Введение к работе
Актуальность темы. Одной из основных черт современного разви-я техники является широкое использование автоматизированных и томатических систем управления производственно-технологическими оцессами и техническими объектами. Основу таких систем составля-средства вычислительной техники, объединённые "в развитые специ-изированные многомашинные .вычислительные комплексы (СМВК). При-нение вычислительной техники в системах управления различными ъектаки в режиме реального времени предъявляет жёсткие требова-я к качеству аппаратуры и программного обеспечения (ПО). Учиты-я устойчивую тенденцию к повышению доли затрат на ПО. с одной ороны, и большое количество апробированных методов построения дёжной аппаратуры, с другой стороны, можно сделать вывод о том, о в ближайшей перспективе качество ПО будет определять надёж-сть функционирования СМВК и всей системы управления в целом.
Центральное место среди ПО СМВК управляющих систем занимают ерационные системы (ОС) - по оценкам, приводимым в отечественной тературе, на их долю приходится до 50% затрат от общей стоимости , и именно ОС в основном определяют эффективность использования ВК. Поскольку неправильное функционирование ОС способно парали-вать работу всей- системы управления, то требования, предьявляе-е к её качеству, выше, чем к прикладному программному обеспече-ю.
Современные подходы к повышению качества создаваемого ПО свя-ны со стандартизацией и формализацией технологических процессов о жизненного цикла и, в первую очередь, этапа разработки. При ом одной из подзадач общей задачи создания качественного ПО яв-ется доказательство того, что оно удовлетворяет исходным требо-ниян, выдвинутым при его разработке, т;>е. является корректным.
В настоящее время хорошо изученными являются методы построе Л1ия__и_^5к^зательства корректности алгоритмов относительно заданны спецификаций. Но вместе с тем, на гірактике при стгсгаг&ленн-и—слеші фикаций и преобразовании алгоритмов в программы, в основном ис пользуются эвристические методы, из-за чего полученные алгоритмы программы могут не соответствать техническому заданию.
Исходя из вышеизложенного, представляется актуальным создали методологии разработки ОС СНВК, базирующейся на формальном матема тическом аппарате и использующей развитые методы формализации пер вичных описаний и синтеза корректных алгоритмов базовых процеду ОС, а также формализованные методы их программной реализации.
Целью диссертационной работы является разработка и исследова ние методологии, методов и средств создания корректных алгоритме специализированных операционных систем и их эквивалентного преоб разования в программное- обеспечение для многомашинных вычислитель ных комплексов реального времени.
Для достижения поставленной цели в диссертационной аботе_.ре шены следующие основные задачи:
проведён анализ процесса разработки ОС;
определён подход к формализации первичных описаний ОС;
разработана модель динамики обобщённого вычислительного процесса (ВП) в СМВК;
разработаны методы построения и анализа модели динамики обобщённого ВП в СМВК;
разработана процедура построения спецификаций базовых про цедур ОС на основании анализа модели динамики обобщенного ВП СМВК;
определён подход к синтезу и анализу алгоритмов отдельны базовых процедур ОС;
определён подход к преобразованию алгоритмов в программы на языке низкого уровня;
разработана человеко-машинная процедура преобразования алгоритмов базовых процедур ОС в программы на языке низкого уровня.
Методы исследования. Разработка и исследования методов создания корректных алгоритмов специализированных ОС и их эквивалентного преобразования в программное обеспечение выполнены с использованием аппарата математической логики, теории множеств, теории автоматов, сетей Петри, исчисления предикатов, теории алгоритмов и методов системного программирования.
Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем:
(разработана методология проектирования ОС СНВК заданного класса, обеспечивающая корректность программ относительно эскизного проекта ОС;
разработана модель динамики обобщённого ВП в СМВК заданного класса;
в рамках разработанной модели формализовано понятие корректности разрабатываемой ОС СНВК;
разработана процедура получения спецификаций базовых процедур ОС с использованием а качестве исходных данных модели динамики обобщённого ВП в СНВК;
проведён анализ влияния предложенной методологии на процесс разработки ОС СНВК.
Практическая ценность. Разработана методология проектирования ОС СМВК, которая охватывает все стадии проектирования, начиная от получения технического задания и кончая выдачей текстов программ отдельных процедур ОС на языке низкого уровня. Данная методология позволяет повысить качество разрабатываемого программного обеспе-
"чейия и уменьшить ерики—его-разработки, _
Разработанный препроцессор метаязыка макро-11, который явля ется составной частью человеко-машинной процедуры преобразовани алгоритмов в программы, может применяться независимо от предлс женной методологии для упрощения кодирования как системного, так прикладного ПО.
Внедрение. Результаты работы использованы в НИР «Лабиринт> ОКР <ЗБ-15>, .проведённых Институтом' проблем управления в интереса ЦНИИ <Гранит>, что подтверждается актом о внедрении.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались ь секции учёного совета ЦНИИ «Гранит>, Ленинград 1990, и на межрес публиканской конференции молодых ученых и специалистов <Информати ка. Роботизация. Автоматизация.>, Минск 1990.
Публикации. По теме диссертации автором опубликованы 3 печат ные работы.
Объем и структура диссертационной работы. Работа состоит v введения, четырех глав, заключения и изложена на 115 страницах ма шинописного текста; .дополнительно содержит 2 страницы рисунков список литературы из 55 наименований и 3 приложения.
