Введение к работе
Актуальность проблемы. Процесс тестирования является
неотъемлемой частью проектирования, производства и
эксплуатации управляющих систем. Задача синтеза проверяющего
теста заключается в построении конечного множества
последовательностей входных сигналов системы (теста), тю
реакции на которые можно определить правильность ее
функционирования. При этом тест должен строиться за реальное
время, иметь минимальную длину и обнаруживать большинство
неисправностей заданного класса. Генерация тестов для
современных систем управления невозможна без применения
средств вычислительной техники, т.е. без' соответствующей
математической модели. Сети из конечных автоматов или
автоматные сети являются одной из математических моделей,
которые используются при синтезе тестов, в частности, для систем
логического управления. Компоненты такой сети описывают
поведение функционально законченных блоков системы. Таким
образом, задача разработки методов синтеза качественных
проверяющих тестов для сетей из конечных автоматов является
актуальной.
Отметим, что методы синтеза проверяющих тестов для автоматных сетей должны разрабатываться при различных используемых на практике технологиях тестирования, т.е. при различных условиях доступа ко входам и выходам компонент сети, в частности, при технологии внутрисхемного контроля или при налітчии контрольных точек.
Цель работы. Разработка методов и алгоритмов синтеза полных проверяющих тестов минимальной длины для контроля правильности функционирования компоненты автоматной сети при различных технологиях тестирования на основе существующих методов синтеза проверяющих тестов для конечных автоматов.
Методы исследования! Используются средства и методы дискретной математики, в частности теории конечных автоматов. Оценка эффективности разработанных методов производится с помощью компьютерных экспериментов.
Научная новизна работы состоит в следующем:
1) Разработан метод представления несущественных неисправностей в компоненте автоматной сети с помощью недетерминированного автомата, который можно эффективно
использовать при синтезе проверяющих тестов для компоненты автоматной сети и при оценке ее тестопригодности.
2) Введено понятие модели неисправности для автоматной сети при различных технологиях тестирования. Предложены методы сведения задачи синтеза проверяющего теста для компоненты автоматной сети к. задаче синтеза проверяющего теста относительно различных моделей неисправности, для которых в теории автоматов известны методы построения проверяющих тестов с гарантированной полнотой.
Достоверность полученных результатов. Все научные положения я выводы, содержащиеся в диссертации, основаны на утверждениях, доказанных с использованием аппарата дискретной математики.
Практическая ценность работы. Разработанные методы и алгоритмы генерации проверяющих тестов могут быть использованы в современных. системах диагностики и контроля систем логического управления.
Реализация полученных результатов. Предложенные методы синтеза проверяющих тестов для компоненты автоматной сети алгоритмизированы и реализованы программно. Разработанные методы и алгоритмы были использованы при выполнении научно-исследовательских работ и отражены в промежуточных и итоговых отчетах по следующим грантам и программам: . - Грант Госкомвуза (МОПО) 1998-2000 гг, раздел "Автоматика и телемеханика. Вычислительная техника", научно-исследовательская работа "Разработка математических и программных средств для проектирования оптимальных контроллеров методами структурной теории автоматов" .
. - Обменный фант НАТО 1997-2000 гг. (NATO linkage grant) между Томским госуниверситетом и Калифорнийским университетом, Беркли, "Finite State Machine Networks Design and Testing"
- Межвузовская научно-техническая программа "Конверсия и высокие технологии. 1997-2000 гг.", раздел "Информационные технологии, электроника и связь", проект 95-1-21 "Информационные компьютерные технологии дискретного математического моделирования, анализа, синтеза и тестирования сверхскоростных интегральных схем логического управления"
- Госбюджетная тема "Диаконт" 1996-2000 гг., выполняемая на базе Сибирского физико-технического института при Томском госуниверситете, научно-исследовательская работа "Исследование и разработка новых методов электромагнитного контроля и диагностики материалов, сред, объектов и технических систем", раздел "Разработка методик и аппаратуры исследований"
Результаты проведенных исследований включены в курсы лекций по технической диагностике и по теории автоматов, которые читаются на радиофизическом факультете Томского госуниверситета. По тематике диссертационной работы выпущено учебно-методическое пособие.
Аиро^ш.щ[я__гтбот_ы. Все теоретические и практические результаты, составившие основу диссертационной работы, по мере их получения обсуждались на совместных семинарах кафедры математической логики и проектирования, кафедры программирования Томского госуниверситета и лаборатории синтеза дискретных автоматов Сибирского физико-технического института при Томском госуниверситете. Кроме того, результаты работы докладывались на российских и международных научных конференциях в Санкт-Петербурге. Гурзуфе, Томске и Екатеринбурге.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 печатных научных работ, из них 1 статья в центральном издании, 2 рецензируемых доклада и 7 тезисов докладов в трудах российских и международных конференций и семинаров.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка цитированной литературы. Объем диссертации составляет 188 страниц текста (Шрифт - Times New Roman Суг, размер шрифта - 14 pt, межстрочный интервал - 1.5 строки), в том числе, титульный лист - 1с, оглавление - 4с, основной гекст, включающий 59 рис. и 5 таблиц, - 176 с, библиография из 58 наименований - 6 с, и приложения - 6 с.