СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ЛОКАЛЬНОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СЕТИ КОМПЛЕКСА СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ

Полезная модель относится к вычислительной технике, в частности, к системе управления локальной вычислительной сети комплекса средств автоматизации Центральной избирательной комиссии Российской Федерации.
Комплекс средств автоматизации Центральной избирательной комиссии (КСА ЦИК) создан для автоматизации процесса подготовки и проведения федеральных выборов, а также для автоматизации повседневной работы пользователей, функционирует с 1995 года и с тех пор подвергался неоднократной реорганизации, в связи с чем имеет различную степень технологической зрелости на разных участках.
Локальная вычислительная сеть (ЛВС) КСА ЦИК состоит из серверов, автоматизированных рабочих мест (АРМ), активного сетевого и коммутационного оборудования.
По существу, ЛВС КСА ЦИК представляет собой гетерогенную сеть для обработки и управления информацией. Используемое программное обеспечение базируется в основном на платформе Windows.
Аппаратная часть - это серверы и рабочие станции производства Compaq и HP различных конфигураций. Используемые средства хранения информации включают в себя дисковые накопители серверов, внешние дисковые массивы, обслуживаемые серверами кластеров, ленточные накопители.
Особенность решаемой технической задачи заключается в том, чтобы клиенты - пользователи информационной системы, работающей в реальном масштабе времени, собирающей и обрабатывающей данные от распределенных удаленных источников информации, могли бы получать собранную и обработанную на серверах информацию в виде соответствующих документов-справок также в реальном масштабе времени.
Известны системы, которые могли бы быть использованы для решения поставленной задачи (1,2).
Первая из известных систем содержит блоки приема и хранения данных, соединенные с устройствами управления и обработки данных, блоки поиска и селекции, подключенные к блокам хранения данных и отображения, синхронизирующие входы которых соединены с выходами блока управления (1).
Существенный недостаток данной системы состоит в невозможности решения задачи обновления данных, хранимых в памяти в виде соответствующих документов одновременно с решением задачи выдачи содержания этих документов клиентам в реальном масштабе времени.
Известна и другая система, содержащая первый, второй и третий регистры, первый и второй дешифраторы, первый, второй, третий, четвертый блоки памяти, первую, вторую, третью и четвертую группы элементов И, элемент И, первый элемент ИЛИ, первую и вторую группы элементов ИЛИ, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой элементы задержки и селектор временных интервалов (2).
Последнее из перечисленных выше технических решений наиболее близко к описываемому.
Его недостаток заключается, во-первых, в конструктивной сложности, обусловленной тем, что для реализации процедуры обновления данных в информационной сети клиент - сервер оно дополнительно к имеющейся памяти сервера использует два буферных блока памяти, а, во-вторых, реализованный в устройстве режим жесткой тактовой синхронизации с помощью селектора временных интервалов приводит к неоправданной потере времени, что, в свою очередь, снижает быстродействие системы при обслуживании запросов пользователей.
Цель изобретения - упрощение системы и повышение ее быстродействия путем исключения буферных блоков памяти и селектора временных интервалов и реализации асинхронного режима взаимодействия клиента и сервера.
