книги из ГПНТБ / Оперативные графические системы в автоматизации проектирования

чсппя проекций, выполнения операции масштабирования элементов изображения, попадающих в «окно», и стира­ ния элементов вне «окна». Процедура МАРКЕР заклю­ чается в генерировании координат нового положения следящего символа для работы светового пера в режиме трассировки или светового маркера, управляемого кнюпельным механизмом согласно поступающей с пульта информации. Процедура ОБРАБОТКА СТРУКТУРЫ ДАННЫХ состоит в выполнении ряда операций над структурой данных, которые заключаются в обработке адресов связи отдельных блоков структуры, записи или чтении данных из блоков. Процедура ФОРМИРОВА­ НИЕ МАССИВА КОМАНД ОТОБРАЖЕНИЯ строит программу отображения для графического процессора, содержащую графические команды и команды управле­ ния. Процедура АНАЛИЗ IT ОПТР1МИЗАЦИЯ заклю­ чается в проведении ряда вычислительных операций по решаемой проблеме (проведение анализа электрических цепей, получение физических параметров и др.). Назна­ чением процедуры ФОРМИРОВАНИЕ СООБЩЕНИЯ ОПЕРАТОРУ является подготовка управляющей ин­ формации для пользователя. Вслед за ней выполняется процедура ВЫВОД СООБЩЕНИЯ ОПЕРАТОРУ (ВСО), которая состоит в том, что печатается текстовое сообщение на пишущей машинке, засвечиваются ин­ дикаторы клавиш ФК и табло оператора, подается зву­ ковой сигнал и др. Процедура ФОРМИРОВАНИЕ КО­ МАНД ВВОДА ИЗ ГП заключается в подготовке ин­ формации, управляющей вводом из ГП. Процедура ВВОД ИНФОРМАЦИИ ИЗ ГП (ВИГП) осуществляет считывание служебной информации (символа состояния, указателей причин прерывания и др.), а также графиче­ ской информации (содержимое регистров отклонения X, Y, область памяти ГП и т. д.). Процедура ВЫЧЕРЧИ­ ВАНИЕ ИЗОБРАЖЕНИЯ (BIT) заключается в преоб­ разовании цифровой информации, содержащейся в гра­ фических командах, в сигналы, управляющие яркостью луча и его перемещением иа экране ИН. По окончании выполнения процедур ВЫВОД СООБЩЕНИЯ ОПЕРА­ ТОРУ, ВВОД ИНФОРМАЦИИ ИЗ ГП, ВЫЧЕРЧИВА­ НИЕ ИЗОБРАЖЕНИЯ требование является обрабо­ танным и система ждет последующих требований пользователя.

61

Все множество процедур обработки требований X —

= {л'Д, (k = \, N) (где N — число процедур в множестве) можно разбить на три подмножества процедур Хцп, Хгп, ХПвв2> выполняемых соответственно в ЦП, ГП и ПВВ2. Очевидно, что для этих подмножеств должны соблюдаться следующие условия:

Дцп П ^-гп = 0 ; ^гпП X ПВВ2 = 0 ;

(3.33)

ДцП П Л'пвВ2 = 0 ; ДцП U A'm U ^ПВВ2 = X.

Каждая из процедур, входящих в подмножества АЦп, ХГп и А'пипг. может быть реализована программным, микропрограммным или аппаратурным способами, а так­ же смешанным способом, состоящим в произвольной комбинации любых двух либо всех трех предыдущих. Способ реализации k-i\ процедуры оказывает существен­ ное влияние па математическое ожидание времени ее однократного выполнения п„ которое является важней­ шим параметром процедуры. Для расчетов модели ОГС необходимо знать для всех процедур значения тл, т. е. следует определить компоненты вектора

Приведем ряд расчетных соотношений, позволяющих найти некоторые значения т/,.

Для процедур хп £ХцП и реализуемых программным способом тд определяется по формуле:

/г-ю процедуру, с учетом многократного повторения ко­ манд в циклах; Яцп •— производительность ЦП, выра­ женная в командах в секунду.

Для процедур Xk 6 ^цп п реализуемых микропро­ граммным способом хи определяется выражением

где М/,цп — среднее число микрокоманд ЦП, реализую­ щих k-io процедуру, с учетом многократного повторения

62

микропрограммно, либо аппаратурно. Тогда хи для сме­ шанной процедуры является суммой средних времен реа-

среднем потребуется выполнить /е-ю процедуру по обра­ ботке требования за одно прохождение его через про­ цессор, в котором реализуется данная процедура.

