автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.13, диссертация на тему:Аппаратно-программные средства управления аналоговым процессором АЦВС

Ь J й!

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО НАРОДНОМУ ОБРАЗОВАНИЮ

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЩИИ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ .ИМЕНИ СЕРГО ОРДЖОНИКИДЗЕ

На правах рукописи

ЛЯЛИН Андрее Андреевич

УДК 681.34

АППАРАТНО-ПРОГРАММНЫЕ СРЕДСТВА УПРАВЛЕНИЯ АНАЛОГОВЫМ ПРОЦЕССОРОМ АЦВС

Специальность 05.13.13 - "Вычислительные машины, комплексы, системы и сети"

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 1990

Работа выполнена в Московской ордена Ленина и ордена Октябрьской Револвдии авиационном институте имени Серго Орджоникидзе.

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

11АСЛ0В A.A.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

ДОСТУПОВ Б.Г.

кандидат технических наук, доцент ОГОРОДОВ D.B.

Ведущее предприятие: НШСчетМаш, г.Москва

Защита диссертации состоится "_"_ 1990 г. на заседании специализированного Совета К 053.18.10 в Московском ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции авиационном институте имени Серго Орджоникидзе.

Просим принять участие в обсуждении диссертации или прислать - свой отзыв, заверенный гербовой печатью.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Адрес института: 125871, г.Москва, ГСП, Волоколамское шоссе, д. 4, МАМ.

Автореферат разослан " ' " ' 1990 г.

Ученый секретарь специализированного Совета к.т.н., доцент

А.К.Шашурин

;ел актуальность, в настоящее время для решения задач моделиро-

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

динамических систем и объектов широко применяются специализированные вычислительные комплексы. Наиболее распространенные из них - аналого-цифровые вычислительные системы (АЦВС), сочетая в себе положительные качества цифровых и аналоговых вычислительных машин, позволяют вести полунатурное моделирование в реальном и ускоренном масштабах времени в гибком взаимодействии пользователя с вычислительной средой. Эквивалентная производительность АЦВС зависит от многих факторов, среди которых важное место занимает качество аппаратно-программных средств сопряжения, обеспечивающих управление и обмен информацией между цифровым и аналоговым процессорами АЦВС.

Существующие аппаратные и программные средства сопряжения не всегда позволяют достаточно хорошо сбалансировать вычислительный 1роцесс в АЦВС. Сложность этой задачи определяется существенным различием в производительности аналогового (АП) и цифрового (ЦП) троцессоров АЦВС, а также отвлечением ресурса ЦП на управление эперациями ввода-вывода и выполнение прочих служебных функций. 1ерспективным решением этой проблемы является введение в архитектуру системы некоторого множества специализированных сопроцессо-юв (СП), выполняющих на аппаратном уровне наиболее трудоемкую [асть операций, характерных для цифровой части аналого-цифровых (адач. Использование СП незначительно увеличивает общую стоимость ЛВС, позволяя при наличии соответствующего программного обеспе-[ения (ПО) минимизировать непроизводительные затраты времени циф-ювого процессора.

Другим направлением возможного повышения эффективности ис-:ользоваиия потенциального ресурса АЦВС является применение пере-овых программных решений при реализации как системного, так и рикладного ПО АЦВС. Приложение технологии программирования, приятой для цифровой вычислительной техники, для задания режимов и оманд управления АП, а также при формировании схем набора анало-о-цифропих задач, позволяет значительно ускорить процессы подго-овки и решения задач на АЦВС.

Комплексный подход к выбору и разработке аппаратно-програм-ных средств сопряжения и управления аналоговым процессором АЦВС эзволяет достичь хороших результатов и обеспечить пользователя

достаточно простыми и аффективными средствами взаимодействия и решения задач на АЦВС.

