автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.12, диссертация на тему:Методы и средства имитационного моделирования дискретных устройств с интервальнными временными параметрами

Министерство висшего и среднего специального образования РСФСР

На правах рукописи

БОГДАНОВ Леонид Алексеевич

УЖ 519.870.5:519.688

МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ДИСКРЕТНЫХ УСТРОЙСТВ С ИНТЕРВАЛЬНЫЕ ВРЕМЕННЫМИ ПАРА'ЩРАМИ

Специальность 05.13.12 - Системы автоматизации проектирования

УРАЛЬСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОШТЕШМЕСКИЙ ИНСТИТУТ имени С.М.Кирова

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Свердловск - 1990

Работа выполнена в Институте машиноведения Уральского отделения Академии наук СССР.

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор В.П.Чистов.

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор, член-корреспондент АН СССР П.П,Пархоменко, - кандидат технических наук, доцент О.Ф.Мелхков.

Ведущее предприятие - Московский энергетический и*

Защита состоится 21 декабря 1990 года в А? часов на заседании специализированного совета К 063.14.13 при Уральском политехническом институте им.С.М.Кирова - 620002, г.Свордловск, • К-2, У1Ш.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уральского политехнического института. Л

Автореферат разослан " 1990 года.

Ваш отзыв в двух экземплярах, скрепленный гербовой пчатью, просим направлять по указанному адресу ученому секретарю специализированного совета.

Ученый секретарь специализированного .совета К 063.14.13 ... кандидат технических наук, ст.н.с.

¡Ж

Б.И.Сухих

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

..^'Автоматизация прсектно-конструкторсглэс работ в настоящее ремя названа в числе основных -направлений развития науки, дной из составляющих этого направления является автоматиза-дя проектирования дискретных управляющих и вычислительных стройств.

Многие проблемы, которые приходится решать при построе-ии систем автоматизированного проектирования (САПР), обуслов-;ены сложностью дискретных устг эйств (ДУ). Вследствие роста лоашости все более важной становится задача обеспеченна высо-ого качества проектов и отсутствия в них ошибок. Для решения той задачи в состав САПР включаются системы имитационного мо-длироваяия.

Разброс временных параметров реальных устройств приводит необходимости развития и использования интервального модели-ювания ДУ. Под интервальным моделированием понимается шдага-ионное поделированиё. ДУ с интервальными временными парамет-ами. Интервальное моделирование ДУ развивалог~- в работах Аб-айтиоа Л.Б., Золоторевич Л.А., Иоффе М.И., Левина В.И., г1ал-еля С.Г. ;

Анализ существующих методов интерзального моделирования У показал, что эти методы развиты недостаточно и приводят к лишком приближенным результатам. Возможное уточнение резуль-атов интервального моделирования ДУ связало с анализом сходя-ихся разветвлений (СР), но изучено .'•.инь для частных случаег. альнейшее утбчнение результатов моделирования возмоздо, ес-и будут ввделены интервалы однократных, переключений в точках азветвления. Мвогозначные модели шшрциальных элементов с ин-

тервальными временными параметрами, необходимые душ выделения интервалов однократных переключений, отсутствуют. Этим обуславливается актуальность развитая уточняющих методов и средст интервального моделирования ДУ в многозначных алфавитах.

Одним из следствий усложнения проектируемых устройств является расширение применения в САПР методов структуризации иерархической композиции и декомпозиции проектов. Это обстоятельство обуславливает актуальность разработки средств модели роваяия иерархических ДУ, допускающих на различных уровнях иерархии раз.пчние языки, представления компонент

Наибольший эффект от систем имитационного поди. „^-ония достигается при высокой степени автоматизации и пришлепни их непосредственно в процессе проектирования. Поэтому прэдставля ется актуальной разработка средств моделирования, э^Фзктивно . интегрируемых и оперативно используемых в процесса функционирования САПР.

Целью работы является разработкаконцепции и методов и. реализация интегрированных средств интервального псрархаческс го моделирования дискретных устройств повышенно" точности.

Для достижения поставленной цели в работе решаются следу юшие рсновны" задачи:

- представление ДУ как сети инерциальных автоматов (СИА) < и разработка-концепции имитационного м^дЕ.щфования СИА;.

