Использование сетей Петри для анализа и синтеза оптимальных модульных систем обработки данных

• Автор: Ходыкин, Виктор Федорович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 182 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. СЕТИ ПЕТРИ И ЗАДАЧИ СИНТЕЗА ОПТИМАЛЬНЫХ

МОДУЛЬНЫХ СИСТЕМ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ.

1.1. Синтез оптимальных модульных систем

обработки данных обзор .

1.2. Формализованное описание сетей Петри.

Основные понятия и определения .

1.3. Моделирование и анализ автоматизированных систем обработки данных сиспользованием сетей Петри

КРАТКИЕ ВЫВОДЫ.

ГЛАВА 2. СИНТЕЗ ОПТИМАЛЬНЫХ МОДУЛЬНЫХ СОД ПО КРИТЕРИЮ

МАКСИМУМА ИНФОРМАЦИОННОЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ. .
2.1. Определение информационной производительности
систем обработки данных.
2.2. Анализ информационной производительности как целевой функции задач синтеза оптимальных модульных СОД . .
2.3. Постановка и решение задач синтеза оптимальных модульных СОД по критерию максимума
информационной производительности.
2.4. Синтез оптимальной модульной системы обработки
данных для подсистемы АСУ ТПКонтроль МЧЗ.
КРАТКИЕ ВЫВОДЫ
ГЛАВА 3. СИНТЕЗ ОПТИМАЛЬНЫХ МОДУЛЬНЫХ СОД,
РЕАЛИЗУЕМЫХ НА БАЗЕ МУЛЬТИПРОЦЕССОРНЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ.
3.1. Особенности разработки СОД, реализуемых на
базе мультипроцессорных вычислительных систем.
3.2. Постановка и решение задач синтеза
программного и информационного обеспечения СОД, реализуемых с использованием однородных вычислительных систем с жестко распределенной оперативной памятью.
стр.
3.3. Задачи синтеза оптимальных модульных СОД,
. . реализуемых на базе однородных вычислительных систем со свободно распределенной оперативной памятью
3.4. Задача синтеза состава программных модулей СОД, реализуемой на базе мультипроцессорной вычислительной системы с перестраиваемой структурой
3.5. Использование моделей и методов синтеза оптимальных модульных СОД при
проектировании задач АСУ ТПКонтроль МЧЗ
КРАТКИЕ ВЫВОДЫ
ГЛАВА 4. СИНТЕЗ ОПТИМАЛЬНЫХ МОДУЛЬНЫХ СОД ПО
КРИТЕРИЮ МИНИМУМА ОБЩЕГО ВРЕМЕНИ ОБМЕНА С ВНЕШНЕЙ ПАМЯТЬЮ ЭВМ
4.1. Синтез оптимального состава модулей
программного обеспечения систем обработки данных
4.2. Синтез оптимальной функциональной
модульной блоксхемы обработки данных и
оптимального состава информационных
массивов СОД.
4.3. Использование методов синтеза программного и информационного обеспечения оптимальных модульных СОД при проектировании задач АСУ Росстройбанка и АСУ МТС Метро.
КРАТКИЕ ВЫВОДЫ.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ЛИТЕРАТУРА


Поставлена и решена задача оптимального выбора состава информационных массивов по критерию минимума общего времени обмена между внешней и оперативной памятью ЭВМ при заданном составе программных модулей. Решение данной задачи состоит в определении оптимальной последовательности выполнения процедур в программных модулях по критерию минимума числа обращений к внешней памяти и последующем выборе состава информационных массивов. Для решения данной задачи разработан комбинаторный алгоритм, основанный на методах последовательного построения, анализа и отбора вариантов решений и наименьшего разбиения. Разработанные в диссертационной работе модели, методы, алгоритмы и программы использовались при разработке оптимальных модульных СОД для задач 'АСУ МТС "Метро", "АСУ ТП-Контроль МЧЗ", АСУ "Росстройбанк и ряда задач АСУ группы предприятий Молдавского региона, что позволило получить значительный экономический и технико-тактический эффект. Подтвержденный актами о внедрении экономический эффект составляет тыс. В приложении к диссертации приведены описания и характеристики программ для решения задач синтеза оптимальных модульных систем обработки данных, а также материалы, подтверждающие практическое использование и внедрение полученных автором результатов исследований. ГЛАВА I. СЕТИ ПЕТРИ И ЗАДАЧИ СИНТЕЗА ОПТИМАЛЬНЫХ МОДУЛЬНЫХ СИСТЕМ ОБРАБОТКИ. В данной главе проведен анализ существующих моделей и методов синтеза оптимальных модульных систем обработки данных. Используемые традиционные модели СОД (сетевые, графовые модели, модели теории расписаний и другие) не полностью учитывают характерные особенности современных ЭВМ и систем обработки данных: возможности параллельной реализации отдельных процедур и программных модулей на множестве процессоров, наличие альтернативных вариантов обработки данных, конкурентность программных модулей между собой, по отношению к информационным массивам и ресурсам ЭВМ и другие особенности. Для учета этих особенностей при моделировании СОД предлагается использовать сети Петри, позволяющие адекватно описывать дискретные процессы обработки данных на современных ЭВМ или в сетях ЭВМ. С помощью аппарата сетей Петри строится формальная модель взаимодействия программных модулей и информационных массивов в сложных системах обработки данных с конкурирующими событиями и наличием ограничений на возможности технологии и технических средств обработки данных. Посредством сетей Петри моделируются основные события, происходящие в дискретных системах обработки данных, условия, определяющие их возникновение и изменение, а также соотношения между событиями и условиями. Процедурам и информационным элементам систем обработки данных ставятся в соответствие элементы сетей Петри - переходы и состояния. И в зависимости от связи процедур и информационных элементов определяются функции инцидентности. Приводятся особенности построения графа достижимости сети Петри, который используется для разработки алгоритмов синтеза оптимальных модульных СОД. Создание и развитие ЭВМ позволило приступить к эффективному решению больших и сложных задач вычислительного характера. Однако в дальнейшем основной сферой применения электронных вычислительных машин стали невычислительные задачи, в которых над элементами обрабатываемой информации или вовсе не выполняются никакие арифметические действия, или же их доля относительно невелика /, /. Основное внимание в таких задачах уделяется вводу - выводу больших информационных массивов, поиску в них нужных сведений и так далее. О размерах информационных массивов современных систем обработки данных можно судить по АСУ "Прибор //, годовой объем входной информации которой составляет более 0 млн. Сроки создания АСУ крупными министерствами и ведомствами составляет 8- лет, стоимость разработки - от 5 до млн. Потребности в программном обеспечении растут значительно быстрее (# в год), чем возможности их разработки, которые увеличиваются примерно на # в год /, /. В последние годы разработка АСУ связывается прежде всего с построением модульных систем обработки данных, поскольку при разработке модульных СОД затраты сокращаются на -# по сравнению с индивидуальным проектированием.