SU758179A1 - Устройство для моделирования экстремальных путей на графе 1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к вычислительной технике.

Известно устройство по основному авт.св.№ 305484 для моделирования 5 экстремальных путей на графе, содержащее соединенные в соответствии с топологией графа модели ветвей на счетчиках, триггера, элементы НЕ,И,

ИЛИ, при этом выход счетчика в каж- |θ дой модели ветви соединен с одним из входов элемента И, выход которого соединен с единичным входом триггера, подключенного единичным выходом к одному из входов второго элемента И и единичному входу второго триггера, нулевой выход которого соединен с одним из входов третьего элемента И, подключенного вторым входом к шине управления решением за'дачи о длиннейшем пути, выход третьего элемента И соединен с входом элемента НЕ, выход которого соединен с выходным полюсом модели ветви, единичный выход второго триггера соединен с 25 входом четвертого элемента И, подключенного вторым входом к шине управления решением задачи ю кратчайшем пути,а выходом — к одному из полюсов диода, другой полюс которого соединен2

с выходным полюсом модели ветви, выходной полюс модели ветви соединен с входом элемента НЕ, выход которого соединен с входами второго и пятого элемента И, причем выход второго элемента И подключен к индикаторному выходу модели ветви, а выход элемента НЕ подключен к ее входному полюсу, второй вход пятого элемента И соединен с шиной тактового питания, а ее выход подключен к нулевому входу первого триггера [ΐ] ,

Известное устройство позволяет определить величину длиннейшего, кратчайшего иэ путей на взвешенном графе и ветви, принадлежащие искомым путям.

Однако устройство не позволяет решать задачу оптимизации сетевого графика по стоимости. Такая задача возникает при планировании и управлении сооружением сложных комплексов работ по сетевым методам.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет возможности оптимизации сетевого графика.

Достигается это тем, что в устройство для моделирования экстремальных

3

758179

4

путей на графе по авт. св. № 305484 в каждую модель ветви введены дополнительный элемент НЕ, дополнительные элементы И, третий триггер, второй и третий счетчики, дополнительный элемент ИЛИ и делитель частоты, вход второго счетчика через последовательно соединенные делитель частоты и дополнительный элемент ИЛИ подключен к выходам первого и второго дополнительного элементов И, первый вход первого из которых соединен с выходом третьего дополнительного элемента И, первый вход которого подключен к выходу четвертого дополнительного элемента И, первый вход которого через дополнительный элемент НЕ соединен с выходным полюсом модели ветви, выход четвертого дополнительного элемента И подключен к первому входу второго дополнительного элемента И, вторые входы первого и второго дополнительных элементов И.соединены с нулевым и единичным выходами третьего триггера соответственно, третий вход второго дополнительного элемента И подключен к .шине генератора тактовых импульсов повышенной частоты, второй вход четвертого дополнительного элемента И соединен с шиной управления решением задачи о длиннейшем пути, третий вход четвертого дополнительного элемента И соединен с входным полюсом модели ветви, второй вход третьего дополнительного элемента И подключен к шине генератора тактовых импульсов.

На фиг.1 изображена функциональная схема устройства; на Фиг.2 показана зависимость стоимости от длительности выполнения отдельной работы.

Устройство состоит из моделей ветвей, каждая из которых содержит элементы НЕ 1-3, элементы И 4-8, счетчик 9, первый и второй'триггеры 10,

11, диод 12, причем в каждую модель ветви введены дополнительные элементы И 13-16, дополнительный элемент ИЛИ 17, третий триггер 18, делитель частоты.19, счетчики 20,21 и дополнительный элемент НЕ 22.

Модели ветвей соединяются между собой полюсами 23 и 24 в соответствии с топологией .моделируемого графа и в каждой модели полюс 25 соединен с шиной управления решением задачи о длиннейшем пути. Полюса 26 и 27 подключены соответственно к шинам тактового генератора. Серии импульсов тактовых генераторов сдвинуты относительно друг друга. Полюс 28 модели ветви подключен к шине тактового генератора повышенной частоты. Так, например, если частота основной серии равна ί₀ , то частота повышенной серии будет

*_Ν-~Νίο,

где частота следования импульсов повышенной серии;

1_С - частота следования импульсов основной серии.

Величина N показывает во сколько

раз частота повышенной серии должна

быть выше частоты основной серии.

Каждая модель ветви предназначена для моделирования одной работы исследуемого сетевого графика. Счетчик 9 служит для формирования временного интервала, пропорционального заданной длительности работы, счетчик 20 — для получения максимально допустимой длительности работы по графику, а делитель частоты 19 и счетчик 21 предназначены для получения оптимальной стоимости моделируемой работы.