Цель работы. Целью диссертационной работы является обоснование, выбор структур! и создание на основе специализированного сопроцессора комплекса аппаратно-программных средств сопряжения и управления аналоговым процессором для АЦВС 3-его и 4-ого поколений.

Новизна работы. Предложена новая аппаратно-программная методика повышения эффективности использования АЦВС за счет введения специализированного сопроцессора и соответствующего ПО. Разработана структура специализированного сопроцессора, обеспечивающего аппаратную реализацию операций ввода-вывода и ряда служебных функций. Созданы программные средства подготовки информации и поддержки работы СП со стороны цифрового процессора АЦВС, а также собственное ПО специализированного сопроцессора. Предложены языки программирования аналогового процессора.

Методы исследования. Общая методология исследования и разработки базируется на использовании методов системного анализа, теории графов и конечных автоматов, системного и структурного программирования.

Основные положения, выносимые на защиту:

- выбор и обоснование структуры АЦВС с использованием специализированного сопроцессора;

- обоснование способа обмена информацией в АЦВС с помощью специализированного сопроцессора, выбор принципов управления и оценка временных характеристик работы;

- выбор структур! и разработка элементов программного обеспечения АЦВС и сопроцессора;

- выбор, обоснование структуры, создание языка и разработка программной подсистемы автоматической коммутации АЦВС;

- применоние указанных аппаратно-программных средств на АЦВС 3-его поколения в составе (М-4-АВК-32 и 4-ого поколения в составе СЫ-1420-АП-41.

Практическая ценность работы. Практическое значение работы заключается в существенном повышении эффективности, работы АЦВС за счет сокращения непроизводительных затрат ресурса цифрового процессора. Предложенная и реализованная структура АЦВС с использованием СП обеспечивает разделение вычислительных и служебных функций ЦП, причем реализация последних производится сопроцессо-

ром. Применение разработанных языков и средств программирования обеспечивает достаточно простое и эффективное взаимодействие пользователя с АЦВС.

Реализация результатов работы. Программная подсистема автокоммутации, язык программирования Ассемблер АП и разработанное с его помощью тестовое обеспечение включены в стандартное программное обеспечение АЦВС-4. Результаты работы внедрены также в трех организациях и, кроме того, использованы в учебном процессе, что подтверждается соответствующий актами.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на:

- конференции молодых ученых МАИ, г.Москва, 1985 г.;

- научно-техническом семинаре МДНГП им.Ф.Э.Дзержинского "Программное обеспечение и применение микропроцессорных систем и устройств", г.Москва, 1986 г.;

- научно-техническом семинаре МДНГП им.Ф.3.Дзержинского "Микропроцессорные системы и устройства как основа компьютеризации", г.Москва, 1987 г.;

- Всесоюзной научно-технической конференции "Проблемы развитая аппаратных и программных средств вычислительной техники для машинного моделирования", г.Ыосква, 1987 г.;

- научно-техническом семинаре МДНГП им.Ф.Э.Дзержинского 'Программные и аппаратные средства машинного моделирования", ?.Москва, 1988 г.;

- Республиканской научно-технической конференции "Применение шкропроцессоров в народном хозяйстве", г.Таллин, 1988 г.;

- Всесоюзной научно-технической конференции "Повышение эффективности средств обработки информации на базе математического I машинного моделирования", г.Тамбов, 1989 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 печатных ра-toT. Получено положительное решение о выдаче Авторского свиде-■ельства по заявке на изобретение.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, етырех глав, заключения и приложений. Основная часть содержит 10 страниц текста, 24 рисунка, 9 таблиц, список литературы из 97 аименований. Объем приложений - 13 страниц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность теш диссертационной работы, определяется цель и основные решаемые задачи, приводятся положения, выносимые на защиту, описываются новизна, практическая значимость и реализация результатов работы.

