Устройство для обработки информации

(22) Заявлено 21,0177(21) 2444826/18-24с присоединением заявки Ио(51)М. Кл.2 6 06 Р 15/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИИНФОРМАЦИИ 1Предлагаемое устройство относитсяобласти вычислительной техники иможет быть использовано для обработки информации в системах управлейиятехнологическими процессами на баземини-ЭВМ, работающих в реальном масштабе времени.Известно вычислительное устройство, которое позволяет автоматичес-ки обнаруживать и индицировать ошиб 10ки в системе обработки данных.Известное устройство содержитконтрольный оорабатывающий блок сглавной паматью, который связан с кой.трольными и служебными блоками,причем к контрольному блоку подключены периферийные блоки, а к служеб-ному блоку подключена клавиатура,блок внешней памяти на магнитной лен.те с .программами контроля и блок индикации для .отображения ошибки.Данное устройство имеет дополнительно аппаратуру и программы кон-.троля, причем для хранения программконтроля выделен блок внешней медленной памяти. Автоматическое восстановление рабочих программ в условиях их искажений не обеспечивается,что приводит к значительным потеряминформации и снижению качества управ- ЗО.2ления в системах управления, работающих в реальном масштабе времени,Наиболее близким техническим решением к предложенному является устройство, содержащее первый блок памяти, арифметико-Логический блок, таймер, два элемента ИЛИ, причем вход первого блока памяти соединен с первым выходом арифметико-логического блока, первый вход которого соединен с выходом первого блока памяти, второй выход арифметика-логического блока сое" диненсо входом таймера, первый выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен со вторым входом арифметикологичЕского блока, третий вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, первый вход которого соединен со входом устройства.Известное устройство не может быть применено для систем обработки инФормации на мини-ЭВМ, имеющих ко роткое машинное слово (8-16 разрядов) и, следовательно, где нет возможности к выделению значительного количества битов для обнаружения и исправления ошибок обработки. Кроме того, это технйческое решение требует значительного по сложности, объему аппаратурного обеспечения защитыПрограмм, что также непригодно длямини-ЭВМ, малая стоимость которыхявляется их важным отличием. В известййй=устройстве применяется для хранения копий рабочих программ дисковые внешние ЗУ, имеющие, например, посравнению с МОЗУ значительно большее время выборки и механическийпривод, что ухудшает эксплуатационные качества. Для обеспечения контроля и восстановления рабочнх программ устройства требуется специальное программное обеспечение, чтосвязано с дополнительными аппаратурными затратами и повышает общуюстоимость системы.15Целью предлагаемого изобретенияявляется повышение помехоустойчивости.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство введены второйолок памяти, три элемента И, шифратор 20счетчик, третий элемент ИЛИ, триггер,дешифратор, Формирователь импульсов,: причем выход второго блока памятисоединен с информационным входомпервого элемента И, выход которого 25подключен к первому входу арифметикологического блока, первый выходкоторого подключен к информационномувходу второго элемента И, выход которого подключен ко входу второгоблока памяти. Третий выход арифме 30тико-логического блока соединен свходом шиФратора, первый выход которого соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ и входом установкив 0 счетчика, второй выход шифратора подключен к информационномувходу третьего элемента И, выходкоторого подключен к четвертому входу арифметика-логического блока,второй выход таймера соединен со счет ньЭ.входом счетчика, выход которогосоединен со вторым входом третьегоэлемента ИЛИ и со входом формировате-ля импульсов, выход которого соединен со вторым входом второго элемента 45ИЛИ, выход третьего элемента ИЛИсоединен с единичным входом триггера,нулевой вход которого соединен с вйходом дешифратора, вход которого соединен с четвертым выходом арифметикалогического блока. Выход триггерасоединен с управляющим входом первого, второго и третьего элементовИ и вторым входом первого элементаИЛИ.На чертеже приведена блок-схема55предлагаемого устройства. Здесь показаны первый блок 1 памяти, второйлок 2 памяти, арифметика-логичес=кии блок 3, таймер 4, первый элементИ 5, шифратор б, счетчик 7, третий 50элемент ИЛИ 8, дешифратор 9, триггер10, формирователь 11 импульсов,третий элемент И 12, первый элементИЛИ 13, второй элемент ИЛИ 14, вто- рой элемент И 15. Блок 1 памяти для храИения рабочих программ и блок 2 памяти для хранения их эталона разделены соответственно на суб-блоки определенной емкости (например, постраничная разбивка), в которых хранятся части рабочих программ, для каждого изсуб-блоков определен диапазон адресов ячеек блока памяти.