автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Исследование и разработка эффективных стратегий комплексирования программ специального математического обеспечения систем реального времени

г, ' ^

к. ■ 1 <

АКАДЕМИЯ НАУК УЗБЕКСКОЙ ССР

УЗБЕКСКОЕ НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ "КИБЕРНЕТИКА"

На прогех рукописи

ХОДЖА НУЛОВ МАЛИК-ХАЗРАТОВЙЧ

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ЭФФЕКТИВНЫХ СТРАТЕГИЙ КОГЛЕКСИРОВАКИЯ ПРОГРАММ СПЕЦИАЛЬНОГО »/АТЕМАТОЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ СИСТЕМ РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ

СПЕЦИАЛЬНОСТЬ 05.13.06 - Автоматизированные системы

управления

АВТОРЕФЕРАТ диссертации не соискание ученой степени кандидата технических наук

Тешкент - 1990

Работа выполнена в ордена Трудового Красного Знамени Институте кибернетики с ВЦ Узбекского научно-производственного объединения "Кибернетика* АН УзССР

' Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Н.А. МЭДИНОВ

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Э.П, ПАК31Т2В

кандидат технически-/ наук, доцент Ь'.. САТАРОВ Ведущая организация - ШЮ. "Сигнал"

Заши' 1 диссертации состоится " £ " (^КА^рЯ 1950 г.

час о г на заседании специализированного совета

¿1 015.12.01 при Узбекском научно-производственном объединении

"Кибернетика" АН УзССР по адресу 700125, Ташкент, ул. Ходазева, 34.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Узбекского научно-производственного * объединяя "Кибернетика" АН УзСПР.

Автореферат разослан " 6 « Но 1590 г.

УченыЯ секретарь специали

доктор

А К. ПУЛАТОВ

чил.,.,

CÏEUi t

г

Дел

лмциЗ S

об^ан работы

А :;ту г л ы : о ст ь те ш. В связи с необходимостью игленсйфи.ка-цим производства в различиях отраслях поокшяеиност:«, в том числе металлургической и легкой проишленностях, все шхре разрабгт^р&гтся и внедряется агтоматиокрова;::ше системы управления, вырабатывающие и реал;:эу:эщю управляющие воздеПстзчя на технолотачесхие объекты в соответствии с дринятьмл критериями управления.

Особый: интерес при этом зкзь'еает внедрение автоматизированных систем управления, работающих в реальнс;.; масштабе времени, выполнение программ которых подчиняется ходу рояльного времени. Процесс проектирования, разработки и внедрения таких систем БКлючает несколько взаимосвязанных стадий. Производятся предварительное обследование объекта управления и определяется назначение системы. На основа этого составляется описание функций системы управления. Полученные на этой стадии результаты используются для разработки информационного к течничзского обеспечения. На конечной стадии генерируется комплекс програггм специального математического обеспечения, организующий заданное функционирование комплекса технических средств и системы управления б целом.

Наиболее ответственными в этом ряду являются работы по созданию специального математического обеспечения. Опыт разработки и внедрения автоматизированных систем управления реального времени заявил два осьошшх требования к специальному математическому обеспечению, обусловленные возмолснкми изыенения-в обьекте управления, а также связанные с постепенном наращиванием функций системы управления: обеспечение возмогносгп внесения изменений в программы при функционировании систеш и возмоглость поэтапного ввода в действие специального математического обеспечения. Для удовлетворения в полной мере этим требованиям треьует..я итеративная коррекция принятых решений по математическому обеспечению систем реального времени. специальная ее организация и оптимизация, что затруднено npi использовании технологии подготовки специального математического обеспечения, существо за. зеЛ до последнего времени.

Объектом разработки спе-диального математического обеспечения является совокупность алгоритмов и программ, реализующих функции управления технологическими пр. цессаг/и. Мевду программами, входящими в рту совокупность „ существуют м.ожнь.е информационные взаимосвязи, а'при их вшодке-нки используется об-Iдни набор ресурсов вычислительной сг.стзмы, поочередно распре деляемы"; между программами. Кро:-;е того необходимо -выполнять жесткис ограничения на время получения результатов. 3 связи с атим воо.дакаег необходимость комплекси,рова:кн программ, т.е. организация их совместной работы, управления порядком их. выполнения л распределения ресурсов вычислительной системы мевду программами специального математического обеспечения. Конкретная реализг вариантов кошлексирования программ при разработке и внедрении систем управления реального времени является чрезвычайно трудоемким и сложным процессом. Неудачная лод-готов::а программ ¡ложет привести к увелччеккэ сроков создания системы, к невозможности использования программ внедренных ав-. томатизированных систем управления при создании других подобных скатем.

