Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Формирование структур и алгоритмов в системе организации аналого-цифровых моделей с автоматической реконфигурацией Губенко Наталия Евгеньевна

Формирование структур и алгоритмов в системе организации аналого-цифровых моделей с автоматической реконфигурацией
<
Формирование структур и алгоритмов в системе организации аналого-цифровых моделей с автоматической реконфигурацией Формирование структур и алгоритмов в системе организации аналого-цифровых моделей с автоматической реконфигурацией Формирование структур и алгоритмов в системе организации аналого-цифровых моделей с автоматической реконфигурацией Формирование структур и алгоритмов в системе организации аналого-цифровых моделей с автоматической реконфигурацией Формирование структур и алгоритмов в системе организации аналого-цифровых моделей с автоматической реконфигурацией Формирование структур и алгоритмов в системе организации аналого-цифровых моделей с автоматической реконфигурацией Формирование структур и алгоритмов в системе организации аналого-цифровых моделей с автоматической реконфигурацией Формирование структур и алгоритмов в системе организации аналого-цифровых моделей с автоматической реконфигурацией
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Губенко Наталия Евгеньевна. Формирование структур и алгоритмов в системе организации аналого-цифровых моделей с автоматической реконфигурацией : ил РГБ ОД 61:85-5/1089

Содержание к диссертации

Введение

1. Анализ способов и средств моделирования динамических систем с переменной структурой 10

1.1. Концептуальная основа построения моделей динамических систем с переменной структурой (ДСПС)...

1.2. Особенности технических средств и методов реализации моделей ДСПС 15

1.3. Классификация программных средств моделирования ДСПС 28

1.4. Способы организации процесса управления рекон фигурацией моделей в непрерывных и комбинированных СИМ 40

1.5.Выводы и основные задачи диссертационной работы. 51

2. Методика организации структур и управлений при аналого-цифровой реализации моделей.сложных динамических систем . 56

2.1. Обобщенная модель как сложная динамическая система 56

2.2. Организация процесса управления моделью сложной динамической системы 71

2.3. Обобщенная модель как композиция автоматов 95

2.4. Выводы 100

3. Выбор структуры и функциональная организация модулей препроцессора перестраиваемых аналого-цифровых моделей 102

3.1. Проблемно ориентированный язык описания моделей ДСПС 104

3.2. Организация языкового процессора

3.3. Формирование базы данных для АСМ ДСПС 126

3.4. Выводы 139

4. Организация процесса формирования операционной и управляющей частей модели ДСПС 142

4.1. Концептуальная основа формирования динамически ре-конфигурируемых плексов абстрактных схем моделирования ( АСМ) ДСПС 142

4.2. Разработка языка описания плекса ДСПС 147

4.3. Отображение АСМ ДСПС в реальную модель на множестве аппаратурно-программируемых средств АЦВС 166

4.4. Выводы 187

Заключение 190

Литература 194

Введение к работе

Одним из ведущих факторов, определяющих в настоящее время темпы научно-технического прогресса, является вычислительная техника. Предоставляя пользователям все более развитые технические, математические и программные средства, она проникает во все большее число отраслей народного хозяйства нашей страны. В "Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1981-1985 годы и на период до 1990 года" подчеркивается особая необходимость совершенствования вычислительной техники, ее элементной базы и математического обеспечения .

Эффективным направлением повышения производительности современной вычислительной техники является развитие и совершенствование ее аналоговых и аналого-цифровых средств. Пути и методы ускорения прогресса в этой области рассматривались на Всесоюзной научно-технической конференции "Развитие и использование аналоговой и аналого-цифровой вычислительной техники ( Москва, 1981 г.) и . ХКХУШ Всесоюзной научной сессии, посвященной Дню радио ( Москва, 1983 г.) и нашли отражение в их решениях, где особо подчеркивалась необходимость повышения темпов внедрения новых средств аналоговой и аналого-цифровой техники ( АВТ и АЦВТ ) в народное хозяйство, включая автоматизацию их работ , развитие операционного и математического обеспечения и т.п. В решении этих проблем принимают участие коллективы научно-исследовательских институтов и высших учебных заведений страны: НИИСчетмаш, ИШЭ, ИЛУ, МАИ, ХИРЭ, ДЛИ, ЛЭТИ

и другие.

