SU1383386A1 - Устройство дл определени максимальных путей в графах - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано при исследовании параметров сетевых графов. Целью изобретени   вл етс  повышение быстродействи  устройства за счет определени  величины критического пути в регистрирующих счетчиках и идентификации вершин критического пути в регистрах в один этап. Устройство содержит матричную модель графа 1, группу элементов 5 ИЛИ-НЕ, группу элементов 6 ИЛИ, группу шифраторов 7, группу регистров 9, группу элементов 8 И, первую 10 и вторую 12 группы триггеров , группу счетчиков веса вершины 11, группу счетчиков максимального пути 13,. элемент 14 ИЛИ, элемент 15 И, генератор 16 тактовых импульсов, вход 17. I ил.

Description

СЛ

оо

00 00

со 00

О5

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано дл  исследовани  параметров сетевых графов.

Задача определени  максимального критического пути в графе заключаетс  в определении значени  величины и идентификации вершин, образующих этот путь.

Целью изобретени   вл етс  повышение быстродействи  за счет определени  величины критического пути в регистрирующих счетчиках и идентификации вершин критического пути в регистрах в один этап.

На чертеже представлена структурна  схема устройства дл  определени  максимальных путей в графах.

Устройство содержит матричную модель 1 графа, каждый узел которой содержит триггер 2, соединенный через элемент 3 задержки с элементом И 4, группы элементов ИЛИ-НЕ 5 и ИЛИ 6 и группу шифраторов 7, соответствующим образом соединенных с матричной моделью графа, группу элементов И 8, группу регистров 9, первую группу триггеров 10, соединенных с группой счетчиков 11 веса вершины, которые через вторую группу триггеров 12 соединены с группой счетчиков 13 максимального пути, элементы ИЛИ 14 и И 15, генератор 16 тактовых импульсов, вход 17.

Устройство работает следующим образом.

Первоначально в модель 1 заноситс  информаци  о топологии моделируемого графа. При этом триггеры 2,; (i, j ), которые  вл ютс  формировател ми дуг, устанавливаютс  в единичное состо ние, если есть информационна  св зь на i-й верщииы-в, j-ю вершину. Соответствующий триггер 2,,- определ етс  пересечением i-й строки и j-ro столбца . Другие триггеры 2,-;,.а также триггеры 10 и счетчики 13 устанавливаютс  в нулевое состо ние. Триггеры 12 устанавливаютс  в единичное состо ние. В счетчики 11, которые соответствуют вершинам графа, занос тс  числа импульсов, дополн ющие веса вершин до полной емкости счетчиков. После занесени  исходной информации на выходах элементов ИЛИ-НЕ 5 объедин ющих выходы триггеров 2 в столбцах, соответ- стЕ1ующих начальным вершинам моделируемого графа, присутствуют высокие потенциалы . Это объ сн етс  тем, что в однонаправленном графе без циклов и петель начальные вершины не содержат вход щих ветвей, а, следовательно, все триггеры 2 в этом столбце наход тс  в нулевом состо нии.

Определение вершин графа, образующих максимальный критический путь и величины этого пути, осуществл етс  следующим образом. С по влением пускового сигнала на входе 17 счетные импульсы начинают поступать на счетчики 13 (так как триггеры 12 наход тс  в единичном состо нии и на синхронизирующие входы счетчиков 13 подаютс  высокие потенциалы) и на счетчик 11 веса начальной вершины (так как пусковой сигнал через элемент ИЛИ 6 и элемент И 8

