автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.16, диссертация на тему:Исследование и разработка быстродействующих программно-аппаратных подсистем автоматизированной системы научных исследований "Гидроакустика"

МИНИСТЕРСТВО МУКИ, ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ И ТЕХНИЧЕСКОЙ ПОЛЯНКИ

РОССИЙСКОЙ ¡ВДЕЕАВДИ ТАГАНРОГСКИЙ РАЖОШШЧЕСЛИЖЖТУТ им. В.Д.ШИШКОВА

Ш правах рукописи

ТУРУЛИН ИГОРЬ ИЛЬИЧ

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА БЫСТРОДЕЙСТВУ Щ1Х ПРОГРАИЛНО-АППАРАТНЫХ ПОДСИСТЕМ АВТОМАТИЗГРОЕШЮЙ СИСТЕМЫ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ "ГИДРОАКУСТИ КА"

Специальности:

,5.13.16 - применение вычислительной техники, глтег.татпческсго моделирования и г.атекатических методов в научных исследованиях.

5г 13.14 - системы обработки информации и управления

Автор еф ерат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических тук

Таганрог 1992

Работа выполнена в Таганрогском радиотехническом институте имели Б.Л.Калмыкова

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Л.К.Самойлов

Официальные оппоненты:

Ведущее предприятие:

доктор технических наук, профессор Л.С.Берштейн

кандидат технических наук, старший научный сотрудник Г.А.Сулин

НИИ "Бриз", г. Таганрог

Защита состоится

30 » об

1992 г

часов на заседании специализированного совета Д 063.13.02 по присуждению ученых степеней в Тагащюгском радиотехническом институте км. В.Д.Калмыкова по адресу: 347915, Таганрог, пер. Некрасовский, 44, ауд. Д-406.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института

Автореферат разослан "Ж> " $5~_ 1992 т.

Ученый секретарь специализированного совета доктор технических наук, профессор

Б. Г. Конопле;

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТА

Актуальность темы. Совершенствование - гидроакустических эмнлексов (ГК) ведет к усложнении аппаратной: и программкой астей ГК, в результате чего при. проектировании ГК возникает -еобходиыость применения автоматизированных систем научных ис-. ледований (АСШ). АСШ "Гидроакустика" предназначена для ис-ледования -новых алгоритмов, программ а устройств обработки идроакустической информации, а такте для контроля и диагнос-ики готовых аппаратных и программных блоков.

Производительность специализированных вычислительных уст-ойств ГК, необходимая для работы в реальном времени, оценива- • тся величиной порядка■десятков миллионов операций в секунду, . иногда может на несколько порядков превысить данную оценку, ¡оэтому в общем случае работу программно реализованных подойдем не в состоянии обеспечить даже мультипроцессорные универ-:альные супер-ЭЕМ.Этот факт приводит к необходимости' приме не- . п-1я средств аппаратной поддерзки АСШ. Следовательно, в состав 1СНИ "Гидроакустика" должны входить аппаратные, программные п шпаратно-программные подсистемы с приоритетом программной реализации как более гибкой.

Математические модели ГК и радиосистем к настоящему времени достаточно . хорошо разработаны. Однако Зыстродействущи'е алгоритмы' программной реализации подсистем 1СНИ разработаны недостаточно, особенно. быстродейст-зувдие алгоритмы формирования сигнально-помеховой обстановки.

Тагам образом,существует проблема оптимизации по быстродействию подсистем АСШ и проблема разработки приближенных МО-целей, отличающихся высоким быстродействием, в связи с чем гена диссертационной работы является актуальной.

Целью диссертационной работы является исследование и разработка быстродействующих алгоритмов и структур программных, аппаратных и црограммно-аппаратных подсистем ЛСШ "Гидгозкустика", а также оптимизация по быстродействию

язЕестньця рсйсистрм АСШ.

Ос/,,.1!«&чи исследования.

I. общих вопросов реализации подсистем АСШ.

зние и разработка быстродействующих алгоритмов нмить^дь '.^аоакустической сигнально-помеховой обстановки.

