Устройство для сопряжения к абонентов с м вычислительными машинами

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 9) (1 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ втоесноМ С ТЕЛЬСТВ 7Григорьев СССР1977ССР 1980. ИЯ К АБМАШИНАМИ вычисл исполь ГОСУДАРСТЭЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОПРЯЖЕНЕНТОВ С М ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫМИ(57).Изобретейие относитсятельной технике и может быт зовано при построении высокопроизводительных систем ввода и обработкиинформации. Целью изобретения является повышение эфФективности использования вычислительных машин за счетравномерного распределения загрузкии упорядочения подключения абонентов.Устройство содержит К блоков приемопередатчиков обмена с абонентами, Мблоков приемопередатчиков обмена свычислительными машинамиМ блоковопределения загрузки вычислительныхмашин, блок распределения абонентов иблок задания конфигурации. б ил.411758 оставитель С ехред М, Дидык стмал Редак П,Ге Корректор М,Пожо Заказ 3663/ суда ам и ва,роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная Тираж 70 ВНИИПИ Го по дел 1303.5, МоскПодп ственного комитет обретений и открь -35, Раушская наб сноеа СССРтийд. 4/1411758 Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использо вано при построении высокопроизводительных систем ввода и обработкиинформации,Цель изобретения - повышение эффек -тивности использования вычислительныхмашин (ВМ) за счет равномерного распределения загрузки и упорядоченияподключения абонентов,На фиг. представлена структурнаясхема устройства; иа фиг.2 - структурная схема блока приемопередатчиковобмена с абонентом; на фиг,З - структурная схема блока распределения або,нентов; на Фиг.4 - структурная схемаблока задания конфигурации; на Фиг5 - структурная схема блока приемопередатчиков обмена с вычислительноймашиной; на Фиг.б - структурная схемаблока определения загрузки вычислительной машины,На Фиг.1 обозначены подключаемыеабоненты 1-11-К, Устройствосодержит блоки 2-1,2-К приемопе,редатчиков обмена с абонентами, блок3 распределения абонентов, блок 4задания конфигурации, блоки 5-1.5-М приемопередатчиков обмена с пер вой ВМ, блоки 6-16-М определениязагрузки ВМ. Обозначены ВМ 7-17-М, информационные входы 8 блоков .2,входы 9 строб-сигналов блоков 2, вы, ходы 10 запрета устройства, запросные35входы 11 устройства, дополнительные, входы 12 задания дисциллины обслуживания, выходы 13 блока 4, магистраль 14стробирующих сигналов, магистраль,15данных, магистраль 16 сигналов сброса,выходы 17-117-К блока 3, выход18 обобщенного запросаблока 3, вход19 считывания блока 6, магистраль 20определения загрузки ВМ, выход 21блокировки блока 6, выходы 22 выбораВМ блока 6, установочный вход 23 блока 6 и магистрали 24-124-М обмена ВМ. Блок 2 содержит (Фиг.2) регистр 25 50 сдвига, группу элементов И 26, счетчик 27 адреса, группу элементов И 28 группу элементов ИЛИ 29, ОЗУ 30, ком" мутатор 31, счетчик 32 адреса, группу элементов И 33, группу элементов И 34, элемент ИЛИ 35, коммутатор 36, коммутатор 37 регистр 38 сдвига, группу элементов И 39, реверсивный счетчик 40 и элемент ИЛИ 41, Коммута" торы 31, 36 и 37 выполнены в видеэлементов И.Блок 3 распределения абонентовсодержит (Фиг.З) буферный регистр42, группы 43-143-К элементов И,регистры 44-144-К сдвига, группуэлементов И 45-145-К, группуэлементов И-ИЛИ 46-146-К, группуэлементов И-ИЛИ 47-1,46-К, группуэлементов И-ИЛИ. 47-147-К, блок48 и 49 приоритета, элементы ИЛИ 50 и И 51, генератор .52 тактовых импульс сов, элемент НЕ 53, триггеры 54 и 55,элемент ИЛИ 56, триггер 57, элемент58 задержки ." В состав блоков 48 и 49 приоритетов входят элементы НЕ59 и И 60.