RU2287179C1 - Device for servicing requests of different priorities from clients of a computer system - Google Patents
Device for servicing requests of different priorities from clients of a computer system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2287179C1 RU2287179C1 RU2005107972/09A RU2005107972A RU2287179C1 RU 2287179 C1 RU2287179 C1 RU 2287179C1 RU 2005107972/09 A RU2005107972/09 A RU 2005107972/09A RU 2005107972 A RU2005107972 A RU 2005107972A RU 2287179 C1 RU2287179 C1 RU 2287179C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- queue
- inputs
- input
- order
- order queue
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Telephonic Communication Services (AREA)
- Small-Scale Networks (AREA)
- Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
- Exchange Systems With Centralized Control (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в системах обмена данными и локальных вычислительных сетях (ЛВС).The invention relates to the field of computer technology and can be used in data exchange systems and local area networks (LAN).
Известно многоканальное устройство с динамическим изменением приоритета по ав. св. СССР №1562912, G 06 F 9/46, 1990, бюл. №17, содержащее N≥2 абонентских блоков, счетчик, элемент И, генератор тактовых импульсов, делитель, блок анализа приоритетов и блок наращивания приоритета.Known multi-channel device with dynamic priority change by av. St. USSR No. 1562912, G 06 F 9/46, 1990, bull. No. 17, containing N≥2 subscriber units, a counter, an AND element, a clock, a divider, a priority analysis unit and a priority building unit.
Недостатком данного устройства является относительно большое время обслуживания запросов абонентов вычислительной системы с низким приоритетом.The disadvantage of this device is the relatively large time servicing requests of subscribers of a computing system with a low priority.
Известно устройство обслуживания запросов пользователей вычислительной системы, содержащее N≥2 абонентских блоков, счетчик, элемент И, генератор тактовых импульсов, делитель, N-входовый элемент ИЛИ-НЕ, мультиплексор и инвертор (см. ав. св. СССР №2140666, G 06 F 9/46, 1999, бюл. №30).A device for servicing user requests of a computing system is known, comprising N≥2 subscriber units, a counter, an AND element, a clock generator, a divider, an N-input element OR NOT, a multiplexer and an inverter (see av. St. USSR No. 2140666, G 06 F 9/46, 1999, bull. No. 30).
Однако данное устройство имеет относительно невысокую надежность и низкое быстродействие, обусловленные большим количеством взаимоувязанных элементов, входящих в его состав.However, this device has a relatively low reliability and low speed, due to the large number of interconnected elements included in its composition.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству (прототипом) является устройство обслуживания разноприоритетных запросов абонентов вычислительной системы (см. патент РФ №2186420, G 06 F 9/46, 2002, бюл. №21), содержащее N≥2 абонентских блоков, генератор тактовых импульсов, первый и второй N-входовые элементы И-НЕ, первый и второй шифраторы приоритетов, элемент ИЛИ, элемент И-НЕ и селектор-мультиплексор. При этом выход генератора тактовых импульсов подключен к тактовым входам каждого из N абонентских блоков. Запросные входы и K-разрядные входы "Код максимального времени ожидания" каждого из N абонентских блоков, где К≥2 - разрядность кода максимального времени ожидания обслуживания запросов, являются соответствующими запросными входами и K-разрядными входами "Код максимального времени ожидания" устройства. Входы "Обнуление" каждого из N абонентских блоков являются соответствующими входами "Обнуление" устройства. Каждый из N входов первого и второго N-входовых элементов И-НЕ подключены к соответствующим N инверсным входам соответственно первого и второго шифраторов приоритетов. Выходы первого и второго N-входовых элементов И-НЕ подключены соответственно к второму и первому входам элемента ИЛИ. Каждый n, n=1, 2, ..., N, инверсный вход первого и второго шифраторов приоритетов подключен соответственно к первому и второму сигнальному выходу ((N+1)-n)-го абонентского блока. Выход элемента ИЛИ подключен к второму входу элемента И-НЕ, первый вход которого является опросным входом устройства, а выход элемента И-НЕ подключен к инверсному разрешающему входу селектора-мультиплексора и является разрешающим выходом устройства. Управляющий вход селектора-мультиплексора подключен к второму входу элемента ИЛИ. Каждый из J, где J=]log2N[, инверсных выходов первого и второго шифраторов приоритетов подключен к соответствующим J первичным входам и соответствующим J вторичным входам селектора-мультиплексора, а J-разрядный выход селектора-мультиплексора является J-разрядным выходом "Код подлежащего обслуживанию абонента" устройства.The closest in technical essence to the claimed device (prototype) is a device for servicing multi-priority requests of subscribers of a computing system (see RF patent No. 2186420, G 06 F 9/46, 2002, bull. No. 21), containing N≥2 subscriber units, generator clock pulses, the first and second N-input NAND elements, the first and second priority encoders, the OR element, the NAND element and the selector-multiplexer. The output of the clock generator is connected to the clock inputs of each of the N subscriber units. The request inputs and K-bit inputs "Maximum latency code" of each of the N subscriber units, where K≥2 is the length of the code for the maximum latency time for servicing requests, are the corresponding request inputs and K-bit inputs "Maximum latency code" of the device. The “Zero” inputs of each of the N subscriber units are the corresponding “Zero" inputs of the device. Each of the N inputs of the first and second N-input elements is NOT connected to the corresponding N inverse inputs of the first and second priority encoders, respectively. The outputs of the first and second N-input elements AND are NOT connected respectively to the second and first inputs of the OR element. Each n, n = 1, 2, ..., N, inverse input of the first and second priority encoders is connected respectively to the first and second signal output of the ((N + 1) -n) -th subscriber unit. The output of the OR element is connected to the second input of the AND-NOT element, the first input of which is the polling input of the device, and the output of the AND-NOT element is connected to the inverse enable input of the selector-multiplexer and is the enable output of the device. The control input of the selector-multiplexer is connected to the second input of the OR element. Each of J, where J =] log 2 N [, the inverse outputs of the first and second priority encoders is connected to the corresponding J primary inputs and the corresponding J secondary inputs of the selector-multiplexer, and the J-bit output of the selector-multiplexer is a J-bit output "Code customer service "device.
В прототипе реализуется возможность повышения быстродействия и надежности за счет сокращения количества элементов, входящих в состав устройства обслуживания разно-приоритетных запросов абонентов вычислительной системы.The prototype implements the possibility of increasing speed and reliability by reducing the number of elements that make up the device for servicing different-priority requests of subscribers of a computer system.
Однако прототип имеет недостаток - относительно низкую достоверность идентификации номера очереди запроса абонента в условиях неоднозначности (нечеткости) параметров кода, характеризующего принадлежность сигнала запроса конкретного абонента к очереди приоритетов первого либо второго порядка. Данное устройство позволяет с высокой достоверностью идентифицировать номер очереди запроса, параметры кода которого заданы количественно и принимают однозначные, четко идентифицируемые значения, в то время как подавляющее большинство сигналов разноприоритетных запросов множества абонентов, осуществляющих одновременный доступ к ресурсам реально функционирующей вычислительной системы, объективно находятся в перманентном состоянии "столкновения" запросов, а их параметры кода, определяющие номер очереди, могут быть идентифицированы лишь на качественном уровне (неоднозначно, нечетко) с привлечением лингвистической переменной.However, the prototype has a drawback - the relatively low reliability of identifying the number of the request line of the subscriber in the conditions of ambiguity (ambiguity) of the code parameters characterizing the membership of the request signal of a particular subscriber in the priority queue of the first or second order. This device allows with high reliability to identify the request queue number, the code parameters of which are set quantitatively and take unambiguous, clearly identifiable values, while the vast majority of signals of different priority requests of many subscribers that simultaneously access the resources of a really functioning computing system are objectively in permanent the state of "collision" of requests, and their code parameters that determine the queue number can be identified only on a qualitative level (ambiguous, unclear) with the involvement of linguistic variable.
Под "обслуживанием" понимается совокупность действий вычислительной системы, включающая выборку запроса из очереди, выделение ему ресурса, а также проведение завершающих операций. Запрос - посылка сигнала, инициирующего ответ. Входное сообщение, содержащее требование к системе на выделение ресурса.By “maintenance” is meant a set of actions of a computing system, including fetching a request from a queue, allocating a resource to it, as well as carrying out final operations. Request - sending a signal initiating a response. An input message containing a system requirement for a resource allocation.
Под "приоритетом" понимается число, предписанное задаче, процессу или операции, определяющее очередность их выполнения или обслуживания. Чем меньше число, тем выше уровень приоритета.“Priority” refers to the number assigned to a task, process, or operation that determines the order in which they are performed or serviced. The lower the number, the higher the priority level.