3.'Исследование и синтез быстродействукщнх аппаратных и

атаратно-программных имитаторов повышенного быстродействия.

4. Анализ и разработка методов повышения интегрального быстродействия, а также надежности АСНИ.

Научная новизна работы.

1. Разработана методика определения оптимальных соотношений- между аппаратной и программной частями АСШ.для различных типов управ лящих ЭШ.

2. Разработана методика решения прямой и'обратной задач распределения погрешностей в АСНИ "Гидроакустика" и получены соответствуйте формулы.

3.. Показана возможность аппроксимации нормальных случайных процессов равномерно распределенными для повышения быстродействия моделей помеховой обстановки. Получены критерии допустимости такой замены.

4. Синтезирован ряд математических моделей и соответствующих им быстродействующих алгоритмов формирования сигнально-помеховой обстановки с учетом качки и движения носителя антенны, а также перемещения объектов локации:

- формирования массивов эхосигналов от точечных и бликовых объектов с учетом затенения объекта объектом;

- моделирования пространственно-коррелированной и пространственно-некоррелированной помеховой обстановки (поверхностной, объемной и донной реверберации).

5. Предложены структурные схемы программно-аппаратных имитаторов сигнально-помеховой обстановки реального времени с учетом качки и движения антенны,перемещения объектов локации.

6. Разработаны методы повышения быстродействия имитационных моделей путем использования табуляции и интерполяции цлфровых сигналов и других "медленных" функций.

7. Разработаны способы повышения производительности ACHI путем оптимизации процесса обмена данными между оперативной н внешней памятью ЭЕМ.

8. Предложен способ организации управлящей программы АСШ со встроенной системой полуавтоматического повторного запуска (рестарта).

Практическая ценность работы заключается в том, что предложенные прзграьЕйные, аппаратные и программно-аппаратные имитаторы позволяют значительно повысить быстродействие АСШ, сказать вычислительные и аппаратурные затраты. Оценка прямой и обратной задач распределения погрешностей,

а также применение алгоритмов интерполяции позволяет исключить избыточность при дискретном- представлении сигналов в имитационной модели. Полученные соотношения между программной и аппаратной частями АСНИ для различных ЭВМ позволяют выбрать ЭВМ или решить обратную задачу. Разрабо-г тка быстродействующих аппаратных и программно-аппаратных имитаторов входных сигналов обеспечивает возможность исследования ГК с частотами зондируюцих сигналов свыше 200 кГц, что допускает исследование и тестирование аппаратных блоков ГК. Разработка подсистемы полуавтоматического рестарта на языке моделирования обеспечивает надежное функционирование АСНИ в условиях сбоев. Кроме того, подсистема может применяться самостоятельно в любых других программах. Оптимизация по быстродействию процесса обмена данными между-оперативной и внешней памятью ЭВМ значительно повышает производительность АСНИ.

Таким образом, применение перечисленных подсистем, а также соответствующих методик в АСНИ "Гидроакустика" сокращает сроки и стоимость разработки ГК.

Использование результатов работы. Результаты диссертационной работы были использованы при-выполнении двух хоздоговорных и одной госбюджетной работы, что подтверждено соответствующими 'актами.

Апробация работы. По основным результатам диссертационной работы делались доклады на: Республиканском совещании-семинаре "Использование ЗВМ в учебной и научно-исследовательской работе студентов", Новосибирск, 1988; Ростовской областной научно-технической конференции, посвященной Дню радио, Ростов-на-Дону, 1989; Ш всесоюзной сколе-семинаре "Методы гидрофизических исследований", Калинин-град, 1889; IX всесоюзной конференции "Планирование и автоматизация эксперимента в научных исследованиях", Москва, 1989; Всесоюзной конференции "Проблемы разработки'и внед-" рения микропроцессорных комплексов с сетевой архитектурой", Севастополь, 1390; УП межотраслевой научно-технической*конференции -по цифровой обработке информации,- Таганрог, 1990; Всероссийской научно-технической конференции "Экологические мониторинга", Таганрог, 1951; Всесоюзной научно-технической конференции "Надежность-машин. Математическое моделирование задач дакакики.-.Модел:рование-91", Кишинев, 1991. Результаты .работы" такте. докладывалась в течение ряда лет-на научно-техни-

ческих конференциях профессорско-преподавательского состава Таганрогского радиотехнического института.