; ... разработка на'основе понятия инерциального автомата ' многозначных моделей элементов с интервальнши временными параметрами; -';';'"'•,• '• V"-: ■ :>■,•; • . г разрабсяш^ модеяирова .. ния логических сетей со сходятцимися разветвлениями. , :

, '- реализация системы интервального моделирова. ля -иерархи

ческих ГИА как функциональной надстрййси над универсальной системой иерархического моделирования ДКСЛКН;

- интеграция систеш с пакетом прикладных программ "Ака-демсингез".

Метод исследовалия. В работе используются методы имитационного моделирования, теории автоматов, теории /VР -полноты, технологии структурного программирования.

Цаучная новизна заключается в следующем:

- дискретное устройство как объект интервального моделирования представлено в вида иерархической сети инерциальных автоматов (СНА). Предложен континуальный подход к интервальному моделированию СИА, особенность которого состоит в трактовке инерциалькых автоматов с интервальными параметрами посредством континуальной совокупности инерциальных автоматов с фиксированными параметрами;

- доказана МР -поднотг задачи определения статического сбоя в логических сетях с ШЗ, значеши которых принадлежат конечны- множествам, чем обоснована целесообразность разработки полиномиальных приближенных методов интервального моделирования; ' . ■ . . ; ' ■■.••■""'"'■ •

,.- разработал метод шделирования логических сетей над базисом '.'И", "ИЛИ", "НЕ" о интервальными инерциальныш задержками (ШЗ),- основанный на разложении'троичных входных диэграг.&л . на двоичные.верхние и нижние огибающие, что позволяет свести моделирование сетей в' троичном алфавите к 1а моделированию в двоичном алфавите; ■- ,

- на основе понятия инерциального автомата разработаны автоматные модели многозначных иноъциальных задержек, обеспечивающие выделение, интервалов однократных переключений на по-

лес ас ЕЛзмеатоЕ при шдэлировашт логических сетей с ИИЗ. Учет зоз;.:окяоЗ корреляции мевду значениями 70' и гю позволяет уменьшать интервалы неопределенности.в выходных диаграммах;

- предложен уточняющий метод моделирования сетей с ИИЪ с составными сходоещшся разветвлениями.

Практическая ценность. Разработана и реализована интегрированная с ШП "Академсингез" система интервального моделирования кбрар:с-токих СМ как функциональная надстройка универсальной системой иерархического моделирования ДИСЛИН.- Раз- -работанное программное обеспечение машннонезависимо.

Реализация и внедрение результатов работы. Система интервального моделирования СИА внедрена во ВНИИ "Альтаир", где используется при проектирована полузаказных схем; внедрена .щ используется в Кишиневском филиале научно-исследовательского центра электронной вычислительной техники при разработке интегральных схем', соответствующих ТЭЗам. Полученный экономический эффект подтверждается актами о внедрении.

. Система включена в ПШ1 "Академсинтез" интегрированной САПР дискретных устройств, создаваемый несколькими академическими организациями,

С 1984-года система используется в учебном процессе Уральского политехнического института им.С.М.Кирова. ■ :

Апгюбатпя работы. Основные результг^ц диссертационной работы докладывались на Ши 1У Всесоюзных семинарах "Моделирование дискретных управляющих и вычислительных систем", Свердловск, 1981 и 1934 г.г.; научно-практической конференции "Цифровое маслиноо моделирование сложных технических систем", Пенза, 1933 г.; У координационном совещании "Математическое обеспечение интегрированных систем САПР-ГАП в машиностроении",. '

Ижевск, IS84 г.; Всесоюзной школа "Маклача;:. охоихал граф-оса", Миасс, 198о г.; П Всесоюзном сета,чаре "Перспективы развития вычислительных систем", Рига, 1985 г.; Всесоюзной конференции "Теоретические л прикладные вопроса разработки и эксплуатации САПР РЭА и БИС", Львов, 1986 г.; УП координационном совещании "Математической обеспеченно интегрированных скстзм САПР-ГАП" и IX Всесоюзном симпозиуме "Логическое управление в промышленности", Ташкент, IS60 г.; I Всесоюзной конференции "Моделирование систем инфорлатикн", Новосибирск, 1988 г.; I научно-практической конференции стран-членов СЭВ "Системы автоматизированного проектирования средств вычислительной техники САПР СВТ 89", Ленинград, 1989 г.

Публикации. По тема диссертации опубликовано 13 печат-ких работ.

