устройство для решения задачи о назначениях

Классы МПК:G06F17/00 Устройства или методы цифровых вычислений или обработки данных, специально предназначенные для специфических функций
G06Q10/06 управление ресурсами, рабочими потоками, людьми или проектами, например организация, планирование, составление расписаний или распределение временных, человеческих или машинных ресурсов; планирование предприятия; организационные модели
Автор(ы):
Патентообладатель(и):Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ" (НИЯУ МИФИ) (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2012-12-24
публикация патента:

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для моделирования задач о назначениях при распределении n исполнителей для выполнения n работ. Техническим результатом изобретения является повышение надежности устройства, уменьшение аппаратных затрат и увеличение быстродействия устройства. Устройство для решения задач о назначениях содержит генератор тактовых импульсов (ГТИ) 1, триггер разрешения 2, триггер готовности результата 3, группу из n счетчиков 41, 42 , устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 4n, группу из n дешифраторов 51 , 52, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 5n, группу из n*n первых регистров 611 , устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 6nn, группу из n*n блоков элементов И 7 11, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 7nn, группу из n блоков первых элементов ИЛИ 81, 82, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 8n, группу из n блоков вторых элементов ИЛИ 91, 92, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 9n, элемент И 10, сумматор 11, схему сравнения 12, группу из n вторых регистров 131, 132 , устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 13n, третий регистр 14, вход пуска устройства 15, вход сброса устройства 16, первый выход устройства 17, второй выход устройства 18, группу из n третьих выходов устройства 19 1, 192, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 19n. 1 ил., 2 табл. устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412

устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412

Формула изобретения

Устройство для решения задачи о назначениях, содержащее генератор тактовых импульсов 1, группу из n счетчиков 41, 4 2, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 4n, группу из n дешифраторов 51 , 52, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 5n, группу из n*n первых регистров 611 , устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 6nn, группу из n*n блоков элементов И 7 11, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 7nn, элемент И 10, сумматор 11, схему сравнения 12, группу из n вторых регистров 131, 132 , устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 13n, третий регистр 14, вход пуска устройства 15, первый выход устройства 17, второй выход устройства 18, группу из n третьих выходов устройства 191, 192 , устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 19n, причем выход переполнения i-го счетчика 4i (i=1, 2, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , n-1) соединен с входом (i+1)-го счетчика 4i+1 , входы каждого i-го дешифратора 5i соединены с выходами соответствующего i-го счетчика 4i (i=1, 2, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , n), выходы группы из n*n первых регистров 611 , устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 6nn соединены с первыми входами одноименных блоков группы из n*n элементов И 711, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 7nn, выходы сумматора 11 соединены с первыми входами схемы сравнения 12, выходы третьего регистра 14 соединены со вторыми входами схемы сравнения 12 и являются первыми выходами устройства 17, выходы каждого регистра группы из n вторых регистров 131, 132, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 13n являются группой из n третьих выходов устройства 191, 192, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 19n, отличающееся тем, что в него дополнительно введены триггер разрешения 2, триггер готовности результата 3, группа из n блоков первых элементов ИЛИ 81, 8 2, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 8n, группа из n блоков вторых элементов ИЛИ 91, 92, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 9n, вход сброса устройства 16, причем вход сброса устройства 16 соединен с входами синхронной установки в нулевое состояние вторым входом триггера разрешения 2, вторым входом триггера готовности результата 3, вторыми входами группы из n счетчиков 41, 42, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 4n, вторыми входами групп из n вторых регистров 131, 132, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 13n и вторым входом синхронной установки в единичное состояние третьего регистра 14, выход ГТИ 1 соединен с входами синхронизации первым входом триггера разрешения 2, первым входом триггера готовности результата 3, первыми входами группы из n счетчиков 41, 42, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 4m, первыми входами группы из n вторых регистров 131, 132, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 13n, первым входом третьего регистра 14, вход пуска устройства 15 соединен с третьим входом разрешения работы триггера разрешения 2, выход которого соединен с третьим входом разрешения работы первого счетчика 41, выходы каждого i-го счетчика 4i соединены также с информационными входами соответствующего i-го регистра 13i (i=1, 2, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , n) группы из n вторых регистров 131, 13 2, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 13n, выходы каждого i-го дешифратора 5 i (i=1, 2, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , n) соединены со вторыми входами соответствующей одноименной i-й строки матрицы группы из n*n блоков элементов И 711 , устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 7nn, а также одноименные j-e выходы дешифраторов 5i соединены с входами соответствующего j-го блока (j=1, 2, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , n) вторых элементов ИЛИ 91, 92, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 9n, выходы которых соединены с первой группой входов элемента И 10, второй вход которой соединен с выходом схемы сравнения 12, а выход элемента И 10 соединен с третьими входами разрешения записи группы из n вторых регистров 13 1, 132, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 13n и третьего регистра 14, выходы i-й строки матрицы (i=1, 2, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , n) группы из n*n блоков элементов И 711, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 7nn соединены с одноименными входами группы из n блоков первых элементов ИЛИ 81, 82 , устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 8n, выходы блоков которых соединены с соответствующими входами сумматора 11, выход переполнения n-го счетчика 4 n соединен с четвертым входом синхронной установки в нулевое состояние триггера разрешения 2 и третьим входом синхронной установки в единичное состояние триггера готовности результата 3, выход которого является вторым выходом устройства 18.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для моделирования задач о назначениях при распределении n исполнителей для выполнения n работ таким образом, что каждый исполнитель может выполнить только одну работу, причем суммарные временные затраты должны быть минимальны, а все работы выполнены.