'.Публикации. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 16.печатных работах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех разделов, заключения, перечня попользованных ' источников, а также приложений. Основная часть (кроме приложений и перечня использованных источников) содержит 146 страниц машинописного текста, иллюстрируется рисункам и таблицами на 36 страницах. Перечень использованных источников включает 119 наименований.

Автор защищает:

1. Методику определения соотношения-между аппаратной л программной частями АСНИ для различных типов управлящих ЭЕ".!.

2. Методику решения прямой и обратной задач распределения погрешностей в АСШ "Гидроакустика".

3. Метод повышения быстродействия имитационных моделей .путем замены случайных процессов с нормальным распределением случайиы.'.и процессами с равномерным распределением на основе полученных критериев допустимости такой замены.

4. Математические модели и соответствующие им быстродействующе алгорлтш моделирования пространственно-некоррелированной поыеховой и пространственно-коррелированной сигналь-но-помеховой обстановки с учетом качки и двихения антенны, перемещения объектов локации, взаимного затенешш объектов.

5. Принципы построения программно-аппаратных имитаторов сигналъно-помеховой обстановки реального времени с учетом качки и двинешш.

6. Методы повышения быстродействия имитационных моделей, основанные на использовании табуляции и интерполяции.

7. Методы оптимизации процесса обмена данныгги меаду оперативной и внешней памятью ЭВ'Л.

8. Алгоритм встроенного полуавтоматического рестарта.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

■ • Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цели и задачи исследования, перечнелены новые научные результаты, которые выносятся на закату.

В разделе.I дан обзор известных подсистем ГК и АСШ.

Рассмотрены назначение и состав'АСНИ, уточняется постановка задачи разработки бкстродайслззуюцвх. .подсистем АОШ. Производится оценка прямой и обратной задач распределения-погрешностей в АСНИ на основе полученных оценок влияния погрешностей системы первичной обработки (СПО) на качество характерно- . тик направленности (ХН) на выходе СПО, включая оценку ухудшения отношения сигнал/помеха.

Сделана оценка вычис.тительных ресурсов и выбор основного языка программирования для АСНИ. Разработана методика определения состава средств аппаратной поддержки АСНИ и состав программно реализуемых подсистем в зависимости от типа ЭВМ.

В результате анализа перечисленных общих вопросов конкретизируются цели и задачи дальнейших исследований, в основу которых полонен подход, предусматривающий:

- согласование количества имитируемых факторов с вычислительными ресурсами АСНИ;

- учет особенностей и взаимосвязи математических, алгоритмических и программных моделей, что позволяет повысить быстродействие имитаторов за счет расширения области опгимизации.

В разделе 2 исследуются математические и алгоритмичес-кле модели программных имитаторов. Разрабатываются быстродействующие алгоритмы путем оптимизации, аппроксимации моделей, а такяе путем преобразований и допущений, позволякщх применить известные эффективные алгоритм,

математическая модель базового алгоритма моделирования сигнально-помеховой обстановки при определенных огранлче-шшх и допущениях монет быть представлена в виде:

где ¡3 (/п , {. ) - комплексный сигнал на выходе антенной решетки (АР) в резкяме приема; ffl =1, М - номер элемента АР; / - время; í = / , I - номер рассеивателя; - ХН элемента АР; Q tf

- углы прихода сигнала от J -го рассеивателя на/я-й элемент АР (азимут .и ¿тол места); />р(О - ХН рассеивателя; £„(•) - зол-дируиций сигнал; (') т задержка распространения эхосигнала па /П -ом элементе АР-для/-гй рассеивателя;* - операция "свертки ; эквивалентная импульсная характеристика,учитывающая свойства -тассеивателей, среды, передающей и приемной антенн;

Основными способами увеличения быстродействия данной модели являются:

разбиение множества рассеивателей на группы так,-что отраженные сигналы от элементов груш можно считать одинаковыми по форме, но с различными амплитудой и задержкой;- разбиение реализации на секции так, что в пределах секции форму сигнала можно считать неизменной;

- предварительная табуляция эхосигналов ■ с повышенной частотой дискретизации для каждой группы рассеивателей и каждой секции реализации;

накопление в массиве реализации табулированных сигналов с соответствующей амплитудой и задержкой.

