Устройство для определения показателя эффективности системы передачи данных

(19) 51) 4 С 06 Е 15/46 ПИ ИЗОБРЕТЕНИЯИДЕТЕЛЬСТВУ ВТОРСКОМУ СВ ков,ьство 3/02,то относится к вычисли е и может быть испол еделения комплексных зультативности приме стем передачи данных обретен ой техн иост Н е. устр каналтел вано для о ателеи ложных покания(СПД тура фиг. ости для определениструктурно-сложныхными каналами. в частивност аэноскорос ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТРИ ГКНТ СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ(57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для определения комплексных показателей результативности применения сложных систем передачи данных. Цель изобретения - повынениеточности работы устройства, Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит блок установки ограничений, первый блок задания постоянных коэФФициентов, первый блок умножения, первый блок суммирования,ключ, аналого-цифровой преобразователь блок индикации, второй блок задания постоянных коэФФициентов, первую группу ключей, многоканальный блок моделирования структуры системы передачи данных, блок алгебраического суммирования, первую группу переключателей счетчик генератор тактовыхР Э импульсов, накапливающий сумматор, элемент задержки, первый блок деления первый блок выделения минимального сигнала, вход запуска устройства,вторую группу переключателей, третий блок задания постоянных коэффициентов, второй блок умножения,. четвертый блок задания постоянных коэффициентов, пятый блок задания постоянныхЖ коэффициентов, вторую группу ключеи, третью группу ключей, блок задания структуры, второй блок суммирования, третий блок суммирования, четвертый С , блок суммирования, пятый блок суммирования, третий и четвертый блоки ум- Б ножения, второй и третий блоки делеМвай ния, четвертую группу ключей, пятую группу ключей, дениФратор, блок виде- СЛ ления максимального сигнала, второй СР блок выделения минимального сигнала. 4 ил СР ль изобретения - повышение чработы устройства.фиг. 1 и 2 представлена схема йства; на Фиг. 3 - схема многоьного блока моделирования струксистемм передачи данных; на 4 - Функциональная схема логикотурного блока,1501091 30 35 К, =, Е;/ Е,1 е) (11 ) В математическом плане задача сводится к нахождению показателя готовности СПД, состоящей из п )( п элементов, с помощью которых образуют и каналов производной структуры:Р =",т Р 2; КЙ,1), (1) где- номер состояния СПД (1.= 1,2 ;(щ - число каналов СПД, каждый из которых может нахо" 10диться в состоянии готовности или неготовности);Р; - вероятность 1-го состоянияС 1 Щ (О ( Р;1 Ч,);Е - значимость системы в д-м со1СТОЯНИИ (0 ( Е1 Ч.1К - относительная максимальнаяоперативность передачи инфор"мации в 1.-м состоянии, определяемая по формуле 20К; = В,/А, (2) (где А - максимальная оперативностьСПД, характеризуемая самымвысокоскоростным из всех ееканалов;25В; - оперативность СПД, характеризуемая самым скоростным иэее каналов, находящихся в готовности в ь-м состоянииСПД.Значения величин А и В 1 заданы выражениями)е) дгде Т , - среднее время передачи ин"оп,формации по )-му каналуСПД= 1,ш), зависит оттого, в каком д-м состоянии находится С 1 Щ, т.е.один и тот же канал можетиметь ТО;)канала С 1 Щ;П - относительные суммарные по"1лезные затраты на элементы СПД в -м состоянии, определяемые как 1), = , В/П, (6)е)(И,где 1)у - затраты на -й элемент СПД;К (1) - номера элементов СПД, входящих в состав каналов СПД,находящихся в готовности вм состоянии,В каждом состоянии системы ее значимость.определяется суммарной значимостью каналов, находящихся в готовности в данном состоянии. Каждому1-му каналу соответствует значимостьЕв ( 1, таК ЧТО, 21 с=-1. УСЛОВИЕМ ГОтовности каждого )-го канала является готовность каждого элемента, входящего в состав т-го канала. Вероятность готовности 1-го канала Г), ==ПГ)., где- номер элемента С 1 Щ,ещГ- готовность -го элемента СПД;11, - множество элементов, входящихв состав );,го канала. ,аким образом,при известных Г (= 1,и), структуреТ)тСПД путем перебора 2 вариантов состояний СПД вычисляется вероятностьее исправного состояния.