В свя.чп с изло;,;еннгл; разработка эффективных методов кошлексирования програьи/„ выбор наилучших стратегий организации вычислительного процесса систем реального времени является пктуаяьноЯ научно-технической задачей. Решение этой задачи позволит существенно улучши?'- качество разрабатываемых систем уп-. разления.

Цели и задачи исследОЕ?-'ия. Основной целью дкссертацион-' ной работы является исследование и разработка элективных стратегий кошлексирования програкм специального магматического обеспечения автоматизированных систем управления реального- времени: ■ ,

- при организации вычислительного процесса программ;

- при распределе ш --рограу,.; по уровням памяти;

- для оценки использования памяти;

- при расчете надежности программ.

В связи с этим в работе ставятся к решаются следуадке задачи:

- исследование характеристик специального математического обеспечения автоматизированных систем и анализ на этой основе

мзтодоз организации вычислительного процесса и комплексироъа-ккя программ реального времени;

- разработка эффективных стратегия комплексирования программ при их компоновке и взаимодействии, загрузке в оперативную память, при управлении выполиеняем программ, при распределении оперативной и внешней нашли;

- разработка методов оценки использования памяти при комплексирования программ.;

- определение методов расчета кадемгасти программ при их комплексировании;

- разработка методов структурного постр-зния специального математического обеспечения систем реального времени;

- экспериментальная проверка и внедрение алгоритмов комплексирования программ.

Методы исследования. В диссертации в основу математических моделей и алгоритмов выбора эффективных стратегий хошлек-сирования про граи,; положены методы системного анализа, теории вероятностей и систем массового обслуживания, методы оптимизации и моделирования, векторный анализ и матричное исчисление.

Научная новизна. В результате исследования разработаны научные положения, позволяющие опредатать:

- условия эффективно?, организации комплексирования прог- , рамм специального математического обеспечения систем реального ■ времени;

• - метода и модели комплексирования программ при'организации вычислительного процесса и распределении программ по уровням памяти;

- эффективные стратегии комплексирования програж в составе специального математического обеспечения.

Разработаны методические рекомендации по реализации алгоритмов комплексирования программ яри создании автоматизированных систем управления реального времени.

Практи .гская ценность. выполненной работы заключается в . том, что разработанное метода и алгоритмы. хоиплекенровячия программ, рекомендации набору э.^ктизных: стратегий ко1.-ллвй-сирова« я программ ¿¡огуг быть использованы при построении спе-цуадького мат-емати»-"*с,чт>го ос'оопеченич автоматизированинХ.систем улрцалеккя реального времени в разли»::« отраслях . лгнностп. ' ''' "',

- о -

Рснл:тзацтлл рсзультатов. Разработанные модели к алгор'.^ш, кетодиче ate лод/.одч по организации взаимодействия арсграх. до-яоконь; в основу построения схюцаального ^ате^.атичесюто обеспечения &.втом.?.ттзирл^а!!Нкх систем управления технологическими процесса:»«! дяя прад. .oHoii фьбркки Ферганского текстильного комбината и электрэсгалеаяаьильпсго цеха Узбекского металлурги веского йаЕОд?., &-,&дренньтх с фактическим э^оноклческил эффэкто.л соответственно SI,0 тыс.руб. и 100,G ткс.руб. в год.