Личный вклад автора. Автором разработаны аьтотлатные модели многозначных инерциалъных задержек с учетом в троичной модели возможной корреляции меяду значениями tot и . Доказаны МР -полнота задач определения статического сбоя в логических сетях с ИИЗ и определения момеь :а гарантированной установки выхода комбинационной сети с НИЗ. Разработан метод моделирования сетей с КИЗ со сходяшимлся разветвлениями и реализованы лрограшнне модели задердек, блоки формирования моделей элементов и организации эксперимента.

2£SbSMJI_SlS2B2S]5ä»EaÜ22ä« Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, изложениях ка 127 страницах, списка .литературы (119 названий) и приложений.

СОДЕРЖАНИЕ Р.' . Тл

Во введении обосновывается актуальность теш, кратко

излагается структура работы.

В первой главе исследуются вопросы применения имитационного моделирования при проектировании ДУ.

Проектирование ДУ принято разделять на системное, логическое, конси сторское и технологическое. Моделирование в основном пригоняется при системном и логическом проектировании для анализа правильности проектных решений. Определяется основная модель, применяемая в САПР ДУ автоматная сетт ЧАС) ' с задержками. ■

Приводится обзор методов и средств имитационного моделирования АС, применяемых на отдельных этапах логического проектирования ДУ. Отмечается, что известные модели троичных ИИЗ не учитывают возможную корреляцию между значениями ты и т/о переключений выхода задержки из0в1ииз1в0, модели многозначных ИИЗ отсутствуют. Определено также, что возможное уточнение результатов интервального моделирования АС с СР изучено лишь для частных случаев.

Сравниваются различные способы организации.средств моделирования АС в САПР. Анализируются методы программной реализации систем моделирования АС. Определено, что построение системы интервального моделирования иерархических АС целесообразно осуществлять в ввде функциональной надстройки над универсальной системой иерархического моделирования ДИСЛИН.

Формулируется цель работы . перечисляются задач:-!, которые решаются в работе для достижения поставленной цели.

Во втогюУ; главе развиваются методы интервального моделирования СИА. /

Определение I. Отображение 2. •' Т — А , где Т - ин-—эрвал из Г 0, 00А - конечное множество, будем назнвать

временной диаграммой в алфавита А на интервате Т ,

Определение ?.. Интервал [ i,t tz) пз Т такой., что

Yt: te [i,,iz) Z(i) = d, dih

называется интервалом постоянства значения ст во в ре:.'".;; с,, диаграмме z(i) .

Определение 3. Временным условием над врешниой дтаг;..;.' Z(t) называется логическая фучкция, обозначаемая

(d,

... <*„)+Т

и которая истинна в момент i тс

Z(t) црздетавима з интервале вь. последовательных интервалов достояно "г,

когда в виде z > - • ■

. . Велетияа Г называется яг-.1- . г. .„■р^р-.-ром уело-'

бия»

5сли параметр "Г не фиксирован, а лзздезо только, что Гб [ тм'ы,'Т/чах} „ то параметр Г будем нагызать интервальным. Так как временные условия являются логкчэсктак фуккцеямйг то' из них моля о составить дизъюнктивно-у.онъюЖтив-яыэ выражения. Совокупность всевозможных таких выражений яз услознй над диаграммами в алфавите А -будем обозначать через /Г/'/,; Q ) , где (? - множество времен к нх параметров.

Определение 4. Инерциаяьнык автоматом пггавается сопокул-нооть (А, 8, С, F(j\{jC , Q), А (7/, <5), где А, .3, С - конечные зепустые множества» называемые алфавитами'еходов, штэдкв и состояний соответственно,

Д(£) : F(AUC,Q) х С — С ,

ci : С-Я.

Правильную' i:o¿,позицию' инерциатьных автоматов будем называть С8ть;о инердяальних автоматов.

СМ с гп, входа»г! и п, выходами можно рассматривать как (т,п) - полисник. Сеть из таких многополюсников снова образует многополюсник и т.д. Таким образом, может быть сформирована многоуровневая иерархическая CÍL-.,

.^алса р&ссмасрисавтся CIIA, состоящая из абстрактных авто-шгоз и инвргд'злььзх задэрг тс.

Покаяаяо, что для АС из логических элементов с гшга кйврциалш..:® задорь«саш1 на выходах сложность кг, . tj моделирования ограничена сверху полиномом второй стог.- v.m относительно числа элементов.

