Устройство для исправления ошибокВ СиСТЕМЕ ОСТАТОчНыХ КлАССОВ Советский патент 1981 года по МПК G06F11/08 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПРАВЛЕНИЯ ОШИБОК В СИСТЕМЕ ОСТАТОЧНЫХ КЛАССОВ

ный признак, который в вычитателе сравнивается с контрольной частью кода числа. Наличие между ними разницы свидетельствует об ошибке в представлении кода числа, величина и адрес которой определяются в таблице поправок. Полученная поправка в сумматоре складывается с информационной частью кода числа, тем самым выполняется коррекция искаженного числа.

Недостатком известного устройства являются значительные затраты.оборудования в ЭВМ, используемого для хранения и обработки контрольной части кода числа,

Цель изобретения - сокращение оборудования в ЭВМ, используемого для хранения и обработки контрольной части кода числа.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для исправления ошибок в системе остаточных классов, содержащее регистры информационных и контрольных разрядов, вьачитатель, блок свертки по контрольным основаниям, блОк памяти ошибок и сумматор, причем входа регистров информационных и контрольных разрядов являются входами устройства, -выход регистра контрольных разрядов соединен с первым входом вычитателя, выход которого соединен со входом блока памяти ошибок, первый выход блока памяти ошибок соединен с первым входом сумматора, выход блока свертки по контрольным основаниям соединен со вторым входом вычитателя введены первый и второй коммутаторы и блок памяти, причем выходы регистра информационных разрядов соединен со входами блока памяти и с группой информационных входов первого коммутатора, выходы которого соединены со вторым входом сумматора выход сумматора соединен с информационными входами второго коммутатора выходы которого соединены с соответствующими входами регистра информационных разрядов; выходы блока памят соединены со входами блока сверток по контрольным основаниям, второй выход блока памяти ошибок соединен с управляющими входами первого и второго коммутаторов.

Устройство для исправления ошибок в системе остаточных классов реализует способ обнаружения ошибок, которы заключается в следующем.

Информационная часть кода числа сопровождается, как и при известных способах контроля по модулю, контрол ным признаком. В отличие от известных, способов, контрольный признак получается следующим образом. Информационная часть кода числа разбивается на фиксированные группы определеииой разрядности. Разрядность групп определяет кратность обнаруживаемых и исправляемых ошибок. Код группы, рассматриваемый как некоторое число d. умножается на соответствующий вес Cj. . От суммы полученных произведений вычисляется остаток (остатки) по контрольному модулю (модулям) в соответствии с выражением п

() ,-, C,K, (1) где п - число контрольных групп

информационной части кода числа;

q, - контрольный модуль, fxj-g - знак, обозначаювтий вычисление остатка величины х по модулю q.

В качестве весовых коэффициентов C.J берутся числа, удовлетворяющие приведённому ниже выражению (4).

Величина контрольного модуля выбирается из следующих условий. Вопервых, для обеспечения однозначног соответствия между величиной ошибки представления и контрольным признаком операнда (1), необходимо чтобы величина модуля превышала число всевозможных сбоев, обнаружение и исправление которых возможно для данного способа, т.е. .2 (2) где К - разрядность используемых

фиксированных групп. Во-вторых, для обеспечения однозначности необходимо соблюдать условие неравенства между собой контролных признаков при возникновении сбоев в любой из групп, то есть

jft, . tу ЛЧ1 f л. ч

(a- CJ. a.-C.,.

(.3)

ошибок в i-й (a.) - величина ош1

,где а (j-той) группе, или в общем виде

f A{«iC,, . (4) где знак Л означает вычисление конъюнкци величин х., . Выражение (4) малоудобно ввиду сложности решения неравенств в булево1й алгебре, поэтому для практических расчетов использовать получаемое из (2), (3) выражение

.,aiC.

(5) d

где d - любой из натурального ряда чисел.

