Спосіб автоматичного формування зв’язків між компонентами обчислювального середовища

Спосіб автоматичного формування зв'язків між компонентами обчислювального середовища, число N яких визначається об'ємом вирішуваної задачі та цільовою функцією, що включає виділення необхідного моменту, обумовленого формуванням ознаки належності компоненти до заданої ПОСЛІДОВНОСТІ виконання обчислювальних операцій цільової функції, включення необхідної компоненти середовища до обчислювального процесу і ознаки безперервності виконання ПОСЛІДОВНОСТІ цих операцій шляхом обробки сигналу "Пуск", який подається до загальної лінії зв'язку і одночасно поступає до кожної компоненти середовища за допомогою операцій асинхронного виявлення та "скалярного перетинання", перша з яких полягає в знаходженні сигналу "Пуск" шляхом затримки кожного імпульсу сигналу, що надійшов, на час, кратний періоду проходження імпульсів тактового генератора та порівняння його з наступним імпульсом цього сигналу, а друга - являє собою послідовне виконання "т+2" затримки кожного імпульсу сигналу, що надходить, на час, кратний періоду проходження імпульсів тактового генератора і такої ж КІЛЬКОСТІ одночасно виконуваних з кожним тактом операцій порівняння ПОСЛІДОВНОСТІ імпульсів сигналу "Пуск" з еталонною, причому сигнал "Пуск" відтворюється ПОСЛІДОВНІСТЮ, ЩО включає дві пари імпульсів, перша і друга з яких ВІДПОВІДНО визначає початок та кінець тривалості еталонної ПОСЛІДОВНОСТІ імпульсів сигналу "Пуск" і початок його дм, при цьому імпульси в парах зсунуті один відносно другого на кратне число періодів проходження імпульсів тактового генератора, і імпульсів, що розташовані між цими парами і відображають m-ту ознаку належності до заданого порядку виконання обчислювальних операцій, що обумовлені цільовою функцією і характеризують номер компоненти середовища, який визначається наступною умовою N де Спт - число сполучень з m по п, причому з кожним імпульсом тактового генератора над ПОСЛІДОВНІСТЮ, яка відображає сигнал "Пуск", одночасно в кожній компоненті виконується дві групи операцій, перша з яких включає послідовне виконання операцій автосинхронного виявлення та "скалярного перетинання", а друга з груп містить операцію "скалярного перетинання", при цьому у випадку одночасного виконання вказаних операцій формується сигнал, який визначає момент початку дії по обчисленню значень та відтворенню локальних властивостей цільової функції, по закінченні яких формується вихідний сигнал "Пуск" для передачі процесу обчислень ІНШІЙ компоненті обчислювального середовища, причому вихідний сигнал "Пуск" отримують в результаті послідовного виконання ВІДПОВІДНО операцій другої і третьої груп, при цьому операції другої групи виконуються послідовно з кожним тактом проходження імпульсів тактового генератора, а третя група складається з послідовного виконання операцій "скалярного перетинання" і затримки імпульсів на час, що кратний періоду проходження імпульсів тактового генератора, причому операції третьої групи виконуються по одному разу на початку та в КІНЦІ виконання операцій другої групи, який відрізняється тим, що введена операція формування тривалості імпульсу сигналу "Пуск" на основі оцінки КІЛЬКІСНОГО значення ознак належності та безперервності m-і компоненти середовища до порядку виконання обчислювальних операцій, причому операція формування тривалості включає ВІДПОВІДНО визначення загального числа членів кодової ПОСЛІДОВНОСТІ, яким надано значення ознаки т , та числа значущих членів в цій ПОСЛІДОВНОСТІ, причому процес визначення полягає в одночасному виконанні операцій "скалярного перетинання" для кожного інверсного значення j - члена даної ПОСЛІДОВНОСТІ ЗІ значенням j-1-го члена тієї ж послідов CO 00 Ю ю З 51583 4 ності, де j - число