автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.05, диссертация на тему:Синтез многопользовательских распределенных измерительно-управляющих систем



На правах рукописи

КОМАРОВ ВЛАДИМИР АЛЕКСАНДРОВИЧ

СИНТЕЗ МНОГОПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКИХ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ ИЗМЕРИТЕЛЬНО-УПРАВЛЯЮЩИХ

СИСТЕМ

Специальность 05.13.05 "Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления"

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 2 ОЕЗ 2СС9

Красноярск 2009

003461166

Работа выполнена на кафедре «Приборостроение и телекоммуникации» ФГОУ ВПО «Сибирский федеральный университет»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Сарафанов Альберт Викторович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Шелупанов Александр Александрович

доктор технических наук, профессор Ченцов Сергей Васильевич

Ведущая организация: Сибирский государственный

аэрокосмический университет

Защита диссертации состоится "26" февраля 2009 г. в 14.00 на заседании диссертационного совета Д 212.099.11 при Сибирском федеральном университете по адресу: 660074, г. Красноярск, ул. Киренского, 26, ауд.УЛК 115.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Сибирского федерального университета по адресу: Киренского, 26, Красноярск, ауд. Г 2-74.

Автореферат разослан «23» января 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета: к.т.н., доцент

/ Покидышева JL И. /

/

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Усложнение технических устройств, происходящее от поколения к поколению, приводит к необходимости в процессе их разработки, производства и эксплуатации контролировать и измерять сотни, тысячи, иногда десятки тысяч параметров и характеристик. Современные измерительные системы в различных областях науки практически немыслимы без разнообразных технических средств, позволяющих автоматизировать сбор, накопление и обработку информации. Все выше перечисленные факторы обуславливают необходимость разработки и внедрения систем автоматизации в промышленность и научно-исследовательскую деятельность. Современные системы автоматизации, решающие задачи контроля с выраженными измерительными и управляющими функциями, называются измерительно-управляющими системами (ИУС).

Необходимость создания гибких, универсальных, точных и быстродействующих ИУС обусловила применение компьютерных измерительных технологий (КИТ), использующих ЭВМ как элемент измерительно-управляющей системы на всех этапах сбора, обработки, отображения измерительной информации и формирования управляющих сигналов. В процессе решения производственных и научно-исследовательских задач часто возникает необходимость дистанционного контроля и управления объектом на основе распределенных измерительно-управляющих систем (РИУС). Это необходимо и актуально в тех случаях, когда существует проблема целесообразности и возможности присутствия человека в зоне исследования и управления. В научно-образовательной деятельности организация удаленного доступа позволяет обеспечить возможность дистанционного выполнения научных и лабораторных экспериментальных исследований на реальном оборудовании.

Обеспечение коллективного доступа к уникальному оборудованию с возможностью изменения и задания индивидуальных конфигурации, параметров и траектории исследований нескольким пользователям осуществляется на основе распределенных измерительно-управляющих систем коллективного доступа или многопользовательских РИУС. Необходимость их разработки и создания обусловлена возрастающей стоимостью, сложностью и уникальностью используемого в качестве объекта исследования оборудования. Однако в процессе внедрения и эксплуатации многопользовательских РИУС возникают следующие проблемы, решение которых становится все более актуальным: ни один из разработчиков не указывает нагрузочную способность разработанной многопользовательской РИУС (максимально число одновременно работающих пользователей), динамику функционирования, не приводит эксплутационные затраты функционирования РИУС (объем передаваемого трафика); не указывает требования к пропускной способности каналов связи. Поэтому практически невозможно быстро, качественно и

обоснованно выбрать и обеспечить необходимый режим эксплуатации РИУС и, как следствие, спланировать и организовать научный эксперимент, производственный или учебный процесс, *Л-о может привести к возможным сбоям в работе. Малая распространенность многопользовательских РИУС связана с отсутствием общеизвестного метода их проектирования, поэтому заранее невозможно оценить характеристики создаваемой системы, следовательно, невозможно оценить целесообразность и эффективность разрабатываемой РИУС. Это является следствием того, что в процессе проектирования становится актуальным решение следующих задач: синтез многопользовательской распределенной измерительно-управляющей системы с заданными качественными показателями; определение требований к функциональным узлам на этапе проектирования; определение методов повышения качественных показателей.

Необходимость разработки и внедрения многопользовательских распределенных измерительно-управляющих систем определяет актуальность данной темы.

Целью работы является решение научно-технической задачи синтеза многопользовательских распределенных измерительно-управляющих систем с заданными качественными показателями функционирования.

Достижение поставленной цели предполагает решение следующих основных задач:

• исследование взаимосвязей показателей функционирования многопользовательских распределенных измерительно-управляющих систем, их параметров и режима эксплуатации;

• разработка метода расчета качественных показателей функционирования РИУС;

• формулировка требований к функциональным узлам РИУС и условиям эксплуатации с целью обеспечения заданных показателей функционирования;

• разработка методики проектирования многопользовательских РИУС с заданными качественными-показателями функционирования;

• экспериментальная проверка и внедрение разработанных модели, метода, методики и программного обеспечения в практику промышленного проектирования и учебный процесс.

Методы исследования

При решении поставленных задач использовались методы теории массового обслуживания, теории вероятностей и математической статистики, методы компьютерного моделирования, современные достижения компьютерных измерительных технологий, статистические методы обработки результатов измерений, а также методы экспериментальных исследований.

Научная новизна

Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем:

• разработана математическая модель многопользовательской РИУС, учитывающая в отличие от раннее известных влияние длительности операций, выполняемых основными функциональными узлами (узлами преобразования и обработки измерительной информации), и режима эксплуатации на показатели функционирования РИУС;

• определены аналитические выражения, описывающие взаимосвязь нагрузочной способности, динамики функционирования многопользовательских РИУС, длительности операций, выполняемых её функциональными узлами, и условий её эксплуатации;

• разработана методика проектирования многопользовательских РИУС на основе математической модели отличающаяся от известных тем, что позволяет определить требования к длительности операций, выполняемых основными функциональными узлами проектируемой РИУС, с целью обеспечения работы заданного количества пользователей и/или динамики функционирования.

Основные научные результаты, выносимые на защиту

1. Модель режима функционирования многопользовательских РИУС, учитывающая длительности операций, выполняемых основными функциональными узлами (преобразования и обработки измерительной информации).

2. Метод расчета показателей функционирования РИУС на основе разработанной модели.

3. Методика проектирования распределенных измерительно-управляющих систем.

4. Унифицированная схема построения многопользовательских РИУС на основе технологий National Instruments, обобщающая и систематизирующая основные подходы к выбору аппаратного, разработке измерительного и сетевого программного обеспечения, и комплекс программных средств, обеспечивающих автоматизацию процедур синтеза РИУС.

Практическая ценность работы

Результаты расчета качественных показателей на основе модели позволяют обосновано выбрать и обеспечить необходимый режим эксплуатации РИУС, спланировать и организовать научный эксперимент, производственный или учебный процесс.