Разбиение множества рассеивателей на группы и секционирование реализации позволяют исключить операции свертки в формуле, а табуляция сигналов и их взвешенное суммирование - вынести "медленные" тригонометрические~функции в этой формуле за пределы суш при вычислении сигналов.

Базовый алгоритм является универсальным в том смысле, что позволяет моделировать:

- эхосигналы от точечных и бликовых объектов;

- пространственно-коррелированную домеховую обстановку, при моделирование которой вычисляются эхосигналы от точечных рассеивателей с конкретными координатами;

- пространственно-некоррелированную помеховую обстановку;

- сигнально-помеховую обстановку для зондирующего сигнала любой формы, заданного аналитически либо таблично.

Произведен анализ быстродействия алгоритма в зависимости от параметров моделируемого ГК, что позволяет выбрать оптимальный вариант для конкретного случая.

Рассмотрим предельно упрощенную математическую модель базового алгоритма для вещественных сигналов. В данной модели разбиение множества рассеивателей на группы и секционирование реализации не применяются, а элементы антенны и рассеиватели ненаправленны, имеют нулевые фазо-частотные и единичные амплитудно-частотные^ характеристики (АЧХ и ФЧХ).

¡/¡атематическая модель упрощенного алгоритма имеет вид:

где £>(•) и £„(')- вещественные входной и зондирующий сигналы;

2?; - вещественный коэффициент отражения I -го рассеивателя;

"П- = - даскретное вреия.

Синтезированы быстродейстЕупцке алгоритмы, позволшгзе рамках базового алгоритма учесть:

- ХН элементов АР с учетом затенения элемента элементом;

- затенение объекта локации другим объектом;

- качку и движение носителя АР, перемещение.объектов.

Вычислительные затраты (ВЗ) соответствующих програз.г.5-

ых моделей по отношению к упрощенному базовому алгоритму не ревншают соответственно 13 %, 10 %, 50 %.

Для увеличения быстродействия алгоритма учета ХН эле-:ентов АР использовались табуляция ХН, а также ее аппроксика-ля. Такой алгоритм допускает табличное задание ХН.

Быстродействие алгоритма учета взаимного затенения обменов локации достигнуто путем следующих ограничений и допуще-ий, приемлемых для большинства ГК:

г вое элементы АР считаются затененными, если линия, со-динянцая центр АР и точечный рассеиватель, проходит через тловые габаритные размеры затеняющего объекта;

- затенение отсутствует, если рассеиватель находится 1лйже к центру АР, чем центр затеняющего объекта;

- в течение длительности эхосигнала тень неподвижна;

- дифракция'при расчете затенения не,учитывается.

Для увеличения быстродействия алгоритма имитации далге-ия, качки носителя антенны, перемещения объектов локавди :спользованы следующие приемы и ограничения:

- качка имеет три компоненты (боковая, килевая, рыска-ие) в виде монохроматических гармонических колебаний; .

- частичное вынесение громоздких вычислений за пределы

:умм И ЦИКЛОВ;

- использование линейной экстраполяции на определенном ¡ременном интервале. для вычисления- £ ( • ), что позволяет астично вынести громоздкие вычисленая за пределы сумм.