В первой главе проводится классификация принципов построения аппаратных и программных средств сопряжения АЦВС. Показано, что среди множества структур аппаратных средств сопряжения АЦВС можно выделить три основных типа:

- универсальные средства связи цифровых вычислительных машин с объектом, используемые обычно в таких системах, где аналоговый процессор не предназначен для работы в составе АЦВС;

- специализированные средства сопряжения цифрового и аналогового процессоров, являющиеся самостоятельными устройствами с ограниченными функциями;

- средства сопряжения, входящие в состав и отражающие архитектуру аналогового процессора, специально разработанного для работы в составе АЦВС.

Последняя структура является наиболее перспективной, используется в настоящее время в отечественных и зарубежных АЦВС и отвечает современным тенденциям развития многопроцессорных вычислительных систем.

Аппаратные средства сопряжения характеризуются: типом интерфейса, типом и количеством каналов обмена цифрового и аналогового процессоров, структурой подключения и быстродействием цифро-аналоговых и аналого-цифровых преобразователей. При этом их практическая реализация может быть основана на использовании программного канала (ПК), канала прямого доступа в память (КЦДП) или процессора ввода-вывода (ПВВ) в различных сочетаниях, образующих од-ноканальные или многоканальные структуры. Проведен анализ интерфейсов, используемых для сопряжения АЛ и ЦП, а также структуры команд управления аналоговым процессором. Показано, что применение магистральных интерфейсов для сопряжения позволяет обеспечить гибкость архитектуры АЦВС.

Программные средства сопряжения обеспечивают взаимодействие между операционной системой ЦП и аппаратными средствами АЦВС. При этом выполняются'функции управления, обмена информацией и синхронизации работы АП и ЦП. Эти средства осуществляют интерпретацию

команд аналогового процессора и базируется на программной, аппаратно-программной или микропрограммной основе.

В работе проведен анализ принципов организации вычислительного процесса при подготовке и решении задач на АЦВС. Общей формой таких процессов является последовательно-параллельная организация, выровдапцаяся для конкретных задач и режимов работы в параллельную или последовательную. При моделировании на АЦВС наиболее широко применяются параллельные вычислительные процессы, характеризующиеся одновременной работой ЦП и АЛ и обеспечивающие максимальную частоту решения. Показано, что время цикла 1-ого тага решения аналого-цифровой задачи Тд^ для цифрового процессора распределяется следующим образом:

ТШР1 = твв1 + тпр1 + тцд1 + ТЩ1 »

еде ТцП1 - время решения цифровой части задачи; Твв1 - время цифрового процессора, затрачиваемое на управление вводом информации в ЦАП АЛ; Тцр^ - время ЦП, затрачиваемое на управление приемом информации из АЦП АЛ; Тод1 - время, необходимое ЦП для предварительной обработки данных. Значения Твв1, Т^, для заданной структуры АЦВС определяются характеристиками решаемой задачи. Величина Тшр1 задается средствами службы времени АЛ и определяется га условий требуемой устойчивости и точности решения. Очевидно, 1то повышение частоты вычислительного процесса ведет к снижению абсолютной величины полезного времени Тщ^ в общем объеме времени и ограничено в пределе временными затратами ЦП на управление >бменом.

Решение этой проблемы возможно за счет большей степени рас-гараллеливания работы ЦП и средств сопряжения АЦВС, передав пос-юдним часть функций по управлению обработкой запросов на ввод-мод. Для этого предлагается расширить архитектуру АЦВС посред-!Твом введения специализированного сопроцессора, обеспечивающего мполнение непроизводительных операций ввода-вывода и ряда слу-себных функций в соответствии с программой управления АЛ. Общее |ремя выполнения З-ой команды такой программы ^ представляется в |иде ^ = г^), где ^ - время интерпретации команды в

[П; ^ - время выполнения команды в сопроцессоре; ^ - время мполнения команды в АЛ.

С учетом архитектурных особенностей ЦП, АЛ и сопроцессора, а

такие характеристик алгоритмов обмена функциональное представление 1;.. принимает вид:

г, = к'-з.^* ♦ е^хс + ^ .