При известной структуре, набранной с помощью многоканального узламоделирования структуры СПД, определяется вероятность того илииногосостояния системы Р, по множествамГ)., Г , оценивается значимость х-госостояния Е =, Е, где 1(д) - мно)1(1)жество каналов, находящихся в готовности при 1-м состоянии системы, Вероятность ).-го состояния СПД вычисляется как Р, в . П,Г (1 Гк)В где,361(1) 1 сн ( М(а)1 "- множество каналов, находящихся в неготовности в1-м состоянии СПД. При каждом 1.-мсостоянии СПД вычисляются Р;,2;, В;,2.ЕВ ХЭВ на последнем этапе опреФ1 б)(о ( 11деляется показатель эффективностиСПД в соответствии с выражением1501091 ных коэффициентов, первую группу ключей 9 -9 ш, многоканальный блок 1 О моделирования структуры системы передачи данных, блок 11 алгебраическогосуммирования, первую группу переключателей 12, счетчик 13, генератор 14тактовых импульсов, накапливающийсумматор 15, элемент 16 задержки,первый блок 17 деления, первый блок 1810выделения минимального сигнала,вход 19 запуска устройства, вторуюгруппу переключателей 20, третийблок 21 задания постоянных коэффициентов, второй блок 22 умножения,четвертый 23 и пятый 24 блоки заданияпостоянных коэффициентов, вторуюгруппу ключей 25, третью группу ключей 26, блок 27 задания структуры,второй 28, третий 29, четвертый 30 20и пятый блоки 31 суммирования, третий 32и четвертый 33 блоки умножения, второй 34 и третий 35 блоки деления,четвертую группу ключей 36, пятуюгруппу ключей 37 -37, дешифратор 38, 25блок 39 выделения максимального сигнала и второй блок 40 выделения минимального сигнала,Многоканальный блок 1 О моделирования структуры СПД включает первые 3041,-41 , вторые 41,-41и-е41;41 узлы умножения, трехпозиционные переключатели 42 -42 и питающие шины 43,-43Блок 27 задания структуры содержитэлементы ИЛИ 44 и первые 45 ц -45,вторые 45 -45ш е 451 4перемычки,Блок 1 установки ограничений представляет собой набор многоступенчатых 4 Опереключателей, предназначенных дляустановления необходимых постоянныхзначений выходных напряжений в блоках 2, 8, 21, 23 и 24,Блоки 8, 21, 23 и 24 задания постоянных коэффициентов представляютсобой наборы регулируемых источниковпостоянного напряжения.Блок 21 в отличие от других аналогичных узлов имеет ш групп, каждая 5 циз которых содержит столько элементов 21, , сколько значений может приобретать средняя длительность передачи информации по 1-му каналу в зависимости от -го состояния СПД. Например, СПД имеет 2 канала и 4 состояния. Первый канал имеет в 1-м состо-янии Тр, = 5 с; во 2-м - Тя= 3 с;в Зм-Т =5 с в 4 м-Т"аоп 1 оп 5 с. Следовательно, первая подгруппа будет иметь 2 блока 21 и и 21 ,на выходах которых напряжением дешифратора 38 открывается ключ 36, свторого выхода дешифратора открывается ключ 36,Блок 10 предназначен для моделирования структуры СПД, состоящей иэп разнотипных элементов, образующих.ее а каналов, Моделирование структуры СПД с помощью блока 10 осуществляется следующим образом. Первые входыблоков 41 построчно соединены с входом блока 10, образуя его Н входов.Например (фиг, 3), если первый каналСПД содержит 1-й, 2-й, 4-й элементыиз и, то второй вход узла 41, соединяется с шиной 43, напряжение которой равно напряжению "1", второйвход блока 41 соединяется с выходом узла 41 н , второй вход узла 414,подключается к выходу узла 41 1, выход узла 41, соединяется с первым выходом блока 10, соответствующим пер 1вому каналу СПД, В результате на первом выходе блока 10 появляется напряжение, пропорциональное Г, = Гюк Г . Если ш-й канал СПД состоит иэФ2-го, 3-го и и-го элементов, то выходвторого узла 41 подсоединяется квторому входу узла 411, выход которого коммутируется иа второй входузла 41 выход которого соединяетавфся с ш-м выходом блока 10, соответствующим ш-му каналу СПД. Таким образом, на выходе т-го канала блока 10напряжение пропорционально Г = ГГуГКаждый переключатель блоков 12 и20 коммутирует первый вход на выходпри поступлении на их управляющийвход потенциала "1", при поступлениина него потенциала "0" на выход коммутируется второй вход.