Устройство диспетчеризации центрального узла вычислительной сети

(21) 40 (22) 23 (46) 15 (71) Ку .институ (72) А (53) 68 ти от их типов.т группы из М элЕ (Н - наибольшечереди), коммута просов в завиУстройство соментов ИЛИ ичисло эапросо м дер 1 ЛИ е ский мационноФинансы 232.о СССР 6, 1983. ычисли стати Авт 11 1126ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ 14348/24-24(57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в информационно-вычислительных сетях для центрального упорядочи.вания доступов к распределенным информационным фондам, Цель.изобретения - расширение области примененияустройства за счет распределения заСТРОЙСТВО ДИСПЕТЧЕРИЗАЦИИЛЬНОГО УЗЛА ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ тор, Ч-разрядные регистры записи запросов и регистр типа запросов группы, группу из Б элементов И, группуиэ И формирователей импульса счетчик, формирователь импульса, элементИЛИ и элемент НЕ, Устройство позволяет производит одновременный доступк общим информационным ресурсам сетипо запросам, не требующим обновленияфонда. При этом сокращается времяожидания запросов в очереди устройства для группы запросов, которые нетребуют взаимного упорядочивания,Вместе с тем общая последовательностдоступов к фондам для конфликтующихзапросов во всех узлах сети определяется порядком их постулления всеть, обеспечивая непротиворечивостькопий распределенного информационного фонда. 1 ил.Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в информационно-вычислительных сетях для централизованного упорядочивания доступов к распределенным информационным фондам.Цель изобретения - расширение области применения. устройства за счет распределения запросов в зависимости от их типов.Из всех запросов на использование информационного фонда в сети выделяются два типаК первому типу отно. сятся запросы, не требующие изменения содержания фонда (запросы типа чтения). Ко второму типу относятся запросы, которые в результате использования фонда изменяют его содержание, обновляют фонд (запросы типа обновленияия),В случае органиэации дублированного в различных узлах сети фонда запросы - обновления должны выполняться во всех узлах сети, где хранятсядублированные данные, Дублирование вузлах сети осуществляется для приближения данных непосредственно кпользователю и для исключения необходимости осуществлять запросы типачтения в удаленных узлах,Необходимость обновления дублированного фонда во всех узлах вытекаетиз требования непротиворечивости данных в узлах (целостности распределенного информационного фонда).Конфликтующими являются запросы,выполнение которых в произвольномпорядке в узлах сети может привестик потере непротиворечивости данныхили к использованию противоречивыхданных. Конфликтующими являются парызапросов: запрос типа чтения - запрос типа обновления или запрос типаобновления - запрос типа обновления,Пара запросов: запрос типа чтениязапрос типа чтения не является конфликтующей, Конфликтующие запросытребуют общего упорядочивания науровне всей сети для сохранения единого порядка выполнения во всех узлах сети.Пусть в сети имеются 2 узла с дублированным фондом. В сети возниклодва запроса А и В на обновление информационного фонда. Если в первомузле запросы выполняются в порядкеА-В, а во втором - в порядке В-А, тов итоге единый информационный фонд в различных узлах будет иметь различное содержание. Имеет место потеряцелостности дублированного информационного фонда,Если в сети возникли запрос А наобновление, а потом запрос С на чтение, то изменение порядка выполненияв каком-либо узле является недопустимым, поскольку будут считаны уста 10 ревшие данные. При поступлении запросов в сеть в порядке С-А изменениеэтого порядка выполнения запросовможет быть также недопустимым (особенно если имеется одновременно с Споступивший второй запрос на чтение.тогда один запрос считывает новыеданные 1 другой - устаревшие). Запросы на чтение при отсутствии запросовна обновление между собой могут выЭполняться в любом порядке, так какэто не ведет к противоречивым результатам,Для конфликтующих запросов должна25быть строгая и единая упорядочен.ность выполнения запросов, соблюдаемая во всех узлах сети, Группа последовательно поступающих в центральноеустройство запросов на чтение можетвыполняться параллельно в различныхузлах сети, если отсуствуют требования обновления в сети. Порядок выполнения последовательно возникающихзапросов на чтение в определенномузле сети определяется очередью ипри 35 нятой дисциплиной обслуживания вэтом узле.Если в сеть поступили запросы начтение (в первый узелво второй40 Ц, в третий 9)то они могут выгфполняться параллельно, если только всети не производится обновления информационного фонда. При выполненииобновления в сети запросы на чтение(и другие обновления) должны бытьзапрещены до момента окончания этогообновления, так как запросы на чтение и обновление конфликтуютПоступ.