При моделировании томографлчеокях систем и им подобных [рименяются модели сигнально-помеховой обстановки, основанные а имитации акустического изображения, заданного сссскуп-:остыо I точечных рассенвателей с определенными коорда-атами. При больших, _Г (сотни, тысячи) быстродействие ба-ового алгоритма оказывается .недостаточном. Для таких случаев азработан алгоритм, основанный на вычислении '¡5 (•) '' через ¡ыструю свертку зондирующего сигнала и импульсной характернс-ики среды.. Свертка выполняется-на основе алгоритма--быстрого

преобразования Фурье (БПФ). Для реализации алгоритма попользовалась табуляция "медленных".функций¡разбиение.множества рас-сеива:?елей на группы с одинаковыми АЧХ; разбиение реализации на части, в пределах которых форму.эхосигнала можно считать постоянной и таким образом обеспечить правомерность применения алгоритма БШ>. Разработан вспомогательный алгоритм вычисления импульсной -характеристики среды.

Произведен сравнительный анализ данного- алгоритма с упрощенным базовый. При использовании программы БПФ, требующей {^к/2) ¿¿>$2 /Vr комплексных умножений, модель на основе БПФ эффективнее базовой при J > 600. При наличии в К раз более быстродействующей программы (или процессора) БПФ модель эффективнее базовой при J > 600/К. Предельное значение выигрыша примерно равно 25.

Дяя имитации пространственно-некоррелированной ревербер; циошой помехи разработан быстродействующи алгоритм с применением БПт. Основная идея алгоритма состоит в свертке зо;дарующего сигнала со случайным процессом, промодулирован-ным функцией затухания по дистанции.

Исследован вопрос об аппроксимации нормальных случайных процессов равномерно распределенными, которая позволяет значительно уменьшить время генерации массивов случайных процессов. Возможность такой аппроксимации основана на известном явлении нормализации случайных процессов при линейной фильтрации. Получены формулы 1фитериев, позволяющие при известных параметрах ГК определить, при каких условиях процесс на выходе некоторой подсистемы не хуке образцового. В качестве образцового выбран процесс, получаемый суммирование!

одинаковых- равномерно распределенных процессов (в данног, ^у-те для 4/с = 12).

Для перечисленных быстродействующих алгоритмов произведен сравнительный анализ с базовым по быстродействию,что позволяет выбрать оптимальный вариант для конкретных ГК Произведена оценка погрешностей, возникающих вследстви! ограничений, допущений и аппроксимаций моделей и алгоритмов Проанализировано влияние числа рассеивателей на зако. распределения стационаризованной реализации, т.е. при компенсации затухания по дистанции. Получены соотношения, позволя-щце выорать число рассеивателей для получения нормальн распределенной помехи (реверберации).

Перечисленные алгоритмы реализованы на ЭЕМ EC-I023 л Л PC AT на языках £ортрая-1У з Си соответственно» ■• -3::с~ ^атация программ показала хоросее (±2 Су») соответствие б"С~— лейстЕия расчетному.

В разделе 3 исследуются и синтезируется быстродейству- -;е аппаратные и аппаратно-программные имитаторы входап:: опалов АС31 "Гидроакустика". Производится краткий обзор 5логов. -

Основным преимуществом аппаратных имитаторов является зможность работы в реальном масштабе времени. С другой сто- . :ш, использование простых аппаратных н:.нтатороз "медленных* эцесссз (качка) позволяет разгрузить ЭЕ.'..

Разработаны следулглие имитаторы:

- простой аналоговый имитатор нормального случайного эцесса диапазона . лш:ра?ву1;ошх частот;

- простой лкпульсно-акалогоБин гасттатор нормального с лузного процесса с частотой спектра порядка 0,01 Гц. гдиазпачсн для п:.т:тац:и случайной составившей качки;

- цифровой генератор случайных чисел с ¡г-адап:»-.: распро-шгаем. Генератор содер—:т линейку аналоговых генераторов •ла, дшеику компараторов, регистр, постояннее езисг.аташее гройство (ПЗУ), которое преобразует входное равно: :эрао

зпроделенноз число з число с заданным законом распереде-

j

- простой в ущ.авлетш быстродейству;,;;:/:: аигаратний лтзтер гар:.'.01кческкх сигналов АР. ¡¡ьитатор управляется 317!. цсрхат синтезатор частот, линейки из М счетчикоз, ПЗУ, цл-о-злалеговых пресоразователеи и фильтров, Пггнтатор до-^¡^ет оптимизации по предельней частоте и погрешности т: программного управления числом дискрет на период.

