автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.12, диссертация на тему:Разработка методов и средств автоматизированного синтеза проектных решений бортовых аппаратно-программных комплексов

На правах рукописи

ЦАРЕВСКИЙ АНДРЕЙ ВАЛЕНТИНОВИЧ

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ И СРЕДСТВ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО СИНТЕЗА ПРОЕКТНЫХ РЕШЕНИЙ БОРТОВЫХ АППАРАТНО-ПРОГРАММНЫХ

КОМПЛЕКСОВ

Специальность 05.13.12 - Системы автоматизации проектирования (промышленность)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 0Г ИЮН 2010

Ульяновск 2010

004604916

Работа выполнена на кафедре «Вычислительная техника» Ульяновского государственного технического университета и в ФНПЦ ОАО «НПО «Марс».

Научный руководитель: доктор технических наук

Иванов Александр Куприянович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Самохвалов Михаил Константинович

кандидат технических наук, доцент Чекал Елена Гсоршепня

Ведущая организации: Федеральное государственное унитарное предприятие

«Научно-исследовательский институт автоматической аппаратуры им. академика Семенихина», г. Москва

Защита состоится «23» июня 20) 0 г. в 12 часов 00 минут на заседании диссертациопног совета Д212.277.01 при Ульяновском государственном техническом университете но адресу 432027, г. Ульяновск, ул. Северный Венец, д. 32, УлГТУ, главный корпус, ауд. 211.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Ульяновског государственного технического университета.

Автореферат разослан

2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор

ОВЩЛЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

Исследования в диссертации проводились применительно к бортовым аппаратно-программным комплексам обмена информацией (АГЖОИ), устанавливаемые на надводных кораблях как компоненты корабельных АСУ.

Одной из важнейших задач корабельной АСУ является сбор и представление командному составу всей информации, необходимой для успешного управления кораблем и выполнения им поставленных задач. Информация включает: данные о состоянии радиоэлектронных систем обнаружения, систем воздействия, узлов и механизмов; данные о внешней среде (гидрологические, метеорологические и другие), о взаимодействующих объектах (других кораблях, наземных, подводных и воздушных объектах и т.д.).

Информация от корабельных систем (абонентов) должна поступать в реальном масштабе времени с минимальными потерями и искажениями, гарантирующими адекватную реакцию и высокое качество управления.

Сбор и обработку информации от абонентов для корабельных АСУ, а также выработку некоторых управляющих воздействий выполняет бортовой АПКОИ, работающий в автоматическом режиме. АПКОИ разрабатывается в двух модификациях: как компоненты корабельных АСУ; как информационные мосты между корабельными системами. В АПКОИ время обработки информации и выработки управляющих воздействий, зависящее от производительности технических средств (ТС), не должно превышать заданного значения, а искажения информации, как следствие нарушения работоспособности программных средств (ПС) и ТС, должны быть сведены к минимуму. Получение оптимальных проектных решений (ОПР) АПКОИ, при которых выполняются требования как к производительности, так и к надежности обработки и при этом затраты на создание комплекса минимальны, является важной задачей проектирования и создания бортовых АПКОИ.

Согласно ГОСТам серии 34 и приведенной классификации автоматизированных систем (АС) в РД 50-680-88, п. 1.2, АПКОИ относится к АС обработки и передачи информации.

В настоящее время общепризнанным фактом является невозможность изготовления сложной наукоемкой продукции без применения САПР, а достижение максимальной экономической эффективности возможно только при комплексной автоматизации проектирования. Развитие и становление этой области связано с такими именами как Г. Ольсон, В.П. Сигорский, П. Хенретти, П.Я. Мапохин, И.П. Норенков и др. Применение САПР при проектировании АС позволяет достичь более высоких показателей (повышается качество проектируемой системы, снижаются материальные затраты, сроки проектирования и выхода продукции), чем при неавтоматизированном проектировании, а наибольший эффект достигается в случае поиска ОПР на основе моделей АС.

Моделирование АС основано на многочисленных направлениях теории сложных систем, в создание которых большой вклад висели A.A. Воронов, Я.А. Хетагуров, A.B. Максименков, В.Г. Гаврилов и др. Однако существующая теория сложных систем и моделирования АС не обеспечивает в настоящее время описание всех необходимых при проектировании связей и зависимостей, следовательно, отсутствуют соответствующие средства автоматизации проектирования. Поэтому актуальным и важным является разработка моделей и средств автоматизации синтеза ОПР, учитывающая специфику бортовых АПКОИ и взаимосвязь таких показателей, как стоимость, производительность и надежность ТС, затраты на разработку ПС и се надежность.

Решение данной проблемы является определенным вкладом в разработку средств САПР, моделей, алгоритмов и методов для синтеза ОПР, направленных на снижение стоимости и повышение качества АПКОИ.

Целью работы является повышение качества функционирования и снижение стоимости создаваемых бортовых АПКОИ за счет автоматизации синтеза ОПР по выбору характеристик технических и программных средств.

В соответствии с поставленной целью в работе формулируются и решаются следукмщ задачи исследований.

1. Анализ существующих моделей проектирования АС и средств автоматизирован! ioi синтеза ОПР применимых к АПКОИ.

2. Исследование рынка ТС, применяемых в АПКОИ, выявление эксперименталып, зависимостей стоимости ТС от производительности и надежности.

3. Исследование технологии разработки ПС АС, выявление экспериментальной зависимом стоимости разработки ПС АПКОИ от надежности.

4. Разработка и исследование моделей синтеза ОПР АПКОИ с минимальной стоимость создания и заданной производительностью с использованием экспериментальных зависимост стоимости ТС от производительности.

5. Разработка и исследование моделей синтеза ОПР АПКОИ с минимальной стоимость создания и заданными производительностью и надежностью с использование экспериментальных зависимостей стоимости ТС от производительности и надежное!' стоимости разработки ПС от надежности.

6. Разработка алгоритмов синтеза ОПР АПКОИ с минимальной стоимостью создания и заданных производительности АПКОИ и надежности обработки информации.

7. Создание средств САПР АПКОИ, включающие алгоритмы и программы решеш разработанных моделей, анализ результатов, полученных при различных исходных данных.

Объемом исследования являются системы автоматизации проектирования бортовы АПКОИ и технологии разработки ПС АПКОИ.

Предметом исследования являются средства автоматизированного поиска оптимальны характеристик ТС и проектируемых ПС.

Методы исследования основаны на использовании математического моделировали методов исследования операций, теории оптимизации, теории автоматизировашкн проектирования, методов дифференциального исчисления, теории надежности ТС и ПС, тсори проектирования и разработки ПС.

Достоверность научных положений подтверждена объективными исходными данным! корректностью математических преобразований, результатами расчетов, что подтверждаете актами о внедрении материалов диссертации и разработанных средств автоматизированно! синтеза в проектных организациях.

Основные положения, выносимые на защиту:

1) Разработанные модели синтеза ОПР АПКОИ с минимальной стоимостью создания условиях точных экспериментальных зависимостей и экспериментальных зависимосте! распределенных в некоторой области (неопределенность экспериментальных зависимостей позволяющие автоматизировать синтез ОПР АПКОИ, - выбор количества Т( производительность ТС, надежность ТС, распределение ПС по ТС, надежность ПС.

2) Формальные зависимости ОПР от исходных данных, позволяющие нрактическ использовать обобщенную модель синтеза проектных решений АПКОИ.

3) Разработанные на основе формальных зависимостей ОПР АПКОИ от исходных данны обобщенные модели синтеза, учитывающие дополнительные условия, - эффективное-! вырабатываемых управляющих воздействий, неопределенность экспериментальны зависимостей; интервальное задание параметров информации.

4) Разработанные алгоритмы и программный комплекс (ПК) САПР АПКОИ, позволяют! синтезировать ОПР при любых исходных данных и экспериментальных зависимостях.

5) Результаты сравнительного анализа ряда проектных решений, полученные при различны исходных данных разработанными и существующими методами и средствами синтеза.

Научную новизну составили следующие результаты диссертационной работы:

1) Выявлена экспериментальная зависимость стоимости разработки ПС АПКОИ надежности по опыту создания бортовых АПКОИ для корабельных АСУ.

2) Разработаны модели синтеза ОПР АПКОИ с минимальной стоимостью создания, заданными производительностью и надежностью в условиях точных экспериментальны

данных и в условиях неопределенности экспериментальных данных на основе экспериментальных зависимостей стоимости ТС от производительности и надежности, стоимости создания ПС ЛПКОИ от надежности.

3) Выявлены формальные зависимости ОПР ЛПКОИ от исходных данных и проведепо их исследование.

4) Построены обобщенные модели синтеза ОПР с минимальной стоимостью создания и максимальной эффективностью вырабатываемых управляющих воздействий на корабельные системы с интервальным заданием параметров информации на базе разработанных моделей и формальных зависимостей.

5) Разработаны алгоритмы синтеза ОПР и ПК САПР АПКОИ.

6) Получены и исследованы проектные решения при различных исходных данных. Выявлено снижение стоимости проектных решений.

Практическую ценность диссертационной работы составили:

1) ПК САПР АПКОИ, как элемент САПР корабельных АСУ, который может включаться в другие САПР.

2) Модели синтеза ОПР АПКОИ, которые применимы для алгоритмизации процесса поиска проектных решений с минимальной стоимостью создания, выбора формальных зависимостей ОПР от исходных данных и создания элементов САПР.

3) Формальные зависимости ОПР ЛПКОИ от исходных данных, которые заменяют алгоритмы синтеза проектных решений в САПР ЛПКОИ и позволяют оптимизировать параметры обрабатываемой информации.

Реализация и внедрение результатов работы

Разработанный программный комплекс автоматизированного синтеза оптимальных проектных решений АПКОИ внедрен как элемент САПР корабельной АСУ в ФППЦ ОАО «НПО «Марс», ОАО «Концерн «Моринформсистема-Агат», г. Москва. Апробация работы

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях: 5-й Международной научно-технической конференции «Информационно-вычислительные технологии и их приложения», г. Пенза, 2006; 6-й Всероссийской научно-технической конференции «Проблемы информатики в образовании, управлении, экономике и технике», г. Пенза, 2006; 6-й Международной научно-технической конференции «Информационно-вычислительные технологии и их приложения», г. Пенза, 2007; 22-й Всероссийской научно-технической конференции «Информационные технологии в пауке, проектировании и производстве», г. Нижний Новгород, 2007; 6-й Международной научно-технической конференции «Математическое моделирование, обратные задачи, информационно-вычислительные технологии», г. Пенза, 2007; Всероссийская конференция «Проведение научных исследований в области обработки, хранения, передачи и защиты информации», г. Ульяновск, 2009. Публикации

По материалам диссертации опубликовано 17 печатных работ, из них 2 статьи - в журнале из списка ВАК.

Структура н объем работы

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав с выводами, заключения, библиографического списка использованной литературы, изложенных на 192 страницах машинописного текста, а также одного приложения на 27 страницах машинописного текста, содержит 55 рисунков и 22 таблицу.

Список литературы включает 138 наименования.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цель, основпм задачи исследований, определены объект и предмет исследований.

