, элемент задержки, ключ, первый.и второй блоки умножения, накапливающий сумматор, первьш блок суммирования, первую группу ключей и первый блок деления, причем вход запуска устройства соединен с входом запуска блока установки ограничений, первьй выход которого соединен с информационным входом первого блока задания постоянных коэффициентов, выход которого соединен с информационным входом многоканального блока моделирования структуры системы переи

дачи данных, 1-й выход которого )(Вц,)() J. (где i l,...,m; m - число каналов структуры) соединен с i-м информационным входом блока алгебраического 50 суммирования и с первым управляющим входом i-ro переключателя первой группы, информационный вход которого соединен с -м входом блока алгебраического суммирования, второй выход J5 блока установки ограничений соединен с информационным входом второго блока задания постоянньгх коэффициентов, i-й выход которого подключен к управляющему входу 1-го ключа первой груп 5

При появлении (2 -t-O-ro импульса на выходе генератора 14 происходит переполнение счетчика 13, в результате чего он фиксируется в нулевом состоянии, а импульс переполнения поступает на элемент 16 задержки (время задержки превышает суммарное время срабатывания блоков 3, 4, 9, 12 (20), 25 (26), 28 (29), 17, 15, 32, 33.), а через него - на вход генератора 14,

запре1цая его дальнейигую работу, и на вход блока 5, В результате напряжение с выхода сумматора 15 через блок 5 поступает на блок 22 и на выходах блоков 22, 35 и ЗА устанавливаются напряжения, пропорциональные соответственно

и

гг

Т,; и,А;

и,5

, )

Напряжение U.., преобразованное в

код преобразователем 6, поступает н

код преобразователем 6, поступает на

Япглтгд 7 мып LrvmTTTi r Trtf na-ura -

Ф

вход блока 7 индикации, где отображается числовое значение показателя эффективности системы (7),

ормула изобретения

20 Ф

25

30

35

40

45

Устройство для определения показателя эффективности системы передачи данных, содержащее блок установки ограничений, многоканальный блок моделирования структуры системы передачи данных, с первого по третий блоки задания постоянных коэффициентов, блок алгебраического суммирования, первый блок выделения минимального кода, первую и вторую группы переключателей, счетчик, генератор тактовых импульсов, элемент задержки, ключ, первый.и второй блоки умножения, накапливающий сумматор, первьш блок суммирования, первую группу ключей и первый блок деления, причем вход запуска устройства соединен с входом запуска блока установки ограничений, первьй выход которого соединен с информационным входом первого блока задания постоянных коэффициентов, выход которого соединен с информационным входом многоканального блока моделирования структуры системы пере1 1,50

пы, выход которого соединен с i-м информационным входом первого блока суммирования, выход которого соединен с первым информационным входом первого блока умножения, выход которого соединен с первым информационным входом первого блока деления, выходы переключаемой второй группы соединены с соответствующими входами первого блока вьщеления минимального кода, выход которого соединен с вторым информационным входом первого блока деления, третий выход блока установки ограничений соединен с инфор- мационным входом третьего блока задания постоянных коэффициентов., выход старшего разряда счетчика соединен с входом элемента задержки, с вторым управляющим входом первого переклю- чателя первой группы, с информационным входом первого ключа первой группы и с первым управляющим входом первого переключателя второй группы, выход л -го разряда (где j 2,...,га) счетчика подключен к .второму управляющему входу j-ro переключателя первой группы, к информационному входу j-ro ключа первой группы и к первому управляющему входу j-ro переключате- ля второй группы, выход элемента задержки соединен с управляющим входом ключа и с входом останова генератора тактовых импульсов, выход которого соединен со счетным входом счетчика, выход ключа соединен с первым информационным входом второго блока умножения, выход накапливающего сумматора соединен с информационным входом второго блока умножения, выход i-ro .переключателя первой группы соединен с (i+1)-M информационным входом первого блока умножения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности работы устройства, в него введены четвертьй и пятый блоки задания постоянных коэффициентов, второй блок в ыделения минимального кода, блок вьзделения максимального кода, дешифратор, блок задания струк- туры, с второй по пятую группы ключей, третий и четвертый блоки умножения, второй и третий блоки деления с второго по пятый блоки деления, с второго по пятый блоки суммирования, причем i-й выход счетчика, подключен к i-му-информационному входу блока задания структуры, к i-му входу дешифратора и к управляющему входу i-r

Q з 0 5 о л .г Q ,

5

112

ключа второй группы, выход которого подключен к i-му информационному входу второго блока суммирования, вы-- ход первого блока деления подключен , к первому информационному входу тре-- тьегс блока умножения, выход которого подключен к первому информационному входу четвертого блока умножения, вьпсод которого подключен -к входу накапливающего сумматора, выход второго блока суммирования подключен к второму информационному входу блока умножения, четвертый выход блока ус- т-ановки ограничений подключен к информационному входу четвертого блока задания постоянных коэффициентов, S-й выход которого подключен к инфор-- мационному входу S-ro ключа третьей группы (где S ,,,,,п; п - число элементов структуры) и к S-му информационному входу третьего блока суммирования., выход которого подключен к первому информационному входу второго блока деления, S-й выход блока задания структуры подключен к управляющему входу S-ro ключа третьей группы, выход которого подключен к информационному входу четвертого блока су1 гмирования, выход которого подключен к второму информационному входу третьего блока умножения, выход второго блока выделения минимального кода подключен к второму информационному входу второго блока умножения, выход которого подключен к первому информационному входу третьего блока деления, выход которого подключен к второму информационному входу второго блока деления, пятый выход блока установки ограничений подключен к информационному входу пятого блока задания постоянных коэффициентов, i-й выход которого подключен к информационному входу i-ro ключа второй - группы и к 1-му информационному входу пятого блока суммирования, выход которого подключен к второму информационному входу третьего блока деления, 1-й выход (где 1 1,..,.,mq) третьего блока задания постоянных коэффициентов подключен к информационному входу i-ro ключа четвертой группы, выход (2р+1)-го ключа (где р

mq-2 О,,,, q - число различных

значений среднего времени передачи информации по i-му каналу) четвертой группы соединен с первым входом

фиг2

Ф,3

tst isi

4ittf.4

Vf/T

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для определения комплексных показателей результативности применения сложных систем передачи данных. Цель изобретения - повышение точности работы устройства. Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит блок установки ограничений, первый блок задания постоянных коэффициентов, первый блок умножения, первый блок суммирования, ключ, аналого-цифровой преобразователь, блок индикации, второй блок задания постоянных коэффициентов, первую группу ключей, многоканальный блок моделирования структуры системы передачи данных, блок алгебраического суммирования, первую группу переключателей, счетчик, генератор тактовых импульсов, накапливающий сумматор, элемент задержки, первый блок деления, первый блок выделения минимального сигнала, вход запуска устройства, вторую группу переключателей, третий блок задания постоянных коэффициентов, второй блок умножения, четвертый блок задания постоянных коэффициентов пятый блок задания постоянных коэффициентов , вторую группу ключей, третью группу ключей, блок задания структуры, второй блок суммирования, третий блок суммирования, четвертый блок суммирования, пятый блок суммирования, третий и четвертый блоки умножителя, второй и третий блоки деления, четвертую группу ключей, пятую группу ключей, дешифратор, блок выделения максимального сигнала, второй блок выделения минимального сигнала. 4 ил.