Аггообацня работы. Основные положения диссертационной работы дочитывались автором и сбсущэяу.сь на конференциях мояо-дкя ученых и специалистов Института кибернетики с ВЦ АН УзССР (198Т-Гэ2 гг.), П Всесоюзной школе холодах ученых "Теория систем и ее приложения" (Каунас, IS78 г.), девятой республиканской школе молодых ученые и специалистов по АСУ я автоматизации проектирования (Ташкент,1984 г.), Республиканском семинаре "Опыт эксплуатации систем к средств автоматлзации сталеплавильного лроизаодотва к перспективы внедрения АСУ (Киев,19с5 г.), Республиканской научно-технической конференции "Применение мкк-роЭБМ к mi'.i /процессоров в народном хозяйстве" (Таа:<ент,1933 г.), XI Всесоюзной симпозиуме "Логическое управление с использованием ЗВ;.Г (Орджоникидзе,198Ь г.), Республиканском семинаре "Моделирование, идентификация, синтез -там управления в химических и хйшко- :.:еталл\»ргичёелг/х производствах (пгт. Ялта, Донецк::! области, 1988 г.). -

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано б печатных работ.

Структура и обвей работы. длсс&ртацик состоит из введения, - четырех глав, заключения, списка использованной литературы и приложений. Работа написана на 120 страница;: машинописного текс- . та и содерулт 13 рисунков, 10 таблиц и 89 наименований использованной литературы.

СОДЕКШШ РАБОТЫ

Во введении кратко характеризуется актуальность поставленной проблемы, сформулированы цели и научная новизна работы, описаны практическая ценность и реализация в промышленности, а танке апробация работы.

В ш .эбой главе проведен анализ принципов организации специального математического обеспечен,-!/: автоматизированных систем управления реального времени и на этой остове сформулированы задачи кошлекеирсвапия программ.

Г!ри разработке специального (/.атсматичзсксго обспетсния систем реального времени решаются два комплекса задач. Во-первых, производится структуризация тте-латичесгсого обеспечения, т.е. прои?водится переход от алгоритмической структугн к структуре ко1,{Глесса программ. Это означает, что прягагается репенио о составе программ \\ их взаимодействия.Результатом этой рабстн является состав яригриим л схемы вэаииоде?стЕИя. Вторая группа задач связана с реиегшем проблем планпреданкя и управления вьг "!слктельньл! процессом На отой «стадии производится рациональное распределение программ по уровням памяти, выбор резидентных и т|"-шзитпых программ, упорядочение программ среди накопителей к внутри мх, рациональная сегментация прогрша/., выбор дисциплин оо'слугазания запросов ьне-шчх объг::то&, диепетче-рлзация обменов с в.челнеЯ памятке. 3 результате производите я кошшексирование программ. Комадекскровалие программ а-акам образок имег 1 место пря :

- распределен;!« оперативкой и вкеюей памяти мекду программам ;

■ - определении способов загрузки программ в оперативную память; .

- определении методов управления взаимодействием програил при их выполнении;

- организации переключения управления от одних прох-рам.: к другим.

Основным показателем качества функционирования специального математического обеспечения систем реального времени пв-ляется среднее, зремя решения приоритетных групп програш, выдающих управляющие воздействия в соответствии с ьреиекнымя харак т ери с ти каш процессов, ..рои с ходячих з объекте. Это время ограничено сверху некоторым допустимым значением Тдол1 для обслуживания запросов и вэдаад угравгшщи:-: воздействий каадзго I, -го типа. Невыполнение обработки запросов за укапанное время к'огег привести к нежелательным последствиям, вплоть до нарушения работк управляемого объекта.

Эта Бе.ип'.лнэ завись»? от методов комллечсиреглчия прог-т рамм, таких как дисциплина обслуживания очередей к ресурсам пучиолителыюА счете?.;!-;, способов порописи aporpcvv. по внеыиою память и ннзова их в оперативную пак-ять, величин квантов времени, отводи»®/ программам на непреркы-гэ гшпилнснио и т.д.

Га кита требуется решение ряда эад^ч» связанных с выбором подходяцеЯ стратегии организации вычислительного процесса программ. Так к;и: разкно группы программ могу? лмоть различную огноситольну£. ¡зеленое«», тс процесс организации вычислительного процесса должен быть организован таким образог/, чтобы "х>яе-:; b:-:::v,íú прозрачны получали преш^уцзстпо при обслужи-еччии за ечст унеличенля времени ожидания обслугхивания менее вг.;й1ь..*7. программа.

