SU1444807A1

SU1444807A1 - Устройство дл исследовани св зности графов

Info

Publication number: SU1444807A1
Application number: SU874251458A
Authority: SU
Inventors: Олег Николаевич Костюк
Original assignee: Киевский Политехнический Институт Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции
Priority date: 1987-05-26
Filing date: 1987-05-26
Publication date: 1988-12-15

Abstract

Изобретение относитс к области вычислительной техники и может быть использовано дл исследовани графов при решении задач, допускающих теоретико-графовое представление. Цель изобретени - расширение функциональных возможностей за счет определени носителей компонент сильной св зности - достигаетс тем, что в устройство , содержащее генератор тактовых импульсов, элемент НЕ, элемент задержки , элемент И, счетчик, дешифратор, первую и вторую группы элементов И, матрицу моделей дуг, дополнительно введены треть и четверта группы элементов И, с первой по третью грУп- пы элементов ИЛИ, регистр, второй счетчик, второй элемент И, второй элемент НЕ, второй элемент задержки и элемент ИЛИ. 2 ил. i (Л

Description

СХ)

Изобретение относитс к вычислительной технике и может быть использовано дл исследовани графов при решении задач, допускающих теоретико-графовое представление.

Цель изобретени - расширение функциональных возможностей устройства за счет определени носителей компонент сильной св зности.

Информаци о топологии исследуемого графа заноситс в триггеры моделей дуг в виде матрицы смежности. В ходе работы устройства на основании этой информации определ етс состав носителей дл каждой компоненты сильной св зности исследуемого графа, т.е. осуществл етс разбиение множества вершин графа на подмножества, каждое из которых образуетс сильносв зными вершинами, определ етс также число таких подмножеств.

На фиг. 1 приведена структурна схема устройства; на фиг. 2 - структурна схема модели дуги.

Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, первьй элемент И 2, вход 3 пуска устройства, первый элемент НЕ 4, дешифратор 5, выход 6 признака окончани работы устройства первый счетчик 7, первую 8 и вторую 9 группы элементов ИЛИ, матрицу моделей 10 дуг, первую группу элементов И 11, вторую группу элементов И 12, первый выход 13 моделей 10 дуг, второй выход 14 моделей 10 дуг, первый вход 15 моделей 10 дуг, второй вход 16 моделей 10 дуг, третью 17 и четвертую 18 группы элементов И, третью группу элементов ИЛИ 19, регистр 20, первые информационные выходы 21 устройства, элемент 22 ИЛИ, второй элемент НЕ 23, второй элемент И 24, элемент 25 задержки, второй счетчик 26, выход-синхронизации 27 устройства, вторые информационные выходы 28 устройства, вход.29 началь ной установки.

Кажда модель 10 дуги содержит триггер 30, первый элемент И 31, вто рой элемент 32 задержки.

Устройство работает следующим образом .

В исходном состо нии работа устройства заблокирована нулевым сигналом на входе 3 пуска устройства, в счетчикнх 7, 26 и регистре 20.хран тс О Во всех разр дах, что обеспечиваетс сигналом на;входе 29 начапь

10

15

20

25

30

35

-40

45

50

55

ной установки. При этом сигналы опроса матрицы моделей дуг с выхода дешифратора 5 отсутствуют и на всех выходах 13, 14 моделей дуг i О, имеютс логические О, которые через элементы И 17 поступают на информационный выход устройства, на выходе элемента НЕ 4 - 1.

Исходна информаци о топологии исследуемого графа заноситс в триггеры 30 моделей дуг, после чего устройство готово к работе.