Средства АВТ и АЦВТ традиционно широко используются при машинном моделировании, а также при автоматизации инженерных и научных исследований. Их применение позволяет ускорять создание управ-

5 ляемых процессов и объектов, успешно решать ряд других важнейших задач в различных областях науки и техники. Исследованиям проблем, связанных с разработкой и совершенствованием этих средств, а также методов их эффективного использования посвящены работы известных советских ученых: Пухова Г.Б., Витенберга И.Н., Когана Б.Я., Самойлова В.Д., Смолова В.Б., Берланя А.Ф., Белякова В.Г., Бердя-кова Г.И., Святного В.А., Казьмина А.И., Ясинявичуса Р.Ю. и многих других / 8,10,12,16,23,26,53,55,57,87,92,94 /. Аналогичные работы проводятся также и за рубежом /41,132,109,132,137 /

В настоящее время в нашей стране проводятся работы по созданию аналоговых вычислительных комплексов четвертого поколения (АВК-4-І), обеспечивающих режим разделения во времени ресурсов аналогового процессора и полную автоматизацию набора модели, включая настройку на требуемые параметры и автокоммутацию всех решающих элементов. Разрабатываемые на базе АВК-4І аналого-цифровые вычислительные системы четвертого поколения (АЦВС-4І) позволяют расширить область применения и круг решаемых с помощью АЦВТ задач задачами исследования и синтеза динамических систем с переменной структурой (ДСПС), решения которых в настоящее время требует развитие авиационной и космической техники, атомной энергетики, наземного и морского транспорта, управление технологическими процессами, промышленными и другими объектами. Необходимость решения подобных задач отражена в правительственных постановлениях и целевых программах, в том числе в целевой комплексной научно-технической программе ГКНТ СМ СССР 0.Ц.026 ( раздел 03), соисполнителем которой является Донецкий политехнический институт. Реализация этих задач средствами АЦВТ второго и третьего поколений затруднялась отсутствием средств полной автокоммутации наборного поля аналогового процессора, что не позволяло полностью автоматизировать

вычислительный процесе формирования и автоматической реконфигурации АЦМ ДСПС.

Повышение сложности решаемых задач и расширение круга пользователей требует развития операционного и прикладного программного обеспечения, позволяющего с наибольшей эффективностью эксплуатировать предоставляемые для моделирования средства АЦВТ.

Важность этих проблем определяется соответствующим постановленном

ем ГКНТ СМ СССР от 17 марта^ 79 ( проблема 0.80.14. задание 09 ).

В этой связи выбор темы диссертационной работы обосновывается актуальностью проблемы автоматизации процесса синтеза и исследования моделей динамических систем с переменной структурой на базе технических средств АЦВТ четвертого поколения.

Целью диссертационной работы является разработка средств и методов автоматического формирования структур аналого-цифровых моделей ДСПС и организации процесса управления их реконфигурацией, ориентированных на технические средства АЦВТ четвертого поколения.

Научная новизна выполненной работы определяется созданием новых средств автоматизации моделирования ДСПС, повышающих эффективность формирования и исследования аналого-цифровых моделей и расширяющих сферу их применения. Основными новыми научными результатами работы, полученными лично автором, являются:

требования к структурно-функциональной организации аналого-цифровых моделей (АЦМ ) ДСПС, отображающих структуру исследуемых систем и обладающих возможностями расширения в процессе развития модели и уточнения ее характеристик;

метод иерархической организации вычислительного процесса управления аналого-цифровым моделированием ДСПС, учитывающий способы реализации и системный характер взаимодействия их функциональных модулей, основанный на использовании автоматных принципов

(7

управления и реализуемый на разных уровнях автоматами с программируемым процессом структурой и коммутацией;

способ организации вычислительного процесса в операционной и управляющей компонентах АІЩ, основанный на использовании согласованного принципа управления;

проблемно-ориентированный интерфейс, состоящий из языка описания ДСПС и препроцессора формирования аналого-цифровых моделей, отображающего с помощью системы транслирующих автоматов исходное описание модели в.плекс-структуру, инвариантную к техническим средствам реализации;

алгоритмы синтеза структуры моделей ДСПС, учитывающие требования к их быстродействию и технические возможности аналоговых ресурсов инструментальных АЦВС.