двійкових розрядів, що необхідне для представлення значень ознаки Винахід відноситься до області цифрових обчислювальних машин для обробки інформації спеціального призначення з погляду конструкції обчислювального пристрою, може бути використаний при побудові спеціалізованих обчислювальних пристроїв при вирішенні задач на мережах, організації принципів автоматичного з'єднання обчислювальних компонент за різними класифікаційними ознаками (магістральний, радіальний, ланцюжковий, змішаний, тощо) Окрім того, винахід може бути використано в системах радіолокації, радіонавігації, радютелекомунікацій та проводового зв'язку з часо-кодовим доступом Відомий способ автоматичного формування зв'язків МІЖ компонентами обчислювального середовища [Патент № 33484 A, G06g7/52, БЮЛ № 1], який дозволяє організовувати незалежно один від одного процес обчислення локальних значень цільової функції і автоматичне формування зв'язків між компонентами, тобто організовувать асинхронний режим роботи Він включає автоматичне формування зв'язків МІЖ компонентами обчислювального середовища, число N яких визначається об'ємом задачі, що вирішується, та цільовою функцією, яка полягає в виділенні необхідного моменту, який обумовлений формуванням признаку належності компоненти до заданої ПОСЛІДОВНОСТІ виконання обчислювальних операцій цільової функції, включення необхідної компоненти середовища до обчислювального процесу і ознаки безперервності виконання ПОСЛІДОВНОСТІ цих операцій шляхом обробки сигналу "Пуск", який подається до загальної лінії зв'язку і одночасно поступає до кожної компоненти середовища за допомогою операцій асинхронного виявлення та "скалярного перетинання", перша з яких полягає в знаходженні сигналу "Пуск" шляхом затримки кожного імпульсу сигналу, що надійшов, на час, кратний періоду проходження імпульсів тактового генератора та порівняння його з наступним імпульсом цього сигналу, а друга представляє собою послідовне виконання " т + 2" затримки кожного імпульсу сигналу, що надходить на час, кратний періоду проходження тактового генератора і такої ж КІЛЬКОСТІ одночасно виконуваних з кожним тактом операцій порівняння ПОСЛІДОВНОСТІ імпульсів сигналу "Пуск" з еталонною, причому сигнал "Пуск" відтворюється ПОСЛІДОВНІСТЮ, що включає дві пари імпульсів, перша і друга з яких ВІДПОВІДНО визначає початок та кінець тривалості еталонної ПОСЛІДОВНОСТІ імпульсів сигналу "Пуск" і початок його дм, при цьому імпульси в парах здвинуті один відносно другого на кратне число періодів проходження імпульсів тактового генератора, і імпульсів, що розташовані між ціми парами і відображають "т"-ту ознаку належності до заданого порядку виконання обчислювальних операцій, що обумовлені цільовою функцією і харектеризують номер компоненти середовища, який визначається наступною умовою f де L-m - число сполучень з m no n , причому з кожним імпульсом тактового генератора над ПОСЛІДОВНІСТЮ, яка відображає сигнал "Пуск", одночасно в кожній компоненті виконується дві групи операцій, перша з яких включає послідовне виконання операцій автосинхронного виявлення та "скалярного перетинання", а друга з груп містить операцію "скалярного перетинання", при цьому у випадку одночасного виконання вказаних операцій формується сигнал, який визначає момент початку дії по обчисленню значень та відтворенню локальних властивостей цільової функції, по закінченню яких формується вихідний сигнал "Пуск" для передачі процесу обчислень ІНШІЙ компоненті обчислювального середовища, причому вихідний сигнал "Пуск" отримують в результаті послідовного виконання ВІДПОВІДНО операцій другої і третьої груп, при цьому операції другої групи виконуються послідовно з кожним тактом проходження імпульсів тактового генератора, а третя група складається з послідовного