При этом при вычислении контрольного признака в соответствии с выражением (1) .обеспечивается независимая (параллельная) обработка информацич по каждой из групп, что позволяет получить высокое быстродействие устройств контроля, реализующих приведенный способ кодирования информации.I

При поиске и исправлении ошибок в коде числа вновь производится вычисление коИтрольного признака в соответствии с выражением (1). Полученный контрольный признак сравнивается с контрольной частью кода числа Если они отличаются, то это свидетельствует о наличии искажения в коде числа. Поскольку контрольный модуль и весовые коэффициенты, вычисленные в соответствии с (2...5), обеспечивают однозначное соответстви между срдержимым любой из групп и ве личиной контрольного признака,то по величине.разности контрольных признаков однозначно определяется величина ошибки и номер группы, в которой она произошла. Действительно, при наличии ошибки в представлении числа величина контрольного признака в соответствии с (1) будет равна .

г (А) ( + (d..). С. -н S AV СЛо , Ц- 3 у

(о)

где AdLj - величина ошибки в j-той

группе кода числа. В результате сравнения полученного в соответствии с (6) контрольного признака числа с контрольной частые кода числа получим

r(A){r(A)-r(A)( (7)

Если предварительно рассчитать таблицу соответствия между любой возможной ошибкой в любой из групп -кода числа и величиной разности контрольных признаков (7), то по величине разности контрольных признаков из такой таблицы (таблицы поправок) выбирается адрес и величина групповой ошибки, что позволяет произвести ее коррекцию.

На чертеже представлено устройство для исправления ошибок к системе остаточных классов, схема.

Устройство содержит регистр 1 информационных разрядов кода числа, регистр 2 контрольных разрядов кода числа, блок 3 памяти, блок 4 свертки по контрольнЕлм основаниям, вычитатель 5, блок б памяти ошибок, первый коммутатор 7, сумматор 8 коррекции, второй коммутатор 9.

При этом входы блока 3 памяти соединены с выходами регистра 1 информационных разрядов кода числа, а его выходы со входами блока 4 , свертки по контрольным основаниям, . информационные входы первого коммутатора 7 подключены к выходам регистра информационных разрядов кода числа,, а выходы - ко вторым входам сумматора 8, выходы которого соединены с информационными входа:ми второго коммутатора , первые выходы блок-i 6 цамяти ошибок подключены к первым входам сумматора 8, а ее вторяле . выходы - к управляющим входам первого, и второго коммутаторов, а выходы второго ко Ф1утатора 9 соединены со входг1ми регистра 1 информационных разрядов кода числа.

Регистр 1 информационных разрядов кода числа и регистр 2 контрольных разрядов кода числа предназначены , .ддя приема .и хранения в ;процессе коррекции кода числа. Блок 3 памяти

по коду группы обеспечивает выборку величин, равных остаткам по контрольному модулю от произведений этих групп на соответствующие весовые коэффициенты. Блок 4 свертки по контрольным основаниям 4 обеспечивает формирование контрольного признака числа в соответствии с выражением (1). Вычитатель 5 реализует операцию вычитания по контрольному основанию, величин, подаваемых на его входы. В таблице поправок, находя1«цейся в блоке б памяти ошибок по разности контрольных признаков, на ее входе формируется величина ошибки и адрес группы, в которой она

5 произошла. С этой целью каждая ячейка памяти таблицы поправок б содержит коде адреса группы и величины сшибки в ней, которые выдаются соответственно на вторые и первые

0 выхрдал блеска б. Первый .и второй коммутаторы 7, 9 обеспечивает передачу соответствующих кодов групп при наличии на их управляющих входах разрешающих сигналов. Сумматор 8 обеспечивает сложение кода группы инфор5мационной части кода числа с поправкой, обеспечивая тем самым исправление ошибок:

Устройство работает следующим об30

разом

Код контролируемого числа записывается соответственно на .регистр

1 информационных разрядов кода числа 1 и на регистр 2 контрольных t3a3рядов кода числа. В блоке 3 памяти по Коду каждой группы производится считывание величин, равных остаткам по контрольному основанию от Произведений этих групп на cooтвeтcтвvющиe весовые коэффициенты. Полученные величины в блоке 4 свертки складываются пи контрольному основанию, образуя контрольный признак контролируемого

числа, из которого в вычитатепл 5 вычитается по контрольному модулю содержимое регистра 2 контрольной части. Полученная разность используется для выборки из ±аблиц поправок