Известно устройство для решения задачи о рюкзаке (RU № 2461060 С1, МПК G06F 17/00, G06F 7/00, заявлено 25.05.2011, опубликовано 10.09.2012, Бюл. № 25), содержащее генератор тактовых импульсов (ГТИ), триггер разрешения, триггер готовности результата, группу из m счетчиков, группы из m первых, вторых и третьих регистров, четвертый и пятый регистры, группы из m шестых, седьмых и восьмых регистров, девятый регистр, первый и второй сумматоры, группы из m третьих и четвертых сумматоров, первую и вторую схемы сравнения, группы из m третьих схем сравнения, элемент И, вход пуска устройства, вход сброса устройства, первый выход устройства, группу из m вторых выходов устройства, третьи выходы устройства, четвертые выходы устройства.

Недостатком данного устройства является то, что выбор варианта проводится только по одному критерию - максимальной суммарной стоимости заполненного рюкзака, а также невозможность распределения каждой работы между исполнителями.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата, относится отсутствие средств, обеспечивающих распределение n исполнителей для выполнения n работ.

Известно устройство для решения задачи о назначениях (RU № 2084954 С1, МПК G06F 17/00, заявлено 24.05.1994, опубликовано 20.07.1997), содержащее блок генерации перестановок, группу регистров, блок синхронизации, блок формирования величин временных затрат, связанных с назначениями, накапливающий блок выбора минимального времени и счетчик.

Недостатком данного устройства является то, что выбор проводится по минимаксному критерию на основе максимального значения временных затрат, необходимых на выполнение комплекса работ каждого варианта, а не минимальному суммарному времени выполнения всех работ.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата, относится отсутствие средств, обеспечивающих суммирование общих временных затрат.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является принятое за прототип устройство для решения задачи о назначениях (RU № 2439687 С1, МПК G06F 17/50, заявлено 01.06.2010, опубликовано 10.01.2012, Бюл. № 1), содержащее генератор тактовых импульсов 1, группу из n счетчиков 41, 42, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 4n, группу из n дешифраторов 51 , 52, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 5n, группу из n*n первых регистров 611 , устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 6nn, группу из n*n блоков элементов И 7 11, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 7nn, элемент И 10, сумматор 11, схему сравнения 12, группу из n вторых регистров 131, 132 , устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 13n, третий регистр 14, вход пуска устройства 15, первый выход устройства 17, второй выход устройства 18, группу из n третьих выходов устройства 191, 192 , устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 19n, причем выход переполнения i-го счетчика 4i (i=1, 2, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , n-1) соединен с входом (i+1)-го счетчика 4i+1 , входы каждого i-го дешифратора 5 соединены с выходами соответствующего i-го счетчика 4i (i=1, 2, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , n), выходы группы из n*n первых регистров 611 , устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 6nn соединены с первыми входами одноименных блоков группы из n*n элементов И 711, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 7nn, выходы сумматора 11 соединены с первыми входами схемы сравнения 12, выходы третьего регистра 14 соединены со вторыми входами схемы сравнения 12 и являются первыми выходами устройства 17, выходы каждого регистра группы из n вторых регистров 131, 132, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 13n являются группой из n третьих выходов устройства 191, 192, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 19n.

