12 Дәрістің тақырыбы: Басқару жүйесінің, scadа-жүйесінің микропроцессорлары мен птк (ек) таңдап алу әдістемелері. Тп абж-ны өңеудің тт-сын өңдеу кезіндегі технологтың міндеті.

ЕК-ның құрылымын таңдап алу кезінде екі негізгі зерттеу әдістері – макро- және микротәсілдер болуы мүмкін.

Макротәсіл ЕК элементтері жөнінде қандай да бір мағлұматтар болмаған кезде оқудың бастапқы кезеңе сипатты. ЕК-ң осы кезеңінде алғашқы ақпараттарды енгізу мен жүйенің жұмыс істеуі үшін қажетті ақпараттарды қайта өңдеу функциясын орындауға арналған басқару ақпараттарын шығару үшін өрістері бар «қара жәшік» ретінде қарастырылады. Макротәсіл кезінде аса шектелген міндеттемелер шегі оқытылады.

Микротәсіл ЕК-ні құрудың өте күрделі және нақты міндеттемелерін, және де ЕК-ны синтездеу есебін шешуге мүмкіндік береді. Соңғысы біздің ЕК-ң рационалды құрылымын анықтау есебімен толық сәйкес келеді. Бұл кезде макро- және микротәсіл де қолданылатын схема ұсынылуы мүмкін. Схема ЕК-ні синтездеудің негізгі есебін шешуге алып келетін бір қатар жеке есептерді тізбектеп шешуден тұрады.

(Есепті шеші алгоритмдерінің бар болуы әрбір алгоритмді іске асыру үшін қажетті кіріс ақпараттарын анықтауға мүмкіндік береді; әрбір алгоритмді іске асыру нәтижесінде алынатын шығыс ақпараттарын; есептеу жұмысының көлемін бағалау үшін қажетті арифметикалық және логикалық операциялардың жиынтығын). Әрі қарай қызмет көрсететін жүйенің құрылымы анықталады, ол ЕЖ-ні жүйедегі мүмкін болатын орнын елестетуге мүмкіндік ббереді. Содан кейін қызмет көрсетуші жүйенің тімділің көрсеткішін таңдап алу жөніндегі сұрақтарды өңдеу қажет. Мұнда тиімділік көрсеткішін анықтап алу мен осы көрсеткіштердің шамасына әсер ететін факторларды анықтап алу кіреді. Одан бөлек, ЕЖ сипаттамалары мен жүйенің жұмыс істеу шарттары анықталады.

Микротәсілді іске асырған кезде бірінші қадам барлық алгоритмдер арасындағы ақпаратты-логикалық байланыстардың схемасын құру болып табылады. Схема жүйенің ақпараттық-логикалық құрылымын (АЛҚ) бейнелеп береді және өзінше ЕК-ні әрі қарай синтездеу негізін көрсетеді. Ол жүйенің барлық алгоритмдері арасындағы ақпараттармен алмасу жолы тураы нақты мағлұматтар береді. Жүйенің ИЛЖ-сі (ИЛС) ИЛЖ үйлескеннен кейін аяқталды деп саналады. ИЛЖ үйлесімлігі дегеніміз, біріншіден, әрбір алгоритмнің оны іске асыру үшін қажетті ақпаратпен қамтамасыз етілуі және, екіншіден, пайдасыз (еш жерде қолданылмайтын) ақпараттар ағынының болмауы. Мұнда сол алгоритмдердің құрылымдық схемалары да таңдап алынады. Келесі қадам – жүйедегі барлық алгоритмдерді жеке-жеке талдау. Талдау мақсаты – жүйенің әрбір алгоритмін іске асыру үшін қажетті есептеу жұмыстарының көлемі мен сапасына қойылатын талаптарды анықтау. Ол үшін макротәсіл кезеңінде бар немесе гипотетикалық есептеу машиналарының сипатталары беріледі.

