Глава третья. Проблемно-ориентированные мвс па

Проблемная ориентация многопроцессорных вычислительных систем с программируемой архитектурой (МВС ПА) определяется следующими основными признаками:

1. Областями применения или назначения:

для решения класса задач (цифровая обработка сигналов и изображений, радио- и гидролокация, геофизика, исследование ресурсов Земли, системы связи, акустика, медицина, техническая диагностика и т. д.). При этом МВС ПА могут применяться как для моделирования выше перечисленных задач, так и в системах управления объектами из областей указанных выше как в натуральном, так и ускоренном масштабах времени. Такие МВС ПА называют проблемно-ориентированными для решения, моделирования одной задачи или управления по одному или однотипными параметрами. Такие МВС ПА называются специализированными.

2. Областями или средами применения (эксплуатации) (на морских глубинах, в космосе, в реактивных и агрессивных средах и т. д.).

3. Специальными методами представления, преобразования и обработки информации как внутри, так и между процессорами МВС ПА (старшими разрядами вперёд в знакоразрядной избыточной системе счисления, одноразрядными и многоразрядными приращениями, в остаточных классах, вертикальная арифметика и т. д.).

В частности, цифровые интегрирующие системы имеют двойную специализацию (проблемную ориентацию): в них решаются задачи, описываемые негипертрансцендентными уравнениями, т. е. задачи, решения которых находятся в области непрерывных функций, а между процессорами (цифровыми интегра-торами, универсальными решающими блоками, функциональными блоками) информация передаётся в виде одноразрядных или многоразрядных приращений.

В дальнейшем будем рассматривать теорию проектирования и построения проблемно-ориентированных МВС ПА, основанных на использовании методов численного интегрирования.

При анализе и синтезе цифровых интегрирующих структур, построенных на основе цифрового решающего модуля (ЦРМ), возникает ряд проблем, к числу которых можно отнести следующие: представление исходной задачи в форме, удобной для реализации на цифровых решающих модулях; выбор рационального алгоритма ЦРМ; синтез схемы решающего модуля и ее реализация на элементах микроэлектроники; разработка принципов коммутации решающих модулей и построение устройства управления структуры; исследование методов решения задач на структуре; создание комбинированных систем из интегрирующих структур и универсальных вычислительных систем и др.

В данной работе рассмотрены следующие вопросы: разработана методика перехода от исходной задачи к форме, удобной для решения на цифровой интегрирующей структуре; исследованы принципы построения универсального цифрового решающего модуля; предложен оптимальный вариант линейной ОЦИС; исследованы основные математические операции, реализуемые в ОЦИС; разработана математическая модель цифровой интегрирующей структуры; проведено моделирование задачи управления системой автоматического регулирования.

3.1.Методика перехода от систем дифференциальных и алгебраических уравнений к системе уравнений Шеннона