Вход-выход блока 1 памяти соединен с первым входом, - выходом арифметического логического блока 3 для передачи адресов и команд, Параллельный канал соединяет этот вход-выход блока 3 через элементы И 5 и 15, управляющие прохождением адреса в блак памяти 2 и эталонных рабочих программ из блока 2 с входом-выходом блока памяти 2, управляющий вход элементов И 5, 15 соединен с выходом триггера 10, который определяет состояние схемы управления восстановлением рабочих программ и в состоянии 1 которого элементы И 5, 15 открыты, а в состоянии 0 - закрыты. Вход триггера 10, устанавливающий его в состояние 1 через элементИЛИ 8 подключен к первому выходу шифратора б, на вход которого с третьего выхода блока 3 поступает текущий адрес ячейки блока 1 памяти, с которой работает это устройство. ШиФратор б формирует на . своем первом выходе сигнал смены суб-блока, а на втором выходе - конечный адрес суб-блока, Второй выход шифратора б через третий элемент И 12, управляющий вход которого подключен к выходу триггера 10, подключен к четвертому входу блока 3 для передачи конечного адреса суб-блока. В сбстоянии 1 триггера 10 элемент И 12 открыт, в состоянии 0 триггера 10 элемент И 12 закрыт. Выход триггера 10 через элемент ИЛИ 13 соединен также со вторым входом блока 3 для передачи сигнала Прерывание и перехода блока 3 к выполнению перезаписи эталонной рабочей программы текущего суб-блока из блока 2 в блок 1, Четвертый выход блока 3 Конец перезаписи суб-блока через дешиФ- ратор 9 подключен ко входу триггера 10, устанавливающему его в состояние 10 . Второй выход арифметика-логического блока соединен со входом таймера 4 для передачи сигналов включения таймера, опроса флага таймера1 один из выходов таймера через элементИЛИ 13 подключен ко второму входу арифметико-логического блока 3,являющегося каналом прерывания, а другой выход таймера 4 подключен к счетному входу счетчика 7, состояние которого определяет время междусменами адреса суб-блока. Вход сброса в 0 счетчика 7 соединен спервым выходом (Смена суб-блокашифратора б. Выход счетчика 7 ПеУстройство для обработки информации работает следующим образом.В исходном состоянии в блок 1 записана рабочая программа, а в блок (0 2 - ее эталон. Триггер 10 и счетчик 7 - в исходном состоянии 0, при этом элементы И 5, 12, 15 закрыты. По сигнал.: Пуск, поступившему в арифметико-логический блок 3 через элемент ИЛИ 14 входа устройства, устройство для обработки информации начинает производить обработку инФормации в соответствии с рабочей программой, записанной в блок 1 памяти и относящейся к одному из суб -блоков, а также включает таймер 4, На счетный вход счетчика 7 начинают поступать сигналы таймера 4. Частота поступления сигналбв таймера 4 и емкость счетчика 7 выбирают ся с учетом контрольного времени обработки информации по программе одного суб-блока. На третьем выход арифметико-логического блока 3 формируется текущий адрес ячейки блока 30 1 памяти, с которой работает блок 3, При смене суб-блока шифратор 6 формирует импульсный сигнал Смена суб -блока на первом выоде и конечный адрес суб-блока - на втором выходе.; По сигналу Смена суб-блока триггер 10 переходит в состояние ф 1, при этом сбрасывается счетчик 7 и начинается новый отсчет времени между сменами суб-блока; открываются40 элементы И, 5, 15, обеспечивая блоку 3 доступ в блок 2 памяти, а также скрываются элементы И 12 и конечный адрес суб-блока поступает на четвертый вход арифметико-логического блока. По сигналу Прерывание, поступив" щему в блок 3 с выхода триггера 10 через элемент ИЛИ 13, начинается перезапись эталонной программы данного суб-блока из блока 2 памяти в блок 1, причем текущий адрес субблока имеется на третьем выходе блока 3 в процессе его работы, а конечнйй адрес суб-блока - на четвертом входе устройства 3, Эта перезапись осуществляется по стандартной 55 микропрограмме (например, цикличес" кой переадресации и обращения к блоку 2 памяти). По окончании перезаписи данного суб-блока блок 3 вырабатывает кодовую комбинацию, которая воспринимается дешифратором 9.как сигнал Конец перезаписи программы суб-блока. По этому сигналу триггер 10 устанавливается в исходное состоя- ние 10 ф, элементы И 5, 12, 15 закрываются, блок 3 переходит в режим про 20 реполнение счетчикИ подключен ковторому входу элемента ИЛИ 8 дляустановления триггера 10 в состояние . 1, а также через формирователь 11 и элемент ИЛИ 14 с третьимвходом арифметико-логического блока3 ; Пуск. 5 должения обработки информации. Таким образом в предлагаемом Устройстве для обработки информации осуществляет. ся восстановление (обновление) рабочей программы в первом блоке памяти, Могут быть ситуации, при которых смена суб-блока не происходит, .