Недостатком данного устройства является низкая надежность, что связано с асинхронной работой блоков устройства, и невысокое быстродействие.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата, относятся большие аппаратные затраты, связанные с реализацией n блоков шифрации, наличие группы из n*n триггеров и группы n сумматоров, многоразрядность регистров для хранения лучшего варианта назначения исполнителей, так как распределение исполнителей хранится в унитарном коде, и большие временные затраты на вычисление значения временных затрат на выполнение комплекса работ каждого варианта.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности устройства, уменьшение аппаратных затрат и увеличение быстродействия устройства.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в устройство для решения задачи о назначениях, содержащее генератор тактовых импульсов 1, группу из n счетчиков 41, 42, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 4n, группу из n дешифраторов 51 , 52, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 5n, группу из n*n первых регистров 611 , устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 6nn, группу из n*n блоков элементов И 7 11, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 7nn, элемент И 10, сумматор 11, схему сравнения 12, группу из n вторых регистров 131, 132 , устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 13n, третий регистр 14, вход пуска устройства 15, первый выход устройства 17, второй выход устройства 18, группу из n третьих выходов устройства 191, 192 , устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 19n, причем выход переполнения i-го счетчика 4i (i=1, 2, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , n-1) соединен с входом (i+1)-го счетчика 4i+1 , входы каждого i-го дешифратора 5 соединены с выходами соответствующего 1-го счетчика 4i (i=1, 2, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , n), выходы группы из n*n первых регистров 611 , устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 6nn соединены с первыми входами одноименных блоков группы из n*n элементов И 711, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 7nn, выходы сумматора 11 соединены с первыми входами схемы сравнения 12, выходы третьего регистра 14 соединены со вторыми входами схемы сравнения 12 и являются первыми выходами устройства 17, выходы каждого регистра группы из n вторых регистров 131, 132, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 13n являются группой из n третьих выходов устройства 191, 192, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 19n, дополнительно введены триггер разрешения 2, триггер готовности результата 3, группа из n блоков первых элементов ИЛИ 81, 82, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 8n, группа из n блоков вторых элементов ИЛИ 91, 92, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 9n, вход сброса устройства 16, причем вход сброса устройства 16 соединен с входами синхронной установки в нулевое состояние вторым входом триггера разрешения 2, вторым входом триггера готовности результата 3, вторыми входами группы из n счетчиков 41, 42, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 4n, вторыми входами групп из n вторых регистров 131, 132, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 13n и вторым входом синхронной установки в единичное состояние третьего регистра 14, выход ГТИ 1 соединен с входами синхронизации первым входом триггера разрешения 2, первым входом триггера готовности результата 3, первыми входами группы из n счетчиков 41, 42, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 4n, первыми входами группы из n вторых регистров 131, 132, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 13n, первым входом третьего регистра 14, вход пуска устройства 15 соединен с третьим входом разрешения работы триггера разрешения 2, выход которого соединен с третьим входом разрешения работы первого счетчика 41, выходы каждого i-го счетчика 4i соединены также с информационными входами соответствующего i-го регистра 13i (i=1, 2, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , n) группы из n вторых регистров 131, 13 2, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 13n, выходы каждого i-го дешифратора 5 i (i=1, 2, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , n) соединены со вторыми входами соответствующей одноименной i-й строки матрицы группы из n*n блоков элементов И 711 , устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 7nn, а также одноименные j-e выходы дешифраторов 5i соединены с входами соответствующего j-го блока (j=1, 2, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , n) вторых элементов ИЛИ 91, 92, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 9n, выходы которых соединены с первой группой входов элемента И 10, второй вход которой соединен с выходом схемы сравнения 12, а выход элемента И 10 соединен с третьими входами разрешения записи группы из n вторых регистров 13 1, 132, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 13n и третьего регистра 14, выходы i-й строки матрицы (i=1, 2, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , n) группы из n*n блоков элементов И 711, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 7nn соединены с одноименными входами группы из n блоков первых элементов ИЛИ 81, 82 , устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 8n, выходы блоков которых соединены с соответствующими входами сумматора 11, выход переполнения n-го счетчика 4 n соединен с четвертым входом синхронной установки в нулевое состояние триггера разрешения 2 и третьим входом синхронной установки в единичное состояние триггера готовности результата 3, выход которого является вторым выходом устройства 18.