В первой главе проводится анализ предметной области исследований, анализ бортовы! АПКОИ как элемента корабельных АСУ. В состав ЛПКОИ входят совокупность ТС и ПС п работе с абонентами абонентов (см. рис. 1). Для каждого ТС свой набор Г1С (набор программ; Одна программа работает с одним абонентом. Может быть задана связь между отдельным) программами (структура ПС).

Особенностями АПКОИ являются: высокочастотный обмен информацией с абонентами; обработка информации в реальном масштабе времени; обработка информации на выделенных средствах сопряжения (СС) и но заданному набору алгоритмов; ог раниченный набор функций по обработке информации; разнородные интерфейсы взаимодействия с

сопрягаемыми системами (RS, Ethernet, Манчестер 2, аналоговые сигналы, интерфейсы ОСТ); заданные требования к надежности обработки информации; повышение качества управления за счет увеличения объема обрабатываемой информации. Рис. I. АПКОИ и корабельная АСУ

Формулируется общая задача многокритериальной оптимизации проектных решений АПКОИ с использованием экспериментальных зависимости между характеристиками ТС и ПС с целью анализа и возможности автоматизировать процее синтеза ОПР. Обозначения: Х1,...,Хк - характеристики АПКОИ (стоимосп производительность, надежность, объем памяти, распределение ПС и т.н.] хи,..,хш,...,х,л,...,хпт- характеристики СС {x:j j-я характеристика /-го СС]

ху = /¡¡(.{хк}гф,п\, " взаимовлияние характеристик СС; S - структура АПКОИ (количеств;

СС, распределение ПС и т.п.); А - алгоритмы обработки информации от абонентов.

Выявить взаимовлияние характеристик СС (х,.) и выбрать ОПР ЛПКОИ (R)

характеристиками Xq, которые принимают оптимум при заданных ограничениях.

R = {*,„., Xk} j

х„ = ^(K-Wi, Mws>Ay > °p1

XiJ ~ fij(S.Xiz}z*/) >

xw<(£) Xwtlwe[\,k], w*q

XV ^ !

S e D. A € Л , где Xw„ - ограничение на w -ю характеристику ЛПКОИ, xlj0 - ограничена

на j-io характеристику i-го СС; Q - множество допустимых вариантов ЛПКОИ, А множество допустимых алгоритмов обработки информации.

Ограничения выбирают при формулировании конкретных проектных задач. К общий ограничениям относятся ограничения на правила распределения информации абонен тов по СС Ограничение Ol. п<К<т- количество СС не больше некоторой величины К (например ограничены места для размещения СС) или не больше количества абонентов.

Ограничение 02. y:j > 1 для всех je[l,m] - информация каждого абонента распределена

i-1

хотя бы па одно СС, Y = |д| матрица распределения информации абонентов по СС (y:J =1, если информация j -го абонента распределена на СС с номером i, ytj = 0 - в противном

случае). Откуда следует, что > т. Если y,j =1 - информация каждого абонента

п т

распределена только на одно СС, тогда ^ ^ у у ~ т.

/=1 у=1

Ограничение ОЗ. ^ у ч > 1 для всех se[l,n] - на СС распределена информация хотя бы одного

н

абонента.

К частным относятся ограничения: на суммарную производительность ТС; на производительность каждого ТС; на надежность ТС; на надежность ПС; на время обработки информации абонента; на количество СС; на стоимость каждого СС; на стоимость разработки ПС; на объем информации обрабатываемой на одном С С; на связи между программами обработки информации и т.п.

Из общей задачи выведены две частные (задачи нелинейного программирования) в которых учитывается часть характеристик, наиболее существенных при проектировании (стоимость создания комплекса, количество и производительность ТС, надежность обработки информации, распределение ПС).

Первая задача - поиск ОПР АПКОИ (R) по известному количеству абонентов (т) и интервальным заданием объема данных, поступающих от каждого абонента в единицу времени (v„), с использованием экспериментальных зависимостей стоимости ТС от производительности (Скъ(р)) и с учетом их возможной неопределенности. ОПР включают количество (и) и производительность (/1) ТС, распределение абонентов по ТС (У), при которых стоимость создания АПКОИ минимальна и обеспечивается обработка поступающей информации с заданными критериями качества (время обработки, надежность). R = {С^и,/!,,.... м..Г] С, - > min

Съ = К.СД ke[\,l]

Вторая задача - поиск ОПР АПКОИ (й) по известному количеству абонентов (т) и интервальным заданием объема данных поступающих от каждого абонента в единицу времени (v„), по требуемым надежностям обработки данных (Р), с использованием экспериментальных зависимостей стоимости ТС от производительности и надежности (С'ГСз(//,р)), стоимости разработки ПС от надежности С11Сэ(р) с учетом их возможной неопределенности. ОПР включают количество (и), производительность (//) и надежность (рп. ) ТС, распределение абонентов по ТС (Y), надежность ПС (р„с), при которых стоимость создания АПКОИ минимальна и обеспечивается обработка поступающей информации с заданными критериями качества.

Л = {С 1,п,м1..... М„,Р

7С I »•••» PlV.n * Р HC 1» — » Р ИСп >* >

Ct - > min

с„, ={ßt.Pt,Ck]. k е [1,/]

с „с, = {р„,Ст}, т е [1 ,М].

Строятся две группы моделей синтеза с оптимизируемой характеристикой - затраты на создание комплекса. Рассматриваемые задачи и модели являются новыми, они ранее не

формулировались и не решались. С помощью моделей проводится параметрический синтс (выбор стоимости и производительности ТС, надежности ТС и ПС) и структурный синтс (выбор количества ТС, распределение ПС) ОПР АПКОИ.

Дан аналитический обзор моделей проектирования АС. Выявлено, что для решени поставленных задач поиска ОПР в существующих моделях не используются необходимы экспериментальные зависимости и их возможная неопределенность, отсутствует возможное! выбора надежности разрабатываемых ПС, отсутствует возможность получения аналитически решений, отсутствуют модели, позволяющие автоматизировать синтез ОПР.

Для синтеза ОПР используется подход: анализ характеристик создаваемой системы и выбо наиболее существенных; анализ характеристик ТС и ПС; выбор характеристик, влияющих н характеристики комплекса; установление экспериментальных зависимостей характеристик Т и ПС, целевой функции от характеристик ТС, ПС и ограничений; определение зависимосте характеристик комплекса от характеристик ТС и ПС; выбор оптимизируемой характеристик (целевой функции) и ограничиваемых характеристик (ограничений); разработка модсле проектирования, алгоритмов синтеза, программных средств САПР.

Определяются условия, при которых проводится синтез ОПР АПКОИ:

1. Минимальная требуемая производительность ТС // (Мбайт/сек) для обработки формуляр объемом Ф (Мбайт) и частотой поступления Н (Гц) // = V = Ф ■ //, где V - объем дампы поступающий на обработку в единицу времени. Если формуляры требуется обработать за врем в а раз меньшее, чем темп его поступления Т = 1/Н, то требуемая производительное! Ц — о-х. Коэффициент а > 1 устанавливается исходя из практики создания АПКОИ.

2. Информация каждого абонента принимается и обрабатывается только на выделении средствах сопряжения.

3. Надежность обработки информации на СС р имеет две составляющие - надежное! технических средств и надежность программных средств Рпс, и связаны некоторы соотношением р — / (!'■«■, Рпс) (формальным или таблицей), отражающи взаимозависимость (взаимовлияние) отказов ТС и ПС. Частный случай - р — Рк- Рпс. 11о надежностью ТС и ПС понимается вероятность их безотказной работы. Надежность II оценивается по ГОСТ28195-99, 180/№С14598-1:1999 или моделями оценки надежное! (модели Джелинского-Моранды, Липова, Сукерта и т.д.). Для ТС и ПС применим коэффицисп готовности - вероятность застать в произвольный момент времени ТС или ПС работоспособном состоянии.

Во второй главе строится группа моделей синтеза ОПР АПКОИ с минимально стоимостью создания при заданной производительности комплекса с использование экспериментальных зависимостей стоимости ТС от производительности. Производительное! определялась экспериментальными методами - измерение тестовыми программам! учитывающими особенности работы алгоритмов обработки информации от абонентов.

Обозначения: СД//,) - стоимость ¿-го СС с производительностью //,; у - объе

информации в единицу времени от / - го абонента; С, = ^ С,(/¡,) - общий вид целсво функции.

Зависимость стоимости ТС от производительности С а (//) = {/;,, С4 } к е [1,/] в обще виде, при неопределенности экспериментальных данных, показана на рисунке 2

ск 6 [Сктш ,Ск„„ ]. Неопределенность возникает в силу большог количества вариантов ТС, используемых в АПКОИ. Частным случаем является одп зависимость сточными экспериментальными данными -//4п]1п = , С4тт = Сктт .

Первая модель. Выбор ОПР АПКОИ Я с минимальной стоимостью создания комплекса в условиях точных экспериментальных зависимостей по заданному количеству абонентов т с параметрами Vа } и

ограничениями 0,: Л = [С„п,ц...... /¡.,У)

С, = 2 С ¿/л,)- > чип

1=1

С,{ц)={рк,С1}, к <Е [1,/] 0, = {01,02,03,04,05,06,...}.

т

Ограничение 04. - Ч, уч (/е[1,л]) - производительность каждого СС не ниже требуемой производительности для обработки информации на данном СС.

Ограничение 05. ~ требуемая производительность АПКОИ

1-1

ограничена.

Ограничение Об. /(,„,„ < //, < (/'е[1,л])-производительность одного СС ограничена.

Для решения предложены три алгоритма синтеза ОПР АПКОИ Я при любых экспериментальных зависимостях Сэ(р ) = {рк, С4 }, к е [1,/] и параметрах

{V , У„г,..., Уа }. Алгоритмы использованы при разработке ПК САПР АПКОИ. Алгоритм синтеза 1. Перебор всех возможных вариантов распределения информации абонентов по всему набору допустимого количества СС. Алгоритм подходит для решения при любых видах экспериментальных зависимостей при небольшом количестве абонентов. Алгоритм синтеза 2. Случайное перераспределение абонентов. При уменьшении стоимости АПКОИ перераспределение фиксируется, в противном случае отменяется. Если при заданном количестве подряд идущих перераспределений стоимость АПКОИ не уменьшается, то алгоритм завершается.

Алгоритм синтеза 3. Алгоритм является авторской разработкой. Алгоритм экономичен, но работает только на вогнутых экспериментальных зависимостях стоимости СС от производительности.

Шаг 1. Выбирается количество СС (л ), на которое распределяется информация от т абонентов. Если все значения п исчерпаны, то конец алгоритма.

Шаг 2. Выбирается наибольший параметр V из числа нераспределенных абонентов и исключается из распределения.

Шаг 3. Рассчитываются приращения стоимости для всех СС по формуле

АС, = С,(£ + V.,)- С,(£ V /е[1,«].

>=1

Шаг 4. Выбирается наименьшее значение приращения АС х = тт{ АС,.}, и абонент распределяется на СС с номером х (уь = 1 ).

