SU650081A1 - Адаптивное устройство дл обработки информации - Google Patents

Description

1

Устройство относитс  к области вычислительной техники и телеметрии.

Известно устройство дл  обработки информации I, недостатком которого  вл етс  то, что при ограниченной пропускной способности оно равномерно опрашивает (коммутирует) датч-ик  (источники информации ).

Наиболее близким к изобретению техническим решением  вл етс  адаптивное устройство дл  обработки информации, содержащее блок оператив юй пам тп, блок управлени , два коммутатора, блок записи, блок считывани , арифметический блок, п ть репистров, дес ть элементов И, четыре счетчика, два дешифратора, причем первый выход блока управлени  соединен с управл ющим входом первого коммутатора , второй выход блока управлени  через блок записи соединен с первым входом блока оперативной пам ти, второй вход которого через блок считывани  подключен к третьему выходу блока управлени , нервый выход блока оперативной пам ти соединен со входом первого регистра, первый выход которого через первый элемент И соединен с первым входом второго регистра , второй вход которого подключеп к второму выходу блока оперативной пам ти , ВЫХОД второго -регистра через второй

элемент И соединен с первым входом арифметического блока, второй вход которого через третий элемент И подключен к второму выходу первого регистра, вь одарифметического блока через четвертый элемент И соединен с третьим входом блока оперативной пам ти, четвертый выход блока управлени  соединен с первым входом второго коммутатора, первый, второй, третий и четвертый выходы которого подключены соответственно к счетным входам первого , второго, третьего и четвертого счетчиков , выход первого счетчика соединен с информационным входом п того элемента

И, выход четвертого счетчика соединен со входом первого дешифратора, выход третьего регистра соединен с информациопным входом шестого элемента И, управл ющие входы первого - дес того элемептов И соединены соответственно с п тым - четырнадцатым выходами блока управлени , входы и выходы первого коммутатора  вл ютс  соответственно входом и выходом устройства 2.

Основным недостатком этого устройства  вл етс  ограниченна  пропускна  способность .