На фиг.1 приведена схема предлагаемого устройства для решения задачи о назначениях.

На фиг.1 приняты следующие обозначения: генератор тактовых импульсов (ГТИ) 1, триггер разрешения 2, триггер готовности результата 3, группа из n счетчиков 4 1, 42, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 4n, группа из n дешифраторов 51 , 52, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 5n, группа из n*n первых регистров 611 , устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 6nn, группа из n*n блоков элементов И 7 11, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 7nn, группа из n блоков первых элементов ИЛИ 81, 82, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 8n, группа из n блоков вторых элементов ИЛИ 91, 92, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 9n, элемент И 10, сумматор 11, схема сравнения 12, группа из n вторых регистров 131, 132 , устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 13n, третий регистр 14, вход пуска устройства 15, вход сброса устройства 16, первый выход устройства 17, второй выход устройства 18, группа из n третьих выходов устройства 19 1, 192, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 19n.

Внешний вход сброса устройства 16 соединен с входами синхронной установки в нулевое состояние вторым входом триггера разрешения 2, вторым входом триггера готовности результата 3, вторыми входами группы из n счетчиков 41 , 42, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 4n, вторыми входами группы из n вторых регистров 131, 132, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 13n и вторым входом синхронной установки в единичное состояние третьего регистра 14.

Выход ГТИ 1 соединен с входами синхронизации - первым входом триггера разрешения 2, первым входом триггера готовности результата 3, первыми входами группы из n счетчиков 41, 42 , устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 4n, первыми входами группы из n вторых регистров 131, 132, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 13n, первым входом третьего регистра 14.

Вход пуска устройства 15 соединен с третьим входом разрешения работы триггера разрешения 2, выход которого соединен с третьим входом разрешения работы первого счетчика 41 .

Выход переполнения i-го счетчика 4i (i=1, 2, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , n-1) соединен с входом разрешения счета (i+1)-го счетчика 4i+1.

Информационные выходы каждого i-го счетчика 4i соединены с информационными входами соответствующего i-го регистра 13i (i=1, 2, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , n) группы из n вторых регистров 131, 13 2, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 13n и входами каждого i-го дешифратора 5 i.

Выходы группы из n*n первых регистров 611, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 6nn соединены с первыми входами одноименных блоков группы из n*n элементов И 711, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 7nn, выходы сумматора 11 соединены с первыми входами схемы сравнения 12, выходы третьего регистра 14 соединены со вторыми входами схемы сравнения 12 и являются первыми выходами устройства 17, выходы каждого регистра группы из n вторых регистров 131, 132, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 13n являются группой из n третьих выходов устройства 191, 192, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 19n.

Выходы каждого i-го дешифратора 5i (i=1, 2, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , n), соединены со вторыми входами соответствующей одноименной i-й строки матрицы группы из n*n блоков элементов И 711 , устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 7nn, а также одноименные j-e выходы дешифраторов 5i соединены с входами соответствующего j-го блока (j=1, 2, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , n) вторых элементов ИЛИ 91, 92, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 9n, выходы которых соединены с первой группой входов элемента И 10, второй вход которой соединен с выходом схемы сравнения 12, а выход элемента И 10 соединен с третьими входами разрешения записи группы из n вторых регистров 13 1, 132, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 13n и третьего регистра 14.

Выходы i-й строки матрицы группы из n*n блоков элементов И 7 11, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 7nn соединены с одноименными входами группы из n блоков первых элементов ИЛИ 81, 82 , устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 8n, выходы блоков которых соединены с соответствующими входами сумматора 11.