Поставленная цель достигается тем, что систему, содержащую модуль приема входных сообщений, информационный вход которого является первым информационным входом системы, предназначенным для приема входных кодограмм, синхронизирующий вход модуля приема входных сообщений является первым синхронизирующим входом системы, предназначенным для приема синхронизирующих сигналов занесения входных кодограмм в модуль приема входных сообщений, один выход модуля приема входных сообщений является
информационным выходом системы, а другой выход модуля приема входных сообщений соединен с информационным входом модуля идентификации адреса обновляемых записей базы данных, модуль приема запросов пользователей, информационный вход которого является вторым информационным входом системы, предназначенным для приема запросов пользователей, синхронизирующий вход модуля приема запросов пользователей является вторым синхронизирующим входом системы, предназначенным для приема синхронизирующих сигналов занесения кодов запросов пользователей в модуль приема запросов пользователей, а один выход модуля приема запросов пользователей подключен к входу модуля идентификации адреса рабочих мест пользователей, модуль приема записей базы данных сервера, информационный вход которого является третьим информационным входом системы, предназначенным для приема записей базы данных сервера, синхронизирующий вход модуля приема записей базы данных сервера является третьим синхронизирующим входом системы, предназначенным для приема синхронизирующих сигналов сервера базы данных, и модуль коммутации каналов выдачи данных на рабочие места пользователей, управляющие входы которого соединены с соответствующими выходами модуля идентификации адреса рабочих мест пользователей, информационный вход модуля коммутации каналов выдачи данных подключен к информационному выходу модуля приема записей базы данных сервера, а информационные выходы модуля коммутации каналов выдачи данных на рабочие места пользователей являются информационными выходами группы, отличающаяся тем, что содержит модуль идентификации адресов данных запросов пользователей, информационный вход которого соединен с другим информационным выходом модуля приема запросов пользователей,
синхронизирующий вход модуля идентификации адресов данных запросов пользователей подключен к второму синхронизирующему входу системы, а управляющий вход модуля идентификации адресов данных запросов пользователей соединен с управляющим выходом модуля идентификации адресов обновляемых записей базы данных, синхронизирующий вход которого подключен к первому синхронизирующему входу системы, и модуль формирования сигналов управления считыванием данных базы данных сервера, первый информационный и первый синхронизирующий входы которого соединены с информационным и синхронизирующим выходами модуля идентификации адреса обновляемых записей базы данных соответственно, второй информационный и второй синхронизирующий входы модуля формирования сигналов управления считыванием данных базы данных сервера подключены к информационному и синхронизирующему выходам модуля идентификации адресов данных запросов пользователей соответственно, первый и второй управляющие входы модуля формирования сигналов управления считыванием данных базы данных сервера являются первым и вторым управляющими входами системы, адресный выход модуля формирования сигналов управления считыванием данных базы данных сервера является адресным выходом системы, первый синхронизирующий выход модуля формирования сигналов управления считыванием данных базы данных сервера является первым синхронизирующим выходом системы, предназначенным для выдачи сигналов управления на вход первого канала прерывания сервера базы данных, второй синхронизирующий выход модуля формирования сигналов управления считыванием данных базы данных сервера является вторым синхронизирующим выходом системы, предназначенным для выдачи сигналов управления на вход второго канала прерывания сервера
базы данных, а установочный выход модуля формирования сигналов управления считыванием данных базы данных сервера соединен с установочными входами модуля приема входных сообщений и модуля идентификации адресов обновляемых записей базы данных, при этом синхронизирующий вход модуля коммутации каналов выдачи данных на рабочие места пользователей подключен к третьему синхронизирующему входу системы, а установочный выход модуля коммутации каналов выдачи данных на рабочие места пользователей соединен с установочным входом модуля приема записей базы данных сервера.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена структурная схема системы, на фиг.2 - структурная схема модуля идентификации адресов обновляемых записей базы данных, на фиг.3 - структурная схема модуля идентификации данных запросов пользователей, на фиг.4 - структурная схема модуля формирования сигналов управления считыванием данных базы данных сервера, на фиг.5 - структурная схема модуля коммутации каналов выдачи данных на рабочие места пользователей.
Система (фиг.1) содержит модуль 1 приема входных сообщений, модуль 2 приема запросов пользователей, модуль 3 приема записей базы данных сервера, модуль 4 идентификации адресов обновляемых записей базы данных, модуль 5 идентификации адресов данных запросов пользователей, модуль 6 идентификации адресов рабочих мест пользователей, модуль 7 формирования сигналов управления считыванием данных базы данных сервера и модуль 8 коммутации каналов выдачи данных на рабочие места пользователей.
На фиг.1 показаны первый 11, второй 12 и третий 13 информационные входы системы, первый 14, второй 15 и третий 16 синхронизирующие входы системы, первый 17 и второй 18 управляющие
входы системы, а также информационный выход 20, адресный выход 21, первый 22 и второй 23 информационные выходы и группа информационных выходов 24-26 системы.
Модуль 1 (фиг.1) приема входных сообщений выполнен в виде регистра, имеющего информационный 11 и синхронизирующий 14 входы, и информационные выходы 19,20.
Модуль 2 (фиг.1) приема запросов пользователей выполнен в виде регистра, имеющего информационный 12 и синхронизирующий 15 входы, и информационные выходы, подключенные к модулям 5 и 6 соответственно.