Под "параметрами кода сигнала запроса" понимаются исходные данные, позволяющие охарактеризовать принадлежность сигнала запроса конкретного абонента к очереди первого либо второго порядка - множество параметров (числовых значений характеристик свойств) кода сигнала запроса в данный момент времени.By "parameters of the request signal code" is meant initial data that allows us to characterize the belonging of the request signal of a particular subscriber to the first or second order queue - the set of parameters (numerical values of the characteristics of the properties) of the request signal code at a given time.
Целью заявленного технического решения является создание устройства обслуживания разноприоритетных запросов абонентов вычислительной системы, обеспечивающего повышение достоверности идентификации номера очереди запросов абонентов в условиях неоднозначности (нечеткости) параметров кода, характеризующего принадлежность сигнала запроса конкретного абонента к очереди приоритетов первого либо второго порядка, устройства, способного с высокой достоверностью идентифицировать номер очереди запросов абонентов в условиях, присущих реальному процессу функционирования вычислительной системы - когда исходные данные, обуславливающие выбор номера очереди для конкретного запроса, имеют как количественно, так и качественно (неоднозначно, нечетко, с привлечением лингвистической переменной) выраженный физический смысл.The purpose of the claimed technical solution is to create a device for servicing multi-priority subscriber requests of a computing system that provides increased reliability of identification of the number of the queue of subscribers' requests in the conditions of ambiguity (ambiguity) of the code parameters characterizing the membership of the request signal of a particular subscriber in the priority queue of the first or second order, a device capable of identify with certainty the number of the queue of subscribers' requests in the conditions inherent in real the entire process of functioning of a computing system - when the initial data that determine the choice of the queue number for a particular request have both quantitative and qualitative (ambiguous, fuzzy, involving a linguistic variable) expressed physical meaning.
Указанная цель достигается тем, что в известное устройство обслуживания разноприоритетных запросов абонентов вычислительной системы, содержащее N≥2 абонентских блоков, генератор тактовых импульсов, первый и второй N-входовые элементы И-НЕ, первый и второй шифраторы приоритетов, элемент ИЛИ, элемент И-НЕ и селектор-мультиплексор, J-разрядный выход, где J=]log2N[, которого является J-разрядным выходом «Код подлежащего обслуживанию абонента» устройства, выход генератора тактовых импульсов подключен к тактовым входам каждого из N абонентских блоков, запросные входы и K-разрядные входы «Код максимального времени ожидания» каждого из N абонентских блоков, где К≥2 - разрядность кода максимального времени ожидания обслуживания запросов, являются соответствующими N запросными входами и N K-разрядными входами «Код максимального времени ожидания» устройства, входы «Обнуление» каждого из N абонентских блоков являются соответствующими входами «Обнуление» устройства, каждый из N входов первого и второго N-входовых элементов И-НЕ подключены к соответствующим N инверсным входам соответственно первого и второго шифраторов приоритетов, выходы первого и второго N-входовых элементов И-НЕ подключены соответственно к второму и первому входам элемента ИЛИ, выход которого подключен к второму входу элемента И-НЕ, первый вход которого является опросным входом устройства, выход элемента И-НЕ подключен к инверсному разрешающему входу селектора-мультиплексора и является разрешающим выходом устройства, управляющий вход селектора-мультиплексора подключен к второму входу элемента ИЛИ, каждый из J инверсных выходов первого и второго шифраторов приоритетов подключены к соответствующим J входам первой группы входов и соответствующим J входам второй группы входов селектора-мультиплексора, дополнительно включен блок контроля очереди. При этом n-ый, где n=1, 2, ..., N, инверсный вход первого шифратора приоритетов подключен к ((N+1)-n)-му выходу блока контроля очереди, на котором формируется сигнал запроса для очереди первого порядка, n-ый инверсный вход второго шифратора приоритетов подключен к ((N-1)-n)-му выходу блока контроля очереди, на котором формируется сигнал запроса для очереди второго порядка. Первый и второй сигнальные выходы n-ого абонентского блока подключены к n-ым входам блока контроля очереди, на которых формируются сигналы запросов для очередей соответственно первого и второго порядков.This goal is achieved by the fact that in the known device for servicing multi-priority requests of subscribers of a computing system, comprising N≥2 subscriber units, a clock, the first and second N-input elements AND, the first and second priority encoders, the OR element, the And element NOT and a selector-multiplexer, J-bit output, where J =] log 2 N [, which is the J-bit output "Subscriber code to be serviced" of the device, the output of the clock generator is connected to the clock inputs of each of N subscriber units shackles, request inputs and K-bit inputs “Code of maximum waiting time” of each of N subscriber units, where K≥2 is the capacity of the code of maximum time to wait for service requests, are the corresponding N request inputs and N K-bit inputs “Code of maximum waiting time "Device, inputs" Zeroing "of each of the N subscriber units are the corresponding inputs" Zeroing "of the device, each of the N inputs of the first and second N-input elements are NOT connected to the corresponding N inverse inputs, respectively As for the first and second priority encoders, the outputs of the first and second N-input NAND elements are connected respectively to the second and first inputs of the OR element, the output of which is connected to the second input of the NAND element, the first input of which is a polling input of the device, the output of the AND element - NOT connected to the inverse enable input of the selector-multiplexer and is the enable output of the device, the control input of the selector-multiplexer is connected to the second input of the OR element, each of the J inverse outputs of the first and second Priority fracers are connected to the corresponding J inputs of the first group of inputs and the corresponding J inputs of the second group of inputs of the selector-multiplexer; an additional queue control unit is also included. In this case, the n-th, where n = 1, 2, ..., N, the inverse input of the first priority encoder is connected to the ((N + 1) -n) -th output of the queue control unit, on which a request signal is generated for the queue of the first order, the n-th inverse input of the second priority encoder is connected to the ((N-1) -n) -th output of the queue control unit, on which a request signal is generated for the second-order queue. The first and second signal outputs of the nth subscriber unit are connected to the nth inputs of the queue control unit, at which request signals are generated for the queues, respectively, of the first and second orders.
Блок контроля очереди состоит из контроллера очереди первого порядка, контроллера очереди второго порядка и оконечного контроллера очереди. При этом N входов контроллера очереди первого порядка являются соответствующими N входами блока, на которых формируются сигналы запросов для очереди первого порядка, N входов контроллера очереди второго порядка являются соответствующими N входами блока, на которых формируются сигналы запросов для очереди второго порядка. Запрещающий вход контроллера очереди первого порядка подключен к разрешающему выходу контроллера очереди второго порядка, запрещающий вход которого соединен с разрешающим выходом контроллера очереди первого порядка. Причем N выходов контроллера очереди первого порядка подключены к соответствующим N входам очереди первого порядка оконечного контроллера очереди, N выходов контроллера очереди второго порядка соединены с соответствующими N входами очереди второго порядка оконечного контроллера очереди, N выходов очереди первого порядка оконечного контроллера очереди являются соответствующими N выходами блока, на которых формируются сигналы запросов для очереди первого порядка, а N выходов очереди второго порядка оконечного контроллера очереди являются соответствующими N выходами блока контроля очереди, на которых формируются сигналы запросов для очереди второго порядка.The queue control unit consists of a first order queue controller, a second order queue controller, and a terminal queue controller. In this case, the N inputs of the first-order queue controller are the corresponding N inputs of the block on which request signals are generated for the first-order queue, N inputs of the second-order queue controller are the corresponding N inputs of the block on which request signals are generated for the second-order queue. The inhibitory input of the first order queue controller is connected to the enable output of the second order queue controller, the inhibitory input of which is connected to the enable output of the first order queue controller. Moreover, N outputs of the first order queue controller are connected to the corresponding N inputs of the first order queue of the terminal queue controller, N outputs of the second order queue controller are connected to the corresponding N inputs of the second order queue of the terminal queue controller, N outputs of the first order queue of the terminal queue controller are the corresponding N outputs of the block on which request signals are generated for the first order queue, and N outputs of the second order queue of the terminal queue controller are Xia respective N outputs of the queue control block, which signals are formed for the second-order requests queue.
Благодаря новой совокупности существенных признаков, за счет введения блока контроля очереди, обеспечивающего обработку и трансформирование нечетких параметров кода сигнала запроса к виду, пригодному для достоверной идентификации номера очереди запроса абонента, в заявленном устройстве достигается возможность предварительного анализа и верификации сигнала запроса, обуславливающие повышение достоверности идентификации номера очереди для разноприоритетных запросов множества абонентов, осуществляющих одновременный доступ к ресурсам реально функционирующей вычислительной системы в условиях неоднозначности (нечеткости) параметров кода, характеризующего принадлежность сигнала запроса конкретного абонента к очереди приоритетов первого либо второго порядка.Due to the new set of essential features, due to the introduction of a queue control unit that provides processing and transformation of fuzzy parameters of the request signal code to a form suitable for reliable identification of the subscriber's request queue number, the claimed device provides the possibility of preliminary analysis and verification of the request signal, which increase the reliability of identification queue numbers for multi-priority requests of multiple subscribers providing simultaneous access to the resource the actual functioning computing system under conditions of ambiguity (fuzziness) of the code parameters characterizing the membership of the request signal of a particular subscriber in the priority queue of the first or second order.
Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностью признаков, тождественных всем признакам заявленного технического решения, отсутствуют, что указывает на соответствие заявленного устройства условию патентоспособности «новизна».The analysis of the prior art made it possible to establish that analogues that are characterized by a combination of features identical to all the features of the claimed technical solution are absent, which indicates the compliance of the claimed device with the patentability condition of "novelty".
Результаты поиска известных решений в данной и смежных областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного объекта, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из уровня техники также не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».Search results for known solutions in this and related fields of technology in order to identify features that match the distinctive features of the claimed object from the prototype showed that they do not follow explicitly from the prior art. The prior art also did not reveal the popularity of the impact provided by the essential features of the claimed invention, the transformations on the achievement of the specified technical result. Therefore, the claimed invention meets the condition of patentability "inventive step".
Заявленное устройство поясняется чертежами, на которых представлены:The claimed device is illustrated by drawings, on which are presented:
на фиг.1 - структурная схема устройства обслуживания разноприоритетных запросов абонентов вычислительной системы,figure 1 is a structural diagram of a device for servicing multi-priority requests of subscribers of a computing system,
на фиг.2 - структурная схема блока контроля очереди;figure 2 is a structural diagram of a control unit queue;
на фиг.3 - структурная схема абонентского блока;figure 3 is a structural diagram of a subscriber unit;
на фиг.4 - структура вычислительной системы;figure 4 - the structure of the computing system;
на фиг.5 - размещение сигналов запросов в очереди второго порядка;figure 5 - placement of request signals in the second order queue;
на фиг.6 - порядок переноса запросов из очереди второго порядка в очередь первого порядка.figure 6 - order transfer requests from the second order queue to the first order queue.
Устройство обслуживания разноприоритетных запросов абонентов вычислительной системы, изображенное на фиг.1, состоит из N≥2 абонентских блоков 11-1N (АБ), генератора тактовых импульсов 2, блока контроля очереди 3, элемента ИЛИ 4, элемента И-НЕ 5, селектора-мультиплексора 6, первого 7 и второго 10 N-входовых элементов И-НЕ, первого 8 и второго 9 шифраторов приоритетов. При этом J-разрядный, где J=]log2N[, выход 65 селектора-мультиплексора 6 является J-разрядным выходом «Код подлежащего обслуживанию абонента» устройства, выход 21 генератора тактовых импульсов 2 подключен к тактовым входам 0141-014N каждого из N абонентских блоков 11-1N, запросные входы 0111-011N и K-разрядные входы «Код максимального времени ожидания» 0121-012N каждого из N абонентских блоков 11-1N, где К≥1 - разрядность кода максимального времени ожидания обслуживания запросов, являются соответствующими N запросными входами и N К-разрядными входами «Код максимального времени ожидания» устройства. Входы «Обнуление» 0131-013N каждого из N абонентских блоков 11-1N являются соответствующими N входами «Обнуление» устройства. Каждый из N входов первого 7 и второго 10 N-входовых элементов И-НЕ (соответственно 711-71N и 1011-101N) подключены к соответствующим N инверсным входам (811-81N и 911-91N) соответственно первого 8 и второго 9 шифраторов приоритетов. Выходы первого 7 и второго 10 N-входовых элементов И-НЕ (соответственно 72 и 102) подключены соответственно к второму 42 и первому 41 входам элемента ИЛИ 4, выход 43 которого подключен к второму входу 52 элемента И-НЕ 5, первый вход 51 которого является опросным входом устройства. Выход 53 элемента И-НЕ 5 подключен к инверсному разрешающему входу 61 селектора-мультиплексора 6 и является разрешающим выходом устройства. Управляющий вход 64 селектора-мультиплексора 6 подключен к второму входу 42 элемента ИЛИ 4. Каждый из J инверсных выходов (соответственно 821-82J и 921-92J) первого 8 и второго 9 шифраторов приоритетов подключены к соответствующим J входам 621-62J первой группы входов и соответствующим J входам 631-63J второй группы входов селектора-мультиплексора 6. При этом n-ый, где n=1, 2, ..., N, инверсный вход 81n первого шифратора приоритетов 8 подключен к ((N+1)-n)-му выходу 31(N+1)-n блока контроля очереди 3, на котором формируется сигнал запроса для очереди первого порядка, n-ый инверсный вход 91n второго шифратора приоритетов 9 подключен к ((N+1)-n)-му выходу 32(N+1)-n блока контроля очереди 3, на котором формируется сигнал запроса для очереди второго порядка. Первый 015n и второй 016n сигнальные выходы n-ого абонентского блока 1n подключены к соответствующим n-ым входам (35n и 36n) блока контроля очереди 3, на которых формируются сигналы запросов для очередей соответственно первого и второго порядков.The device for servicing multi-priority subscriber requests of the computing system shown in Fig. 1 consists of N≥2 subscriber units 1 1 -1 N (AB), a
Число «N (N≥2)» (абонентских блоков, входов, выходов и т.п.) определяется в соответствии с возможным количеством абонентов вычислительной системы и, как правило, составляет от 2 (двух) до 50 (пятидесяти). Число «K (К≥2)» характеризует разрядность кода максимального времени ожидания обслуживания запросов абонентов и, как правило, составляет от 2 (двух) до 10 (десяти).The number "N (N≥2)" (subscriber units, inputs, outputs, etc.) is determined in accordance with the possible number of subscribers of the computer system and, as a rule, ranges from 2 (two) to 50 (fifty). The number "K (K≥2)" characterizes the capacity of the code for the maximum waiting time for servicing subscriber requests and, as a rule, ranges from 2 (two) to 10 (ten).
Блок контроля очереди 3 (фиг.2) предназначен для предварительного анализа и верификации сигнала запроса в условиях неоднозначности (нечеткости) параметров кода, характеризующего принадлежность сигнала запроса конкретного абонента к очереди приоритетов первого либо второго порядка.Block control queue 3 (figure 2) is intended for preliminary analysis and verification of the request signal in the conditions of ambiguity (ambiguity) of the code parameters characterizing the membership of the request signal of a particular subscriber in the priority queue of the first or second order.
Блок контроля очереди 3 состоит из контроллера очереди первого порядка 3.1, контролера очереди второго порядка 3.2 и оконечного контроллера очереди 3.3. При этом N входов контроллера очереди первого порядка 3.1 являются соответствующими N входами 351-35N блока 3, на которых формируются сигналы запросов для очереди первого порядка, N входов контроллера очереди второго порядка 3.2 являются соответствующими N входами 361-36N блока 3, на которых формируются сигналы запросов для очереди второго порядка. Запрещающий вход контроллера очереди первого порядка 3.1 подключен к разрешающему выходу М2 контроллера очереди второго порядка 3.2, запрещающий вход которого соединен с разрешающим выходом M1 контроллера очереди первого порядка 3.1. Причем N выходов контроллера очереди первого порядка 3.1 подключены к соответствующим N входам 3.3-31-3.3-3N очереди первого порядка оконечного контроллера очереди 3.3, N выходов контроллера очереди второго порядка 3.2 соединены с соответствующими N входами 3.3-41-3.3-4N очереди второго порядка оконечного контроллера очереди 3.3, N выходов 3.3-11-3.3-1N очереди первого порядка оконечного контроллера очереди 3.3 являются соответствующими N выходами 311-31N блока 3, на которых формируются сигналы запросов для очереди первого порядка, а N выходов 3.3-21-3.3-2N очереди второго порядка оконечного контроллера очереди 3.3 являются соответствующими N выходами 321-32N блока контроля очереди 3, на которых формируются сигналы запросов для очереди второго порядка.