Келесі кезең жеке алгоритмдердің жеке ЕЖ-ге байланысуының мүмкін болатын жолдарын қарастырады. Бұл жүйенің ИЛЖ мен құрылымдық схемасының көмегімен жүргізіледі және жүйенің есептеу Функциясының жеке ЕЖ-мен таралу жолдарының тізімін құрумен тең. Әрі қарай жүйенің жұмыс істеу шарттарын ескере отырып, тікелей ЕК-ң сапа көрсеткіштерітаралуының әрбір жоллы бағаланады, содан кейін тиімді жоллы таңдап алынады. Бұл процедура өзіне мақсатқа сай бағытталған өзгерістерді енгізу нәтижесінде жоспарды біртіндеп жақсартатын алғашқы шешімді априорлы түрде таңдап алуға негізделген. ЕК-ң рационалды құрылымын таңдап алу схемаларының бірден бір мүмкінді схемасы осындай.

ЕК, МПК, ПТК рационалды құрылымын таңдап алудың варианттық әдісі.

Басқару жүйесінің тиімділігі ЕК сапа көрсеткіштері мен басқа ішкі жүйелер кеңістігінде көпжақты гипербет түрінде берілуі мүмкін. Бұл жағдай ЕК құрылымын тиімдеу есебін іс жүзінде мүмкін емес қылады. Сол есептің қойылымы мен оны шешу жолдарын жеңілдетуге тура келеді. ЕК-ң тиімді құрылымын таңдап алу есептерін жеңілдетудің кейбір тәсілдерін қарастырайық. Қызмет етуші жүйе тиімділігінің жалпы функционалды өрнегін жазайық

Е=Е[К,К₂, .... Ка, ..., К_ВК(Т, а,С), .... KJ. (12.1)

мұндағы К, - қарастырылып жатқан жүйенің 5-нші үшкі жүйесінің сапа көрсеткіші; S – жүйенің үшкі жүйелерінің жалпы саны; Т – есепті орындау уақыты; а – есепті орындау дәлдігі; С – ЕК бағасы.

Есепті жеңілдетідің бірінші тәсілі жүйенің жеке ішкі жүйелерін субтиімдеу (субоптимизация) принципін қолдануға негізделген. Субтиімдеудің мүмкінді әдістерінің бірі, ол әрбір ішкі жүйе басқа ішкі жүйелердің сапа көрсеткіштерін қойған кезде өзінің жеке сапа көрсеткіштері бойынша тиімделетіні. Бұл (6.3.1) өрнегін мына түрде өзгертіп жазуға мүмкіндік береді

E=E[K_m(T, a,C);K_s=const) (12-2)

i үшін і=1, 2,..., S; ЕК.

Жеңілдетідің келесі кезеңі - Следующий этап упрощения - Т, а, С көп жақты жалпы көрсеткіштерді бір өлшемді шамалармен алмастыру. Мұндай алмастыру көбінесе тәжірибеде ақталады. Мысалы, ең күрделі басқару жүйелері үшін тиімділік көп жағдайларда жүйенің барлық алгоритмдерінің толық іске асыру уақытына тәуелді болады. Дәл сондай-ақ жүйе тиімділігі көбінесе қандай да бір шығыс басқарушы параметрді анықтаудың соммалы қателігіне де тәуелді. Басқа жағдайлар да туу мүмкін. Мысалы, жүйе тиімділігі басқа алгоритмдерді іске асыру уақыттарының қойылған мәндерінде тек бір ғана алгоритмді іске асыру уақытына тәуелді болуы мүмкін. Сәйкесінше тиімділік жүйе кез-келген бір алгоритмін шешудің дәлдлік функциясы бола алады. Осыған сәйкес (6.3.2) өрнегін мына түрде қайта жазамыз:

(12.3)

s=l, 2,.., S үшін ; ЕК

Жеңілдетідің келесі (үшінші) деңгейі де ЕК жұмыс тәжірибесінде айтылған. Ол ЕК-ң сапа көрсеткіштерінің санын азайтудан тұрады. Кейде көрсеткіштерідің біреуі жүйе тиімділігіне деген әсерін елемеуге болады, кейде көрсеткіштердіө біреуінің шамасы анықтап белгіленуі мүмкін. Мысалы, бір типті ЕК санын кешенде өзгерту кезінде жалпы есептеу саны өзгереді; есептеу дәлдігі болса өзгеріссіз қалады. Бұл жағдай кейбір жағдайларда (6.3.3.) өрнегін келесі түрде қарастыруүа мүмкіндік береді:

s=l, 2,..., S үшін; s# ЕK.