■ Доказали теоремы об Л/Р -полноте задачи опреде."-. - статического сбоя в логических сетях с ИЧЗ и £ -приблг в определении момента гарантированной установки выхода калбянациоиной .сети с ШЗ.

Исходя из этого, далее р: ввивается идеология приблз юля ого решения задача интервального моделирования АС с задержками, значения которых принадлежат конечным непрерывным интервалам.

Санкционирование СНА с интервальными параметрам будем представлять ка.. функционирование совокупности всех возможных вариантов данной СЛА, отлкчакцнхея фиксированными значениями параметров из задагчых интервалов. Они сак я функционирования СИА с фиксированными параметрами представляет собой множества двоичных временных диаграмм в алфавите {о, I ] • описания диаграмм СИА с интервальными параметрами вве^.м троичные диаграммы над алфавитом (О, I, . Значение X в троичной диа-, грамме в некоторый момент обозначает что в множестве двоичных ' диаграмм сгпокупности СИА с фиксированными параметрам есть

диаграммцдсо значениями в этот момент и 0, к I. *

Особенностью идеологии является трактовка многозначных времонных диаграмм посредством континуальной совокупности двоичных, а также трактовка ииторзальных задораес посредством континуальной совокупности фиксированных. Это позволяет пр.дставить модэли задержек л элементов "К", "ИЛИ", "НЕ" при троичных входных диаграгетс как кгяюзгацг: -к мздр.'гэ,-?. при двоичных входных диаграммах.

Определение 5. Назовем никнг, ■ - пчй троич-

ной диаграммы Z(t) двоичнуто днат .'Г (сJ v Z ) ),

определяемую по правилу:

fz(i), - по 2 (;;) i X, zu(t) (zy[t))= '

. 0(0, при z(£) =X.

Определение 6. Для множества диаграмм Z\(t) ,

определим операции совмещения: - -

0, если для всех/.* 2; (t) ~ 0;

1, если .дм ocext: Zi (t) = I, X, в остальных случаях. .

Из определений 5 и 6 следует, то.

z(t-) - zff(t) srzv(t), г./ : ' > ,

то есть троичная диаграмма представима парой дэофгных. Таксе разложение троичной диаграммы предложено-такжз 3;H..To3icü~i.

Выходную диаграмму фиксированной иперциальной задеркхк (ФИЗ) со значениями tot и £70 при входной диаграмме? z(i) будем обозначать Frei,?ю (Z(t)) . Выходную диагрллг-о' интервальной инерциальяой задеркш (ШЗ) со значешиши 70 t и г 10 из интервалов ТОI ~[TOlMi*/, TOfM*xJ я ТЮ* = [Tl0Mitf,TIOMAXj при входной дна-:ямме 7.(t) будем обозначать Itoi.tio (z(t)).

Формулируется ряд утверждений о структуре задержек, заключительным и обобщающим из которых является следующее

Утверждение.

± toi. по Ш) = ГГО//и/Л, помах (ZY(i))y Ртоилах Mi)).

То есть ШЗ представляется композицией ОИЗ.

Описание функционирования ИИЗ складывается из континуальной совокупности описаний 'W2 со значениями из заданна.; v:::rep-валов. При arcü для каадой ФИЗ не предпола1'алось ш„ свдости шзд/ гяачвнюшк ТО! и ТЮ . Вместо с те;-?,, • ■- .яио предположить, что если значение TOI некоторой ФИЗ близко к TOIм i Ы ( то и ее значение ТЮ блиико к TlOHi/V . То есть, если СИЗ "быстро" переключается из 0 в I, •>-■•■ ^быстро" переключается и из I в 0.

Зависимость меаду значениями toi и тю оказывает влияние на поведение ШЗ в случае входных воздействий "сродней" длительности, то есть большей, чем т01м1а/ ( t/omiv )t но меньшей, чей toi мах ( тюмлх ). В этом случае на первое входное переключение реагируют только "быстрые" ФИЗ. Следовательно, и на второе, обратное переключение будут реагировать только эти "бгзтрыо" ФИЗ.

. Для формального представления корреляционной ШЗ используется клерикальный автомат с п о с л .е д о й с т .в и е м. Время перехода X' по какой-либо дуто в таком автомате определяется как функция времени пребывания автомата в состоянии, из которого исходит данная дуга.