Блок 4 задания конфигурации содержит (фиг.4) группу элементов И 61-1, ,61"К, реверсивные счетчики 62-1,.62-К, дешифраторы 63-163-К, элемент ИЛИ-НЕ 64, группу элементов ИЛИ 65-1 ,65-К,. группу элементов И 66-1 66-К, элемент ИЛИ-НЕ 67,группу элементов ИЛИ 68-168-К.Блок приемопередатчиков обмена сВМ содержит (фиг.5) регистр 69 данных, группы передатчиков 70 и 71, передатчики 72 и 73 ОШ, приемники 74-76 ОШ, элемент 77 совпадения,установочные входы 78 адресов, дешиф ратор 79, элементы И 80 и 81, регистр82 состояния, регистр 83 команд и элемент И 84.Блок 6 определения загрузки ВМсодержит (фиг.6) реверсивный счетчик85, буферный регистр 86, группу элементов ИЛИ 87, группу элементов ИСКЛИЧАЮЩЕЕ ИЛИ 88, группу элементов ИЛИ 89, элемент ИЛИ-НЕ 90, элемент 91задержки, триггер 92 и элементы НЕ 93и ИЛИ 94. Устройство работает следующимобразом,В начальный момент производитсяустановка устройства в исходное состояние: в блоке 2 первые разряды регистров 25 и 38 устанавливаются в единичное состояние, остальные - в нулевое,счетчики 27, 32 и 40 - в нулевое состояние, при этом на выходе 10 формируется нулевой сигнал, разрешающийввод данных из абонентов 1, в блоке 3регистры 42 и 44, триггеры 54, 55и 57 устанавливаются в нулевое состояние, в блоке 4 счетчики 62 установлены в нулевое состояние, в блоке 6счетчик 85, регистр 86 и триггер 923 14117установлены в нулевое состояние (цепиустановки не показаны).При наличии нулевых сигналов нашинах 1 0 всех блоков 2 разрешен вводданных из абонентов 1 в соответствующие блоки 2 устройства, В процессенакопления необходимой информации абонент 1 -последовательно выставляетвводимые данные на шинах 8 - 1 и стра бирующий импульс на шине 9 - , приэтом данные в каждом блоке 2 - х вводятся в ОЗУ 30 в первый блок, так каквыход первого разряда регистра 25установлен в единичное состояние,которое устанавливает режим записи впервом блоке ОЗУ 30 и открывает группы элементов И 26 и 28Счетчик 27изменяет свое состояние на единицузадним фронтом строб-импульса по входу 9 и формирует адреса ячеек ОЗУ 30,в которые записываются данные,После окончания массива данных впервый блок ОЗУ 30 каждый абонент1 -вырабатывает сигнал на шине 2511 - , который увеличивает содержимое счетчика 40 на единицу, при этомна выходе элемента ИЛИ 4.1, соединенном с выходами счетчика 40, формируется единичный сигнал, поступающий навходы элементов И 39 и разрешающийпоступление сигналов с выходов регистра 38 на входы элементов И 33 и34 и задающих режим чтения в первомблоке ОЗУ 30. Кроме -того, единичныйсигнал на шине 11 устанавливает вединичное состояние следующий разрядрегистра 25 и таким образом подготавливает следующий блок ОЗУ 30 дляприема очередного массива данных пу-,тем установки режима записи во второмблоке ОЗУ 30 и подачи единичных потенциалов на группы элементов И 26 и28. Одновременно в блоке 3 устанавливается в единичное состояние соответствующий разряд регистра 42,Установка в единичное состояние различных разрядов регистра 42, т.е, поступление запросов на обслуживание50 может производиться практически в любые моменты времени, при этом блок 3 при одновременном поступлении запросов подключает на обслуживание сначала абоненты с меньшим порядковым номерам. Если запросы на обслуживание поступают на входы 11 в различные моменты времени, обслуживание запро сов осуществляется по принципу пер 584вый пришел - первым обслужен", При значительном числе запросов от одного абонента может быть задан автоматический режим обслуживания толька данного абонента.При одновременном поступлении за прасов по входам 11-1 и 11-К и с некоторой задержкои несколько более периода тактовых импульсов поступления запроса по входу 11-2 происходит следующее.