SU1287157A1 - Устройство дл управлени запуском программ - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области вычислительной техники и может быть использовано дл  управлени  запуском программ, имеющих между собой информационные св зи. Цель изобретени  - сокращение оборудовани . Устройство содержит мультиплексор, блок микропрограммного уйравлени , генератор импульсов, регистр за вок, блок элементов И, п ть элементов ИЛИ, два коммутатора, блок выделени  старшей единицы, схему сравнени , три блока элементов ИЛИ, регистры номера, набора , фактического набора, эталонного набора, очереди и буферный регистр. Устройство анализирует номера за вок на регистре за вок, поступающих через мультиплексор. Номера за вок через блок элементов И и второй коммутатор поступают на блок выделени  старшей единицы. По старшему номеру через первый коммутатор и мультиплексор из пам ти системы извлекаетс  на регистр набора набор программ, информационно св занных с за вкой. Дл  каждой программы из этого набора из пам ти системы на регистры фактического и эталонного наборов соответственно извлекаютс  эталонное и фактическое значени  условий включени  этой программы. Пор док рассмотрени  определ етс  блоком выделени  старшей единицы. При совпадении этих условий на схеме сравнени  программа ставитс  в очередь на регистр очереди . Определение наиболее приоритет- . ной программы из очереди осуществл етс  путем сравнени  дл  всех программ времени их выполнени  на схеме сравнени . Пор док сравнени  определ етс  блоком выделени  старшей единицы . Обработанные за вки исключаютс  из рассмотрени  путем обнулени  соответствующих разр дов регистров набора, очереди, за вок через блоки элементов ИЛИ. Первый - п тый элементы ИЛИ фиксируют факты обнулени  регистров номера, буферного, набора, очереди, за вок. Устройство функционирует под управлением микропрограммного блока управлени . 1 з.п. ф-лы, 9 ил. с SS (Л с: 1чЭ 00 ч Nei СЛ

Description

11

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано в вычислительных системах, работающих в реальном масштабе времени , дл  управлени  запуском программ имеющих между собой информационные св зи.

Цель изобретени  - сокращение затрат оборудовани .

Сущность изобретени  заключаетс  в Том, что устройство дл  управлени  запуска программ фиксирует факт наличи  входных данных - наличие информационной св зи в виде условий запуска программ, заносит их в фактический набор условий запуска каждой программы, анализирует полноту ее . фактического набора путем сравнени  с эталонным набором, выбирает наиболее приоритетную программу из программ с полньв4 набором входных данных и передает ее номер по межпроцессорному интерфейсу в ЭВМ.

В основу работы предлагаемого уст- ройства положен принцип составлени  плана реализации информационного св занного набора программ с учетом их приоритета. При этом приоритет каждой программы определ етс  величиной критического пути в графе, представ л ющем структуру набора программ по правилу, чем больше величина критического пути от вершины графа, соответствующей данной программе, до конечной вершины, тем вьш1е ее приоритет .

На фиг. 1 приведена структурна  схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - функциональна  схема мультиплексора; на фиг. 3 - функциональна  схема блока микропрограммного управлени ; на фиг. 4 - функциональна  схема блока вьщелени  старшей единицы; на фиг. 5-9 - алгоритм функционировани  предлагаемого устройства дл  управлени  запуском программ. Устройство содержит мультиплексор 1, блок 2 микропрограммного управлени , генератор 3 импульсов, N-разр д ный регистр 4 за вок, второй элемент ИЛИ 5, блок элементов И 6, второй коммутатор 7, блок 8 вьщелени  старшей единицы, первый коммутатор 9, N-разр дньм регистр 10 номера, N-раз р дный регистр 1i набора, N-разр д- ный регистр 12 фактического набора, N-разр дный регистр 13 эталонного набора, схему 14 сравнени , N-раз

S

0

1

5

5

0

5

0

5

572

р дный регистр 15 очереди, первый блок элементов ИЛИ 16, первый элемент ИЛИ 7, третий элемент ИЛИ 18, третий блок элементов ШШ 19, второй блок элементов ИЛИ 20, четвертый эле- .мент ИЛИ 21, п тый элемент ИЛИ 22, N-разр дный буферный регистр 23, вход 24 и выход 25 мультиплексора. Мультиплексор 1 содержит элемент ИЛИ 26, шифратор 27, регистр 28 адреса , блок элементов ИЛИ 29, два блока элементов И 30 и 31-, коммутатор 32 выходов, группу входов и выходов 33-38.