- Использование таккс автоматов вместо ФИЗ в модели ШЗ позволяет учитывать зависимость меяду значениями Toi и т/о ' каздой ФИЗ.

В общем случае значению tci( rioj произвольной ФИЗ

может быть сопоставлен некоторый интервал возможных значений [ А, &) . Тогда можно говорить о наличии корреляции меж,ду значениям" toi и г/о щз.

Будем считать, что корреляция мэяду значениями ИИЗ tof и tío отсутствует (коэффициент корреляции 1=-0), воля каздс-глу значению tôt (по) может соответствовать значение

rio(TclJ из интервала Т/О ( "Y • » Бу- -- -читать, что к = I, если кавдоаду значению zoi(z/l- - , ..■■• -, ;jici3eH¡ioe

фиксированное значение ПО (roi) - ..,. Коаф-

фкциент корреляции лежит в интервала ; ' „ Г.. : 0 < Я < i значению ТО!'(ti о) соответствует и< .?, ^ ¡-,,интервал А, 8) ттервала TÍO {ТО i) • Описываемся ¿.у&лда, сопоставляющая произвольному значению toi ( T/oJ m заданному Ц некоторый подынтервал интервала Т10 (TOI.

Показано, что троичные функции логических элементов "К", "ИЛИ", "НЕ" могут быть вычислены посредством двоичных с использованием верхних и нижних огабакцих входных троичных диаграмм. Это позволяет троичное моделирование произвольной одноуровневой сети над базисом "И", "ИЛИ", "НЕ" свести к двоичному моделированию двух экземпляров данной соти. Для получения троичной диаграммы моделирования на некотором полюсе езти необходимо совместить двоичные диаграммы данного пс-люса в этих экземплярах.

Далее развивается подход к уточнявдему интервального моде • лированию. С этой целью строятся модели инерциальных задержек в .виде инерциальных автоматов в алфавитах A3 ~ { О, i, X J ,

A5=A3U{v,m], A6=a5v¡Cl где символы -У и N обозначают возможное однократное переключение из 0 в I и из I в 0 соответственно ¿ а С - неопределенное постоянное значение 0 или I без переключений на интервале.

Дгся алфавитов АЗ а А6 построены инерциальные автоматы, мо- -дельные диаграммы которых совпадают о ожидаемыми диаграммами ФИЗ в этих алфавитах. Для алфавита' А5 автомат, моделирующий ФИЗ, получен дутем совмещения состояний С и X автомата в алфавите А6. Построен такие автомат, моделирующий ИИЗ в А5.

Диаграмм переходов автоматов в АЗ и А5 приведены на рис.1 к 2, Модель КИЕ! в А5 Ездэлзна з модели ЙИЗ на рис.2 зх&ит душ, Условия гзргяодоэ $15; л ИИЗ е А5 приведены з - ",2.

Использование «одел*: ИИЗ в алфавите А5 позволяет . ;еть интервалы однократного переключения на полюсах элементов. На основе этой информации можно уточнить результаты моделирования СР. Под СР понимается два или более различных пути в сети от вгтхода некоторого элемента ко входам другого.

Излагается метод уточнения вре.-тенной диаграмм; в точке схождения составного СР (ССР) с несколькими точками схсяданш: при условии, что в точке разветвления имеет место значение У(Л') на некотором интервале [ £(, . Метод основан на выделении и удвоении уточняемых СР и ССР и дальнейшем моделировании цреоб-разованной сети по идеологии верхних-и.низших, огибащих.

Метод содераит слйдупцие основные, шаги: -V

- I. Выявляются все СР в сети, уточняемые по V или N . г-2'. С помощью структурам преобразований сети выделяются уточняемые; ССР. ч. • ; '

'";/'.'■--.3; Каадое ССР с СР, уточняемыми по , преобразуется

следующим образом: . .. .

- ■ - к точке разветвления подсоединяется эльлшт разделитель (2,1) полюсяик, формирующий по входному значению У(^) выходные . значения I и С на его выходах: при др. тех входных значениях вы-•• ходы повтор -от значение вхогя;

Таблица I. Условия переходов СИЗ в А5 Переход Вход Выход

1-0 о »по

Х"0 0 х г 10

о «ПО

о - I I <Г0|

\*Х01

V -!