Применение математического моделирования на этапе проектирования позволяет определить требования к длительности операций, выполняемых основными функциональными узлами РИУС, и оценить динамику ее функционирования в соответствии с заданной нагрузочной способностью.

Разработанная методика проектирования позволяет оценить эффективность и целесообразность с точки зрения материальных и временных

затрат, соответствующих заданным показателям функционирования разрабатываемой РИУС на этапе её проектирования.

Реализация результатов работы

Разработанные в диссертации модель, метод, методика и программное обеспечение использовались при выполнении научно-исследовательских работ, проводимых на кафедре «Приборостроение и телекоммуникации» Института инженерной физики и радиоэлектроники ФГОУ ВПО «Сибирский федеральный университет»; при выполнении Государственного контракта № П 273 «Развитие системы центров коллективного пользования с удаленным доступом» в рамках Федеральной целевой программы развития образования на 2006-2010 годы, также при выполнении программы развития ФГОУ ВПО «Сибирский федеральный университет» на 2007-2010 г. в рамках приоритетного направления «Информационно-коммуникационные технологии».

Основные результаты внедрены в практику промышленного проектирования РИУС, реализующих возможность выполнения научных и/или экспериментальных исследований в режиме многопользовательского удаленного доступа по сетям Internet/Intranet Регионального инновационного центра «Центр технологий National Instruments-», в учебный процесс Сибирского федерального университета и десяти учреждений НПО и СПО, расположенных в 3 субъектах Сибирского федерального округа (Томская область, Новосибирская область, Красноярский край).

Апробация работы

Основные положения и выводы диссертационной работы докладывались и обсуждались на Всероссийской научно-технической конференции молодых ученых и студентов «Современные проблемы радиоэлектроники» (г. Красноярск, 2005-2008 г.), на Всероссийском конкурсе инновационных проектов аспирантов и студентов по приоритетному направлению развития науки и техники «Информационно-телекоммуникационные системы» (г. Москва, 2006 г.), на Всероссийском форуме «Образовательная среда - 2007» (г. Москва, 2007 г.), на Международном конгрессе-выставке «Global Education - образование без границ» (г. Москва, 2007 г., 2008 г.). Концепция типовых решений при построении автоматизированных лабораторных практикумов с удаленным доступом обсуждена и одобрена на заседании УМО по образованию в области радиотехники, электроники, биомедицинской техники и автоматизации в г. Санкт-Петербурге на базе СПбГТУ «ЛЭТИ» (2005 г.).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 14 работ, получено 4 свидетельства на регистрацию программного обеспечения в Федеральной службе по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам (РОСПАТЕНТ).

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, четырех разделов, общих выводов, списка литературы (102 наименования) и приложений. Общий объем работы 175 страниц (без списка литературы).

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цель и основные задачи исследования, положения, выносимые на защиту, показана научная новизна и значимость работы.

В первой главе рассмотрены современные тенденции развития измерительно-управляющих систем, заключающиеся в широком применении компьютерных измерительных технологий, позволяющих создавать измерительно-управляющие системы, отвечающие современным требованиям к функциональности, точности, гибкости.

В первой части главы проведен аналитический обзор современных промышленных и научно-исследовательских измерительно-управляющих систем, выявивший широкое применение компьютерных измерительных технологий. Рассмотрены особенности конструктивной, аппаратной, программной реализации и функциональные возможности современных средств измерений на базе ЭВМ, определен набор основных действий функционирования ЭВМ в ИУС. Проблема целесообразности и возможности присутствия человека в зоне исследования и управления объектом определила необходимость и актуальность применения распределенных измерительно-управляющих систем (РУИС) для обеспечения возможности дистанционного контроля и управления объектом. В области автоматизации научного и учебного экспериментов получили широкое распространение многопользовательские РИУС, которые применяются для обеспечения коллективного доступа к уникальному оборудованию с возможностью измерения и задания индивидуальных конфигурации, параметров и траектории исследований. Рассмотрены их достоинства и недостатки, проблемы внедрения и эксплуатации, обоснована перспективность и целесообразность их разработки и применения.

В заключительной части проведен анализ существующих многопользовательских распределенных измерительно-управляющих систем, выявивший отсутствие систематических сведений о качественных показателях их функционирования. На основе систематизации и обобщении структур и алгоритмов функционирования современных многопользовательских распределенных измерительно-управляющих систем определены обобщенная функциональная схема системы, основные операции, выполняемые функциональными узлами, базовый алгоритм функционирования многопользовательских РИУС.

В заключении сформулированы цель и задачи диссертационной работы.

Во второй главе рассматривается решение поставленных задач на основе математического моделирования. Предложена математическая модель многопользовательской распределенной измерительно-управляющей системы, учитывающая длительности операций, выполняемых основными функциональными узлами, базирующаяся на математическом аппарате теории массового обслуживания.

На рис. 1 представлена временная диаграмма обработки запроса на измерение, построенная на основе обобщенной функциональной схемы.

Величины временных отрезков на диаграмме i5-i6 и t\-t2 определяются временем прохождения пакета данных по каналу связи (Internet, Intranet). Они зависят от его пропускной способности и объема передаваемых данных. Обозначим fCB = (/б - ¿5)+ (h - h)- В общем случае fCB является случайной величиной.

<и с

з а

х « | §

Л п

■5 £

>< о с

4«

О о

Sg

о) ю Ь s о <

III

S « я

s о. я

f 5 1 ё

ш

s

X

Ф

а.

а>

2

п

S

S

CD Ц 3 Ф

i га | §

ГО п £

> о с

Рис. 1. Обобщенная временная диаграмма обработки запроса на измерение: ¿1 - отправка запроса на измерение ЭВМ-измерителю; £> - получение запроса сервером РИУС, запись в очередь; Н - извлечение запроса из очереди, изменение конфигурации объекта исследования РИУС; Ц - начало измерения; - отправка результатов измерения пользователю; Ц - получение результатов измерения пользователем

Участок диаграммы характеризуется временем нахождения запроса в очереди и зависит от того, сколько уже запросов находится в очереди на момент поступления нового. Обозначим гоч = - 12. Параметр 10Ч является случайной величиной. Участок диаграммы определяется временем

реконфигурации устройства в соответствии с поступившим заданием (внесение параметрических и структурных изменений в объект исследования) и зависит от характеристик объекта исследования. Введем обозначение ¿рек ~ к ~ Н- В общем случае ?ре„ является случайной величиной. Участок диаграммы ¿4-^5 определяется временем, затраченным на измерение задаваемых параметров и/или характеристик. В зависимости от объекта исследования РИУС, типа, метода измерений данная величина может быть фиксированной или случайной. Введем обозначение ¡тм = 15 - г4. В общем случае ¿изм является случайной величиной.

Величина времени ожидания результатов измерения ¿ож, определяющая динамику функционирования системы, определяется выражением

^ож ^св ^оч ^ ^рек ¿изм ^св ^оч ^обсл)

(1)

где /обсл= + 4зМ, а 4в на основе результатов исследований А. Ю. Кирсанова1 может быть принята постоянной.

Обобщенная структура модели функционирования

многопользовательской РИУС как системы массового обслуживания (СМО) приведена на рис. 2. Для выполнения эксперимента каждому пользователю необходимо выполнить в среднем Хй измерений за рассматриваемый период времени А/.