Контроллер очереди первого порядка 3.1 блока контроля очереди 3 предназначен для решения задачи предварительного анализа, верификации сигнала запроса и трансформирования нечетко заданных параметров кода, характеризующего принадлежность сигнала запроса конкретного абонента к очереди приоритетов первого порядка, к виду, пригодному для достоверной идентификации очереди первого порядка для данного запроса абонента. Контроллер очереди первого порядка 3.1 представляет собой программируемое параллельное арифметико-логическое устройство с одним запрещающим входом , одним разрешающим выходом M1, N информационными входами и выходами, где N может принимать значения от 2 до 50. Контроллер очереди первого порядка 3.1 может быть технически реализован в виде типового программируемого параллельного арифметико-логического устройства (АЛУ) на базе серийно выпускаемой программируемой КМОП-микросхемы серии 564 (например, ALU К564ИП3), как показано в работе [Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы. Справочник. - М.: Радио и связь, 1987. С.273-275, рис.2.70].The first-order queue controller 3.1 of the
Контроллер очереди второго порядка 3.2 блока контроля очереди 3 предназначен для решения задачи предварительного анализа, верификации сигнала запроса и трансформирования нечетко заданных параметров кода, характеризующего принадлежность сигнала запроса конкретного абонента к очереди приоритетов второго порядка, к виду, пригодному для достоверной идентификации очереди второго порядка для данного запроса абонента. Контроллер очереди второго порядка 3.1 также представляет собой программируемое параллельное АЛУ с N информационными входами и выходами, одним запрещающим входом , одним разрешающим выходом М2 и может быть технически реализован в виде типового программируемого параллельного АЛУ на базе серийно выпускаемой программируемой КМОП-микросхемы серии 564 (например, ALU К564ИП3), как описано в литературе [Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы. Справочник. - М.: Радио и связь, 1987. С.273-275, рис.2.70].The second-order queue controller 3.2 of the
Оконечный контроллер очереди 3.3 блока контроля очереди 3 предназначен для однозначного принятия решения (окончательной верификации) о принадлежности кода конкретного запроса к пространству запросов очереди приоритетов первого либо второго порядка. Оконечный контроллер очереди 33 представляет собой серийно выпускаемый программируемый ТТЛ-компаратор типа 74LS85, описанный в [Янсен Й. Курс цифровой электроники: Сложные ИС для устройств передачи данных. Т.3. - М.: Мир, 1987. С.38-40, рис.1.21].The terminal queue controller 3.3 of the
Абонентские блоки 11-1N, входящие в общую структурную схему, предназначены для контроля поступления сигналов запросов, контроля оставшегося времени ожидания, а также выработки управляющих сигналов по истечении установленного времени ожидания для каждого запроса. Принцип действия и структурная схема (фиг.3) любого n-го АБ (1n) из N абонентских блоков аналогичны, известны и подробно описаны в прототипе (см. патент РФ №2186420, G 06 F 9/46, 2002, бюл. №21).Subscriber units 1 1 -1 N , included in the general structural scheme, are designed to control the receipt of request signals, control the remaining waiting time, and also generate control signals after a specified waiting time for each request. The principle of operation and the structural diagram (figure 3) of any n-th battery (1 n ) of N subscriber units are similar, known and described in detail in the prototype (see RF patent No. 2186420, G 06 F 9/46, 2002, bull. No. 21).
Генератор тактовых импульсов 2, входящий в общую структурную схему, предназначен для выработки синхронизирующей последовательности импульсов. Техническая реализация генератора тактовых импульсов 2 возможна на базе серийно выпускаемого генератора тактовых импульсов, описанного в работе [Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы. Справочник. - М.: Радио и связь, 1987. С.50-53].The
Элемент ИЛИ 4, входящий в общую структурную схему, предназначен для объединения выходных сигналов определенного логического уровня, поступающих с выходов первого 7 и второго 10 N-входовых элементов И-НЕ. Элемент ИЛИ 4 может быть технически реализован на базе серийно выпускаемого элемента ИЛИ, подробно описанного в [Гусев В.В., Лебедев О.Н., Сидоров A.M. Основы импульсной и цифровой техники. - СПб.: СПВВИУС, 1995. С.24-26, рис.1.7].The OR
Элемент И-НЕ 5, входящий в общую структурную схему, предназначен для выработки сигналов низкого либо высокого логического уровня и соответственно разрешения либо запрещения трансляции данных селектору-мультиплексору 6. Элемент И-НЕ 5 может быть технически реализован на основе серийно выпускаемого элемента И-НЕ, как показано в [Гусев В.В., Лебедев О.Н., Сидоров A.M. Основы импульсной и цифровой техники - СПб.: СПВВИУС, 1995. С.26-28, рис.1.9(а)].The
Селектор-мультиплексор 6, входящий в общую структурную схему, предназначен для коммутации либо J входов 621-62J первой группы входов, либо J входов 631-63J второй группы входов селектора-мультиплексора 6 на его J-разрядный выход 65. Частный случай технической реализации селектора-мультиплексора 6 описан в [Мальцев П.П., Долидзе Н.С.и др. Цифровые интегральные микросхемы: справочник. - М.: Радио и связь, 1994. С.34-35].The selector-
Первый 7 и второй 10 N-входовые элементы И-НЕ, входящие в общую структурную схему, аналогичны по структуре и принципу действия, предназначены для установления высокого уровня выходного сигнала при наличии в очереди (соответственно первого и второго порядка) хотя бы одного сигнала запроса. Первый 7 и второй 10 N-входовые элементы И-НЕ могут быть технически реализованы на основе серийно выпускаемого многовходового элемента И-НЕ, как показано в [Гусев В.В., Лебедев О.Н., Сидоров A.M. Основы импульсной и цифровой техники. - СПб.: СПВВИУС, 1995. С.26-28, рис.1.9(б)].The first 7 and second 10 N-input NAND elements included in the general block diagram are similar in structure and principle of operation, designed to establish a high level of the output signal if there is at least one request signal in the queue (respectively, first and second order). The first 7 and second 10 N-input NAND elements can be technically implemented on the basis of a commercially available multi-input NAND input element, as shown in [Gusev V.V., Lebedev ON, Sidorov A.M. Fundamentals of pulsed and digital technology. - St. Petersburg: SPVVIUS, 1995. S.26-28, Fig. 1.9 (b)].
Первый 8 и второй 9 шифраторы приоритетов, входящие в общую структурную схему, аналогичны по структуре и принципу действия, предназначены для преобразования сигнала низкого уровня на одном из их входов в двоичный код на выходе, причем преобразование осуществляется с учетом приоритетов сигналов, соответствующих номерам входов. Первый 8 и второй 9 шифраторы приоритетов могут быть технически реализованы на базе серийно выпускаемых шифраторов, как показано в [Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы. Справочник. - М.: Радио и связь, 1987. С.147-148].The first 8 and second 9 priority encoders included in the general structural scheme are similar in structure and operating principle, designed to convert a low-level signal at one of their inputs to a binary output code, and the conversion is carried out taking into account the priorities of the signals corresponding to the numbers of inputs. The first 8 and second 9 priority encoders can be technically implemented on the basis of commercially available encryptors, as shown in [Shilo V.L. Popular digital circuits. Directory. - M .: Radio and communications, 1987. S.147-148].
Устройство обслуживания разноприоритетных запросов абонентов вычислительной системы функционирует следующим образом. Известно [1-5], что в рамках систем множественного доступа с точки зрения идентификации номера очереди запросов абонентов в условиях неоднозначности (нечеткости) параметров кода, характеризующего принадлежность сигнала запроса конкретного абонента к очереди приоритетов первого либо второго порядка, существует возможность предварительного анализа и преобразования (верификации) запроса, код которого идентифицирован на основе как количественно, так и качественно (неоднозначно, нечетко, с привлечением лингвистической переменной) наблюдаемых параметров. Эта возможность традиционно реализуется путем последовательных преобразований с использованием методов теории нечетких множеств, позволяющих решать задачи объединения мнений экспертов, знания которых используются в виде заранее сформированных данных о возможных значениях степени принадлежности кода конкретного запроса, к пространству запросов очереди приоритетов первого либо второго порядка.A device for servicing multi-priority requests of subscribers of a computing system operates as follows. It is known [1-5] that, within the framework of multiple access systems, from the point of view of identifying the number of the request queue of subscribers under ambiguity (ambiguity) of the code parameters characterizing the belonging of the request signal of a particular subscriber to the priority queue of the first or second order, there is the possibility of preliminary analysis and conversion (verification) of the request, the code of which is identified on the basis of both quantitatively and qualitatively (ambiguous, fuzzy, involving a linguistic variable) is observed Mykh parameters. This possibility is traditionally realized through successive transformations using fuzzy set theory methods that allow solving the problems of combining the opinions of experts whose knowledge is used in the form of pre-formed data on the possible values of the degree of membership of a particular request code in the request space of the first or second order priority queue.