Цель устройства - повышепие быстродействи  устройства. 3 Цель достигаетс  тем, что в устройство до 1олн:ительно введены .регистр, три счетчика и шесть элементов И, выход п того элемента И соединен с четвертым входом блока оперативной иам ти, выход второго 5 счетчИКа через седьмой элемент И соедипен с п тым входом блока оперативной нам ти , выход третьего счетчика через второй дещифратор и восьмой элемент И соединен с первым входом блока управлени ,ю выход первого дещифратора через дев тый элемент И соединен со вторым входом блока управлени  -к вторым входом .второго коммутатора, выход щестого элемента И соединен с пер1вым« информационными вхо-15 дами п того и щестого счетчиков, выход щестого счетчика через дес тый элемент И соединен со вторым информационным входом п того счетчККа, выход которого соединен с информационными входами один-20 надцатого и двенадцатого элементов Р1,выход одиннадцатого элемента И соединен с щестым входом блока оперативной пам ти , выход двенадцатого элемента И через четвертый регистр и тринадцатый элемент25 И соединен с седьмым входом блока oneратпвной пам ти, выход п того регистра через четырнадцатый элемент И соединен с информационным входом седьмого счетчика , выход которого через п тнадцатый30 элемент И соединен ,с информационным входом третьего счетчика, выход щестого регистра через шестнадцатый элемент И соединен с информационным входом четвертого счетчика, управл ющие входы с35 одиннадцатого по щестнадцатый элементе . И, щестого и седьмого счетчиков соединены с щестыйжыходом блока з правлени , управл ющий вход п того счетчика соединен с управл ющим входом четвертого счетчика,40 выход четвертого элемента И соединен со вторым входом первого элемента И, выход iBToporo элемента И соединен с восьмым входом блока оперативной пам ти, выход первого коммутатора соединен с третьим45 входом первого элемента И, входы третьего , п того и щестого регистров  вл ютс  управл ющими входами устройства, На чертеже представлена блок-схема устройства, котора  содержит блок 1 one-50 ративной пам ти, блок 2 записи, блок 3 управлени , блок 4 считывани , первый коммутатор 5, регистры 6-11, элементы И 12-27, два дешифратора 28, 29, арифметический блок 30, второй коммутатор 31,55 счетчики 23-38. Суть работы устройства заключаетс  в слежении за каждым значением измер емых функций 5,-(т) (/,...,т) с частотой, значительно превышающей пропускную спо-оо собность системы (определ емую, как правило , каналом св зи), т. е. слежение за каждым значением 5j(tt) (( 0, 1, ..., л) происходит через интервалы Ат (z 0,1, ..., с), Атг-СА/г, где - интервал, соответ-65 4 ствующнй пропускной способности всей систе МЫ. На прот жении интервала Д/г выполн етс  вычисление абсолютных значений при ращений |A5j(Tc)| каждой измер емой ( введенной) функцнн 5;(т). К моменту передачи дискретных значений 5з(тг) сравниваютс  значени  суммарных приращений на каждом интервале Атг Тг-Тг-i и вы-числ ютс  максимальные значени  сумм t с i maxj Д5у(т)|1 . (1) ( 1 Максимальные значени  приращений ОПредел ют выбор (дл  передачи) измеренных значений функций 5j(T,:) к моменту времени ti, соответствующему пропускной способности системы. Затем аналогична  вьь числительна  процедура осуществл етс  дл  последующих моментов времени тг+ь , Тп, причем максимальным значени м сумм (1) по окончании передачи присваиваетс  нуль, тем самым происходит сдвиг начала отсчета переданных значений в последние зафиксированные значени  Sj (тг). Показани  датчиков |5(т)| занос тс  в блок 1 оперативной пам ти в массив Д, суммы разностей показаний датчиков занос тс  в массив Р, передаваемые показани  датчиков выбираютс  из массива П. Массив П состоит из элементов, состо щих из следующих величин: показани  датчика и номера датчика, кажда  величина элементов занимает первую  чейку пам ти, Пор док следовани  элементов в массивах Д, Р, П соответствует пор дку съема показаний датчиков, начина  с нулевого номера . Работа устройства состоит в выполнении четырех операций. Операци  I. Установ устройства в исходное состо ние. Эта операци  выполн етс  с помощью операционной системы или программой начальной загрузки. При выполнении этой операции в счетчик 32 заноситс  адрес массива данных (Д), в счетчик 33 - адрес массива разностей (Р), в регистр 8 - размер массива данных, в регистр 10 - размер передаваемого массива даиных (П), в регистр 9 - адрес передаваемого массива П. Элементы массива данпых и массива разностей устанавливаютс  в нуль. По окончании операции 1 осуществл етс  переход к операции 2. Операци  2. Съем показаний датчиков. вычисление модулей разностей и их суммирование . Очередным сигналом блока Звторой коммутатор 31 устана вливаетс  в поло кение I. В этом положении коммутатор 31 включает параллельно входы счетчиков 32, 33, 35, 38. При этом счетные