/^я = 64 максимальная частота выходного сигнала составит 200 кГц и конзт Сыть уЕзллченя до £СС кГц при /1/п = 16. змз;>;ен учет качки и двпг.епнч носителя АР, а так~е переменил одного объекта локации.

- апттаратно-преграммшй' имитатор сигнально-помехозой об-гпозки с возможностью учета дЕихеш-л и качки носителя ан-пш, а такг.е перемещения .одного объекта лосацси в течение Зого числа циклов излучение-прием при имитации пространство- некоррелированной псмэховой обстановки. Сигиально-поме-зке массивы "медленно" рассчитывается в модели, затем запи-

сываЕТОЯ в буферное запоминающее устройство (БЗУ), после-чего поступает на объект исследования в реальном масштабе времени» йкодные сигналы с объекта исследования * также ■ запоминаются в БЗУ, затем считываются и обрабатываются в ЭВМ.

Перечисленные имитаторы позволяют решить задачу имитации сйгнально-помеховой обстановки в реальном масштабе времени, а также выполнять функции средств аппаратной-поддержки АСШ.

Приводятся формулы и методики оценки погрешностей данных 1шитаторов.

В разделе 4 осуществляется анализ к разработка методов и средств повышения интегрального быстродействия АСШ, а также экономии'ресурсов ЭВМ. ' .

Предложен ряд методов формирования и обработка; скгкалык помеховых массивов при исследовании СПО путем 'кспользоваяш: принципа страничной обработки больших массивов инфорг^эдии (сс измеримых с объемом дисковой памяти ЭВМ), когда затруднено использование систем управления базами данных.

При исследовании систем временной обработки информацш для экономии оперативной памяти (ОП) попользуется построчная обработка сигнальной матрицы 0 (Ш,П ) (последовательно дл? калодого элемента АР). При исследовании систем пространственной обработки необходимо хранить/ в ОП ряд последователь® расположенных столбцов сигнальной матрицы £ (/",1 ). .Поскольку накопитель на магнитном диске обеспечивает приемлемое быстродействие тс,^ько при чтении/записи последователь® расположенной информации, возникает задача разработки быстродействующего алгоритма переформирования больших массивов и; построчной в постолбцовую форму записи на диске и.наоборот В результате исследования .разработан, квазкоптнмалышй п< быстродействию алгоритм при заданных размерах .матрицы ; объеме используемой ОП.

для экономии ОП при исследовании систем пространствен ной обработки разработаны . методы организации обмена данным между СП н/дисковой памятью, реализукцае в ОП двумерное реальное (при недостаточном объеме ОП - виртуальное) окно скользящее вдоль строк ■сигнальной . матрицы. Размер окн рассчитывается таким образом, что при формировании част: выходной матрицы не требуются (в случае виртуального окна • сводятся к кшгцуцу) обращения :: дисковой п2мятп, чем достигается высокое быстродействие о ¿мала, данными.

Поскольку о бьем обрабатываемой информации ACHÍ "Гпдро-сустика" часто соизмерим с емкостью накопителя. _ на жестком гене, разработан п реализован на ЭВМ IBM РС алгоритм упаков-г/распапсзки данных, основанный на ограничении разрядности эедставления информации на диске (с зашсью нормирующего . галлтеля для .каждой строки). Получены оценки погрешностей.

Предложен и реализован на ЭВМ метод организации полу-этоматпческого рестарта в теле програилгах подсистем АСШ, сттацкошгай модели или в любой другой программе. Рестарт эганизуется на том же языке, что и сама программа и обеспе-гвает защиту данных, а также надежность вычислительного' юцесса в условиях интенсивных сбоев операционной система, ЗМ, сбоев по сети питания. Подсистема имеет ряд преимущзстз ¡ред аналогами (высокой быстродействие, больше объемы загр-iеглой информации, занята данных от ошибок при рестарте). Л/я ¡одолжения решения в общем случае достаточно вновь запустить ¡дание на решение (без каких-либо дополнительных действий).- . )И некоторых сбоях ЭВМ IEM РС (например, отключении на неко->рое время ттания) рестарт происходит автоматически.