где К* - приведенное быстродействие канала ЦП; - длина команды управления АЛ; Ъ* - среднее время выполнения команды ЦП; - количество тактов работы СП; тс - длительность такта работы СП. Расчеты и экспериментальное исследование, проведенные в работе, показывают, что применение сопроцессора позволяет обеспечить скорость обмена информацией между ЦП и АП, определяемую быстродействием интерфейса ЦП, т.е. К*^^* <

Во второй главе диссертации рассматриваются вопросы аппаратной реализации функций управления аналоговым процессором АЦВС на базе специализированного сопроцессора.

Набор функций, выполняемых сопроцессором, определяется местом СП в структуре АЦВС и, следовательно, требованиями к трем взаимосвязанным процессам: взаимодействию СП с ЦП, взаимодействию СП с АП и согласованию этих взаимодействий. В общем случае сопроцессором реализуются следующие функции:

- прием команд ввода-вывода от цифрового процессора;

- выбор канала обмена и обеспечение связи с АП;

- выборка, дешифрация и выполнение команд управления;

- передача данных между памятью и каналом обмена с АП;

- промежуточное хранение и преобразование форматов данных;

- прием, обработка и хранение информации о состоянии АП;

- формирование запросов на прерывания.

По результатам анализа сформулированы две задачи, требувдие решения при организации обмена в АЦВС с помощью специализированного сопроцессора:

1. Для некоторой конфигурации технических средств сопряжения АЦВС на основе СП и используемого ПО определить характеристики быстродействия и производительности сопроцессора, а также критерии целесообразности реализации операций ввода-вывода.

2. Для заданного значения периода повторения, определяемого' из условий реализации алгоритма в режиме реального времени с заданной точностью, определить набор аппаратно-программных средств сопроцессора.

В работе предлагается методика приближенной оценки необходи-

мой средней скорости передачи данных по каналу обмена ЦП-АП через специализированный СП и требуемого быстродействия сопроцессора, необходимого для своевременной обработки поступающей информации. В предположении, что входящий поток требований характеризуется интенсивностью Л.=1/^, где 1;вх - средний период времени между соседними требованиями (А. при этом соответствует скорости передачи по каналу Ук), поток выходных требований характеризуется интенсивностью ц=1Лвых, где 1;вшс - средний период времени между соседними обслукенными требованиями (ц. в этом случае соответствует скорости обработки информации в сопроцессоре Уп), и с учетом того, что для стационарного случайного процесса справедливо соотношение \/\1<1, в работе получено выражение стационарности процесса передачи данных по каналу обмена ЦП-АП и обработки их в СП:

к Ы т

г* ' 1 < "ел- о ' I рг К1 .

1ШР 1=1 1=1

где й^ - средняя длина в байтах 1-ой команда АП; N - количество команд АП за период шага решения Тщр; Квсп - коэффициент вариации скорости передачи; WCц - быстродействие сопроцессора; 0 - длина аналоговой программы в байтах; т - число программных модулей обработки информации; Р^ и К1 - объем в операциях и коэффициент зацикливания, соответственно, 1-ого программного модуля.

Увеличение эквивалентной производительности АЦВС при использовании сопроцессора достигается либо за счет сокращения периода повторения Тщр при сохранении алгоритма решения задачи, либо за счет усложнения алгоритма при неизменном Тщр. Данный эффект можно оценить посредством параметра относительной производительности ротн = ^ср^бср- гда риср и Рбср " сРвД™0 производительности, соответственно, исследуемой и базовой системы, определяемые согласно выражению: К

Рср = I ак'рк ' к=1

Повышение производительности системы за счет распределения вычислительной нагрузки должно соответствовать условиям целесообразности разделения функций между сопроцессором и ЦП. Показано, что эти условия определяются в виде системы неравенств и отражают область эффективного использования СП.

