Спосіб реєстрації інформації в обчислювальних середовищах з автоматичним формуванням зв’язків

Спосіб реєстрації інформації з автоматичним формуванням зв'язків між компонентами обчислювального середовища, число N яких задається обсягом розв'язуваної задачі і цільовою функцією, який включає виділення моменту формування ознаки приналежності до заданої послідовності виконання операцій обчислення цільової функції та ознаки безперервності їх виконання шляхом обробки сигналу "Пуск", який подається до загальної лінії зв'язку та надходить одночасно до кожної компоненти, за допомогою операцій виявлення сигналу і "скалярного перетинання", перша з яких складається з затримки кожного імпульсу, що надходить, на час, кратний періоду проходження імпульсів тактового генератора і порівняння його з наступним імпульсом цього сигналу, а др уга - із (m+2) послідовно виконуваних затримок кожного із імпульсів, що надходять, на час, кратний періоду тактового генератора і такої ж кількості одночасно виконуваних із кожним тактом операцій порівнянь тривалості сигналу "П уск" з еталонною, при цьому сигнал "Пуск" відображається послідовністю імпульсів, що містить у собі дві пари імпульсів, перша і друга з котрих відповідно визначає початок і кінець тривалості дії сигналу "Пуск", при цьому імпульси в парах зсунуті один щодо іншого на кратне число періодів проходження імпульсів тактового генера тора і імпульсів, розташованих між цими парами та відтворюючих m-ту ознаку приналежності до заданого порядку виконання обчислювальних операцій, що визначаються цільовою функцією і мо Винахід відноситься до області цифрових обчислювальних машин для обробки інформації спеціального призначення з точки зору конструкції обчислювального пристрою, може бути використаний при побудові спеціалізованих обчислювальних пристроїв для вирішення задач на мережах, організації принципів реєстрації і відображення інформації про результати вирішення задачі на вказаних обчислювальних пристроях з автоматичним формуванням зв'язків між його компонентами. Крім того, винахід може бути використано в системах радіолокації, радіонавігації, телекомунікацій з часокодовим доступом. Відомі обчислювальні пристрої з автоматич , де C n m (19) UA число сполучень із m по n, при цьому з кожним імпульсом тактового генератора над послідовністю, що відтворює сигнал "Пуск", одночасно в кожній компоненті проводять дві групи операцій, перша з який містить послідовно виконувані операції виявлення і "скалярного перетинання", а друга з цих гр уп містить операцію "скалярного перетинання", при цьому в результаті одночасного виконання зазначених операцій формується сигнал, що визначає момент початку відтворення локальних властивостей цільової функції, по закінченню виконання якої провадиться формування вихідного сигналу, що визначає ознаку безперервності виконання обчислювальних операцій і є результатом одночасно виконаних операцій другої групи і третьої, які включають послідовно виконувані операції "скалярного перетинання" і синхронного виявлення, і є вихідною послідовністю імпульсів, який відрізняється тим, що додатково введена друга група m імпульсів, і крім цього після визначення ознаки приналежності виконання операцій, що здійснюються на попередньому кроці, виконується операція "реєстрації", при цьому після закінчення виконання операцій формування вихідного сигналу у ви хідну послідовність імпульсів у другу гр упу вноситься послідовність імпульсів, що визначає m i-ознаку належності. A m (13) n =1 n 44661 åC (11) m жуть бути знайдені з виразу N= 3 44661 4 ним формуванням зв'язків між компонентами, що лювальних устроях даного класу визначається входять у їхній склад (наприклад: а.с. таким виразом: №736121,G06G 7/122, БИПОиТЗ №19,26.05.80р, (1) T = tp + 2tk СРСР; а.