Поток входящих требований — запросы на измерение

Накопитель требований £

Выходящий поток требований -результаты измерения

N

Л

¿изм

3

Задержка прохождения данных по каналу связи

Обслуживающее устройство

ъг

Рис. 2. Обобщенная структура модели распределенной многопользовательской измерительно-управляющей системы: г„ - время прохождения пакета данных по каналу связи; гоч - время нахождения запроса в очереди; /рек - время реконфигурации устройства; (изм - время измерения задаваемых параметров и/или характеристик; /0ж - время ожидания результатов измерения

Обобщенная математическая модель многопользовательской РИУС представляет собой одноканальную замкнутую СМО с конечным числом источников нагрузки Ы, бесконечным накопителем и временем обслуживания, имеющим общее распределение; в символике Кендалла такая система имеет обозначение М/0/1/ЛМ. Требования поступают в канал обслуживания из конечного источника объема N. Каждое требование в любой момент времени находится либо в источнике, либо в канале обслуживания (рис. 3).

1 Кирсанов, А. Ю. Экспериментальное исследование и статистическая модель системы дистанционного управления / Ю. К. Евдокимов, А. Ю. Кирсанов // Вестник КГТУ им. А. Н. Туполева. - 2006. - № 3. С. 31-36.

Источник требований

Рис. 3. Представление РИУС в виде системы M/G/1//N

Времена пребывания в источнике каждого требования независимые случайные величины, одинаково распределенные по экспоненциальному закону со средним значением 1Л., где X - интенсивность поступления требований от каждого пользователя. Следовательно, если в канале обслуживания в текущий момент находятся п требований, то вероятность того, что в интервале длительностью At' в систему поступит требование, равна (N - n)XAt + o(At'). Входной поток является псевдослучайным. Для оценки динамики функционирования многопользовательской РИУС необходимо определить математическое ожидание и среднеквадратичное отклонение (СКО) величины tox с учетом закона распределения времени обслуживания (который является произвольным и зависит от характеристик и параметров объекта исследований, типа и метода измерений) и закона распределения времени пребывания требования в очереди. Обозначим: B(t) - распределение времени обслуживания, W(t) - распределение времени пребывания требования в очереди, B*(s) - преобразование Лапласа - Стилтьеса (ПЛС) функции распределения B(t), W*(s) - ПЛС функции распределения времени пребывания требования в очереди W(t).

Преобразование Лапласа - Стилтьеса распределения времени пребывания требования в очереди для рассматриваемой системы определяется выражением

где Jt0 - вероятность того, что канал обслуживания будет пуст после завершения обслуживания, Ро - вероятность простоя обслуживающего прибора в произвольный момент времени, ск - константы, зависящие от B(t).

В соответствии со свойством преобразования Лапласа - Стилтьеса начальные моменты v„ распределения lV(t) определяются следующим выражением:

" ( } ds" U-

(3)

Таким образом, значение среднего времени пребывания требования в очереди, полученное на основе (2) и (3) равно:

t =v,— 0,-ср 1 NkP0

(Ar_2)vi-I

(4)

где V, - первый начальный момент распределения времени обслуживания 2?(/),

раВНЫЙ ¿0бсл_ср ■

Второй начальный момент у2 определяется выражением

МЛ

с, (1-5*(А.)).

+с,

(1 - Б' (2Х)) ■ pj - 2 v;2 • " 3) - v; - 2 V;2 + с3 • 2v;2 ■ (1 - 5* (ЗХ))],

(5)

где V2 - второй начальный момент распределения времени обслуживания B{t). Дисперсия времени пребывания в очереди D(tm):

D{tJ^y2-v2r (6)

Так как случайные величины tm и t06сл независимы, а Гсв может быть принята постоянной, то в соответствии с (1) математическое ожидание величины tox равно:

= + ^ + ^J = M(tJ + M(tJ + M(toSJ =

~ 'се + 'оч_ср 'обсл_ср = 'св + — 1)'обсл_ср ^ ^ 'обсл_ср ~ (7)

1 ~~

= / 4- A/i---

'св T-*"o6ai ср ^

Дисперсия и СКО времени ожидания ?ож определяется в соответствии с выражениями:

Д'ож ) = Ж'« + <о, + 'об сл) = Щоч ) + 1)(Го6сл ) ,

«(О = Л = лМа + Д'обсл)-

(8)

(9)

Разработанный метод расчета показателей функционирования многопользовательских РИУС на основе математической модели (выражения 1-9) представлен на рис. 4.

Рис. 4. Метод расчета показателей функционирования многопользовательских РИУС на основе математической модели

Для решения задачи синтеза многопользовательских РИУС с заданными качественными показателями функционирования в рамках диссертационной работы разработана методика проектирования многопользовательских РИУС, основанная на применении результатов промежуточного анализа показателей функционирования РИУС на базе математической модели, позволяющая определить требования к длительности операций, выполняемых основными функциональными узлами проектируемой РИУС с целью обеспечения работы заданного количества пользователей и/или динамики функционирования.

На рис. 5 представлена обобщенная структура проектируемой РИУС.

РИУС

Аппаратное обеспечение

Устройства согласования

Исполнительные устройства

Устройства | сбора данных ■

Выполняемые функции: автоматизация процесса управления, структурные и параметрические изменения конфигурации объекта исследования, сопряжение по уровням сигналов, ввод-вывод измерительных аналоговых и цифровых управляющих сигналов и т. д.

Программное обеспечение

Измерительное ПО

Реализация алгоритмов измерений

Реализация алгоритмов обработки результатов измерений

Й

к

§1

й и £■>■-

аЗ

Р"

Клиентское ПО

Серверное ПО

Сетевое ПО Взаимодействие и обмен данными между клиентским и серверным ПО, буферизация поступающих запросов

Рис. 5. Обобщенная структура проектируемой РИУС

График двумерной зависимости максимального значения среднего времени обслуживания, необходимого для обеспечения возможности выполнения эксперимента на рассматриваемом промежутке времени, представлен на рис. 6.

Рис. б. Зависимость максимального значения ¿о6сл_ср ~ /С^о >1д<=збоос > обеспечивающего возможность вьшолнения эксперимента на рассматриваемом промежутке времени

В третьей главе рассмотрены вопросы практической реализации многопользовательских РИУС на основе разработанных математической модели, метода и методики. В рамках диссертационных исследований для предложенной структуры РИУС (рис. 5) разработана унифицированная схема построения на основе технологий National Instruments [http://www.ni.com], реализующая возможность выполнения лабораторных экспериментальных исследований в режиме многопользовательского удаленного доступа. Обобщены основные подходы к выбору аппаратного обеспечения, разработке измерительного и сетевого программного обеспечения.

Разработанная унифицированная схема построения РИУС предусматривает возможность быстрого и независимого подключения к центральному серверу дополнительных РИУС и реализации дистанционного управления и контроля объектами исследования (рис. 7).

