Алгоритмы и устройства клеточной самоорганизации программопереноса отказоустойчивого мультимикроконтроллера

• Автор: Медведева, Мария Васильевна
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Курск
• Количество страниц: 170 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. СИНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ПОДХОД К ОБЕСПЕЧЕНИЮ ОТКАЗОУСТОЙЧИВОСТИ МУЛЬТИМИКРОКОНТРОЛЛЕРА
1.1. Сравнительный анализ методов обеспечения отказоустойчивости мультимикроконтроллера
1.2. Синергетический подход к построению алгоритмов самоорганизации - алгоритмов виртуального программопереноса
1.3. Формальная модель алгоритма клеточных вычислений
1.4. Постановка задач исследований по разработке клеточной само-организующей оболочки мультимикроконтроллера
1.5. Выводы к главе
2. РАЗРАБОТКА МЕТОДА И АЛГОРИТМА КЛЕТОЧНОЙ САМООРГАНИЗАЦИИ РЕТРАНСЛЯЦИОННОГО
ПРОГРАММОПЕРЕНОСА
2.1. Математические модели и этапы программопереноса с ретрансляцией
2.2. Содержательная формулировка алгоритма программопереноса
2.3. Определение допустимых вариантов ретрансляции
2.4. Клеточный алгоритм программопереноса с ретрансляцией
2.5. Выводы к главе
3. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ И АЛГОРИТМОВ КЛЕТОЧНОЙ САМООРГАНИЗАЦИИ АДАПТИВНОГО
ПРОГРАММОПЕРЕНОСА
3.1. Характеристика алгоритма адаптивного программопереноса
3.2. Построение клеточного алгоритма адаптивного программопереноса
3.3. Проектирование адаптивного алгоритма программопереноса с ретрансляцией
3.4. Выводы к главе

4. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ И ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК КЛЕТОЧНЫХ АВТОМАТОВ
ПРОГРАММОПЕРЕНОСА
4.1. Структурный синтез КА самоорганизации ретрансляционного программопереноса
4.1.1. Задание алфавита и построение структурной схемы автомата клетки
4.1.2. Синтез выражений для функций реализации операции (У
4.1.3. Синтез выражений для функций реализации операции
4.1.4. Синтез выражений для функций реализации операции 0|
4.1.5. Синтез выражений для функций выполнения операции

4.2. Структурный синтез КА самоорганизации адаптивного программопереноса
4.2.1. Задание алфавита и построение структурной схемы клетки
4.2.2. Синтез выражений для функций реализации операции 0%
4.2.3. Синтез выражений для функций реализации операции 0|
4.2.4. Синтез выражения для функционального отказа
4.2.5. Структурный синтез КА самоорганизации комбинированного программопереноса
4.3. Сравнительный анализ устройств самоорганизации
4.4. Выводы к главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Создание современных средств автоматизации управления основано на постоянно развивающихся принципах построения системно-ориентированной приборной продукции, включающих: интеллектуализацию средств автоматики, открытость систем по программам и аппаратуре, использование сетевой архитектуры различной конфигурации, введение распределенности и децентрализации обработки информации, реализацию новых информационных технологий. Мультимикроконтроллеры, являющиеся объектом исследований в данной работе, представляющие дискретную микрокон-троллерную сеть для реализации сложных логических алгоритмов параллельнопоследовательной структуры, удовлетворяют указанным принципам и в связи с этим находят широкое применение в управлении. Однако расширение сферы использования современных средств автоматизации приводит к постановке новых задач при разработке мультимикроконтроллерных устройств.
Так, важнейшими требованиями к управляющим устройствам ответственного применения являются отказоустойчивость и безостановочность (непрерывность) их функционирования в условиях отказов. Обеспечение непрерывной работы мультимикроконтроллера в условиях отказов возможно, если мультимикроконтроллер самостоятельно, без управления извне, оперативно реконфигурирует структуру, перенастраивает работоспособные микроконтроллеры и восстанавливает функционирование с требуемой точки управляющего процесса. Быстрое выполнение указанных процедур достигается при их аппаратурной (программно-независимой) реализации.
Аппаратурные средства обеспечения отказоустойчивости для сохранения открытости мультимикроконтроллера (прежней структуры связей, масштабируемости, гибкости) должны также, как и исходный мультимикроконтроллер, иметь распределенную и децентрализованную структуру обработки данных о состояниях микроконтроллеров. Существующие методы обеспечения отказоустойчивости управляющих систем не позволяют организовать оперативные распределенные однородные средства реконфигурации и перенастройки муль-

Пара (Уи, т0 называется клеткой, в которой Уи е А (А- алфавит для описания СЛОВ клеток), ГПк - ИМЯ клетки ({Шк} = М- множество имен клеток).
Конечное множество клеток, в котором нет ни одной пары клеток с одинаковыми именами, называются клеточным массивом. Подстановка представляется выражением вида:
в: (1)
где Ш], 1¥2 - клеточные массивы.
Результат выполнения подстановки в в клеточном массиве 1¥равен:
Ж' = (Ж1)иЖ2. (2)
Функция <р(т), заданная на множестве имен М({тк}=М), называется именующей. Конечное множество именующих функций Т-{<р1(т), <р2(т)
шаблоном. В шаблоне удобно иметь тождественную функцию фе(т)=т. Мно-
жество имен Т(т<), полученных путем подстановки конкретного имени т( в шаблон Т, называется элементом шаблона.
Выражение вида 8(т) = а21(т) ...ад(т где {(р2(т)... <рч(т)} - шаблон;
аи... ,ач - слова состояний клеток (р!(т)
Выражение вида:
О: 81(т)~>82(т), где ) = а<р/т)а<р/т)...а9/т),
82(т) = Ь?(т)Ь?(т).У/т>,
называется параллельной подстановкой.
Присвоение аргументу т конкретного значения т1 выделяет одиночную подстановку, которая называется микрооперацией и обозначается 9(т().