Счетчик 13 - ш-разрядный двоичныйсчетчик с выходами от каждого разряда,Блок 18 предназначен для подачина свой выход минимального из напряжений, поступающих на его щ входов,и может состоять например, иэ пороговых схем с соответствующими связями,Блок 27 (фиг. 4) имеет ш входови и выходов (соответственно по числумоделируемых каналов и элементовСПД), содержит ш к п перемычек 45и и элементов ИЛИ 44-44 служит длялогического учета полезности каждого-го элемента в 1-м канале СПД в текущем х-м его состоянии, т,е. для определения множества К("/(,Перемычки 45входом подключень 1 к 1-му входу блока 27, а выходом - к 1-му входу элемента ИЛИ 44, выход которой является 1 -м выходом блока 27, Учет структуры СПД в блоке 27 производится следующим образом. Если, -й эле О мент входит в состав 1-го канала СПД то перемычка 45 устанавливается в замкнутое состояние, в противном слу-. чае - в разомкнутое состояние, Например, если первый канал СПД содержит ,15 1-й, 2-й, 4-й элементы,.то перемычки 45, 45, , 45 - в замкнутом, а остальные перемычки 45- в разомкнутом состоянии. Если второй канал СПД содержит 2 - й, 8-й, 1 О-й, и-й элемен ты, то перемычки 45,о.о, 45.аее, 45 де 45- в замкнутом, а остальные пере" мычки 45- в разомкнутом состоянии. Если щ-й канал СПД содержит 2-й, 3-й и и-й элементы, то перемычки 25 45 , 45 , 45 ее, - в замкнутом, а остальные перемычки 45 - в разомкнутом состоянии. Таким образом, если -й элемент СПД входит в состав хотя бы одного находящегося Ф готовности в 30 текущем -м состоянии канала, то на-м выходе блока 27 присутствует потенциал ц 1",Устройство работает следующим образом, 35В исходном положении с помощью переключателей блока 1 на выходах блоков 2, 8, 21, 23 и 24 устанавливаются напряжения, пропорциональные соответственно показателям готовнос ти и элементов СПД, значимостям в каналов СПД, средним длительностям передачи информации установленного объема по щ каналам СПД в 1-м состоянии, затратам на и элементов 45 СПД, пропускным способностям каналов СПД, т.е. на выходах блоков 2 к, 8 щ, 21 , 23, 24 к всегда присутствуют напряжения, пропорциональные значениям величины соответственно Гке Еке 50 ТОП 1, Э к, Е к, а на выходах блоков 29 и 31 -С иХЕ . С помощью блока 403выделяется наименьшее выходное напряжение с блока 21, которое подается на вход блока 22, а наибольшее вы ходное напряжение - на вторые входы блока 20 с выхода блока 39. При этом обеспечивается подача на вход блока 22 и вторые входы переключателей 20,-20 напряжений, пропорциональ-, ные соответственно щ 1 иТ ,")и щахТощГНа 1-м выходе блока 10 присутствует напряжение, соответствующее произведению показателей готовности тех элементов СПД, которые образуют ее 1-й канал, В блоке 27 устанавливаются перемычки в соответствии со структурой СПД. Поскольку счетчик 13 - в нулевом состоянии, на входах и выходах блока 27 присутствует потенциал "0", При запуске генератора 14 в счетчике 13 записывается последовательность чисел от 0 до 2 , При поступлении первого импульса с генератора 14 на вход счетчика 13 с первого разряда последнего потенциал "1" поступает на управляющие входы переключателей 12, 20, ключей 9 а, 25, и первый вход блока 27. При этом напряжение с первого выхода блока 10, пропорциональное Г коммутируется на первый вход блока 3, напряжение с выхода блока 21 пропорциональноеТкоммутируется иа первый вход блока 18, напряжение с выхода блока 8 пропорциональноеподается на первый вход блока 4 В блоках 11 -11 производится вычитание иэ потенциала "1" напряжения, пропорционального Г . На вторые входы блоков 31-3 подается напряжение, пропорциональное соответственно 1-, 1-Гк , так как на управляющих входах переключателей 12-12присутствует потенциал "0", На второйщ-й входы блока 18 подаетсяг 1 напряжение, пропорциональное щахТ ,3оо, так как на входах переключателей 20 -20 присутствует потенциал 0".ЩНа выходе блока 18 обеспечивается.