Модуль 3 (фиг.1) приема записей базы данных сервера выполнен в виде регистра, имеющего информационный 13 и синхронизирующий 16 входы, и информационные выход, подключенный к модулю 8.
Модуль 4 (фиг.2) идентификации адресов обновляемых записей базы данных содержит блок 30 памяти, выполненный в виде постоянного запоминающего устройства, дешифратор 31, триггер 32, элементы 33 - 35 И, элемент 36 ИЛИ, элементы 37,38 задержки. На чертеже показаны информационный 40, синхронизирующий 41 и установочный 42 входы модуля, а также информационный 43, синхронизирующий 44 и управляющий выходы модуля.
Модуль 5 (фиг.3) идентификации адресов данных запросов пользователей содержит блок 50 памяти, выполненный в виде постоянного запоминающего устройства, дешифратор 51, элементы 53 - 56 И, элемент 57 ИЛИ, элементы 58, 59 задержки. На чертеже показаны информационный 60, синхронизирующий 61 и управляющий 62 входы устройства, а также информационный 63 и синхронизирующий 64 выходы устройства.
Модуль 6 (фиг.1) идентификации адресов рабочих мест пользователей выполнен в виде дешифратора, имеющего вход, соединенный с одним выходом модуля 2 и управляющие выходы, соединенные с соответствующими управляющими 96-98 входами модуля 8.
Модуль 7 формирования сигналов управления считыванием данных (фиг.4) содержит реверсивный счетчик 70, элементы 71, 72 ИЛИ, группу 73 элементов ИЛИ, элементы 74, 75, 76 задержки. На чертеже показаны первый 77 и второй 78 информационные входы, первый 79 и второй 80 синхронизирующие входы, первый 17 и второй 18 управляющие входы, а также адресный 21, первый 22 и второй 23 синхронизирующие и установочный 81 выходы.
Модуль 8 коммутации каналов выдачи данных на рабочие места пользователей (фиг.5) содержит группы 90 - 92 элементов И, элементы 93, 94 задержки. На чертеже показаны информационный 95 вход, управляющие 96-98 входы и синхронизирующий 99 вход блока, а также группа 24-26 информационных выходов и установочный 100 выход блока.
Система работает следующим образом.
На информационный вход 11 системы по тракту передачи данных локальной вычислительной сети КСА ЦИК последовательно поступают сообщения (кодограммы) от объектов-источников информации, содержащие признаковую и информационную части.
Структура кодограммы имеет следующий вид:
Признаковая часть кодограммы
Информационная часть Кодограммы
Код идентификатора сообщения
Код содержания сообщения
Код кодограммы с входа 11 поступает на информационные входы регистра модуля 1, куда он и заносится синхронизирующим импульсом, поступающим на синхронизирующий вход регистра модуля 1 с входа 14.
Содержательная часть кодограммы с одних информационных выходов регистра 1 поступает на выход 20 системы, а признаковая часть кодограммы с других информационных выходов регистра 1 поступает на информационный вход 40 модуля 4, откуда код идентификатора сообщения поступает на вход дешифратора 31, расшифровывающего код идентификатора кодограммы и выдающего высокий потенциал на один из своих выходов. Для определенности положим, что высокий потенциал дешифратора 31 поступил на один вход элемента 33 И.
В отличие от прототипа, синхронизация работы системы осуществляется по факту поступления кодограммы на вход 11 системы по синхронизирующему импульсу с входа 14, который через синхронизирующий вход 41 модуля 4 поступает как на вход элемента 37 задержки, так и на прямой вход триггера 32, устанавливая его в единичное состояние, при котором с инверсного выхода 45 триггера 32 будет выдаваться отрицательный потенциал.
Элемент 37 задержки задерживает импульс синхронизации на время занесения кода кодограммы в регистр 1. После чего задержанный импульс синхронизации с выхода элемента 37 поступает на опрос состояния элементов 33-35 И.
Поскольку открыт высоким потенциалом дешифратора 31 будет только элемент 33 И, то, пройдя этот элемент И, задержанный синхронизирующий импульс, во-первых, поступает, на вход считывания фиксированной ячейки памяти постоянного запоминающего устройства 30, где хранится базовый адрес ячейки памяти базы данных сервера, куда необходимо записать информацию, принятую регистром 1 и считывает его через информационный выход 43 модуля 4, информационный вход 77 модуля 7 и элементы 73 ИЛИ группы на информационный вход реверсивного счетчика 70.