с. №636635,G06G 7/48,БИПОиТЗ де tp - час відтворення (обчислення) локальних №45,15.12.78р, СРСР). Дані пристрої відносяться значень цільової функції, що визначає чисельне до класу цифрових аналогів, тобто обчислювальзначення результату рішення задачі; них пристроїв із цифровою формою представлен2tk - час котрий необхідний на автоматичне ня інформації й аналоговим принципом здійснення формування зв'язків між компонентами обчислюпроцесу обчислень. Процес обчислень включає вального середовища при проходженні сигналу подачу сигналу "Пуск" в обчислювальне середо"Пуск" у прямому й зворотному напрямках середовище і фіксацію моменту його появи на виході севища. редовища. У даному середовищі сигнал, розпоЧас tp відтворення локальних значень цільової всюджуючись від одної компоненти до іншої в функції залежить від значень величин фізичних залежності від конфігурації їх з'єднання, що задазмінних і їхнього числа, що визначається кількістю ється, призводить до того, що кожна компонента, операцій у послідовності обчислень цієї функції. до якої він надійшов, відтворює локальні властиЧас 2tk - автоматичного формування зв'язків вості цільової функції. Конфігурація компонент між компонентами обчислювального середовища середовища визначена послідовністю відтворення залежить: локальних властивостей цільової функції на основі 1) від числа компонент, що в загальному вивихідних змінних, що визначають її локальні знападку визначається обсягом розв'язуваної задачі; чення. Така конфігурація з'єднань відображається 2) від конфігурації з'єднань компонент середомережею або зваженим графом. вища між собою в процесі обчислень для виконанУ приведених вище пристроях для автоматичня необхідної послідовності операцій для одерного формування зв'язків між компонентами обчижання результату рішення, обумовленого слювального середовища використаний відомий цільовою функцією; спосіб. Він полягає у виділенні необхідного момен3) від часу відновлення заданих значень ознату вмикання необхідної компоненти середовища в ки приналежності до послідовності виконуваних обчислювальний процес і ознаки безперервності операцій обчислень і ознаки безперервності виковиконання послідовності операцій шляхом обробки нання цих операцій; сигналу "П уск", подаваного в загальну лінію зв'язку 4) від числа ітерацій, котрі необхідно виконати і поступаючого до кожної компоненти середовища. в процесі рішення задачі для визначення екстреРезультатом рішення задачі на обчислювачах муму заданої цільової функції; даного класу є: 5) від часу одержання графічного відображена) чисельне значення - сумарний час, витраня результату рішення задачі. чений на моделювання локальних властивостей Вказані вище обчислювальні пристрої в силу функції, які необхідно відтворювати по шляху прозастосовуваних способів автоматичного формуходження сигналу "Пуск" від моменту подачі його в вання зв'язків між компонентами обчислювального обчислювальне середовище і до появи його на середовища та одержання графічного результату виході середовища [пояснюється моделюванням обчислень працюють в асинхронно-синхронному фізичних змінних імпульсно-часовим методом режимі, тому що обчислювальні операції кожній із (В.В.Васильев, А.Г.Додонов. Гибридные модели компонент виконуються незалежно і для їхнього задач оптимизации., изд-во "Наукова Думка". К виконання використовуються внутрішні тактові 1974г.)]; генератори. При обміні інформацією між ними внуb) графічне відображення - послідовність з'єдтрішні тактові генератори відключаються і синхронань компонент обчислювального середовища в нізація забезпечується за допомогою загального процесі обчислення чисельного значення. системного генератора. Перший (а) результат одержують шляхом проВідомий спосіб автоматичного формування ходження сигналу "Пуск" у прямому напрямку від зв'язків між компонентами обчислювального серепочатку обчислювального середовища до кінця, із довища (патент № 33484 A, G06G 7/52, Бюл.№1, затримкою сигналу на час відтворення локальних 15.02.2001, UA), який дозволяє зробити роботу властивостей цільової функції. При цьому кожна кожної компоненти обчислювального середовища компонента обчислювального середовища фіксує незалежною від процесу формування зв'язків між свою участь у процесі обчислень. ними, тобто організувати асинхронний режим роДля одержання графічного результату (b) виботи. користаний відомий спосіб (наприклад: Даний спосіб дозволяє усун ути залежність a.c.