Шаги 2-4 выполняют до распределения всех абонентов на п СС. Рассчитывается стоимость

АПКОИ: С, = Л С, (у,). Переход на шаг 1. Получено множество проектных решений. ОПР

/-1

Я = {С,, и,//,,..., выбирают по следующим характеристикам АПКОИ: стоимость

АПКОИ (С,); количество СС (и); производительности ТС ({/', !,С||,П|); распределение ПС (К).

цО

Рис. 2. Общий вид зависимости стоимости СС от производительности

Вторая модель. Выбор ОПР АПКОИ R с минимальной стоимостью создания комплекса условиях неопределенности экспериментальных зависимостей по заданному количеств абонентов т с параметрами {v а ,..., } , ограничениями 0, и критериями выбора К:

Сч = £ C.Oi,"')- > min С,(ц)= K,Ct}, te[l,/]

»У e [/'¡min ]

R, e {Лj,..., RJ

0, ={01,02,03,04,05,06,07,08...} K={A,B,...}

Ограничение 07. С, < Cmx - ограничение на стоимость АПКОИ. Ограничение 08. п < Nmx - офаничение на количество СС.

Критерий А - использование ОПР, наибольшее количество которых приходится на один участков изменения коэффициентов аппроксимации.

Критерий В - визуальный просмотр полученных проектов и их анализ на основе имеющегос опыта.

ПР Rj (с )- й совокупностью производительности СС и распределением ПС Уи) синтезированное алгоритмами модели 1 из допустимой совокупности экспериментальны данных ({^У},^!,,,!JC|i,i.j) и удовлетворяющее ограничениям ©,, выбирают согласи

критериям К (набор правил, условий, положений, по которым предпочтение отдается одном или нескольким ОПР).

Третья модель. Выбор ОПР АПКОИ R с минимальной стоимостью создания комплекса п заданному количеству абонентов т с параметрами ,..., va } и ограничениями (-),

используя экспериментальные зависимости в виде полинома: R = {С,,и,//,,..., p„,Y}

С, = пао + axv + aS± rf + аУ± у}...- > min

0, ={01,02,03,04,05,06,...}

2>,=i.

i=i

Модель используется для выявления формальных зависимостей ОПР от исходных дапны. которыми заменяют алгоритмы синтеза с целью уменьшения времени решения.

Для выбора формальных зависимостей используется следующий подход: аналитическ' нелинейная аппроксимация экспериментальных зависимостей между характеристиками ТС ПС; сужение поиска оптимальных решений и приведение задачи нелинейного магематичсског программирования к оптимизируемой функции без ограничения; исследовани оптимизируемой функции методами дифференциального исчисления, определение оптимума характеристик ТС и ПС, приводящих к оптимуму выбранной характеристики системы.

Целевая функция получена аппроксимацией точных экспериментальных данных полипомо C(fj) = b0 + blp + b2fi1 + b3p1 +..., что эквивалентно C(v) = а0 + a,v + a2v2 + a3v3 + ... Точечные коэффициенты а0,а,,а2,... получаются при аппроксимации участка l//0,//mls] (с

т

рис. 2). Через доли У, параметра V = У, целевая функция имеет вид

j= 1

С, = X С,(уу,) =па 0 + а,у + я2у2£ у,2 + а3У3£ г,3 - • ¡=1 ¡=1 /=1

При исследовании функции С,(п,у1,у2,..., уп) = па0 + а{у + у? методами

(=1

дифференциального исчисления получена формальная зависимость ОПР от исходных данных

(параметра V и коэффициентов аппроксимирующего полинома)

/( = /1 = ?^,») = »^, а0>0,а2>0, у1=у2=... = у„=1//1.

я и

При исследовании функции СДп,-,?'„) = па0 + + + получена

/=1 ¡=1

формальная зависимость ОПР от исходных данных (параметра V и коэффициентов аппроксимирующего полинома)

R = п = F(a0,a2,a3,v) ;

31— + .

а»

X а]

+ ?

27 а'

Формальная

зависимость применима при определенных значениях коэффициентов а„,а2,ау и при

Л -Уг~- = Уп =1/".

В условиях неопределенности экспериментальных данных полином задается с интервальными коэффициентами во = [а01 ,ош ], а> = [ам ,а|г ], аг = [аг,,аг2 ],... . С помощью выявленных формальных зависимостей выбираются коэффициенты и п, при которых целевая функция минимальна. Например, для полинома второй степени минимум достигается при условии а2 /а„ = п1 /у2, откуда коэффициенты - ао = о0,, Я1 = ап, аг = а(Лпг /у2 < а22. Четвертая модель. Выбор ОПР АПКОИ К с минимальной стоимостью создания комплекса и максимальной эффективностью (у о) вырабатываемых управляющих воздействий на корабельные системы по заданному набору абонентов с интервальными параметрами (у^ ,..., ) , критериями выбора К и ограничениями 0,:

= {С„,xell.il

С„ =£ С, (/!,<"■>)-> min

=i

С,(¿/) = {//*,Ct}, É6[l,/]

м

а , Lu,

j=l

или формальные зависимост и модели 3 - F(a0,a2,a3,...,v)

> v„

]

0, = {01,02,03,04,05,06,07,08,...}

л: = {0,0,...}.

Критерий £> - максимально возможное количество абонентов. Критерий 2 - количество абонентов не превышающее заданного значения.

I"' " „ (с д:-й совокупностью абонентов и и»-й совокупностью параметров)

синтезированное по модели 2 из допустимых совокупностей абонентов и интервалы».! параметров информации (v„), удовлетворяющее ограничениям 0, и максимально! эффективности Е— > шах, выбирают согласно критериям выбора К.

При большом количестве совокупностей абонентов, параметров информации экспериментальных данных и вложенности алгоритма в итерационный процесс поиска врем синтеза может быть неприемлемым. Замена алгоритмов выявленными формальным! зависимостями модели 3 позволила значительно снизить время синтеза. Например, npi выполнении алгоритма 2 за 30 секунд и небольшом количестве совокупностей данных (1800 (абонентов 30, параметров информации 30, экспериментальных зависимостей 2) время синтез около 15 часов, а по формальным зависимостям секунды.

В третьей главе строится группа моделей синтеза ОПР АПКОИ с минимальной стоимостью создания при заданных производительности комплекса и надежности обработки с использованием экспериментальных зависимостей стоимости ТС от производительности и надежности, стоимости разработки ПС от надежности. Обозначения: Pj - требуемая надежность обработки информации j—го абонента; С(. (ji,, р,) - стоимость ¿-го СС с производительностью fit и надежностью обработки р, ;

С, С ¡(/in р,) - общий вид целевой функции. ■-1

Зависимость стоимости СС от производительности и надежности обработки информации С > Р) ={/'*> Pt-С t }> к е П.П в общем виде, при неопределенное! экспериментальных данных, показана на рисунке 3

ft е l/i t т,„ , //,.„ ], С„ е [Ctmin ,Скш, ], Р„е[рктт,ркта]. Частный случай зависимость с точными экспериментальными данным

Мьшп = , Сктт = Сктш , рктш = ркт. . рк = f(Pkjc,Pkllc)- надежность обработк информации на СС с учетом надежности ТС и ПС.

Пятая модель. Выбор ОПР АПКОИ R с минимальной стоимостью создания комплекса условиях точных экспериментальных зависимостей по заданному количеству абонентов т параметрами {(va , Р,),..., (v„ ,Р„)} и ограничениями &2:

r = {с„и,//„..., /i„,Pu..:Pnj}

П

с* = S С,(//,., р,)- > min /-1

C,(ft,p)={Mt.pt.Ct}, k б [1,/] 02 = {Ol,02,03,04,05,Об,010,011,...}.

Ограничение 010. р, > Рта (/е[1,п]). Надежность обработки не меньше заданной величины. Ограничение ОН. Р]У,у 2 Р, при yt =1 (je [\,т\, i е [1,л |). Требуемая надежность обработк информации абонента не выше, чем надежность СС.

| /1 (билУ»»)

Ро^Мо

Рис. 3. Общий вид зависимости стоимости СС от производительности и надежности

Для решения предложены два алгоритма синтеза ОПР при любых экспериментальных зависимостях Cjc (fi, р) = {pt, pt ,С, } к е [1,/], С „с д (р) = {рк ,С к } к е [1, L] и

параметрах информации абонентов {(v ,/}),..., (ve Алгоритмы использованы при

разработке ПК САПР АПКОИ.

В алгоритмах используется способ поиска оптимальной пары надсжностей. Требуемая

надежность обработки информации на СС получена сочетанием надсжностей РК , Р пс .

е !/;7c}Jt|i.i|, Р„с S - множество допустимых значений надсжностей

соответственно ТС и ПС. Множество стоимостей для одного СС с параметрами V и Р e{f(Pjrc'Plnc)}j,\\,4 следующее: (\(v,p)=Q„(v

Q(v,p)=QTJv,Pklx)+Qllc(llll(). Пара значений надежностей Pj7C'Pj1]C> ПРИ которых стоимость СС минимальна С^ = min{C;(v ,р )}уt|MJ, есть оптимальная пара надежностей. Алгоритм синтеза 4. Перебор всех возможных вариантов распределения информации абонентов по всему набору допустимого количества СС.

Алгоритм синтеза 5. Случайное перераспределение абонентов. Для каждого перераспределения определяется пара надежностей способом поиска оптимальной пары надежностей. При уменьшении стоимости АПКОИ перераспределение фиксируется, в противном случае отменяется. Если при заданном количестве подряд идущих перераспределений стоимость АПКОИ не уменьшается, то алгоритм завершается.

Шестая модель. Выбор ОПР АПКОИ R с минимальной стоимостью создания комплекса в условиях неопределенности экспериментальных зависимостей по заданному количеству абонентов m с параметрами {( v ,Р, ),..., (v0 ,Рт)}, ограничениями 02 и критериями выбора К :

R, = {С,,«,,//'",..., Р1»,р[<\..., PI'KY^) J 6 [I,/.] i=l

C,(M.PÏ = Ь* k > P k >C t\ *6[1,/]

/*}П 6 [/*<■»» ,Ulm ] P,(" S

R, e {Ri,..., RL }

02 = {01,02,03,04,05,06,07,08,010,011,...} AT = {A,B,...} (см. модель 2).

ОПР R j (c j- й совокупностью производительности и надежности СС, распределением ПС Y(J) ), синтезированное алгоритмами модели 5 из допустимой совокупности экспериментальных данных ({/¿¡и>, р,ш},6|, „, /6l, м) и удовлетворяющее ограничениям 02,

выбирают согласно критериям К.

Седьмая модель. Выбор ОПР АПКОИ R с минимальной стоимостью создания комплекса по заданному количеству абонентов m с параметрами {( v ,),..., (vo , Рт )} и

ограничениями 0 2, используя экспериментальные зависимости в виде полинома: R = {С,,п,м,,..., м„,Р1,..., р„,У)

И и я И

с, = па0 + a,v + ayY,rï + nb0 + b^P, + pf + Я^Лг,Р1 + ■•■- > min i=l ¡=1 i= 1 /=1

02 = {01,02,03,04,05,06,010,011,...}

i>,=l. 1

Экспериментальные зависимости Сft, p) описываются полиномом: C(v,p) = а0 + a,v + a2v2 + a3v3 +... + b0 + b,p + b2p2 + + ...+ qnvp + ....