виконання операцій "скалярного перетинання" і затримки імпульсів на час, що кратний періоду проходження імпульсів тактового генератора, причому операції третьої групи виконуються по одному разу на початку та в КІНЦІ виконання операцій другої групи Відомий спосіб автоматичного формування зв'язків МІЖ компонентами обчислювального середовища, число N яких визначається об'ємом задачі, що вирішується, та цільовою функцією, потребує загальних затрат часу Т на рішення любої задачі рівних T=tp+ta4> (1), де tp - час обчислень значень та відтворення локальних властивостей цільової функції, ta ф - час автоматичного формування зв'язків між компонентами обчислювального середовища, або час заняття загальної лінії зв'язку, до якої підключені всі компоненти обчислювального середовища Ці затрати часу можуть виникати в результаті одночасного закінчення процесу обчислень та відображення локальних властивостей цільової функції декількома компонентами Величина другої складової в виразі (2) оцінюється наступним виразом tafp=fk (2), де f - частота тактового генератора k - можливе число компонент, що одночасно закінчили обчислення значень та відображення локальних властивостей цільової функції Це число компонент може змінюватись в межах від нуля 51583 до m , де m знаходять з наступного співвідношення N (3) Тут С^ число сполучень з " т " по "п" "т"« N Коефіцієнт к у виразі (2) хараісгеризує ступінь затримки при формуванні ознак належності та безперервності ПОСЛІДОВНОСТІ виконання обчислювальних операцій, що визначаються цільовою функцією Ця затримка може виникнути при одночасному закінченні декількома компонентами середовища процесу обчислення значень та відображення локальних властивостей цільової функції Метою даного винаходу є скорочення часової затримки, яка виникає при одночасному закінченні роботи декількома компонентами середовища на формування ознак належності та безперервності виконання обчислювальних операцій значень цільової функції Ця мета досягається введенням операцій формування тривалості імпульсу сигналу "Пуск" на основі оцінки КІЛЬКІСНОГО значення ознак належності та безперервності "т"-і компоненти середовища до порядку виконання обчислювальних операцій, причому операція формування тривалості включає ВІДПОВІДНО визначення загального числа членів кодової ПОСЛІДОВНОСТІ, ЯКИМ надано значення ознаки "т", та числа значущих членів в цій ПОСЛІДОВНОСТІ, причому процес визначення полягає в одночасному виконанні операцій "скалярного перетинання" для кожного інверсного значення j - члену даної ПОСЛІДОВНОСТІ зі значенням j 1-го члену тієї ж ПОСЛІДОВНОСТІ, де j - число двоїчних розрядів, що необхідне для представлення значень ознаки Новою істотною ознакою запропонованого способу автоматичного формування зв'язків є формування кожною компонентою, якій присвоєно відповідну ознаку " т " належності виконання обчислень значень та відображення локальних властивостей цільової функції, тривалості сигналу "Пуск", що відображується ПОСЛІДОВНІСТЮ імпульсів Впровадження нової істотної ознаки дозволяє зменшити часову затримку на формування ознак належності та безперервності у випадках одночасного закінчення процесу обчислень декількома компонентами середовища Окрім того формування тривалості імпульсу сигналу "Пуск" кожної компоненти в залежності від величини значення " т " наділяє процес автоматичного формування зв'язків додатковою позитивною якістю тривалість проходження імпульсів сигналу "Пуск" стає нерівномірною і, як наслідок, не потребує розподільних часових проміжків між різними сигналами "Пуск", є самосинхронізуємою і всі кодові ПОСЛІДОВНОСТІ В загальній лінії зв'язку однозначно розділяються На Фіг 1 представлена блок-схема алгоритмічної ПОСЛІДОВНОСТІ операцій, які виконуються кожною компонентою