Делитель частоты 19 представляет собой элемент, в котором опорная частота, подаваемая на вход, делится на частоты кратные 1,2.·. . ,(Ν -1 ) , N .

На выход делителя 19 пропускается только одна частота, которая пропорциональна задаваемой величине.

Рассмотрим работу устройства.

В счетчик 9 модели ветви предварительно заносится число импульсов, дополняющее длину ветви до полной емкости счетчика. Триггеры 10 и 11 находятся первоначально в нулевом состоянии, и на полюсах 23 и 24 действует запрещенный потенциал. Счетчик 20 устанавливается в нулевое состояние. Зависимость стоимости от длительности выполнения работы определяется выражением

Сш = Ь^·-а^· . 1^· ; ау^7/0, (1).

где Ь^- значение стоимости при.

£ (£7 |

а,,- постоянный коэффициент, учитывающий угол наклона прямой на отрезке < Ιγ· < Т и показывающий зависимость стоимости выполнения работы от ее длительности.

Для реализации этого выражения в счетчик 21 предварительно заносится число импульсов η, пропорциональное Ь^· .Затем из содержимого счетчика 21 должно быть вычтено число импульсов, пропорциональное произведению · ίγ·. Для этой цели используется триггер ³ 18, делитель частоты 19, элемент ИЛИ 17 и элементы И 15 и 16, на соответствующие входы которых подаются две серии импульсов от тактовых генераторов. Так как коэффициент а.,больше нуля и отражает угол наклона сС прямой в выражении (1) , то модель может работать в двух режимах. Первый режим, если угол наклона 0°^Л$45°, то коэффициент а^· находится в пределах 0$а^$1. Второй режим, если 45^^.^90° , то значение коэффициента

для первого режима (при О^а^-^1)

триггер 18 предварительно устанавливается в единичное состояние, которое выдает разрешение на вход элемента И 15 и запрет на вход элемента И

5

758179

16.' Далее в делителе частоты 19 устанавливается частота ί^θ - :<_о · ί_ο , 0<К<1, где К_о — коэффициент деления основной частоты, величина которого пропорциональна.

Для второго режима модели ветви, когда угол наклона прямой в выражении (1), принимает значения 45°<а490° и соответственно значение коэффициента а^· > 1 . Тогда триггер 18 устанавливается в нулевое состояние, которое выдает разрешение на вход элемента И 16 и запрет на вход элемента И 15. Далее в делителе частоты 19 устанавливается частота

Чм= = ^КМ' Ν· ί„,

где Κ_Ν - коэффициент деления повышенной частоты, величина которого пропорциональна

В некоторый момент времени на полюсе 23 модели ветви появится сигнал разрешения отсчета числа импульсов, равного числу импульсов максимальной емкости счетчика 9. Этот сигнал выдает разрешение на вход элемента И 5 и в счетчик 9 начнут поступать тактовые импульсы через полюс 26. При этом на входах элемента И 13 присутствует разрешение с входного полюса 23 модели ветви, с шины управления решением задачи о длиннейшем пути и через элемент НЕ 22 с выходного полюса 24 модели ветви. Сигнал с выхода элемента И 13 дает разрешение на входы элементов И 14 и И 16.

Импульсы, поступающие на второй вход элемента И 14 проходят на вход счетчика 20, где накапливается величина максимальной длительности моделируемой ветви. Если триггер 18 находился в единичном состоянии (первый режим) , то на элементе И 15 присутствует разрешающий потенциал, а на элементе И 16 — запрещающий потенциал. Импульсы с выхода элемента И 14 проходят через элементы И 15,

ИЛИ 17 на вход делителя частоты 19. Делитель частоты делит основную частоту ίο и пропускает на выход частоту ί,

Зо

45

Таким образом, если подавать

серию импульсов в течение времени ¹⁷ мок с г максимальной длительности ветви по сетевому графику, то на вход делителя частоты поступит число, импульсов , равное С^_аКс/1_о , где ίοпериод следования импульсов. На выходе делителя появится число импульсов, равное произведению

1«ллакс ,, Ί'Μακο , .

"Ч" ч ч

Если подавать полученное количество импульсов на вычитающий вход счетчика 21,то после вычитания в счетчике останется число импульсов С_о, количество которых определяет стоимость

60

выполнения моделируемой работы и равно

мдкс

"О

(2)

10

15

20

25

30

35

где - число импульсов, пропорциональное величине Ь^, ;

макс" временной интервал / пропорциональный максимальной длительности ветви ио сетевому графику;

ί^θ- частота, установленная в делителе частоты 19)

ί_ο, ί^ период и частота следования импульсов.