При этом используется одна из типовых операций над нечеткими множествами - операция дизъюнктивного суммирования [1-5]. Дизъюнктивная сумма, например, двух нечетких множеств (по количеству экспертов) определяется в терминах объединений и пересечений нечетких множеств следующим образом:In this case, one of the typical operations on fuzzy sets is used — the disjunctive summation operation [1-5]. The disjunctive sum, for example, of two fuzzy sets (according to the number of experts) is defined in terms of unions and intersections of fuzzy sets as follows:
где - нечеткое множество, характеризующее мнение первого А (второго B) эксперта о степени принадлежности кода конкретного i-го сигнала запроса к пространству истинных (однозначно, четко определенных) запросов очереди приоритетов 1-го (первого) порядка; - дополнения этих нечетких множеств; - нечеткое множество, характеризующее мнение первого А (второго В) эксперта о степени принадлежности кода конкретного j-го сигнала запроса к пространству истинных (однозначно, четко определенных) запросов очереди приоритетов 2-го (второго) порядка; - дополнения этих нечетких множеств. Полученные дизъюнктивные суммы и характеризуют соответственно объединенное мнение (в нашем случае двух, А и В) экспертов о значениях нечетких параметров кода, характеризующего принадлежность конкретного i-го и j-го сигналов запроса абонента к очереди приоритетов первого либо второго порядка. Для однозначной верификации принадлежности (либо не принадлежности) значения кода конкретного (i-го либо j-го) сигнала запроса к пространству истинных (однозначно, четко определенных) запросов очереди приоритетов первого либо второго порядка объединенное мнение экспертов анализируется на основе так называемой функции α-уровня, являющейся критерием однозначного выбора (присвоения) количественных значений для анализируемых нечетких параметров [1, 3, 5].Where - a fuzzy set characterizing the opinion of the first A (second B) expert on the degree of belonging of the code of a particular i-th request signal to the space of true (unambiguously, clearly defined) requests of the priority queue of the 1st (first) order; - additions to these fuzzy sets; - a fuzzy set characterizing the opinion of the first A (second B) expert on the degree to which the code of a particular j-th request signal belongs to the space of true (unambiguously, clearly defined) requests of the priority queue of the 2nd (second) order; - complements of these fuzzy sets. Disjunctive Amounts Received and respectively characterize the combined opinion (in our case, two, A and B) of experts on the values of fuzzy code parameters characterizing the membership of a particular i-th and j-th request signals of a subscriber in the priority queue of the first or second order. To unambiguously verify the membership (or non-membership) of the code value of a specific (i-th or j-th) request signal to the space of true (uniquely, clearly defined) requests of the priority queue of the first or second order, the combined opinion of experts is analyzed based on the so-called α- level, which is the criterion for the unambiguous selection (assignment) of quantitative values for the analyzed fuzzy parameters [1, 3, 5].
Этот α-уровень задается заранее как порог, определяющий однозначность принадлежности значения конкретного (i-го либо j-го) сигнала запроса к пространству истинных (однозначно, четко определенных) запросов очереди приоритетов соответственно первого либо второго порядка, а множеством α-уровня нечеткого множества, характеризующего объединенное мнение экспертов, называется обычное множество:This α-level is set in advance as a threshold that determines the uniqueness of the value of a particular (i-th or j-th) request signal in the space of true (uniquely, clearly defined) requests of the priority queue, respectively, of the first or second order, and by the set of the α-level of the fuzzy set , characterizing the joint opinion of experts, is called the usual set:
Выражение (3), например, характеризует тот факт, что, если значение функции принадлежности (степень уверенности) интегрированного мнения экспертов для значения конкретного i-го сигнала запроса превышает α-уровень или равен ему, этот сигнал запроса однозначно верифицирован, а данный запрос достоверно принадлежит к пространству истинных (однозначно, четко определенных) запросов очереди приоритетов первого порядка.Expression (3), for example, characterizes the fact that if the value of the membership function (degree of confidence) of the integrated expert opinion for the value of a particular ith request signal exceeds the α level or is equal to it, this request signal is uniquely verified, and this request is reliable belongs to the space of true (unambiguously, clearly defined) requests of the first-order priority queue.
Рассмотренный и детально описанный в [1-5] алгоритм дизъюнктивного суммирования нечетких множеств позволяет математически корректно, в рамках реального процесса функционирования систем множественного доступа, верифицировать код сигнала конкретного запроса абонента вычислительной системы и тем самым устранить неопределенность (неоднозначность, нечеткость) при постановке запросов на обслуживание в очередь первого либо второго порядка, а в конечном итоге, повысить достоверность идентификации номера очереди запросов абонентов в условиях, присущих реальному процессу функционирования вычислительной системы, - в условиях наличия недостоверной (неоднозначной, нечеткой) информации о истинных текущих значениях параметров запросов абонентов.The disjunctive summation of fuzzy sets considered and described in detail in [1-5] allows mathematically correct, within the framework of the real process of functioning of multiple access systems, verification of the signal code of a particular request of a subscriber of a computing system and thereby eliminating uncertainty (ambiguity, fuzziness) when making requests for service in the first or second order queue, and ultimately, increase the reliability of identification of the number of the queue of requests of subscribers in the condition s, inherent in the real process of functioning of the computing system, in the presence of unreliable (ambiguous, fuzzy) information about the true current values of the parameters of the requests of subscribers.
С учетом этого осуществляется достоверное формирование очереди на обслуживание разноприоритетных запросов и реализация потребностей абонентов в вычислительном ресурсе в заявленном устройстве. Перед началом работы устройства с его К-разрядных входов «Код максимального времени ожидания» через K-разрядные входы 0121-012N абонентских блоков 11-1N на информационные входы D1-DK счетчиков 1.11-1.1N (см. фиг.3) поступают значения кода, задающие максимальное время ожидания обслуживания запросов. Тем самым обеспечивается инициализация счетчиков 1.11-1.1N АБ 11-1N. Причем наименьшему времени ожидания соответствует наибольший код, являющийся дополнением до максимального числа, представимого в K-разрядном коде.With this in mind, a reliable queue is formed for servicing multi-priority requests and the implementation of the needs of subscribers in the computing resource in the claimed device. Before starting the operation of the device from its K-bit inputs, the “Code of maximum latency” through K-bit inputs 012 1 -012 N of subscriber units 1 1 -1 N to the information inputs D 1 -D K of counters 1.1 1 -1.1 N (see figure 3) the code values that specify the maximum waiting time for service requests. This ensures the initialization of the counters 1.1 1 -1.1 N AB 1 1 -1 N. Moreover, the smallest waiting time corresponds to the largest code, which is an addition to the maximum number represented in the K-bit code.
В начальный период, когда запросы на обслуживание отсутствуют, на всех N запросных входах устройства и на соответствующих запросных входах 0111-011N абонентских блоков 11-1N установлены низкие логические уровни. Трехвходовые элементы И 1.31-1.3N всех АБ закрыты, тактовые импульсы от генератора тактовых импульсов 2 через трехвходовые элементы И 1.31-1.3N на счетные входы Z счетчиков 1.11-1.1N АБ 11-1N не поступают. Со стороны вычислительного ресурса (ЭВМ, ЛВС) отсутствует сигнал об освобождении ресурса (на опросном входе устройства установлен низкий логический уровень). На вторых 0161-016N и первых 0151-015N сигнальных выходах АБ 11-1N установлены высокие логические уровни. Соответственно, на выходе 72 первого N-входового элемента И-НЕ 7 и выходе 102 второго N-входового элемента И-НЕ 10 установлены низкие логические уровни. При этом 7-разрядный выход 65 селектора-мультиплексора 6 разомкнут, поскольку на его инверсном разрешающем входе 61 () через элемент ИЛИ 4 и элемент И-НЕ 5 установлен высокий логический уровень. Устройство готово к работе и ожидает сигналы запросов, вырабатываемые абонентами вычислительной системы (см. фиг.4).In the initial period when there are no service requests, low logic levels are set at all N request inputs of the device and at the corresponding request inputs 011 1 -011 N of subscriber units 1 1 -1 N Trehvhodovye elements and -1.3 N 1.3 1 of AB are closed, the clock pulses from the