устанавливает управл ющий триггер 10 в единичное состо ние). Отсчитав число импульсов , пропорциональное весу моделируемой вершины, счетчик 11 переполн етс  и импульсом переполнени  устанавливает триг.гер 12 и все триггеры 2 одноименной строки в нулевое состо ние. Низкий потенциал с выхода триггера 12 останавливает отсчет импульсов счетчиком 13, на котором фиксируетс  код максимального пути от начальной вершины до данной вершины. Импульс переполнени  со счетчика веса моделируемой вершины через элементы И одноименной строки матричной модели графа, триггеры 2 которой установлены в единич- , ное состо ние, поступает на одноименные входы элемента ИЛИ 6 и шифратора 7, перевод  при этом триггеры 2 соответствующей строки в нулевое состо ние. В регистр 9 записываетс  код предьщущей вершины, из которой имеетс  информационна  св зь в

0 данную вершину. При этом отсчет импульсов происходит в тех счетчиках 11 веса вершин, вершины которых не имеют вход щих вей (т.е. все триггеры одноименного столбца матричной модели графа наход тс  в нулевом состо нии). Вычислительный процесс заканчиваетс  после того, как все триггеры 12 переброс тс  в нулевое состо ние. После этого на выходе элемента ИЛИ 14 по вл тс  низкий потенциал, который запрещает прохождение счетных импульсов с генеQ ратора тактовых импульсов.

Устройство при определении величины критического пути и идентификации вершин работает следующим образом.

Пусть задан граф, описываемый матрицей смежности А и вектором Т весов верщин.

5

5

0

А

0111001001 00101 10000 0000010010

000000 000001

1000

1

о о о

1

0000000 1 00000001 000000000 000000000

0000000000

0

т /2, 1, 6, 4, 2, 5, 2, 4, 1, 2J, где элементы

(о, если нет дуги из i-й вершины в j-ю;

a.v 1

(,1, если есть дуга из 1-й вершины в j-ю;

t.- вес j-й вершины моделируемого графа .

После занесени  исходной информации на входе элемента ИЛИ-НЕ 5i имеетс  низкий потенциал, а на выходе - высокий. На 5 выходах элементов ИЛИ-НЕ 62-5io присутствует низкий потенциал, поэтому после подачи пускового сигнала на вход 17 пусковой импульс разрешает прохождение счетных импульсов с генератора 16 тактовых

импульсов через элемент И 15 на счетчики 13 максимального пути и счетчики 11 весов вершин, кроме того, пусковой импульс поступает на нулевой вход элемента ИЛИ 6i и через одноименный вход шифратора 1 код данного входа записываетс  в регистр 9i. Импульс с выхода элемента ИЛИ 6i. через элемент И 8i, поступает на вход установки в единицу триггера 10i. Высокий потенциал с выхода триггера lOi поступает на вход

шины, о чем свидетельствуют показани  регистров 9-9з, 9б, 98 и 9|о.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  определени  максимальных путей в графах, содержаш,ее матричную модель графа, состо щую из пХ узлов, где п - максимальное число вершин моделируемого графа, группу п элементов ИЛИ-НЕ, группу п. элементов ИЛИ, группу п элементов И, группу п счетчиков веса вершины.

   синхронизации счетчика Ih и разрешает от- 10 группу п счетчиков максимального пути, счет импульсов этим счетчиком. С приходомэлемент И, элемент ИЛИ, генератор таквторого импульса, который заполн ет до полной емкости счетчик lli, на его выходе

   по вл етс  импульс переполнени , который

   па п регистров, причем в каждый узел матричной модели графа введен элемент задержки , инфор мационный вход j-ro регистра груптовых импульсов, причем каждый узел матричной модели графа содержит триггер и элемент И, отличающеес  тем, что, с целью

   перебрасывает триггер 12 в нулевое состо -повышени  быстродействи , в него введены

   ние и тем самым запрещает отсчет счетныхперва  и втора  группы триггеров, по п тригимпульсов счетчиком 13|. Кроме того, им-герое в каждой, группа п шифраторов, группульс переполнени  со счетчика 111 через элементы И 4 узла матричной модели графа, одноименные триггеры 2 которых установлены в единицу, поступает на первые входы 20 пь1 (j: iT n) соединен с выходом j-ro шиф- одноименных элементов ИЛИ 6 и шифрато-ратора группы, i-й вход (i ) которого