Точенные коэффициенты a0,a^,a2,...,ba,bx,b2,...,qn,... получают аппроксимацие экспериментальных зависимостей на участках по оси производительности [//<,,//„,„], по ос

надежности ГРо > Я„,а( ] (см. рис. 3). Через доли Т, параметра V целевая функци

п л н п я

С, = £ С, (//,, р,) =па0 + а, V + а2 v2 £ у? + "Ь„ + К £ р, + £ р2 + у (р, +....

1 i=i i=i /-1 ¡=1

Надежность обработки р, равна максимальной требуемой надежности обработк

информации одного из абонентов распределенных на СС - р, = maxf/^.}^, т1.

Проводятся исследования функции С, с целью выявления формальных зависимостей ОП

от исходных данных при определенных параметрах информации абонентов. Требуемы

надежности обработки информации абонентов одинаковые, параметры va разные.

R = {С, ,n,fit,..., fin, p,Y]

П

Cs = n(aQ + + + b2P2)+ a2vZ^yf + 4\2VP~ >

/=1

P = pl=„. = pm m

v = Z v.y-

/=1

Формальная зависимость ОПР от исходных данных

R = n= F(a0,a2,b0,bl,b2,v)=v-Ja2/(a„ + b0 + blp + b2p2) //,=... = /*„= — .

п

Требуемые надежности обработки информации образуют монотонно возрастающу последовательность, параметры \а одинаковые. R = {С„и, //,,..., ft., Pi,-. P.J}

С, = л(а0 + />0 + Vo + V, Т + Ьге1 + Ь2еае,т + b2e2 ^ ) + -(62e2m2 ^ + a2v2 + е, ~Qnv) 2 3 л 6 4

1 , , , 2 2 1 "I

+ a,v + q,2ve0 +elm — bt + b2eaexm + b2e, m у + ei > mm

P,<P2<...<Pm, Pj =e0+ ej

j=i

Вид целевой функции получен после ряда математических преобразований и при услови равномерного распределения информации по СС. Формальная зависимость ОПР от исходны данных

R=n=F(a0,a2,bll,bl,b2,e0,el.,qn,v,m)=^2v2 +Ь2е2п? 4e,m^<j12v)/(iiu+60+61e„+A|^m+Vo + *>гWH-^""

ov . т

ftl=... = ftll=~, p,=e0+e,i—.

п п

Даны две группы абонентов с параметрами информации (V,,/),),(у2,р2) (например, малонадежные и высоконадежные). Первая группа распределяется на п1 СС, вторая - на пг СС.

С, =(«, +«2)«0+al(v1 +v2)+a2{v¡fjrf +v22£/?)+

+{nl +n2)b0+b¡p¡ п, +b2pfn¡ +g¡2v¡pl +b,p2n2+b2p¡n2 +ql2v2p2-> min

где T¡, P, - доли параметров v, и v2.

Формальная зависимость 0111' от

R= n = F(a„,a2,b0,bl,b2ypi,p2,v) = v

исходных

данных

v = v,+v2, ■=1/(«,+и2) = 1/л.

Формальная зависимость OI II1 от ll = n = F(a0,a2,b0,b¡,b2,p„p2,v,,v2) = л, + л2 = v,

исходных

данных

I "„ + Ь0 + Ь,р, + 3^ а„ + 6„ + Ь,р2 + Ь2р\

Г,=1/и„ Д=1/«2.

В общем случае для £ групп формальные зависимости записываются как

для первого и

И = » -л—--" = 5>,=5>,----т)

^\a!¡+Ь0 + -YJVJ{ЪipJ+Ъ1p1j) " * » ° '/у

второго случаев соответственно.

Восьмая модель. Выбор ОПР АПКОИ Л с минимальной стоимостью создания комплекса и максимальной эффективностью Е вырабатываемых управляющих воздействий на

корабельные системы по заданному набору абонентов с интервальными параметрами {( у„,. Л),—. > )! , критериями выбора К и ограничениями в2:

Л- = 1С„,Б,Р(„1',У(т)), хе ЯК-'ЙлГ»,.., <>|>,Г)-> тах

или формальные зависимости модели 7 F(aíi,a2J\],b[,..,v)

рГ'-^ХК-ТУП

J-I i-1

rí^muxl/vjyri^iu.

V^"^ P fv V 1

rOy "j mm * «у max J

1.1 y-l

02 = {01,02,03,04,05,06,07,08,010,011,...}

* = {D,a...>

IIP Д„ (с x -й совокупностью абонентов и w -й совокупностью параметров) синтезированное по модели б из допустимых совокупностей абонентов и интервальных

параметров информации (vo), удовлетворяющие ограничениям 02 и максимально! эффективности Е— > шах, выбирают согласно критериям К.

Приемлемое время синтеза ОПР аналогично модели 4 достигается заменой алгоритме)! выявленными формальными зависимостями модели 7. Исследования разработанного ПК CAIlj АПКОИ показало, например, что при количестве абонентов равном 30 время выполнена алгоритма 5 достигает 5 минут. При 1000 совокупностей исходных данных время выбора среднем 83 часа.

Разработанная САПР в составе моделей и алгоритмов синтеза, формальных зависимости позволяет выбирать качественный и количественный состав информации абонентов с целы! создания АПКОИ с заданными характеристиками, поставщиков ТС, надежност! разрабатываемых ПС, распределение ПС по СС, технологии разработки ПС, ТС при заданном ПС, а также выявлять формальные зависимости ОПР от исходных данных, находить ОПР при наличии дополнительных ограничений и различного рода условий.

В четвертой главе рассматривается авторская разработка ПК САПР АПКОИ, реализующего модели, алгоритмы и формальные зависимости, представленные в главах 2 и 3.

Приводятся примеры ОПР их анализ и сравнение с ОПР, полученные с использованием неавтоматизированного синтеза.

ПК реализован под ОС Linux с применением ЯВУ С++, MySQL, графического интерфейса GTK+

я

Е=

Vragg"!

ЙИЮ

Рис. 4. Панель управления ПК автоматизации синтеза проектных решений

(Приложение 1). Панель управления ПК показана на рисунке 4. Основные функции ПК: рунно ввод и архивирование в базе данных (в файлах) экспериментальных зависимостей стоимост! ТС от производительности и надежности, стоимости создания ПС от надежности, параметре! информации абонентов; ввод исходных данных из базы данных (из файлов); выбор алгоритм синтеза и формальных зависимостей; синтез ОПР с резервированием ТС или при задании наборов ТС с разной надежностью; архивирование ОПР для повторного использования в качестве базовых решений, а также для поиска проектов с дополнительными критериями выбора; синтез ОПР по всему интервалу допустимого количества СС; синтез ОПР по заданному интервалу количества СС

с 5.9 8.1 9.3 15.8 18.5 24.0

Рис 0.24 0,6 0.72 0.88 0.99 0.99 ij

Рис. 5. Зависимость стоимости 11С от надежности

м 0.01 U,12 O.li 8.17 0.2 03 1.3$ 0.4 0.45 (Li 0.67 •.73 0.8 L0 1.13 1£ 2.0 2.4 2.53 166 2.« 2.66 1.« l.tt 3.2 ЗД U "l

ск ip„. 0.9) LI Х5 4 4 « 4 5 i t 12 14 15 19 36 40 55 63 88 110 112 156 112 Ш 171 208 24« 391 J

сх f.Рте ~ 0.99) 2.2 7.0 ■ i 8 * 11 12 16 24 2t 30 38 73 80 110 126 177 220 224 312 224 312 3« 416 496 796 1221

(Дс-ОЭД 3.3 10.S II 12 12 12 Ii IS 24 36 42 4$ 57 109 120 165 189 265 330 336 4*8 336 468 514 624 744 1194 1«

= 09999) 4.4 140 16 Ii 16 16 22 24 32 48 »6 60 76 146 160 220 252 354 440 48 624 4M 624 686 832 992 1592 1 "1

Рис. 6. Зависимость стоимости ТС от производительности и надежности

По опыту создания бортовых АПКОИ в НПО «Марс» выявлены экспериментальна зависимости. Примеры зависимостей представлены на рисунках 5 и 6 (стоимость дана I относительных единицах). Приведены примеры решения проектных задач по моделям 1-8.

Пример выбора ОПР по модели 5. Постановка задачи (формулировка в сокращении): выбрать Л (распределение и надежность ПС, количество, производительность и надежность СС с минимальной стоимостью ЛПКОИ) при исходных данных: т = 30,

к)

V = эквивалентна

// = 1.8 Мбайт/с, требуемые

надежности обработки {/>>},5>430 в интервале [0.9,0.99] с

использованием экспериментальных зависимостей (рис. 5 и 6).

Область распределения стоимости ЛПКОИ, полученная разработанной САПР и неавтоматизированным способом, представлена на рисунке 7.

Интервал снижения стоимости в процентах - [4,24], среднее снижение стоимости - 18%. ОПР: Я ={п =5, и, =0.45, цг = 0.4 , =/¿5 =0.3, =0.35,

! еоб а» в12 его 039

в17 «19 е14 (

Рис. 7. Область распределения стоимости ЛПКОИ по модели 5

-1\

0.999,

1 по 1110

^¡ОДЩ^^ОДЩ^ОДОДОДОДОДОДОДОДО), уг/6{0Д0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0} Уц е {0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,1,0,1,0,0,0,1,0,1,0,1,0,0,0,0}, у,, е {0,0,0,1,0,1,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1}, уь £{1,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,1,0,0,0,0,00,0,0,0,1,0,1,0,1,0,0,0}, С, = 602 }. Приведены

стадии и этапы создания

автоматизированных систем но ГОСТ 34-601.90, где применима разработанная САПР АПКОИ и используются результаты синтеза (см. рис. 8). Документация на разработку ЛПКОИ из перечня РД 5034.698-90.

Представлены отношения (п процентах) стоимостей ОПР, полученные

разработанной в диссертации СЛПР (на рис. 9 показаны столбиками) к стоимостям ОПР, полученные

неавтоматизированным синтезом (принято за 100%). Правый график - отношение нрн минимальной стоимости ОПР, левый график - в ОПР одинаковое количество СС.

№ стадии Этапы работ

1. Формирование требований к АПКОИ 1.1. Обследование обьжта и обоснование необходимости создания АПКОИ 1.3. Оформление отчёта о выполненной работе по ГОСТ 7.32 и заяам (произвольная фор^)на разработку АПКОИ

2. Разработка концшции АПКОИ 2.3. Разработка вариантов концепции АПКОИ, удовлетворяющего требованиям пользователя. 2.4. Оформление отчёта по ГОСТ 7.32 о выполненной работе.

3. Техническое задание. 3.1. Разработка и утверждение технического задания по ГОСТ 34.602. (раздел «Требования к системе»).

4. Эскизный проект. 4.1. Разработка предварительных проектных решений по систаие и ее частям; определение состава комплексов задач и отдельных задач, состав вычислительной системы, функции и параметры основных программных средств. 4.1 Разработка докумятации на АПКОИ: Пояснительная записка (раздел 'Основные тонические решения'), Общее списание систеьы фаздел 'Описание системы"), Схема структурная комтлекса технических средств (раздел1 Основные характеристики технических средств").