. ' • Для определения олтикальнцх стратегий хокплекг-^звания upe рамк в ношф';;:¡¡дх автоматизированные системах удивления реального времени возникает необходимость в количественной ones-Tice и сравнении рада стратегий из некоторого .-/множества стратегий, долустимп;: для данной системи по соображениям их пра:с-тическо/i реастзуекостк.

Для выбора эффективных стратегий коыплоксирования программ noryi' рассматриваться ряд моделей ¡4 ^ { МцМ-^М^ . • Все .эти модели дочлсчк боггь подчинены целям кэмплексирования программ; ко продег гулять кошлексиро панне г.рс грамм с püA'.-'u х тсч«!; зрения и nojrcvy и.«сют различную степень детализации. Так модель организации в!,:'Г.1сл.:тельного -процесса программ в общем случае выглядит сладуа'илы образом.

Кмзотся некоторый набор програмл С, для каждой из которых нзиэстни параметры rd-L (объем используемой памяти), ¿ (время ровонгк программн), plj. (вероятность обращения к ресурсам глшислительной с/стокы). Ресурсы'ваччсяатекьяоЧ системы, т.е. оСьйм спхратипноГ. :ш,;яти, сбъеь еиеиней памяти и набор внешних устройств заданы. Зздьна'Тидке матрица чосладосателытссти вк-пслнс:;:1>- айс.»гчшх програга:, лредсташгядцая собой бинарную матрицу размерности ','а'где М- количество программ. Элемент (Хд. :/.е.трлгу равен единице, если -я Jiporpar-rva вызывает J. -:j прог-ра;.;му и р.*веь нулю з йрек.вкоы случай. Задача состоит в том, моиы спланировать яычислитсльннй процесс загрузки кдсиг1? программ и их диспетчерские приоритеты с учетом имеющихся ре-

сурсов сиесеми и гюгядха. включения программ таким о бра с с-у. .чтобы гре-.я реализации заданных групп програладгля удовлетворяло требовздш'и ¿ягташг-яого зззяен»: •

lio n?Gpof: гпг.ээ приведется М1?екатичес:ае модел % процесса ксш.чокс'.'.риванкя прэ.^роодна основе чоторых йсу^ес-гьлястси сы-бор стрдтегкй, комилексярочанил npoi-paiu.

Бь.бор вариантов оргонизглу.:* .¡¿числительного процесса обьчно производится в ранках некоторых ограничений:, Тати:;; ог-ранпчени.гмк могут быть допустимое вреня сыпс.лнсния программ (Igt ), поскольку работа пдорраю: сзерх додуй'Мй/ого времени нарушает уардплекиз сбъвктом ила дс.яуел'кля г i оятнссть Р^. несвоевременного завершения прогул:.

1„лграмь:ы специального математического осослечсния азто-матизпроганн^х систем управления реального времени могут характеризоваться различной частотой запуска, времена?« выюлнения и г.'.' газатэляжи залч^сти. Поэтому задача организации вычислительного процесс программ заклочаеюл з обеспечении минимума, пи-герь, ьчзваккк;; ожиданием програлм в очереди на выполнение. Эти ограничения удовлетворяются с псхс:ць» рациональной организации вкпо..декия программ, осу^естрляемой выбором соответствуя-щей дисциплины диспотчеразацнх. Иначе говоря варьируемым элементом при ьуборе эффективной стратегии оргавкгациа вычдслк-тельного процесса является дисциплина дислетчлрования выполнения программ, кзмея;вйцая времена пребызакия программ в очереди до полного их завершения.

На основе анализа различных дисциплин диспетчеризации вычислительного процесса в работе показано, что для программ реального времени наиболее предпочтитзяьнны является дисциплина с приоритетами. В этом случае о око шее ограничение модно представить следующим образом:

S « Р (Ww > ^0*1 )

где Р - допустимая вероятности неспосвременного завершения

арогракн, - заданно« допустимое время вгпелчени;; прог-

• о

рада и -го гклг., заданная вере тность вромеки выполне-

ния программы сверх цгпуспысго зременк.

Соотнесетьенно в качеств-; критерия/ Э'^рехтлзаесги' ispa-тег;.и ;.#слотадроп.алля ыгедста ««летел функционьи год* • . .. ■.