Для определения Рд необходимо провести анализ схемы информационных потоков с целью определения рациональных вариантов размещения процедур по про­ цессорам ОГС. Для некоторых процедур очевидно место их размещения. Так, процедура РАБОТА С Вн ПА­ МЯТЬЮ может быть реализована только в ПВВ2, а про­ цедуры ВЫВОД СООБЩЕНИЯ ОПЕРАТОРУ, ВВОД ИНФОРМАЦИИ ИЗ ГП, ВЫЧЕРЧИВАНИЕ ИЗОБРА­ ЖЕНИЯ — только в ГП. Такие процедуры, как МОНИ­ ТОР, АНАЛИЗ И ОПТИМИЗАЦИЯ, ОБРАБОТКА. СТРУКТУРЫ ДАННЫХ И ФОРМИРОВАНИЕ МАС­ СИВА КОМАНД ОТОБРАЖЕНИЯ, необходимо реали­ зовывать в ЦП, так как размещение их в ГП может при­ вести к превращению его в универсальную ЭВМ. Для процедур ТЕКСТ, МАРКЕР, ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ существует альтернатива в выборе места их размещения—ЦП или ГП. С целью нахождения оптимальной структуры ОГС следует перебрать все воз­ можные варианты размещения этих процедур и выбрать паилучший с помощью целевой функции.

Для каждого варианта размещения необходимо по­ строить информационные модели обработки требований в ГП или ЦП, из которых можно определить [Ц.

Информационная модель состоит из блоков, отражаю­ щих процедуры, реализуемые в данном процессоре, и на­

64

правленных связей между ними. Эта модель представляет собой конечный ориентированный связный граф Г(Х, U),

где X = {хк} — множество вершин графа (k - 1 , т), a U — = {ик к,} — множество ориентированных дуг (/е'= 1 , т),

выходящих из вершины хк и заканчивающихся в вершине X/;'. Дугам графа поставим в соответствие вероятности переходов из вершины xh в вершину хк>, которые обозна­ чим Gkk'.

с состояниями X = {х);} и матрицей вероятностей перехода

м 2 = ||0И1

Построим информационные модели для ГП и ЦП для одного из возможных вариантов размещения процедур. При этом в ГП, кроме выполнения обычных функций (вычерчивание изображения, вывод управляющей инфор­ мации оператору), осуществляется реализация таких процедур, как генерирование символов и редактирование текстовой информации, перемещение светового маркера. Данный вариант является наиболее распространенным в графических системах, так как позволяет получить при­ емлемое время реакции системы при незначительных стоимостных затратах.

Информационная модель ЦП приведена на рис. 3.5. Матрица М2 для этого графа имеет вид:

З а п и ш е м т р а н с п о н и р о в а н н у ю м а т р и ц у D J д и н а м и ч е с к о й м а т р и ц ы D m

А’-ю процедуру; соцп=7,5, т. е. интенсивности потока тре­ бований, поступающих в ЦП:

g)2G 20 — co6 = 0;

^Ga.io оз10 —0,

66

Рис. 3.6. Информационная модель ГП

Определим р^ для процедур, реализуемых в ГП. Информационная модель этого процессора приведена на рис. 3.6.

Запишем матрицу вероятностен перехода М3:

6S

З н а я M 3, с о с т а в и м д и н а м и ч е с к у ю м а т р и ц у D 3

Запишем систему уравнений, где согп=Оч, т. е. интен­ сивности потока требований, поступающих в ГП:

С О гп - j - ® 12^ 12.0 “ I" ^ 1 3 ^ 1 3 .0 “Ь ^ 1 4 ^ 1 4 .0 =

®rnG0v — “ 7 = 0 ;

Учитывая, что Gi2.o= Gi4.o= Gi3.o= G7.i4 = C?s.i-i= 1, по­ лучаем из системы уравнений:

Тогда

Р? = Gn7, Р8= Gq8, Pi2~G0,j2, Pi3 ~G0.13, Pu =.G07-|- Gos-| G01i. (3.64)

Для ПВВ2 нецелесообразно составлять информаци­ онную модель, так как в нем выполняется только одна процедура РАБОТА С Вп ПАМЯТЬЮ и для нее Рз=1.

G9