Для организации процесса проектирования аппаратно-програм-

мных средств специализированного сопроцессора в работе предлагается применить метод направленного выбора. При этом на основе исследования задачи проектирования СП, построения дерева возможных вариантов реализации и сравнения их качества выбирается вариант структуры Ф* = Р*(И1, С.р е фцд, ДЛЯ КОТОрОГО Х*£ Х^, И^ И, С, ц*= аЛг(Ц), где Р* - функционал, определяющий допустимую комбинацию компонентов и детерминированных связей между ними; Фсп - множество возможных вариантов построения сопроцессора; И -множество компонентов, используемых при проектировании; С - множество связей между компонентами; Хсп - множество требуемых технических характеристик СП; Ц - множество совокупных показателей качества.

В соответствии с изложенным подходом в работе проведен анализ вариантов и реализация специализированного сопроцессора для АЦВС в составе АП АВК-32 и ЦП (31-4. Функциональная организация сопроцессора базируется на использовании серийного 16-разрядного однокристального микропроцессора К1810ВМ86 с универсальной системой команд, включает локальную шину, локальную память и обеспечивает доступ к системным ресурсам ЦП (общее поле памяти в ОЗУ и периферийные устройства). По отношению к системной шине цифрового процессора АЦВС СП реализуется как особое внешнее устройство, поддерживающее стандартные алгоритмы обмена.

В работе предложены алгоритмы функционирования и взаимодействия сопроцессора с ЦД и АП, проведена оценка скорости обработки информации. Изготовлен макетный образец сопроцессора, выполнено экспериментальное исследование временных характеристик работы СП.

В третьей главе диссертации проводится анализ структуры программного обеспечения межпроцессорного взаимодействия в АЦВС. Предлагается расширить состав ПО АЦВС за счет введения новых компонент, обеспечивающих функционирование специализированного сопроцессора, подготовку программных модулей СП с использованием операционных средств цифрового процессора, а также программирование команд управления аналогового процессора.

Программные средства управления межпроцессорным взаимодействием в АЦВС подразделяются на группы-программ, организуемые в отдельные библиотеки в соответствии со спецификой выполняемых ими функций. Для рассматриваемой структуры АЦВС, включающей СП, необходимо наличие следующих библиотек:

- библиотеки программ связи ЦП-СП, обеспечивающей взаимодэй-

ствие цифрового процессора и СП со стороны ЦП;

- библиотеки программ управления АП, реализующей функции настройки, управления и подготовки информационных массивов для аналогового процессора;

- библиотеки программ сопроцессора, обеспечивающей поддержку взаимосвязи СП-ЦП и АП-СП, а также управление функциональными блоками АП и обработку данных.•

В работе исследованы принципы организации взаимодействия между ЦП и СП, показано, что применяемые алгоритмы определяются характеристиками решаемой задачи и требованиями пользователя. При этом важную роль играют объем и повторяемость передаваемой информации, соотношение универсальности и быстродействия программ управления обменом, уровень синхронизации процессов и т.д. Полученные в работе данные показывают существенное снижение времени обмена для специализированных алгоритмов и/или при организации обмена с АП по локальной шине и буферизации информации в локальной памяти сопроцессора.

Различие в системах команд сопроцессора и ЦП определяет необходимость наличия особых средств подготовки программ СП, реализуемых специальной программной подсистемой. Такая система, используя ЦП АЦВС в качестве инструментальной машины, выполняет комплексную функцию трансляции В^ = ф^Б™, Т^, Б*), где Б™ -набор требований, определяемых архитектурой СП; - набор требований, задаваемых пользователем для конкретной задачи; Т1 - текст программных модулей на языке программирования СП; В^ - двоичный образ машинных команд СП. функция срсп реализуется разработанной в диссертации подсистемой подготовки программ сопроцессора АЦВС, включающей следующие компоненты:

- кросс-ассемблер АЗБМ86, выполняющий собственно трансляцию текстов программных модулей СП в объектные коды;

- компоновщик ЫЖ86, обеспечивающий связывание объектных модулей в символьный образ набора машинных команд СП;

- первкодировщик БЕССМ, обеспечивающий генерацию двоичного файла машинных команд в формате загрузки в память системы;

- загрузчик УМ, выполняющий функцию загрузки машинных кодов СП в заданную область памяти ЦП.