В момент прихода запросов на входах 11-1 и 11-К передним фронтом импульса запроса первый и К-й триггеры регистра 42 устанавливаются в единичное состояние, при этом на управляющих входах первых триггеров регистров 44-1 и 44-К и на выходе элемента ИЛИ 50 присутствует единичный потенциал, а на счетные входы регистров 44 начинают поступать тактовые импульсы с входа генератора 52 тактовых импуль" сов через элемент И 51. Передним фронтом первого тактового импульса первые триггеры регистров 44-1 и 44-КУ устанавливаются в единичное состояние.На первых входах первого и 1-га элементов И 45 присутствует единичный потенциал и в паузе между первым и вторым тактовыми импульсами передним фронтом первой паузы первый и К-й триггеры регистра 42 устанавливаются в нулевое состояние и готовы к приему новых заявок в данных каналахОдновременно с записью запросов в регистр 42 осуществляется увеличение на единицу содержимого счетчиков 62-1 и 62-К в блохе 4,Выходы счетчиков 62 подключены к . входам дешифраторов 63, которые являются некоторой комбинационной схемой и формируют на выходе нулевой потенциал при подсчете счетчиками 62 любого числа в диапазоне 0 - 1, где Е - . некоторое число, например Е = 4, и формируют единичный потенциал при подсчете счетчиком 62 числа, большего К, например, при К = 4, Если на выходах всех дешифраторов 63 формируются нулевые потенциалы, на выходе элемента ИЛИ-НЕ 64 присутствует единичный потенциал, а на выходах всех элементов ИЛИ 65 и при наличии нулевых потенциалов на входах 12 на выходах элементов ИЛИ 68 формируются единичные потенциалы, которые поступают на входы 13 блока 3 распределения абонентов.В момент записи поступивших запро 1"сов в первые триггеры регистров 44-1и 44 - К блока 3 ня интервале междупервым и вторым тактовыми импульсамис помощью группы элементов И-ИЛИ 46,открытых по входам 13, и блока 48; приоритета выбирается старший единич ный разряд в регистрах 44 - 1 и 44 -1.Блок 48 приоритета формирует еди ничный потенциал только на том выхо де, номер которого соответствует самому старшему единичному разряду в ре гистре 44, при этом независимо отпотенциалов в младших разрядах регистров 44 на остальных выходах блока,приоритета 48 формируются нулевыепотенциалы за счет блокировки инверснымединичным сигналом старшего зна, чащего разряда входов элементов Иблока 48,В данном случае на интервале между1.,первым и вторым тактовыми импульсамиединичный потенциал формируется напервом (младшем) выходе блока приоритета 48, а следовательно, на первыхвходах первых элементов И элементовИ-ИЛИ 47. Наличие единичных потенци,алов на вторых входах первых элемен 1,тов И элементов И-ИЛИ 47-1 и 47-К 30приводит к Формированию единичных по тенциалов на выходах данных элементовИ-ИЛИ, при этом единичный потенциал;Формируется только на том выходе вто,рого блока 49 приоритетов., номер кото 35, рого соответствует номеру канала,имеющему приоритетное обслуживаниепри поступлении запросов по несколькимвходам 11 одновременно (в данный момент первый канал).40Если на интервале между первым ивторым тактовыми импульсами приходитзапрос на вход 11-2, второй триггеррегистра 42 устанавливается в единич. ное состояние и с приходом второготактового импульса передним фронтом вединичное состояние устанавливаетсяпервый триггер регистра 44-2 и вто рые триггеры регистров 44-1 и 44-К,.а первые триггеры регистров 44-1 и5044-К устанавливаются в нулевое состояние, при этом на первом входе второго элемента И 45 Формируется единичный потенциал и в паузе пОсле второготактового импульса второй триггеррегистра 42 устанавливается в нулевое 55состояние, Единичные потенциалы Формируются на выходах первого и второгоэлементов И-ИЛИ 46, однако блок 48 приоритета вырабатывает единичный иотенциап только на втором выходе, а следовательно, только на первом выхо" де блока 49 приоритета.