ление следующего запроса на чтениепосле Ч , Яг, э также может выпол -няться без строгих требований к норядку по отношению к предыдущим запросам, Однако после поступления запроса на обновление он должен ожи 55 дать завершения всех других запросовв сети.,Данное устройство выполняет централизованным образом одну из функцийуправления прикладными процессами(в ерхнего уровня в заимодействия систем) . Этот уровень обеспечивается функциями и средствами поддержки на физическом, канальном, транспортном, сеансовом и представительном уровнях взаимодействия систем. Функции и средства этих нижних уровней выходят за рамки предлагаемого технического решения.На чертеже приведена схема устрой- Ю ства.Устройство содержит (К) регистров 1 длиной И разрядов, коммутатор 2, группу из И К-входовых элементов ИЛИ 3, группу иэ И элементов ИЛИ-НЕ 5 4, регистр 5 типа запросов длиной И разрядов, счетчик 6 опроса, дешифратор 7 опроса адреса строки, элемент НЕ 8 двухвходовые элементы И 9 и 10, группу из элементов И 11, группу из 20 формирователей 12 импульсов, элемент ИЛИ 13, формирователь 14 импульсов.На входы 15 поступает код запроса длиной (К+1) разрядов. Он включает коды номера узла инициации, номера запроса в узле и разряд типа запроса (запрос с обновлением фонда имеет в этом разряде "0", а запрос без обновления 1) .На выходы 16 устройства поступает код запроса, получившего доступ к ресурсам. Разрешение на доступ по запросу с номером, содержащимся в коде запроса, пересылается затем в узел сети, инициировавший этот запрос. 35 Номер узла определяется по коду запроса.На вход 17 устройства поступает сигнал завершения доступа и исполь зования общих ресурсов с одного из узлов сети,В исходном состоянии регистры 1 и 5 обнулены, счетчик 6 имеет состояние, определяющее адрес первого разряда 5-1 в регистре 5. На выходе 20-1 элемента ИЛИ 3-1 группы присутствует сигнал низкого уровня, на выходе 18-1 первого элемента ИЛИ-НЕ 4-1 Группы - сиГнал ВысокОГО уровня. 50 Поэтому на выходах 18 всех элементов ИЛИ-НЕ 4 группы, кроме первого, устанавливаются низкие уровни. Только первые регистры 1 и 5 группы подготовлены для записи кода запроса. На выходе всех элементов И 11 группы присутствует нулевой сигнал, поскольку на выходах элементов ИЛИ 3 группы - нулевые сигналы. Устройство работает следующим образом.Первый запрос поступает параллельным кодом на входы 5 и записываетсяв первый разряд регистров 1 и 5 соответственно, т.е, в первую строку,поскольку только на выходе элементаИЛИ-НЕ 4-1 группы присутствует разрешающий сигнал. После записи первого запроса на выходе первого элемента ИЛИ 3- группы появляется единичный сигнал, на выходе элемента НЕ4- группы - нулевой сигнал, на выходе .,второго элемента ИЛИ 3-2 группынулевой сигнал, на выходе второгоэлемента ИЛИ-НЕ 4-2 группы - единичный сигнал. Он разрешает последующую за поступившим вторым запросомзапись кода этого запроса во вторыеразряды регистров 1 и 5 группы, т,е,подготавливает запись запроса во вторую строку памяти, Одновременно онпоступает на остальные элементы ИЛИНЕ 4 группы. На всех элементах ИЛИНЕ 4 группы, кроме второго, будутприсуствовать нулевые сигналы, запрещающие запись в соответствующиеразряды регистров 1 и 5,После прихода второго запроса онзаписывается во вторую строку памяти,Заполнение кодами запросов остальных разрядов происходит аналогично,После записи запроса в первую строку памяти появляется сигнал на входе 20-1 первого элемента И 11 - 1 группы. При отсутствии сигнала завер- шения на входе 17 открывается первый элемент И 11-1 группы, а первый фор- мирователь 12-1 группы выдает разрешающий сигнал на выход 19-1 который поступает на управляющие входы коммутатора 2 для разрешения передачи кода первого запроса в очереди на выходы 16 устройства. Таким образом первый запрос в очереди получает доступ к общему информационному ресурсу.Если первый запрос предполагает обновление фонда, то нулевой сигнал с выхода первого разряда регистра 5 запрещает срабатывание элемента И 1 О и увеличение состояния счетчика 6 Если первый запрос включает только операции считывания данных, то единичный сигнал с выхода первого разряда регистра 5 при отсутствии сигнала завершения доступа на входы 17 разрешает прохождение через первый эле 1310820мент И 11 - 1 группы единичного сигнала на первый формирователь 12-1 группы и с него на элемент ИЛИ 13, Состояние счетчика 6 увеличивается на единицу, В этом случае с выхода 23 5 дешифратора 7 на второй элемент И 11-2 группы поступает разрешающий сигнал, а первый элемент И 11 - 1 группы закрывается.Если в -ю ячейку (1.1) записывается запрос, то на входе 20 -го элемента И 11 группы появляется единичный сигнал, Элемент И 11- группы открывается, если отсутствует сигнал завершения доступа на входе 17 устр ой ств а, если з апр ос не содержит обновления и все запросы до 1.-го не включают обновления фонда.