Вычислительная среда Советский патент 1980 года по МПК G06F7/00 

Изобретение относится к области автоматики, вычислительной техники я киберне тики. Известно устройство вычиспитеяьной среды, содержещее блок настройки и логический блок, настроечный вхос которого соединен с одним из выходов блока наст ройки, подключенного одним из своих входов к одному из выходов логического блока, остальные входы и выходы логического блока и блока настройки соединены с входами и выходами устройства fl} . Недостатком его является низкое быстродействие при работе в асинхронном режиме. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство вычислительной среды, содержащее триггер, блок настройки, блок приема запросов, блок передачи запросов, вы.числительный блок, вход и выход которого соединены соответственно с первым выхЬдом и первым входом блока настройки, первая группа выходов которого соединена с груп 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 aь ходов блока настройки и группа выходов блока передачи запросов являются выходами соответственно первой, второй и третьей группы выходов среды. Устройство содержит, кроме того, элементы И, ИЛИ 2 . Недостатком его является низкое бь сгродействие. Цель изобретения - повышение быстродействия. Цель достигается тем, что устройство содержит блок приема ответов, блок пер&дачи ответов, группа входов которого соединена с четвертой группой выходов постройки, вькоцы блока передачи ответов являются четвертой группой выхонов срйкы, Бхой. бпола пе|:еаачи ответов со9ш-5;неи с выходом тр:-ггтбра.: входом бпс- к0 передачи запросов и с третьим BXonoiv блокя нас-тройкн, пятая группа выходо;з к6то{Х го соепин 9на с порвой группой вхо. цов блока приема ответов, вторая входов которогчэ является четвертой грук- пой ахопов усггройства, а вьошд соединен с первым вхопом триггера, второй вход к то рото подключен к BbDconj блока приема звлросов, На ф1-тг„ .1. прецставпена бпок-схема устрдйства на фтдг, 2 представпек вариан вычислительной среды, З стройство содержит блок 1 приема запросов; блок 2 передачи запросов, бло 3 приема ответов, блок 4 передачи ответов, триггер 5, вычисггительный блок 6, блок 7 настройки, тре-тья груггпа 8-10 входов устройства, третья группа 11 - 13 выходов устройс1ва, четвертая группа 1 Ф 16 входов устройства, четвертая группа 17-19 выходов устройства, первая группа 20-22 входов усгройства, первая груп па 23-25 вых.одов устройства, вторая группа 26-28 входов устройства, Bi-opasi группа . выходов устройс1аа, вторая группа 32-37 выходов блока настройки, вторэй вход 37 блока настройки, третий вход 38 блока пастройки, пят.зя группа 39 и 4О выходов блока пастройки, пер- вая группа 41-43 выходов блока пася ройкй, четвертая группа 44-49 выходов блока настройки, первый выход 5О блока настройки, первый вход 51 блока настрой ки. Устройство работает следующим обраэом„Блок 1 настрат-шается на прием спгпа пов как от одного сосзднего устройства (при реализации однол-гембрагшых .зъгчколительных систем), так и от несколькхж устрлйста. при объецинеш1и результатов по,пученнь х при работе о дно мембранных вывдсллтельных систем, В качестве примера рассмотрим работу блоков 1--5 арм: приеме сигналов от одного и пвух влеметггов, Б этом режима работа блока 1 описывается cnenyjouiMM выражением: 1 a,Y,VajYiVci3Y3) Y4V(a,aiYiVQ aзVгVaгaзV,)YsVVчY5, где Q-.f-Qj сигналы на входах Y,.--Yf- скгпапы на входах 32-36 СЕГНал на выходе блока 1, Обозйачбйм сигнапы на выходах 11-1 J сигналы НгЗ выходах 41 .43 & сигнаи на выходе триггера 5, ю аоота блока -i выражается следующим ..-: 8 V Zj:: 0 1, е г;ок 3 на своем выходе реализует сле ующую функцию Vis-a a agYgVY де О-ц- а б сигналы па входах 14-16, YgHY,, сигналы на выходах 39 и 40 - сигнат на выходе блока 2, Блок 4 вьтолняет следующие функции: i 6 -- Q vltv у,.,, г 0 Y,5-, 28-9-Y,VY,6 . сигнап; пост пающий на вход блока 4 с выхода триггера 5, сигналы на выходах 44-49, сигналы на выходах 17-19. В качестве блока 6 используется любой ногофункциональный элемент, удовлетворящий требованию автономной полноты, и ычислительное устройство, например, ци4 ровая вычислительная машина. В качестве блока настройки 7 используется, например элемент с переменной структурой настройки, содержащий два регистра (настроечный и оперативный), В регистр настройки записывается код насрройки выч1юлительного 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 оператив 1ых регистров соседних элементов и выч.ода вычисЛ1{тельного блока, Основными режимами функционирования устройства вычг.