Приложение, обеспечивающее по протоколу DataSockel стека TCP/IP обмен потоками данных при измерениях между ПЭВМ-измерителями и ПЭВМ-клиентами по сетям Ethernet, Intranet, Internet

Приложение LabVIEW,

обеспечивающее удаленное управление

Графическая среда программирования > ЬаЬ\/1Е\М\ формирование | измерительной и серверной части ПО

\ DataSocket 4 Л Server

Исполнительные устройства

Интерфейс

Комплекс драйверов, обеспечивающих совместную

работу графической среды программирования /-аЬУ/ЕЦ/и аппаратной части

Экспериментальные установки в виде приборов, лабораторных стендов, промышленных установок и т. п.

Рис. 7. Унифицированная схема построения РИУС на основе технологий N1, реализующая возможность выполнения лабораторных экспериментальных исследований в режиме многопользовательского удаленного доступа

С целью унификации подходов к проектированию и удобства визуализации результатов исследования математической модели РИУС на основе вычислительных выражений (1-9) разработана программа, которая доведена до уровня программного продукта и зарегистрирована в РОСПАТЕНТе. Программа позволяет в режиме реального времени отслеживать влияние параметров системы и режима эксплуатации на ее качественные показатели функционирования. Интерфейс программы представлен на рис. 8. На лицевой панели задаются: режим эксплуатации системы (временной интервал функционирования, требуемое число измерений, число пользователей); параметры системы (время прохождения данных по каналу связи, закон распределения времени обслуживания). По заданным параметрам программа осуществляет расчет: среднего значения и СКО времени ожидания; распределения времени пребывания требования в очереди; максимальной нагрузочной способности; гистограммы коэффициентов параметрической чувствительности /ож ср к изменению условий эксплуатации (Д А/, Х0) и параметров системы (¿0бсл_ср) Для заданного режима эксплуатации, с возможностью поэтапного сохранения результатов расчета, для проведения последующего сравнительного анализа.

Рис. 8. Лицевая панель программы анализа режимов функционирования многопользовательских РИУС

С целью обеспечения сокращения времени на разработку измерительного программного обеспечения и его освоение, а также унификации подходов к построению систем в рамках диссертационных

исследований разработан комплекс универсальных компьютерных измерительных приборов, реализующих функции базового метрологического обеспечения РИУС с возможностью функционирования в монопольном и в многопользовательском режимах. Комплекс обладает высокой гибкостью и может быть адаптирован в кратчайшие сроки под конкретные заданные измерительные задачи, время осуществления измерения при функционировании в многопользовательском режиме составляет менее 1с.

На основе результатов диссертационных исследований была спроектирована и создана серия промышленных образцов измерительно-управляющих систем автоматизации научного и учебного экспериментов -аппаратно-программные комплексы с удаленным доступом (АПК УД): «Тракт усиления звуковой частоты», «Электроника», «Схемотехника аналоговых электронных устройств». Они обеспечивают возможность одновременной работы до 60 пользователей в течение академического часа. На рис. 9 представлены примеры конструктивного исполнения АПК УД на базе 19-дюймовых конструктивов стандарта «ЕВРОМЕХАНИКА», устанавливаемых в телекоммуникационный шкаф.

Рис. 9. Аппаратно-программные комплексы с удаленным доступом: а - «Тракт усиления звуковой частоты»; 6 - «Электроника»

В заключительной части главы рассмотрены вопросы и особенности обеспечения регламентированного доступа к ресурсам многопользовательских РИУС и организации учебного процесса на базе сетевых лабораторий.

В четвертой главе приводятся результаты экспериментальной проверки разработанной математической модели на базе опытного образца распределенной измерительно-управляющей системы. На рис. 10 приведен пример аппаратной реализации объектного модуля опытного образца.

Рис. 10. Реализации объектного модуля «Полевой транзистор» на макетном коннекторе 5С-2075: 1 - преобразователь внутреннего источника напряжения; 2 - разъем подключения к многофункциональной плате сбора данных Л/-серии; 3 - зажимной контактор для подключения сигнальных линий платы ввода-вывода к исследуемой схеме; 4 - цифровой интерфейс (дешифратор); 5 - объекты исследования; 6 - исполнительные устройства (реле); 7 - усилитель мощности; 8 - контактное поле для монтажа электрической схемы

Базовой задачей экспериментальных исследований является определение точности расчета параметров распределения времени ожидания результатов измерения 10Ж на основе математической модели, так как полученные в результате аналитические выражения используются при расчете нагрузочной способности и проектировании многопользовательских РИУС.

Структурная схема экспериментального измерения значения временной задержки между отправлением запроса на измерение и получением результатов представлена на рис. 11.

Величина £ож определяется как разность между моментом времени получения результатов измерения ц и моментом отправки запроса на измерение Численное значение £ож каждого измерения определяется на основе специализированной подсистемы контроля этапов проводимого измерения и фиксируется автоматически.

модуль I

«-

I

и

Устройство ПЭВМ-сбора данных измеритель

I I -*-*-

Центральный Канал сервер связи

ПЭВМ-клиент

Рис. 11. Структурная схема экспериментального измерения значения ;

На основе полученных экспериментальных данных построена гистограмма относительных эмпирических частот распределения гож зксп (рис. 12), вычислены экспериментальные значения математического ожидания и СКО.

к,

0,6 0,55 0,5 0,45' 0,40,35-

0,25-

0,15-

0,05-

Рис. 12. Гистограмма относительных эмпирических частот распределения ?0,

Результаты расчета относительной погрешности определения

параметров распределения времени ожидания результатов измерения

(математического ожидания и СКО) на основе математической модели представлены в табл. 1.

Таблица 1 - Значение относительных погрешностей математического моделирования

Параметр распределения Эксперимент Мат. модель Погрешность, Ei

М, сек 1,5 1,35 0,10

о, сек 0,5 0,56 0,12

Проведенные экспериментальные исследования позволяют в целом сделать вывод о соответствии разработанной математической модели описанию режимов функционирования многопользовательских измерительно-управляющих систем. Относительные погрешности расчета математического ожидания Еи и среднеквадратичного отклонения Еа составили 0,1 и 0,12 соответственно.

В заключении сформулированы основные выводы по диссертационной работе в целом.

В приложении к диссертации приведены акты внедрения, свидетельства о регистрации программного обеспечения в РОСПАТЕНТе.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Предложена математическая модель многопользовательской распределенной измерительно-управляющей системы, учитывающая влияние длительности операций, выполняемых ее основными функциональными узлами, и режима эксплуатации на показатели функционирования системы.

2. Разработан метод расчета показателей функционирования на основе математической модели, позволяющий оценить характеристики многопользовательских РИУС на этапе проектирования.

3. Разработана методика проектирования многопользовательских РИУС с заданными нагрузочной способностью и динамикой функционирования.

4. Разработана унифицированная схема построения РИУС на основе компьютерных измерительных технологий National Instruments, реализующая возможность выполнения лабораторных экспериментальных исследований в режиме многопользовательского удаленного доступа, систематизирующая основные подходы к выбору аппаратного обеспечения, разработке измерительного и сетевого программного обеспечения.