где (Х'ь - штраф за единицу времени ожидания выполнения программа Ь -го приоритета, ^нтенсизиость выполнения программ ^ -го типа, т^-' среднее время вшомеьия программ [,-х'о типа, Д/ - число типов программ, $ ~ характеристика стратегий дкспетчкрованил, >"С;)-Ее;. ояткссть того, что

для программы и -го типа врем ¡г выполнения превышает заданную величину.

В соответствии с критерием (2) рассматриваются соотношения, позволяйте определить оптимальный порядок приоритетов программ длл случаев относительных и абсолюгиьзс приоритетов. Выбор мезду ао'солз'тн:®;:! и оа«осйтельнькл приоритетам! программ основывается на у^ете того, что для дисциплины абсолютных приоритетов програымл при текущем выполнения могут прерываться, происходит ваполт'тание областей оперативной памяти, оь-д елейных соответствующей программе (оргекизация свошшга). На виполне- ' ние свопинга необходимы затраты как' времени процессора, так м вкеаней памяти. Поэтому в целях практической реализуемости ■ число уровней абсолютного приоритета выбирается небольшим, а в пределах к&здого такого уровня выделяется подуровни относительна пркордтетоз, так что образуется смешанная, система приоритетов. -

3 организаций) вычислительного процесса кроме распределения программ мс^Ау устройствами и .установления очередности вы полнения програш входит .акже функция определения перечня программ, которые необходимы для решения задач оперативного управления объектом. Для этого строится булева матрица, с элементами , которые удовлетворяют правилу

,. Гг, если а -я пвсоаыка- входит в состав ¿£т | программ задача /77 (д)'

V , в противном случае

Путем поэлементных с; мкрсваний, дизыоккцкй и коньюкции над строками матриц« к конструирования вспомогательных векторов определяется перечень программ, необходимых для решения задачи, объем занимаемый программами.

Эффективность специального математического обеспечения сильно зависит от стратегий распределения оперативной и внешней памяти и ст организации обменов меаду уровнями памяти.

Наиболее сложным является случай, встречавшийся а практике реализации специального математического обеспечен*«-

когда число прогрш» (Ь , учасгцучцих в os,-пени:! задача больов по количеству и объему . ззделов оперативной пш/ята /п , от-: водимо: для размещзнил программ при их заполнении. Обмены с : внешней память® при ртом неизбежны.

Езда^у комтсехсировшчхя программ, удэметворящуя ограничениям но времени, о этом случае ¡,ю;.~>ю прздстапчть спецу»- • I-(им образом. Программы спецчаль' >гс мегекатч-гсздго обеспечения постоянно размещают о я во исшей памяти и вызываются на .:• выполнение в опсративну:о память при поступлении требования на" них. Вероятность гь гупления требований равна Р{, . Г> ¡;-~дыЯ из моментов времени поступает ровно сдно требование, иначл

f_pi-1 Î4)

Эффективной стратегией комплексировагая является такая, при которой в tïl -I участках оперативной памяти размещается резидентные в оперативной памяти/п.-I программы с наибольшей частотой --"льзОБания, а один /72. -й ¿.-здял оперативной памяти используется для выполнения вызываемых из внешне?, памяти : П-1)1 I программ. Таким образом программы разбиты на множества Aj^iftij—jCi«^ ОЗУ - резидентных и

диск-реэидентннх программ.

Введем понятие активности Cfi программы O-l -

4t zn

где j-i г частота вызова программы O-l . Определим величины f , Ц п объем памяти yf для каждой прог-, • рамш. Все программ расположим по возрастанию cf . Примем ' решение разместить программу Ct-i з оперативной па\.,,ти. Если объем оперативной памяти не исчерпан, переносим туда из прог рамму dp и т.д. дто тех пор, пока но будет достигнута граы;-ца ОЗУ-резидентной части оперативной плмет;.. Остальные программы будут располагаться во внешне:' памяти. Ч результате формируются исходам данные для решения шо рассмотренной ;, задашь.

