Введение к работе
Актуальность темы. Широкое распространение ЭВМ привело к осознанию универсальности общих принципов моделирования. Возникает модельное мировоззрение, решающий вклад в которое был сделан работами Н. Винера и другими работами по кибернетике и прикладной математике. Основу такого мировоззрения представляет возможность моделирования отдельных процессов мышления на ЭВМ.
Задача моделирования чрезвычайно актуальна для представителей многих профессий - математиков, физиков, химиков, биологов и т. д.
Однако, на сегодняшний день, специалист, желающий получить модель того или иного объекта, сталкивается с рядом трудностей.
Основная трудность возникает при отладке больших систем, имеющих сложное взаимодействие объектов.и параметров, особенно систем с обратными связями, т. е. всевозможных систем слежения, управления, автоматического регулирования и т. д. Модели таких систем чрезвычайно трудно поддаются анализу, выявлению некорректностей, как правило, расточительно используют оперативную память и обладают низким быстродействием, что может оказаться недопустимым, например, для систем реального времени. Одна из причин такого положения кроется в недостатках реализации алгоритмов рекурсивных вычислений.
Цель работы. Целью диссертационной работы является создание системы функционального моделирования в системах обработки данных в области прикладной математики, физики и информатики, для чего необходимо:
функциональное описание моделей в области обработки данных, разработка простого языка описания моделей, максимально близкого к естественному;
разработка алгоритмов минимизации затрат оперативной памяти и повышения быстродействия рекурсивных вычислений
при реализации функциональных моделей, имеющих обратные связї:;
доказательство правильности системы функционального моделирования;
апробация системы в области моделирования электроннш схем, моделирования блоков атомных стш!:-.;;й, систем связи.
Научная новизна. Предлагается архитектура системы моделирования объектов, описываемых системой многопараметрических уравнений со сложной структурой обратных связей.
Разработан простой язык функционального описания моделей, близкий к естественному, разработана система диалоговой связи, осуществляющая функциональное моделирование.
Предложен модифицированный метод,реализации рекурсивных вычислений, названный методом таблично-стековой рекурсии, позволяющий (для моделей с обратными связями) существенно повысить быстродействие рекурсивных вычислений и снизить затраты оперативной памяти.
Приведено доказательство правильности системы, доказано, что получаемые с помощью системы программы соответствуют функциональному описанию моделей.
Практическая ценность работы. Разработанную систему можно применять при решении задач, описываемых системами многопараметрических уравнений, при моделировании разнообразных объектов со сложным взаимодействием параметров, в том числе с обратными связями.
Разработанная система может быть использована при моделировании электронных схем, блоков атомных станций, систем связи, систем слежения в астрофизике, моделировании биологических и химических процессов.
Применение системы может быть полезно для решения задачи синтеза программ рекурсивных функций.
Система является универсальной, в том смысле, что может быть применена во всех сферах, где описание объектов задается системой многопараметрических функций.
Реализация результатов. Данная работа проводилась в соответствии с планом основных научно-исследовательских работ ВЦ АН Арм. ССР и ЕГУ по целевой комплексной научно-технической программе СЭВ п. і.і.6.і.4.2.1.
Для введения задания в ЭВМ семейства ЕС разработан специальный, простой в обращении язык, позволяющий удобно взаимодействовать с ЭВМ в диалоговом режиме.
Выполнена программно-алгоритмическая реализация системы.
Комплекс программ, обеспечивающих решение перечисленных выше задач и полную работу системы программ, написан на языке
ПЛ/І и конкретно реализован на'ЭШ ЕС-І045. Результаты работы используются:
в Северо-Кавказском филиале НИИ систем связи и управления;
в.Ереванском НИИ математических машин.
Ожидаемый годовой экономический эффект составляет 75 тысяч рублей.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на:
открытом научном семинаре сектора теории алгоритмов и автоматизированного синтеза программ ВЦ АН Арм. ССР и ЕГУ (1985-1988 гг.);
общем семинаре ВЦ АН Арм. ССР;
общем семинаре в Северо-Кавказском филиале НИИ систем связи и управления;
Третьей республиканской конференции аспирантов Армянской ССР.
Публикации. Основные результаты диссертации отражены в четырех публикациях, список которых приведен в конце автореферата.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и списка использованной литературы (из наименований).
Основной текст диссертации содержит машинописных страниц.
Похожие диссертации на Функциональное моделирование в системах обработки данных
