Пристрій для контролю даних комп’ютерних пристроїв телекомунікаційної системи, що функціонують у класі лишків

Реферат: Пристрій для оперативного контролю даних комп'ютерних пристроїв (КП) комутаційнокомунікаційного вузла (ККВ) телекомунікаційної мережі (ТКМ), що функціонують у класі лишків (KЛ) належить до області автоматики та обчислювальної техніки і може бути використаний для контролю помилок даних КП ККВ ТКМ, що функціонують у КЛ. У пристрої, що містить перший і другий регістри, блок констант нулевізації (БКН), суматор, групу суматорів, елемент І, вихід підрегістра першого регістра за найбільшою інформаційною основою mn КЛ підключено до входу БКН, а до других входів відповідних суматорів групи підключено відповідні шини подачі значень  0  mn , 1  mn ,..., Nn  1  mn  Nn    n1  i1  mi  .   UA 105455 C2 (12) UA 105455 C2 В основу винаходу поставлено задачу зменшення кількості обладнання пристрою для контролю даних КП ККВ ТКМ, що функціонують у КЛ. UA 105455 C2 Винахід (пристрій) належить до області автоматики та обчислювальної техніки і може бути використаний для контролю помилок даних комп'ютерних пристроїв (КП) комутаційнокомунікаційного вузла (ККВ) телекомунікаційної мережі (ТКМ), що функціонують у класі лишків (КЛ). 5 10  n   (mi, mj), при i  j). Числовий інформаційний діапазон 0,    mi  представлення без   i 1   надлишкових кодових слів будемо називати інформаційним діапазоном КЛ. Щоб мати змогу гарантовано контролювати однократні помилки (тобто помилки за будь-якою однією з основ mі КЛ) додатково введемо одну контрольну основу mn+1 > mi, що взаємно проста з кожним з  15 20 25 30 35 40 45 50 55  , Для даного винаходу упорядкований mi1  mi  КЛ i  1 n задано своїми інформаційними основами (модулями) m1, m2,…, mi… mn. Основи КЛ - це взаємно попарно прості числа (найбільший загальний дільник (НЗД) довільної пари основ ті і т: дорівнює одиниці, тобто НЗД  інформаційних основ mi, i  1 n КЛ. Числовий діапазон [0, Μ ▪ mn+1 = М0) будемо називати , повним числовим діапазоном КЛ. Існує теорема, що коли при обробці числа А = (a1, a2,…,аn, аn+1) у КЛ (аi = А -[А / mi]▪mi) виявляється помилка в одній з остач mi, числа A = (a1, a2,…, ai  ai, ~ …, аn, аn+1) то система контролю фіксує число  як спотворене. В цьому випадку замість правильного числа А (що лежить у інформаційному числовому діапазоні [0, М)) отримуємо ~ ~ неправильне (спотворене) число  (  знаходиться за межами числового інформаційного діапазону [0, М)). Відомий пристрій (аналог), що дозволяє контролювати помилки у КП ККВ ТКМ, що функціонують у КЛ (див. Акушский И.Я., Юдицкий Д.И. Машинная арифметика в остаточних классах. Μ.: Сов. радио, 1968. С. 33-39). Пристрій містить регістр числа A = (a1, a2,…,аn, аn+1), схему перетворення числа A = (a1, a2,…,аn, аn+1) з КЛ у двійкову позиційну систему числення (ПСЧ), пристрій контролю знаходження числа А у діапазоні [0, М). Сутність роботи даного пристрою складається з послідовності наступних операцій. Число A = (a1, a2,…,аn, аn+1) з КЛ переводиться в ПСЧ. Далі виконується порівняння даного числа із довжиною робочого діапазону [0, М). Якщо числа А лежить у діапазоні [0,М), тоді система контролю КП робить висновок, що помилки нема, а якщо числа А не лежить у діапазоні [0, М), тоді робиться висновок, що є помилка в одному з лишків числа A = (a1, a2,…,аn, аn+1). Недолік аналога - значна кількість обладнання пристрою для контролю даних, що представлено у КЛ. Близьким за технічною суттю (аналогом) до запропонованого винаходу є пристрій для контролю помилок даних у КЛ, що описано у літературі (Акушский И.