С приходом очередных запросов на входы регистра 42 осуществляется дальнейший сдвиг единичных потенциалов ранее записанных запросов с учетом времени их поступления, при этом единичный потенциал формируется только иа первом выходе 17-1 блока 3 приоритета, После поступления первого запроса на вход 11-1 и формирования единичного потенциала на выходе 17-1 на управляющем входе триггера 57, со единенного с выходом элемента ИЛИ 56, Формируется .единичный потенциал и тактовым импульсом генератора 52 производятся установка триггера 57 в единичное состояние и Формирование сигнала запроса на выходе 18 блока 3. Данный сигнал поступает на входы блоков б и записывает в регистр 86 с выходов .четчиков 85 код числа запросов, н . дящихся на обслуживании в данной ЭВИ.С приходом первого запроса во всех блоках б в регистрах 86 записывается нулевой код, при этом в общей магистрали 20 устанавливается нулевой код, на выходах элементов ИЛИ 89 формируется нулевой потенциал, а на выходах элементов ИЛИ-НЕ 90 и ИЛИ 94 Формируется единичный потенциал в блоке 6-1 и нулевой потенциал на ИЛИНЕ 90 и единичный потенциал на ИЛИ 94 в остальных блоках 6, После некоторой задержки в элементе 91, выбираемой несколько большей времени отработки блоков 6, триггер 92 устанавливается задержанным сигналом 18 в единичное состояние в блоке 6-1 и в нулевое состояние в остальных блоках б, т,е. прием данных с канала 1-1 осуществляется через блок 5-1 в пер-. вую ВМ. Единичным потенциалом с выхода 17-1 в первом блоке 2-1 выходы 15 коммутаторов-передатчиков 36 устанавливаются в активное состояние и через элемент И 31 возможен прием импульсов для изменения адреса ОЗУ 30 при считывании информации., Единичным сигналом 22 в блоке 5-1 регистру 69 разрешается прием данных с магистрали 15, разряд регистра 82 состояний устанавливается в единичное состояние. После анализа данного разряда регистра 82 ВИ осуществляет8 жимое счетчика 40 уменьшается наединицу,В блоке 3 единичным перепадом повходу 16 осуществляется установка вединичное состояние триггера 54 иподача единичного потенциала на управляющий вход триггера 55, который сприходом инверсного тактового импульса осуществляет сброс старшего единичногоразряда регистра 44-1, сброс внулевое состояние триггера 54 и с .некоторой задержкой установку в нуле;"вое состояние триггера 57.В блоке 4 осуществляется уменьшение содержимого счетчика .62-1 соответствующего канала на единицу.В блоке 6 триггер 92 устанавливается в нулевое состояние, Таким образом, заканчивается процесс ввода данных с абонента 1 в ВМ 7-1. Если вданный момент поступает запрос обокончании ввода данных из абонента1-К в соответствующий блок 2"К, топосле снятия запроса по выходу 17-1 иустановки триггера 57 в блоке 3 в нулевое состояние осуществляется формирование единичного потенциала на выходе 17-К что приводит,к формированию единйчного потенциала на выходеэлемента ИЛИ 56 и к установке триггера 57 вновь в единичное состояние сприходом очередного тактового импульса генератора 52,Данный сигнал с выхода 18 осуществляет запись в регистр 86 всех блоков6 числа необслуженных запросов, на- .ходящихся в данный момент в ВМ 7-1,,7-М. Например, если к приходузапроса по выходу 18 данные, принятыев ВМ из блока 1-1, в предыдущем циклене обработаны, то в счетчике 85 блока6-1 записана единица, а в счетчиках85 остальных блоков 6 нули, поэтомупосле записи числа необслуженных запросов в регистры 86 к вводу данныхподготовлен блок 6-2 и связь абонента1-К установлена с блоком 6-2. Послеокончания обработки данных первая ВМобращается к регистру 83 команд блока 5-1 и устанавливает единичный потенциал в соответствующем разряде регистра 83 на выходе 19, что позволяет уменьшить содержимое счетчика 85блока 6-1 на единицу.Таким образом, устройство позволя;ет производить одновременно процессыввода данных из абонентов 1-11-К в соответствующие блоки 2-1 7 14117ввод. данных по программе, Каждомублоку 5 со стороны ОШ 24 присваивает.