5. Технический проект. 5.1. Разработка проектных решений по системе и её частям: разработка общих решений, функциснально-алгориткмческсй структуре, по структуре технических средств, по алгоритмам решения задач, по программному обеспечению 5.1 Разработка документации на АПКОИ: Пояснительная записка (раздел "Основные технические решения"), Общее списание систеьы фаздел 'Описание системы"), Описание комплекса технических средств (разделы "Структура комплекса технических средств", 'Средства вычислительной техники", "Аппаратура передачи данных"), Схема структурная комплекса технических средств (раздел "Оновиые характеристики технических средств"), Описание програмлного обеспечения (разделы "Структура програмшого обеспечения", "Методы и средства разработки программно обеспечения").

Рис. 8. Применение САПР АПКОИ на стадиях проектирования

■ п 1

Щ1Ш

2 3 4 5 Ь 7 8

Номер проекта АПКОИ

Рис. 9. Отношения стоимостей проектных решений Даны сравнительные результаты времени синтеза ОПР при различных исходных данных используемых алгоритмов.

В заключении приведены основные выводы и результаты диссертационной работы. В приложении 1 дан листинг разработанного ПК САПР АПКОИ.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

В работе решена научно-техническая задача, имеющая существенное значение дл автоматизации проектирования бортовых аппаратно-программных комплексов.

1. Разработаны методы и средства автоматизированного синтеза ОПР бортовых АПК01] обеспечивающие достижение требуемой производительности и надежности обработки нр^ минимальной стоимости создания АПКОИ.

2. Выполнен анализ существующих моделей проектирования АС. Применительно рассматриваемым задачам синтеза ОПР АПКОИ выявлено: в моделях не учитывают^ зависимости стоимости ТС от производительности и надежности, стоимости ПС от надежност и их возможная неопределенность; отсутствует возможность получения аналитически решений (формальных зависимостей ОПР от исходных данных).

3. По опыту создания в НПО «Марс» бортовых АПКОИ были выявлены эксперименталып, зависимости: стоимость разработки ПС АПКОИ от надежности, стоимость ТС с производительности, стоимость ТС от производительности и надежности. Выявленный ви зависимостей нелинейный. Зависимости использованы при построении моделей синтеза 011 АПКОИ с минимальными затратами на создание.

4. Разработаны модели и алгоритмы синтеза ОПР, методика проектирования АПКОИ минимальной стоимостью создания при заданных значениях производительности использованием экспериментальных зависимостей стоимости ТС от производительности условиях точных экспериментальных данных и в условиях их неопределенности. Модел позволяют выбирать следующие характеристики АПКОИ: стоимость комплекса, количеств СС, производительность СС, распределение ПС. Выявлены формальные зависимости ОПР < исходных данных.

5. Разработаны модели и алгоритмы синтеза ОПР, методика проектирования АПКОИ минимальной стоимостью создания при заданных значениях производительности и надежное! с использованием экспериментальных зависимостей стоимости ТС от производительности надежности, стоимости разработки ПС от надежности в условиях точных экспериментальш. данных и в условиях их неопределенности. Модели позволяют выбирать следуют! характеристики АПКОИ: стоимость комплекса, количество СС, производительность 1 надежность СС, распределение и надежность ПС. Выявлены формальные зависимости ОПР <| исходных данных для ряда проектных задач.

6. Разработаны обобщенные модели синтеза ОПР, обеспечивающие выбор как проекте АПКОИ с минимальной стоимостью создания в условиях точных эксперименталыи. зависимостях и в условиях неопределенности, так и параметров информации абонентов с цель максимизации эффективности вырабатываемых управляющих воздействий на корабельнь

Номер проекта АПКОИ

системы. Предложены решения алгоритмами синтеза и выявленными формальными зависимостями.

7. Разработан ПК САПР АПКОИ, как элемент САПР корабельных АСУ, реализующий модели, алгоритмы синтеза и формальные зависимости. ПК обеспечивает выбор ОПР с минимальной стоимостью создания при любых экспериментальных зависимостях стоимости ТС от производительности и надежности, стоимости ПС от надежности, а также при любых объемах поступающей информации в единицу времени и надежности обработки.

8. Приведены сравнительные оценки полученных ОПР АПКОИ по разработанным методам и средствам автоматизации: изменение ОПР с изменением параметров обрабатываемой информации при использовании одних экспериментальных зависимостей; при определенных исходных данных согласуемость с ОПР по формальным зависимостям; снижение стоимости проектных решений на 10-50% при удовлетворении требований к производительности и надежности обработки по сравнению с неавтоматизированным синтезом.

ПУБЛИКАЦИИ

В изданиях из списка ВАК:

1. Иванов А.К., Царевский A.B. Оптимизация проектных решений систем обмена данными корабельных АСУ // Морская радиоэлектроника. - 2009. - № 1. - С. 26-29.

2. Царевский A.B. Программные средства выбора рациональных проектных решений систем обмена данными корабельных АСУ // Морская радиоэлектроника. - 2010. - № 1. - С. 2022.

В других изданиях:

3. Царевский A.B. Поиск оптимального выбора станций сопряжения в корабельных системах обмена данными // Морская радиоэлектроника. - 2007. - № 1. - С. 36-39.

4. Иванов А.К., Царевский A.B. Задача оптимизации выбора характеристик станций сопряжения в корабельных системах обмена данными // Морская радиоэлектроника. - 2007. - №2.-С. 12-15.

5. Царевский A.B. Сопряжение с внешними абонентами в корабельных специальных системах управления (КССУ) // Автоматизация процессов управления. - 2006. - №1(7) - С. 3-9.

6. Царевский A.B. Анализ схем взаимообмена информацией между корабельными специальными системами управления и абонентами // Автоматизация процессов управления. -2006,-№2(8)-С. 35-39.

7. Царевский A.B. Метод выбора средств сопряжения с абонентами по параметру «производительность» // Автоматизация процессов управления. - 2006. - №2(8) - С. 30-34.

8. Царевский A.B. Оптимальный выбор средств сопряжения по параметрам «надежность обработки потока» и «производительность средств обработки» // Автоматизация процессов управления. - 2007. - № 1 (9) - С. 18-29.

9. Царевский A.B. Методология разработки программного обеспечения систем обмена данными с заданным уровнем надежности для корабельных АСУ // Автоматизация процессов управления. - 2007. - №2(10) - С. 37-48.

10. Царевский A.B. Метод выбора средств сопряжения по производительности в корабельных специальных системах управления // Сборник статей V Международной научно-технической конференции «Информационно-вычислительные технологии и их приложения». -Пенза. 2006. с.328-331.

11. Царевский A.B. Определения количества станций сопряжения по производительности в корабельных специальных системах управления II Сборник статей VI Всероссийской научно-1ехнической конференции «Проблемы информатики в образовании, управлении, экономике и ехнике». - Пенза, 2006. - С.43-46.

12. Царевский A.B. Выбор характеристик средств сопряжения для корабельных АСУ пециалыгаго назначения // Сборник статей VI Международной научно-технической онференции «Информационно-вычислительные технологии и их приложения». - Пенза. 2007. С. 181-182.

13. Царевский A.B. Разработка методов САПР корабельной системы обмена данными Сборник тезисов XXII ВНТК «Информационные технологии в науке, проектировании производстве». - Нижний Новгород, 2007. - С.б

14. Царевский A.B. Математическая модель проектирования оптимального вариант создания систем обмена данными // Сборник статей VII Международной научно-техническо! конференции «Математическое моделирование, обратные задачи, информационно вычислительные технологии». - Пенза, 2007. - С. 168-170.

15. Царевский A.B. Автоматизированный синтез проектных решений аппаратно программных комплексов обработки информации корабельных АСУ // Автоматизаци процессов управления (часть 1). - 2009. - №3(17) - С. 70-84.

16. Царевский A.B. Автоматизированный синтез проектных решений аппаратно программных комплексов обработки информации корабельных АСУ // Автоматизаци процессов управления (часть 2). - 2009. - №3(17) - С. 85-96.

17. Иванов А.К., Царевский A.B. Модель синтеза проектных решений аппаратно программных комплексов обработки информации корабельных АСУ // Сборник научнь трудов «Проведение научных исследований в области обработки, хранения, передачи и защит информации». - Ульяновск, 2009. - С. 33-36

Подписано к печати 18.05.2010 г. Формат 60x64.16. Бумага офсетная. Гарнитура Time. Печ. л. 1,0. Тираж 100. Заказ № 260205 .

Типография ФНПЦ ОАО «НПО «Марс» 432022, Россия, г. Ульяновск, ул. Солнечная, д.20.

Введение

Глава 1. Анализ моделей синтеза проектных решений автоматизированных систем

1.1 Аппаратно-программный комплекс обмена информацией корабельных АСУ

1.1.1 Назначение, состав и выполняемые функции

1.1.2 Особенности взаимообмена информацией с абонентами

1.1.3 Характеристики АПКОИ

1.2 Функциональное проектирование как составная часть автоматизированного проектирования

1.3 Аналитический обзор моделей проектирования АС

1.3.1 Модели проектирования АС с оптимизацией затрат на создание

1.3.2 Модели проектирования АС с оптимизацией параметров функционирования

1.3.3 Результаты анализа моделей

1.4 Средства автоматизированного проектирования программных средств АПКОИ

1.5 Общая постановка задачи синтеза оптимальных проектных решений АПКОИ

1.6 Выводы

Глава 2 . Разработка первой группы моделей синтеза оптимальных проектных решений АПКОИ

2.1 Зависимости стоимости технических средств от производительности

2.2 Первая модель синтеза оптимальных проектных решений

2.3 Вторая модель синтеза оптимальных проектных решений

2.4 Третья модель синтеза оптимальных проектных решений

2.4.1 Аппроксимирующий полином экспериментальных зависимостей

2.4.2 Исследование целевой функции второй степени

2.4.3 Исследование целевой функции третьей степени

2.5 Четвертая модель синтеза оптимальных проектных решений

2.6 Адекватность моделей первой группы

2.7 Область применения моделей первой группы

2.8 Методика синтеза по первой группе моделей

2.9 Выводы

Глава 3. Разработка второй группы моделей синтеза оптимальных проектных решений АПКОИ

3.1 Зависимости стоимости средств сопряжения от производительности и надежности

3.2 Пятая модель синтеза оптимальных проектных решений

3.3 Шестая модель синтеза оптимальных проектных решений

3.4 Седьмая модель синтеза оптимальных проектных решений

3.4.1 Исследование целевой функции второй степени

3.4.2 Формальные зависимости оптимальных проектных решений

3.4.3 Полином с интервальными коэффициентами

3.5 Восьмая модель синтеза оптимальных проектных решений

3.6 Адекватность моделей второй группы

3.7 Область применения моделей второй группы

3.8 Методика синтеза по второй группе моделей

3.9 Выводы

Глава 4. Программная реализация методов проектирования АПКОИ

4.1 Программный комплекс САПР АПКОИ

4.2 Проектирование с использованием моделей первой группы

4.2.1 Экспериментальная зависимость стоимости технических средств от производительности

4.2.2 Аппроксимация экспериментальной зависимости стоимости технических средств от производительности

4.2.3 Примеры проектных решений АПКОИ

4.2.4 Сравнительный анализ алгоритмов синтеза

4.3 Проектирование с использованием моделей второй группы

4.3.1 Экспериментальная зависимость стоимости разработки программных средств АПКОИ от надежности

4.3.2 Примеры проектных решений АПКОИ

4.4 Применение разработанных методов и средств САПР в процессе создания АПКОИ

4.5 Выводы 188 Заключение 190 Библиографический список 193 Приложение 1. Листинг программного комплекса САПР АПКОИ 205 Приложение 2. Справки о внедрении

Актуальность проблемы

Исследования в диссертации проводились применительно к бортовым аппаратно-программным комплексам обмена информацией (АПКОИ), устанавливаемые на надводных кораблях как компоненты корабельных АСУ.