входы счетчиков 32, 33 включаютс  на сложение , счетчика 38 - на сло кеиие +2, счетный вход счетчнка 35 устаиавлИваетс  в положение вычитани  + 1. Содержимое регистра 8 заноситс  через элемент И 18 в счетчик 34 и через элемент И 19 в счетчик 35. Содержимое регистра 9 через элемент И 23 заноситс  в счетчик 37 и далее через элемент И 24 - в счетчик 38. Следующей серией имнульсов содержимое Первой  чейки блока оперативной пам ти , представл ющее собой предшествующее показание очередного датчика, заноситс  в регистр 7. Далее блоком 3 управлени  запускаетс  первый коммутатор 5, и текущие данные с выбранного датчика занос тс  через элемент И 12 во второй регистр 6 и через элемент И 13 в первую  чейку блока оперативной пам ти. После этого из содержимого регистра 6 выч итаетс  содержимое регистра 7, И результат вычитани  из арифметического блока 30 через элементы И 15 и 12 заноситс  в регистр 6. Следующей серией импульсов предществующа  сумма разностей из блока 1 считываетс  в регистр 7 и затем содержимое регистра 7 прибавл етс  к содержимому регистра 6, а результат из арифметического блока 30 через элемент И 15 заноситс  в блок 1. После этого па входы счетчиков 32, 33, 35, 38 подаетс  очередной .счетный импульс , И осуществл етс  одновременна  работа этих счетчиков. Если при этом содержимое счетчика 35 оказалось не равным нулю, то осуществл етс  переход в начало операции 2. Таким образом, операци  2 повтор етс  до тех пор, пока счетчик 35 не установитс  в нуль. При по влении пул  в. счетчике 36 дешифратор 28 подает во второй коммутатор 31 и в блоК 3 управлени  сигнал об окончании цикла выполнени  операции 2, после чего осуществл етс  переход к операции 3. Операци  3. Сортировка массива передаваемых данных по убыванию значений производной информации. Эта операци  необходима дл  того, чтобы выбрать К на Я показаний датчиков, соответствующих максимальным значени м производной информации. Сортировка осуществл етс  с помощью двух циклов, внутреннего и внешнего, вложенных один IB другой. Внутренний цикл состоит в выборе максимального значени  производной ииформации - суммы разностей показаний некоторого датЧИка. По окончании очередного прохождени  внутреннего цикла сортировки массива производной информации П в регистрах устройства наход тс  максимальное значение суммы разностей и номер датчика, которому соответствует эта сумма. Поэтому содержимое первых двух  чеек массива П заноситс  в те  чейки массива П, содержимое которых соответствует максимальному значению суммы разностей и содержимое которых находитс  в регистрах устройства. После этого в первую  чейку массива П из массива Д заноситс  показанпе датчика, соответствующее максимальному значению суммы разностей, а во вторую  чейку массива П заноситс  соответствующий этому значению помер датчика . Затем размер массива П уменьшаетс  на +2  чейки, адрес его смещаетс  от начала к концу на +2  чейки и осуществл етс  переход в начало внутреннего цикла. По окончании внещнего цикла в головной части массива П первоначального размера находитс  массив передавпемых данных , соответствующих К максимальным зт ачени м производной информации из Н показаний датчиков. Операци  сортировки осуществл етс  следующим образом. Перед первыл прохождением внутреннего цикла сортировки данных включаютс  параллельно счетчики 32, 33, 35, 38, при этом счетчики 32. 33, 35 устанавливаютс  в положение вычитани  4-1, а счетчик 38- в положение сложени  +2 сигналом со второго коммутатора 31. Перед началом первого прохождени  внутреннего цикла сортировки содержимое регистра 8 занос1 тс  в счетчики 34, 35, содержимое регистра 10 - в счетчнк 36, содержимое регистра 9 - в счетчики 37. 38. После этого содержимое первой  чейки блока 1 оперативной пам ти по адресу в счетчике 38 читаетс  в регистр 7, а регистр 6 устанавливаетс  в НУЛЬ. Затем подаетс  сигнал из блока 3 на выполнение операции сравнени  блoкo 30. По сигналу содержпмое регистра 6 сравниваетс  с содержимым регистра 7. В случ .е, если содерл пмое регистра 7 больше содержимого регистра б, то число из регистра 7 заноситс  в регистр 6, содержимое счетчика 38 заноситс  в регистр 11, содержимое  чейки массива П по адресу -в счетчике 38 со смещением -Ы заноситс  в нулевую  чейку блока 1, т. е. заноситс  номер датчика . После этого осуществл етс  переход к выполненпю последующей операции внутреннего цикла сравнент  . Если содержимое регистра 7 ieнь нeили равно содержимому регистра 6. то осуществл етс  переход к выполнению очередной операции внутреннего цикла сравнени . Очередна  операци  внутреннего цикла сравнени  состоит в том, что на входы параллельно включенных счетчиков 32, 33, 35, 38 подаетс  счетный импульс, при этом одновременно из содержимого счетчиков 32, 33, 35 вычнтаеТС  1, а к содержимому счетчика 38 прибавл етс  2.