Выход переполнения n-го счетчика 4n соединен с четвертым входом синхронной установки в нулевое состояние триггера разрешения 2 и третьим входом синхронной установки в единичное состояние триггера готовности результата 3, выход которого является вторым выходом устройства 18.

Синхронные счетчики 41, 42 , устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 4n формируют текущий вариант распределения работ за исполнителями. На группе вторых регистров 131 , 132, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 13n сохраняется наилучший вариант, который обеспечивает минимальную суммарную величину временных затрат на комплекс работ. Счетчики 4i содержат по k разрядов и имеют модуль пересчета n, соответствующий количеству исполнителей. При этом kустройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 log2 n. Вторые регистры 13i также содержат по k разрядов.

Первые регистры 6 11, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 6nn содержат по m разрядов, достаточных для записи максимальной длительности - выполнения отдельных работ. Каждый блок элементов И 711, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 7nn содержит m элементов И. Каждый блок первых элементов ИЛИ 81, 82, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 8n содержит m элементов ИЛИ с n входами.

Сумматор 11 содержит n групп по m входов. Выходное количество разрядов сумматора 11 должно быть достаточно для записи максимальной суммарной длительности времени выполнения всего комплекса работ. Разрядность третьего регистра 14 соответствует разрядности сумматора 11.

Каждый блок группы вторых элементов ИЛИ 91, 92, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 9n содержит элемент ИЛИ с n входами. Элемент И 10 содержит (n+1) вход.

Предлагаемое устройство для решения задачи о назначениях работает следующим образом.

Работа устройства основана на переборе всех возможных вариантов назначения и определении наилучшего варианта среди них по критерию минимума суммарных временных затрат на выполнение комплекса работ.

Сущность рассматриваемой задачи заключается в следующем. Имеется n работ, для выполнения которых можно использовать n исполнителей, причем каждый исполнитель может выполнить только одну работу, а каждая работа может выполняться только одним исполнителем. Задана матрица длительности выполнения работ tij (i=1, 2, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , n; j=1, 2, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , n), где (ij)-й элемент равен времени, необходимому для выполнения i-й работы j-м исполнителем. При этом необходимо так распределить n исполнителей по n работам, чтобы суммарные временные затраты были минимальны, а все работы выполнены.

В исходном состоянии на регистрах 6ij (i=1, 2, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , n; j=1, 2, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , n), устанавливаются коды времени tij выполнения i-й работы j-м исполнителем. Группа из n*n первых регистров 6 11, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 6nn может быть выполнена на клавишных регистрах. Группа из n счетчиков 41, 42, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 4n предназначена для задания текущего варианта распределения исполнителей. В процессе работы в группе из n вторых регистров 131, 132, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 13n фиксируется текущий наилучший вариант назначения исполнителей. В сумматоре 11 вычисляются суммарные временные затраты текущего варианта, а в третьем регистре 14 фиксируется текущее минимальное значение суммарных временных затрат на выполнение комплекса работ.

Импульсы с ГТИ 1 постоянно поступают на входы синхронизации группы счетчиков 4i, группы вторых регистров 13i и третьего регистра 14, режимы работы которых задаются сигналами на соответствующих входах управления.

При подаче сигнала на вход сброса устройства 16 по фронту импульса с ГТИ 1 в нулевое состояние устанавливаются триггер разрешения 2, триггер готовности результата 3, все счетчики 41, 42, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 4n, группа вторых регистров 131 , 132, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 13n, а третий регистр 14 устанавливается в состояние «все единицы» - максимальный код временных затрат.

Работа устройства начинается после подачи сигнала ПУСК на вход устройства 15, по которому синхронно с импульсом от ГТИ 1 устанавливается в единичное состояние выход триггера разрешения 2, выход которого соединен с входом разрешения счета первого счетчика 41

На следующих тактах ГТИ 1 на выходах группы счетчиков 41, 42 , устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 4n формируется текущий вариант распределения исполнителей. С выхода счетчика 4i двоичный код поступает на вход одноименного дешифратора 5i, на выходе которого формируется единичный сигнал только на одном его j-м выходе, задаваемом входным двоичным кодом.