Одной из важнейших задач корабельной АСУ является сбор и представление командному составу всей информации, необходимой для успешного управления кораблем и выполнения поставленных перед ним задач. Информация включает: данные о состоянии радиоэлектронных систем обнаружения, систем воздействия, узлов и механизмов; данные о внешней среде (гидрологические, метеорологические и другие), о взаимодействующих объектах (других кораблях, наземных, подводных и воздушных объектах и т.д.).

Информация от корабельных систем (абонентов) должна поступать в реальном масштабе времени с минимальными потерями и искажениями, гарантирующими адекватную реакцию и высокое качество управления.

Сбор и обработку информации от абонентов для корабельной АСУ, а также выработку некоторых управляющих воздействий выполняет бортовой АПКОИ, работающий в автоматическом режиме. АПКОИ разрабатывается в двух модификациях: как компоненты корабельных АСУ; как информационные мосты между корабельными системами. В АПКОИ время обработки информации и выработки управляющих воздействий, зависящее от производительности технических средств (ТС), не должно превышать заданного значения, а искажения информации, как следствие нарушения работоспособности программных средств (ПС) и ТС, должны быть сведены к минимуму. Получение оптимальных проектных решений (ОПР) АПКОИ, при которых выполняются требования как к производительности, так и к надежности обработки и при этом затраты на создание комплекса минимальны, является важной задачей проектирования и создания бортовых АПКОИ.

Согласно ГОСТам серии 34 и приведенной классификации автоматизированных систем (АС) в РД 50-680-88 п. 1.2, АПКОИ относится к АС обработки и передачи информации.

В настоящее время общепризнанным фактом является невозможность изготовления сложных технических систем без применения САПР, а достижение максимальной экономической эффективности возможно только при комплексной автоматизации проектирования. Развитие и становление этой области связано с такими именами как Г. Ольсон, В.П. Сигорский, П. Хенретти, Н.Я. Матюхин, И.П. Норенков и др. Применение САПР при проектировании АС позволяет достичь более высоких показателей (повышается качество проектируемой системы, снижаются материальные затраты, сроки проектирования и выхода продукции), чем при неавтоматизированном, а наибольший эффект достигается в случае поиска ОПР на основе моделей проектирования АС.

Моделирование АС основано на многочисленных направлениях теории сложных систем, в создание которых большой вклад внесли А.А. Воронов, Я. А. Хетагуров, А.В. Максименков, В.Г. Гаврилов и др. Однако существующая теория моделирования АС не обеспечивает в настоящее время описание всех необходимых при проектировании связей и зависимостей, следовательно, отсутствуют соответствующие средства автоматизации проектирования. Поэтому актуальным и важным являются разработка моделей проектирования и средств автоматизации синтеза ОПР, учитывающих специфику бортовых АПКОИ и взаимосвязь таких показателей как стоимость, производительность и надежность ТС, затраты на разработку ПС и ее надежность.

Решение данной проблемы является определенным вкладом в разработку средств САПР, моделей, алгоритмов и методов для синтеза ОПР, направленных на снижение стоимости и повышение качества АПКОИ.

Целью работы является повышение качества функционирования и снижение стоимости создаваемых бортовых АПКОИ за счет автоматизации синтеза ОПР по выбору характеристик технических и программных средств.

В соответствии с поставленной целью в работе формулируются и решаются следующие задачи исследований.

1. Анализ существующих моделей проектирования АС и средств автоматизированного синтеза ОПР применимые к проектированию АПКОИ.

2. Исследование рынка ТС, применяемых в АПКОИ, выявление экспериментальных зависимостей стоимости ТС от производительности и надежности.

3. Исследование технологии разработки ПС АПКОИ, выявление экспериментальной зависимости стоимости разработки ПС АПКОИ от надежности.

4. Разработка и исследование моделей синтеза ОПР АПКОИ с минимальной стоимостью создания и заданной производительностью с использованием экспериментальных зависимостей стоимости ТС от производительности.

5. Разработка и исследование моделей синтеза ОПР АПКОИ с минимальной стоимостью создания и заданными производительностью и надежностью с использованием экспериментальных зависимостей стоимости ТС от производительности и надежности, стоимости разработки ПС от надежности.

6. Разработка алгоритмов синтеза ОПР АПКОИ с минимальной стоимостью создания, при заданной производительности АПКОИ и надежности обработки информации.

7. Создание средств САПР АПКОИ, включающих алгоритмы и программы решения разработанных моделей, анализ результатов, полученных при различных исходных данных.

Объектом исследования являются системы автоматизации проектирования бортовых АПКОИ и технологии разработки ПС АПКОИ.

Предметом исследования являются средства автоматизированного поиска оптимальных характеристик ТС и проектируемых ПС.

Методы исследования основаны на использовании математического моделирования, методов исследования операций, теории оптимизации, теории автоматизированного проектирования, методов дифференциального исчисления, теории надежности ТС и ПС, теории проектирования и разработки ПС.

Достоверность научных положений подтверждена объективными исходными данными, корректностью математических преобразований, результатами расчетов, что подтверждается актами о внедрении материалов диссертации и разработанных средств автоматизированного синтеза в проектных организациях.

Основные положения, выносимые на защиту:

1) Разработанные модели синтеза ОПР АПКОИ с минимальной стоимостью создания в условиях точных экспериментальных зависимостей и экспериментальных зависимостей, распределенных в некоторой области (неопределенность экспериментальных зависимостей), -позволяющие автоматизировать синтез ОПР АПКОИ — выбор количества ТС, производительность ТС, надежность ТС, распределение ПС по ТС, надежность ПС.

2) Формальные зависимости ОПР от исходных данных, позволяющие практически использовать обобщенную модель синтеза проектных решений АПКОИ.

3) Разработанные на основе формальных зависимостей ОПР АПКОИ от исходных данных обобщенные модели синтеза, учитывающие дополнительные условия: эффективность вырабатываемых управляющих воздействий; неопределенность экспериментальных зависимостей; интервальное задание параметров информации.

4) Разработанные алгоритмы и программный комплекс САПР АПКОИ, позволяющие синтезировать ОПР при любых исходных данных и экспериментальных зависимостях.

5) Результаты сравнительного анализа ряда проектных решений, полученные при различных исходных данных разработанными и существующими методами и средствами синтеза.

Научную новизну составили следующие результаты диссертационной работы:

1. Выявлена экспериментальная зависимость стоимости разработки ПС АПКОИ от надежности по опыту создания бортовых АПКОИ для корабельных АСУ.

2. Разработаны модели синтеза ОПР АПКОИ с минимальной стоимостью создания, с заданными производительностью и надежностью обработки в условиях точных экспериментальных данных и в условиях неопределенности экспериментальных данных на основе экспериментальных зависимостей стоимости ТС от производительности и надежности, стоимости создания ПС АПКОИ от надежности.

3. Выявлены формальные зависимости ОПР АПКОИ от исходных данных и проведено их исследование.

4. Построены обобщенные модели синтеза ОПР с минимальной стоимостью создания и максимальной эффективностью вырабатываемых управляющих воздействий на корабельные системы с интервальным заданием параметров информации на базе разработанных моделей и формальных зависимостей.

5. Разработаны алгоритмы синтеза ОПР и ПК САПР АПКОИ.

6. Получены и исследованы проектные решения при различных исходных данных. Выявлено снижение стоимости проектных решений.

Практическую ценность диссертационной работы составили:

1) ПК САПР АПКОИ, как элемент САПР корабельных АСУ, который может включаться в другие САПР.

2) Модели синтеза ОПР АПКОИ, которые применимы для алгоритмизации процесса поиска проектных решений с минимальной стоимостью создания, выбора формальных зависимостей ОПР от исходных данных и создания элементов САПР.

3) Формальные зависимости ОПР АПКОИ от исходных данных, которые заменяют алгоритмы синтеза ОПР АПКОИ и позволяют оптимизировать параметры обрабатываемой информации.

Реализация и внедрение результатов работы

Разработанный программный комплекс автоматизированного синтеза оптимальных проектных решений АПКОИ внедрен как элемент САПР корабельной АСУ в ФНПЦ ОАО «НПО «Марс», г. Ульяновск, ОАО «Концерн «Моринформсистема-Агат», г. Москва.

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях: 5-й Международной научно-технической конференции «Информационно-вычислительные технологии и их приложения», г. Пенза, 2006; 6-й Всероссийской научно-технической конференции «Проблемы информатики в образовании, управлении, экономике и технике», г. Пенза, 2006; 6-й Международной научно-технической конференции «Информационно-вычислительные технологии и их приложения», г. Пенза, 2007; 22-й Всероссийской научно-технической конференции «Информационные технологии в науке, проектировании и производстве», г. Нижний Новгород, 2007; 6-й Международной научно-технической конференции «Математическое моделирование, обратные задачи, информационно-вычислительные технологии», г. Пенза, 2007; Всероссийская конференция с элементами научной школы для молодежи «Проведение научных исследований в области обработки, хранения, передачи и защиты информации», г. Ульяновск, 2009.

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 17 печатных работ, из них 2 статьи - в журнале из списка ВАК.

Структура и объем работы

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав с выводами, заключения, библиографического списка использованной литературы, изложенных на 192 страницах машинописного текста, а также одного приложения на 27 страницах машинописного текста, содержит 55 рисунков и 22 таблицы.

Основные результаты и выводы:

1. Разработаны методы и средства автоматизированного синтеза ОПР бортовых АПКОИ, обеспечивающие достижение требуемой производительности и надежности обработки при минимальной стоимости создания АПКОИ.

2. Выполнен анализ существующих моделей проектирования АС. Применительно к рассматриваемым задачам синтеза ОПР АПКОИ выявлено: в моделях не учитываются зависимости стоимости ТС от производительности и надежности, стоимости ПС от надежности и их возможная неопределенность; отсутствует возможность получения аналитических решений (формальных зависимостей ОПР от исходных данных).

3. По опыту создания в НПО «Марс» бортовых АПКОИ для корабельных АСУ были выявлены экспериментальные зависимости: стоимость разработки ПС АПКОИ от надежности, стоимость ТС от производительности, стоимость ТС от производительности и надежности. Выявленный вид зависимостей нелинейный. Зависимости использованы при построении моделей синтеза ОПР АПКОИ с минимальными затратами на создание.