В работе также предлагаются средства, позволяющие повысить эффективность использования аналогового процессора АЦВС за счет применения т.н. "цифровой" технологии программирования, т.е. ме-

II

тодики, принятой для программирования ЦВМ. Для решения этой задачи разработан язык программирования АП ассемблерного типа (Ассемблер АП), обеспечивающий работу в реальном масштабе времени и позволяющий определять последовательность выполнения операций в АП для заданной схемы набора задачи, модифицировать эту схему и менять ее параметры. Представление аналогового процессора в качестве целевой вычислительной машины, а цифрового - в качестве инструментальной в составе единой АЦВС позволило предложить реализацию языка в виде кросс-системы на базе макрорасширения ассемблера ЦП. Такой подход в совокупности с архитектурой автоматизированной АЦВС приводит к модульной структуре единой аналого-цифровой программы, допускающей в то же время декомпозицию и автономную отладку аналоговой и цифровой частей.

В работе дано формальное описание языка и структуры аналого-цифровой программы, написанной при помощи операторов Ассемблера АП. Показано, что структура программы в этом случав имеет вид: программа> ::= <фрагмент программы ЦПЖпрограмма коррекцию 1 <обращение к АПхпрограмма АПхфрагмент программы ЦП> | <фрагмент программы Щ1хпрограмма>. Проведена также оценка эффективности Ассемблера АП на основе анализа возможного повышения производительности труда программистов при использовании данного языка.

В четвертой главе рассматриваются вопросы построения программной подсистемы автоматической коммутации (САК) аналогового процессора АЦВС.

Проведен анализ аппаратных средств автокоммутации АП, выделены две основные группы компонент: .

- активные, а именно коммутационные матрицы различного уровня иерархии, формирующие физические соединения между ФБ АП;

- пассивные, обеспечивающие взаимосвязывание активных компонент (внутренние магистрали, входы-выходы ФБ и др.).

В работе проведена оценка качества аппаратных средств САК для АП 4-ого поколения. Возможность полного программного доступа к любому ФБ, входящему в систему автокоммутации, оценивается выражением Smln< S -Sjj^j, где S - количество возможных коммутаций; smln= a-f,'l°g2N> sjnax= ~ ШШ1ЯЯ и верхняя границы, соответственно, необходимого числа коммутационных элементов; а - коэффициент, определяющий среднее число входов ФБ, а = M/N; N - количество функциональных блоков АП; Ы - совокупное количество ФБ. При анализе аппаратных средств САК необходимо учитывать коэффици-12

ент охвата р = N¿/1^, где - число операционных элементов, входящих в структуру САК; - общее число операционных элементов АЛ, а также коэффициент концентрации 7 = п'/п, где п'- число выходов (входов) матрицы САК в (из) межмодульную связь; 11 - число входов (выходов) матрицы, обслуживащих 56. Для АЛ 4-ого поколения р 0,5; 7 = 0,6; 5т1г|< Б, что дает принципиальную возможность обеспечить соединение любых двух ФБ, охваченных САК.