Я., Юдицкий Д.И. Машинная арифметика в остаточних классах. Μ.: Сов. радио, 1968. С. 349-353, рис. 6.41). Пристрій містить регістр числа A=(a1,a2,…,аn, аn+1), блок нулевізації (БН), блок констант n  нулевізації (БКН), схему порівняння значення  n 1  a n 1 з нулем. Інформаційний вхід пристрою підключено до входу регістра, вихід якого підключено до першого входу БН. Виходи розрядів регістра підключено до відповідних входів БКН. Недолік аналога - значна кількість обладнання пристрою для контролю даних, що представлено у КЛ. Близьким за технічною суттю (аналогом) до запропонованого винаходу є пристрій для виявлення помилок у модулярній системі числення, що описано у патенті України на корисну модель № 49054, МПК G 06 F 11/08 (Бюл. № 7 від 12.04.2010р.). Пристрій містить регістр числа, БКН, при цьому інформаційний вхід пристрою підключено до першого входу регістра, а керуючий вхід пристрою підключено до другого входу регістра. Недолік аналога - значна кількість обладнання пристрою для контролю даних, що представлено у КЛ. Близьким за технічною суттю (аналогом) до запропонованого винаходу є пристрій для контролю помилок даних у інформаційно-телекомунікаційній системі, що функціонує у класі лишків, яке описано у патенті України на корисну модель ДП № 73375 України, МПК (2006.01) G 06F 11/08, № u2012 01854. Заявл. 20.02.2012. Опубл. 25.09.2012, Бюл. № 18. Пристрій містить перший регістр числа, БКН, суматор, групу суматорів і, при цьому, інформаційний вхід пристрою підключено до першого входу регістра, а керуючий вхід пристрою підключено до другого входу регістра, вихід якого підключено до першого входу суматора, до другого входу якого підключено вихід БКН, а вихід суматора підключено до перших входів суматорів групи, до других входів яких підключено відповідні шини подачі значень 0▪mn+1, 1 ▪·mn+1,…, (Nn+1-1)▪mn+1 (Nn+1 = [М/mn+1] +1). 1 UA 105455 C2 5 10 15 Недолік аналога - значна кількість обладнання пристрою для контролю даних, що представлено у КЛ. Найбільш близьким за технічною суттю (прототипом) до запропонованого винаходу є пристрій для контролю даних комп'ютерних пристроїв телекомунікаційної системи, що функціонують у класі лишків, який описано у патенті України на корисну модель ДП № 79673 України, МПК (2006.01) G 06F 11/08. № u 2012 13145. Заявл. 19.11.2012. Опубл. 25.04.2013, Бюл. № 8. Пристрій для контролю даних у ТКМ, що функціонує у КЛ, який містить перший регістр, БКН, суматор, групу суматорів і, при цьому інформаційний вхід пристрою підключено до першого входу першого регістра, а керуючий вхід пристрою підключено до другого входу першого регістра, вихід якого підключено до першого входу суматора, до другого входу якого підключено вихід БКН, а вихід суматора підключено до перших входів суматорів групи, додатково введено другий регістр і елемент І, вихід підрегістра за найменшою ті основою КЛ першого регістра підключено до входу БКН, до других входів суматорів групи підключено n   відповідні шини подачі значень 0▪m1, 1 ▪·m1,…, (N1-1)▪m1  1   mi  , а виходи групи суматорів   i 2   підключено до входів другого регістра, виходи якого підключено до входів елемента І, вихід якого є виходом пристрою. Недолік прототипу - значна кількість обладнання пристрою для контролю даних, що n представлено у КЛ. Даний недолік обумовлено присутністю великої кількості 1   mi i 2 суматорів групи, що складає основну частину обладнання пристрою для контролю даних у КЛ. У 20 25 30 35 40 45 50 свою чергу, у загальному випадку, кількість  