№608169, G06G 7/122, БИПОиТЗ №19, процесу виконання обчислювальних операцій від 05.06.78р, СРСР), що передбачає проходження перерахованих вище перших чотирьох (1, 2, 3, 4) сигналу "Пуск" із виходу обчислювального середоумов, що значною мірою зменшує значення часовища на його вхід без відтворення локальних влавих ви трат, які визначені другою складовою у (1). стивостей цільової функції. Він полягає в тому, що автоматичне формування Таким чином, як випливає з методу моделюзв'язків між компонентами обчислювального серевання фізичних змінних і засобів автоматичного довища, число N яких задається обсягом розв'язуформування зв'язків між компонентами обчислюваної задачі і цільовою функцією, включає видівального середовища й одержання чисельного лення моменту формування ознаки приналежності значення графічного результату обчислень, загадо заданої послідовності виконання операцій обльний час - Т рішення будь-якої задачі на обчисчислення цільової функції та ознаки безперервно 5 44661 6 сті їх виконання шляхом обробки сигналу "Пуск", визначення ознаки приналежності виконання опеякий подається до загальної лінії зв'язку та надхорацій, що здійснюються на попередньому кроці, дить одночасно до кожної компоненти, за допомовиконується операція "реєстрації", при цьому після гою операцій виявлення сигналу і "скалярного пезакінчення виконання операцій формування вихідретинання", перша з яких складається з затримки ного сигналу у ви хідну послідовність імпульсів у кожного імпульсу, що надходить, на час, кратний другу гр упу вноситься послідовність імпульсів, що періоду проходження імпульсів тактового генеравизначає m i -ознаку належності. тора і порівняння його з наступним імпульсом цьоВведення нового уявлення ознаки приналежго сигналу, а друга - із (m+2) послідовно виконуваності до послідовності виконання операцій обчисних затримок кожного із імпульсів, що надходять, лення цільової функції дозволило скоротити загана час, кратний періоду тактового генератора і льні часові витрати на рішення задач, які такої ж кількості одночасно виконуваних із кожним досягаються за рахунок отримання графічного тактом операцій порівнянь тривалості сигналу відображення результатів рішення одночасно з "Пуск" з еталонною, при цьому сигнал "Пуск" відообчисленням їхніх чисельних значень. бражається послідовністю імпульсів, що містить у Сутність запропонованого способу пояснена собі дві пари імпульсів, перша і друга з котрих відкресленнями. повідно визначає початок і кінець тривалості дії На Фіг. 1 приведена блок-схема алгоритмічної сигналу "Пуск", при цьому імпульси в парах зрупослідовності операцій, які виконуються кожною шені один щодо іншого на кратне число періодів компонентою обчислювального середовища, де: проходження імпульсів тактового генератора, і 1 - операція автосинхронного виявлення; імпульсів, розташованих між цими парами та від2 - операція "скалярного перетинання"; творюючих m-ту ознаку приналежності до задано3 - разом із Π операція "реєстрації"; го порядку виконання обчислювальних операцій, 4 - блок операцій, що реалізує локальні власщо визначаються цільовою функцією і можуть бути тивості цільової функції. знайдені з виразу На Фіг. 2 показана послідовність дій операції автосинхронного виявлення, що передбачає викоm нання таких дій, як затримку кожного імпульсу вхіN = ΣCnmCnm. Де Cn m - число сполучень із дної послідовності на час t’ кратний періоду слідуm по n, при цьому з вання імпульсів тактового генератора і порівняння n= 1 його з наступним імпульсом цієї ж послідовності. з кожним імпульсом тактового генератора над поНа Фіг. 1 відповідно позначено \ t' \ (операція заслідовністю, що відтворює сигнал "Пуск", одночастримки) і ∩ (операція "скалярного перетинання"). но в кожній компоненті проводять дві групи операТакі дії можуть бути, наприклад, відповідно реаліцій, перша з який містить послідовно виконувані зовані на сдвиговому регістрі й елементі "Й" (одиоперації виявлення і "скалярного перетинання", а ничне перетинання). друга з ци х груп містить операцію "скалярного пеОперація "скалярного перетинання " передбаретинання", при цьому в результаті одночасного чає виконання над кожним вхідним імпульсом повиконання зазначених операцій формується сигслідовності таких дій, як затримку на час ТІ і 2m + 2 нал, що визначає момент початку відтворення порівнянь, що виконуються з кожним тактом генелокальних властивостей цільової функції, по закінратора, з встановленою еталонною послідовністю ченню виконання якої провадиться формування сигналу "П уск", що відображається періодом надвихідного сигналу, що визначає ознаку безперервходження t’ імпульсів тактового генератора. ності виконання обчислювальних операцій і є реЕталон тривалості ТІ дії сигналу "П уск", який зультатом одночасно виконаних операцій другої відображається періодом надходження імпульсів k групи і третьої, які