Двухвходовое устройство приоритета Советский патент 1993 года по МПК G06F9/46 

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть исполь- зс вано для управления доступом к общему

р€

сурсу двух активных устройств вычислительной системы.

Цель изобретения - расширение области применения устройства за счет реализации ц|/ клической дисциплины обслуживания, по- звзляющей предоставлять приоритет более коротким запросам в случае, когда длительность обслуживания запросов заранее не из- ве ;тна.

На чертеже приведена функциональная сх ма устройства.

Устройство содержит генератор им- пу ibcoa 1 .элементы И 2-5. схему сравнения 6, егистр 7, триггер 8, элемент ИЛИ 9, счет- чи с 10, элемент НЕ 11, элемент И-НЕ 12, входы 13, 14, группу кодовых входов 15,

вы

:оды 16, 17.

Изображенные на чертеже элементы устройства соединены следующим образом. Первый вход 13 устройства соединен с первыми входами первого элемента И 21 и элемента И-НЕ 12, второй вход которого соединен со вторым входом 14 устройства и первым входом второго элемента И 3, аыход которого соединен со вторым выходом 17 устройства, выход первого элемента И 2 соединен с первым выходом 16 устройства, выход генератора импульсов 1 соединен с первыми входам/, третьего элемента И 4 и четвертого элемента И 5, выход которого соединен со счетным входом счетчика 10, группа выходов которого соединена со второй группой входов схемы сравнения 6, первая группа входов которой соединена с группой выходов регистра 7, группа входов которого является группой кодовых входов 15 устройства, выход схемы сравнения 6

оо со х|

кэ

00

о

соединен со входом обнуления счетчика 10 и третьим входом элемента И-НЕ 12, выход которого соединен с третьими входами второго элемента И 3 и первого элемента И 2, второй вход четвертого элемента И 5 соединен со входом элемента НЕ 11, выход которого соединен со вторым входом третьего элемента И 4, выход которого соединен со счетным входом триггера 8, единичный и пулевой выходы которого соединены со.вторыми входами соответственно первого элемента И 2 второго элемента И 3. второй вход элемента ИЛИ 9 соединен с выходом первого элемента И 2 и входом установки в единицу триггера 8, вход установки в ноль которого соединен с выходом второго элемента И 3 и первым входом элемента ИЛИ 9, выход которого соединен со входом элемента НЕ 11.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии счетчик 10 находится о нулевом состоянии, на регистре 7 установлен код величины кванта времени обслуживания, на входах 13, 14 установлены нулевые сигналы. Триггер 8 переключается из одного состояния в другое по мере поступления импульсов от генератора 1 через элемент И 4. В случайные моменты времени на входы 13 и 14 устройства поступают запросы (единичные сигналы) на обслуживание. Запрос присутствует на соответствующем входе до окончания его полного обслуживания.

Рассмотрим работу устройства при наиболее СЛОУ.НОЙ ситуации, когда одновременно поступили запросы на вход 13 и вход 14. Допустим, что триггер 8 в момент поступления запросов находился в единичном состоянии. В этом случае на обслуживание будет принят запрос, поступивший по входу 13, т.к. элемент И 2 окажется открытым по третьему входу единичным сигналом с выхода элемента И-НЕ 12 (т.к. на его третьем входе имеется нулевой сигнал с выхода схемы сравнения 6), а по второму входу единичным сигналом с единичного выхода триггера 8. Таким образом, на выходе 16 устройства установится единичный сигнал с выхода элемента И 2. Этот же сигнал, поступив на вход установки в единичное состояние триггера 8, обеспечит удержание в единичном состоянии триггер, а через элементы ИЛИ 9 и НЕ 11 закроет элемент И 4 по второму входу, прекратив этим подачу импульсов с генератора 1 на счетный вход триггера 8.

С момента появления единичного сигнала на выходе 16 начинается обслуживание общим ресурсом запроса,

поступившего на вход 13, а время его непрерывного обслуживания будет учитываться на счетчике 10, так как единичный сигнал с выхода элемента ИЛИ 9 откроет по первому

входу элемент И 5, через первый вход которого на счетный вход счзтчика 10 начнут поступать счетные импульсы с генератора 1. После того, как на группе выходов счетчика 10 появится код, равный коду, записанному

в регистре 7, с выхода схемы сравнения 6 единичный сигнал (длительность которого будет указана ниже) сбросит счетчик 10 и поступит на третий вход элемента И-НЕ 12 и, т,к. на двух других его входах уже имеются

5 единичные сигналы, на выходе этого элемента появится нулевой сигнал, который закроет по третьим входам элементы И 2 и И 3, обеспечив поступление нулевых сигналов с их выходов на установочные входы тригге0 ра 8 и закрывание через элемент ИЛИ 9 по второму входу элемента И 5, чтобы счетные импульсы не поступали на счетчик 10, а единичным сигналом с выхода элемента НЕ 11 откроется элемент И 4 и очередным импуль5 сом с генератора 1 триггер 8 переключится в нулевое состояние. К этому моменту единичный сигнал с выхода схемы сравнения 6 закончится (его длительность рассчитывается как сумма времен срабатывания элемен0 тов 12, 2, 9, 11, 4 и периода следования импульсов генератора 1) и на выходе элемента И-НЕ 12 появится единичный сигнал, что приведет к срабатыванию элемента И 3, т.к. триггер теперь находится в нулевом со5 стоянии. Далее работа устройства осуществляется аналогично вышеописанному и, таким образом, обеспечивается выделение кванта времени обслуживания запросу, поступившему по входу 14. Если в течение