5. Разработана программа анализа режимов функционирования многопользовательских измерительно-управляющих систем, позволяющая в режиме реального времени отслеживать влияние параметров системы и режима эксплуатации на ее качественные показатели функционирования.

6. Разработано и реализовано практически программное обеспечение, реализующее базовые метрологические функции РИУС.

7. Разработана и создана серия промышленных образцов измерительно-управляющих систем автоматизации научного и учебного экспериментов - аппаратно-программные комплексы с удаленным доступом: «Тракт усиления звуковой частоты», «Электроника», «Схемотехника аналоговых электронных устройств», успешно внедренные в учебный процесс.

8. Экспериментальные исследования опытного образца многопользовательской распределенной измерительно-управляющей системы подтвердили правильность ее математического описания. Относительные погрешности расчета математического ожидания Еи и среднеквадратичного отклонения Еа составили 0,1 и 0,12 соответственно.

9. Результаты диссертационных исследований внедрены в практику промышленного проектирования многопользовательских РИУС, реализующих возможность выполнения научных и/или экспериментальных исследований в режиме многопользовательского удаленного доступа по сетям Internet/Intranet.

Основные публикации по теме диссертации

1. Комаров, В. А. Повышение эффективности эксплуатации многопользовательских распределенных измерительно-управляющих систем/ А. С. Глинченко, В. А. Комаров, А. В. Сарафанов // Вестник Воронежского ГТУ, 2008.-№10.-С. 186-189.

2. Исследование параметров и характеристик полупроводниковых приборов с применением интернет-технологий: учеб. пособие / А. С. Глинченко, Н. М. Егоров, В. А. Комаров, А. В. Сарафанов. - М.: ДМК-Пресс, 2008. - 352 с. (Рекомендовано в качестве учебного пособия УМО вузов Российской Федерации по образованию в области радиотехники, электроники, биомедицинской техники и автоматизации).

3. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2008610374: Программное обеспечение аппаратно-программного комплекса с удаленным доступом «Тракт УЗЧ» / В. А. Комаров. - М.: Федеральная служба по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам (РОСПАТЕНТ), 2008.

4. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2008610375: Программное обеспечение аппаратно-программного комплекса с удаленным доступом «Электроника» / В. А. Комаров, А. С. Глинченко. - М.: Федеральная служба по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам (Роспатент), 2008.

5. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2008615444: Программное обеспечение аппаратно-программного комплекса с удаленным доступом «Схемотехника аналоговых электронных устройств» / В. А. Комаров, А. С. Глинченко. - М.: Федеральная служба по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам (РОСПАТЕНТ), 2008.

6. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2008614927: Комплекс универсальных компьютерных измерительных приборов / В. А. Комаров, А. С. Глинченко. - М.: Федеральная служба по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам (РОСПАТЕНТ), 2008.

7. Аппаратно-программный комплекс с удаленным доступом «Тракт усиления звуковой частоты». Версия 1.20 [Электронный ресурс]: Интерактивное электронное техническое руководство/ Ю. А. Капустин-Богданов, А. В. Сарафанов, С. И. Трегубов, В. А. Комаров и др. Номер госрегистрации в НТЦ «Информрегистр» 0320 801027.

8. Аппаратно-программный комплекс с удаленным доступом «Электроника» Версия 1.2 [Электронный ресурс]: Интерактивное электронное техническое руководство/ Ю. А. Капустин-Богданов, А. В. Сарафанов, С. И. Трегубов, В. А. Комаров и др. Номер госрегистрации в НТЦ «Информрегистр» 0320 801028.

9. Комаров, В. А. Концепция типовых решений при построении автоматизированных лабораторных практикумов с удаленным доступом (на примере дисциплин радиотехнических специальностей)/ С. А. Подлесный, А. В. Сарафанов, В. А. Комаров. - Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2005.-40с.

10. Комаров, В. А. Особенности алгоритмов измерения компьютерных измерительных систем с удаленным доступом / В. А. Комаров,

A. С. Глинченко. // Современные проблемы радиоэлектроники: Сб. науч. тр. - Москва: «Радио и связь», 2006. - С. 329-332.

П.Комаров, В. А. Организация автоматизированных лабораторных практикумов на базе образовательно-информационной среды вуза /

B. А. Комаров, А. В. Сарафанов // Сборник материалов Всероссийского конкурса инновационных проектов аспирантов и студентов по приоритетному направлению развития науки и техники «Информационно-телекоммуникационные системы»/ - М.: ГНИИ ИТТ «Информика», 2006. -

C. 69-70.

12. Комаров, В. А. Применение математического моделирования на этапе проектирования и эксплуатации АПК УД / В. А. Комаров, А. С. Глинченко, А. В. Сарафанов // Современные проблемы радиоэлектроники: Сб. науч. трудов. - Красноярск: ИПК СФУ, 2008. -С. 478-482.

13. Комаров, В. А. Опыт организации автоматизированного лабораторного практикума с удаленным доступом в Сибирском федеральном университете. / К. Н. Захарьин, В. А. Комаров, С. А. Подлесный, А. В. Сарафанов, А. Г. Суковатый // 20 лет Учебно-методическому объединению в области радиотехники, электроники, биомедицинской техники и автоматизации. Сб. науч.-метод. материалов. - Санкт-Петербург, СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2008. - С. 33-44.

Комаров Владимир Александрович Синтез многопользовательских распределенных измерительно-управляющих систем Автореф. дисс. на соискание ученой степени кандидата технических наук Подписано в печать 21.01.2009. Заказ ^/^3.6. Формат 60x90/16. Усл. печ. л. 1,2. Тираж 100 экз. Отпечатано в ИПК СФУ 660074, Красноярск, ул. Киренского, 28

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. РАСПРЕДЕЛЕННЫЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНО-УПРАВЛЯЮЩИЕ СИСТЕМЫ.

1.1. Измерительно-управляющие системы.

1.2. Распределенные измерительно-управляющие системы.

1.3. Обзор и анализ существующих многопользовательских распределенных измерительно-управляющих систем.

1.4. Постановка задач диссертации.

1.5. Выводы по главе.

Глава 2. СИНТЕЗ МНОГОПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКИХ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ ИЗМЕРИТЕЛЬНО-УПРАВЛЯЮЩИХ СИСТЕМ.

2.1. Разработка математической модели многопользовательской РИУС.

2.2. Исследование динамики функционирования многопользовательской распределенной измерительно-управляющей системы.

2.3. Разработка методики проектирования РИУС на основе математической модели.

2.4. Выводы по главе.

Глава 3. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

РИУС НА ОСНОВЕ МОДЕЛИ, МЕТОДА И МЕТОДИКИ.

3.1. Унифицированная схема построения РИУС на основе технологий National Instruments.

3.2. Программа анализа режимов функционирования многопользовательских РИУС.

3.3. Аппаратно-программные комплексы с удаленным доступом.

3.4. Комплекс универсальных компьютерных измерительных приборов.

3.5. Организация учебного процесса на базе сетевых лабораторий.

3.6. Выводы по главе.

Глава 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА

РАЗРАБОТАННЫХ МОДЕЛИ, МЕТОДА И МЕТОДИКИ.

