Устройство для моделирования систем передачи и обработки данных

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 9) (1) 06 Р 15/20 4( ЕТ лин ьство ССС 1981,тво СССР 1981. тво СССРототип ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ОПИСАНИЕ ИЗОБР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) 1. Авторское свидетеВ 842327, кл. С 06 Г 15/22. Авторское свидетельФ 805331, кл. С 06 Г 15/23. Авторское свидетельпо заявке В 3578372/ 18-24кл. С 06 Р 15/20, 1983 (п(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ ПЕРЕДАЧИ И ОБРАБОТ 1(И ДАННЫХ, содержащее генератор сообщений,выход которого подключен к информационному входу счетчика сообщенийи управляющему входу первого коммутатора, информационные входы которого подключены к разрядным выходампервого регистра соответственно, разрядные входы которого являются соответственно группой информационных .входов устройства, последовательносоединенные второй коммутаторвторой регистр, третий коммутатор, третий регистр, четвертый коммутатори четвертый регистр, выход переносавторого регистра соединен с информационным входом счетчика передаваемыхсообщений, входом первого элементазадержки и первым входом первоготриггера, выход которого подключенк управляющему входу второго коммута"тора, выход первого элемента задержки соединен с первым входом первогоэлемента ИЛИ, выход которого подключен к второму входу первого триггера,генератор импульсов помех в канале связи, выход которого соединен с информационным входом счетчика числапомех в канале связи и входом первогоэлемента НЕ, выход которого подключенк управляющему входу третьего коммутатора, выход переноса третьего регистра соединен с информационнымвходом счетчика правильно принятыхсообщений, другой выход четвертогорегистра подключен к информационномувходу счетчика обработанных сообщений, первому входу второго триггераи входу второго элемента задержки,выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ выход кото-.Фрого подключен к второму входу второго триггера, выход которого соединенс управляющим входом четвертого коммутатора, установочные входы всех С:счетчиков и вторые входы элементов ИЛИ объединены и являются установочным входом устройства, выходывсех счетчиков соединены с соответствующими входами блока индикации,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью расширения функциональныхвозможностей путем моделированиясбоев источника сообщений и передачи обработанных данных к потребителю, оно дополнительно содержит счетчик числа сбоев, последовательносоединенные схему сравнения и счетчик сообщений, полученных потребителем, последовательно соединенные :Вгенератор сбоев, выполненный в видегенератора случайной последовательности импульсов, второй элемент НЕ,пятый коммутатор, пятый регистр исчетчик выданных сообщений, причеминформационные входы пятого коммутатора подключены соответственно к вы1150 б 29 ходам первого коммутатора, а разрядные выходы пятого регистра подключены соответственно к информационнымвходам второго коммутатора, информационный вход счетчика числа сбоевсоединен с выходом генератора сбоев,первая группа входов схемы сравненияподключена соответственно к разрядным выходам четвертого регистра,1Изобретение относится к вычислительной технике и технике связи.и может быть использовано для моделирования систем сбора, передачи и обработки данных.Известно устройство, содержащее блок синхронизации, генератор марковской последовательности, блок промежуточной памяти, пороговый блок, датчик случайных чисел, элемент И и сумматор по модулю два, а также генератор пачки импульсов, шиФратор, коммутатор, сдвигающий регистр н (м) сумматоров по модулю два 1.Известно устройство, содержащее многоканальный генератор случайных процессов, коммутатор, управляемый генератор пилообразного напряжения, блоки сравнения, элемент ИЛИ, триггеры с элементами запрета, а также генератор случайного процесса, вычислительный блок, пороговый селектор, реверсивный счетчик, цифро-аналоговый преобразователь, ключ и перремножитель 2 Д.25Однако данные устройства предназначены для изучения лищь одного из аспектов функционирования системы сбора, передачи и обработки данных, а именно для моделирования процесса30 передачи данных по каналу связи, и не могут учесть всех особенностей, присущих реальным системам сбора, передачи и обработки данных.