-слительной среды являются: пастройка, передача информации, прт- вы нкформацки, ретрансляция информаиш, вьг--шсле51ие. Fe j6itv насуройка преаназначен для насгройки вычислительной среды на реализащгю требуемой вычислительной структуры. При HacTpofee уот-рэйства в память блока настройки записьюзется код настройки, задающий требуемую структуру соединений входов 26-28 с выходами 2931-, настройку вычислительного блока на вьшоинение т;зебуемых функций, а также требуемую crpyKTjpy соединений входов 8-10 и 14-16 с выходами 11-13 и 17 19., Один 33 вариантов вычислительной системы (фиг, 2), Стрелками показоны только направления передачи (npHSf fa) информации элементами. По этим же на правлениям осуществляется прием Запросов, а по обратным направлениям передача ответов. При настройке среды в ее устройстве заносятся также исходвые данные в программе обработки инфор мации. Кроме того, при настройке среды . триггеры 5 всех устройств, образующих начала цепочек - одномерных вычисштель ных структур - устанавл1{ваются в 1 (к фиг. 2 эти устройства растюложвны в ниж ней строке), а триггеры 5 остаггьиых уст ройств - в О (установка в 1 осущест вляется путем выдачи сигнала 1 на каж дый из выходов 36 и 37 (см, фиг, 1), а установка в О производитсн сигналом с выхода 4О (см. фиг. 3), Передача информации. Если триггер 5 находится в состоянии 1, то блок 6 за пускается ка обработку информации, посту пающей в него с выходов блока 6 соседних устройств, а также с оперативного ре гистра блока настройки; рез льтат работы записывается в оперативный регистр блока настройки, после чего блок настройки выдает единичные сигналы на выходы 41-43, под действием которых, а также ед {ничного сигнала с выхода триггера Зр бло 2 выребатывает запросы соседним устройством. Единичные сигналы с выходов блока 2 поступают на входы блоков 1 соседних устройств. Если блок i соседнего устройства вырабатыв т сигнал 1 при приеме запроса от одного устройства, то триггер 5 устанавпив тся в 1, Уо тановка триггера в О осуществляется при условии, что на каждом из входов 1416, а также на выходе 39 имеется сиг нал 1 (см. фиг. 3). Прием информации. Единичный с выхода триггера 5 поступает на вход 38 блока настройки и запускает его на прием информации с выхода того устройств ва среды, от которого блок 1 принял запрос. Информация принимается 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 фкг. 2 устройства верхней строки вырабатывают ответ для двух соседних устройств, а каждый из других устройств - только одному усггройству). Сигнал 1 с-соот266ветствующего вькода блока 4 постунае-. . на вход блока 3 предыодтаего устройст ва к устанавливает его триггер 5 в О,, если на его врлгхоае 39 имеется сигнал . Появление сигнала О на выходе 37 показывдат, что триггер 5 соседнего . устройства, от которого была принята информатдия, устанавливается в О. При изменении сигнапа с 1 на О на входе 37 блока настройки сигналы О на входы 44-46, единичнь© сигналы на Бхопы 41-43 и информацию на выходы 29-31. Когда эта информация принята соседним устройством среды, то триг гер 5 может быть установлен в О выходным aIгнarro f блока 3, которая вырабатывает сигнал i при поступлении единичных сигналов на входы 14-16 и при условии, что на выходе 39 имеется С1Шнап , Изменешге сигн.ала с I на О ка входе 38 показывает, что соседнее устройство приняло информацию, и очередное слово, поступающее на входы 2628, может быть принято в память ус-рройства. Рентрат сляция информации. Этот режим практически не отличается от вышерао- смотренного режима, за исключением лищь того, что принимающее устройство выдает на выходе 29-31 ту информацию, ко1Х рую он принял от предыдущего элемента, Тарим образом, во всех рассмотренных выше режимах функционирования вычислительной срадь каждая пара соседшгх устройств среаьт работают по принципу запроо OTBGT, причем вначале первое устройство такой пары вырабатывает сигнал запросаединичный сигнал на выходе блока 2 - и если на нулевом входе (на выходе блока 2) 5 второго устройства сигнал О, т.е. если второе устройство обрабатываетпредыдущее слово (например, передало его своему соседу), то триггер 5этого устройства установится в 1 и запустит его на прием очередного слова. Режик вычисление. В комбинирован ном режиме вычисление могут быть иоользованы режимы настройка, передаа информации, примем информации, и ретрансляция информации , вершин, ребер) и граней производгггся логическим блоком по информации, поступающей на его вхоы с выходов логических блоков соседних { аментов среды. Вычислительная система, реализованная среде (см, фиг. 2), содержит ряд одноерных вычислительных подсистем Сверт калытые ионгчки элементов), каждая иа которых ireaoflHaiMo вычисляет знпчение лоровой характеристики Е своей части фн™ гуры, Объбпиненйб результатов гтромежу- тсчпь1х вычислений осуществляется с помощью элементов верхней строки. РазулtiTHpyioaiee значение эйлеровой характеристн