При подаче на вход 3 сигнала Пуск, имеющего уровень 1, импульсы с генератора 1 тактовых импульсов через элемент И 2 начиншот поступать к счетчику 7, состо ние которого преобразуетс дешифратором 5 в позиционный код. Изменение состо ни счетчика 7 измен ет положение 1 на выходах дешифратора 5, что обеспечивает последовательный опрос строк и столбцов;, матрицы моделей 10 дуг. Опрос матрицы моделей 10 дуг состоит в следующем. На такте К счетчика 7 сигнал опроса в виде 1 с К-го выхода дешифратора 5 поступает через элемент ИЛИ 8 и открытый тактовым им- пульсрм элемент И 11 на входы 15 моделей 10 дуг К-й строки матрицы, а через элементы ИЛИ 9 и И 12 на входы 16 моделей 0 дуг К-го столбца матрицы . При этом на выходах 13 моделей 10 дуг К-й строки матрицы в триггерах 30 которых содержитс 1, также по вл етс 1, котора вызывает по вление 1 на выходе элемента ИЛИ 8, что приводит к по влению сигнала опроса в М-й строке матрицы моделей дуг и т.д. Наличие 1 на выходе соответствующего элемента ИЛИ 8 при опросе строки К означает существование в исследуемом графе пути из вершины с индексом К в верпшну с индексом Р. Аналогично на выходах 14 моделей 10 дуг К-го столбца матрицы, в триггерах 30 которых содержитс 1, также по вл етс 1, вызьшающа по вление 1 на выходах соответствую- ших элементов ИЛИ 9, а значит, и опрос соответствуюш 1Х столбцов матрицы. Наличие 1 на вьпсоде Р-го элемента ИЛИ 9 второй группы при опросе столб-г ца К означает существование пути из вершины с индексом Р в вершину с индексом К.. Таким образом, при опросе строки К и столбца К наличие 1 на

выходах элементов ИЛИ 8 первой группы определ ет множество вершин, св занных с вершиной К пут ми, в которых К вл етс начальной, а наличие 1 на выходах элементов ИЛИ 9 второй группы - множество вершин, св занных пут ми с К; в которых К вл етс конечной. Индексньй состав этих множеств определ етс соответственно номерами элементов ИЛИ первой 8 и второй 9 группы. Пересечение данны множеств определ ет состав множества вершин, вл ющихс носител ми компоненты сильной св зности, содержащей вершину К.Пересечение отыскиваете на элементах И 18 четвертой группы и поступает в виде кода с единицами в разр дах, номера которых

к второму счетчику 26. Тем самым будет подтвержден вывод информации о носител х очередной компоненты сильной св эности с выходов 21 . Задержка тактового импульса с генератора 1 элементом 25 необходима дл устранени вли ни переходных процессов и временной задержки при опросе матрицы моделей 10 дуг на достоверность информации. Задержанный тактовый импульс также поступает на вход записи регистра 20, что обеспечивает фиксацию новой информации. Поскольку выходы регистра 20 через элементы ИЛИ 19 третьей группы соединены с его же входами, то на каждом такте происходит поразр дное объединение текущего кода пересечени множеств с зафик

соответствуют индексам вершин - носи-20 сированными ранее. Тем самым исключаетс потер информации, полученной на предыдущих тактах.

Группы элементов И 11, 12 служат дл предотвращени искажени резуль- 25 тирующей информации из-за наличи обратных св зей в цел х опроса мат- модели 10 дуг. При переходе тактового импульса в уровень О элементы И 11, 12 закрываютс по второму

тел м полученной компоненты сильной св зности, на выходы 21 устройства через элементы ИЛИ 19 на входы регистра 20. Код пересечени также поступает к четвертой группе элементов И 18, в которых осуществл етс его сравнение с кодами носителей компонент сильной св зности, полученными на предьщущих тактах с целью исключени дублировани информации. Посколь- 30 входу, тем самым разрыва цепи рпро- ку ни одна вершина графа не может . са строк и столбцов матрицы моделей одновременно принадлежать двум различ- .10 дуг и исключа прохождение сигна- ным компонентам сильной св зности, то при совпадении текущего кода с записанными в регистре 20 хот бы в 35 одном разр де на выходе элемента ИЛИ 22 по вл етс 1, поступающа на вход второго элемента НЕ 23 и запрещающа прохождение тактового импульса на выход 27 синхронизации вывода 4р и к второму счетчику 26. Тем самым блокируетс по вление синхросигнала, вл ющегос признаком вывода информации с выходов 21, и изменение содержимого второго счетчика 26, учитываю- 45 работы, который поступает на выход 6 щего число компонент сильной св з- устройства и на элемент НЕ 4. Нулевой ности в исследуемом графе. В случае получени информации о компоненте сильной св зности, не зафиксированной на предыдущих тактах, ни в одном из 50 разр дов сравниваемых кодов совпадени .не будет и на выходах всех элементов четвертой группы И 18 будут логические О. На выходе элемента ИЛИ 22 также будет О, который через 55 элементы НЕ 23 и 24 И разрешит прохождение тактового импульса с генератора 1 на выход синхронизации 27 и

лов уровн 1 по этим цеп м с выходов элементов ИЛИ первой 8 и второй 9 групп на их же входы.

