Введение к работе
Актуальность проблемы. Одним из основных направлений ускорения научно-технического процесса является создание и внедрение высокоаффективных автоматизированных систем управления с использованием современных достижений микроэлектроники, вычислительной техники, кибернетики и прикладной матема-гнкм. К таким системам могут быть отнесены появившиеся в последние годы распределенные микропроцессорные управляющие системы (РМУС).
РЫУС в зависимости от сферы применения доданы обеспечивать связь удаленных друг от друга локальных модулей управления, взаимодействие аппаратуры, работающей в различных масштабах реального времени и имеющей разнотипные интерфейсы, доступ к общим ресурсам памяти, передачу сообщений различной длины. Перечисленные особенности делают естественным создание РЬСС а виде локальных сетей. Возрастающая сложность объектов управления и жесткие требования к характеристикам РМУС приведи к необходимости развития сетевых структур, применяемых ДЛЯ создания РЫУС, что обусловило появление локальных мультиса-тей, сосі-оящюс из взаимосвязанных локальных сетей (подсетей). Пр« этом каждая подсеть может иметь свою топологию, протоколы и среду передачи, определяемые спецификой функционирования и требованиями к характеристикам. Часто подсети связаны чежду собой по иерархическому принципу, что облегчает адресацию, упрощает процедуры обмена и управления мул ьтисетыо.
При построении мультисетей важную одь играют средства сопряжения, которые обеспечивают связь подсетей и отдельных станций в единую систему. Характеристики мудьтисети во многом зависят от возможности средств сопряжения, в то же время параметры средств сопряжения определяются выбранной структурой мультисети, требованиями к ее характеристикам. Поэтому проблема разработки средств сопряжения требует анализа структуры мультисети.
Разработка и практическое использование мультисетей обуславливает необходимость постановки и решения ряда новых задач, таких как определение характеристик мультисети, формирование состава подсетей, выбор их топологии, протоколов, определение параметров средств сопряжения станций и подсетей
_ 4 -
мультисети. Их решение подразумевает разработку и анализ па-тематических моделей для вычисления характеристик и параметров цуяьтисети к средств сопряжения.
Цель работы. Цельв диссертационной работы является разработка и исследование методов расчета параметров и характеристик средств сопряжения на основе анализа структуры функционально ориентированных РЫУС с учетом ограничений, связанных с областью применения и используемой аппаратуры.
Задачи исследований. В соответствии с поставленной целью основными вадачвмн, решаемыми в диссертации, является:
анализ проблемы построения функционально ориентированных РМУС, выделение их особенностей и требований к аппаратным средствам;
разработке математических моделей для анализа структур РМУС, расчета характеристик РМУС и параметров средств сопряжения; .
разработка критериев и постановка задач структурного синтеза РМУС, разработка программного обеспечения, позволявшего решать задачи разработки средств сопряжения на основе анализа и синтеза структур РМУС,.определять характеристики средств сопряжения элементов РМУС;
создание с использованием разработанных математических моделей и программного обеспечения средств сопряжения для РЫУС различного назначения.
Методы исследований. Решение сформулированных задач базируется на использовании математического аппарата и основных результатов теории множеств, теории графов, теории вероятностей, линейной алгебры, программирования.
Научная новизна состоит в; .
выборе нового объекта исследования: функционально ориентированные иерархические распределэнные микропроцессорные управляющие системы;
разработке и исследовании математических моделей, позволяющих проводить анализ и синтез структур РМУС;
разработке математических моделей, позволяющих вычислять характеристики средств сопряжения, на основе результатов
анализа структуры системы;
- постановке и решении задач структурного синтеза РМУС
с учетом параметров средств сопряжения и ограничений, связанных с особенностями применения'системы и используемых ТЄХНИЧ8-
- ь -
ских средств.
Практическая ценность и реализацил результатов работ». Результаты проведенных научных исследований и разработок положены в основу программного обеспечения, позволяющего проводить расчет характеристик и параметров, средств сопряжения, временных параметров системы на основе анализа И синтеза структуры РЫУС. Программный коыплекс реализован в виде прикладных программ, работающих в операционных системах РАФОС, ДОС КП. Использование на практике программного комплекса позволило определить требования и разработать средства сопряжения РМУС различного применения на основе данных, полученных при анализе структур систем.
Научные и практические результаты диссертационной работы внедрены на предприятиях Нинрадиопрома и Ыинэлектронпрома и использованы при разработке средств сопряжения и анализа структур РМУС на этих предприятиях. Практическое использование зтих результатов подтверждено актами о внедрении.
Апробация работы. Основные научные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях, семинарах, совецзниях: конференции "Микропроцессорные системы управления технологическими процессами э гибких автоматизированных производствах" (Иосква, I9B5), Всесоюзном совещании-семинаре "Датчики и. преобразователи ин-формационно-управтягацих систем" (Гурзуф, 1987), совеща/ти-семи-наре "Проектирование микропроцессорных систем для управления технологическими процессами в ГАП, методы интеллектуальных САПР и их внедрение в промышленность" (Москва, 1987), ХІУ Московской городской научно-технической конференции, посвященной Дню радио (Москва, 1988), Всесоюзной научно-технической конференции "Микропроцессорные средства локальной автоматики" (Гродно, 1989), Всесоюзном научно-техническом совещании-семинаре "Микропроцессорные системы управления технологическими процессами в ГПС" (Одесса, 1990).
Публикации. По результатам диссертационной работы опубликовано 7 печатных работ. Результаты диссертации вопий в два отчета по Н-1Р.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введе- ія, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего 107 наименований, приложения. Основной текст диссертации зани-
