Файл: Оптимизация процессов грузовой работы..pdf

Скачать файл (25,42Мб)

Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 255

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

ГЛАВА 5

Разработка язы ка — проблема создания необходимого математи

ческого обеспечения Ц ВМ — стала насущной задачей			именно при
автоматизации	различных инженерных	процессов.
В силу своей формализованности и		специфичности	машинный
язы к недоступен инженеру, не имеющему специальной			подготовки.
Приобретение	ж е необходимых дополнительных навыков, требую

щее времени и затрат, отвлекает специалиста от основной работы.

Поэтому необходимо создать	язы к, который вклю чал		бы в себя тер
мины, привычные инженеру,	и в то ж е время обладал		определенной
строгостью для дальнейшей	передачи	информации	Ц ВМ .
Как правило, специализированные языки в СССР и за рубежом
создаю тся для решения узкого класса		задач, а иногда и для одной

задачи, т. е. они не универсальны, что является их большим недо

статком. Требования простоты	язы ка и его универсальности, как
это часто бывает в технике, противоречивы.
Стремясь выработать язы к,	сочетающий простоту и универсаль

ность, необходимо иметь в виду следующее. В процессе проектиро вания системы с заданными характеристиками технической эффек тивности и надежности участвую т три группы специалистов: инже неры-разработчики, инженеры, специализирующиеся в вопросах надежности, и математики-программисты. В се эти группы должны общ аться друг с другом, понимать результаты вычислений и вносить при необходимости коррективы в процессе проектирования.

Рассмотрим возможные варианты построения язы ка с точки зре ния его простоты и универсальности.

Н а первой ступени находятся машинные коды. Они наиболее универсальны, но наименее просты, так как лю бая операция раз бивается на ряд машинных команд. Программа при этом совершенно необозрима, инженер-разработчик практически не может повлиять на ход программирования, и, кроме того, ввиду громоздкости про граммы возможны ошибки.

На второй ступени находятся системы операторного (макрокомандного) программирования. В этом случае универсальность умень ш ается в результате объединения ряда стандартных команд в общую

команду.
Н а третьей ступени стоят языки с	процедурной	ориентацией.
К ним относятся такие известные языки,	как А Л ГО Л ,	Ф О РТРА Н и

их многочисленные разновидности. Программы, созданные на основе этих язы ков, весьма информативны и записываю тся на уровне вы числительных процедур.

И, наконец, на четвертой ступени находятся языки с проблемной

ориентацией. Программы на этих язы ках пишутся на уровне инже
нерных	операций, каж дая	из которых может содержать ряд логи
ческих	и вычислительных	процедур. Универсальность таких языков

наименьшая, поскольку они предназначены для узкого	класса за
дач, но именно благодаря этому они легко осваиваю тся	разработчи

ками. Отличительной особенностью языков четвертой группы явля-

Ю А, Г. Варжапетян

1 4 5

ИССЛЕДОВАНИЕ ФУНКЦИИ ГОТОВНОСТИ НА ЭЦВМ

ется их наглядность, простота, возможность формулирования задачи

впривычных терминах.

Каж дое из известных в теории надежности видов соединений

(основное, резервное, с восстановлением и т. д.) может быть описано стандартной подпрограммой. Наличие библиотеки стандартных под программ позволяет составлять общую программу на основе вход ного язы ка определений.

Входной язык обладает своей семантикой (необходимой и доста точной информацией о системе) и синтаксисом (группой обозначе-

мнсты; Т З — техническое задание

ний). Я зы к определений составляю т разработчики системы вместе со специалистами по надежности. Затем специалисты по надежности

и программисты составляю т командный					язы к,	который оговаривает,
какие операции	надо проводить и			к каким		подпрограммам обра
щ аться, какие	использовать		критерии		при	выборе	оптимальной
структуры системы		и какие	при	этом	сущ ествую т		ограничения.
И спользование	ряда	команд	типа	П Е Р Е С Т Р О И Т Ь ,			И ЗМ Е Н И Т Ь,
П Р И Б А В И Т Ь ,	В Ы Б Р А Т Ь ,		ЗА П О М Н И ТЬ,			М И Н И М И ЗИ РО ВА ТЬ

позволяет сравнивать различные варианты, получать оценки, вы бирать оптимальную структуру и т. д.

Автоматизированная система моделирования задач по надеж ности и готовности приведена на рис. 5.2.