4. Разработаны модели и алгоритмы синтеза ОПР, методика проектирования АПКОИ с минимальной стоимостью создания при заданных значениях производительности с использованием экспериментальных зависимостей стоимости ТС от производительности в условиях точных экспериментальных данных и в условиях их неопределенности. Модели позволяют выбирать следующие характеристики АПКОИ: стоимость комплекса, количество СС, производительность СС, распределение ПС. Выявлены формальные зависимости ОПР от исходных данных.

5. Разработаны модели и алгоритмы синтеза ОПР, методика проектирования АПКОИ с минимальной стоимостью создания при заданных значениях производительности и надежности с использованием экспериментальных зависимостей стоимости ТС от производительности и надежности, стоимости разработки ПС от надежности в условиях точных экспериментальных данных и в условиях их неопределенности. Модели позволяют выбирать следующие характеристики АПКОИ: стоимость комплекса, количество СС, производительность и надежность СС, распределение и надежность ПС. Выявлены формальные зависимости ОПР от исходных данных для ряда проектных задач.

6. Разработаны обобщенные модели синтеза, обеспечивающие выбор как проектов АПКОИ с минимальной стоимостью создания в условиях точных экспериментальных зависимостях и в условиях неопределенности, так и параметров информации абонентов с целью максимизации эффективности вырабатываемых управляющих воздействий на корабельные системы. Предложены решения алгоритмами синтеза и выявленными формальными зависимостями.

7. Разработан ПК САПР АПКОИ реализующий модели, алгоритмы синтеза и формальные зависимости. ПК является элементом САПР корабельных АСУ и обеспечивает выбор ОПР АПКОИ с минимальной стоимостью создания при любых экспериментальных зависимостях стоимости ТС от производительности и надежности, стоимости ПС от надежности, а также при любых объемах поступающей информации в единицу времени и надежности обработки.

8. Приведены сравнительные оценки полученных ОПР АПКОИ по разработанным методам и средствам автоматизации: изменение ОПР с изменением параметров обрабатываемой информации при использовании одних экспериментальных зависимостей; при определенных исходных данных согласуемость с ОПР по формальным зависимостям; снижение стоимости проектных решений на 10-50% при удовлетворении требований к производительности и надежности обработки по сравнению с неавтоматизированным синтезом.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе решена научно-техническая задача, имеющая существенное значение для автоматизации проектирования бортовых аппаратно-программных комплексов.

1. Аверин В .И. Выбор комплекса технических средств АСУП. М.: 1971.

2. Авен О.И. Оценка качества и оптимизация вычислительных систем. М.: Наука, 1982. - 464 е., ил.

3. Айнутдинов В.А. Зайцев К.С. Распределение вычислительных работ в АСУ с применением положений бесконечнозначной логики // Автоматика и телемеханика. №9 2004. С. 160- 167

4. Автоматизация управления и связь в ВМФ. /Под общ. ред. Ю.М. Кононова. СПб.: Элмор, 1998.

5. Банщиков А.В. Алгоритмы качественного исследования сложных систем // Кибернетика.- 1992.- N1.- С.128-138.

6. Батищев Д.И. Поисковые методы оптимизации проектирования.- М.: Советское радио, 1975. — 216 е., ил.

7. Бахвалов Н.С. Численные методы.- М.: Наука, 1987.- 598 с.

8. Берзин Е.А. Оптимальное распределение ресурсов и элементы синтеза систем.- М.: Наука, 1974.-239 с.

9. Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем.- М.: Наука, 1978.-355 с.

10. Богуславский Л.Б. Ляхов А.И. Методы оценки производительности многопроцессорных систем. М.: Наука, 1992. - 212 с., ил.

11. Башмаков А.И., Башмаков И.А. Информационные интеллектуальные технологии: Учеб. пособие М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2005. -304 с.

12. Богатырев В.А. Оценка надежности и оптимизация комплектации вычислительных систем при резервировании функционально неоднородных компьютерных систем // Информационные технологии. № 5 2007. С. 41- 47

13. Бирюков Б.В., Гастеев Ю.А., Геллер Е.С. Моделирование М.: БСЭ, 1974.

14. Беляев Д. «Эффективная производительность» // «Digital Times» SIA Mega Plus. Рига. №13 2001. С. 6 7.

15. Богатырев В.А. Оценка надежности и комплектации вычислительных систем при резервировании функционально неоднородных компьютерных узлов // Информационные технологии. №5 2007. С. 41 47.

16. Брауде Э. Технология разработки программного обеспечения СПб.: Питер, 2004 - 655 с.

17. Воронов А.А. Теоретические основы построения АСУ. М.:Наука,1978.-293 с.

18. Вендров A.M. CASE технологии. Современные методы и средства проектирования информационных систем,- М.: Финансы и статистика, 1998.- 176 с.

19. Воронов А.А., Чистяков Ю.В. Аналитические методы выбора технических средств АСУ.- М.: Наука, 1976.- 355 с.

20. Воронин Г.П. Средства систем обработки данных в АСУ / Г.П. Воронин, А.Р. Кац, О.А. Петухов JL: Судостроение, 1984. - 148 с

21. Вермишев Ю.Х. Основы автоматизации проектирования. М.: Радио и связь, 1998. -280 с.

22. Гадасин В.А., Гадасин Д.В. Надежность крупномасштабных сетей связи с аддитивной структурой// Автоматика и телемеханика.- 1997.-№1.-С. 160173.

23. Тендер М.Б., Зарецкий JI.C. Об одном точном алгоритме решения многомерной задачи распределения ресурсов // Автоматика и телемеханика.- 1992.-N6.- С. 138-145.

24. Гнеденко Б.В. Математические методы в теории надежности. М.: Наука, 1965.

25. Галкин В.Е. Методы оптимальной организации распределенной информационной системы // Автоматизация и современные технологии. №4 2004. С. 13-17

26. Гибшман Е.А. // Приборы и Системы. Управление, контроль, диагностика. №6 2002. С. 1 7

27. Гроппен В.О. Мирошников А.С. Управление системой оптимальной параллельной обработки информации в ЛВС: модели, алгоритмы, интерфейс // Автоматика и телемеханика. №6 2001. С. 151 167.

28. Григорьев В.А., Михайлов А.К. Исследование стоимостных функций каналов связи для проектирования сетей ЭВМ // Программные продукты и систе-мыю №1 2007. С. 33-35.

29. Гендель Е.Г., Левин Н.А. Оптимизация технологии обработки информации в АСУ М.: Статистика, 1977 - 232 с.

30. Давыдов Э.Г. Исследование операций: Учебное пос., М.: Высш. шк., 1990.- 383 е.: ил.

31. Дегтярев Ю.И. Исследование операций: Учеб. Для вузов. М.: Высш. шк. 1986.-320 е.: ил.

32. Джагаров Ю.А. Программный модуль для расчета аппроксимирующих полиномов по методу наименьших квадратов // Программные продукты и системы. №3 2005. С. 46 48

33. Долгий А., Заикин О., Куштина Э., Коритковский П. Моделирование и оптимизация производительности обрабатывающих узлов в АСУ распределенным производством печатной продукции // Автоматика и телемеханика. №9 2003. С. 155-161

34. Джонс Дж.К. Методы проектирования. М.: Мир, 1986.

35. Девид А. Марка., Клемент Мак-Гоуэн. Методология структурного анализа и проектирования. Пер. с англ. Москва, 1993. 240 е., ил.

36. Дегтярев Ю.И. Исследование операций. Учеб. для вузов по спец АСУ. -М.: Высш. шк., 1986. 320 е., ил.

37. Домарацкий А.Н., Ласточкин Н.К. Жизненный цикл разработки программных изделий // Программные продукты и системы. №4 2001. С. 2 7.

38. Домарацкий А.Н., Ласточкин Н.К. Технология разработки программных изделий // Программные продукты и системы. №4 2001. С. 7-13.

39. Ершов А.П. Введение в теоретическое программирование: беседы о методе. -М.: Наука, 1981.

40. Ершов А.П. Теория схем программ: состояние дел. Проблемы кибернетики. Т. 27, 1973.

41. Единое информационно-функциональное пространство ВМФ: от идеи до реализации. / Под ред.В.И. Кидалова. СПб.: НИКА, 2003.

42. Зелковиц М., Шоу А., Генон Дж. Принципы разработки программного обеспечения. Пер. с англ. -М.: Мир, 1982. 386 с.

43. Железнов И.Г. Комбинированная оценка характеристик сложных систем.-М. Машиностроение, 1976.-55 с.

44. Иыуду К.А. Надежность контроль и диагностика вычислительных машин и систем.: Учеб. пособие. М,: Высш. шк. 1989. - 216 с.

45. Иванов А.К. Проектирование устойчивой АСУ: Учеб. Пособие. Ульяновск: УлГТУ, 2002. -144 с.

46. Иванов А. К. Математическое моделирование в технологии проектирования АСУ УлГТУ, 2007 - 290 с.

47. Иванов А.К., Царевский А.В. Задача оптимизации выбора характеристик станций сопряжения в корабельных системах обмена данными // Морская радиоэлектроника. 2007. - № 2. - С. 12-15.

48. Иванов А.К., Царевский А.В. Оптимизация проектных решений систем обмена данными корабельных АСУ// Морская радиоэлектроника. 2009. - № 1. -С. 26-29.

49. Кузьмин И.В. Оценка эффективности и оптимизации автоматических систем контроля и управления. М.: "Сов. радио", 1971.

50. Карповский Е.Я. Чижов С.А. Надежность программной продукции.- Киев: Тэхника, 1990. 158 е., ил.

51. Кремер Н.Ш., Путко Б.А., Тришин И.М., Фридман М.Н. под ред проф Кремера Н.Ш. Исследование операций в экономике: Учебное пос., М: ЮНИ1. ТИ, 2001.- 407 с.

52. Коган JI.M. Оптимизация надежности АСУ ТП при проектировании М.: Энергоатомиздат, 1983 - 136 с.

53. Каляев И.А. Использование принципов коллективного принятия решений при распределении потока задач в компьютерных сетях // Информационные технологии. №6 2002. С. 6 10.

54. Кармайкл Э., Хейвуд Д. Быстрая и качественная разработка программного обеспечения. -М.: Вильяме. — 2003.

55. Котов В.Е. Введение в теорию схем программ. Новосибирск: Наука, 1978.-256 с.

56. Котов C.JL, Гибин Ю.В., Котов А.С. Средства обеспечения надежности функционирования информационных систем // Программные продукты и системы. №2 2002. С. 33 35.

57. Кульба В.В., Швецов А.Р. Методы анализа и синтеза систем обеспечения достоверности информации в АСУ // Автоматика и телемеханика. №7 1994. С. 176-189.

58. Левин В.И. Что такое интервальная задача математического программирования // Информационные технологии. 2009. - №2 — С. 80-81.

59. Липаев В.В. Надежность программного обеспечения АСУ.- М.: Энерго-издат, 1981.- 240 е., ил.

60. Липаев В.В. Надежность программных средств. М.: СИНТЕГ, 1998. -232 с.

61. Липаев В.В. Тестирование программ. М.: Радио и связь, 1986.- 296 с.

62. Липаев В.В.Системное проектирование сложных программных средств для информационных систем. М.: СИНТЕГ, 2002.- 259 с.