Анализ быстродействия алгоритмов-повышения интегрального .стродействия показал, что обычно ВЗ не превышают единиц % от : упрощенного'базового алгоритма.

В заключении сфор1лулированы основные результаты и выводы диссертационной работе.

В приложениях содержится краткий обзор типовых оков ГК, а также широко распространенных типов 3B:vI и. ккоб программирования. Кроме этого, предлагаются метода-оценки прямой и обратной задач распределения погрешнос-й в ACHI "Гидроакустика", методики определешш параметров ц ■ гр&ыностей различных подсистем АСШ, выводятся необходимые рмулы. Приводятся тексты программ,а также акты об использо-яии результатов диссертационной работы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

I. Разработаны методика определения оптимальных соотяо-шй-между аппаратной с программный частях.ш АСШ и методика ютш прямой и обратной задач распределения;.погрешностей, ¡волящпе оптимизировать АСНК по конфигурации п точности.

2.. Проведенный анализ алгоритмов имитации входных гядро-

акустических сигналов дает возможность выбора оптимальных алЕоратмов для АСНИ.

'3. -Синтезированы быстродействующие цодификящш базовых алгоритмов формкрования снгнально-помеховой обстановки с учетом движения и качки носителя АР, перемещения объектов локации, что увеличивает быстродействие моделей в 7-25 раз.

4. Предложенные аппаратные и програшно-аппаратные имитаторы входных сигналов обеспечивают работу АСНИ в реальном масштабе времени (до 800 кГц), а также могут применяться для увеличения быстродействия имитационных моделей.

5. Полученные критерии дсщустнмости аппроксимации нормальных случайных-процессов равномерно распределенными позволяют значительно (часто на порядок) со1фатить время моделирования помех.

6. Разработанные методы повышения интегральной производительности АСНИ дают возможность оптимизировать процесс обмена данными мевду оперативной и внешней памятью ЭВЛ по времени и объему оперативной памяти, сократить объем дисковой

1 памяти в, 2-3,2 раза, а также обеспечить надежность вычислительного процесса в условиях сбоев.

ПУБЛИКАЦИИ .ПО ТИЛЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

1. Программа оценки интерполяционных формирователей характеристик направленности / Е.А.Заковоротнов, И.И.Турулин: Информационный листок о научно-техническом достиженш Je 87-1271 // M.: ЕИШ. - 1987.

2. Заковоротнов Е.А., Турулин И.И. Метод расчета интер поляционных формирователей ДН // Известия вузов . Радиоэлек Троицка. 1989. №7. С.81-82.

3. Галалу В.Г., Турулин И.И. Генератор нормального шум / Таганрог, радиотех. ин-т. Таганрог, 1988. Деп. в ЦШИТЭ "Илформпрыбор" 10.01.89. JK990-np.89. 4с.

4. Турулин И.И. 0-соотношении между аппаратной и прог раммной частями автоматизированной системы исследования контроля морской среды //..Тез. докл. Обл. научно-техн.конф. посвященной . .Дню радио. Ростов-на-Дону: 1989. С.66.

5. Самойлов Л.К., . Николаев. C.B.,-- ,Романенко. Р.А, Турулин И.И., Михайлов В.В.,.Левонюк C.B. 0 построении имптг тора сигналов для проведения испытаний аппаратуры обрабои

1Ь

[ространственно-временных гидроакустических сигналов // 1етоды гидрофизических исследований: Тез. докл. 111 Всесоюзной колы-семинара. Калининград: 1989. Часть П. С.120.

6. Галалу В.Г., Турулин И.И. Имитатор.случайных процессов // Тез. докл. Областной научно-технической конфереч-щи, посвященной Дню радио. Ростов-на-Дону: 1989. С.60.