При возникновении потребности в вычислительном ресурсе абонентами вычислительной системы генерируются сигналы запросов, которые поступают на устройство обслуживания запросов и помещаются в очередь второго порядка. Сигналом запроса от абонента считается сигнал высокого уровня, установленный на любом из запросных входов 0111-011N соответствующего АБ 11-1N. При этом на вторых сигнальных выходах 0161-016N этих АБ через инверторы 1.21-1.2N установятся сигналы низкого уровня. Совокупность сигналов низкого уровня на вторых сигнальных выходах 0161-016N АБ образует очередь второго порядка. Положение сигнала запроса в очереди второго порядка определяется его начальным приоритетом: сигнал запроса, поступивший от абонента с наименьшим номером, обладает наивысшим приоритетом (см. фиг.5). На счетные входы Z счетчиков 1.11-1.1N АБ 11-1N, содержащих сигналы запросов, поступают импульсы с выхода 21 генератора тактовых импульсов 2 по цепи: тактовые входы 0141-014N АБ 11-1N, открытые трехвходовые элементы И 1.31-1.3N АБ 11-1N. Счетчики 1.11-1.1N каждого АБ выполняют функцию таймеров, которые контролируют истечение допустимого времени нахождения запросов в очереди второго порядка путем суммирования поступающих на их счетный вход Z тактовых импульсов и формируют сигнал переполнения на инверсных выходах счетчиков 1.11-1.1N через установленный интервал времени, определяемый кодами начального заполнения счетчиков и частотой тактовых импульсов.When a need arises for a computing resource, subscribers of the computing system generate request signals that are sent to the request service device and placed in a second-order queue. The request signal from the subscriber is considered a high level signal installed on any of the request inputs 011 1 -011 N of the corresponding battery 1 1 -1 N. At the same time, at the second signal outputs 016 1 -016 N of these batteries through inverters 1.2 1 -1.2 N , low-level signals will be established. The set of low-level signals at the second signal outputs 016 1 -016 N AB forms a second-order queue. The position of the request signal in the second order queue is determined by its initial priority: the request signal received from the subscriber with the lowest number has the highest priority (see Fig. 5). The counting inputs Z of the counters 1.1 1 -1.1 N АБ 1 1 -1 N containing the request signals receive pulses from the output of 21
Сигналы с вторых сигнальных выходов 0161-016N АБ 11-1N поступают через входы 361-36N для очереди второго порядка на N входов контроллера очереди второго порядка 3.2 блока контроля очереди 3, Если на любой из N входов контроллера приоритетов второго порядка 3.2 поступает от АБ сигнал, характеризующий запрос абонента, предварительно (нечетко) идентифицированный как запрос очереди второго порядка, требующий верификации (проверки), с разрешающего выхода M2 контроллера очереди второго порядка 3.2 на запрещающий вход контроллера очереди первого порядка 3.1 поступает в двоичном коде сигнал, запирающий контроллер очереди первого порядка 3.1.The signals from the second signal outputs 016 1 -016 N АБ 1 1 -1 N are supplied through the inputs 36 1 -36 N for the second-order queue to the N inputs of the second-order queue controller 3.2 of the
В этом случае в контроллере очереди второго порядка 3.2 блока контроля очереди 3 осуществляется процедура преобразования идентифицированных недостоверно (нечетко) параметров кода, характеризующего принадлежность сигнала запроса конкретного абонента к очереди приоритетов второго порядка, к виду, пригодному для достоверной идентификации очереди второго порядка для данного запроса абонента.In this case, in the second-order queue controller 3.2 of the
Контроллер очереди второго порядка 3.2 блока контроля очереди 3 технически реализуется на базе программируемого (с точки зрения мнений экспертов для значения конкретного j-го сигнала запроса) параллельного АЛУ, реализующего вычислительный алгоритм дизъюнктивного суммирования, подробно описанный в [1-3] и соответствующий выражению (2). Таким образом, программируемое АЛУ (контроллер очереди второго порядка 3.2), опираясь на запрограммированные значения функций принадлежности, характеризующие мнения экспертов для значения конкретного j-го сигнала запроса, осуществляет процедуру вычисления в соответствии с вычислительным алгоритмом дизъюнктивного суммирования, описываемым выражением (2). При этом N входов (1, ..., N) программируемого АЛУ (контроллера очереди второго порядка 3.2) являются равноправными N входами алгоритма дизъюнктивного суммирования, на которые подаются значения параметров кода, имеющих физический смысл второго номера очереди сигнала запроса, идентифицированного на основе нечетких исходных данных. Набор прямых и обратных связей, имеющий место в рамках реализации алгоритма дизъюнктивного суммирования и программно реализованный в рамках программируемого АЛУ (контроллера очереди второго порядка 3.2), позволяет учитывать функции принадлежности, сформулированные экспертами, и получать на каждом из N выходов контроллера очереди второго порядка 3.2 итоговые значения (обобщенное мнение экспертов о значении) функции принадлежности значения конкретного j-го сигнала запроса к пространству истинных (однозначно, четко определенных) запросов очереди приоритетов 2-го (второго) порядка.The second-order queue controller 3.2 of the
При этом подача (и запись на хранение) в двоичном коде на любой n-ый, где n=1, 2, ..., N, вход контроллера очереди второго порядка 3.2 (в любую n-ую ячейку памяти АЛУ) значения кода, характеризующего номер очереди запроса, идентифицированный на основе нечетких исходных данных, инициирует выдачу в двоичном коде с n-го выхода контроллера очереди второго порядка 3.2 запрограммированного, в соответствии с вычислительным алгоритмом дизъюнктивного суммирования, описанным в [1-3], значения математически корректно верифицированного, относительно достоверного обобщенного мнения экспертов о значении номера очереди.In this case, the supply (and record for storage) in binary code to any nth, where n = 1, 2, ..., N, is the input of a second-order queue controller 3.2 (to any n-th ALU memory cell) code values, characterizing the request queue number, identified on the basis of fuzzy initial data, initiates the issuance in binary code from the nth output of the second-order queue controller 3.2 programmed, in accordance with the computational algorithm of the disjunctive summation described in [1-3], the values of mathematically correctly verified relatively reliable generalized expert opinion on the meaning of the queue number.
С каждого из N выходов контроллера очереди второго порядка 3.2 итоговые значения (обобщенное мнение экспертов о значении) функции принадлежности значения конкретного j-го сигнала запроса к пространству истинных (однозначно, четко определенных) запросов очереди приоритетов 2-го (второго) порядка поступают на N вторичных входов 3.3-41-3.3-4N оконечного контроллера очереди 3.3.From each of the N outputs of the second-order queue controller 3.2 total values (generalized opinion of experts on the value) the membership functions of the value of the particular j-th request signal to the space of true (uniquely, clearly defined) requests of the priority queue of the 2nd (second) order are received at N secondary inputs 3.3-4 1 -3.3-4 N of the terminal controller of the queue 3.3.
Оконечный контроллер очереди 3.3 осуществляет однозначное принятие решения (окончательную верификацию) о принадлежности кода конкретного запроса к пространству запросов очереди приоритетов первого либо второго порядка [1, 3, 5] в соответствии с выражением (4). Являясь, по сути, программируемой схемой сравнения (ТТЛ-компаратором типа 74LS85), в которой в двоичном коде сравниваются значения заранее введенного (запрограммированного) α-уровня очереди второго порядка и полученные из контроллера очереди второго порядка 3.2 предварительно верифицированные значения функции принадлежности значения конкретного j-го запроса к пространству истинных (однозначно, четко определенных) запросов очереди приоритетов второго порядка, оконечный контроллер очереди 3.3, путем сравнения порога (α-уровня) однозначно и окончательно определяет, принадлежат ли данный запрос к очереди приоритетов второго порядка.The terminal queue controller 3.3 makes an unambiguous decision (final verification) about whether a particular request code belongs to the request space of a priority queue of the first or second order [1, 3, 5] in accordance with expression (4). It is, in fact, a programmable comparison scheme (TTL-type comparator 74LS85), in which binary values are used to compare the values of a pre-entered (programmed) α-level of a second-order queue and pre-verified values of the membership function of a particular j the second request to the space of true (unambiguously, clearly defined) requests of the second-order priority queue, the terminal queue controller 3.3, by comparing the threshold (α-level) uniquely and ok thoroughly determines whether a given request belongs to a priority order of priority.
Если значение функции принадлежности (степень уверенности) интегрированного мнения экспертов , полученное с выходов контроллера очереди второго порядка 3.2, для конкретного j-го запроса конкретного n-го, где n=1, 2, ..., N, абонента превышает α-уровень или равен ему, второй номер очереди является истинным, т.е. однозначно определенным, и оконечный контроллер очереди 33 выдает сигнал запроса n-го абонента на соответствующем n-ом своем выходе (выходе 3.3-2n из 3.3-21-3.3-2N), на котором формируется сигнал запроса для очереди первого порядка.If the value of the membership function (degree of confidence) of the integrated expert opinion received from the outputs of the second-order queue controller 3.2 for a particular j-th request of a specific n-th, where n = 1, 2, ..., N, the subscriber exceeds the α level or is equal to it, the second queue number is true, t .e. uniquely determined, and the terminal queue controller 33 generates a request signal of the nth subscriber at its corresponding nth output (output 3.3-2 n from 3.3-2 1 -3.3-2 N ), on which a request signal is generated for the first-order queue.
Если α-уровень превышает значение функции принадлежности (степень уверенности) интегрированного мнения экспертов, полученное с выходов контроллера очереди второго порядка 3.2, для конкретного j-го запроса конкретного n-го, где n=1, 2, ..., N, абонента, второй номер очереди для данного запроса n-го абонента является ложным, т.е. данный запрос должен быть помещен в очередь первого порядка. В этом случае оконечный контроллер очереди 3.3 выдает сигнал запроса n-го абонента на соответствующем n-ом своем выходе (выходе 3.3-1n из 3.3-11-3.3-1N), на котором формируется сигнал запроса для очереди второго порядка.If the α-level exceeds the value of the membership function (degree of confidence) of the integrated expert opinion obtained from the outputs of the second-order queue controller 3.2, for a particular j-th request of a specific n-th, where n = 1, 2, ..., N, of the subscriber , the second queue number for this request of the nth subscriber is false, i.e. this request should be placed in the first order queue. In this case, the terminal controller of queue 3.3 generates a request signal of the nth subscriber at its corresponding nth output (output 3.3-1 n from 3.3-1 1 -3.3-1 N ), on which a request signal is generated for the second-order queue.