Блок 2 содержит группу элементов И 39, группу элементов ИЛИ 40, элемент ИЛИ 41, группу элементов НЕ 42, группу узлов 43 дешифрации управл ющих воздействий, узел 44 дешифрации условий, регистр 45 микрокоманды, триггер 46 запуска, пам ть 47 микрокоманд , группу входов и выходов 48- 59. Блок 8 выделени  старшей единицы содержит группу триггеров 60 приема и хранени  числового кода, группу элементов ИЛИ 61, группу элементов И 62, группу входов и выходов 63-65.

Устройство работает следующим образом .

Перед началом решени  программ с информационными св з ми по междупроцессорному и интерфейсу на вход 24 мультиплексора 1 поступает запрос на включение устройства (запрос - единицы во всех разр дах слова). В выключенном состо нии управл ющие сигналы не поступают на коммутатор 32 выходов и через элемент ИЛИ 26 запрос в виде единичного уровн  через выход 34 поступает в блок 2 и перебрасываетс  триггер 46 запуска в единичное состо ние, который разрешает прохождение тактовых импульсов с генератора 3 импульсов.

Блок 2 микропрограммного управлени  работает следующим образом.

Сигнал включени  поступает по входу 34 и перебрасьшает триггер 46 запуска в единичное состо ние, разреша  прохождение тактовых импульсов по входу 48 в пам ть 47 микрокоманд. По первому импульсу извлекаетс  микрокоманда по нулевому адресу и по каждому следующему импульсу на пам ти 47 микрокоманд извлекаетс  микрокоманда на регистр 45 микрокоманд.

Микрокоманда содержит п ть полей: два пол  номеров управл ющих воздей

12

ствий, поле условий и два пол  адресов перехода. Така  структура микрокоманды позвол ет одновременно выдавать два управл ющих воздействи  и учитывать наличие поступающих уело- ВИЙ. Номера управл ющих воздействий дешифрируютс  на узлах 43 дешифрации управл юш 1х воздействий и через группу элементов ИЛИ 40 поступают в устройство .

Номер услови  дешифрируетс  на узле 44 дешифрации условий и при наличии или отсутствии соответствующего услови  на одном из элементов И

39 группы на входе элемента по вл етс  или не по вл етс  высокий потенциал . При наличии услови  в пам ть 47 микрокоманд передаетс  один адрес, а при отсутствии - другой адрес микрокоманды. Последней командой микропрограммы триггер 46 запуска перебрасывает в нулевое состо ние, перекрыва  прохождени  тактовых импульсов в пам ть 47 микрокоманд. .

Блок 2 по запросу на включение устройства обнул ет регистры и счетчики устройства (блок 66), устанавливает разрешение на прием запросов в регистр 4 за вок (блок 67) и пере- водит устройство в режим ожидани  по влени  за вок ра регистре 4 за вок , о чем свидетельствует сигнал с выхода элемента ИЛИ 5 (блоки 68 и 69

Освободившийс  от вычислительной работы процессор по межпроцессорному интерфейсу посылает запрос о готовности к реализации очередной программы набора. Этот запрос поступает через мультиплексор 1 на регистр 4 за вок. Элемент ИЛИ 5 обнаруживает наличие информации на регистре 4 за вок и сигнал с элемента ИЛИ 5 поступает в блок 2. Блок 2 организует дальнейшее функционирование устрой- ства. На регистре 4 за вок в позиционном коде фиксируютс  номера запросов - программ, которые выполнены. Дл  своей работы устройство использует четыре массива информации, хран щихс  в оперативном запоминающем устройстве вычислительной системы.

Массив М 1 содержит таблицу информационных св зей программ.

Массив М 2 содержит фактическое

наличие условий дл  запуска программ (номера выполненных программ). Б исходном состо нии массив М 2 - нулевой .