Так как все j-e выходы каждого i-го дешифратора 5i (i=1, 2, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , n, j=1, 2, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , n), соединены со вторыми входами в соответствующей одноименной i-й строке матрицы группы из n*n блоков элементов И 711 , устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 7nn, то в каждой i-й строке только через один блок элементов И 7ij значение соответствующего первого регистра 6ij поступает на соответствующие входы первого элемента ИЛИ 8i в i-й строке. Таким образом, на выходы группы из n блоков первых элементов ИЛИ 81, 8 2, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 8n будут переданы времена выполнения каждой i-й работы. Данные значения времен с выходов первых элементов ИЛИ 8i поступают на соответствующие входы сумматора 11, на выходах которого будет получено суммарное время затрат на выполнение всего комплекса из n работ.

Сигналы с одноименных j-x выходов дешифраторов 5i одновременно поступают на соответствующие входы j-го блока (j=1, 2, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , n) вторых элементов ИЛИ 91, 92, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 9n, выходы которых соединены с первой группой входов элемента И 10. На всех выходах второй группы элементов ИЛИ 91, 92, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 9n, будут установлены единичные сигналы только в том случае, когда единичные сигналы будут установлены во всех столбцах матрицы выходов дешифраторов, т.е. на различных j-x выходах дешифраторов 5i. Этот вариант соответствует распределению всех n работ между n исполнителями.

В таблице 1 приведены варианты распределения n исполнителей по n работам для n=4. Только в приведенных 24 вариантах единичные значения будут установлены в различных j-x столбцах выходов дешифраторов 5i и на выходах всех вторых элементов ИЛИ 91 , 92, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 9n.

Код временных затрат с выхода сумматора 11 поступает на схему сравнения 12, на второй вход которой поступает код с выхода третьего регистра 14 со значением кода времени, зафиксированным на предыдущих вариантах как минимальное время. Единичный сигнал СС на выходе схемы сравнения 12 формируется только в том случае, если код временных затрат текущего варианта на выходе сумматора 11 меньше кода с выхода третьего регистра 14. В таблице 1 показаны временные затраты по i-м работам в соответствии с вариантом распределения j-x исполнителей при заданной матрице длительности выполнения работ tij (i=1, 2, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , n; j=1, 2, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , n), приведенной в таблице 2. Единичный сигнал СС=1 формируется только в вариантах 1, 4, 10, когда текущий код временных затрат меньше предыдущего.

Единичный сигнал с выхода схемы сравнении 12 поступает на второй вход элемента И 10, и если на всех выходах второй группы элементов ИЛИ 91 , 92, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 9n также присутствует единичный сигнал, то на выходе элемента И 10 формируется единичный сигнал EN=1.

Единичный сигнал EN=1 на выходе элемента 10 разрешает запись в группу вторых регистров 131, 132 , устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 13n значений с выходов счетчиков 41 , 42, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 4n варианта распределения исполнителей по работам и запись кода временных затрат в третий регистр 14 с выхода сумматора 11. Запись в данные регистры выполняется синхронно по фронту следующего тактового сигнала.

При формировании сигнала переполнения с выхода n-го счетчика 4n по тактовому сигналу триггер разрешения 2 устанавливается в нулевое состояние и останавливается счетный режим счетчика 4i , а триггер готовности результата 3 устанавливается в единичное состояние, в результате чего на выходе устройства 18 формируется сигнал ГОТОВ об окончании работы устройства.

В результате работы устройства в группе вторых регистров 13 1, 132, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 13n будет установлен наилучший вариант распределения исполнителей, а в третьем регистре 14 минимум суммарных временных затрат на выполнение комплекса работ. В таблице 1 наилучшее распределение получено в варианте 10 при назначении 1-й работы за первым исполнителем, 2-й работы - четвертым, 3-й работы - третьим, 4-й работы - вторым. При этом суммарные временные затраты составляют 11 единиц. Данные итоговые значения получены при выполнении сравнения в схеме 12 по условию «меньше». При этом в группе вторых регистров 131, 132, устройство для решения задачи о назначениях, патент № 2511412 , 13n и третьем регистре 14 фиксируется первый вариант из равных. Если сравнение проводить по условию «не больше» (или «меньше или равно»), то итоговым вариантом будет выбран последний из равных вариантов. В этом случае в таблице 1 был бы выбран вариант 12.