Использованные в работе методы исследований базируются на применении формального аппарата общей теории систем, теории конечных автоматов, теории алгоритмических языков и интерпретирующих автоматов, теории плекс-структур и использовании научного и технического опыта в области организации структур и вычислительных процессов в АЦМ.

На защиту выносятся следующие положения диссертационной работы:

структурно-функциональная организация обобщенной модели ДСПС, представляемой множеством информационно связанных элементарных моделей, адекватных элементам моделируемой системы, отображаемых функционально полным набором решающих модулей АЦВС;

способ организации вычислительного процесса в перестраиваемых аналого-цифровых моделях, предполагающий их полную автокоммутацию, основанный на функциональном их разделении на операционную и управляющую части и использовании согласованного принципа управ-

8 ления, обеспечивающего эффективность как имитационного так и полунатурного моделирования;

алгоритмы управления, основанные на принципах организации автоматов с переменной структурой и коммутацией, обеспечивающие согласованное функционирование операционной и управляющей частей рсконфигурируешь моделей;

новые проблемно-ориентированные средства описания моделей ДСПС, позволяющие на языке высокого уровня отображать множество семантических объектов моделируемых систем и их взаимодействие, а также алгоритмы их анализа, основанные на применении систем транслирующих автоматов;

методы синтеза динамически реконфигурируемой аналого-цифровой модели, основанные на ее представлении в виде операционного и управляющего плексов на множестве функциональных элементов абстрактной моделирующей среды, позволяющие формализовать и оптимизировать процесс ее формирования с учетом ресурсов инструментальных АЦВС.

Практическая ценность работы заключается в том, что проведенные научные исследования и полученные результаты позволили разработать препроцессор АЦМ ДСПС, осуществляющий формирование моделей и алгоритмов управления их реконфигурацией для любого способа гибридизации по исходному описанию задачи. Являясь структурной единицей прикладного программного обеспечения АЦВС, осуществляющего автоматизацию моделирования, препроцессор снижает требования к квалификации исследователей в области применения технических средств АЦВС четвертого поколения, упрощает интерфейс "исследователь - АЦВС", повышает эффективность моделирования за счет сокращения временных и людских затрат, что позволит значительно расширить круг пользователей и решаемых ими задач.

Реализация результатов работы. Предложенные в диссертационной работе способы и алгоритмы формирования структур аналого-цифровых моделей сложных динамических систем, инвариантных к техническим средствам инструментальной АЦВС, реализованы в виде модулей системы автоматизации составления программ (САСП) АЦБС и внедрены на предприятии НИИСчетмаш, г. Москва с годовым экономическим эффектом 45 тыс, руб.

Структурная организация и алгоритмы автоматического формирования аналоговых схем моделирования сложных динамических систем использованы при разработке модулей программного обеспечения АЦВС-31 и АЦВС-32, разработанных по постановлению ГКНТ СМ СССР № 78 ( проблема 0.80.14, задание 0. 9) от 17 марта 1978 г.,успешно выдержавшего междуведомтвенные испытания. Результаты работы используются также в учебном процессе в Донецком политехническом институте при выполнении курсовых и дипломных работ.

Документы, подтверждающие использование и эффективность выполненных разработок, приведены в Приложении 3.

Диссертационная работа выполнена на кафедре прикладной математики Донецкого политехнического института, входит в план и тематику научно-исследовательских работ, выполняемых на кафедре по проблеме создания программного обеспечения для АЦВС, построенных на базе серийных аналоговых и цифровых машин.