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее датчик случайных чисел, выход которого соеди" нен с входом дешифратора, генератор импульсов, выход которого соединен с входом первого счетчика и первыми входами элементов И первой группы,а ее вторая группа входов - к разрядным выходам первого регистра соответственно, установочные входысчетчика числа сбоев, счетчика сообщений, полученных потребителем, исчетчика выданных сообщений подключены к установочному входу устройства, а их выходы - к соответствующимвходам блока индикации,2выходы которых подключены к входамсоответствующих счетчиков первойгруппы и соответствующим входамэлемента ИЛИ, выход которого соединен с входом второго счетчика, генератор случайного потока импульсов,выход которого через элемент НЕ подключен к первому входу первого элемента И, выход которого соединенс входом третьего счетчика и первымвходом второго элемента И, выходкоторого соединен с входом четвертого счетчика, первым входом первоготриггера, входом первого элементазадержки и первыми входами элементов И второй группы, выходы которыхподключены к входам соответствующихсчетчиков второй группы, выходы всехсчетчиков соединены с соответствующими входами блока индикации, выходыдешифратора подключены к вторымвходам соответствующих элементов Ипервой группы, выходы которых соединены с вторыми входами соответствующих элементов И второй группы, выход первого элемента задержки подключен к второму входу первого триггера, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, пятыйсчетчик, последовательно соединенные третий элемент И, второй элементзадержки и второй триггер, первыйвход третьего элемента И подключенк выходу элемента ИЛИ, второй входтретьего элемента И соединен с выходом второго триггера, а выходтретьего элемента И соединен с другим входом второго триггера, входомпятого счетчика и вторым входом первого элемента И, выход пятого счетчика подключен к соответствующему входублока индикации 13 1,3 11506В процессе сбора, передачи и обработки данных возможны следующие виды потерь информации: потери информации по причине сбоя датчика информации; потери информации по причине образования очереди на входе канала связи; потери информации по причине воздействия шумов на канал связи; потери информации по причине образования очереди на входе вычислитель ного устройства; потери информации по причине сбоя вычислительного устройства.Необходимо отметить, что укаэанные виды потерь информации должны быть учтены при моделировании реальных систем сбора, передачи и обработки данных. Только при учете всех этих информационных потерь может быть получена удовлетворительная точность моделирования реальных систем, что особенно важно на этапе проектирования.Однако известное устройство не обеспечивает полного и точного моде- д лирования процессов сбора, передачи и обработки данных.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем моделирования сбоев источника сообщений и передачи обработанных даик потребителю. указанная цель достигается тем, что в устройство для моделирования систем передачи и обработки данных, 35 содержащее генератор сообщений, выход которого подключен к информационному входу счетчика сообщений и управляющему входу первого коммутатора, информационные входы которого 40 подключены к разрядным выходам перво. го регистра соответственно, разрядные входы которого являются соответственно группой информационных входов устройства, последовательно сое диненные второй коммутатор, второй регистр, третий коммутатор, третий регистр, четвертый коммутатор и четвертый регистр, выход переноса второ-го регистра соединен с информационным входом счетчика передаваемых сообщений, входом первого элемента задержки и первым входом первого триггера, выход которого подключен к управляющему входу второго коммутатора, 55 выход первого элемента задержки соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого подклю 29чен к второму входу первого триггера, генератор импульсов помех в канале связи, выход которого соединен с информационным входом счетчика числа помех в канале связи и входом первого элемента НЕ, выход которого подключен к управляющему входу третьего коммутатора, выход переноса третьего регистра соединен с информационнымвходом счетчика правильно принятых сообщений, выход переноса четвертого регистра подключен к информационному входу счетчика обработанных сообщений, первому входу второго триггера и входу второго элемента задержки, вьмод которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к второму входу второго триггера, выход которого соединен с управляющим входом четвертого коммутатора, установочные входы всех счетчиков и вторые входы эпементов ИЛИ объединены и являются установочным входом устройства, выходы всех счетчиков соединены с соответствующими входами блока индикации, введены счетчик числа сбоев, последовательно соединенные схему сравнения и счетчик сообщений, полученных потребителем, последовательно