20

7

5 О

15

25

у.

. .

35

0

5

574

Массив М 3 содержит эталонное значение условий, необходимых дл  запуска программ (дл  каждой программы - номера программ, выполнение которых необходимо дл  запуска программы).

Массив М 4 содержит временные характеристики программ.

По сигналам блока 2 происходит выделение старшего номера запроса - номера программы (блок 70). Дл  чего информаци  с регистра 4 за вок через блок элементов И 6, коммутатор 7, поступает на блок 8 выделени  старшей единицы. Далее старший номер запроса через коммутатор 9 поступает в регистр 10 номера. По старшему номеру запроса из массива М 1 извлекаетс  набор номеров программ, дл  которых данна  программа  вл етс  условием включени  (блок 71). Дл  чего с регистра 10 номера старший номер программы поступает через коммутатор 7 на блок 8 выделени  старшей единицы .

Блок 8 выделени  старшей единицы работает следующим .образом. По входам 64 блока 7 коммутации поступает двоичный код на группу триггеров 60 приема и хранени  числового кода. По управл ющему входу 63 от блока 2 поступает управл ющий сигнал на вторые входы элементов И 62 группы.

При наличии на выходе триггера 60 группы высокого потенциала (единичный уровень) на вьпсоде соответствующего элемента И 62 группы по вл етс  единичный уровень, которым все последующие триггера сбрасываютс  в нулевое состо ние через элементы ИЛИ 61 группы . Таким образом, остаетс  в единичном состо нии крайний триггер. С блока 8 выделени  старшей единицы номер программ поступает на коммутатор 9 и в мультиплексор 1. Мультиплексор 1 по старшему номеру программы извлекает из массива М I набор программ и заносит его на регистр II набора.

Дл  передачи (извлечени ) информации по нужному адресу по управл ющим входам 33 в мультиплексор 1 поступает набор управл ющих воздействий, характеризующих номер выбранного массива (например, 10 - второй массив). Эти воздействи   вл ютс  старшими разр дами адреса, поступающими на регистр 28 адреса. Младшие разр ды поставл ют адрес, поступающий по входу 35 в мультиплексор 1, предварительно пре512

образуемой в шифраторе 27 в двоичный позиционный код. Сформированный адрес необходимой  чейки через блок элементов ИЛИ 29 поступает на блок элементов И 30 и при наличии -разрешающего потенциала адреса через выход 25 поступает в пам ть ЭВМ. Содержимое, которое необходимо записать (считать) по этому адре;су поступает по входу 36 через блок элементов И 31, блок элементов ИЛИ 29 и блок элементов И 30 на выход 25 (регистр адреса предварительно обнул етс ).

Из данного набора программ на регистре 11 набора программ выдел етс  старший номер программы (блок 72). Дл  чего содержимое регистра 11 набора поступает через коммутатор 7 на блок 8 выделени  старшей единицы и старший номер программы через ком- мутатор 9 передаетс  в мультиплексор 1 .

По старшему номеру программы из массива М 2 мультиплексор выбирает фактический набор программ и засыла- ет на регистр 12 фактического набора

(блок 73).

В фактический набор программ заноситс  номер за вки программы, пос- тупагош 1й от процессора (блок 74) пу- тем передачи содержимого с регистра 10 номера на регистр 12 фактического набора через коммутатор 7, блок 8 выделени  старшей единицы, коммутатор 9

Выдел етс  старший номер програм- мы с регистра 11 набора и передаетс  в мультиплексор 1 . По старп ему номе- ру программы из массива М 3 мультиплексор I выбирает эталонный набор программ и засылает его на регистр 13 эталонного набора (блок 75). Содержимое регистров 12 и 13 сравниваетс  на блоке 14 сравнени  (блок 76).

Если эталонный набор совпал с фактическим , это означает, что дл  дан- ной программы присутствует полный набор условий включени , этот номер программы выдел ют (старший номер на регистре 11 набора) и засылают на регистр 15 очереди (блок 77). Регист 12 фактического набора обнул ют (блок

78)и переход т к засылке в массив

М 2 набора фактических условий (блок

79)по номеру i-й программы (в данном случае набор - нулевой). .