например, при зацикливании программы внутри суб-блока, при выходе устройства для обработки информации на Стоп и других причин. При этом сигнал сброса счетчика 7 не поступает и происходит переполнение счетчика 7, сигнал переполнения счетчика действует на элементы управления восстановлением программы в первом блоке памяти, как сигнал Смена суб-блокаКроме того, через формирователь 11 и элемент ИЛИ 14 на третий вход арифметико-логического блока 3 сигнал переполнения счетчика воздействует как сигнал Пуск при остановке устройства для обработки информации и работа устройства возобновляется.Предлагаемое устройство осуществляет автоматическое восстановление рабочей программы при работе в реальном масштабе времени, что обеспечивает повышение помехоустойчивости автоматизированных- систем .обработки информации и исключает необходимость длительного поиска мест искажений рабочей программы в блоке 1 памяти и их ручного управления, При этом устройство обладает свойствами адаптации, так как наиболее частому обновлению подвергаются те участки программы (те суб-блоки), к которым устройство для обработки информации наиболее часто обращается в работе. Это обстоятельство в совокупности с условием разбиения блоков 1 и 2 памяти на суб-блоки обеспечивает экономию времени ча восстановление программ по сравнению с перезаписью всей программы. Эашита блока 2 памяти для хранения эталонных рабочих программ достигается применением элементов И 5, 15 для защиты от случайных обращений, а также малым временем работы блока 2 памяти только в периоды выполнения восстановления программы суб-блока определенного объема в блоке 1 памяти. Объем суб-блока оптимизируется по критериям быстродействия и эффективности защиты. Время выполнения восстанОвления мало, так как при этом используются только операции считывания и записи в блок памяти.Таким образом, предлагаемое устройство для обеспечения защиты рабочих программ не требует внейней памяти, средств и программ обнаружения и восстайовления ошибок, дополнительных битов для формирования кодов защиты. Это в значительной мере упрО- щает устройство.Предлагаемое техническое решение позволит сувественно повысить поме е7 бб 79 б 8 , : 8е хоустойчивость системы обработки. ин-первого элемента И, выход которого формации путем защиты и автомати- полключен к первому входу арифметического восстановления рабочих прог- ко-логического блока, первый выходрамм которого подключен к информационному входу второго элемента И, выходформула изобретения . которого подключен ко входу второгоблока памяти, третий выход арифметиУстройство для обработки информа- ко-логического блока соединен со вхоКйи" содержащее первый блок йамяти, дом шифратора, первый выход которогоарифметико-логический блок, таймер, соединен с первым входом третьегодва элемента ИЛИ, причем вход перво- элемента ИЛИ и входом установки вго блока памяти соединен с первым 1 О О счетчика, второй выход шифра- "вЫходом арифметико-логического блока, .тора подключен к информационному вхопервый вход которого соединен с вы- ду третьего элемента И, выход ко.ходом первого блока памяти; второй торого подключен к четвертому входувыход арифметико-логического блока арифметико-логического блока, второйсоединен со входом таймера, первый 15 выход таймера соединен со счетнымвыход которого соединен с первым входом счетчика, выход которого соевходом первого элемента ИЛИ, выход динен со вторым входом третьего элекоторого соединен со вторым входом , мента ИЛИ и со входом формирователяарифметико-логического блока, - третий импульсов, выход которого соединен " вход которого соединен с выходом 2 О со вторым входом второго элементавтоРого элемента ИЛИ, первый вход ИЛИ, выход третьего элемента ИЛИкоторого соединен со входомустрой-. соединен с единичным входом триггера,ства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, нулевой вход которого соединен с . что, с целью повышения помехоустой- выходом дешифратора, вход которогочивости, в него введены второй блоксоединен с четвертым выходом арифпамяти, три элемента И, шифратор, метико-логического блока, выходсчетчик, третий элемейт ИЛИ, триггер, триггера соединен с управляющим.дешифратор,Формирователь импульсов,входом первого, второго и третьегопричем выход второго блока памяти : элементов И и вторым входом первогосоединен с информационным входом элемента ИЛИ.Филиал ППП РецакторхЗаказ 3Составитель Т. Бондаренкок техред Мк Келемеш Корректор.к; Влеоекко с ам ва атент, г Ужгород, ул, Проектная Тираж 779 рственногзобретени ХРа Подписноекомитета СССРи открытийкай наб. . 4 5