Файл: Судовые системы автоматического контроля (системный подход к проектированию)..pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 19.10.2024

Просмотров: 161

Скачиваний: 0

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

2.Пусть в САК ведется минимальная предварительная обра­

ботка информации,

так

называемое выравнивание

и

осреднение,

а

в

памяти накапливается

вторичная

«очищенная»

информация.

 

В этом случае для хранения промежуточных результатов

доста­

точно одной ячейки памяти,

а длина программы без циклов

I — 4.

 

Тогда

получим

 

/ - 1; уц =

1;

I =

4;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

J L

=

X+

N K

V-To

 

Rn

(1 —8с) П*

 

 

 

 

 

 

Ne

 

^

 

 

 

 

и,

следовательно,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C n *^ [n * +

Rom- ^

(

\

 

_Vo ) ] 2 + 1 .

 

 

 

Из рис. 3.7,

3.8

видно,

что

в

худшем

случае при

ес = 10%

R <

0,27.

Тогда,

проделав

соответствующие

вычисления, получим

 

 

 

 

 

'ОПТ

1.

( ■ + £ )

 

0.1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и затем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сп*

{п*

+

0,1) 2 +

1

= 2п* +

1,2.

 

 

 

 

Число

ячеек будет

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сп* = (2л*

+

2).

 

 

 

 

 

 

 

Эта формула

позволяет

оценить

число

ячеек

буферной

памяти

до

окончательного

уточнения структуры

ПСИ.

 

 

 

 

Теперь перейдем к рассмотрению задачи распределения всей процедуры обслуживания между различными ПСИ или узлами, входящими в состав ПСИ.

При регулярной процедуре обслуживания «расписание» поступ­ ления заявок из нижележащих в вышележащие ПСИ должно быть строго согласованным во времени. Только в этом случае возможна

оптимальная загрузка вышележащего ПСИ, без простоев и нако­

пления необслуженных заявок. Следовательно, согласование опе­ раций обслуживания требует совместного рассмотрения всей проце­ дуры обслуживания, происходящей в связанной системе ПСИ,

т. е. в структуре САК- В общем случае задача распределения процедуры формулируется

следующим образом. Пусть задана структура САК в виде некоторой

иерархии устройств (рис. 3.9). В этой структуре

поток с индексом i

проходит через число операций

 

 

 

m+g+l

 

 

W ,= t

 

Kii

(3 -2-21)

(=1

 

 

(здесь Кц — число элементарных

операций в

узле И), а поток

с индексом / — через

 

 

 

/+г+1

 

 

I

К и .

(3.2.22)

 

Соответствующие выражения можно получить и для других

потоков. Теперь необходимо формализовать задачу согласования

расписания обработки нескольких потоков заявок с номерами от i до

Все устройства обработки информации, указанные на рис. 3.9,

должны быть распределены между основными промежуточными ПСИ,

т. е. все множество устройств разбивается на непересекающиеся подмножества и число таких подмножеств будет равно числу ПСИ.

 

 

 

щ р

 

 

Для

любой эффективной точки можно

 

 

 

 

 

записать условие, аналогичное (3.2.2):

 

 

 

 

 

 

 

Игn+lftlj

)

 

 

 

 

рГ* <

1.

(3.2.23)

 

 

 

 

 

 

 

 

nm+<f, i

 

Киf J

 

 

Умножив и разделив левую часть на

 

 

 

 

 

 

п *, получим

 

 

 

iHpibLhfU i tHi'U. J

 

 

 

( - £ ■

) <

1,

VncHi

—

I •

—l— —

ПСИ

а это

есть условие (3.2.1). Таким об­

 

 

 

 

 

 

 

1

% 4

разом, можно сделать

вывод, что

 

 

 

 

 

 

период между двумя обслуживаниями

 

 

 

 

 

 

одной эффективной точки при выборе

 

j

;

i j —p-hfy__ i

оптимального периода обслуживания

 

T

 

 

 

 

(Т =

Топт) будет

 

 

 

i

 

 

 

 

 

Т * = п * Т 0Пт.

 

Рис. 3.9.

 

 

 

Время, затрачиваемое на обслуживание одной эффективной

точки, также равно Топт.

 

 

 

 

Запишем

теперь

очевидные

соотношения

в

соответствии

с рис. 3.9. Обозначив через 0 тактовое время выполнения одной

элементарной операции,

получим систему неравенств

m + g + l

 

6

t Kt

p

 

/=l

 

f+ g + i

(3.2.24)

 

Р/

8

T *

S

p

 

/=1

где T* Ду — время на

прохождение

потока полностью через все

Р

устройства. Теперь (3.2.24) необходимо дополнить соотношениями, определяющими общность путей прохождения всех потоков инфор­

мации на последних ^-устройствах. Через последние ^-устройства

проходят все потоки с номерами от i до j . Тогда необходимые соотно­ шения получим, рассматривая следующую модель.

Предположим, что поток с номером i поступает по общему пути

на обработку в первую очередь. Через

промежуток времени

т *

р ,-

(3.2.25)

 

 

i f

f

 

112

он пройдет через первое устройство, и к этому устройству можно подключить поток с номером i + 1. Через время

Тi+i —

N+i

(3.2.26)

 

Р

 

можно запустить поток i -f 2 и т. д. Через такие же промежутки

времени эти потоки (результаты их обработки) будут появляться на выходе подсистемы.

Таким образом, в любом из g -устройств операционных узлов,

общих для всех потоков с номерами от i до /, каждая выборка любого потока может находиться время не большее, чем время, вычислен­

ное по (3.2.25)—(3.2.26). Тогда имеем систему неравенств, допол­ няющих (3.2.24),

(3.2.27)

® ^ m + g + 1,; Т ' i ; • • •; 0^wvg+i, j '

Полученная система в совокупности с системой (3.2.24) может быть

решена только в некоторых частных случаях.