4.1. Экспериментальная база исследований.

4.2. Экспериментальная проверка разработанной математической модели многопользовательских РИУС.

4.3. Выводы по главе.

Актуальность темы исследования

Усложнение технических устройств, происходящее от поколения к поколению, приводит к необходимости в процессе их разработки, производства и эксплуатации контролировать и измерять сотни, тысячи, иногда десятки тысяч параметров и характеристик. Современные измерительные системы в различных областях науки практически немыслимы без разнообразных технических средств, позволяющих автоматизировать сбор, накопление и обработку информации. Все выше перечисленные факторы обуславливают необходимость разработки и внедрения систем автоматизации в промышленность и научно-исследовательскую деятельность. Современные системы автоматизации, решающие задачи контроля с выраженными измерительными и управляющими функциями, называются измерительно-управляющими системами (ИУС).

Необходимость создания гибких, универсальных, точных и быстродействующих ИУС, обусловила применение компьютерных измерительных технологий (КИТ), использующих ЭВМ как элемент измерительно-управляющей системы на всех этапах сбора, обработки, отображения измерительной информации и формирования управляющих сигналов. В процессе решения производственных и научно-исследовательских задач часто возникает необходимость дистанционного контроля и управления объектом на основе распределенных измерительно-управляющих систем (РИУС). Это актуально в тех случаях, когда существует проблема целесообразности и возможности присутствия человека в зоне исследования и управления. В научно-образовательной деятельности организация удаленного доступа позволяет обеспечить возможность дистанционного выполнения научных и лабораторных экспериментальных исследований на реальном оборудовании.

Обеспечение коллективного доступа к уникальному оборудованию с возможностью изменения и задания индивидуальных конфигурации, параметров и траектории исследований нескольким пользователям осуществляется на основе распределенных измерительно-управляющих систем коллективного доступа, или многопользовательских РИУС. Необходимость их разработки и создания обусловлена возрастающей стоимостью, сложностью и уникальностью используемого в качестве объекта исследования оборудования. Однако в процессе внедрения и эксплуатации многопользовательских РИУС возникают следующие проблемы, решение которых становится все более актуальным: ни один из разработчиков не указывает нагрузочную способность разработанной многопользовательской РИУС (максимально число одновременно работающих пользователей), не приведены эксплутационные затраты функционирования РИУС (объем передаваемого трафика); не указаны требования к пропускной способности каналов связи. В связи с этим практически невозможно быстро, качественно и обоснованно выбрать и обеспечить необходимые условия эксплуатации РИУС и, как следствие, спланировать и организовать научный эксперимент, производственный или учебный процесс, что может привести к возможным сбоям в работе. Малая распространенность многопользовательских РИУС связана с отсутствием общеизвестной методики (или способа) их проектирования, поэтому заранее невозможно оценить характеристики создаваемой системы, следовательно, невозможно оценить целесообразность и эффективность разрабатываемой РИУС. Вследствие этого в процессе проектирования становится актуальным решение следующих задач: синтез многопользовательской распределенной измерительно-управляющей системы с заданной нагрузочной способностью; определение требований к функциональным узлам на этапе проектирования; определение методов повышения нагрузочной способности.

Необходимость разработки и внедрения многопользовательских распределенных измерительно-управляющих систем определяет актуальность данной темы.

Целью работы является решение научно-технической задачи синтеза многопользовательских распределенных измерительно-управляющих систем с заданными качественными показателями функционирования.

Достижение поставленной цели предполагает решение следующих основных задач:

• исследование зависимости показателей функционирования многопользовательских распределенных измерительно-управляющих систем от их параметров и режима эксплуатации;

• разработка метода расчета качественных показателей функционирования РИУС;

• формулировка требований к функциональным узлам РИУС и условиям эксплуатации с целью обеспечения заданных показателей функционирования;

• разработка методики проектирования многопользовательских РИУС с заданными качественными показателями функционирования;

• экспериментальная проверка и внедрение разработанных модели, метода, методики и программного обеспечения в практику промышленного проектирования и учебный процесс.

Методы исследования

При решении поставленных задач использовались методы теории массового обслуживания, теории вероятностей и математической статистики, методы компьютерного моделирования, современные достижения компьютерных измерительных технологий, статистические методы обработки результатов измерений, а также методы экспериментальных исследований.

Научная новизна

Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем:

• разработана математическая модель многопользовательской РИУС, учитывающая в отличие от раннее известных влияние длительности операций, выполняемых основными функциональными узлами (узлы преобразования и обработки измерительной информации), и режима эксплуатации на показатели функционирования РИУС;

• определены аналитические выражения, описывающие зависимость нагрузочной способности и динамики . функционирования многопользовательских РИУС от длительности операций выполняемых их функциональными узлами и условий их эксплуатации;

• разработана методика проектирования многопользовательских РИУС на основе математической модели отличающаяся, от известных тем, что позволяет определить требования к длительности операций, выполняемых основными функциональными узлами проектируемой РИУС, с целью обеспечения работы заданного количества пользователей и/или динамики функционирования.

Основные научные результаты, выносимые на защиту

1. Модель режима функционирования многопользовательских РИУС, учитывающая длительности операций, выполняемых основными функциональными узлами (преобразования и обработки измерительной информации).

2. Метод расчета показателей функционирования РИУС на основе разработанной модели.

3. Методика проектирования распределенных измерительно-управляющих систем.

4. Унифицированная схема построения многопользовательских РИУС на основе технологий National Instruments, обобщающая и систематизирующая основные подходы к выбору аппаратного, разработке измерительного и сетевого программного обеспечения, а также комплекс программных средств, обеспечивающих автоматизацию процедур синтеза РИУС.

Практическая ценность работы

Результаты расчета нагрузочной способности позволяют обосновано выбрать и обеспечить необходимый режим эксплуатации РИУС, спланировать и организовать научный эксперимент, производственный или учебный процесс.

Созданная математическая модель многопользовательской РИУС позволяет оценить эффективность и целесообразность с точки зрения материальных и временных затрат, соответствующих заданной нагрузочной способности разрабатываемой РИУС на этапе её проектирования.

Применение математического моделирования на этапе проектирования позволяет определить требования к длительности операций, выполняемых основными функциональными узлами РИУС, и оценить динамику ее функционирования в соответствии с заданной нагрузочной способностью.

Реализация результатов работы

Разработанные в диссертации модель, метод, методика и программное обеспечение использовались при выполнении научно-исследовательских работ, проводимых на кафедре «Приборостроение и телекоммуникации» Института инженерной физики и радиоэлектроники ФГОУ ВПО «Сибирский федеральный университет»; при выполнении Государственного контракта № П 273 «Развитие системы центров коллективного пользования с удаленным доступом» в рамках Федеральной целевой программы развития образования на 2006—2010 годы, также при выполнений программы развития ФГОУ ВПО «Сибирский федеральный университет» на 2007-2010 г. в рамках приоритетного направления «Информационно-коммуникационные технологии».