соединенные генератор сбоев, выполненный в випе генератора случайной последовательности импульсов, второй элемент НЕ, пятый коммутатор, пятый регистр и счетчик выданных сообщений, причем информационные вхо" ды пятого коммутатора подключены соответственно к выходам первого коммутатора, а разрядные выходы пятого регистра подключены соответственно к информационным входам второго коммутатора, информационный вход счетчика числа сбоев соединен с выходом генератора сбоев, первая группа входов схемы сравнения подключена соответственно к разрядным выходам четвертого регистра, а ее вторая группа входов - к разрядным выходам первого регистра соответственно, установочные входы счетчика числа сбоев, счетчика сообщений, полученных потребителем, и счетчика выданных сообщений подключены к установочному входу устройства, а их выходы - к соответствующим входам блока индикации. На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.Устройство содержит первый регистр 1, счетчик 2 сообщений, счетчик 3 помех в канале связи, счетчик 4 правильно принятых сообщений,счетчик 5 сообщений, полученных абонентом, блок 6 индикации, генератор 7числа сообщений, первый коммутатор 8,генератор 9 импульсов помех в каналесвязи, первый элемент НЕ 10, третийкоммутатор 11, третий регистр 12,счетчик 13 сбоев, счетчик 14 выданных сообщений, счетчик 15 передаваемых сообщений, счетчик 16 обработанных сообщений, генератор 17 сбоев,второй элемент НЕ 18, пятый коммутатор 19, пятый регистр 20, второй коммутатор 21, второй регистр 22, четвертый коммутатор 23, четвертый регистр 24, схему 25 сравнения кодов,первый элемент 26 задержки, первыйэлемент ИЛИ 27 первый триггер 28,второй элемент 29 эддержки, второйэлемент ИЛИ 30 и второй триггер 31.Счетчик 2 подсчитывает количествосообщений, поступающих от генератора 7, у которого вероятность сбояравна нулю, счетчик 13 подсчитываетколичество управляющих импульсов,воздействующих на генератор 7 сообщений и вызывающих его сбои, счет-чик 14 подсчитывает количество сообщений, поступающих от генератора сообщений, причем подсчитывается количество сообщений, правильно выданныхгенератором, счетчик 15 подсчитывает35количество сообщений, поступившихв канал связи, счетчик 3 подсчитывает количество управляющих импульсов воздействующих на канал связии вызывающих потери информации попричине наличия шумов в канале связи, т.е. число помех, счетчик 4 подсчитывает количество сообщений, правильно принятых на приемной стороне,счетчик 16 подсчитывает количествосообщений, обработанных вычислительным устройством, а счетчик 5 подсчитывает количество сообщений, достоверно получаемым абонентом.Устройство работает следующимобразом,Перед началом Функционирования устройства через первый вход устройства записывается в первый регистр 1 кодовая комбинация, моделирующая ин-55 Формационное сообщение, подлежащее сбору, передаче и обработке. Затем через второй вход устройства подается управляющий сигнал, .поступающимичерез элементы ИЛИ 27 и 30 на пер-.вые входы триггеров 28 и 31, а такжена установочные входы всех счетчиков.Счетчики при этом обнуляются, а триггеры 28 и 31 устанавливаются в состояние, разрешающее прохождениесигналов через коммутаторы 2 1 и 23.Генератор 7 вырабатывает последовательность импульсов с частотой Г,поступающих на вход счетчика 2 и управляющий вход коммутатора 8. Счет"чик 2 подсчитывает поступившие наего второй вход импульсы,На выходепервого коммутатора 8 с частотойпоявляются кодовые комбинации, поступающие на информационный входкоммутатора 19 и моделирующие информационный поток от датчика информации.Генератор 17 вырабатывает в случайные моменты времени импульсы,поступающие на второй вход счетчика 13 и через элемент НЕ 18 на управляющий вход коммутатора 19, Припоявлении импульса на выходе генератора 17 коммутатор 19 закрывается,Счетчик 13 подсчитывает количествоимпульсов, поступивших на его второйвход. Таким образом, моделируютсясбои датчика инФормации, приводящиек потере отдельных информационныхсообщений.