По результатам анализа аппаратных средств САК в работе обоснована функциональная организация и определен круг задач, решаемых программной подсистемой автокоммутации АЦВС. Основной задачей ПО САК является преобразование некоторого описания схемы набора задачи моделирования в последовательность команд управления АП с учетом особенностей аппаратной среды, а также программная поддержка выполнения необходимых коммутаций. Указанная задача определяет множество функций Рфр ПО САК. Для функционального разложения задачи управления автокоммутацией используется ориентированный граф Гфр= (Дфр, Рфр), где Д^ - множество структур данных САК. На основании графа Гфр определены основная (трансляция описания схемы набора, размещение операционных элементов, выбор коммутационных элементов и генерация командных последовательностей САК) и вспомогательные (коррекция программы управления САК, загрузка программы управления САК в АП, дизассемблирование программы управления САД) группы функций ПО САК, показана необходимость создания специального языка программирования автокоммутации. В работе предложен такой язык (ЯПА), включащий подмножества описания конфигурации АП и описания схемы набора задачи. Дано формальное описание синтаксиса языка ЯПА с использование БНФ.

Для построения структуры транслятора ПО САК использована методика конечных автоматов. В работе на базе графа Г^ выполнено проектирование модулей ПО управления автокоммутацией АП, предло-кена структура файловой системы и потоков данных. Разработка про-зедена в рамках ОС РАФОС СМ ЭВМ с использованием языков программирования Макроассемблер, ПАСКАЛЬ, Ассемблер АП.

В заключении изложены основные выводы и результаты, получению в диссертационной работе.

В приложении приведены обобщенные алгоритмы первого и второ-'о проходов трансляции кросс-ассемблера специализированного со-[роцессора АЦВС, а также справочное описание языка программирова-гая Ассемблер АП.

основные вывода и результаты работы

1. По результатам изучения различных вариантов структур аппаратно-программных средств сопряжения современных АЦВС обоснован способ организации обмена информацией и управления аналоговым процессором АЦВС с помощью специализированного сопроцессора.

2. Поставлена задача проектирования специализированного сопроцессора АЦВС, определен набор выполняемых им функций и сформулированы основные требования к реализации на микропроцессорном уровне.

3. Предложены методика оценки средней скорости обработки информации сопроцессором, а также критерии целесообразности реализации операций ввода-вывода в СП АЦВС.

4. Разработаны структура специализированного сопроцессора, а также принципы взаимодействия и алгоритмы обмена СП с цифровой и аналоговой частями АЦВС. Проведен расчет и экспериментальная оценка временных характеристик вычислительного процесса для АЦВС с использованием сопроцессора.

5. Исследована и определена структура системного и прикладного программного обеспечения АЦВС с сопроцессором ввода-вывода. Предложена технология и разработан комплекс средств подготовки программ сопроцессора, при помощи которого реализована библиотека программ управления и обмена СП.

6. Разработан и реализован для автоматизированного аналогового процессора язык программирования Ассемблер АП, значительно ускоряющий процесс подготовки программ АП и обеспечивающий доступ ко всем вычислительным ресурсам аналогового процессора АЦВС.

7. Исследована аппаратная система автоматической коммутации аналогового процессора, согласно выработанным требованиям разработан язык программирования схем набора задач ЯПА и реализована программная подсистема управления автокоммутацией аналоговой части АЦВС.

8. Изготовлен макетный образец специализированного сопроцессора, для которого разработано программное обеспечение. Результаты функционирования сопроцессора в составе АЦВС на базе АВК-32-СМ-4 подтвердили основные положения диссертационной работы.

Основные положения и научные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

I. Горбатов Ю.В., Деснор И.Г., Ляпин A.A. Исследование прин-

ципов построения двухуровневой аналого-цифровой вычислительной системы. Гл.5. - Отчет о НИР, ГР * 01820090377. - М.: МАИ, 1982, с.71-129.

2. Ляпин A.A. Разработка программного обеспечения аналого-цифровой вычислительной системы АЦВС-41. Гл.З. - Отчет о НИР, ГР * 01830066260. - М.: МАИ, 1984, с.57-62.

3. Алимова Т.Л., Горбатов D.B., Деснер И.Г., Ляпин A.A. Разработка программного обеспечения аналого-цифровой вычислительной системы АЦВС-42. Гл.1,3,4. - Отчет о НИР, ГР * 01840037378. - М.: МАИ, 1985, с.7-29, 50-99.