Для сравне -ля всех моделей ojpraramustf шшчзд и обме-коз с вно:шой памятью необходимо иметь оценка

уроеия кслользоь.'шлг-. идовдо. Уропэнь использования памяти за-

от о5ьема отеидкиой программой оперативной пгшэти и от объела сегкенгоз с5Л'Х ¿рогр&им. Кроме того урззекп использования пагятк заию::-.' са зариашсэ УОипаексиуч-ьания лоигра;;:л. ' Та;-, яслл з 'фограл:.1 согкен? А .вд.сот выверь сегмснтк Г' и С, прач«и с^гмок* С з расчетах участвует очень ред;.'о, то рацио-кндьзш будет разь;е:;гиис сегленто^ А и 2 в окератгрнсЛ памяти, а со^мен? С ьо ЕчелгЛ адмяги. С работ о показаны варианта кои-йлгаскровйниа программ, поп^Ь-офв уро?£нь кспользозания па-мят;:.

Прк ¡^мпл^кокрованки программ-..л:ь'о учитывать влаявиг способов оргаььс&щп; программы на их о&цул надетзеть. Комп-, лексируемые программI могут бь=ть объединены в оаедущие логические потоки: • разветвляли^Зсл й пардллельн;й. Б работе предлагайте.«! методы расчета яздснксети К01с7ле2ссируе&шх ц^с-граш прг их эбьедакеа*«и для указанных трех случаев.

С трать ей глазе нссле,;уютоя >5 разрабьтивгхтся ке-годе построения сл( даачьного катеиатячесхсто обеспечения актоиати-.! ^.здрокенлнх систем управления реального ерзкенк, учитывайте 11рццлскеннке вьзе методу коьплокси^ования программ.

Построение специального математического обеспечения скотом реального времени трзбуэт оптимизации как самого процесса пссгрогнкя. так V, оптк:,кзацик функционкрущзго гх.тематичеткого обеспечения. Оптимизация' при отом, как сказано пыле, подразумевает максимальное использование' ресурсов вычлел-.теяьней систем, а та;с.се удовлетворение огрэ'тгченияы по 'времени.

Основные проблемы, возникающие при создания специального иатекатичеекого обеспечения, следуюдле:

- проблемы функционального характера, саязаянье с раз-" работкой методов принятия реаения по управление технологическим объектом к обработке поступающей информации с объекта п^л вйпояноййк «-¡етэмоЯ основной целэЕоЯ функция;

- струэтушуо проблемы построения саецкадх-кого ыатека--ткческсго сбесаз^-елик, обеспечивающие шкейкальнущ «шгеграль-

. ьуи загрузтг/ выделительной системы;

,' ' • агх>бхсхл£ зь'л1луахрции системы ка* &:.ати^есксго сбесле-<и?чгя а пропесге г^кцмочиропаг-'и.? счстечи. В даш:оУ. главе

;в сса^ьн-ч* .сщ^лтууику проба«»* создали;1 >Л-

Укрупноино с склгслъиом чмгсиртгчосхом обсопоиеп:«'. п?-•том&тизчпленных систем уг.раглелнл реального арс.'«я но .сю вь-дс;;ить д:;а типа ¡¡^ккцгР: аь^оьпац.юи«*' -о к уар-гвпяе.фс.

Розучьтомж з.ло гиа-'.чя м^.орчагаон-'.чл: ф'пксри. явяяс-гся представление п.лчыговатолго пи Ъркчции с /оде уиртряязиогс процесса. Управляемо "'/гл'цу.и гн.ги'-.а.от в себя деЛсгьнк по пыра-б'отке и роат/за;.'«;' улрилл.-. ,ло ь. \е?:стчи* на объект улгчпле-ния. От качества программ, диполплгази: гти оукпцип, зависит зф5ектиг-::ость псе': систем:. Сднлко эгрфек'гл-?нссть програ:-.,.! не может Ятъ реалияована, если с'хру.стурнье свойства, положенное б основу о бь один осп я их г состг.-е матс-а! ического обесиоиечля»' не : ..хнечие.гот пс лог-ч 1'-~ :ольс-слакни ресурсов вьгзюлитольноЯ системы.

от^'.у счу.ат предлагаете п работе ко г од« кокт.лексиро -вания проIгаг.м, в следу,э.гуе союзное задали:

- организация Вишслигглшо --о процесса в реальяок мгая--табе времен::;

- оптимизации стру::турм прсгрп;.::л с гтозигун: г.аксим.пъп;:-гс йспсльаог-ания ресурсов епчпслчтсльпоЯ системы;

- обеспечения устойчивого функционирования' коуплексиро- . ванных програс- ;

- сб*спечскил едыхвдруьмости яро! рам»; к иженегскзд, про- ' кслод.< ц;1;.:. :п ?охнол'С1Ч)ческсь: о<5г>в.(те. .