.Х-Е (гпе число параппелг -

но работающих вычислительных подсистем на фИг, 2 13) считывается с элемента расположенного в правом верхнем углу решетки.

Время вычисления Е на решетке с чио.лом элемен1х втт1,х tt составляет (т+it)T- «аинИц зремени (где Т - время обработки и«фо{5мации в единичной окрестности элемеита), так как именно за это время Hifформация о eepujHHax, ребрах и гранях любой фигуры моядат быть передана от само го удапетюго граничного элемента до выходного.

Таким образом,, в предлагаемой вычио литепьной среде реализуются различные асинхроиньгЭ автоматы, например алерио дичейсие, а также автоматные, реализующие языки представления асинхронных процФссов, например сети Петри, с более высоким, чем в известной быстродейст -в нем.

Формула изобретения

Вычислительная среда, содержацая триггер, блок настройки, блок приема запрошв, блок передачи запросов, вычислительный блок, вход и выход которого соединены соответственно с первым выходом

и с перным пхопом бпокп п.1г;т «йкн, rpyima выколов KOTOf)(,)r() соодииона с гругшой входов блока передачи запросов, вторая группа выходов блока настройки подключена к первой группе входов блока приема запросов, выход которого соединен со вторым входом блока настройки, причем группа входов вычислительного блока, входов блока настройки и вторая группа входов блока приема запросов яв ЛЯ50ТСЯ 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 выходами соответственно первой второй и третьей группы выходов среды, отличающаяся тем, что, с цель повышения быстродействия, она содержит блок приема ответов, блок передачи ответов, группа входов которого соединена с четвертой группой выходов блока насгройки, 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, пята 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, прршятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 355611. кл. G Об F 7/ОО, 1972,

2,Авторское свидетельство СССР № 342180, кл. G Об F 7/00, 1972 (прототип).

20 2f 22.

гб г7в-Ф

58

W

5Vb3

36

7

33

В 9

гз

6

S4 AS

.51

-в«

k-«30

Т

/S

if5

г

1

-/f

#/

tl

/3

#у /5 /6