блока 6 памяти ошибок величины ошибки и адреса группы, в которой она . произошла. Адрес группы формируется в виде разрешающего сигнала на одной из выходных шин блока б памяти ошибой. Этим саьвлм разрешается передача на сумматор 8 через первый ксчимутатор 7 информации только той группы, искажение в которой обнаружено. В сукйнаторе 8. к коду искажен.ной группы добавляется поправка,

полученная из та блицы поправок блока б так, чтобы исправить обнаруженную ошибку. Второй коммутатор 9 обеспечивает передачу скорректированного кода группы в соответствующие регистра 1 информационных

рйэрядо-в . кода числа. На этом коррек.ция .ошибки заканчивается.

Эффективность обнаружения и исправление ошибок с помощью предлагаемого устройства иллюстрируется приведенной ниже таблице. В таблице приведено количество контролируемых разрядов, при коррекции ошибок определенной кратности.известными способами (4) и предлагаемым способом.

Как следует из таблицы при коррекции, например, четырёхкратных оиибок известными способами при использования оснований 673(1616), требующими для своего размещения (10(11) разрядов, можно обеспечить контроль только 14( разрядных чисел, т.е. требуемая избыточность составляет 71(73)% от числа информационных разрядов, что в ряде случаев при практической реализации неприемлемо. При контроле с помощью предлагаемого устройства требуемая избыточность составляет 27(12)%, т.е. достигает вполне приемлемой для реализации величины.

С другой стороны, обеспечиваемая при контроле известными способами разрядность чисел недостаточна для построения соврем.енных ЭВМ, требующими 30...64 информационных разрядов. В этом случае для коррекции 30...64 разрядных слов потребуется использоватьОТ

ГЗО

. 10.

30 55

Г641

11

контрольных разрядов при использовании известных способов и ... 1.1 разрядов при использовании предлагаемого устройства, где знак X означает вычисление ближайшего большого целого к величине X. При этом избыточность снижается от 86... 1.00% до 17...33%. Данное снижение избыточности достигается по всей ЭВМ, кроме устройства управления (арифметико.логические устройства, память всех .уровней, устройства ввода-вывода и отображение)-. Дополнительные элементы вводятся только в устройство коррекции и потребуют аппаратурных

затрат не более, чем для реализации 5 входящего в состав прототипа блока перевода .из системы остаточных классов в позиционную систему счисления, который в предлагаемом устройстве не используется. Следовательно,элеQ менты, вводимые в устройство „-не приведут к дополнительным затратам оборудования.

Формула изобретения

Устройство для исправления ошибок в системе остаточных классов, содержащее регистры информационных и контрольных разрядов, вычитатель, блок свертки по контрольным основаниям, блок памяти ошибок и сумматор, причем входы регистров информационных и контрольных разрядов являются входами устройства, выход регистра контрольных разрядов соединен с первым входом вычитания, выхрд которого соединён со входом блока памяти ошибок, первый выход блока памяти ошибок соединен с первым входом сумматора, выход блока свертки по контрольным основаниям соединен со вторым входом вычитателя, отличающееся тем, что, с целью сокращения оборудования, в устройство введены перв.ый и второй коммутаторы и блок памяти, причем выходы регистра информационных разрядов соединены со входами блока памяти, и с группой информационных входов первого коммутатора, выходы которого соединены со вторым входом сумматора, выход сумматора соединен с информационны0 пт входами второго коммутатора, выходы которого Соединены с соответствующи.ми входами регистра информационных разрядов, выходы яблока памяти соединены со входами блока свертой

5 по контрольным основаниям, второй выход блока памяти ошибок соединен с управляющими входг1ми первого и второго коммутаторов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР , -.« «А «-111/па 614437, кл. G 06 F 11/08, опублик.1972.

Ф i vt 84282 10 2.. Авторское свидетельство СССР .369567, кл. G 06 F 11/08, опублик.1973. 3. Журавлев Ю.П., Котелюк А.А., Циклинский Н.И. Надежность и конт.««««. onu м Ггловрг1/о п л TIM О . роль ЭВМ, М., Советское радио , 1978, С.137 (прототип).