i   / mi  n  mk k 1; k 1. суматорів групи залежить від значення інформаційного mi модуля (основи) КЛ, що застосовується для контролю даних. У прототипі застосовується найменший mi=m1 з інформаційних модулів КЛ. В основу запропонованого винаходу поставлено задачу (мету) зменшення кількості обладнання пристрою для контролю даних КП ККВ ТКМ, що функціонують у КЛ. Поставлена задача вирішується тим, що у пристрій для оперативного контролю даних комп'ютерних пристроїв комутаційно-комунікаційного вузла телекомунікаційної мережі, що функціонують у КЛ, який містить перший і другий регістри, БКН, суматор, групу суматорів, елемент І. При цьому інформаційний вхід пристрою підключено до першого входу першого регістра, а керуючий вхід пристрою підключено до другого входу першого регістра, вихід якого підключено до першого входу суматора, до другого входу якого підключено вихід БКН. Вихід суматора підключено до перших входів суматорів групи, виходи яких підключено до входів другого регістра, виходи якого підключено до входів елемента І, вихід якого є виходом пристрою. При цьому, вихід підрегістра першого регістра за найбільшою mn інформаційною основою КЛ підключено до входу БКН, а до других входів відповідних суматорів групи n 1   підключено відповідні шини подачі значень 0▪mn, 1 ▪·mn, …, (Nn-1)▪mn   n   mi  .   i 1   Введення вказаних ознак дозволяє суттєво зменшити кількість обладнання пристрою для контролю даних комп'ютерних пристроїв комутаційно-комунікаційного вузла телекомунікаційної мережі, що функціонують у класі лишків. На кресленні представлена блок-схема пристрою для контролю даних комп'ютерних пристроїв комутаційно-комунікаційного вузла телекомунікаційної мережі, що функціонують у класі лишків. (А) (А) В таблиці 1 представлено константи КНmn = КНm4 нулевізації, що містяться у БКН, для однобайтової 1=1 (8 двійкових розрядів) розрядної мережі КП з інформаційними m1=3, m2=4, m3=5, mn–m4=7 та контрольним mk=m5=11 основами КЛ. В таблиці 2 представлено результати розрахунку ефективності застосування винаходу, у порівнянні з прототипом, для 1-байтової (1=1, 2, 3, 4 та 8) мережі КП у КЛ. На кресленні представлено винахід, де: 1 - інформаційний вхід пристрою; 2 - перший регістр вмісту даних A=(a1,a2,…,аn, аn+1) у КЛ, що призначено для контролю; 3 - керуючий вхід пристрою; (А) (1) 4 суматор, що реалізує операцію Amn = А- КНmn =(a1, a2,…,аn, аn+1)-(a1, a2,…,аn, аn+1)=[а 1, (1) (1) (А) а 2,…, 0, а n+1]; 5 - блок констант КНmn нулевізації (БКН) (в табл. 1 представлено вміст БКН для 1=1 при mi=mn=m4=7); 606Nn-1 - група суматорів, що реалізують операцію 2 UA 105455 C2  5 10 15 20  Àmn - K A  mn  Z    0, n  1; 70  7 n1 - шини подачі значень 0▪mn, 1 ▪·mn, …, (Nn-1)▪mn; 8  – другий (прийомний) регістр; 9 - елемент І; 10 - вихід пристрою (якщо всі двійкові розряди ОК ~ одиничні тоді на виході 10 є сигнал, тобто число  - спотворено, а якщо серед розрядів ОК є нульовий розряд тоді на виході 10 сигнал відсутній, тобто число А - не спотворено). Інформаційний 1 вхід пристрою підключено до першого входу регістра 2, до другого входу якого підключено керуючий 3 вхід пристрою. Вихід регістра 2 підключено до першого входу суматора 4, до другого входу якого підключено виходи БКН 5, до входу якого підключено вихід підрегістру за найбільшою тп інформаційною основою КЛ першого регістру 2. Вихід суматора 4 підключено до перших входів суматорів 60  6Nn-1 групи, до других входів яких підключено відповідні шини 7 (707Nn-1) подачі значень констант виду 0▪mn, 1 ▪·mn, …, (Nn-1)▪mn. Виходи