   соединен с i-м входом (i 1, п) j-ro элемента ИЛИ группы и выходом элемента И i-ro узла матричной модели графа j-ro столбца , первой вход элементам ij-ro узла (i 1, 1, п) соединен с выходом элемента

   задержки этого же узла, вход которого соединен с выходом триггера этого же узла и i-M входом (i 1, п) j-ro (j 1, п) элемента ИЛИ-НЕ группы, выход которого соеров 7, устанавлива  при этом все триггеры 2 первой строки матричной модели графа в нулевое состо ние. Таким образом, на выходах элементов ИЛИ-НЕ 52 и 54 по вл етс  высокий потенциал, который открывает элементы И 82 и 84 и разрешает прохождение импульсов с выхода элементов ИЛИ 62 и 64 на триггеры 102 и 104, которые, установившись в единицу, разрешают отсчет

   25 С j

   импульсов счетчикам 1 Ь и 1 Ц весов вершин, о Динен с первым входом j-ro элемента И групПри этом в регистры 92 и 94 записываетс  код первой вершины графы.

   Вычислительный процесс заканчиваетс  с приходом 20-го импульса, после чего прекрашаетс  отсчет импульсов счетчиком

   пы, второй вход которого соединен с выходом j-ro элемента ИЛИ группы, выход j-ro элемента И группы соединен с входом установки в «1 j-ro триггера первой группы , выход которого соединен с входом синхро13 ,0 . На выходе элемента ИЛИ 14 по вл - 35 зации j-ro счетчика веса вершины, вы- етс  низкий потенциал, который запрещает которого соединен с вторыми входами

   прохождение счетных импульсов с генерато-элементов И и входами установки в «О тригра 16 тактовых импульсов через элемент Р° узлов j-й строки матричной модели

   графа и входом установки в «О j-ro триггера второй группы, выход которого соеди- 40 нен с входом синхронизации j-ro счетчика

   Показани  счетчиков 13 соответствуютмаксил1ального пути группы и с j-м входом

   максимальным величинам путей в графе от(j 1, п) элемента ИЛИ, выход которого

   соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, третий вход элемента И  вл етс  входом пуска устройИ 15 на счетчики весов вершин 11 и максимального пути 13.

   первой вершины до данной. В регистрах 9 содержитс  код номера предыдущей вершины на максимальном пути. При этом каждому номеру вершины сопоставлен свой счетчик и регистр. В данном случае показани  счетчиков следующие (начина  с первого ): 2, 3, 9, б, 5, 14, 8, 18, 10, 20, а показани  регистров: О, 1, 2, 1, 2, 3, 4, 6, 7, 8. В данном примере критический максимальный путь составл ет 1, 2, 3, 6, 8, 10 вер50

   ства и соединен с п + 1-м входом первого () элемента ИЛИ группы, выход элемента И соединен со счетными входами всех счетчиков максимального пути группы и со счетными входами счетчиков веса вершины группы.

   шины, о чем свидетельствуют показани  регистров 9-9з, 9б, 98 и 9|о.

   Формула изобретени  Устройство дл  определени  максимальных путей в графах, содержаш,ее матричную модель графа, состо щую из пХ узлов, где п - максимальное число вершин моделируемого графа, группу п элементов ИЛИ-НЕ, группу п. элементов ИЛИ, группу п элементов И, группу п счетчиков веса вершины.

   па п регистров, причем в каждый узел матричной модели графа введен элемент задержки , инфор мационный вход j-ro регистра группь1 (j: iT n) соединен с выходом j-ro шиф- ратора группы, i-й вход (i ) которого

   соеди та И i-ro у ца, п

   25 С j

   50

   ства и соединен с п + 1-м входом первого () элемента ИЛИ группы, выход элемента И соединен со счетными входами всех счетчиков максимального пути группы и со счетными входами счетчиков веса вершины группы.