* ' I «Т01

V~JC Q--c[$]*ri0 J »по

//_*х . i + JC с IJ f«zot

Кд]»та 'Xidj'Tci

X" V V[0]'ZCI +Xlb]»ZOI

'v"*v vfoj «то/ id} «ш

Ш]«гюtx[|] «г/0 Wf FJ -T/Ci ill«Z7(? ; « r/0

v , N[il*TIO+X[ii*W' i «ZfO

11 [C]»X Of«- M[0] *ZOI 1-х of

Таблица 2. Уедозня переходов ИИЗ в А5 Переход -Вход Выход

//-О О* ГШ МАХ

v-i i « TCIMAX

0.+ (x[j]t//[I]J*TW'W 1*тюпш

! * (Xfil ♦VtfjjiTOIfl/A' §-Т01Ш

0-*/ (V[ 0} * X[ 0} *l[Q])<T0IMI#

• (v Ш aicij *ToiMif/ otmtJ

(л/[Ц +X[J1 >DLU)*7t0HW (Mill >%1'п)*,10пш о*тмнш

Здесь 8 - булево значение 0 или I. .

- С^Р заменяется двумя его экземплярами, един подсоедиил-ется к первому выходу разделителя, другой - ко второму;

- к точке схождения и ко всем внешним выходам ССР подсоединяется элемент обидинитель (2,1) лолюсник.

4. Сеть с преобразованию,<и ССР моделируется в заданном алфавите по событийному принципу.

В третьей главе рассматривается организация системы интервального моделирования СНА (СЙМСИА).

К входным понятиям СйМСИА отнесены:

- структурное описание С1 А;

- модельные описания элементов;

- тест;

- инструкция моделирования, включающая: начальные установки,

изменение значений временных параметров, назначение неисправностей, коэффициент корреляции значений задержек, рожим моделирования, наблюдения. -

Выходное понятие: .

- протокол наблюдений (мйкро, макро, ситуационный).

СИМСИА создается как функциональная надстройка над УСКМ

ДИСЛИН. Под функциональной надстройкой над УС1Ы понимаются программные средства, позволяющие для решения задачи из проблемной области использовать возможности УСИМ путом автоматического преобразования форглулировки этой задачи п задание для УСИМ. ■

Использование ЯМ ДИСЛИН для построения программной имитационной модели СИА имеет следующие положительные стороны:

- автоматическое обеспечение параллелизма функционирования элементов СИА в модельном времени;

- наличие развитого аппарата подмоделей, обвспеч;гвающего ишгэцконяоа моделирование многоуровневых иерархических СИА и позволяемого ослабить ограничения на размеры моделируемых СИА;

- возможность накапливать в библиотеке подмодели сетей.

Кратко описывается концепция языка моделирования (ЯМ) ДИСЛИН, ориентированная на моделирование дискретных систем. Концептуальной оояпвой представления функционирования дискретных объектов на Ш ДЛСЛИН является параллельно-последователл1ая граф-схема алгоритма (ППГСА).

В главе формулируются принципы построения и определяются структуры имитационных моделей на ЯМ ДИСЛИН одноуровневой СИА и многоуровневой иерархической СИЛ, Каждому объекту в СИА ставится в соответствие определенный фрагмент 1ШГСА.

Основным принципом организации имитационной модели СИА на ЯМ ДИСЛИН является следующий:

- структура связей СИА отображается в структуру связей ППГСА модели на ЯМ ДИСЛИН так, что модель каждого элемента передает управление на все связанные с ее выходами.модели элементов и активизирует их только если изменились значения на .ее в**-ходах.

Модель вИЗ при двоичной входной диаграмме реализуется в ЯМ ДИСИМ процессом возобновляющего типа, управление на который приходят только при изменении его входного значения. Модели многозначных зэдеркек реализован^, как систомные подмодели«

Четвертая глава, посвящена вопросом программной реализации сходств интервального моделирования многоуровневых СИА.

В состав программного обеспечения СИМСИА входит логиззтор (отдельные фушаши), блк:и нормирования текстов моделей СИА не Я Г"1СЛ1?{, вноших воздействий и наблюдения, универсальная система к-аггацкеглюги моделирования ДЩСЛИ!, библиотека сдужеоних

подпрограмм.

Логизятор используется для обеспечения змятэцяонного моделирования принципиальных схем (ПС) путем сведения моделирование ПС к моделированию .ексторсй CIÍA. Логлзация состоит л п^.т.лгуга особенностей 1IC, сопоставлении им логико-врэменных эквивалентов и построения на их основе CHA, представляющей исходную схему.