Если триггер 18 находится в нулевом состоянии (второй режим) , то на элементе И 15 присутствует запрещающий потенциал, а на элементе И 16 разрешающий потенциал. Так как с выхода элемента И 13 поступает разрешение на вход элемента И 16, то импульсы повышенной частоты проходят элементы И 16, ИЛИ 17 на вход делителя частоты 19. Делитель частоты делит повышенную частоту и пропускает на выход частоту .

По аналогии с первым случаем, если подавать серию импульсов повышенной частоты в течение времени ^.^окс максимальной длительности ветви по сетевому графику, на вход делителя частоты 19. Затем вычесть из счетчика 21 количество импульсов, полученное на выходе делителя частоты 19.

То в итоге в счетчике 21 останется число импульсов С^, величина которого пропорциональна стоимости выполнения моделируемой работы и равна

40

50

55

N ъ ф_о К ъ ъ_о

где ί^_Ν - частота, устанавливаемая в делителе частоты 19.

В обоих случаях входная частота делится в соответствии с установленной 1₅₀или ί.^ · Импульсы с выхода делителя частоты 19 поступают на вычитающий вход счетчика 21, где из содержимого счетчика вычитается вели чина моделируемого уменьшения стоимости .

При появлении на выходе счетчика импульса переполнения триггеры 10 и 11 установятся в единичное состояние Сигнал с нулевого выхода триггера 11 поступает на один из входов элемента И 6, на второй вход которого поступа ет разрешение с шины 25 управления решением задачи о длиннейшем пути. Сигнал с выхода этого элемента посту пает на вход схемы совпадения, которая образуется соединением элементов НЕ 2 полюсами 24 моделей ветвей, схо дящихся в одной из вершин моделируемого сетевого графика.

На полюсе '24 появится разрешающий

потенциал только тогда, когда все

65

7

758179

триггеры 11 моделей ветвей, входящих в одну вершину, установятся в единичное состояние. Поэтому на выходе элемента НЕ 22 появится запрещающий потенциал после того, как будут сформированы все ветви, входящие в одну вершину..Этот запрещающий потенциал поступит на вход элемента И .13 и запретит поступление импульсов на вход счетчика 20 через элемент И 14 и на вход делителя частоты 19 через элементы И 15, 16, ИЛИ 17. После того/' как модель ветви закончит свое действие, в счетчике. 20 накопится величина, пропорциональная максимальной длительности работы· по сетевому графику. А в счетчике 21 останется величина, пропорциональная оптимальной стоимости выполнения моделируемой работы, значение которой определяется из выражения (2) или (3).

Для того, чтобы получить оптимальную стоимость выполнения всего комплекса работ, необходимо просуммировать содержимое всех счетчиков 21 моделей ветвей.

В устройстве в каждую модель ветви обеспечивается поступление необходимых сигналов управления и предварительного установа, которые на Фиг.1 не показаны.

Благодаря введенным блокам и связям между ними расширились Функциональные возможности за счет возможности оптимизации сетевого графика.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Устройство для моделирования экстремальных путей на графе по авт. св. № 305484, от дичающее с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет

   возможности оптимизации сетевого графика по стоимости, в устройство в каждую модель ветви введены дополнительный элемент НЕ, дополнительные элементы И, третий триггер, второй и третий счетчики, дополнительный элемент ИЛИ и делитель частоты, вход второго счетчика через последовательно соединенные делитель частоты и дополнительный элемент ИЛИ подключен к выходам первого и второго дополнительных элементов И, первый вход первого из которых соединен с выходом третьего дополнительного элемента И, первый вход которого подключен к выходу четвертого дополнительного элемента И, первый вход которого через дополнительный элемент НЕ соединен с выходным полюсом модели ветви, выход четвертого дополнительного элемента И подключен к первому входу второго дополнительного элемента И, вторые входы первого и второго дополнительных элементов И соединены с нулевым и единичным выходами третьего триггера соответственно_} третий вход второго дополнительного элемента И подключен к шине генератора тактовых импульсов повышенной частоты, второй вход четвертого дополнительного элемента И соединен с шиной управления решением задачи о длиннейшем пути, третий вход четвертого дополнительного элемента И соединен с входным полюсом модели ветви, второй вход третьего дополнительного элемента И подключен к шине генератора тактовых импульсов.

   Источники' информации, принятые во внимание при экспертизе

   1. Авторское свидетельство СССР № 305484, кл. С 06 С 7/122, 1969 (прототип).

   758179

   133