Бинарный отраженный код Грея

Далее нам понадобятся некоторые сведения о бинарном отраженном коде Грея (binary reflected Gray code). В бинарном отраженном коде Грея соседние по величине числа отличаются лишь в одной кодовой позиции, т.е. при последовательном переходе от одного числа к соседнему в коде Грея изменяется только один из двоичных разрядов. В отличие от обычного двоичного кода, например, 11₂=3₁₀, 100₂=4₁₀.

Число , записанное в двоичном коде, можно преобразовать в число в коде Грея следующим образом (см. пример 1):

где означает сложение по модулю два, т.е. сложение по правилу

0 0=0;

0 1=1;

1 0=1;

1 1=0.

Аналогично, число , записанное в коде Грея, можно преобразовать в двоичное число = ... следующим образом (см. пример 2):

Свойство кода Грея изменяться только в одном разряде при последовательном переходе от одного числа к другому определяет его преимущество перед другими кодами при создании кодирующих дисков. Это же свойство кода Грея делает целесообразным его применение при решении дискретных задач оптимизации с помощью генетического алгоритма.

Пример 1

Преобразуем двоичное число 110101 в двоичный код Грея (см. рис. 9).

Рис. 9. К примеру 1. (110101)_B=(101111)_G.

Пример 2

Преобразуем число в коде Грея 101111 в двоичное (см. рис. 10).

Рис. 10. К примеру 2. (101111)_G=(110101)_B.

Сетевые коммутаторы

Сетевые коммутаторы разделяются на простые сетевые коммутаторы и составные сетевые коммутаторы. Простые коммутаторы имеют малую задержку, но могут быть использованы только для построения систем с малым числом узлов. Составные коммутаторы строятся путем объединения простых коммутаторов.

Простые коммутаторы.

Простые коммутаторы делятся на коммутаторы с временным разделением и коммутаторы с пространственным разделением.

Коммутаторы с временным разделением представляют собой шины. Так как шина является разделяемым ресурсом, процессорные узлы вынуждены конкурировать за доступ к этому ресурсу. Для разрешения конфликтов в узлах используются различные алгоритмы арбитража. Имеется несколько стандартов на шинные структуры, например, стандарты PCI, VME, Fastbus и др.

Шина является достаточно дешевым и надежным коммутатором. Однако при коммутации большого количества коротких сообщений накладные расходы на арбитраж становятся значительными, что существенно ограничивает пропускную ее способность.

Коммутаторы с пространственным разделением(координатный коммутатор). Коммутатор с пространственным разделением представляет собой совокупность мультиплексоров, число которых равно количеству выходов коммутатора (см. рис. 1).

Коммутаторы с пространственным разделением имеют минимальное время задержки на коммутацию, но высокую сложность, а потому и недостаточно высокую надежность.

Одним из самых важных свойств коммутаторов с пространственным разделением является то, что он представляет собой неблокирующую коммуникационную сеть. Т.е. ни один из входов не может получить отказа от соединения из-за занятости какого-либо мультиплексора (конечно, при условии, что свободен требуемый выход). Еще одним важным достоинством такого коммутатора является отсутствие необходимости планирования схемы соединений.

Рис. 1. Структура простого пространственного 3*3 коммутатора. МП – мультиплексор.

Свое второе название (координатные коммутаторы) простые коммутаторы с пространственным разделением получили по той причине, что схему коммутации с помощью этого коммутатора можно представить в виде, представленном на рис. 2.

Рис. 2. Другой вид координатного коммутатора, представленного на рис. 1.