7. Самойлов Л.К., 'Турулин И.И. Определение состава редств аппаратной поддержки и выбор типа ЭВМ АСШ "Гидро-.кустика" // Методы гидрофизических исследований: Тез. докл.

I Всесоюзной школы-семинара.Калининград: 1989.Часть П. С.121.

8. Дарнопых Ю.А., Турулин И.И. Распределенная информаци->няо-измерительная система // Экологические мониторинга. Тез. ;окл. Всеросс. научно-техн. конф. Таганрог: 1991. - С. 16.

9. Заковоротнов Е.А., Турулин И.И. Гребенчатый сшльтр с Ифровым управлением // Избирательные системы с обратной ¡вязью, ¡леждувед. темат. научн. сб. Таганрог, 1991. Вып.7. 1. 131-132.

10. Турулин И.И. Оценка.требуемых вычислиельных ресур-ов при создании основных частей АСШ "Гидроакустика" // Сис-•емы сбора и обработки измерительной информации:Междувед. ■емат. научн. сб. Таганрог. - 1990. - Вып. 8. С. 22-28.

11. Исследование возможности создания диагностического ;омплекса исследования озвученпости водной среды в дальнем :оле: Отчет о .НИР (заключительный) / ТРТИ; Руководитель [.К.Самойлов. - 12306;-^ ГР 01.90.0015083; Инв..>5 0290.0054823. • Таганрог, 1989.

12. Турулин И.И. Имитационная модель пространстренно-оррел1рованной морской реверберации // Вопросы технической иагностики. - Ростов н/Д: РИСИ, 1990. - С. 107-113.

13. Турулин И.И., Галалу В.Г., ¡»¡ихайлов В.В. Организация нутрипрограммной защиты данных АСШ от сбоев ЭВМ и операцк-нной системы // Планирование эксперимента в научных исследо-шшях. Тез. докл. IX Всес. кон,^.-. ./1.: 1969. - Ч. П. С. ЬЗ.

14. Самойлов Л.К.,Турулип И.И. Программно-аппаратный иш-атор гидроакустической сигнально-помеховсй обстановки // Воп-осы технической диагностики. - Ростов н/Д: РИСМ, 139С,

. 113-117.

15.■•Турулин И.И. Применение алгоритма быстрого преобразования. Фурье в моделях сигнальной обстановки глдроакустичес-их систем// Надежность машин, математическое моделирование

задач динамики. Моделирование-91. Тез. докл. Всес. конф. Кишинев: 1591. - С. 80.

16. Самойлов Л.К., Турулин И.И. Снижение вычислительных затрат при имитационном моделировании, помеховой обстановки гидроакустических комплексов " // Электронное моделирование. - 1991. - И 5. С. 85-87.

В опубликованных работах лично автором получены следуицие результаты. В /16/ получены формулы критериев, позволяюцие решить вопрос о допустимости использования равномерно распредел ■•иного случайного процесса вместо нормального, в /I/ -описаны программы расчета АЧХ, ФЧХ, ХН и других характеристик полифазных фильтров и формирователя ХН на основе этих фильтров по методике, предложенной в /2/. В /II/ приводится алгоритм решения прямой и обратной задач распределешя погрешностей в АСШ, в / 3, 6 / разработан ряд алгоритмов и структур имитаторов случайных процессов. В /Ь/ приводится методика применения имитатора в АСШ "Гидроакустика", в /8/ описан измерительный модуль распределенной информационно-измерительной системы контроля параметров водной среды. В /7/ описан формализованный алгоритм определе-¡1Ия состава средств аппаратной поддержки АСШ для различных типов упр&вляицих ЭЩ, в /3/ разработан гребенчатый фильтр с цифровым управлением для подавления помех и выделения полез-|ШХ аога&лоа АСШ. В /14/ синтезированы структуры программно-аппаратных имитаторов гидроакустической сигнально-помехсзой обстановки с возможностью учета движения и качки носителя АР, а также перемещения объектов локации, в /13/ предложен алгоритм встроенного полуавтоматического рестарта.

ОП ТРТИ. Зак. 304 Тнр.-ЮО ¡99^ г.