В случае появления единичного сигнала с элемента И 11- группы (1) 20 соответствующий формирователь 12- разрешает передачу кода х-го запроса с коммутатора 2 на выходы 16 устройства. Кроме того, состояние счетчика 6 в этом случае увеличивается на еди - ницу и подготовлен анализ следующей (+1)-й заявки на (+1) -м элементе И 11 группы,При завершении доступа по какому- либо запросу, которому ранее было выдано разрешение, сигнал завершения поступает на вход 17 устройства, Содержимое регистров 1 и 5 группы сдвигается на один разряд вправо, Если записанозапросов, то после сдвига для записи следующего запроса подгоговлены разряды регистров, соответствующие не (х+1)-й, а -й строке, В этом случае присутствует единичный сигнал на выходе элемента ИЛИ-НЕ 4-1.группы,Сигнал с выхода элемента НЕ 8 запрещает срабатывание элементов И 11группы. Сигнал с входа 17 также уменьшает состояние счетчика 6 на единицу,однако поступает на счетчик 6 с задержкой определяемой формирователем14, Она должна быть достаточной дляпередачи сигнала с одного из формирователей 12 группы через элементИЛИ 13 и для увеличения состояниясчетчика 6 на единицу, если к моменту прихода сигнала на вход 17 и к моменту закрывания элементов И 11группы один из этих элементов И 11группы уже сработал и инициировалработу соответствующего формирователя 12 группы,Уменьшение состояния счетчика 6происходит, если на элемент И 9 сдешифратора 7 поступает разрешающийсигнал. Дешифратор 7 выдает этот сигнал, если счетчик 6 не находится всостоянии, соответствующем адресупервой строки, Таким образом, состояние счетчика 6, определяющего адреспервой строки, не уменьшается.После периода времени, достаточного для сдвига содержимого строк,для возможного срабатывания одногоиз формирователей 12 группы и увели-.чения состояния счетчика 6 по входу21 и для возможного уменьшения состояния счетчика 6 по сигналу 22 сформирователя 14, сигнал 17 прекращается, на элементы И 11 группы сэлемента НЕ 8 поступает разрешающийсигнал,Таким образом, при появлении единичного сигнала на выходе элементаИ 9 формирователь 14 задерживаетсигнал на время, достаточное длясдвига содержимого регистров и срабатывания элементов 12, 10, 13 и 6устройства, а затем уменьшает состояние счетчика 6 до момента завершениясигнала с входа 17 о завершении доступа.После этого предложен опрос разрядов регистра 5, если все предыдущие запросы, записанные в строкахпамяти, не содержат обновления фондов и если в очереди имеется очередной запрос, который также не содержит обновлений,Формула изобретенияУстройство диспетчеризации центрального узла вычислительной сети, содержащее группу из К регистров (К - длина кода запроса), группу из И элементов ИЛИ-НЕ (И - длина очереди запросов), группу из М элементов ИЛИ, причем вход использования общих ресурсов устройства соединен с тактовыми входами регистров группы, выход д-го элемента ИЛИ-НЕ группы (д 1, Б) соединен с входами записи -х разрядов всех регистров группы, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью расширения области применения устройства за счет распределения запросов в зависимости от их типов, в него введены коммутатор, элемент НЕ, группа из И элементов И, группа иэ Иформирователей импульса, два элемента И, формирователь импульса, счет -чик, дешифратор и элемент ИЛИ, причем выход 1.-го разряда 1-го Ц =1, (Крегистра соединен с 1-мвходом -го элемента ИЛИ группы и с-м входом д-й группы информационныхвходов коммутатора, группа выходовкоторого является группой выходовустройства, выход 1.-го элемента ИЛИгруппы соединен с первым входом д-гоэлемента ИЛИ-НЕ группы и с первымвходом д-го элемента И группы, выходкоторого соединен с входом .-го формирователя импульса группы, первыйвыход которого соединен с д-м управляющим входом коммутатора, вход использования общих ресурсов устройства соединен с первым входом первогоэлемента И и с входом элемента НЕ,выход которого соединен с вторымивходами всех элементов И группы,1-й кодовый вход устройства (1:1, К)Соединен с информационными входамивсех разрядов 1-го регистра группы,10820 8выход первого разряда К-го регистрасоединен с первьм входом второго элемента И, выход которого соединен спервым входом элемента ИЛИ, выходкоторого соединен с суммирующим входом счетчика, группа выходов которого соединена с группой входов дешифратора, первый выход которого соединен с третьими входами элементов И 10 группы, второй выход дешифратора соединен с вторым входом первого элемента И, выход которого соединен с входом формирователя импульса, выходкоторого соединен с вычитающим входом 15 счетчика, выход ш-го разряда (ш=2, И)К-го регистра группы соединен с четвертым входом ш-го элемента И группы,выход первого формирователя импульса группы соединен с .вторым входом 20 второго элемента И, выход ш-го формирователя импульса группы соединенс ш-м входом элемента ИЛИ, ш-й входэлемента ИЛИ-НЕ группы с ш-го поИ-й соединен с выходом (ш-.1)-го эле мента ИЛИ-НЕ группы.1310820 Составитель М,Сороч едактор М.Дылын Техред Л.Олийнык рректор А.Тяско пи сн ское пре Заказ 1892/45 Тираж ВНИИПИ Государстве по делам изобрет 113035, Москва, Ж роизводственно-полигр ого комитетаий и открытийРаушская на д, 4/5ие, г, Ужгород, ул, Проектная