суматорів 60  6Nn-1 групи підключено до входів другого 8 регістру, виходи якого підключено до входів елемента І 9, вихід 10 якого с виходом пристрою. Пристрій для контролю даних комп'ютерних пристроїв, що функціонують у КЛ, працює наступним чином (кресленні). До входу 1 регістра 2 надходять дані у вигляді числа, що контролюється A = (a1, a2,…,аn, аn+1), представленого у КЛ. По сигналу шини 3 значення А надходить до першого входу суматора 4, а значення аn надходить до входу БКН 5, з виходу (А) якого значення константи нулевізації у вигляді KНmn (a1, a2,…,аn, аn+1) надходить до других входів суматора 4. Таким чином, до перших і других входів суматора 4 відповідно надходять (А) значення A = (a1, a2,…,аn, аn+1) і значення константи нулевізації у вигляді KНmn (a’1, a’2,…,аn, (А) а'n+1). З виходу суматора 4 значення Amn = А- KНmn = (a1, a2,…,аn, аn+1) - (a’1, a’2,…,аn, а'n1) = (1) (1) (1) [а 1, а 2,…, 0, а n+1] надходить до перших входів суматорів 60  6Nn-1 групи, до других входів яких, по шинам 70  7Nn-1, поступають відповідні константи 0, 1 ▪·mn, 2 ▪·mn, …, (Nn-1)▪mn.     Суматори 60  6Nn-1, групи виконують операцію À mn - K A  mn  Z     0,  n  1 ; . Якщо для 25 значення KА = nА виконується умова À mn - n A  mn  Z    0, тоді тільки на виході суматора 6nA    0 ) будемо мати значення нуль, а на виходах всіх останніх суматорів 6 (in ) групи ( Z i A  будуть значення одиниці. Таким чином до входу другого (прийомного) регістра 8 надходить (A) однорядковий код (ОК) у вигляді послідовності двійкових Zi розрядів виду   n        Z1Z 2 ...Z1Z0 . . n 1 n Існує лише два можливих варіанти (виду) представлення ОК: перший варіант - ОК виду 30 n     = {111…101…111} має тільки один двійковий нульовий розряд, а інші двійкові розряди n одиничні; другий варіант - всі двійкові розряди ОК  n   = {111…111…111} одиничні. n n   Якщо OК    = {111…101…111} містить нульовий Zn  0 розряд (nA< Nn), тоді на виході n  елемента І 9 відсутній сигнал. Це свідчить, що число А правильне (не спотворено). n  35  Якщо ОК   n ={111…111…111} містить тільки одиничні Z i   1 двійкові розряди (nА =Νn), тоді на виході елемента I 9 є сигнал. Це свідчить, що дані, у вигляді числа A у КЛ, спотворені. Наведемо приклад конкретної реалізації процесу контролю даних у КЛ, що заданий інформаційними m1=3, m2=4, m3=5, m4=7 та контрольною mn+1=m5=11 основами. 4 5 i 1 i 1 При цьому    mi  420,  0    mn 1   mi  4620 . У даному прикладі контроль даних 40 A = (a1, a2,…,аn, аn+1), що представлені у КЛ, реалізується за допомогою максимальної інформаційної mі=mn=7 основи, шляхом формування та застосування ОК. Тоді n  n 1  mi  3  4  5  60 . i 1  В цьому випадку ОК буде мати наступний вигляд:  n   n       4   60  Z59, Z58...ZZ1Z0 . Запис ОК показує, що інформаційний [0, 420) числовий 2 інтервал розбито на Nn=N4=60 відрізків, по 7 одиниць кожен (від нульового до 59-го). Таким чином, якщо число А правильне (число А знаходиться у інформаційному [0, Μ =420) 45 числовому інтервалі), тоді серед N n=60 значень  Zi  i  0,59  двійкових розрядів ОК n   n 60 ={111…101…111} на nА-у місці (рахується з права Z0(A) наліво Ζ59(A) обов'язково  n   60 3 UA 105455 C2 (A) буде знаходитися лише один нульовий ZnA =0 двійковий розряд (nА М=420. По сигналу шини 3, за значенням а4=011 лишку числа A = (10, 00, 000, 011,0101), БКН 5 (в таблиці 1 представлено (А) вміст БКН 5) визначає константу КН m4 = (00,11, 011, 011, 0011). Таблиця 1 Константи КН (А) mn Лишок а4 за модулем m4=7 КЛ 000 001 010 011 100 101 110 нулевізації БКН за найбільшою інформаційною