Внутренний цикл повтор етс  до тех пор, пока содержимое счетчика 35 не установитс  в нуль. При по влении нул  в счетчике 35 ден1ифратор 28 вырабатывает сигнал, поступающий через элемент И 21, блок 3 и второй коммутатор 31.

После этого по команде из блока 3 выполн ютс  следующее -перемещени  информации .

Содержимое двойной  чейки массива П по адресу в счетчике 37 читаетс  в регистры 6, 7. Содержимое  чейки массива Д по адресу IB счетчике 32 со смещением в нулевой  чейке читаетс  в  чейку массива П по адресу в счетчике 37, содержимое нулевой  чейки читаетс  в  чейку массива П по адресу в счетчике 37 со смещением+1. Содержимое регистров 6, 7 читаетс  в двойную  чейку массива П по адресу в регистре 11. Таким образом, в массиве П максимальное значение суммарной разности заменилось на соответствующее показание выбранного датчика из массива Д.

После этого на входы параллельно включенных счетчиков 36, 34, 37 подаетс  счетный импульс, одновременно из содерж-имого счетчиков 36, 34 вычитаетс  I, а из счетчика 37 вычитаетс  2. Если при этом содержимое счетчика б станет равным нулю, то дещифратор 29 выдает сигнал через элемент И 22 Б блок 3, после чего работа блока сортировки заканчиваетс  и осуществл етс  переход к операции 4 - пересылке данных.

Если содержимое счетчика 36 больше нул , то содержимое счетчика 34 через элемент И 19 заноситс  в счетчик 38 и осуществл етс  Переход в начало внутреннего цикла. Таким образом, внутренний цикл повтор етс  столько раз, сколько было указано в счетчике 36.

После лервого прохождени  внутреннего цикла в счетчиках 32, 33 наход тс  адреса начала массивов данных датчиков (Д) и массива СУММ разностей (Р) соответственно . Эти значени  счетчиков 32, 33 остаютс  без изменени  до конца операции.

В результате сортировки (операции 3) в начальной части массива передаваемых результатов (П) наход тс  наибольшие показани  датчиков, причем после каждого показани  датчика во второй  чейке записан номер датчика, с которого сн то показание.

Операци  4. Пересылка данных. В начале операции передаетс  сигнал из блока 3 на входы элементов И 20 и 23. При этом в счетчик 36 заноситс  размер передаваемого массива в двойных  чейках, а в счетчик 38 заноситс  адрес этого массива, счетчики 36, 38 включаютс  параллельно. После этого осуществл етс  цикл чтени  и передачи данных. Содержимое по адресу П гчртчике 38 на длине двойной  чейки считываетс  из блока 1 оперативной пам ти и

передаетс  через первый коммутатор 5 на выход устройства.

После этого с блока 3 подаетс  счетный импульс, и к счетчику 38 прибавл етс  2,

а ИЗ счетчика 36 вычитаетс  1. Операци  4 повтор етс  столько раз, сколько указано в счетчике 36. При по влений нул  в счетчике 36 передача данных прекращаетс  и осуществл етс  переход к операции 2.

Таким образом достигаетс  увеличение скорости работы устройства адаптивного сбора и обработки информации и увеличение его .пропускной способности.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Адаптивное устройство дл  обработки информации, содержащее блок оперативной нам ти, блок управлени , два коммутатора , блок записи, блок считывани ,

   арифметический блок, п ть регистров, дес ть элементов И, четыре счетчика, два дешифратора , причем первый выход блока управлени  соединен с управл ющим входом первого коммутатора, второй выход

   блока управлени  через блок записи соединен с первым входом блока оперативной пам ти, второй вход которого через блок считывани  подключен к третьему выходу блока управлени , первый выход блока

   оперативной пам ти соединен со входом первого регистра, первый вход которого через первый элемент И соединен с первым входом второго регистра, второй вход которого подключен к второму выходу блока оперативной пам ти, выход второго регистра через второй элемент И соединен с первым входом арифметического блока, второй вход которого через третий элемент И подключен к второму выходу нервого

   регистра, выход арифметического блока через четвертый элемент И соединен с третьим входом блока оперативной пам ти, четвертый выход блока управлени  соединен с первым входом второго коммутатора , первый, второй, третий -и четвертый выходы которого подключены соответственно к счетным входам первого, второго, третьего и четвертого счетчиков, выход первого счетчика соединен с информационным входом п того элемента И, выход четвертого счетчика соединен со входом первого дешифратора , выход третьего регистра соединен с информационным входом шестого элемента И, управл ющие входы с первого

   ,по дес тый элементов И соединены соответственно с п тым выходом блока управлени , входы и выходы первого коммутатора  вл ютс  соответственно входом и выходом устройства, отличающеес  тем,

   что, с целью повышени  быстродействи , в него дополнительно введены регистр, три счетчика и шесть элементов И, выход п того элемента И соединен с четвертым входом блока оперативной пам ти, выход второго счетчика через седьмой элемент И