Конструирование программного обеспечения спецвычислителей с заданным алгоритмом функционирования

• Автор: Сычугов, Алексей Алексеевич
• Шифр специальности: 05.13.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 166 с. : ил

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ.

1 АНАЛИЗ МЕТОДОВ РАСЧЕТА И СИНТЕЗА ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ.

1.1 Понятие спецвычислителя и алгоритма его функционирования

1.2 Понятие и этапы конструирование программного обеспечения спецвычислителей.

1.3 Факторы, действующие на вычислительную систему и показатели, характеризующие эффективность ее функционирования

1.4 Цели и методы моделирования спецвычислителей.

1.5 Анализ существующих методов оценки эффективности функционирования вычислительной системы
1.6 Выводы.

2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ

ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ СПЕЦВЫЧИСЛИТЕЛЕЙ

2.1 Постановка вопроса конструирования программного обеспечения спецвычислителей.
2.2 Синтез множества возможных вариантов программного обеспечения спецвычислителя
2.3 Синтез параметров оценки эффективности алгоритма функционирования вычислительной системы
2.4 Группировка параметров оценки эффективности функционирования вычислительной системы.
2.5 Моделирование при конструировании программного обеспечения спецвычислителей.
2.6 Поиск внутри ограничивающей поверхности
2.7 Выбор оптимального варианта из множества допустимых
2.8 Выводы.
3 ОЦЕНКА ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ
3.1 Оценка временных и вероятностных характеристик функционирования системы.
3.2 Моделирование прерываний.
3.3 Моделирование систем с общим каналом передачи данных.
3.4 Применение методов сокращения множества допустимых решений. .
3.5 Оценка точности расчета параметров.
3.6 Выводы
4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МЕТОДОЛОГИИ КОНСТРУИРОВАНИЯ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
СПЕЦВЫЧИСЛИТЕЛЕЙ
4.1 Описание программного комплекса анализа и синтеза алгоритма
функционирования вычислительной системы.
4.2 Синтез программного обеспечения спецвычислителя в составе электропривода
4.3 Конструирование программного обеспечения спецвычислителя
прибора с заданным набором функций
4.4 Исследование точности полученных результатов
4.5 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


В первых определениях говорилось, что система - это элементы и связи между ними или комплекс взаимодействующих элементов, находящихся в определенных отношениях друг с другом и со средой. В определении понятия «система» может учитываться различное количество факторов. В литературе [] рассмотрены определения понятия «система» в символьной форме. В работе исследуются спецвычислители, используемые в технических системах для решения различных задач. Определение 1. Спецвычислитель - цифровое вычислительное устройство, которое функционирует в составе некоторой технической системы и предназначенное для решения ряда задач, например, управление объектом или совокупностью объектов, обработка некоторого потока данных по заданному алгоритму и т. Спецвычислителем могут быть сложная электронная вычислительная машина или однокристальный микропроцессор или микроконтроллер. Вследствие этого синонимом понятию «спецвычислитель» является понятие «вычислительная система», «вычислитель». Символьное определение исследуемой вычислительной системы можно записать в виде (1. X - входы, У - выходы, Z - состояния, Н - оператор переходов, (? Под оператором переходов Я здесь понимается алгоритм функционирования вычислительной системы, который представляет собой последовательность выполняемых операций. Согласно определения в исследуемых вычислительных системах вид Я не меняет ся. Основными понятиями, характеризующими строение и функционирование вычислительных систем, являются элемент, подсистема, структура, связь, состояние, поведение, внешняя среда, модель []. Элемент. Под элементом понимается простейшая неделимая часть вычислительной системы, предел разделения ее с точки зрения решения конкретной задачи. Подсистема Любая вычислительная система может быть разделена на подсистемы, которые представляют собой компоненты более крупные, чем элементы, но более детальные, чем система в целом. Возможность деления системы на подсистемы связана с вычленением совокупностей взаимосвязанных элементов, способных выполнять относительно независимые функции, подцели, направленные на достижение общей цели системы. Такая часть должна облагать свойствами системы, например, свойством целостности. Структура отражает наиболее существенные взаимоотношения между элементами и их группами, которые обеспечивают существование вычислительной системы и ее основных свойств. Структура - это совокупность элементов и связей между ними. Структура может быть представлена графически, в виде теоретико-множественных описаний, матриц или графов. Связь. Это понятие входит в определение вычислительной системы наряд}' с понятием «элемент» и обеспечивает возникновение и сохранение структуры и целостных свойств системы. Оно характеризует одновременно и статику (строение) и динамик}- (функционирование) вычислительной системы. Связь характеризуется направлением, силой и характером. По первым двум признакам связи делятся на направленные и ненаправленные, сильные и слабые, по третьем}' на связи подчинения и связи управления. Также связи делятся по месту приложения на внутренние и внешние, по направленности -на прямые и обратные. Состояние - это множество существенных свойств, которыми обладает вычислительная система в данный момент времени. Поведение - это свойство вычислительной системы, способной переходить из одного состояния в другое. При этом указанное свойство интересно в случае, если неизвестны закономерности переходов системы из одного состояния в другое. В этом случае возникает задача определения поведения системы, то есть выяснения закономерностей перехода системы из одного состояния в другое. Под внешней средой понимается множество элементов, не входящих в вычислительную систему, но оказывающих влияние на ее поведение. Под моделью вычислительной системы понимается описание системы, отображающее определенную группу ее свойств. Создание модели позволяет предсказать поведение системы в определенном диапазоне условий. Для унификации количественных характеристик систем, задач их изучения вводятся различные классификации систем, в основу которых могут быть положены различные признаки []. Один из вариантов классификации приведен на рис. Т ип Открытые . Сге ! Рис.