Особенности технических средств и методов реализации моделей ДСПС

Для адекватного отображения модели ДСПС ( рисЛЛ ), описываемой множеством функций и взаимосвязей системы (1 5), в вычислительной среде необходимо выбрать методы и средства ее реализации, Эффективность такого отображения будет существенно зависеть от архитектуры используемой вычислительной системы (ВС) и способов обработки информации, применяемых в ней.

Одним из широко распространенных в настоящее время методов моделирования является процедурной. Это связано с широким распространением классических ВС под которыми понимаются ВС, содержащие один процессор, сосредоточенную память и устройство управления и способные обеспечить только последовательную переработку информации / 69, 80/.

Использование ВС такой архитектуры приводит к необходимости отображения процессов, протекающих в отдельных элементах ДСПС параллельно, и распределенных пространственно, последовательными процедурами переработки информации. При этом каждая функция Тк » присущая каждому из элементов Э , будет моделироваться в классической ВС последовательным выполнением большого числа элементарных команд, а пространственный обмен информацией между отдельными элементами моделируемой ДСПС, осуществляемый с помощью взаимосвязей преобразован в последовательную во времени передачу информации Таким образом, процесс функционирования моделируемой ДСПС, характеризующийся последовательно-параллельным способом переработки информации в системе с пространственной структурой, реализуется чисто последовательной процедурой переработки информации в классической ВС. Это приводит к тону, что модель, реализованная такими средствами, изоморфна оригиналу только по входным и выходным параметрам, то есть адекватно отображает математические и логические свойства модели, но не временные, пространственные и структурные её особенности.

Процедурный метод моделирования обладает рядом существенных недостатков: - трудоемкость программирования функций элементов модели и характера их взаимодействия, обусловленная особенностями процедурного программирования; - сложность взаимодействия с моделью, вызываемая низким уровнем внутреннего языка ВС; - низкое быстродействие модели, затрудняющее ее использование при моделировании систем в реальном и опережающем временных масштабах. Учитывая эти недостатки, особенно трудность взаимодействия процедурно реализованных моделей с реальными объектами и их использование в контурах управления, целесообразным является применение структурных методов, Концепция структурного подхода основана на том, что каждый функциональный элемент моделируемой системы реализуется отдельным вычислительным блоком ВС. Между блоками модели существуют гибкие связи, отражающие взаимодействие элементов ДСПС. Организация последовательно-параллельной работы этих блоков в вычислительной среде осуществляется под действием соответствующей каждой конкретной модели программы управления вычислительным процессом. Структурный подход развивается в работах / 52,87,88,18/. Для реализации структурного подхода ВС должна обладать следующими возможностями: - средствами реализации нужного числа параллельно работающих моделей подсистем моделируемой ДСПС; - возможностями одновременного обмена информацией между отдельными моделями; . - средствами управления реконфигурацией модели ДСПС, заключающейся в инициализации либо уничтожении отдельных межмодельных связей. В настоящее время существует несколько направлений создания ВС, способных обеспечить аффективное моделирование систем с переменной структурой. Одно из них основано на базе микропроцессорной техники» Однако архитектура широко распространенных многопроцессорных ВС, матричных, магистральных, иерархических /75/ ( рис. 1.3, 1.4, 1.5), мало приспособлена для адекватного отображения пространственно-временных характеристик ДСПС. Это связано либо с отсутствием гибкости каналов связи между отдельными процессорами ( матричные, иерархические структуры ) либо с временной организацией обмена информации ( магистральные структуры), что существенно снижает производительность таких ВС при использовании их для моделирования объектов с переменной структурой.