Основным принципом реализации системы моделирования CIA является мобильность ее программного обеспечения. Для достижения мобильности программное обеспечение реализовано на совместимом подмножестве существующих версий алгсрятотгесксго языка ФОРТРАН 1У. Система моделирования ДИСИИН также реализована на этом языковом подмножестве .

Система ориентирована на использование инструментальной базы данных (ИВД), в которой размещается ее входная и выходная информация. В системе интервального моделирования СИА предусмотрены' два режима взаимодействия с пользователем: пакетный и- диалоговый. _

. .0с}ществлена интеграция системы' с ППП "Академсинтоз" посредством прямого использования форм представления' данных в ИВД.

/ Общий объем программного обеспечения СШСИА, без учета системы ДИСЛИН, выражается в количество 9.1 тыс.операторов ФОРТРАНа,

Система интервального моделирования СИА реализована на ЕС ЭВМ в операционных системах ОС 6.0 и выше и на ПЭВМ PC/AT в Mi ü'jA.

В приложениях приводятся доказатальства утверждений, синтаксис форм представления данных, пример использования системы и документы, подтверждающие внедрение.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ PAE0.J . I. Дискретное устройство как объект интервального моделгр.:-вания представлено в виде иерархичоской сети пнерцаальных автоматов (СИА). Предложен континуальный подход к интервальному мо' 19

двлироБЩллг СМ, особенность которого состоит в трактовке много-зяачнпх временных диаграмм посредством континуальной совокупности двоичных и трактовке инерциальных автоматов с интервальными параматрами посредством континуальной совокупности инерциалюых автоматов с фиксированными параметрами.

2. Разработан метод моделирования логических сетей над базисом "И", "ИЛИ", "НЕ" с интервальными инерциальными задержками (ШЗ), оснований на разложении троичных входных диаграмм иа двоичные верхние и нижние огибающие.-Метод позволяет свести «о- -делирование сетей в троичном алфавите-к их моделированию в двоичном алфавите. Результаты моделирования сетей этим методом совпадают с результатами их моделирования, методом нарастающей неопределенности.

3. Доказана N9 -полнота задачи опреде. зния статического сбоя в логических сетях с ШЗ, значения которых принадлежат конечным множествам. Если гипотеза Р * НР справедлива1, к аналогичная задача для. сетей с ШЗ, значения которых-принадлежат -конечным непрерывным интервалам; не может иметь полиномиального алгоритма решения. Доказано также, что в. предположении Р* МР

задача определения момента гарантированной установки выхода комбинационной сети , с ИИЗ для любого - .£"> 0 не может иметь £. -приближенного полиномиального алгоритма и полиномиального алгоритма, дающего гарантированную оценку с < точностью до £ . .

4. Разработаны;на основе понтаия инерциального автомата автоматные модели многозначных инерциальных задержек,, обеспечивающие ваделение интервалов однократных,пере^чений на полюсах л. элементов цри-моделировании логических сетей с ИИР. В троичной модели учитывается возможная корреляция мвкщг значениями го(_и

гю , что позволяет уменьшать интервалы неопределенности в.выходных диаграммах. . .,;'. - - '__■* '-..-:■•

5. Предложен- уточняющий метод моделирования логических сетей с ИИЭ с составными сходящимися разветвлениями.

6. Сформулирован следующий основной принцип организации имитационной модели СИА на ЯГЛ ДИСЛИН:

структура связей СИА отображается в структуру связей модели на ЯМ ДИСЛИЙ так, что модоль каадого элемента аерэдаат уть равление на все связанные о ее выходами модели элементов к активизирует их только если изменились значения на «о выгодах,

7. Реализована система интгруюжного ш; допирования иерархических СИА как функциональная качс^оЬ.?: универсальной системой иерархического моделирсга->г~ Л'ОЛлл.

8. Осуществлена интеграция систг.л с прикладных програмл (ППП) "Акадегтсинтез" поеролоте"!* вр^ого использования форм представления входной и выходной информации в инструментальной базе данных и ориентацией на использование базы данных.