63. Липаев В.В. Проектирование программных средств: (Учебное пособие для вузов). М.: Высш. шк., 1990.- 301 е., ил.

64. Липаев В.В. Проектирование математического обеспечения АСУ: Системотехника, архитектура, технология. М.: "Сов. радио", 1977.- 400 е., ил.

65. Липаев В.В. Потапов А.И. Оценка затрат на разработку программных средств.- М.: Финансы и статистика, 1988. 221 с.

66. Липаев В.В. Обеспечение качества программных средств. Методы и стандарты. М.: СИНТЕГ, 2001.- 370 е., ил.

67. Липаев В.В. Методы обеспечения качества крупномасштабных программных средств. Монография. М.: СИНТЕГ, 2003.- 510 с.

68. Липаев В.В. Выбор и оценивание характеристик качества программных средств. Методы и стандарты. М.: СИНТЕГ, 2001.- 228 е., ил.

69. Липаев В.В. Качество программного обеспечения. М.: Финансы и статистика, 1983.- 263 е., ил.

70. Липаев В.В. Программная инженерия. Методологические основы. Учебник. М.: ГУ ВШЭ, ТЕИС, 2006, 608 с.

71. Липаев В.В. Методология верификации и тестирования крупномасштабных программных средств // Программирование. №6 2003. С. 7 24

72. Линник О.В. Метод наименьших квадратов и основы математико-статистической теории обработки наблюдений. М.: Наука, 1982. - 240 с.

73. Лу Кунву. Основы САПР (CAD/CAM/CAE): пер. с англ. СПб.: Питер, 2004. - 559 е., ил.

74. Лущик В.Л., Храбров Ю.Г. Организация проектирования информационного обеспечения АСБУ корабля // Морская радиоэлектроника. 2002. № 3.

75. Мамиконов А.Г., Цвиркун А.Д., Кульба В.В. Автоматизация проектирования АСУ. -М.: Энергоиздат, 1981. -328 с.

76. Майерс Г. Надежность программного обеспечения.- М.: Мир, 1980. 360 е., ил.

77. Михалевич B.C. Вычислительные методы исследования и проектирования сложных систем. М.: Наука, 1982. - 286 е., ил.

78. Максименков А.В. Селезнев М.Л. Основы проектирования информационно-вычислительных систем и сетей ЭВМ.- М.: Радио и связь, 1991. — 319 е., ил.

79. Мамиконов А.Г. Проектирование АСУ: Учебник для спец. "АСУ" вузов.- М.: Высш. шк., 1987.- 303 е.: ил.

80. Методы проектирования и оптимизации АСУ: Сборник научных трудов. Под ред. Г. А. Козлика Киев: ИА, 1986.- 132с.

81. МячевА.А. Интерфейсы средств вычислительной техники. М.: Радио и связь, 1993.

82. Математика и САПР. В 2-х книгах. Пер. с франц./ Шенен П., Коснар М., Гардан И. и др. М.: Мир, 1988.

83. Наумов Б.М. Алгоритмы оптимизации и автоматизированного проектирования АСУ. М.: Энергоатомиздат, 1983.- 160 с.

84. Норенков И.П. Подходы к проектированию автоматизированных систем // Информационные технологии. -1988.- N2.- С.2-9.

85. Норенков И.П. Основы автоматизированного проектирования. 2-е изд., перераб. доп. М.: Изд-во МГТУ им Н.Э. Баумана, 2002.- 336 с.

86. Норенков И.П., Маничев В.Б. Основы теории и проектирования САПР. -М.: Высшая школа, 1990.- 335 с.

87. Непомнящий В.А., Рякин О.М. Прикладные методы верификации программ. М.: Радио и связь, 1988.

88. Общесистемное проектирование АСУ реального времени / Под ред. В.А. Шабалина М.: Радио и связь, 1984 - 232 с.

89. Проблемы и перспективы развития автоматизированных систем управления // Экономика и математические методы.- 1985.- N3.- С.542-556.

90. Перегуда А.И., Твердохлебов Р.Е. Математическая модель надежности локальной вычислительной сети клиент-серверной архитектуры с произвольной структурой // Информационные технологии. 2007. - №1. - С. 7-15

91. Пивоваров А.Н. Методы обеспечения достоверности информации в АСУ. — М.: Радио и связь, 1982. -144 е.: ил.

92. Петерсон Э., Быстров В. Зависимость производительности от стоимости и параметров персональных компьютеров // Автоматика и вычислительная техника. №2 2003. С. 77- 84

93. Пападимитриу X., Стайглиц К., Комбинаторная оптимизация. Алгоритмы и сложность. М.: Мир, 1985. 510 е., ил.

94. Петренко А.И., Семенов О.И. Основы построения систем автоматизированного проектирования. Киев: Вища шк., 1985. -294 с.

95. Попов Г.П. Радиоэлектроника в системах управления военно-морского флота. -М.: Оружие и технология, 2003.

96. Петров В.Н. Информационные системы. СПб., 2003.

97. Разработка и внедрение алгоритмических и технических средств повышения достоверности информационного обеспечения АСУТП: Сборник научных трудов / Под ред. В.И. Кутовского Киев: ИК, 1986 - 132 с.

98. Роберт Калбертсон, Крис Браун, Гери Кобб. Быстрое тестирование. Издательский дом «Вильяме», 2002. 379 е., ил.

99. Сигнаевский В.А. Методы оценки быстродействия вычислительных систем. 1991

100. Селезнев M.JI. Информационно-вычислительные системы и их эффективность. М.: Радио и связь, 1986. - 102 е., ил.

101. Сухарев А.Г., Тимохов А.В., Федоров В.В. Курс методов оптимизации. М.: Физматлит, 2005. 367 е., ил.

102. Советов Б.Я. Цехановский В.В. Информационные технологии: Учеб. для вузов. -М.: Высш. шк., 2005.- 263 е.: ил.

103. СтрауструпБ. Язык программирования С++. 3-е изд. СПб: Невский диалект Издательство БИНОМ, 1999. - 991 с.

104. Смагин В.А. Форсирование быстродействием испытаний ПО на надежность // Автоматика и телемеханика. №5 2003.

105. Тараканов К.В. Аналитические методы исследования систем.- М.:1. Сов.радиоД 974.-240 с.

106. Теория систем. Математические методы и моделирование.- М.: Мир, 1989.-3 82 с.

107. Тейер Т. Надежность программного обеспечения. М.: Мир, 1981. - 325 е., ил.

108. Технология проектирования комплексов программ АСУ / Под ред. В. Ли-паева М.: Радио и связь, 1983 - 264 с.

109. Треногин Н.Г. Терехов В.И Решение задачи оптимизации структуры информационной системы в рамках объектно-ориентированного подхода // Информационные технологии. №12 2002. С. 7 11

110. Топорков В.В. Выбор состава и распределение ресурсов вычислительных систем реального времени // Автоматика и телемеханика. №1 2005. С. 171 189

111. Уальд Д. Дж. Методы поиска экстремума. М.: Наука, 1967

112. Уайлд Д.Дж. Оптимальное проектирование. М.: Мир, 1981. - 272 е., ил.

113. Федорова Г.С., Пономаренко Б.Ф., Чубасова З.С., Федоров Г.Н. Основы проектирования и организации АСУ. Учебник. М.: Финансы и статистика, 1982. - 191 е., ил.

114. Хетагуров Я.А. Практические методы построения надежных цифровых систем. Проектирование, производство, эксплуатация. Практ. пособие для ВУЗов. М.: Высш. шк, 2008. - 156 е., ил.

115. Хетагуров Я.А. Проектирование автоматизированных систем обработки информации и управления (АСОИУ). Учебник для ВУЗов М.: Высшая школа, 2006.- 223 с.

116. Хетагуров Я.А. Основы проектирования управляющих вычислительных систем.- М.: Радио и связь, 1991.- 286 с.

117. Царевский А.В. Сопряжение с внешними абонентами в корабельных специальных системах управления (КССУ) // Автоматизация процессов управления. 2006. - №1(7) - С. 3-9.

118. Царевский А.В. Анализ схем взаимообмена информацией между корабельными специальными системами управления (КССУ) и абонентами // Автоматизация процессов управления. 2006. - №2(8) - С. 35-39.

119. Царевский А.В. Метод выбора средств сопряжения с абонентами по параметру «производительность» // Автоматизация процессов управления. 2006. -№2(8)-С. 30-34.

120. Царевский А.В. Оптимальный выбор средств сопряжения по параметрам «надежность обработки потока» и «производительность средств обработки» // Автоматизация процессов управления. 2007. - №1(9) - С. 18-29.

121. Царевский А.В. Методология разработки программного обеспечения систем обмена данными с заданным уровнем надежности для корабельных АСУ // Автоматизация процессов управления. 2007. - №2(10) - С. 37-48.

122. Царевский А.В. Поиск оптимального выбора станций сопряжения в корабельных системах обмена данными // Морская радиоэлектроника. 2007. - № 1. -С. 36-39.

123. Царевский А.В. Выбор характеристик средств сопряжения для корабельных АСУ специального назначения // Сборник статей VI Международной научно-технической конференции «Информационно-вычислительные технологии и их приложения». Пенза. 2007. с.181-182.

124. Царевский А.В. Разработка методов САПР корабельной системы обмена данными // Сборник тезисов XXII ВНТК «Информационные технологии в науке, проектировании и производстве». Нижний Новгород. 2007. с.6

125. Царевский А.В. Автоматизированный синтез проектных решений аппаратно-программных комплексов обработки информации корабельных АСУ (часть 1) // Автоматизация процессов управления. 2009. - №3(17) - С. 70-84.

126. Царевский А.В. Автоматизированный синтез проектных решений аппаратно-программных комплексов обработки информации корабельных АСУ (часть 2) // Автоматизация процессов управления. 2009. - №3(17) - С. 85-96.

127. Черкесов Г.Н. Надежность аппаратно-программных комплексов. М.: Питер, 2005

128. Шаракшанэ А.С. Оценка характеристик сложных автоматизированных систем.- М.: Машиностроение, 1993.- 271 с.

129. Шастова Г.А., Коекин А.И. Выбор и оптимизация структуры информационных систем. -М.:Энергия,1972. -256 с.

130. Шураков В.В. Надежность программного обеспечения систем обработки данных: Учебник.- 2-е изд. — М.: Финансы и статистика. 1987. — 272 е.: ил.

131. Шафер Дональд Ф., Фатрелл Роберт Т., Шафер Линда И. Управление программными проектами: достижение оптимального качества при минимуме затрат. Вильяме, 2004 - 1136 с.

132. Эдельман В.И. Надежность технических систем: экономическая оценка. -М.: Экономика. 1988. -151 с.

133. Юдин Д.Б. Математические методы оптимизации устройств и алгоритмов

134. АСУ.- М.: Радио и связь, 1982.- 288 с.

135. Ястребеиецкий М.А. Надежность технических средств в АСУ технологическими процессами М.: Энергоиздат, 1982 - 229 с.

136. Царевский А.В. Программные средства выбора рациональных проектных решений систем обмена данными корабельных АСУ // Морская радиоэлектроника. 2010. - № 1. - С. 20-22.