Обобщенная модель как сложная динамическая система

Как следует из анализа, проведенного в главе I, одним из основных требований, предъявляемые к модели сложной динамической системы, является требование адекватности ее структуры структуре моделируемой системы. Реализация структурного подхода в системе аналого-цифрового моделирования позволит обеспечить следующее: - проведение автономной отладки моделей отдельных элементов системы с последовательным объединением их в единую модель; - выполнение анализа временных характеристик моделей разных типов реализации и выбор способа гибридизации, удовлетворяющего задаваемым требованиям; - проведение полунатурного моделирования с заменой моделей отдельных элементов реальной аппаратурой. Эффективность проектируемой системы аналого-цифрового моделирования зависит от способа организации структур моделей и вычислительного процесса их исполнения. В параграфе I.I рассмотрен структурный способ представления сложной динамической системы. Для перехода от реальной системы к модели необходимо выбрать формализм, позволяющий сохранить при отображении ее структурные особенности. Пусть сложная динамическая система О состоит из fs/ элементов ЗІ и описывается в виде (І.І). Поставим в соответствие каждому элементу Зі элементарную модель \Лі со множеством входов X , множеством выходов У , функцией переходов Т функцией выходов А и начальным состоянием. Широкий класс обобщенных моделей сложных динамических объектов содержит элементарные модели, изменяющие свой свойства во время функционирования. Эти изменения отражаются на характере математических законов, описывающих их поведение, и схеме сопряжения. Поэтому элементарную модель (ЭМ) М целесообразно рассмотреть как сложную динамическую систему. Множество различных допустимых ее состояний і Zt } образует . В этом пространстве можно выделить точки, соответствующие принципиальным ( по терминологии В.Н.Бус-ленко / 13 / ) состояниям, то есть таким, которые влияют на ее структуру, параметры и характер функционирования. Комбинация условий от принципиальных состояний ЭМ определяет замкнутую границу От пространства ее состояний. Рассмотрим механизм движения точки Z. в пространстве Пусть в некоторый начальный момент времени ь0 I опреде-л єно состояние элементарной модели Z-0 . Развитие процесса моделирования во времени связано с движением точки Z t в пространстве 2 , то есть Zt Н (І/ Характер поведения функции 2Г (t) во времени, t t0, сохраняется вплоть до попадания точки Zt на границу G пространства Z , то есть до наступления некоторого события. Наступление события вызывает соответствующую реакцию модели, которая сопровождается изменением характера функции Z.[t) и возвращением точки Zt в некоторую внутреннюю точку области Z , при этом происходит скачек состояния. Моменты времени t; попадания точки Zt на граншгу пространства Z и само значение Z определяется совместным решением системы уравнений движения точки Zt и соотношений, задающих границу Сг Таким образом, временной интервал функционирования элементарной модели (І», tK) , где t-к " момент окончания моделирования, разделяется точками попадания на границу Сг на ряд последовательных полусегмен зависят от выбора начального момента о и значения состояния . функция ) является сужением отображения и на каждом из полусегментов храняет свой характер. Траектория движения точки Zt в пространстве состоянийZ на интервале моделирования (10,tk) описывается функциональными зависимостями, определяющими значения Zt для всех полусегментов постоянства характера движения. Способ задания этих зависимостей основывается на используемом математическом аппарате, например, аппарате детерминированных или стохастических автоматов, кусочно-линейных агрегатов, дифференциальных уравнений в частных про 59 наводных и т.д. Пусть исследуемая динамическая система S функционирует в некотором И. -мерном пространстве об . Поведение каждого ее элемента Э; во времени и пространстве распадается на ряд фаз, характеризующихся некоторым постоянным набором атрибутов. Эти атрибуты являются пространственно-временными характеристиками элемента di и представляют собой проекции временных характеристик ( расстояния, скорости, ускорения и т.п. ) на оси координат cLi оС2 , .. . , JL п пространства об

Проблемно ориентированный язык описания моделей ДСПС

Препроцессор перестраиваемых аналого-цифровых модулей динамических систем представляет собой множество операционных, информационных и лингвистических средств, организуемое управляющей программой гибридной операционной системы для обеспечения взаимодействия пользователя с АЦБС в процессе описания и формирования модели ДСПС и исследования ее характеристик, В работах / 26,58, 92 ) рассмотрены структуры по АЦВС, содержащие в качестве подмножества функциональные подсистемы, обеспечивающие формирование и исследование аналого-цифровых моделей.

