Введение к работе
Актуальность. Появление элементной базы в виде программируемых
БИС породило новой класс компьютерных устройств, именуемых
встраиваемыми системами. Встраиваемые системы не являются
вспомогательными элементами каких либо устройств. Одной из основных отличительных особенностей встраиваемых систем является возможность реализации с их помощью алгоритмов, которые реализовывались ранее с помощью механических, электромеханических, гидравлических и других неэлектронных устройств. Применение встраиваемых систем позволяет легко модифицировать алгоритмы функционирования устройств, применительно к пожеланиям пользователей и меняющимся условиям эксплуатации.
Большое разнообразие доступной элементной базы позволяет реализовывать функционально одинаковые встраиваемые системы в виде различных программно-аппаратных структур.
Инструментальные средства и апробированная технология
проектирования предоставляют возможность большому числу небольших
коллективов разработчиков заниматься разработкой встраиваемых систем. В
условиях рыночной экономики усиливается конкурентная борьба между
производителями такой техники. Поэтому актуальной становится проблема
оценки качества встраиваемых систем на ранних этапах проектирования для
сравнения их с другими системами. Рациональный выбор структуры
встраиваемого устройства на этапе структурного проектирования определяет
в дальнейшем его степень соответствия функциональным параметрам,
стоимость, сроки и трудоемкость проектирования, возможность
последующей модернизации и многое другое. Важнейшую роль играет способ оценки степени удовлетворенности потребителей встраиваемой системы. При этом необходима методика, позволяющая преобразовывать требования потребителей (зачастую носящие качественный характер) в конечные количественные характеристики проектируемой системы.
Таким образом, структурное проектирование встраиваемых компьютерных систем связано с анализом большого количества параметров, в пространстве которых приходится искать наилучшее решение.
Одним из способов уменьшения пространства параметров проектируемой системы - сведение размерности пространства параметров к размерности характеристик целевой проектируемой измерительной системы.
Дополнительные проблемы возникают при попытке проектирования встраиваемой системы, основанной на уже существующем прототипе. При разработке таких систем приходится сталкиваться, как с техническими, так и с организационными проблемами. Необходимо решить, какие из имеющихся структурных решений следует модернизировать, а какие можно оставить.
Залогом эффективного решения этих задач, прежде всего, является выбор рациональной структуры проектируемой встраиваемой системы в
соответствии с техническим заданием и пожеланиями потребителей и возможностями коллектива разработчиков (наличие инструментальных средств проектирования, опыта работы с ними, ограничениями на сроки проектирования и т.д.).
В свете этого решение, перечисленных выше проблем, является актуальным.
Цель работы
Разработка методики сравнительной оценки качества проектируемой и эталонной встраиваемой системы.
Разработка методики преобразования требования потребителя в конечные количественные характеристики встраиваемой системы.
Разработка модели итеративного структурного проектирования встраиваемых компьютерных систем с заданными интегральными показателями.
Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи:
построение модели структурного проектирования встраиваемых систем на базе программируемых БИС,
оценка соответствия параметров модели пожеланиям потребителей,
разработка методов итеративного структурного проектирования для систем на базе программируемых БИС.
Степень обоснованности научных положений, выводов и рекомендаций.
Научные положения, выводы и рекомендации обоснованы теоретически с использованием аппарата системного анализа и системного проектирования, методов декомпозиции задач и алгоритмов, а также методов синтеза алгоритмов. Предложенная методика проектирования подтверждена результатами работы разработанного программного обеспечения.
Научная новизна работы состоит в следующем:
разработана модель проектирования встраиваемых компьютерных систем с заданными интегральными показателями на основе прототипа;
адаптирован метод обработки пожеланий потребителей разрабатываемых систем применительно к процессу формирования векторного критерия качества;
разработан метод получения оценки вектора компонентов системы по критерию максимального правдоподобия.
исследована рекуррентная методика оценки вектора компонентов системы с изменяемыми и дополнительными интегральными показателями.
Практическая ценность. На основе проведенных исследований и предложенных методов разработан алгоритм и программа позволяющая
- оценить пожелания потребителей проектируемой встраиваемой
системы на этапе структурного проектирования;
- получить оценку вектора проектирования, обеспечивающего
заданное качество системы в виде интегральных потребительских
характеристик системы.
Апробация работы. Основные результаты работы были представлены на Научно-практической конференции «Актуальные проблемы аппаратно-программного и информационного обеспечения науки, образования, культуры и бизнеса» 2008 г.
Положения диссертации докладывались на научных семинарах кафедры "Персональные ЭВМ и сети" (МГУПИ).
Публикации. Результаты диссертационной работы опубликованы в 5 печатных работах.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы из 105 наименований, содержит 105 страниц текста и 14 рисунков.
Похожие диссертации на Математическое и программное обеспечение структурного проектирования встраиваемых компьютерных систем