С выхода коммутатора 19 информационные коды поступают на вход регистра 20. В момент поступления кодан регистр 20 на его выходе появляется управляющий сигнал, поступающийна вход счетчика 14. Счетчик 14 подсчитывает количество импульсов, поступивших на его вход и определяющих количество сообщений, полученныхот модели датчика информации с учетом информационных потерь по причинесбоев датчика информации,С выхода регистра 20 коды поступают также на информационный входкоммутатора 2 1. Если на управляющий вход коммутатора 2 1 поступает запрещающий сигнал, то код на выход коммутатора 21 не поступает, Если на управляющий вход коммутатора 2 1 поступает разрешающий сигнал, то очередной код проходит на вход регистра 22, на втором выходе которого появляется управляющий сигнал, поступающий на вход счетчика 15, второй вход первого триггера 28 иции. 7 11506 вход первого элемента 26 задержки. Счетчик 15 подсчитывает количество сообщений, поступивших на его вход, Первый триггер 28 при этом устанав-. ливается в состояние "0", запрещая прохождение последующих сообщений через коммутатор 21 на время, определяемое временем задержки первого элемента 26 задержки (оно задается исходя из пропускной способности канала 10 связи). Через время задержки им-. пульс с выхода элемента 26 задержки через первый элемент ИЛИ 27 поступит на первый вход первого триггера 28, который устанавливается в состояние, разрешающее прохождение последующего кода через коммутатор 21. Таким образом моделируются информационные по- тери на входе канала связи по причине образования очереди. ЮС первого выхода регистра 22 код поступает на информационный вход коммутатора 11, Генератор 9 генерирует в случайные моменты времени импульсы, которые поступают на вход счетчика 3 25 и через элемент НЕ 10 на управляющий вход коммутатора 11. Счетчик 3 подсчитывает количество сообщений, поступивших на его второй вход. В момент появления импульса на выходе генератора 9 прохождение кодов через коммутатор 11 запрещается, Тем самым моделируется процесс потери информационных сообщений в канале связи цо причине наличия шумов в канале.35С выхода коммутатора 11 код поступает на вход регистра 12. На втором выходе второго регистра 12 появляется управляющий сигнал, который поступает на вход счетчика 4. Счетчик 4 подсчитывает количество сообщений, поступивших на его вход (т.е. количество сообщений, правильно принятых на приемной стороне канала связи),С первого выхода регистра 12 5 коды сообщения поступают на информационный вход коммутатора 23.Если на управляющий вход коммутатора 23 поступает разрешающий сигнал, то очередной код проходит на 50 вход регистра 24, на втором выходе которого появляется управляющий сигнал, поступающий на вход счетчика 16, второй вход второго триггера 31 и вход второго элемента 29 задержки. 55 Счетчик 16 импульсов подсчитывает количество импульсов, поступивших на его второй вход Второй триггер 31 29 8 при этом устанавливается в состояние "0", запрещая прохождение последующих сообщений через коммутатор 23 на время, определяемое временем задержки второго элемента 29 задержки (оно задается исходя из времени обработки информационного кода вычислительным устройством). Через время задержки импульс с выхода второео элемента 29 задержки поступит через второй элемент ИЛИ 30 на первый вход второго триггера 31, который установится в состояние, разрешающее прохождение последующего сообщения через коммутатор 23. Таким образом моделируются информационные потери на взоде вычислительного устройства по причине образования очереди.С выхода регистра 24 сообщение поступает на первый вход схемы 25 сравнения, на второй вход которой поступает код с выхода регистра 1. Если коды совпали, то на выходе схемы 25 сравнения появляется импульс, который поступает на вход счетчика 5. Счетчик 5 подсчитывает количество импульсов, поступивших на его вход и определяющих количество сообщений, которые не были искажены и потеряны по тем или иным причинам в отдельных блоках вычислительного устройства системы сбора, передачи и обработки данных.Положительным эффектом от использования устройства по сравнению с прототипом является более полное и точное моделирование процессов сбора, передачи и обработки данных.Технический эффект от использования предлагаемого устройства по сравнению с прототипом заключается в том, что оно позволяет учесть практически все аспекты функционирования системысбора, передачи и обработки данныхс учетом всех видов потерь информаВероятность выдачи получателю информации (абоненту на выходе системы сбора, передачи и обработки данных) достоверного информациончого кода Рд можно определить по формулезд Од пк пп пВ ОВгде Р д " вероятность отсутствиясбоя датчика информации;Р - вероятность поступлениякода в канал связи (сообщение не потеряно по приЗаказ 2145/38 Тираз 710 Подпис ал ППП "Патент", г.ужгород, ул,Проектная 9 1150629чине образования очередина входе канала связи); Р - вероятность правильногоприема кода на приемной стороне (сообщение не искааано по причине воздействия аумов на канал связи); 10Рз - вероятность поступлениякода в вычислительное устройство (сообщение не потеряно по причине образования очереди на входе вычислительного устройства);Р - вероятность отсутствия сбоявычислительного устройства.