ся три адреса: регистра состояний,регистра команд и регистра данных изчисла адресов, отводимых в ВМ для5внешних устройств. Групповой адресданных регистров (одинаковые старшиеразряды адресов ) записан на входах78 элемента 77 совпадений, При обращении к регистру состояний на адреснойлинии ОШ 24 устанавливается адрес-регистра 82, старшие разряды которогоселектируются элементами 77 совпаде "ния, а младшие разряды дешифруютсядешифратором 79, имеющим три выхода,причем единичный сигнал формируетсятолько на выходе, соответствующемрегистру 82,В момент установки на ОШ 24 управ" 20ляющего сигнала чтения данный сигнал через приемник 76 и элемент И 84 поступаетна управляющий вход регистра 82 иподключает его к передатчикам 72, По- .сле чтения единичного сигнала регистра 82 ВМ начинает программный вводданных из соответствующего блока 2.Для этого ВМ обращается к регистру69 данных (вентильный регистр) и формирует единичный сигнал на выходеэлемента И 81, который переводит вактивное состояние выходы регистра 69и подключает строб-сигналом магистрали 14 с выходов передатчика 71 к выходам регистра 69 выходы ОЗУ 30 блока2 через элементы И 34 и ИЛИ 35 и передатчик 36. Задним фронтом сигнала,управляющего чтением, через элемент И81 на передатчик 71 подается перепад,изменяющий содержимое счетчика 32,а следовательно, и адрес ячейки ОЗУ30 блока 2 на единицу, Таким образом,производится последовательное считывание всех ячеек соответствующего блокаОЗУ 30 блока 2.После окончания считывания данныхпо программе ВМ обращается к соответ"ствующему разряду регистра 83 команди выставляет единичный потенциал,который означает конец приема данныхи поступает через передатчик 70 влинию 16 и соответственно в блоки2-4 и 6.В блоке 2-1 происходит обнулениесчетчика 32 адреса и сдвиг единицы врегистре 38, что позволяет при поступлении очередного запроса на входе11-1 осуществлять считывание из другого блока ОЗУ 30, Кроме того, содер 9 14117 2-К и чтения данных ВМ из блоков 2-1,.,2-К, которые записаны в блоки 2-1 .,2-К (ячейку ОЗУ 30) ранее. В случае заполнения всех блоков ОЗУ,30 блоков 2 происходит переполнение , счетчика 40 в соответствующем блоке 2 и выдача сигнала запрета по выходу 10. Для исключения или быстрейшей ликвидации данной ситуации при нахож денни определенного числа необслуженных запросов осуществляется процесс принудительного обслуживания запро,сов данного канала.Ь 15Для этой цели происходит переключение дисциплины обслуживания "первым пришел - первым обслужен" на обслуживание запросов только данного канала за счет формирования единичного по- тенциала только на выходе 13 р соот ветствующего номеру данного абонента. В этом случае в счетчике 62 оказывается записанным некоторое число, ко " торсе вызывает Формирование единично-. 25 го потенциала на выходе дешифратора 63, при этом на выходе элемента ЛЛИ- НЕ 64 Формируется нулевой потенциал, .,который вызывает Формирование нулевого сигнала на остальных выходах 13. Кроме того, в блоке 4 предусмотрена возможность принудительного подключения на обслуживание добого абонен,та за счет установки соответствующих кодов на входах 12 устройства35При Формировании нулевых потенциалов на выходах 13 производится отключение выходов регистров 44 соответст вующих каналов, Кроме того, в блоке 6 предусмотрена возможность искусст-. венно задавать ВМ, в которую необходи- мо записать данные. Для этого в данном блоке 6 по входу 23 необходимо выставить нулевой потенциал, а на входах 23 остальных блоков 6 - единичные потенциалы, Это позволяет по", дать в старший разряд магистрали 20 нулевой код только от одного блока 6 и подключить только одну соответст вующую ВМ для ввода данных из блока50 2. Таким образом, путем задания кодов на входах 12 и 23 устройства возможно задать либо автоматическое подклочение абонентов 1 в порядке поступления в них запросов к наименее загруженным ВМ, либо задать принудительное подключение соответствующего .