Введение к работе
Диссертационная работа посвящзна разработке специализированных вычислительных систем на базе мультиплексных каналов информационного обмена с общим управлением для магистральных самолетов.
Актуальность темы. Современное оборудование магистральных самолетов характеризуется наличием большого числа вычислительных структур, входящих в состав различных систем я комплексов бортового оборудования. Это обстоятельство привело к увеличению объема информационных связей между системами и комплексами летательного аппарата, реализованного за счет усложняющегося общесамолетного фидера. Другой особенностью является интеграция цифрового оборудования в комплексы, выполняющие основные функций по управлению, индикации, связи, навигации и цр.
Для обеспечения упорядоченного информационного обмена между интегрированными системами и комплексами разрабатываются системы управления информационным обменом по мультиплексным каналам, что позволяет значительно снизить массо-гаоаритные показатели общесамолетного фидера, обеспечить контооль на борту за всеми системами и комплексами, осуществлять гибкую реконфигурации структурных связей бортового оборудования в случае возникновения отказов.
В настоящее время наряду с традиционньпй видами систем управления бортового оборудования можно говорить о появлении нового вида систем управления - информационных систем управления. Іеобходимость обеспечения высокой надежности данного вяди вычислительных систем Еызвали значительны! поток исследования к
4 разработок в области создания систем управления, устойчивых к
неисправностям аппаратуры. Вычислительные системы, способные продолжить функционирование в полном объеме при возникновении неисправностей аппаратуры и ошибок, в программном обеспечении принято называть отказоустойчивыми. Уже существуют и успешно эксплуатируются серийные отечественные и зарубежные отказоустойчивые системы. Между тем, исследования и разработка отказоустойчивых систем как правило производятся независимо в направлении обеспечения отказоустойчивости аппаратурными средствами и в направлении обеспечения отказоустойчивости программными методами. Кроме того, для информационных систем управления очень ватшой особенностью является идеология и реализация программного обеспечения по управлению информационными потоками канала. При этом циклограмма информационного обмена на МКИО должна обладать важнейкзй характеристикой - сбоеустойчивостью. В этой связи тема диссертации, направленная на исследование методов и средств обеспечения и поддержки отказоустойчивости системы управления в целом и сбоеустойчивости циклограммы обмена в каналах аппаратурно-программнши методами, представляется актуальной.
Цель работы состоит в создании методов и средств для разработай специализированных вычислительных систем на базе мультиплексных каналов информационного обмена с общим управлением для магистральных самолетов для того, чтобы придать этим системам свойства управления информационными потоками в каналах, устойчивости к возникающим неисправностям аппаратуры внутри системы, так и неисправностям в системах, являющихся абонентами мультиплексных каналов.
Методы исследования. Задачи, поставленные в работе, решались с привлечением аппарата теорий: языков программировшшя, гр&фов,
. 5 сетей Петри, вероятности, систем массового обслуживания, чисел,
расписаний и других методов теоретического и системного анализа.
Научная новизна работы состоит в разработке и анализе новой структуры вычислительной системы, основанной на создании простейшей структурной единицы бортовой распределенной вычислительной систегш с уменьшенным количеством резервируемых екчислительных блоков при заданной надежности на систему, разработки в анализа необходимых условий построения циклограммы обмена и алгоритма построения оптимальной циклограммы информационного обмена на канале, предложен алгоритм зосотановления циклограммы в условиях возникновения активного отказа.
Практическая ценность работы. Разработана модель надежности информационной системы упрз.вления и обобщенная имитационная модель анализа простейшей структурной единицы (ПСЕ). На базе ПСЕ построена информационная система управления, а ни базе модели надежности расчитаны надежностные показатели вычислительной структуры. На основе методики построения циклограммы предложена оценка производительности мультиплексного канала. Разработана методика создания отказоустойчивой системы управления мультиплексными каналами, предложена структура моделирун-иего стендового комплекса для отработки программного обеспечения контроллеров системы.
Реализация результатов. Полученные в работе -результаты явились основанием для разработки мультиплексной системы распределения потоков информации (MCFflH) для изделия 1">'. ?. настоящее время на базе изложенш-х б диссертации материалов прокзсіг-а занята эскизного проекта МСРПК-77 .: разработал технически!! проект на систему. Использование результатов работы подтверждено ау-тгіги о внедрении.
Апробация работы. Результаты работы докладывались на 14 научно-технической конференции молодых ученых и специалистов МИЭА, посвященной бО-летию присвоения комсомолу имени В.И.Ленина (1905г.), на школе-семинаре, посвященной 20-летию ОВТ МАИ в г.Москве (1985г.), на Ш Всесоюзном симпозиуме "Перспективы развития вычислительных систем" з г.Риге (1989г.), на Всесоюзной научно-технической конференции "Научно-технический прогресс и эксплуатация воздушного транспорта" в г.Москве (1990г.)
Личный вклад автора. Основные результаты,'составляющие содержание диссертационной работы, получены самостоятельно. По темч диссертации опубликовано II работ.
Структура и объем работы. Диссертация соотоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы^наименоваьий, приложения, 5"5 рисунков, 8 таблиц. Приложения содержат / страниц. Всего 230 страницы.