Во-вторых, тот же синхронизирующий импульс считывания на выходе элемента 36 ИЛИ модуля 4 задерживается элементом 38 задержки на время считывания содержимого фиксированной ячейки ПЗУ 30 и затем через выход 44 модуля 4, синхронизирующий вход 79 модуля 7 и элемент 71 ИЛИ поступает на синхронизирующий вход реверсивного счетчика, фиксируя в нем код базового адреса ячейки памяти базы данных сервера, куда надо записать содержательную часть поступившей кодограммы.
В результате этого на адресном выходе 21 системы появится код базового адреса ячейки памяти базы данных сервера, куда надо записать содержательную часть поступившей кодограммы.
В-третьих, тот же импульс синхронизации с входа 79 модуля 7 задерживается элементом 75 на время занесения кода базового адреса в реверсивный счетчик 70 и через выход 22 системы выдается на вход первого канала прерывания сервера. По этому сигналу сервер переходит на подпрограмму записи содержательной части кодограммы с выхода 20 системы по адресу, который сформирован на выходе 21 системы.
Параллельно с этим импульс с выхода элемента 75 задерживается элементом 76 задержки на время записи содержательной части кодограммы с выхода 20 по адресу, сформированному на выходе 21, и далее с выхода 81 модуля 4 выдается на установочные входы регистра 1 и триггера 32 модуля 4, возвращая их в исходное состояние и подготавливая тем самым к новому циклу работы.
Триггер 32 модуля 4 предназначен для блокировки цепи прохождения сигналов запросов пользователей на время обновления базы данных сервера.
Если данный триггер находится в исходном состоянии, то высокий потенциал с его инверсного выхода 45 через вход 62 модуля 5 поступает на один из входов элемента 56 И и открывает его по одному входу, разрешая системе работать в режиме выдачи данных по запросам клиентов.
Коды запросов клиентов поступают с входа 12 на информационные входы регистра 2, куда они заносятся синхронизирующими импульсами с входа 15.
Структура кодограммы запроса пользователей имеет следующий вид:
Код
Код
идентификатора запросов пользователей
адреса рабочего места клиента
Код идентификатора запроса клиента с одних выходов регистра 2 через вход 60 модуля 5 поступает на вход дешифратора 51, расшифровывающего код идентификатора запроса клиента и выдающего высокий потенциал на один из своих выходов. Для определенности положим, что высокий потенциал дешифратора 51 поступил на один вход элемента 55 И.
В отличие от прототипа, синхронизация работы системы и в этом режиме осуществляется по факту поступления кодограммы запроса на вход 12 системы по синхронизирующему импульсу с входа 15, который через синхронизирующий вход 61 модуля 5 поступает на другой вход элемента 56 И.
Если элемент 56 И будет закрыт низким потенциалом триггера 32, значит идет процедура обновления базы данных сервера и цепь прохождения сигнала запроса будет блокирована.
Если же элемент 56 И будет открыт, то синхронизирующий импульс с входа 61 модуля 5 проходит на вход элемента 58 задержки, который задерживает его на время занесения кода кодограммы запроса в регистр 2. После чего задержанный импульс синхронизации с выхода элемента 58 поступает на опрос состояния элементов 53-55 И.
Поскольку открыт высоким потенциалом дешифратора 31 будет только элемент 55 И, то, пройдя этот элемент И, задержанный синхронизирующий импульс, во-первых, поступает, на вход считывания фиксированной ячейки памяти постоянного запоминающего устройства 50, где хранится базовый адрес ячейки памяти базы данных сервера, откуда необходимо выдать запрашиваемую информацию и считывает его через информационный выход 63 модуля 5, информационный вход 78 модуля 7 и элементы 73 ИЛИ группы на информационный вход реверсивного счетчика 70.
Во-вторых, тот же синхронизирующий импульс считывания на выходе элемента 56 ИЛИ модуля 5 задерживается элементом 59 задержки на время считывания содержимого фиксированной ячейки ПЗУ 50 и затем через выход 64 модуля 5, синхронизирующий вход 80 модуля 7 и элемент 71 ИЛИ поступает на синхронизирующий вход реверсивного счетчика 70, фиксируя в нем код базового адреса ячейки памяти базы данных сервера.
