Разработка методов и средств моделирования и оптимизации программных структур в среде ЭФ-технологии проектирования АСУ ТП

• Автор: Лопарёв, Владимир Викторович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 244 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОГРАММНЫХ СТРУКТУР

АСУ ТП В СРЕДЕ ЭФТЕХНОЛОГИИ.

1.1. Обзор методов и средств имитационного моделирования систем и алгоритмов

управления.

1.2. Описание процесса имитационного моделирования программных структур АСУ ТП

в среде ЭФтехнологии

1.3. Имитационное моделирование локальных

программных модулей с применением программируемой вычислительной машины

1.4. Построение имитационной модели модульной программной структуры АСУ ТП в

среде ЗФтехнологии
ГЛАВА 2. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОГРАММНЫХ МОДУЛЕЙ ПО ФУНКЦИОНАЛЬНЫМ БЛОКАМ АСУ ТП.
2.1. Задача распределения программных модулей по блокам системы и методы ее решения.
2.2. Параметрическая модель решения задачи
распределения
2.3. Алгоритм решения задачи распределения
модулей по блокам системы
ВЫВОДЫ.
ГЛАВА 3. РАСПАРАЛЛЕЖВАНИЕ ПРОГРАММНЫХ МОДЛЕЙ
НА ГРАФОВЫХ МОДЕЛЯХ.
3.1. Математическая модель решения задачи
распараллеливания программных модулей
3.2. Алгоритм решения задачи распараллеливания модулей в ЭФтехнологии
ГЛАВА 4. ВОПРОСЫ РЕАЛИЗАЦИИ И ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДОВ МОДЕЛИРОВАНИЯ И ОПТИМИЗАЦИИ ПРОГРАММНЫХ
СТРУКТУР АСУ ТП.
4.1. Реализация методики имитационного моделирования локальных программных модулей на базе языка ЭФМ и системы
СИГМАМ.
4.2. Вопросы реализации методов, моделей и алгоритмов моделирования и оптимизации программных структур АСУ ТП.
4.3. Средства комплексного моделирования программных структур АСУ ТП в среде
ЭФтехнологии.
4.4. Вопросы применения разработанных методов и средств моделирования и оптимизации программных структур в процессе проектирования систем управления
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Эти трудности связаны с особенностями алгоритмов, присущих имитационным моделям сложных систем, а также анализом адекватности имитационных моделей технологическим процессам, протекающим в реальных системах управления. С этой точки зрения такие модели имеют ряд недостатков. С одной стороны, основой при построении алгоритмических имитационных моделей (АИМ) служит функциональное рассмотрение системы, что придает модели форму совокупности взаимодействующих процессов, описывающих функционирование системы управления. Поэтому структура исследуемой системы оказывается выраженной во взаимосвязи процессов модели (в языках программирования обычно - через механизм глобальных переменных) и в модели явным образом не представляется. А необходимость обеспечения адекватного представления структуры исследуемой системы в машинной программе очевидна. С другой стороны, анализ адекватности АИМ усложняется самой формой их представления. В-третьих, трудности программирования параллельных алгоритмов, так как алгоритмические языки ориентированы на описание чисто последовательных вычислительных процессов. Поэтому программная имитация параллельных процессов сводится к организации псевдопараллельного развития параллельных процессов, что в общем случае достаточно сложно с точки зрения программирования. В-четвертых, трудности программной имитации во времени процессов функционирования системы. Таким образом, основной недостаток данного подхода к разработке имитационных моделей - трудности программирования. Каждая новая система моделируется новой программой, и между различными моделями преемственность отсутствует или она бывает незначительна. К тсм/же АИМ часто громоздки, не обладают наглядностью, трудно поддаются отладке и модификации. Достоинство подхода - возможность использования стандартного программного обеспечения ЭВМ. В последние годы в нашей стране и за рубежом много внимания уделяется развитию проблемно-ориентированных языков системного моделирования сложных систем. Применение языков моделирования позволяет автоматизировать процесс составления машинной программы моделирования. Языки системного моделирования, как правило, содержат средства, легко интерпретируемые в терминах обычных физических объектов систем. Это обеспечивает достаточную наглядность языковых описаний систем. Языки имитационного моделирования (ЯИМ) предоставляют пользователю унифицированный набор понятий, в терминах которых описываются структуры и порядок функционирования сложных систем широкого класса. Методологическую основу ЯИМ составляют представления об объекте исследования как о системе с дискретными событиями. При этом модель строится таким образом, что поведение системы воспроизводится в виде последовательности ее состояний во времени. Всякое фиксируемое изменение состояния системы называется событием. СЛЭНГ [ ], 6Я []. ЯИМ НЕДИС [ ]предназначен для моделирования как непре-рывных, так и дискретных систем. Каждый из ЯИМ имеет свои преимущества и недостатки [ ], в то же время следует отметить причины, препятствующие экспериментальному применению этих языков или ограниченному использованию в условиях, когда требуется быстрое построение модели: ориентация на объекты и понятия, связанные с аппаратурой и операционными системами ЭВМ; жесткая привязанность их к конкретному классу ЭВМ; собственный алгоритмический язык; и как следствие, сложность их эксплуатации, делающей недоступной работу с ЯИМ пользователю, не обладающему специальной подготовкой в области программирования. При этом использование ЯИМ предполагает основательное знакомство с синтаксисом и семантикой ЯИМ, а также понимание концепций моделирования, заложенных цри его реализации. Выгоды от использования ЯИМ могут и не окупиться из-за значительных затрат на его изучение, а любая неточность или неопределенность использования языковых средств, предназначенных для выполнения определенных функций, может привести к ошибкам моделирования. Следует также отметить, что большинство ЯИМ обеспечивает моделирование достаточно общих процессов. Попытка специального применения может привести к противоречию с принципами, положенными в основу этого языка, а также к току, что некоторые возможности языка оказываются излишними.