Система внедрена в нескольких организациях, где попользуется наряду о другими модулями П1Ш "Академсинтез" при проектировании дискретных устройств (КО НИЦЭВТ, ВНИИ "Альтаир") /и с 1984 года в учебном процессе ВУЗа (УПИ)..Экономический эффект от внедрения системы составил 50 ть'с.руб. в год. =

Основные результаты диссертации "отряжены в публикациях:

1. Богданов Л.А., Ситников И.О. Систэма структурного моделирования // Моделирование управляющих и вычислительных систем: Тез. докл. Ш Всесиоз. семинара, 24-26 февраля~1981 г., Свердловск. Свердловск, .1981. С.оЗ-65. ' .

2. Богданов Л.А. Структурное., моделирование автоматных сетей // Цифровое-машинное моделирование сложных технических сяо-тем:, Тез. докл; к областному сешнару,- 26-^28. мая 1963 г. . Пенза. Пенза, КЗЗ. С.29-30. ;.;.'; '

3. Антонова Е.Ю., Бгащкий В.П., Богданов Л.А. и др. Сио-тема автоматизированного проектирования дискретных управляющих и вычислительных устройств // Структура и- организация пакетов прикладных програш (материалы по мат.обеспечению ЭВМ) / АН СОСР. УНЦ. Свердаовск, 1983.. С. 53-99.

4. Бивдмд к .П., Богданов Л.А. Описание элементной базы // Мат.обеспечение автомат, проектирования: синтез логических сетей / АН СССР. УНЦ. Свердаовск, 1984. С.33-37.

5. Богданов Л.А., Чистов В.П. Система структурного моделирования автоматных сетей // Мат.обеспечение автомат, проектирования: имитационное моделирование систем / АН СССР. УНЦ. Свердловск, 1984. С.33-41.

6. Богданов Л.А. Имитационное моделирование автоматных ¡ое-' тей // Моделирование управляющих и вычислительных систем: Тез. докл. 1У Бсесоюз. семинара, 28 февраля - I марта 1984 г.,. Свердаовск. Свердловск, 1984. С.18-19.

- 7. Богданов Л.А. Моделирование проектов дискретных устройств управления // Мат.обеспечение интегрированных систем САПР-ГАЛ в машиностроении: материалы У координационного совещания, 1984 г., Ижевск. Ижевск, 1984. С.173-175.

8. Захарова Г.Б., Богданов Л.А.'Имитационное.моделирование при компилятивном проектировании вычислительных систем // Перо-пекгавы развития вычислительных систем (применение идей адаптации и эволюции): Тез. докл. П Всесиюз. семиняра, май 1985 г., Рига. Рига, 1285. С.73-74.

9. Захарова Г.Б., Богданов Л.А. Средства компилятивного проектирования и моделирования в' ШШ "Академсинтез" // Теоретические и прикладные вопросы разработки и эксплуатации РЭА и ЕМС..Тез, докл. Всесоюз. конференции, 14-16 января 1986 г., Лъвоз. ¡.'оскза, 1983. C.II5-II6.,

10. Богданов I.A., Захарова Г.Б. Композиция моделей при компилятивном проектировании в ИЛИ "Академзинтез" // Логическое управление в. промышленности. Тез. докл. IX Всесоюз. симпозиума, сштябрь-октябрь 1986 г., Ташкент. Ташкент 1986.

С.132-133.

11. Сложность имитационного моделирования лп.ических схем с задержками / Богданов Л.А.; АН СССР. УрО. Ин-т машиноведения. Свердловск, 1988. 14 с. Доп. в Ш-1ТЙ 16.11.88, 8130-В88.

12. Богданов Л.А., Илышева H.A., Исакова Л.В. и др. Интегрированный пакет функционально-логического прозктированш СВТ // САПР СВТ 89: Докл. I Международной нзршо-практлческой кон-ферэнции, 17-21 апреля 1989 г., Ленинград. Мссчза, 1989. С.143-149.

13. Интервальное моделирование автоматшх сетей / Чисто в В.П., Богданов Л.А.; АН СССР. УрО. Ин-т машиноведения. Свердловск, 1989. 34 с. Деп. в ВИНИТИ 29.05.89, й 3534-В89.

Подписано к печати 25.10.90. Формат 6Cbc84 I/I6 Объем 1,0 печ.л. Тира* 100 экз. Заказ 89. Бесплатно.

Ротапринт Института математики и механики УрО АН СССР 620219, Свердловск, ул.С.Ковалевской, 16.