Если же эталонный набор не совпал с фактическим, то сразу переход т к засыпке в массив М 2 набора фактичес76

ких условий (блок 79) по номеру j-й программы. Дл  Чего содержимое регистра 12 фактического набора (фактический набор номеров программ) передаетс  в мультиплексор 1 и по номеру старшей программы, поступаюш;его с регистра 11 набора через коммутатор 7, блок 8 выделени  старшей единицы, коммутатор 9, мультиплексор 1 записывает фактический набор в массив М 2. алее регистры 12 и 13 фактического и эталонного набора обнул ютс  (блок 80). Старший номер обнул етс  (блок 81) путем установки этого номера на входах блока элементов ИЛИ 16, подключенных к входам установки в О регистра П набора, вторые входы блока элементов ИЛИ 16 используютс  дл  общей установки в О регистра 11 набора.

После этого переход т к анализу наличи  номеров на регистре 11 набора (блок 82). При наличии номеров, (о чем свидетельствует наличие единичного потенциала с выхода элемента ИЛИ 17) устройство переходит к выделению старшего номера j-й программы из набора (блок 72) с повторением описанного алгоритма. При отсутствии номеров на регистре 11 набора устройство обнул ет i-ю рассмотренную за вку (блок 83) на регистре 4 за вок, заслав этот номер с регистра 10 номера через коммутатор 7, блок 8 вьщелени  старшей единицы, коммутатор 9, блок элементов ИЛИ 19 на входы установки регистра 4 за вок в нулевое состо ние. Регистр 10 номера затем обнул етс .

Устройство переходит к анализу номеров программ, готовых к запуску на регистре 15 очереди (блок 84).

При отсутствии программ, готовых к запуску (о чем свидетельствует нулевой потенциал с выхода элемента ИЛИ 18) устройство переходит к анализу следующего услови  включени  на регистре 4 за вок (блок 68).

При наличии программ, готовых к запуску на регистре 16 очереди, устройство переходит к выбору наиболее приоритетной программы по временному критерию.

Выбор наиболее приоритетной программы из очереди готовых на решение программ осуществл етс  следующим образом . Обнул ютс  регистры 10, 12 и 13, Вьщел етс  старший номер прог712

раммы из очереди номеров программ готовых на решение (блок 85). Дл  чего содержимое регистра 15 очереди через коммутатор 7 подаетс  на блок 8 выделени  старшей единицы, и старший номер программы через коммутатор 9 засылаетс  на регистр 10 номера в мельтиплексор 1, и через блок элементов ИЛИ 20 - на установленные в О входы регистра 15 очереди, обнул   тем самым старший номер программы (i-й).

Мультиплексор 1 по старшему номеру программы извлекает из массивам 4 критическую величину пути дл  данной программы и заносит его на регистр 12 фактического набора (блок 86),

Устройство анализирует очередь программ, готовых к решению (блок 87). Если очередь программ не пуста (о чем свидетельствует единичный потенциал с выхода Элемента ИЛИ 18, то устройство переходит к анализу содержимого буферного регистра 23 (блок 88 в противном случае - к сравнению вре- мен выполнени  i-й и j-й программ, готовых к решению (блок 89).

Если содержимое буферного регистра 23 равно нулю (о чем свидетельствует нулевой потенциал с выхода эле- мента ИЛИ 22), т.е. он не содержит номера j-й программы из очереди программ , готовых к решению, то выдел ют старший номер (j-й) из очереди программ , готовых к решению (блок 90). Дл  чего содержимое регистра 15 очереди через коммутатор 7 подаетс  на блок 8 выделени  старшей единицы, старший номер программы через коммутатор 9 засылаетс  на буферный ре- гистр 23, в мультиплексор 1 и через блок элементов ИЛИ 20 на установленные в О входы регистра 15 очереди, обнул   тем самым старший номер программы (j-й).

Мультиплексор 1 по j-му номеру программы извлекает из массива М 4 величину критического пути дл  данной программы (или времени решени ) и заносит его на регистр 13 эталон- ного набора (блок 91).