ЕК модельдерін едәуір жеңілдетіге қарамастан, ЕК құрылымын тиімдеу есебі аса күрделі болып қалады. Бұл қалған сапа көрсеткіштері, біріншіден, ЕК-ң техникалық параметрлерінің үлкен санына, екіншіден, Екң бірлескен жұмысын ұйымдастыру тәсілдеріне де, ол да көп болуы мүмкін, тәуелді екенін білдіреді. Есепті шешудің Ең көп тарағаны және іс жүзінде мүмкін болатын тәсілдер варианттық деп аталатын әдіс болып табылады. Ол жүйені таңдап алынған сапа көрсеткіштерін әрі қарай бағалай отырып құудың бірнеше жолдарын таңдап алудан тұрады. Көп жолдар қандай да бір тәжіриби ой-пікір негізінде, не әрбір тізбекті жолдар ең алдыңғы варианттв бағалау негізінде таңдап алынатын математикалық программалау көмегімен таңдап алынады. Варианттарды таңдап алу кезінде ЕК баға көрсеткіші ерекше рольді атқарады. Көптеген басқару жүйелерінің қасиетті ерекшелігі – олардың тиімділігінің бағасымен салыстырғанда өлшемсіздігі. Алайда, жүйенің жұмыс істеу сапасы мен оның бағасын мөлшерлі түрде бағалауға мүмкіндік беретін жалпы өлшем жоқ.

Сондықтан ЕК құрылымының тиімді жолын таңдап алу кезінде сол вариант тиімділігін оның бағасымен салыстыруға тура келеді. Бұл келесі түрде жүзеге асады. Екінші жеңілдеті деңгейін пайдалану кезінде ЕК-ң тиімді құрылымын таңдап алудың варианттық әдісін пайдалана отырып жүйенің есептеу міндеттемелерін шешу уақыты мен дәлдігінің нақты мәндерінде құны мен тиімділігінің жеке бағасын алуға болады деп ойлайық.

Бұл дискреттік нүктелерді - (Т, ,Е), (Т, ,С) кеңістіктерінде анықтап алуға мүмкіндік береді. Екі кеңістікте шоғырланған ақпарат жүйе құны мен тиімділігі жөніндегі мәліметтер салыстырылатын шешім аумағына орын ауыстыруы мүмкін. (Г, о, Е), (Т, о, С) кеңістіктеріндегі деректер дискретті сипатта болғандықтан, (С, Е) жазықтығында дискреттік нүктелер аламыз. Бұл нүктелердің өзара орналасуы үйренген варианттарды бағалауға мүмкіндік береді. Мысалы, Л5 нүктесімен берілген вариантты қарастырудан алып тастауға болады, өйткені ол құны өте жоғары болған кезде А2, A3, А4 нүктелерімен бейнеленеген варианттарға қарағанда аз тиімділікпен қамтамасыз етеді. Сол пікірге сәйкес А3 варианты А2 вариантынан қалып қояды. Яғни А3 варианты да қарастырмауға болады. Осылай А7 вариантын жойып тастаймыз, оның тиімділігі А6 вариантымен бірдей болған кезже көп қаражатты қажет етеді. Келтірілген талдама ЕК-ні құрудың қарстырылып жатқан варианттар санын едәуір қысқартады.

Әдебиет : 6 Нег. [5б-98]; 8 қос. [45-98].

Бақылау сұрақтары:

1. МП және ПТК (ЕК) рационалды құрылымын таңдап алудың варианттық әдісі.

2. ПТК-ң рационалды құрылымын таңдап алу әдістемесі.

3. Тармақталған ТП АБЖ-ға анықтама беріңіз.

4. Иерархиялық ТП АБЖ дегеніміз не?