Разработке специального ыатоиатачзского обеспечения- автоматизированных елстзм управления реального времени обычно осуществляется в условиях, когда впчяслительная техника ! з установлена на объекте. Кроме того система скл^вдет в себя большое количество взая1.:одеЗствукн{Ил программ, имо:а'цкх гак информационные, так и логические связи. Тага,? см ;<ятся ограничения на время ытхчн^ния прерш-м. Дояо.тояельиио 'затраты, свяэг.!:-1;;.:а о комяле^сирсванием прогрета, пеззэлаят устранить зти трудности.

Дня этого в работе предлагается к'отод-!:

- распределения программ специального математического обеспечения по при ори тег.:и-: уровням;

- распределения оперативкой памяти, обеспечивающие ззаикнуэ увг.зку программ в «ультидрограмиисм р-эяиь'о;

- взаимодействия программ внутри члборез программ, икс-

'ющих внутренне» диспетчеризацию включения программ;

- ра:пределен,;я программ по уровням памяти;

-'обеспечения надожкостг и устойчивости программ в процессе функционпроьани'я системы.

Общая схема создания программ специального математического обеспечения систем реального времен« ьътлндит следующим образом:'

- олредзлиотся функции, которые необходима для автоматизации технологического ответа;

- составляются алгоритмы реализации функций, решеиия отдельных задач контроля и управления, выявляется об^ость задач или 01дельных отелов их руления, анделяятся группы задач;

- рапрнбатываются общие фср!,'алпзова:;;ь:е методы алгоритмизации типовых групп функций и задач;

- разрабатываются программные модули, обеспечиваю;.,: реализации алгоритмов управления и контроля на базе используемого комплекса технических средств системы управления и стандартного программного обеоличеаня.

Учитывая это, в обобщенной функциональной структуре спе-^ '(Иальногс математического обеспечения и пояснениях к ней показаны проекцли изложенных методов комплексирогаиия программ.

Б &тсй гл&ве предлагается пути практической реализации алгоритмов комплекекрования прогрев • в составе математического обеспечения двух автома'Н.зироваа.ых систек управления реального времени.

3 четв.--|)т'ой глазе приведены результаты прамьплдеикых испытаний алгоритмов комплексирования рограмм в составе специального математического обеспечения. Экспериментальная проверка и внедрение алгоритмов комллексирсванил программ позео-л.чат удовлетворить двум глэ.в:-шг». ограничениям по памяти и по врекенк выполнения прогреми управления объектом. Так в обоих внедренных системах елециалы.ое математическое обеслзченле использует совместно с олпрэцмонной системой 6-1 килобайт оперативней памяти упраьля'эдеЯ вычислительной А-ашжы М-бОСО прл полисы ьреыашом ооэтзетстьяи тешу и ходу технологически/, процессов, а интограл:.нал загрузка уг.ргвляащой эк^слитгльнсЯ ыаааши раслрьделокг разноверно в течекиз довольно длительных ('Тресков гремим. Нн оеюг.е сравнительного анализа лелава йпьцислькэго аагсыдт/-;»с1-".,о обеспг*к-«:я этлх' сксг?х, г.рздлс-

жек унифицированный перечень функциональных; задач и характеристики программ, реализуи^лх фуккци:' ¡.правления объектом и реальном времени. •■ - .

йШЕЧЕЗШ

В Диссертационной работе разработаны модели и алгоритмы выбора эффективных стратегий кошлехсированяя програда, которые положены в оскову построения и внедрения специального математического обеспечения автоматизированных систем реального вре?.<ени.

Основные резуль'.^'Ъ! работы сводятся-к следующему: I. В результате анализа особенностей организации специального математического обеспечения лвтоиатизкров&ннюс систгм реального времени спредзлень: гздачи организации вычислительного л;чцесса, сборки и компановки и загрузки программ,объединен-. ные общей постановкой, определяемой в работе как комплекспро-вапие программ и на этоЛ основе сформулирована задача синтеза специального математического обеспечения, отлкчаацаяся от известных направлений не только объектом исследования, но и задачам, методами к средства!«!, обеепячиБаю'-цими эффектез-нссть функционирования программного обеспечения систем реального времени.