Основные результаты внедрены в практику промышленного проектирования РИУС, реализующих возможность выполнения научных и/или экспериментальных исследований в режиме многопользовательского удаленного доступа по сетям Internet/Intranet Регионального инновационного центра «Центр технологий National Instruments», в учебный процесс Сибирского федерального университета и десяти учреждений НПО и СПО, расположенных в 3 субъектах Сибирского федерального округа (Томская область, Новосибирская область, Красноярский край).

Апробация работы

Основные положения и выводы диссертационной работы докладывались и обсуждались на Всероссийской научно-технической конференции молодых ученых и студентов «Современные проблемы радиоэлектроники» (г. Красноярск, 2005-2008 г.), на Всероссийском конкурсе инновационных проектов аспирантов и студентов по приоритетному направлению развития науки и техники «Информационно-телекоммуникационные системы» (г. Москва, 2006 г.), на Всероссийском форуме «Образовательная среда - 2007» (г. Москва, 2007 г.), на Международном конгрессе-выставке «Global Education - образование без границ» (г. Москва, 2007 г., 2008 г.). Концепция типовых решений при построении автоматизированных лабораторных практикумов с удаленным доступом обсуждена и одобрена на заседании УМО по образованию в области радиотехники, электроники, биомедицинской техники и автоматизации в г. Санкт-Петербурге на базе СПбГТУ «ЛЭТИ» (2005 г.).

4.3. Выводы по главе

1. Определены цели, задачи, объект и условия проведения экспериментальных исследований.

2. Разработана методика экспериментальной проверки разработанной математической модели на основе опытного образца многопользовательской РИУС исследования параметров и характеристик полупроводниковых приборов.

3. Проведена серия экспериментальных исследований динамики функционирования опытного образца многопользовательской РИУС. Определены экспериментальные значения математического ожидания и среднеквадратичного отклонения времени ожидания результатов измерения, которые сопоставлены с результатами математического моделирования. Значение относительной погрешности моделирования Емм составляет 0,12.

4. Проведена серия имитационных вычислительных экспериментов с целью проверки достоверности полученных аналитических выражений, описывающих параметры распределения /оч на примере нескольких режимов эксплуатации. Максимальное значение относительной погрешности расхождения результатов расчета параметров распределения ¿оч составляет 0,08.

5. С целью повышения точности математического описания режимов функционирования многопользовательских РИУС, в частности уменьшения погрешности расчета СКО, целесообразно проведение исследований, направленных на определение вида распределения ¿обсл конкретной анализируемой РИУС.

6. В целом результаты проведенных экспериментальных исследований подтверждают достоверность разработанной математической модели многопользовательской РИУС, на основе которой в рамках диссертационных исследований разработаны методы расчета показателей функционирования и проектирования многопользовательских РИУС.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Рассмотрены современные тенденции развития измерительно-управляющих систем на основе компьютерных измерительных технологий, определяющие их широкое использование в различных областях науки и техники. Рассмотрены вопросы применения ИУС как средств автоматизации экспериментальных исследований в виде многопользовательских распределенных измерительно-управляющих систем с целью обеспечения возможности одновременной работы нескольким пользователям с уникальным оборудованием. Выявлен ряд проблем затрудняющих их внедрение и эксплуатацию.

2. В рамках диссертационных исследований предложено решение обозначенных проблем на основе математической модели многопользовательской РИУС, учитывающей в отличие от ранее известных влияние длительности операций, выполняемых основными функциональными узлами, на качественные показатели ее функционирования: нагрузочную способность (максимально возможное число одновременно работающих пользователей) и динамику функционирования (временная задержка между моментом отправления запроса на измерение и получением ответа).

3. Применение результатов расчета качественных показателей функционирования на основе разработанной математической модели позволяет обоснованно выбрать и обеспечить необходимый режим эксплуатации РИУС, спланировать и организовать научный эксперимент, производственный или учебный процесс.

4. На основе полученных аналитических выражений, описывающих взаимосвязь качественных показателей функционирования системы и ее параметров и режима эксплуатации, разработана методика проектирования многопользовательских РИУС, позволяющая в отличие от ранее известных определить требования к длительности операций, выполняемых основными функциональными узлами проектируемой многопользовательской РИУС, с целью обеспечения заданных качественных показателей функционирования, а также оценить на этапе проектирования целесообразность ее разработки с точки зрения материальных и трудовых затрат. '

5. С целью унификации подходов к разработке систем в рамках диссертационных исследований были разработаны: унифицированная схема построения РИУС на основе технологий National Instruments, реализующая возможность выполнения лабораторных экспериментальных исследований в режиме многопользовательского удаленного доступа и систематизирующая основные подходы к выбору аппаратного обеспечения, разработке измерительного и сетевого программного обеспечения; программа анализа, визуализирующая математическое описание режимов функционирования многопользовательских РИУС, позволяющая в режиме реального времени отслеживать влияние параметров системы и режима эксплуатации на ее качественные показатели функционирования; а также программное обеспечение, реализующее базовые метрологические функции РИУС. На ряд разработанных программных продуктов получены свидетельства о регистрации в «РОСПАТЕНТе».

6. На основе результатов диссертационных исследований разработана и создана серия промышленных образцов измерительно-управляющих систем автоматизации научного и учебного эксперимента — аппаратно-программные комплексы с удаленным доступом: «Тракт усиления звуковой частоты», «Электроника», «Схемотехника аналоговых электронных устройств», успешно внедренные в учебный процесс Сибирского федерального университета и десяти учреждений НПО И СПО, расположенных в 3-х субъектах Сибирского федерального округа (Томская область, Новосибирская область, Красноярский край).

7. Экспериментальные исследования опытного образца многопользовательской распределенной измерительно-управляющей системы подтвердили правильность ее математического описания.

Относительные погрешности расчета математического ожидания Емо и среднеквадратичного отклонения Еск0, составили: 0,1 и 0,12 соответственно.

8. Результаты диссертационных исследований внедрены в практику промышленного проектирования многопользовательских РИУС, реализующих возможность выполнения научных и/или экспериментальных исследований в режиме многопользовательского удаленного доступа по сетям Internet/Intranet Регионального инновационного центра «Центр технологий National Instruments» при ФГОУ ВПО «Сибирский федеральный университет».

1. Кузнецов, В. А. Приборно-модульные универсальные автоматизированные измерительные системы : справ. / В. А. Кузнецов, В. Н. Строителев, Е. Ю. Тимофеев и др. ; под ред. В. А. Кузнецова. М. : Радио и связь, 1993. - 304 с.

2. Автоматизация измерений и контроля электрических и неэлектрических величин / под ред. А. А. Сазонова. М. : Изд-во стандартов, 1987.-328 с.

3. Долгов, В. А. Радиоэлектронные автоматические системы контроля /

4. B. А. Долгов, А. С. Касаткин, В. Н. Сретенский. М.: Сов. радио, 1978. - 384 с.

5. Гореликов, Н. И. Интерфейс для программируемых приборов в системах автоматизации эксперимента / Н. И. Гореликов, А. Н. Домарацкий,

6. C. Н. Домарацкий и др. М. : Наука, 1981. - 216 с.

7. Капиев, Р. Э. Измерительно-вычислительные комплексы / Р. Э. Капиев. Л.: Энергоатомиздат, 1988. - 176 с.

