Файл: Самохин А.Ф. Эксплуатация цифровых вычислительных машин [учеб. пособие].pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 19.06.2024
Просмотров: 125
Скачиваний: 0
- f66-
Подставив |
в выражение 8 .2 |
значение |
£ш из |
8 .1 и вынеся |
Т „, полу |
|||
чим: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
т р « - 2 т, ( i + A j r l - ) ( / < e ) |
|
|
|
||||
или, подставив вместо |
Q его |
выражение, |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
Тз+titi9 |
|
8 .3 . |
|
Для нахождения величины |
N , |
соответствующей минимальному време |
||||||
ни решения приравняем производную от ТрСШ по h! нулю. |
|
|
||||||
dTpew |
, |
|
М |
к |
, |
a |
- |
7^ i k |
“ 3 t3 (2 |
e |
NTcff ) |
£ t i \ 2 L |
. e |
M' TcF |
|||
W T |
|
;-Щ*+ |
ъ -Jfiu |
|
||||
1 T * L 2 r ! ~ ( r / + r z s * W i ) e
Для приближенной оценки величины /|/ можно пренебречь слагаемым tg
’jf'f'f в |
круглых скобках, т .к . |
оно |
по |
крайней мере на порядок мень |
||
ше двух |
других слагаемых и положить в *Tct равным единице, т .к . |
|||||
Ts+Ntg ч |
|
|
|
|
|
|
'Т Т '5 |
|
|
|
|
|
|
Тогда |
|
Т \1-L |
' |
|||
|
Нс |
|||||
|
о п т |
' |
Ц |
т* |
8 .4 . |
|
|
|
|
||||
При быстродействии машины I05 |
|
|
|
и наработке на сбой 50 час. |
||
если на каждом участке необходимо выполнять для контроля 10 до |
||||||
полнительных о п е р а ц и й 2, 5 |
IO2^ |
« |
(Т_ в часах). |
|||
|
опт |
|
|
|
у |
|
-167-
§ 8 .3 . Использование контрольных соотношений и опоооба подстановки
И с п о л ь з о в а н и е |
к о н т р о л ь н ы х |
в о » |
|||
о т н о ш е н и й . |
Сущность данного |
способа заключается в том, |
|||
что для |
контроля правильности вычислений составляются дополни |
||||
тельные |
математические соотношения, |
решая которые.можно прове |
|||
рить правильность |
решения основной |
задачи. Например, |
если в ос |
||
новной задаче вычисляются jihX и В04Х , то правильность их вы числения молено проконтролировать, используя соотношение:
Ипгх + т 1:г=/.
Этот способ весьма удобен и эффективен. Однако не всегда удает ся найти необходимые контрольные соотношения.
С п о с о б п о д с т а н о в к и . При использовании
способа подстановки конечные или промежуточные результаты вычис лений подставляются в исходные зависимости и производится про верка соответствия ррезультатов исходным зависимостям. Например,
еоли производится вычисление корней системы алгебраических уравнений, то затем выполняется подстановка полученных корней в систему уравнений и проверка справедливости уравнений. При этом следует иметь в виду, что корни вычисляются о некоторой задан ной точностью и , следовательно, уравнения будут удовлетворять ся в пределах определенной точности.
Аналогично способ подстановки можно использовать для конт^
роля решения систем дифференциальных уравнений
= а ч х , * а ц х г * - +а 1ат„
Для этого после наховдения X, w |
. r j t ) ..............х п( 0 . х , ( Ы ) . |
x / t+ ю ..............xn l i * k ) (где А |
- шаг интегрирования) находят |
- f б £ -
приршцения переменных за шаг интегрирования A X j - X j t + i ) x j i ) г
А^=Хг(Ы)-ЯГг( 0 , . . . ,&Xn=r„(t+A)-Xn(t) И затем проверяют уравнения, считая, что
AXi |
clxi |
' |
h |
* d t |
Этот способ применим во многих случаях, но, так же, как метод повторного счета, значительно удлиняет время решения задачи.
§ 8 .4 . Метод логического анализа результатов
Этот способ применим тогда, когда программисту известно, в
каких пределах могут изменяться те или иные промежуточные или конечные результаты вычислений. В атом случае в программе пред усматривается периодическое сравнение вычисляемых величин с до пустимыми граничными значениями. Если проверяемые величины не выходят за граничные значения, вычисления считаются достоверны ми. Например, при решении уравнений динамики самолета заранее известно, что траектория его движения изменяется плавно, без скачков и приблизительно известны пределы скорости изменения его координат. Сравнивая отдельные, не обязательно в се , параметры с предельными, можно с некоторой вероятностью считать решение достоверным. Периодичность такого контроля определяется, исходя из характера решаемой задачи.
Кроме перечисленных используются и другие способы контроля.