Аналогичным образом в ходе последующих тактов определ ютс другие множества носителей по всем компонентам сильной св зности исследуемого графа.

При достижении первым счетчиком 7 соответствующего состо ни на последнем выходе дешифратора 5 по вл етс сигнал, служащий признаком окончани

сигнал с выхода элемента НЕ А блокирует прохождение тактовых импульсов с генератора 1 через элемент И 2. В счетчике 26 фиксируетс общее число компонент сильной св зности исследуемого графа. При этом работа устройства заканчиваетс .

После обнулени регистра 20, первого 7 и второго 26 счетчиков сигналом на входе 29 начальной установки и занесени исходной информации о .

чаетс потер информации, полученной на предыдущих тактах.

30 входу, тем самым разрыва цепи рпро- . са строк и столбцов матрицы моделей .10 дуг и исключа прохождение сигна- 35 4р 45 работы, который поступает на выход 6 устройства и на элемент НЕ 4. Нулевой 50 55

входу, тем самым разрыва цепи рпро- са строк и столбцов матрицы моделей .10 дуг и исключа прохождение сигна- работы, который поступает на выход 6 устройства и на элемент НЕ 4. Нулевой

топологии исследуемого графа устройство готово к следующему циклу работы .

Claims

Формула изобретени Устройство дл исследовани св зности графов, содержащее генератор тактовых импульсов, первый элемент И, первую и вторую группы элементов И, первый элемент НЕ, дешифратор, матрицу моделей дуг, первый счетчик, информационные выходы которого соединены с информационными входами дешифратора , а счетный вход соединен с выходом первого элемента И, первый вход которого вл етс входом пуска устройства, второй вход соединен с. выходом генератора тактовых импульсов , а третий вход г с выходом пер- вого элемента НЕ, вход которого соединен с (К+1 )-м выходом дешифратора (где К - количества вершин в графе), отличающеес тем, что, с целью расширени функциональных воз- можностей за счет определени носителей компонент сильной св зности, в устройство введены перва , втора и треть группы элементов ИЛИ, треть и четверта группы элементов И, регистр, второй элемент задержки, элемент ИЛИ, второй элемент НЕ, второй элемент И, второй счетчик, счет- цый вход которого соединен с выходом второго элемента И, первый вход которого соединен с выходом второго элемента НЕ, вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, входы которого соединены с выходами соответствующих элементов И четвертой группы, первые входы которых соединены с первыми входами соответствующих элементов ИЛИ -третьей группы, выходами соответствующих элементов И и вл ютс первой группой информационных выхо- доз устройства, информационные выходы вто.рого счетчика вл ютс вторыми информационными выходами устрой

0 5 0 5 О 0 5

5

ства, счетный вход второго счет; ика вл етс тактовым выходом устройства, а вход сброса второго счетчика соединен с входами сброса первого счетчика и регистра и вл етс входом сброса устройства, вход первого элемента НЕ соединен с выходом признака окончани цикла работы устройства, информационные выходы регистра соединены с вторыми входами соответствующих элементов И четвертой группы и элементов ИЛИ третьей группы, выходы элементов ИЛИ третьей группы соединены с соответствующими информа- ционньгми входами регистра, вход записи которого соединен с вторым входом второго элемента И и выходом второго элемента задержки, вход которого сое- сдинен с выходом первого элемента И, первые входы элементов И первой и второй групп объединены и соединены с выходом первого элемента И, М-й выход дешифратора (где М,,.,,К) соединен с первыми входами М-х .элементов ИЛИ первой и второй групп, входы с второго по К-й М-го элемента ИЛИ первой группы соединены с первыми выходами соответствующих им моделей дуг М-го столбца матрицы, вых,од М-го элемента ИЛИ первой группы соединен с вторыми входами соответствующих М-х.элементов И первой и третьей групп, вькод М-го элемента И первой группы соединен с первыми входами моделей дуг М-й строки матрицы, выход М-го элемента ИЛИ второй группы соединен с первым входом соответствую- Diero М-го элемента И третьей группы и вторым входом соответствующего М-го элемента И третьей группы, входы с второго по К-й М-го элемента ИЛИ второй группы соединены с вторыми выходами соответств- тощих моделей дуг М-й строки матрицы, выход М-го элемента И второй гр-уппы соединен с вторыми входами моделей дуг М-го столбца матрицы .

Фи$.1

Фиг. 2