Синтез целочисленных алгоритмов для микропроцессорной обработки информации при решении задач электронной кинематики

• Автор: Булатников, Александр Андреевич
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Краснодар
• Количество страниц: 181 с. : ил.

Содержание
Введение

1. Целочисленная арифметика - основа алгоритмизации микропроцессорных систем

1.1 Историко-логический обзор машинной алгоритмизации

1.2 Сущность ЫБС - архитектуры

1.3 Целочисленная арифметика

1.3.1 Преимущества и недостатки формата “целый”

1.3.2 Основные операции целочисленной арифметики

1.4 Основные вычислительные методы в целочисленной арифметике

1.4.1 Разностно-итерационные методы

1.4.2 Методы псевдоповоротов вектора
1.4.3 Метод оценочных функций
1.4.4 Цифровые интегрирующие методы
1.5 Аппаратная поддержка целочисленной арифметики
1.6 Системный анализ проблемы микропроцессорной
обработки информации
1.7 Выводы
2. Базовые процедуры целочисленной обработки информации
2.1. Основные положения цифровой интерполяции
2.2 Цифровая линейная интерполяция
2.3 Обобщенный алгоритм цифровой интерполяции
2.3.1 Синтез обобщенного алгоритма
2.4 Динамическое умножение и деление
2.5 Статическое умножение и деление
2.6 Динамическое деление на константу
2.7 Пересечение двух прямых
2.8 Цифровая интерполяция дуги окружности

2.9 Цифровая интерполяция окружности
2.10 Расширение области применения алгоритма
круговой интерполяции
2.11 Реверсивный алгоритм цифровой интерполяции
2.12 Угловые перемещения радиус-вектора
2.13 Тестирование целочисленного алгоритма
цифровой интерполяции окружности
2.14 Выводы
3. Синтез целочисленных алгоритмов цифровой
интерполяции кинематических траекторий
3.1 Цифровая интерполяция циклоиды
3.2 Цифровая интерполяция эпициклоиды
3.3 Цифровая интерполяция гипоциклоиды
3.4 Алгоритм цифровой интерполяции эвольвенты
окружности
3.4.1 Вариант 1 “Контроль по касательной”
3.4.2 Вариант №2 “Контроль по площади”
3.4.3 Алгоритм цифровой интерполяции эвольвенты
(по аналитике)
3.5 Цифровая интерполяция трактрисы
3.6 Тестирование целочисленных алгоритмов цифровой интерполяции циклоиды, эпи- и гипоциклоиды,
эвольвенты (три варианта)
3.7 Выводы
4. Решение задач электронной кинематики средствами
геометрического моделирования на микропроцессорах
4.1 Исторический экскурс
4.2 Имитация кривошипно-шатунного механизма (КШМ)
4.3 Варианты геометрии КШМ

4.4 Задача о кинематическом треугольнике
4.5 Плоский двухзвенный манипулятор
4.6 Плоский трехзвенный шарнирно-стержневой механизм
4.7 Управление приводами манипулятора
4.8 Выводы
Заключение
Список используемых источников
Приложение П1. Программа эмуляция алгоритма
цифровой круговой интерполяции на языке Ое1рЫ
Приложение П2. Листинг выходных результатов
цифровой интерполяции окружности (радиусом г=20)
Приложение ПЗ. Программа эмуляции алгоритма
цифровой интерполяции циклоиды на языке ОеІрЬі
Приложение П4. Программа эмуляции алгоритма цифровой
интерполяции эпициклоиды (и гипоциклоиды) на языке Оеіріїі
Приложение П5. Программа эмуляции алгоритма цифровой интерполяции эвольвенты окружности на языке Оеіріїі
(вариант 1)
Приложение П6. Программа эмуляции алгоритма цифровой интерполяции эвольвенты окружности на языке Оеіріїі
(вариант 2)
Приложение П7. Программа эмуляции алгоритма цифровой интерполяции эвольвенты окружности на языке Оеіріїі
(по аналитике)
Приложение П8. Документы о внедрении результатов

1.7 Выводы
1. В результате историко-логического анализа установлено, что эвристический путь алгоритмизации не обеспечивает эффективный синтез алгоритмов, оптимальных для микропроцессорной реализации.
2.Установлена необходимость и рекомендован переход к целочисленным алгоритмам, не содержащим умножений, делений и других так называемых длинных операций.
3. Обоснована и рекомендована архитектура используемых микропроцессоров для реализации быстродействующих целочисленных алгоритмов обработки информации, а именно, - ШБС- архитектура.
4. Определены преимущества и недостатки целочисленной арифметики, предлагаемой в качестве основы целочисленных алгоритмов.
5. Проанализированы основные вычислительные методы и предложены разностно-итерационные как наиболее эффективные применительно к микропроцессорам.
6. Указано на высокую эффективность метода оценочных функций как одной из разновидностей разностно-итерационных алгоритмов.