обчислювального середовища, Де 1 - операція автосинхронного виявлення, 2 - операція "скалярного перетинання", 3 - блок операцій, що реалізують обчислення значень та відображення локальних властивостей цільової функції, 4 - операція формування тривалості проходження імпульсів сигналу "Пуск" Операція автосинхронного відображення 1 передбачає виконання таких дій, як затримку кожного імпульсу вхідної ПОСЛІДОВНОСТІ на час t, що кратний періоду проходження імпульсів тактового генератора, і порівняння його з наступним імпульсом ЦІЄЇ Ж ПОСЛІДОВНОСТІ На Фіг 1 ці дії ВІДПОВІДНО позначені \ - \ та П Такі дії можуть бути, наприклад, реалізовані на сдвиговому регістрі та елементі "І" (одиничне "скалярне перетинання") Представлення фізичних змінних відомим імпульсно-часовим методом [В В Васильєв, А Г Додонов Гибридные методы задач оптимизации К Наукова Думка, 1974 г ] потребує для моделювання ознак " т " деякого інтервалу часу, що відображується періодами проходження імпульсів тактового генератора У ВІДПОВІДНОСТІ З ЦИМ еталонна ПОСЛІДОВНІСТЬ Ті дії сигналу "Пуск", яка також відображується періодом проходження імпульсів тактового генератора, буде визначатись співвідношенням "Ті т - V, (4) На Фіг 2а, б показано дане відображення еталонної тривалості дії сигналу "Пуск" На Фіг2в показано приклад відтворення сигналу "Пуск" ПОСЛІДОВНІСТЮ імпульсів відомим способом автоматичного формування зв'язків з ознакою належності " т " = 5, де перша (1, 2) та друга (3, 4) пари імпульсів ВІДПОВІДНО Є початком та кінцем дії сигналу Після виконання операції автосинхронного виявлення над ПОСЛІДОВНІСТЮ Ф І Г 2 В отримують ПОСЛІДОВНІСТЬ, показану на Фіг2д, яка порівнюється з еталоном (Фіг 2г) Одночасно над ПОСЛІДОВНІСТЮ Ф І Г 2 В виконуються операції "скалярного перетинання" другої групи, в результаті яких отримуємо результат, що показаний на Фіг2з Порівняння його з еталонним виразом Фіг2ж в момент закінчення операцій першої групи отримуємо результат, показаний на Фіг2и Цей момент є початком відтворення локальних властивостей цільової функції, виконанням операцій блоку З На Фіг 2В інтервал часу Тг відображає затримку, яку може внести компонента середовища з признаком "m" = 5 на формування наступних ознак у випадку, коли одночасно з даною компонентою процес відтворення локальних властивостей цільової функції закінчить яка-небудь інша компонента Ця затримка є складовою величини ta ф у виразі (2) На Фіг 3 показані результати, отримані при виконанні операцій всіх груп, які виконуються при реалізації запропонованого нового способу автоматичного формування зв'язків МІЖ компонентами обчислювального середовища На Фіг 2 операція формування еталонної тривалості імпульсів сигналу "Пуск" включає виконання наступних дій, які необхідно виконати одночасно з кожним імпульсом тактового генератора над ПОСЛІДОВНІСТЮ, що відображає значення признаку " т " визначення загального числа членів заданої 51583 ПОСЛІДОВНОСТІ та числа значущих членів в ній Це досягається представленням кожного значення попереднього члену ПОСЛІДОВНОСТІ зворотнім ("НЕ" - інверсія) та порівнянням даного значення зі значенням наступного члену ("скалярне перетинання") Представлення значень ознак належності та безперервності "т" ПОСЛІДОВНІСТЮ проводиться відомим та широкорозповсюдженим способом згідно виразу (5), Де j - число двоїчних розрядів, які необхідні для представлення значення ознаки Операція представлення значення ознаки може бути реалізована, наприклад регістром з паралельним занесенням інформації ooo 2 І, єш V, cm m є» ooo 4 2° 2і і 2 чГ НЕ О 0 О •• f •> і t П оо f І О n г 0 t, em ФІГ. 1 t'k 51583 10 "ПУСК1 "ВХІД" т, І 2 Ж t=m,N Фіг. 2 51583 11 12 "ПУСК" "ВХІД" I 1 l,em,N ж Ui6in.N Фіг. З ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71