Таким образом, на N выходах 3.3-21-3.3-2N очереди второго порядка оконечного контроллера очереди 3.3 и на соответствующих выходах 321-32N блока контроля очереди 3, на которых формируются сигналы запросов для очереди второго порядка, имеем достоверные (верифицированные) сигналы запросов для очереди второго порядка, полученные на основе математически корректного анализа интегрированного мнения экспертов в рамках аппарата теории нечетких множеств.Thus, at N outputs 3.3-2 1 -3.3-2 N of the second order queue of the terminal controller of queue 3.3 and at the corresponding outputs 32 1 -32 N of the control unit of
Достоверные (верифицированные) сигналы запросов для очереди второго порядка с выходов 321-32N блока контроля очереди 3, на которых формируются сигналы запросов для очереди второго порядка, поступают на инверсные входы 911-91N второго шифратора приоритетов 9, обеспечивающего преобразование сигналов запросов в J-разрядный код, соответствующий номеру АБ с учетом его приоритета. При этом сигнал с первого выхода 321 блока 3, на котором формируется сигнал запроса для очереди второго порядка, поступает на N-ый инверсный вход 91N второго шифратора приоритетов 9, сигнал с второго выхода 322 блока 3, на котором формируется сигнал запроса для очереди второго порядка, поступает на (N-1)-ый инверсный вход 91N-1 второго шифратора приоритетов 9, сигнал с n-го выхода 32n блока 3, на котором формируется сигнал запроса для очереди второго порядка, поступает на ((N+1)-n)-ый инверсный вход 91(N+1)-n второго шифратора приоритетов 9, сигнал с N-го выхода 32N блока 3, на котором формируется сигнал запроса для очереди второго порядка, поступает на первый инверсный вход 911 второго шифратора приоритетов 9. Указанный способ подключения выходов 321-32N блока контроля очереди 3, на которых формируются сигналы запросов для очереди второго порядка, обусловлен тем, что выходы 921-92J второго шифратора приоритетов 9 инверсные, то есть для получения на его выходе кода, соответствующего конкретному n-му АБ (1n) с наименьшим номером из числа тех АБ 11-1N, на вторых сигнальных выходах 0161-016N которых (а значит, и на соответствующих выходах 321-32N блока контроля очереди 3, на которых формируются сигналы запросов для очереди второго порядка) установлены низкие логические уровни (сигналы запросов), следует подключить выходы 321-32N блока контроля очереди 3, на которых формируются сигналы запросов для очереди второго порядка, к входам второго шифратора приоритетов 9 в обратном порядке. При наличии в верифицированной очереди второго порядка хотя бы одного сигнала запроса, на выходе 102 второго N-входового элемента И-НЕ 10 установится высокий уровень.Reliable (verified) request signals for the second-order queue from the outputs 32 1 -32 N of the control unit of the
По мере освобождения вычислительного ресурса (ресурса ЭВМ, ЛВС) вырабатывается сигнал высокого уровня, который поступает на опросный вход устройства и далее на первый вход 51 элемента И-НЕ 5. При наличии хотя бы одного запроса в верифицированной очереди второго порядка на выходе 53 элемента И-НЕ 5 установится сигнал низкого уровня, который разрешит трансляцию данных селектору-мультиплексору 6. На селективном входе 61 (входе S) селектора-мультиплексора 6 установлен низкий уровень (на первых сигнальных выходах 0151-015N всех АБ и на соответствующих выходах 311-31N блока 3, на которых формируются сигналы запросов для очереди первого порядка - высокий уровень), следовательно, на J-разрядный, где J=]log2N[, выход 65 селектора-мультиплексора 6 и на J-разрядный выход «Код подлежащего обслуживанию абонента» устройства будет скоммутирован код, поступивший на J входов 621-62N первой группы входов (входов A1-AJ) селектора-мультиплексора 6 и соответствующий наименьшему номеру АБ, содержащему сигнал запроса из очереди второго порядка.As the computing resource (computer resource, LAN) is released, a high-level signal is generated that goes to the interrogation input of the device and then to the first input 51 of the AND-
После удовлетворения потребности в вычислительном ресурсе n-ый абонент снимает сигнал запроса с соответствующего n-ого запросного входа устройства, с запросного входа 011n соответствующего АБ (1n), и производит сброс счетчика 1.1n соответствующего АБ 1n по n-ому входу «Обнуление» устройства и входу «Обнуление» 013n соответствующего АБ 1n. При этом на первом и втором сигнальных выходах 015n и 016n соответствующего АБ 1n будут высокие уровни.After satisfying the need for a computing resource, the n-th subscriber removes the request signal from the corresponding n-th request input of the device, from the
В случае, если один или несколько запросов в результате создавшейся очереди достигли максимального времени ожидания, происходит переполнение счетчиков 1.11-1.1N соответствующих АБ 11-1N, формирование на их инверсных выходах переполнения , а следовательно, и на первых сигнальных выходах 0151-015N соответствующих АБ 11-1N сигналов низкого уровня, что соответствует переносу запросов в очередь первого порядка на места, соответствующие их приоритетам (см. фиг.6), в целях их дальнейшего внеочередного, по отношению к очереди второго порядка, обслуживания. При этом запираются соответствующие трехвходовые элементы И 1.31-1.3N (фиг.3), запрещая поступление тактовых импульсов на счетные входы Z соответствующих счетчиков 1.11-1.1N. Совокупность сигналов низкого уровня на первых сигнальных выходах 0151-015N соответствующих АБ 11-1N образует очередь первого порядка. Обслуживание запросов из очереди первого порядка осуществляется с учетом их начальных приоритетов.In the event that one or several requests as a result of the created queue have reached the maximum waiting time, there is an overflow of counters 1.1 1 -1.1 N of the corresponding batteries 1 1 -1 N , formation of overflow on their inverse outputs and, therefore, at the first signal outputs 015 1 -015 N of the corresponding AB 1 1 -1 N low-level signals, which corresponds to transferring requests to the first-order queue to places corresponding to their priorities (see Fig. 6), in order to further extraordinary, in relation to the second-order queue, service. In this case, the corresponding three-input elements AND 1.3 1 -1.3 N are locked (Fig. 3), prohibiting the arrival of clock pulses to the counting inputs Z of the corresponding counters 1.1 1 -1.1 N. The set of low-level signals at the first signal outputs 015 1 -015 N of the corresponding batteries 1 1 -1 N forms a first-order queue. Requests from the first order queue are serviced taking into account their initial priorities.
Сигналы с первых сигнальных выходов 0151-015N АБ 11-1N поступают через входы 351-35N для очереди первого порядка на N входов контроллера очереди первого порядка 3.1 блока контроля приоритетов 3. В контроллере очереди первого порядка 3.1 блока контроля очереди 3 осуществляется процедура преобразования идентифицированных недостоверно (нечетко) параметров кода, характеризующего принадлежность сигнала запроса конкретного абонента к очереди приоритетов первого порядка, к виду, пригодному для достоверной идентификации очереди первого порядка для данного запроса абонента. Аналогично процедуре верификации номера очереди второго порядка, оконечный контроллер очереди 3.3 осуществляет однозначное принятие решения (окончательную верификацию) о принадлежности кода конкретного предварительно верифицированного запроса первого порядка к пространству запросов очереди приоритетов первого либо второго порядка в соответствии с выражением (3).The signals from the first signal outputs 015 1 -015 N АБ 1 1 -1 N are supplied through the inputs 35 1 -35 N for the first-order queue to the N inputs of the first-order queue controller 3.1 of the
В итоге, на N выходах 3.3-11-3.3-1N очереди первого порядка оконечного контроллера очереди 3.3 и на соответствующих выходах 311-31N блока контроля очереди 3, на которых формируются сигналы запросов для очереди первого порядка, имеем достоверные (верифицированные) сигналы запросов для очереди первого порядка, полученные, как и для случая очереди второго порядка, на основе математически корректного анализа интегрированного мнения экспертов в рамках аппарата теории нечетких множеств.As a result, at N outputs 3.3-1 1 -3.3-1 N of the first order queue of the terminal controller of queue 3.3 and at the corresponding outputs 31 1 -31 N of the control unit of
Достоверные (верифицированные) сигналы запросов для очереди первого порядка с выходов 311-31N блока контроля очереди 3, на которых формируются сигналы запросов для очереди первого порядка, поступают на инверсные входы 811-81N первого шифратора приоритетов 8. При этом формирование кода, соответствующего наименьшему номеру АБ, содержащему сигнал запроса из верифицированной очереди первого порядка, осуществляется первым шифратором приоритетов 8 тем же способом, что и для очереди второго порядка. При наличии запроса в очереди первого порядка их внеочередное, по отношению к запросам из очереди второго порядка, обслуживание обеспечивается сигналом высокого уровня на выходе 72 первого N-входового элемента И-НЕ 7, который, поступая на селективный вход 64 (вход S) селектора-мультиплексора 6, коммутирует на J-разрядный выход 65 селектора-мультиплексора 6 и на J-разрядный выход «Код подлежащего обслуживанию абонента» устройства код, поступивший на J входов 631-63N второй группы входов (входов B1-BJ) селектора-мультиплексора 6 и соответствующий наименьшему номеру АБ, содержащему сигнал запроса из очереди первого порядка. Сигнал высокого уровня на выходе 72 первого N-входового элемента И-НЕ 7 будет до тех пор, пока в верифицированной очереди первого порядка есть хотя бы один запрос.Reliable (verified) request signals for the first order queue from the outputs 31 1 -31 N of the control unit of the