Допустим, что потоки подаются с разными частотами, но с целью

регуляризации процедуры упорядочены таким образом, что на

вход последних g операционных узлов поступает однородный поток.

Тогда любая выборка суммарного потока поступает через время

J1*

Тц =

2 Р

Отсюда очевидно, что

0-^gL= 0-^m+g, / — Щ+а+г./ Тij,

но тогда и неравенства (3.2.24) перепишутся в виде

e ( * * g +

S

I

р

\

1 = 1

e ( ^ g +

 

 

 

На первые стадии обработки останется время

ТП

^ - Q g K g-

v

i=f

 

Р

 

9 % K u ^ T *l± - Q g K e.

 

i=\

p

1

8 Заказ 797

(3.2.28)

(3.2.29)

m

Учитывая неравенство, определяющее QKg, получим усиление нера­ венства (3.2.29):

е s

Ки <

Т* В . _

gTli

= г

* ( —

! - ) ;

V

/ = 1

 

р

 

 

п.. }

 

 

 

 

 

 

 

(3.2.30)

0 S

*// <

г * # -

£ Г г/ =

г *

( п ,---- f -Л ,

 

*=1

 

р

 

 

\

"// j

 

где Пц — эффективное

множество точек,

соответствующее потокам

с номерами от i

до /.

 

 

 

 

 

 

Обозначив характеристический параметр быстродействия группы

элементов через т =

т*

получим условие для

,

-g-,

выбора элементной

базы

 

 

 

 

 

i

 

т 5::: max

/=1

(3.2.31)

 

 

 

ni ~

 

и для последних g

операции

 

 

Т

gfTi j , Tg '.v~. т .

(3.2.32)

Основной вывод, который при этом следует, — быстродействие элементной базы необходимо выбирать все больше и больше по мере перехода от ПСИ низшего ранга к основному ПСИ.

Этот вывод хорошо согласуется с требованием повышения поме­ хоустойчивости на первых стадиях обработки информации, по­ скольку чем ниже быстродействие элементов, тем выше их помехо­

устойчивость.

Таким образом, определив все структурные характеристики САК

ираспределив обслуживание между всеми ПСИ, можно практически

однозначно определить структуру САК. Поскольку ограничения,

накладываемые на структуру выбором микроструктуры, требуют

учета, то путем «погружения» микроструктуры в структуру с по­ мощью (3.2.21)—(3.2.32) окончательно формируется множество узлов

имножество связей между узлами, а также требования к ним. Мно­

жество связей разбивается на подмножества, часть которых форми­ рует связи в макроструктуре, а часть внутри ПСИ.

§ 3.3

ВЫБОР ПРОЦЕДУРЫ ОБСЛУЖИВАНИЯ ПОТОКОВ

Любая е-оптимальная процедура обслуживания в САК начи­

нается с подключения физических точек контроля к обслужи­

вающей системе. Затем информация проходит определенное число

фаз обработки и поступает на регистрацию или в исполнительную

часть системы управления. Каковы бы ни были фазы обработки,

регуляризация процедуры начинается с коммутатора (в общем слу­

114

чае с подсистемы коммутации). Таким образом, особенности струк­ туры САК будут зависеть и от коммутатора.

Под процедурой обслуживания в данном случае будем понимать очередность подключения физических точек контроля к САК.

Эта

операция реализуется входным

коммутатором, который

через

каждые Гоптя* подключает r-ю

точку к измерительному

каналу САК-, Переключение с точки на точку происходит через

время Гопт.

Время между подключениями одной точки с номером к измери­

тельному каналу, исходя из формулы (3.2.23) и выражения

 

 

МГопт^Ропт ! _ ! е< <

! .

 

(3.3.1)

будет равно:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

г

*

~ *

1

Е С

о

^

* *

(3.3.2)

 

 

 

^ О П Т

 

 

^

1

 

 

П г

\Х П Г

1— 8 С

 

 

 

Поскольку для

точки

с

минимальным

значением цг =

р, это

время будет Т*, то для целей выбора процедуры без учета физиче­

ского времени полезно принять относительное время ТГ1Т*. Но

эта величина равна (/г*)-1. Теперь понятие «эффективное множество точек» означает, что за период обслуживания Т*, если пронумеро­

вать физические точки в порядке возрастания п*г>

1-я точка будет

обслужена 1 раз, 2-я точка п2* раз,

r-я точка я*

раз,

я-я точка я* раз.

Полное число подключений всех я точек за период Т* в среднем

равно

 

 

 

 

 

 

и

П

 

п

 

 

 

 

Иг

 

Рг :

_ м

 

 

г = 1 ц

р

 

Я .

г= 1

 

 

р

 

Некоторые я* могут быть дробными, поэтому полезно взять

вместо я* значение

[я* ] — ближайшее большее целое. Тогда

 

[я*] =

£ [пП

 

 

(3.3.3)

будет основной структурной характеристикой для выбора проце­ дуры обслуживания. Потребуем, чтобы условие регулярности выпол­ нялось для некоторого отрезка времени, который мы назовем перио­ дом регулярности Тр. Причем на этом периоде регулярности всегда можно найти для любой r-й точки отрезок, равный Т* czT p и такой,

что на нем будет укладываться ровно [я*] обслуживаний г-й точки.

Обеспечение регулярности легко достигается применением простого

алгоритма при построении процедуры обслуживания на отрезке Тр.

Рассмотрим основные

требования

к

периоду регулярности — он

должен быть равен

NpTonT,

где

Np — общее

наименьшее

крат­

ное последовательности целых

чисел

[я^]; [я^];

. .

[я*].

Разде-

8*

 

 

 

 

 

 

115

Смотрите также файлы