Далее устройство анализирует очередь программ, готовых к решению (блок 87). Если же содержимое буферного регистра 23 не равно нулю, то переходит к анализу содержимого регистра 10 номера (блок 92).

578

Если содержимое регистра 10 номера равно нулю ( о чем свидетельствует нулевой потенциал на выходе элемента Ш1И 21, то переход т к выделению старшего номера (i-ro) vis очереди программ, готовых к решению, и засылке его на регистр 10 номера (блок 85) в противном случае переход т к сравнению времен выполнени  i-й и j-й программ (блок 93).

Если врем  выполнени  i-й программы больше или равно времени выполне- . ни  j-й программы (содержимое регистров 12 и 13 фактического и эталонного набора сравниваютс  на блоке 14 сравнени ), то номер j-й программы запоминаетс  (блок 94) на регистре 11 набора (содержимое буферного ре- гистра 23 через коммутатор 7, блок 8 выделени  старшей единицы, коммутатор 9 передаетс  на регистр 11 набора ). Регистр 13 эталонного набора и буферный регистр 23 обнул ют (блок 95 и устройство переходит к анализу очереди программ, готовых к решению (блок 87).

Если же врем  выполнени  i-й программы меньше времени выполнени  j-й программы, то запоминаетс  номер i-й программы (блок 96) на регистре 11 набора. -Регистры 10 и 12 номера и фактического набора обнул ютс  (блок 97) и устройство переходит к анализу очерези программ, готовых к решению (блок 87).

Если очередь программ, готовых к решению пуска (о чем свидетельствует низкий потенциал с выхода элемента ШШ 18, это означает, что все программы проанализированы и на одном из регистров находитс  номер наиболее приоритетной программы), то переход т к сравнению времен выполнени  i-й и j-программ (блок 89).

Если врем  выполнени  i-й программы больше или равно времени выполнени  j-й программы (содержимое регистров 12 и 13 фактического эталонного набора сравниваютс  на схеме 14 сравнени , имеющей три выхода по результатам сравнени : Больше, Меньше, Равно), то номер j-й программы запоминаетс  (блок 98) на регистре 11 набора.

Номер i-й программы с регистра Ю номера через коммутатор 7, блок 8 выделени  старшей единицы, коммутатор

912

9 передаетс  через мультиплексор 1 на вход устройства (блок 99).

Устройство далее восстанавливает очередь программ, готовых к решению (блок 100),

Если же врем , выполнени  i-й программы меньше времени выполнени  j-й программы, то на регистре I1 набора запоминаетс  номер i-и программы (блок 101). Номер j-й программы с буферного регистра 23 через коммутатор 7, блок 8 выделени  старшей единицы, коммутатор 9 передаетс  через мультиплексор 1 на выход устройства (блок 102).

Далее устройство восстанавливает очередь программ, готовых к решению (блок 100) путем передачи содержимого регистра 1 набора через коммутатор 7, блок В выделени  старшей единицы , коммутатор 9 на регистр 15 очереди и на входы блока элементов ЫШ 16, выходы которых подключены к входам установки в О разр дов регистра 11 набора, тем самым исключа  из рассмотрени  номер программы, восстановленный на регистре 15-очереди. Восстановление происходит до тех пор, пока все номера программ, запомненные на регистре 11 набора не будут записаны на регистре 15 очереди (о чем свидетельствует нулевой потенциал с выхода элемента ИЛИ 17). Далее обнул ютс  регистры номера 10, фактического набора 12, эталонного набора 13 и буферный 23 (блок 103) и устройство переходит к анализу наличи  условий на регистре 4 за вок (блок 68).

Claims (1)

1. Устройство дл  управлени  запуском программ, содержащее мультиплексор , блок микропрограммного управлени , генератор импульсов, N-раз- р дный (N - число программ) регистр за вок, блок элементов И, причем выход генератора импульсов подключен к тактовому входу блока микропрограммного управлени , вход пуска которого подключен к первому выходу мультиплексора , перва  группа информационных выходов которого соединена с группой информационных входо.в регистра за вок, группа выходов которого подключена к группе входов блока элементов И, вход которого соеди10

нен с первым выходом блока микропрограммного управлени , первый информационный вход и второй информационный выход мультиплексора  вл ютс  соответственно информационным входом и информационным выходом устройства , отличаюш;еес  тем, что, с целью сокращени  оборудовани .