абонента 1 к соответствующей ВМ. 10Формула изобретенияУстройство для сопряжения К абонентов с М вычислительными машинами, содержащее К блоков приемопередатчи ков обмена с абонентами, блок распределения абонентов, причем группы информационных входов К блоков приемо/ передатчиков обмена с абонентами обра" зуют группы входов устройства для под" кхпочения к группам информационных выходов К абонентов, стробирующие входы К блоков приемоподатчиков обмена с абонентами являются входами устройства для подключения к стробирующим выходам К абонентон, информационные . выходы К блоков приемопередатчиков обмена с абонентами являются выходами устройства для подключения к входам запрета К абонентов, при этом К выходов выборкиблока распределения абонентов соединены с соответствующи ми входами выборки К блоков приемо- передатчиков обмена .с абонентами,(о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения эффективности использования вычислительных машин за счетравномерного распределения загрузки и упорядочения подключения абонентов, в него введены М блоков приемопередатчиков обмена с вычислительными машинами, М блоков определения загрузхи вычислительных машин, блок задания конфигурации, причем входы запроса К блоков приемопередатчиков обмена с абонентами соединены с соот ветствующими входами запроса блока распределения абонентов и блока задания конфигурации и являются входами устройства для подключения к выходам запроса К абонентов, группы информационных входов-выходов М блоков приемопередатчиков обмена с вычислительными машинами образуют группы входов- выходов устройства для подключения к группам информационных и командных входов-выходов М вычислительных машин, К информационных входов блока задания конфигурации являются входами задания дисциплины обслуживания ус ройства, установочные входы И блоков определения загрузки вычислительных машин являются установочными входами устройства, при этом группы информационных выходов К блоков приемопере-, датчиков обмена с абонентами соедине ны с группами информационных входов М блоков приемопередатчиков обмена с вычислительными машинами, первые ин"формационные выходы которых соединеныс первыми тактовыми входами К блоковприемопередатчиков обмена с абонентами, вторые тактовые входы которыхсоединены с установочными входами Мблоков определения загрузки вычислительных машин, блока распределенияабонентов, блока задания конфигурациии с вторыми информационными выходамиМ блоков приемопередатчихов обмена свычислительными машинами, К выходоввыборки блока распределения абонентовсоединены с соответствующими К входами разрешения блока задания конфигурации, К выходов разрешения конфигурации которого соединены с соответствующими К входами разрешения блокараспределения абонентов, выход обобщенного запроса которого соединенс синхровходами М блоков определениязагрузки вычислительных машин, выход выборки 1-го блока определения загрузки вычислительной машины (- 1, М) соединен с разрешающим входом-го блока приемопередатчиков обменас вычислительной машиной, третийинформационный выход которого соеци.фнен с входом считывания х-го блокаопределения загрузки вычислительноймашины, выход блокировки которогосоединен с входом блокировки 1+1)-гоблока определения загрузки вычислительной машины, вход блокировки первого блока определения загрузки вычислительной машины подключен к шиненулевого потенциала устройства, группа информационных входов-выходов перного блока определения загрузки вычислительной машины соединена с группой информационных входов-выходов,)-го блока определения загрузки вычислительной машины (,) = 2, М).