mn основою КЛ Константи КН m2=4 а'2 00 01 10 11 00 01 10 m1=3 а’1 00 01 10 00 01 10 00 (А) mn нулевізації для m4=7 m3=5 m4-1 a’3 a4 000 000 001 001 010 010 011 011 100 100 000 101 001 110 mk=m5=11 а'5 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 (А) 15 20 З виходу суматора 4 значення Аm4=А-KН m4=(10,00, 000,011,0101)-(00,11,011,011, 0011) = (10,01,010, 000,0010) (в ПСЧ Аm4=497) надходить до перших входів суматорів 60659, до других входів яких, по шинам 70  759, поступають відповідні значення констант 0▪7=0; 1▪7=7; 2▪7=14;… 59▪7=413 у КЛ. Так, як Аm4-nА ▪ m4=497-71▪7=0, тоді nА =71. В цьому випадку (71 > 59) на виходах всіх суматорів 70  759 присутні одиничні сигнали. 59  Таким чином до входу другого регістра 8 надходить ОК виду  n4    59  = {11…11…11},  ~ тоді присутній сигнал на виході елемента І 9. Це свідчить, що число  =500>М=420 спотворено ~ (в даних  є помилка по одній з основ КЛ). Для приведеного прикладу конкретної реалізації процесу контролю даних у КЛ, що заданий основами m1=3, m2=4, m3=5, m4=7, mn+1=m5=11, застосування розглянутого винаходу у n n 1 i2 i 1         1 /  4   / m4    m1 еф еф 25  m1  mn m1  m4 m1  7 3  2,3 раз ефективній у порівняння з прототипом. В таблиці 2 представлено результати розрахунку ефективності застосування винаходу для  - байтової (  = 1, 2, 3, 4 та 8) мережі КП у КЛ. 4 UA 105455 C2 Таблиця 2 Результати розрахунку значення  1 2 3 4 8    еф ефективності застосування винаходу Значення найменшого m1 та найбільшого mn з інформаційних основ КЛ m1 3 2 3 2 3 mn 7 13 14 29 53    еф 2,3 6,5 6,3 14,5 17,7 Таким чином, застосування у винаходу максимального mі=mn інформаційного модуля КЛ у 5 10   процесі контролю даних дозволяє у  еф =mn/m1 раз зменшити, у порівнянні з прототипом, кількість суматорів групи. Дана обставина, у свою чергу, дозволяє суттєво зменшити загальну кількість обладнання пристрою для контролю даних комп'ютерних пристроїв комутаційнокомунікаційного вузла телекомунікаційної мережі, що функціонують у КЛ, при забезпеченні повної достовірності контролю даних. Отримані результати розрахунку ефективності застосування винаходу показали (табл. 2), що зі зростанням довжини розрядної мережі комп'ютерних пристроїв ККВ, що характерно для сучасної тенденції розвитку телекомунікаційних мереж, ефективність застосування даного винаходу зростає. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 15 20 25 Пристрій для оперативного контролю даних комп'ютерних пристроїв комутаційнокомунікаційного вузла телекомунікаційної мережі, що функціонують у класі лишків (КЛ), що містить перший і другий регістри, блок констант нулевізації (БКН), суматор, суматори групи суматорів, елемент І, при цьому інформаційний вхід пристрою підключено до першого входу першого регістра, а керуючий вхід пристрою підключено до другого входу першого регістра, вихід якого підключено до першого входу суматора, до другого входу якого підключено вихід БКН, вихід суматора підключено до перших входів суматорів групи суматорів, виходи яких підключено до входів другого регістра, виходи якого підключено до входів елемента І, вихід якого є виходом пристрою, який відрізняється тим, що вихід підрегістра першого регістра за найбільшою інформаційною основою mn КЛ підключено до входу БКН, а до других входів відповідних суматорів групи суматорів підключено відповідні шини подачі значень n 1   0  mn , 1  mn ,...,N n  1  mn  N n   mi  , де N - кількість суматорів групи суматорів.   i 1   5 UA 105455 C2 Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6