5

0

5

0

5

0

5

0

5

устройство содержит п ть элементов ШШ, два коммутатора, блок выделени  старшей единицы, схему сравнени , три блока элементов ИЛИ, регистр номера , регистр набора, регистр фактического набора, регистр эталонного набора, регистр очереди и буферный регистр, информационный вход которого подключен к первому выходу первого коммутатора, а выход - к входу первого элемента ИЛИ и к первому информационному входу второго коммутатора , с второго по п тый информационные входы которого подключены соответственно к выходам регистра номера , регистра набора, регистра очереди и выходу блока элементов И, выход регистра номера подключен к входу второго элемента ИЛИ, а выход .второго коммутатора подключен к информационному входу блока выделени  старшей единицы, выход которого подключен к информационному входу первого коммутатора, с второй по дев тый выходы которого подключены соответственно к первым входам первого, второго и третьего блока элементов ИЛИ, информационному входу регистра фактического набора, информационному входу регистра очереди, информационному входу регистра номера, второму информационному входу мультиплексора, третий информационный вход которого подключен к выходу регистра фактического набора, а втора  группа информационных выходов мультиплексора подключена к группе информационных входов регистра набора, к группе информационных входов регистра фактического набора и группе информационных входов регистра эталонного набора , группа выходов которого подключена к первой группе входов схемы сравнени , к второй группе входов которой подключена группа выходов регистра фактического набора, входы с элементов ИЛИ с третьего по п тый подключены соответственно к выходам регистра набора, регистра очереди и регистра за вок, а выходы элемен

KSJ,S К

Omf

фиг.З

с

ffft

Начало

Обнуление ре гистрой ycmpoucmffa

-67± .

Iо

I Установка разрешени  1 на при  м ус/юбиО

I Выде/ ение номера (старшею i-eo условие

I me/If че ив из массива Mf I набора намазов программ I т данному 1му усмвию

-72Г

Иыдл ение номера (старшек / -и программы из навара

ТУ.

I-

fMjitvmuf и массива Мг мдсра узантичееках ifCM- виа I номеру/-tl t . имму

7

х

Нет

9и.Я

Y

-

Занесение номера i-ao б набор vecHUx {условий программы

I

г-75

Извме ение из массива ИЗ, набора зталоинь х дсловий т номеру J.-U прозраммы

7/9 jma лонный -s,, Нет набор услобий совпа дает с факгличесцим набором

Занесение номера j- -и программы в очередь программ, aomoBbiJf к решению

i

Обнуление набора д)акти- чесних условий -й программы

3

19 - Засылка в массив М2 набора (рантпических условий по номеру J.-U программы

Y

ма антп о но грам

во

/

PU8.6

80V

05нулв ие набора сраюличес- ких уалобий J--U программы и эталонного набора

Обнуление номера /-и программы

Обнуление L 8o услови 

л Очередь программ, гото Вых к решению.

выделение 1-ео номера (старшего) программы из о ервди программf готобых и решению и засылка на регистр номера 10

Ыз&аечеиив из массива М4 бремени выполнени  i-u программы и засылка на цвгистр pa)fmwecf oeo набора 12

V

87 XX 8. 7

В(п}анобленив в ovepeSu проарамм дС9к зако чен- ных иомвроб -программ

Обнуление рвзиоглроб Ю, 12, 13,23

Риз. в

I Запоминание ffOMfpa I -u программы

Fi VMUHuHus тмера i-u тюграммы

Г-95

Обну/

Однцл&ше Ps23, Ре 13

mm

Выделение /-го номера (cfnaputesi/ из софеЗа лкерамм, аопюбых к решению, и засылка т 5уд№ртЛ рееиалр 25

91Шйвчеюу из маесадвМО Окмена быгкиатш  f-u програмлы и  амхв на резистр зталоююво набора 13

OffnyA

OffnyMHue Pa Ю, As 12

. 8