0 очередного кванта обслуживание одного из запросов полностью закончилось, т.е. на соответствующем входе 13 или 14 появится нулевой сигнал, то устройство перейдет к обслуживанию другого запроса, причем ес5 ли в очереди на обслуживание стоит только один запрос (только на одном из входов имеется единичный сигнал), то прерывание обслуживания этого запроса не наступает и ему выделяется еще квант времени.

0 Таким образом, предлагаемое устройство реализует циклическую дисциплину обслуживания запросов, обеспечивая приоритет запросам с малой длительностью обслуживания при априорной неопределеи5 ности времени, требуемого для обслуживания этих запросов. Такое обслуживание запросов приводит к максимизации (при правильном выборе величины кванта) количества обслуженных общим ресурсом (ОР) запросов за время его работы.

| В связи с тем, что предлагаемое устройство не создает экономии, а дает иной положительный эффект - позволяет увеличить соличество обслуженных запросов общим эесурсом, проведем сравнительный анализ предлагаемого и базового устройства, в качестве которого выбрано двухвходовое устройство приоритета (1), поскольку оно иболее эффективно реализует функции збслуживан.ия запросов с заранее неизве- :тными требуемыми длительностями обслуживания.

Проанализируем количество обслужен- -1ых запросов в вычислительной системе, содержащей два абонента и общий ресурс - например, процессор за интервал време- -1И, равный 6 условным единицам. I Пусть к началу анализируемого интерзала одновременно поступило два запроса; тервый от первого абонента, требующий 8 единиц времени обслуживания, а второй - эт второго абонента, требующий 2 единицы зремени обслуживания.

При использовании базового устройст- зз в вычислительной системе с вероятностью 0,5 за анализируемый интервал фемени полностью будет обслужен один janpoc (от второго абонента), и с вероятностью 0,5 - ни одного запроса, т.е. в среднем считает 0,5 запроса,

; При использовании предлагаемого усг- эойства, считая, что квант обслуживания ра- }ен одной единице времени и затратами на прерывание ОР от обслуживания одного абонента на обслуживание другого абонен- а можно пренебречь, полностью.с вероятностью 1 будет обслужен один запрос (от цторого абонента).

I Таким образом, относительный выигрыш в количестве обслуженных запросов при использовании предлагаемого устройства по сравнению с базовым составит 100 (1-0,5)-50%.

i Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я | Двухвходовое устройство приоритета, Содержащее генератор импульсов, первый,

второй, третий, четвертый элемент И, схему сравнения, регистр, триггер, элемент ИЛИ, счетчик и элемент И-НЕ, причем первый запросный вход устройства соединен с первы- ми входами первого элемента И и элемента И-НЕ, второй вход устройства соединен с первым входом второго элемента И, выход генератора импульсов соединен с первыми входами третьего и четвертого элементов И,

выход которого соединен со счетным входом счетчика, первая группа входов схемы сравнения соединена с группой выходов регистра, группа информационных входов которого является группой кодовых входов

устройства, инверсный выход триггера соединен с вторым входом второго элемента И, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом элемента НЕ, отличающееся

тем, что, с целью расширения области применения за счет реализации циклической дисциплины обслуживания запросов, позволяющей предоставлять приоритет более коротким запросам в случае, когда длительность обслуживания запросов заранее не известна, в нем второй запросный вход устройства соединен с вторым входом элемента И-НЕ, выход третьего элемента И соединен со счетным входом триггера, единичный выход которого соединен с вторым входом первого элемента, второй вход элемента ИЛИ соединен с выходом первого элемента И и входом установки в 1 триггера, и является первым выходом устройства,

вход установки в О триггера соединен с выходом второго элемента И и является вторым выходом устройства, выход элемента И-НЕ соединен с третьими входами первого и второго элементов И, третий вход элемента И-НЕ соединен с выходом схемы сравнения и с входом сброса счетчика, группа выходов которого соединена с второй группой входов схемы сравнения, выход элемента ИЛИ соединен с вторым входом четвертого

элемента И, выход элемента НЕ соединен с вторым входом третьего элемента И.

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано для управления доступом к общему ресурсу двух активных устройств вычислительной системы. Цель изобретения - расширение области применения за счет реализации циклической дисциплины обслуживания запросов, позволяющей предоставлять приоритет более коротким запросам в случае, когда длительность обслуживания запросов заранее не известна. Достижение цели обеспечивается введением в двухвходовое устройство приоритета новых связей между элементами, что позволяет увеличить количество обслуженных запросов за время работы общего ресурса за счет квантования времени обслуживания запросов. 1 ил.