наГ 3 1 пряжение, пропорциональное щиТ , =(.1 ое; = Т . На вторых входах блоков 4 аеопнапряжение отсутствует, так как напряжением с выходов счетчика 13 открыт только ключ 9, Потенциал "1" присутствует только на первом выходе блока 27, в результате чего через открытый ключ 26 напряжение с выхода блока 23 а пропорциональное Э, поступает в блок 30, Поскольку на других выходах блока 27 - потенциал "0", то ключи 2626 разомкнуты и на выходе блока 30 напряжение пропорционально Ь,.15010 Поскольку открыт только ключ 25, то на выходе блока 28 напряжение пропорционально Е,. На выходе блока 4 устанавливается напряжение, пропор:циональное 2, на выходе блока 3 - пропорциональное Р 2, (причем Р, = Г, (1- Гк )(1- Гщ), на выходе блока 17 - пропорциональное Р 2 / /ппТоп= Р,Е,/Т,щ , на выходе10 блока 32 - пропорциональное Р Е сЭ/ /Т , на выходе блока 33 - пропоропциональное Б = Р Е ЭЕ/Т , кото опекб рое запоминается в накапливающем сумматоре 15, После поступления второго- пятого импульсов от генератора 14 на счетчик 13 на вход сум матора 1 5 подаются напряжения,пропорциональное соответственноЯ щ РЕсЭмЕ /Топ в Р = (1-Г )ЕМУГ,(-к)( -Г,);Я, = Р. (Е,+2 )Э(Е+Е )/ре((1 Гкъь)303ь Ф Р 4 2 ЭЕз/ТооРп - (1 Г )""Гз (1- Гф)(1- Г,.)и т,д., а на выходе сумматора 15 присутствуют напряжения соответственно+ тяф + 8+ Взф 8+ 8+ 8 з+ + 84 ф.8 + 8 + Вз + Вф +Таким образом, после 2 -го импуль-, са генератора 14 на выходе сумматора 15 напряжение пропорционально величине45о-р к,йк,)йэ)(ыпх,1) При появлении (2 +1)-го импульса на выходе генератора 14 происходит переполнение счетчика 13, в результате чего он фиксируется в нулевом состоянии, а импульс переполнения поступает на элемент 16 задержки (время задержки превьшает суммарное время срабатывания блоков 3, 4, 9, 12 (20), 25 (26), 28 (29), 17, 15, 32, 33,1, а через него - на вход генератора 14,91 10запрещая его дальнейшую работу, и на вход блока 5. В результате напряжение с выхода сумматора 15 через блок 5 поступает на блок 22 и на выходах блоков 22, 35 и 34 устанавливаются напряжения, пропорциональнье соответственнопп Топ Ув АПзв Пг/( Е 1)"м= "зз/(Э)Напряжение Э , преобразованное в код преобразователем 6, поступает на вход блока 7 индикации, где отображается числовое значение показателя эффективности системы (7),Формула изобретения Устройство для определения показателя эффективности системы передачи данных, содержащее блок установки ограничений, многоканальный блок моделирования структуры системы передачи данных, с первого по третий блоки задания постоянных коэффициентов, блок алгебраического суммирования, первый блок выделения минимальиого кода, первую и вторую группы переключателей, счетчик, генератор тактовых импульсов, элемент задержки, ключ, первый и второй блоки умножения, накапливающий сумматор, первый блок суммирования, первую группу ключей и первый блок деления, причем вход запуска устройства соединен с входом запуска блока установки ограничений, первый выход которого соединен с информационным входом первого блока задания постоянных коэффициентов, выход которого соединен с информационным входом многоканального блока .моделирования структуры системы передачи данных, .-й выход которого (где з. = 1и- число каналов структуры) соединен с -м информационным входом блока алгебраического суммирования и с первым управляющим входом -го переключателя первой группы, информационный вход которого соединен с -м входом блока алгебраического суммирования, второй выход блока установки ограничений соединен с информационным входом второго блока задания постоянных коэффициентов, д-й выход которого подключен к управляющему входу д-го ключа первой груп1501091 пы, выход которого соединен с -м информационным входом первого блока суммирования, выход которого соединен с первым информационным входом первого блока умножения, выход которого соединен с первым информационным входом первого блока деления, выходы переключаемой второй группы соединены с соответствующими входами первого блока выделения минимального кода, выход которого соединен с вторым информационным входом первого блока деления, третий выход блока установки ограничений соединен с информационным входом третьего блока задания постоянных коэффициентов., выход старшего разряда счетчика соединен с входом элемента задержки, с вторым управляющим входом первого переключателя первой группы, с информационныи входом первого ключа первой группы и с первым управляющим входом первого переключателя второй группы, выход 