Оба	язы ка (команд и определений) образуют проблемно-ориенти
рованный язы к. Д ля того чтобы Ц ВМ		могла достаточно просто при
нимать	информацию, записанную на	проблемно-ориентированном
язы ке,	т. е. чтобы одна Ц ВМ могла участвовать в решении самых

разнообразных задач, возникающ их в процессе проектирования, необходимо транслировать разнообразную информацию на машин

1 4 6

		ГЛАВА 5
ный	язы к. Д ля этого использую тся	процессоры, транслирующие за
дачу	на язык А Л ГО Л -60, широко	используемый в ряде Ц ВМ для

решения разнообразных задач. Д вусторонняя связь между вычисли телем и библиотеками подпрограмм и систем показывает, что биб лиотеки могут пополняться информацией о структурах, не нашед ших отражения ранее.

Таким образом, общую схем у моделирования во времени можно

разбить на ряд		этапов:
1) подготовка		исходной информации,		куда входит выбор	интен
сивностей	отказов	X (t),	интенсивностей	восстановления р. (/),	коэф
фициентов	значимости,		порога отказа,	ограничений;

Рис. 5.3. Блок-схема уровневой структуры системы управления.

2)	запись модели	системы	на язы ке определений и команд;
3)	трансляция на внутренний язык с помощью процессора либо
прямая трансляция		на язык	Ц ВМ ;

4)процесс вычисления на Ц ВМ , управляемый окончательной программой;

5)осмысливание результатов, после чего с помощью язы ка команд вносятся коррективы в модель (в случае RE<i і?тр, где RTp— требуемая количественная характеристика технической эффектив

ности) либо оформляются результаты расчета (в случае R E ^z	Rrp)-
Будем считать, что исходная информация, указанная в	п. 1,

известна. В том случае, когда величины X (I) неизвестны или недо стоверны, проводится качественный анализ. Коэффициенты значи мости в случае избыточной системы определяются одним из рассмо

тренных в [10] способов, а порог отказа, когда он	определим, за
дается или выбирается в ходе исследования. Набор	ж е ограничений

задается в техническом задании на проектирование системы. Рассмотрим более подробно различные варианты язы ка опреде

лений.

Представление язы ка определений в виде уровневой структуры .

Д ля примера рассмотрим систему, представленную на рис. 5.3. Каждый прямоугольник схемы представляет собой стандартную структуру, для которой указан номер подпрограммы, описывающей ее работу, либо (для новых комбинаций) указана формула, которая впоследствии будет внесена в библиотеку подпрограмм.

10*

1 4 7

ИССЛЕДОВАНИЕ ФУНКЦИИ ГОТОВНОСТИ НА ЭЦВМ

Первым уровнем рассмотрения является вся система; вторым

уровнем — укрупненные блоки				А, ВС, BD, EFGHJ, третьим уров
н ем — блоки	В,	С, . .	J.
Информацию при таком способе можно записать в виде таблицы.
В табл. 5.1	приняты следующие обозначения:
Н или Г —		подпрограмма для определения характеристик на
		дежности	или	готовности;
П —		последовательное соединение;
З Р О , З Р В	—	закон распределения времени			безотказной работы
		и времени восстановления			[(H) — ■нормальный,

(Э) — экспоненциальный, (В) — Вейбулла ]; Д — нестандартная (дополнительная) формула.

После внесения формул Д в библиотеку запи сь структур систем сущ ественно сокращ ается.

Следует отметить, что число параметров, а значит, и формул может быть гораздо больше, т. е. могут рассматриваться ограни чения, характер целевой функции, формулы для ограниченного

восстановления и		т. д.				Т а б л и ц а 5.1
						Т а б л и ц а 5.1
Представление язы ка		определений в виде уровневой структуры
		Формулы н адрес		подпрограмм	Параметр
Уро			вычисления параметров
Уро	Блок
вень	Блок			восстанавли	потока	потока вос
		безотказности		восстанавли	потока	потока вос
		безотказности		ваемости	отказов	становления
01	Система	н	П	г п
02	А	н	ЗРО (Э)	Г ЗРВ (Э)		Ил
02	ВС, BD	н	д	Г Д

в V (С л D)

03	В	н	ЗРО (Н)	Г ЗРВ (В)
03	С	н	ЗРО (Э)	Г ЗРВ (Н)
03	D	н	ЗРО (Э)	Г ЗРВ (Э)
02	EFGHJ	н	д	Г Д
		(£ Л в) V (Е А		о V ./) V
		V (Я V J) V (Я Д G А Е)
03	Е	н	ЗРО (Э)	Г ЗРВ (Э)
03	F	н	ЗРО (Н)	Г ЗРВ (Э)
03	G	н	ЗРО (Н)	Г ЗРВ (Э)
03	Н	н	ЗРО (Э)	Г ЗРВ (Э)
03	J	н	ЗРО (В)	Г ЗРВ (Э)