В предлагаемом устройстве, при единичном сигнале EN=1, запись варианта назначения исполнителей и текущего суммарного времени выполнения выполняется синхронно по фронту следующего тактового сигнала, что повышает надежность работы в сравнении с прототипом, в котором выполняется асинхронная запись по сигналам, формируемым в устройстве.

В предлагаемом устройстве период синхроимпульсов СИ определяется суммой времен - времени переключения разряда синхронных счетчиков 4i, времени задержки дешифратора 5i, времени задержки элемента И 7ij, времени задержки элемента ИЛИ 8i, времени задержки сумматора 11, времени задержки схемы сравнения 12, времени задержки элемента И 10 и времени предварительной установки в регистры 13i или 14.

Кроме того, в предлагаемом устройстве, в отличие от прототипа, сокращается объем аппаратных затрат за счет замены n блоков шифраторов, проверки одной единицы из n, на элементы ИЛИ, исключены группа из n*n триггеров и группа n сумматоров, а также сокращается разрядность выходных регистров, так как распределение исполнителей хранится в двоичном коде, в отличии от унитарного кода в прототипе.

Вышеизложенные сведения позволяют сделать вывод, что предлагаемое устройство для решения задачи о назначениях обладает регулярностью узлов и связей и соответствует заявляемому техническому результату - повышение надежности, сокращение аппаратных затрат, увеличение быстродействия.

Класс G06F17/00 Устройства или методы цифровых вычислений или обработки данных, специально предназначенные для специфических функций

способ и устройство отображения множества элементов -  патент 2528147 (10.09.2014)
устройство идентификации лагранжевых динамических систем на основе итерационной регуляризации -  патент 2528133 (10.09.2014)
интегрированная система сбора, контроля, обработки и регистрации полетной информации -  патент 2528092 (10.09.2014)
приемник импульсного сигнала -  патент 2528081 (10.09.2014)
система генерирования статистической информации и способ генерирования статистической информации -  патент 2527754 (10.09.2014)
поддержка быстрого слияния для устаревших документов -  патент 2527744 (10.09.2014)
система оповещения о программной ошибке и недостатке эффективности -  патент 2527208 (27.08.2014)
способ конверсии данных, устройство конверсии данных и система конверсии данных -  патент 2527201 (27.08.2014)
телекоммуникационная чип-карта, мобильное телефонное устройство и считываемый компьютером носитель данных -  патент 2527197 (27.08.2014)
контроллер распределения ресурсов -  патент 2526762 (27.08.2014)

Класс G06Q10/06 управление ресурсами, рабочими потоками, людьми или проектами, например организация, планирование, составление расписаний или распределение временных, человеческих или машинных ресурсов; планирование предприятия; организационные модели

информационная система для промышленных машин -  патент 2517334 (27.05.2014)
система отслеживания продуктов/деятельности с высокой надежностью -  патент 2502081 (20.12.2013)
способ осуществления коммуникаций и виртуальных путешествий -  патент 2498396 (10.11.2013)
способ обработки данных для построения производственных расписаний и контроля за их выполнением и система устройств для реализации способа -  патент 2494463 (27.09.2013)
ориентируемая на обслуживание архитектура, основанная на конвейере -  патент 2488166 (20.07.2013)
устройство для моделирования графика работы сотрудников учреждения -  патент 2480827 (27.04.2013)
эмуляция функции блокирования и вестибюля в распределенной системе конференц-связи -  патент 2471234 (27.12.2012)
устройство для технико-экономической оценки выполнения научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ -  патент 2470365 (20.12.2012)
способ функционирования автоматизированной системы учета изготовления коммерческих спецавтомобилей на автозаводе и автоматизированная система учета, реализующая этот способ -  патент 2463657 (10.10.2012)
интегрированное отображение и управление объектами данных, основываясь на социальном, временном и пространственном параметрах -  патент 2461062 (10.09.2012)
Наверх