На рис. 3.1 приведена структурная организация программных средств современной АЦВС. Основным достоинством такой организации является возможность описания модели, ее параметров и процесса исследования некоторой совокупностью функционально ориентированных языков. Это позволяет развивать программные средства моделирования путем замены отдельных подсистем более совершенными либо добавлением их как новых структурных единиц.

Таким образом, для обеспечения моделирования ДСПС необходимо выделить подсистемы, содержащие модули, зависящие от характера изменения функции состояния модели. К ним относятся: 1) подсистема формирования абстрактной схемы моделирования; 2) подсистема настройки и коммутации. Развитие технических средств АЦВС, позволяет организовать динамическую реконфигурацию аналого-цифровых моделей. В этой связи подсистему необходимо заменить процессором перестраиваемых аналого-цифровых моделей, который в качестве основных модулей будет содержать следующие: - проблемно ориентированный язык описания моделей ДСПС; - языковый процессор; - формирователь гибридной модели. Организации этого препроцессора и посвящена данная глава. 3.1. Проблемно ориентированный язык описания моделей ДСПС 3.I.I. Основные концепции построения языка Проблемно ориентированный язык оС моделирования ДСПС является основным средством общения исследователя с комплексом программных и технических средств ЛЦВС при формировании модели. От его простоты и удобства во многом зависит эффективность разрабатываемого программного интерфейса. Понятие простоты является относительным и связано с уровнем программистских навыков каждого конкретно пользователя. У ЗоЬовной массы пользователей этот уровень не превышает уровня языка ФОРТРАН, а во многих случаях является еще более низким. Под удобством языка понимается соответствие лингвистических конструкций SS , описывающих структурно-функциональные особенности исследуемых систем и законы их изменения, изобразительным средствам математического аппарата, традиционно применяемого пользователем в конкретной предметной области исследования. Требования простоты и удобства отдельными многочисленными группами пользователей и породили множество языков моделирования непрерывных динамических систем / 11,53,54,42/. Главное отличие этих языков состоит в способах описания непрерывных процессов, которые могут быть ориентированы на системы обыкновенных дифференциальных уравнений (ОДУ), системы интегральных уравнений (ИУ) и блочную форму задания модели (БЛ), В работе / 42 / приведен обзор 34 языков непрерывного моделирования динамических систем с постоянной структурой. Из них 71 % ориентирован на ОДУ, 21 % - на ИУ, остальные 8 % языков имеют блочную ориентацию. Эти данные убедительно показывают преимущественное количество пользователей, владеющих аппаратом ОДУ. Как правило, процессу исследования свойственно усложнение модели по мере отладки отдельных ее модулей. Способ структурной организации таких моделей рассмотрен в главе 2. При использовании программного интерфейса АЦВС пользователь должен иметь возможность модификации модели как на уровне отдельных параметров, так и на уровне отдельных элементов исследуемой системы. Учитывая вышеизложенное, сформулируем требования к разрабатываемому проблемно-ориентированному языку моделирования ДСПС с учетом его общего назначения для описания различных динамических систем, математические модели которых представлены смешаной системой дифференциальных и алгебраических уравнений. Эти требования заключаются в следующем: - описание модели инвариантно к техническим средствам ее реализации на АЦВС; - отображение в описании модели структурных особенностей исследуемой системы; - введение в язык средств изменения структуры модели; - отображение динамики параметров модели смешанной системой ОДУ и алгебраических уравнений; - удобство средств задания способа реализации отдельных модулей; - введение в язык средств укрупнения структурных единиц модели; - использование аппарата библиотечных структур; - независимость программирования моделей от способа реализации отдельных модулей; - общность форм математического и программного описания уравнений состояния модели; - наглядность и непроцедурность программирования, исключающая необходимость подробного-описания алгоритма решения в виде последовательности инструкций; - структурность программы, облегчающая пользователю контроль в процессе составления описания модели. Разработка проблемного языка, ориентированного на описание математических моделей сложных динамических систем, учитывающего переменность их структуры и инвариантность к техническим средствам реализации на АЦВС, проводилась с учетом этих требований.