В результате этого на адресном выходе 21 системы появится код базового адреса ячейки памяти базы данных сервера, откуда надо выбрать запрашиваемую информацию.
В-третьих, тот же импульс синхронизации с входа 80 модуля 7 проходит через элемент 72 ИЛИ, задерживается элементом 74 на время занесения кода базового адреса в реверсивный счетчик 70 и через выход 23 системы выдается на вход второго канала прерывания сервера. По этому сигналу сервер переходит на подпрограмму считывания содержательной части кодограммы из ячейки памяти базы данных сервера по адресу, который сформирован на выходе 21 системы.
Считанная из ячейки памяти базы данных сервера информация поступает на вход 13 регистра 3, куда она заносится синхронизирующим импульсом сервера с входа 16.
С выхода регистра 3 данные по запросу через вход 95 блока 8 поступают на входы каждой из групп 90-92 элементов И, выходы которых через соответствующие выходы 24-26 системы подключены ко входам соответствующих рабочих мест пользователей.
Выбор рабочего места пользователя осуществляется по коду его адреса, поступающего с других информационных выходов регистра 2 на вход дешифратора 6.
Дешифратор 6 расшифровывает код адреса и выдает высокий потенциал на один из своих выходов, например, на свой первый выход. Высокий потенциал с первого выхода через вход 96 модуля 8 поступает на одни входы элементов 90 И.
Параллельно с этим синхронизирующий импульс с входа 16 через вход 99 модуля 8 поступает на вход элемента задержки 93, задерживающего его на время записи содержательной части кодограммы в регистр 3, и далее проходит на другие входы элементов 90 И, переписывая данные с выхода регистра 3 на вход соответствующего рабочего места клиента через выход 24 системы.
Кроме того, синхронизирующий импульс с выхода элемента 93 задерживается на время выдачи данных запроса на рабочее место пользователя элементом 94 задержки и далее выдается с выхода 100 на установочные входы регистра 3, возвращая его в исходное состояние.
Кроме того, в отличие от прототипа, в данной системе нет необходимости клиенту повторно набирать кода запроса, если идентификаторы признаков данных близки между собой.
В этом случае, после получения запрашиваемых данных по адресу, сформированному в реверсивном счетчике 70 блока 7, клиенту на своем рабочем месте достаточно нажать одну из клавишей «Вперед» или «Назад».
Например, при нажатии клавиши «Вперед» на вход 17 системы поступает импульс, который поступает на счетный вход реверсивного счетчика 70, увеличивая его содержимое на единицу, и, следовательно, код адреса на выходе 21 системы также увеличивается на единицу.
Этот же импульс проходит через элемент 72 ИЛИ, задерживается элементом 74 на время срабатывания реверсивного счетчика 70 и через выход 23 системы выдается на вход второго канала прерывания сервера.
По этому сигналу сервер переходит на подпрограмму считывания содержательной части кодограммы из очередной ячейки памяти базы данных сервера по адресу, который сформирован на выходе 21 системы.
Если же клиент на своем рабочем месте нажимает клавишу «Назад», то импульс поступает на вход 18 системы и далее на вычитающий вход реверсивного счетчика. С приходом этого импульса реверсивный счетчик 70 уменьшает базовый адрес ячейки памяти на единицу.
Кроме того, этот же импульс проходит через элемент 72 ИЛИ, задерживается элементом 74 на время срабатывания реверсивного счетчика 70 и через выход 23 системы выдается на вход второго канала прерывания сервера. По этому сигналу сервер переходит на подпрограмму считывания содержательной части кодограммы из очередной ячейки памяти базы данных сервера по адресу, который сформирован на выходе 21 системы.
Таким образом, исключение буферных блоков памяти и селектора временных интервалов позволило существенно упростить систему, а реализация асинхронного режима взаимодействия пользователя и сервера позволила существенно повысить и ее быстродействие.
Источники информации, принятые во внимание при составлении описания заявки:
1. Патент США №5713014, 1998 г.
2. Патент на изобретение РФ №2218595, 2001 (прототип)