Выбор того или иного способа определяется видом задачи и умени ем программиста.
Цри наличии в машине сквозного аппаратного контроля необ ходимость в использовании программного контроля вычислений сни жается или вообще отпадает.
- )69 -
Г л а в а IX
ПРОГРАММНЫЙ КОНТРОЛЬ ФУШЩНОНИРОВАНИЯ АРИ5МЕГНЧЕСКНХ УСТРОЙСТВ
§ 9 .1 . Вида тестов и юс особенности
Тестами называют специальные программы, предназначенные для
контроля работоспособности ЦВМ. Общее назначение тестового контро
ля - обнаружение систематических ошибок, являющихся следствием
неисправности машины,и облегчение поиска неисправности. Тестовый контроль проверяет работоспособность машины лишь в моменты его применения.
Различают четыре разновидности тестов .
Н а л а д о ч н ы е т е с т ы являются первыми тестами, с
помощью которых проверяется выполнение отдельных операций в маши не после ее монтажа. К этим тестам предъявляется требование мак симального разделения всего процесса контроля на отдельные эта пы (вплоть до микроопераций), каждый из которых позволяет прове рить работоспособность одного сравнительно небольшого узла.
П р о в е р о ч н ы е |
|
т е с т ы |
предназначаются для провер |
|
ки работоспособности |
машины и поиска неисправностей. Они обеспе |
|||
чивают более полный |
контроль |
и создают |
более разнообразные ре |
|
жимы работы машины. Эти тесты |
создаются с тщательным учетом спе |
|||
цифики логической структуры |
и элементов |
машины и обычно корректи- |
||
Зак.В27.
- 170-
руются в |
процессе эксплуатации. |
|
|
К о |
н т р о л ь н ы е |
т е с т - з а д а ч и |
предназна |
чаются для периодической проверки работоспособности машины в пе рерывах между отдельными этапами вычислений. Эти тесты строятся на основе проверочных тестов исключением из последних вспомога тельных операций, обеспечивающих поиск неисправностей.
Возможен и другой принцип построения контрольных тест-задач.
Если первый учитывает только специфику машины, то второй может строиться с учетом специфики решаемой задачи. Например, можно в качестве тест-задачи использовать основную программу машины с эталонными исходными данными и известным результатом вычислений.
В любом случае к тест-задачам |
предъявляются два противоре |
|
чивых требования: полнота контроля |
и минимальный объем программы. |
|
Д и а г н о с т и ч е с к и е |
т е с т ы |
должны обеспе |
чивать автоматизацию (полную или частичную) поиска места неисправ ности. Исходными данными для их разработки являются перечень на иболее вероятных неисправностей и их внешних проявлений. Разра батываются такие тесты на основе опыта эксплуатации ЦВМ. Как правило, диагностические тесты занимают большой объем памяти.
Принципиальной разницы с проверочными нет.
В дальнейшем мы остановимся, главным образом, на провероч ных и диагностических тестах.
§ 9 .2 . Структура проверочных тестов и общие требования к ним
Обычно проверочные тесты представляют собой ряд тестов для отдельных устройств. Каждое устройство может иметь несколько тестов , совокупность которых обеспечивает достаточно полный его контроль. Такая специализация обеспечивает удобство проверки каждого устройства в комплексе и удобство поиска неисправности
- I7f-
в устройстве.
Д м полной проверки машины составляется объединенный (ком плексный) тест , который включает в себя наиболее эффективные тесты для всех устройств и программу-диспетчер. Программа-дис петчер обеспечивает последовательное выполнение всех тестов и,
при надобности, зацикливание тех или иных тестов.
По принципу работы проверочные тесты разделяются на два
вида.
Тесты первого вида представляют совокупность примеров, в
которых выполняются определенные действия над заданными величи нами, и результаты сравниваются с хранимыми в памяти эталонами.
Эти тесты называются тестамш на "постоянном коде".
Тесты второго вида характерны тем, что исходные величины не остаются постоянно заданными, а последовательно многократно преобразуются в процессе выполнения теста или вообще являются случайными, следовательно, контроль по эталонам, хранимым в па мяти, здесь невозможен. Для проверки необходимо применить ка кой-либо другой метод. Это может быть либо выполнение обратных
действий и сравнение результата с исходным числом (например, про верка операции умножения делением), либо выполнение одних и тех же вычислений различными способа!ли ( н а п р и м е р , и
сравнение результатов. Тесты второго' вида называются тестами на "переменном коде".
Тесты на переменном коде осуществляют более полный контроль и занимают меньший объем памяти (т .к . не нужно хранить эталоны),
однако они обладают меньшей разрешающей способностью при поис ке неисправности.Чаще всего система тестов включает в себя оба вида.
К проверочным тестам предъявляются следующие требования. I . Одним из главных требований, предъявляемых к проверочным