Пусть Р - проблемная область, связанная с исследованием систем, описываемых ОДУ и имеющих переменную структуру. Математические модели Г1М г описываются множеством действий и типов данных. Каждому из действий и типов данных соответствуют определенные смысловые образы, называемые в теории формальных языков семантическими объектами S(P) . Взаимосвязь S\P) определяется классом задач не зависимо от языка программирования SC который является средством выражения его структуры.

Концептуальная основа формирования динамически ре-конфигурируемых плексов абстрактных схем моделирования ( АСМ) ДСПС

Как показано в предыдущей главе, разработанный проблемно ориентированный язык и предложенные методы его анализа и разбора, позволяют формировать информационную базу, адекватную математическому описанию моделей ДСПС. Следующей фазой препроцессора формирования аналого-цифровой модели ДСПС является фаза построения модели, инвариантной к техническим средствам реализации и представляемой реконфигурнруемнн плексом в абстрактной моделирующей среде, Рдсм Таким образом, вторая фаза разрабатываемого препроцессора должна осуществить отображение предложений входного языка X в предложении языка Хдсм, описывающего модель ДСПС в абстрактной моделирующей среде.

Для формирования алгоритма 04ф второй фазы препроцессора, Яф : X " " Хдсм» необходимо определить множество семантических объектов, представляющих плекс Рдсм Выбор отдельных элементов этого-множества определяется способом организации плекса Рдсм и средствами его реконфигурации.

Как следует из рассуждений, приведенных в 2.1, отдельным фазам движения элементарной модели М соответствуют системы диф-ференциальных уравнений различной структуры, описывающих М в одних и тех же обобщенных координатах. При этом структура определяется не только конструкцией и характером правых частей уравнений, но и величиной порядка производных по соответствующим обобщенным координатам. При составлении алгоритма СН р , учитывающего эти особенности, возможно реализовать несколько подходов. Рассмотрим их и оценим с точки зрения следующих критериев: а) минимальный расход числа управляющих элементов ( h ) при произвольном расходе числа решающих блоков ( СҐ ) toin У[ при С= VQ1; б) минимальный расход числа решающих блоков при произволь ном числе управляющих элементов: tain (э при /» VQ% . Каждый из этих критериев определяет свою стратегию и способ орга низации вычислительного процесса интегрирования системы уравне ний, описывающих ДСПС, отражающийся в структуре формируемого РАсм Необходимо спроектировать алгоритмы, позволяющие выбирать страте гию в зависимости от критериев, определяемых реальными ресурсами инструментальной АЦВС. Задача проектирования сводится к следующему. Пусть задано множество J -элементов, семантически разделяемых на подано хество 5 -решавдп элементов подмножество U -ліравляр щих элементов, Подмножество S образуют решающие элементы 1,2, а подмножество U образуют элементы 5,6Д8,9 из таблицы 3.1. Таким образом, 5= { Si j ] , і = і,г ; j= f, З,. , где Ъ - число типов решающих П -элементов, Cbi - число П -элементов І -го типа; U, где Z - число типов управляющих П -элементов, a 0, - число П-элементов v -ого типа. Любая модель М ДСПС из оговоренного выше класса может быть представлена плексом гдсм , состоящим из П -элементов типа О и типа U , причем, не единственным способом. Для реализации гАСН модели М на множестве г необходимо выбрать подмножество /7 -элементов Ц и определить оператор сопряжения t . Структура абстрактной схемы моделирования определится подмножествами S U и оператором Е Способ организации вычислительного процесса моделирования на отреэках постоянства структуры модели определяется выбором критериев О или О . Для оценки сложности модели ДСПС и ее формализации разработаны алгоритмы, использующие следующие определения и условия.

Похожие диссертации на Формирование структур и алгоритмов в системе организации аналого-цифровых моделей с автоматической реконфигурацией