4. Ляпин A.A., Деснер И.Г. Система подготовки программ однокристального микропроцессора. - В сб.: Программное обеспечение и применение микропроцессорных систем и устройств. Материалы семинара. - М.: МДНТП им. Ф.Э.Дзержинского, 1986, с.141-143.

5. Ляпин А;А., Алимова Т.Л. Разработка программного обеспечения аналого-цифровой вычислительной системы АЦВС-43. Гл.1. -Отчет о НИР, ГР * 01860003245. - М.: МАИ, 1986, с.39-66.

6. Ляпин A.A. Использование языка ПАСКАЛЬ для программирования структурных модулей АЦВС. - В сб.: Вычислительные и управляющие системы на базе мини-, микро-ЭВМ и микропроцессорных средств. - М.: МАИ, 1986, с.33-35.

7. Горбатов D.B., Деснер И.Г., Ляпин A.A. Реализация функций ввода-вывода, в АЦВС с помощью однокристального микропроцессора. -В сб.: Микропроцессорные системы и устройства как основа компьютеризации. Материалы семинара. - М.: МДНТП им. Ф.Э.Дзержинского, 1987, с.95-98.

8. Ляпин A.A., Деснер И.Г. Кроссассемблер для микропроцессора KI8I0BM86. - Микропроцессорные средства и системы, 1987, * I, с.35-37.

9. Горбатов D.B., Деснер И.Г., Ляпин A.A. Расширение архитектурных возможностей АЦВС с помощью сопроцессоров. - В сб.: Всесоюзная научно-техническая конференция "Проблемы развития аппаратных и программных средств ВТ для машинного моделирования". Тезисы докладов. - М.: Радио и связь, 1987, с.7.

10. Ляпин A.A. Язык описания соединений решающих блоков перспективных АЦВС. - В сб.: Всесоюзная научно-техническая конференция "Проблемы развития аппаратных и программных средств ВТ для машинного моделирования". Тезисы докладов. - М.: Радио и связь, [987, с.59-60.

11. Горбатов D.B., Деснер И.Г., Лялин A.A. Комплекс для моделирования динамических объектов с системами управления на базе однокристального микропроцессора. - В сб.: Программные и аппаратные средства машинного моделирования. Материалы семинара. - Ы.: МДНТП им. Ф.Э.Дзержинского, 1988, с.102-108.

12. Маслов A.A., Лялин A.A. Микропроцессорная реализация функций управления нелинейностями в АЦВС. - В сб.: Новые направления и средства аналого-цифрового преобразования и обработки измерительной информации. Тезисы докладов II секции республиканской научно-технической конференции "Применение микропроцессоров в народном хозяйстве". - Таллин: НТО РЭС им. А.С.Попова, 1988, с.81-82.

13. Маслов A.A., Ляшш A.A. Применение сопроцессора для оперативного контроля АЦВС. - В сб.: Повышение эффективности средств обработки информации на базе математического и машинного моделирования. Материалы Всесоюзной конференции. - Тамбов: ТВВАИУ, 1989, С.40-41.

14. Алимова Т.Л., Ляпин A.A. Принципы организации контроля автоматизированной АЦВС. - В сб.: Аналого-цифровые вычислительные системы и их применение. - Томск: ТЛИ, 1989, с.10-16. Деп. в ВИНИТИ 19.12.89, * 7493-В89.

Техн. редактор Н.Б.Карякина

Л- 44092. Подписано к печати ¿6.02.90

Бум. офсетная. Формат 60x84 1/16. Печать офсетная.

Усл. печ.л. 0,93. Уч.-изд.л. 1,00. Тира* 100

Зак. 2132 / 5605 . Бесплатно

Типография издательства МАИ

125871, Москва, Волоколамское шоссе, 4