Z. Обоснование и выбор эффективных стратегий коыплексирова-ния программ осуществлены на следующих моделях:

- комплекскрозание програ^.. при организации вычислительного процесса;

- комплексирование программ з процессе обмана с двухуровневой памятью.

Для подтверждения эффективности разработанных моделей и алгоритмов произведена экспериментальная оценка выбранных стратегий комплокспрования программ.

3. Разработана и обоснована методика определения надежности программ з процессе их ксшлексирования.

4. Дредложен метод построения специального математического -обеспечения автоматизарованнь« систем управлзния реального врег.ек'.:. у'глтаваогкй особенности стиуктурирозкшя специального математического обеспечения. На его ос::о:.о реализованы алгоритм:-.! яомплексирсванмя программ в составе программного

обеспечения конкреяао: систем.- - *

5. По лрсасдекльм исследованиям разработаны и внедрены:

- специальное математическое обеспечение азтоматизиро-ванной системы управления технологическим процессом прдциль- ■ кой фабрик: 2 йсргансхого текстильного комбината (1984 г.). Эффективность функционирования АСУТД составляет 91,0 тыс.руб. в год-.

- п?сгра>.ая;ое обеспечение автоматизированной системы управления технологическим процессом вьолавет стали дуговой с.тадеглазкльноГ; печи if I Узбекского металлургического завода (1339 г.). Экономический зффекг от внедрения АСУТП составляет 100,0 тыс.руб. ,

По теме диссертации опубликованы еяедуюпре работы:

1. Ходаакулов Ы.Х. (соавтор Абидов Г.И.). Методы выбора комплекса технических средств автоматизированной системы опе-.ратизно-дислетчерсгсого управления (АСОДУ). В сб. "Вопросы кибернетики",, вып. .79, ксО АН УэССР, Ташкент, 1975 г.,

С. 77-65.

2. Ходка кулоз Ы.Х. (соавтор Салихов Ш.И.). Об одном методе определения норовисты продукта прядения при функциониро-

' еэлии АСУТП-. Девятая республиканская школа молодых ученых и . специалистов по АСУ и автоматизации проектирования. Тезисы докдадон, ч. П, Татаент, 1964.г., с. 82.

3. Ходжакулов М.Х. (соавтор Агзамов A.A.). Опыт практического применения методов логического управления при автоматизации производства электростали. >11 Всесоюзный симпозиум Логической управление с. использованием ЭВМ. Тесксы докладов, Москва-Орджоникидзе, 1968 г. с. 356-557.

4. Ходаакулоз М.Х. Организация и Бедение массивов данных для систем реального времени. Республиканская научно-тех-' нкческая конференция. Применение микро-ЗВМ и микропроцессоров

в народном хозяйстве. Тезисы докладов, Ташкент, I98S., с. 22.

5. Ходжмулов М.Х. Организация компле!:сированиа прог-. .ра» в системах оперативного контроля и управления, 3 сб. "Вопросы кибернетики", вил. 137, P/CQ АН УзССР, Ташкент', 1938 г с. 105-юа.. •..-..••• '

.6. Хсдаакулог Ji.X.-Некоторые ..особенности реализации

программного обеспечекйя АСУТа "¡ЖТ".- В сб. "Еопр(;ы кибернетики" » вып.. 138, И1С0' АН УзССР, Ташкент, 1968 г.. с. 10-14.

7. Ходаакулов К;Х. Разработка окспертксй системы для целеЗ диспетчерского управления. Всесоюзное совещание. Проблемы компьютерного производства. УсСС?, Ташкент, 5-8 февраля „1920. г. Тезисы докладов с. 86.

Подписано в печать,?Ч-Ю-ЗО Заказ . Тираа ¡00 экз.

Отпечатано ка ротапринте в ИК с Щ КТО "Кибернетика" АН УзССР . 700125, гЛашхснт-125, ул.Ф.Ходяаева, 34