После освобождения ресурса, выделенного в интересах очередного запроса абонента из очереди первого порядка (с истекшим временем ожидания), каждый n-ый абонент снимает сигнал запроса с запросного входа 011n соответствующего АБ (1n) и производит сброс счетчика 1.1n соответствующего АБ 1n по n-ому входу «Обнуление» устройства и входу «Обнуление» 013n АБ 1n. Это предопределяет установление высокого уровня на выходе счетчика 1.1n соответствующего АБ 1n, что, в свою очередь, обуславливает установку на первом и втором сигнальных выходах 015n и 016n этого АБ 1n высокие уровни. Это позволяет устройству после выполнения всех запросов с истекшим временем ожидания перейти к обслуживанию вновь поступивших либо ждущих своей очереди запросов в порядке, определенном логикой работы устройства.After releasing the resource allocated in the interests of the next request of the subscriber from the first-order queue (with the elapsed waiting time), each n-th subscriber removes the request signal from the
Таким образом, в рамках обслуживания разноприоритетных запросов абонентов сложных вычислительных систем в условиях неоднозначности (нечеткости) параметров кода, характеризующего принадлежность сигнала запроса конкретного абонента к очереди приоритетов первого либо второго порядка, на выходах 311-31N, на которых формируются сигналы запросов для очереди первого порядка, и на выходах 321-32N блока контроля очереди 3, на которых формируются сигналы запросов для очереди второго порядка, имеем достоверные, верифицированные с использованием математического аппарата теории нечетких множеств, сигналы запросов для очереди соответственно первого либо второго порядка. Наличие данных сигналов позволяет математически корректно и более достоверно идентифицировать номер очереди на обслуживание абонента в сложной (неоднозначной) обстановке и имеет вполне определенный физический смысл - сигнал запроса абонента, идентифицируемый в условиях неоднозначности (нечеткости) параметров кода, характеризующих этот сигнал, однозначно признан сигналом запроса очереди первого порядка либо, наоборот, очереди второго порядка.Thus, in the framework of serving diverse priorities of subscribers of complex computing systems under ambiguity (ambiguity) of the code parameters characterizing the belonging of the request signal of a particular subscriber to the priority queue of the first or second order, at outputs 31 1 -31 N , on which request signals are generated for the queue first order, and at outputs 32 1 -32 N of the control unit of
Анализ принципа работы заявленного устройства обслуживания разноприоритетных запросов абонентов вычислительной системы показывает очевидность того факта, что наряду с сохраненными и описанными в прототипе возможностями по повышению быстродействия и надежности устройство способно с высокой достоверностью идентифицировать номер очереди запросов абонентов в условиях, присущих реальному процессу функционирования вычислительной системы - когда исходные данные, обуславливающие выбор номера очереди для конкретного запроса, имеют как количественно, так и качественно (неоднозначно, нечетко, с привлечением лингвистической переменной) выраженный физический смысл.An analysis of the principle of operation of the claimed device for servicing multi-priority requests of subscribers of a computing system shows the evidence of the fact that, along with the capabilities to improve speed and reliability stored and described in the prototype, the device is able to identify with high reliability the number of the queue of requests of subscribers in conditions inherent in the real process of functioning of a computing system - when the initial data, which determine the choice of the queue number for a particular request, have as Quantitative and qualitative (ambiguous, vague, with the assistance of the linguistic variable) pronounced physical sense.
Данное устройство обеспечивает повышение достоверности идентификации номера очереди запросов абонентов в условиях неоднозначности (нечеткости) параметров кода, характеризующего принадлежность сигнала запроса конкретного абонента к очереди приоритетов первого либо второго порядка, что существенно расширяет область применения устройства, расширяет функциональные возможности подсистем массового обслуживания в рамках систем обмена данными и локальных вычислительных сетей, где заявленное устройство обслуживания разноприоритетных запросов абонентов вычислительной системы будет использовано.This device provides increased reliability of identification of the number of the request queue of subscribers in the conditions of ambiguity (ambiguity) of the code parameters characterizing the belonging of the request signal of a particular subscriber to the priority queue of the first or second order, which significantly expands the scope of the device, expands the functionality of the queuing subsystems within the framework of exchange systems data and local area networks, where the claimed service device of different priorities APROSAM subscribers computing system will be used.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИINFORMATION SOURCES
1. Кофман А. Введение в теорию нечетких множеств: Пер. с франц. - М.: Радио и связь, 1982, - 432 с.1. Kofman A. Introduction to the theory of fuzzy sets: Per. with french - M.: Radio and Communications, 1982, - 432 p.
2. Нечеткие множества и теория возможностей. Последние достижения: Пер. с англ. / Под ред. Ягера P.P. - М.: Радио и связь, 1986, - 408 с.2. Fuzzy sets and the theory of possibilities. Recent achievements: Per. from English / Ed. Yager P.P. - M .: Radio and communications, 1986, - 408 p.
3. Воронов М.В. Нечеткие множества в моделях систем организационного управления. - Л.: ВМА, 1988, - 54 с.3. Voronov M.V. Fuzzy sets in models of organizational management systems. - L .: VMA, 1988, - 54 p.
4. Мартынов В.И. Математические основы управления первичными сетями связи с использованием нечетко заданных параметров. - М.: «Эльф-М», 1997, - 48 с.4. Martynov V.I. The mathematical foundations of managing primary communication networks using fuzzy parameters. - M .: "Elf-M", 1997, - 48 p.
5. Паращук И.Б., Бобрик И.П. Нечеткие множества в задачах анализа сетей связи. - СПб.: ВУС, 2001. - 80 с.5. Parashchuk I. B., Bobrik I. P. Fuzzy sets in the analysis of communication networks. - SPb .: VUS, 2001. - 80 p.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005107972/09A RU2287179C1 (en) | 2005-03-21 | 2005-03-21 | Device for servicing requests of different priorities from clients of a computer system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005107972/09A RU2287179C1 (en) | 2005-03-21 | 2005-03-21 | Device for servicing requests of different priorities from clients of a computer system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2005107972A RU2005107972A (en) | 2006-09-10 |
RU2287179C1 true RU2287179C1 (en) | 2006-11-10 |
Family
ID=37112241
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005107972/09A RU2287179C1 (en) | 2005-03-21 | 2005-03-21 | Device for servicing requests of different priorities from clients of a computer system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2287179C1 (en) |
-
2005
- 2005-03-21 RU RU2005107972/09A patent/RU2287179C1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2005107972A (en) | 2006-09-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Artalejo et al. | Steady state solution of a single-server queue with linear repeated requests | |
EP0214840B1 (en) | Method of conflict resolution in a parallel processor network | |
Derman et al. | On the optimal assignment of servers and a repairman | |
CN111082990B (en) | Block chain consensus method, device, equipment and storage medium | |
Chatterjee et al. | Capacity of systems with queue-length dependent service quality | |
CN112634034A (en) | Reservation method, reservation device, electronic equipment and computer readable storage medium | |
Upadhyaya | Performance analysis of a discrete-time Geo/G/1 retrial queue under J-vacation policy | |
RU2287179C1 (en) | Device for servicing requests of different priorities from clients of a computer system | |
Wang et al. | A batch arrival retrial queue with starting failures, feedback and admission control | |
RU2553093C1 (en) | Information search apparatus | |
TWI617920B (en) | Single cycle arbitration | |
RU2179737C1 (en) | Method and device for servicing different-priority requests of computer system subscribers | |
WO2001089159A1 (en) | Apparatus and method for resource arbitration | |
Douglas et al. | Synthetic aperture active sonar imaging | |
Boutarfa | On the performance of the M1, M2/G1, G2/1 retrial queue with pre-emptive resume policy | |
US6424655B1 (en) | Transpose table-biased arbitration | |
RU2290684C1 (en) | Device for servicing of various priority calls of computer system users | |
RU2186420C1 (en) | Device for servicing equal-priority requests of computing system subscribers | |
Ayyappan et al. | M [X]/G/1 queue with two types of service subject to random breakdowns, multiple vacation and restricted admissibility | |
RU2296361C1 (en) | Device for servicing different priority requests from clients of computing system | |
Kutuzov et al. | Crossbar switch arbitration with traffic control for NoC | |
US10553062B2 (en) | Method for generating winning numbers and apparatus | |
Nikolic et al. | Distributed arbitration scheme for on‐chip CDMA bus with dynamic codeword assignment | |
CN115314351B (en) | Mortgage-free secret election method based on linkable ring signature and sliding window | |
CN110633574A (en) | ECC encryption module for power system secure transmission |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070322 |