1-, го разряда (где 1 = 2 ш) счетчика подключен к,второму управляющему входу 1-го переключателя первой группы, к информационному входу -го ключа первой группы и к первому управляющему входу 1-го переключателя второй группы, выход элемента задержки соединен с управляющим входом ключа и с входом останова генератора тактовых импульсов, выход которого соединен со счетным входом счетчика, выход ключа соединен с первым информационным входом второго блока умножения, выход накапливающего сумматора соединен с информационным входом второго блока умножения, выход -го :переключателя первой группы соединен с (1+1)-м информационным входом первого блока умножения, о т л и ч а - ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности работы устройства, в него введены четвертый и пятый блоки задания постоянных коэффициентов, второй блок вьделения минимального кода, блок вьщеления максимального кода, дешифратор, блок задания структуры, с второй по пятую группы ключей, третий и четвертый блоки умножения, второй и третий блоки деления, с второго по пятый блоки деления, с второго по пятый блоки суммирования, причем 1-й выход счетчика. подключен к -му информационному входу блока задания структуры, к -му входу дешифратора и к управляющему входу -го 12ключа второй группы, выход которого подключен к 1.-му информационному входу второго блока суммирования, выход первого блока деления подключен,к первому информационному входу третьегс блока умножения, выход которого подключен к первому информационному входу четвертого блока умножения, выход которого подключен к входунакапливающего сумматора, выход второго блока суммирования подключен квторому информационному входу блокаумножения, четвертый выход блока ус тановки ограничений подключен к информационному входу четвертого блоказадания постоянных коэффициентов,Я-й выход которого подключен к инфориационному входу Я-го ключа третьей 20 группы (где Я = 1 п; и - числоэлементов структуры) и к Я-му информационному входу третьего блока суммирования, выход которого подключенк первому информационному входу вто рого блока деления, Я-й выход блоказадания структуры подключен к управляющему входу Я-го ключа третьейгруппы, выход которого подключен кинформационному входу четвертого бло ка суммирования, выход которого подключен к второму информационному входу третьего блока умножения, выходвторого блока выделения минимальногокода подключен к второму информационному входу второго блока умножения,выход которого подключен к первомуинформационному входу третьего блокаделения, выход которого подключен квторому информационному входу второго блока деления, пятый выход блокаустановки ограничений подключен к информационному входу пятого блока задания постоянных коэффициентов, -йвыход которого подключен к информа ционноиу входу 1-го ключа второйгруппы и к 1-му информационному входу пятого блока суммирования, выходкоторого подключен к второму информационному входу третьего блока деле О ния, 1-й выход (где 1 = 1 пк 1)третьего блока задания постоянных коэффициентов подключен к информационному входу 1-го ключа четвертой группы, выход (2 р+1)-го ключа (где р =то= О -; и - число различныхзначений среднего времени передачиинформации по х-му каналу) четвертойгруппы соединен с первым входом13 1 О )Ц (р+1)-го ключ пятой группы и с (р+1)- ми информационными входами второго блока выделения минимального кода и блока выделения максимального кода, выход (2 р+2)-го ключа четвертойгруппы подключен к второму входу(р+ 1)-го ключа пятой группы, выход 1-го согласующего элемента подключен 14 к второму управляющему входу 1-го переключателя второй группы, выход дешифратора подключен к управляющим входам всех ключей четвертоц группы, выход блока выделения максимального кода подключен к информационным входам всех переключателей второй группы.1501 Г)91 Редак Огар Корректор Н, Борисо оизводственно-иэдательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 1 Составитель Г. СмирноваТехред Л.Олийнык Закаэ 4871/47 Тираж бб 8ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени113035, Москва, Ж, Раушска Подписноеи открытиям при ГКНТ СС аб., ц. 45