включають послідовно виконутактового генератора, знаходиться із співвідновані операції "скалярного перетинання" і синхрошення T, = Σ t’i., k=2m+2. нного виявлення, і є вихідною послідовністю імпуНа Фіг. 2гвідображений i = 1 еталон тривалольсів. Даний спосіб одержання графічного відобрасті ТІ. ження результату рішення задачі потребує повтоНа Фіг. 1 групи операцій і операції, які необхідрного автоматичного формування зв'язків між комно виконувати одночасно з кожним імпульсом такпонентами середовища і повторного виконання тового генератора, позначені індексом "И", а опевсіх гр уп операцій, які виконують над сигналом рації, які виконуються послідовно, позначені "Пуск", який поширюється по обчислювальному індексом "ИЛИ". Операції, для виконання яких посередовищу від кінця до початку. Це не дає можтрібно значення еталонів, позначені індексами Ii; є ливості зменшити значення часових витрат, що N, ti’ є Т І, li+ι єN. визначені другою складовою 2tk із виразу (1), і звеПодивимося на результат дії послідовності сти їх до значення tk. операцій, які наведені на Фіг. 1 на послідовність Задачею винаходу є виключення повторного імпульсів, що надходить на вхід. Нехай цією поавтоматичного формування зв'язків між компоненслідовністю буде наведена на Фіг. 2в. Припустимо, тами обчислювального середовища від кінця до що ця послідовність надходить у відповідності з початку і, як наслідок, скорочення загального часу імпульсами тактового генератора (Фіг. 2а) і їхня одержання і графічного відображення результату послідовність така: 1, 2, 5, 6, 3, 4, де 5-імпульс рішення задачі вцілому. визначає ознаку і-ой компоненти обчислювального Ця задача вирішується тим, що додатково середовища, а 6 - ознаку (і-1) компоненти. введена друга група m імпульсів, і крім цього після Після виконання операції автосинхронного ви 7 44661 8 явлення після вісімнадцяти тактових імпульсів порядку виконання обчислювальних операцій одержимо послідовність, яка приведена на Фіг. 2д, Фиг. 3г; другий набір імпульсів, що визначає "mi-I" а після виконання операції "склярне перетинання" ознаку приналежності до заданого порядку виконад цією послідовністю одержимо результат, який нання обчислювальних операцій. приведений на Фіг. 2е, Початок формування вихідної послідовності Одночасно з цим над послідовністю (Фіг. 2в) визначається моментом закінчення формування виконується "скалярне перетинання" другої гр упи, локальних властивостей цільової функції. Цей моу результаті якого одержимо результат, приведемент відображений на Фіг. 3б. ний на Фіг. 2и. Отут варто зауважити, що еталонНад першою еталонною послідовністю виконою послідовністю при виконанні цієї операції слунуються операції другої і третьої груп, які відповіджить послідовність, приведена на Фіг. 2ж. Саме но є операціями "скалярне перетинання" і "синнад цією еталонною послідовністю і першим набохронне виявлення". Результати цих дій показані ром імпульсів, із яких представлено ознаку безпевідповідно на Фіг. 3е та Фіг. 3з. рервності, виконується дана операція. Одночасно з перерахованими вище операціяОдночасно по закінченню обох операцій - 2 ми над другою і третьою еталонними послідовносвизначається момент початку формування локатями виконується операція "скалярне перетинанльних властивостей цільової функції. Він відобраня". Результат виконання цих операцій жений на Фіг. 2к. Цей момент служить початком відображений на Фіг. 3ж. виконання операції "Реєстрація", яка полягає в На Фіг. 3і надана повна вихідна послідовність, запам'ятовуванні друго го набору імпульсів, який що надходить в інші компоненти обчислювального визначає ознаку безперервності. Це відображено середовища. на Фіг. 2з. На Фіг. 2 і Фіг. 3 цифрами відзначені імпульси Виконання послідовності дій по формуванню в послідовності, якою відображається сигнал вихідної послідовності подано на Фіг. 3. На ній по"Пуск", де ци фрами 1 і 2 відзначено початок дії казані відповідно еталони: тривалості дії сигналу цього сигналу, а цифрами 3 і 4 - кінець дії. "Пуск" - Фіг. 3в; першого набору імпульсів, що явЦифрами 5, 6, 7 відповідно відзначені ознаки liляє собою "m i" - ознаку приналежності до заданого l, l i, l i+1 компонент обчислювального середовища. Фіг. 1 9 44661 10 Фіг. 2 Фіг. 3 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул. Сім’ї Хо хлових, 15, м. Київ, 04119, Україна (044) 456 – 20 – 90