8. Кудрицкий, В. Д. Автоматизация контроля радиоэлектронной аппаратуры / В. Д. Кудрицкий, М. А. Синица, П. И. Чинаев. М. : Сов. радио, 1977.-256 с.

9. Мячев, А. А. Организация управляющих вычислительных комплексов / А. А. Мячев. М. : Энергия, 1980. - 272 с.

10. Проектирование внешних средств автоматизированного контроля радиоэлектронного оборудования / под ред. Н. Н. Пономарева. М. : Радио и связь, 1984. - 295 с.

11. Хоровиц, П. Искусство схемотехники. Т. 1: пер. с англ. / П. Хоровиц, У. Хилл. 6-е изд., перераб. - М.: Мир, 2001. - 600 с.

12. Хоровиц, П. Искусство схемотехники. Т. 2: пер. с англ. / П. Хоровиц, У. Хилл. 6-е изд., перераб. — М. : Мир, 2001. — 592 с.12. http://mvw.labstend.ru — сайт научно-производственного института «Учебная техника и технологии».

13. Ратхор, Т. С. Цифровые измерения. Методы и схемотехника / Т. С. Ратхор. М. : Техносфера, 2004. - 376 с.

14. Алейников, А. Ф. Датчики (перспективные направления развития) : учеб. пособие / А. Ф. Алейников, В. А. Гридчин, М. П. Цапенко. -Новосибирск : Изд-во НГТУ, 2001.-176 с.

15. Фрайден, Дж. Современные датчики : справ. / Дж. Фрайден. М. : Техносфера, 2005. - 292 с.

16. Кузнецов, В, А. Измерения в электронике: справ. / В. А. Кузнецов. М. : Энергоатомиздат, 1987. 512 с.

17. Редькин, П. П. Прецензионные системы сбора данных семейства MSC12xx фирмы Texas Instruments: архитектура, программирование, разработка приложений / П. П. Редькин. М. : Издательский дом «Додека -XXI», 2006. - 608 с.

18. Шандров, Б. В. Технические средства автоматизации / Б. В. Шандров, А. Д. Чудаков. М. : Издательский центр «Академия», 2007. -368 с.

19. Волович, Г. И. Схемотехника аналоговых и аналогово-цифровых электронных устройств / Г. И. Волович. — М. : Издательский дом «Додека -XXI», 2005. 528 с.

20. Пей, Ан. Сопряжение ПК с внешними устройствами : пер. с англ. / Ан Пей. М. : ДМК-Пресс, 2001.

21. Раппопорт, Э. Я. Анализ и синтез систем автоматического управления с распределенными параметрами : учеб. пособие / Э. Я. Раппопорт. М.: Высш. шк., 2005. - 292 с.

22. Николайчук, О. И. Современные средства автоматизации / О. И. Николайчук. М.: Солон-Пресс, - 2006. - 248 с.

23. Садовский, Г. А. Теоретические основы информационно-измерительной техники / Г. А. Садовский. М.: Высш. шк., — 2008. - 480 с.

24. Хетагуров, Я. А. Проектирование автоматизированных систем обработки информации и управления (АСОИУ) : учеб. пособие /

25. Я. А. Хетагуров. М. : Высш. шк. - 2006. - 464 с.

26. Парк, Д. Сбор данных в системах контроля и управления / Джон Парк, Стив Маккей. М. : Группа ИТД, 2006. - 540 с.

27. Парк, Д. Передача данных в системах контроля и управления / Джон Парк, Стив Маккей, Эдвин Райт. М. : Группа ИТД, 2006. - 480 с.

28. Советов, Б. Я. Моделирование систем : учеб. для вузов / Б. Я Советов, С. А. Яковлев. М. : Высш. шк., 2001. — 343 с.

29. Макс, Ж. Методы и техника обработки сигналов при физических измерениях : в 2 т. Т. 2 / Ж. Макс. М.: Мир, 1983. - 256 с.

30. Норенков, И. П. Информационные технологии в образовании / И. П. Норенков, А. М. Зимин. М.: Изд-во МГТУ им. Баумана, 2004. - 352 с.30. http://www.ni.com официальный сайт корпорации National Instruments.

31. Новоселов, О. Н. Основы теории и расчета информационно-измерительных систем / О. Н. Новоселов, А. Ф. Фомин М. : Машиностроение, 1980. - 280 с.

32. Волович, Г. И. Современные аналого-цифровые преобразователи / Г. И. Волович // Электронные компоненты. 2006. - № 4. - С. 69-72.

33. Волович, Г. И. Современные цифро-аналоговые преобразователи / Г. И. Волович // Электронные компоненты. ~ 2006. — № 5. С. 40-50.

34. Образовательные, научные и инженерные приложения в среде LabVIEW и технологии National Instruments : материалы Международной науч.-практ. конференции. М.: Изд-во РУДН, 2005. - 392 с.

35. Отраслевой стандарт 9.2-98. Учебная техника для образовательных учреждений. Системы автоматизированного лабораторного практикума. Основные положения. -М.: Росстандарт, 1998.

36. Олифер, В. Г. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы / В. Г. Олифер, Н. А. Олифер. СПб. : Издательство «Питер», 2000. - 672 с.

37. Исследование параметров и характеристик полупроводниковых приборов с применением интернет-технологий : учеб. пособие / А. С. Глинченко, Н. М. Егоров, В. А. Комаров, А. В. Сарафанов. М. : ДМК-Пресс, 2008. - 352 с.

38. Клейнрок, JI. Теория массового обслуживания / JI. Клейнрок ; пер. с англ. И. И. Грушко ; ред. В. И. Нейман. М. : Машиностроение, 1979. - 432. с.

39. Клейнрок, JI. Вычислительные системы с очередями / Л. Клейнрок; пер. с англ. под ред. Б. С. Цибакова. М. : Мир, 1979. - 600 с.

40. Гнеденко, Б. В. Введение в теорию массового обслуживания / Б. В. Гнеденко, И. Н. Коваленко. 3-е изд, испр. и доп. - М. : КомКнига, 2005.-400 с.

41. Кудрявцев, Е. М. GPSS World. Основы имитационного моделирования различных систем / Е. М. Кудрявцев. М. : ДМК-Пресс, 2004. - 320 с.

42. Крайников, А. В. Вероятностные методы в вычислительной технике : учеб. пособие для вузов по спец. ЭВМ / А. В. Крайников, Б. А. Курдиков, А. Н. Лебедев и др. -М.: Высш. шк., 1986. 312 с.

43. Вишневский, В. М. Теоретические основы проектирования компьютерных сетей / В. М. Вишневский. М.: Техносфера, 2003. - 512 с.

44. Саати, Т. JI. Элементы теории массового обслуживания и ее приложение / Т. JI. Саати. — М. : Сов радио, 1971. 520 с.

45. Петров, М. Н. Вероятностно-временные характеристики асинхронных сетей интегрального обслуживания / М. Н. Петров, Д. Ю. Пономарев, Г. Г. Яновский; под ред. М. Н Петрова. Красноярск: НИИ СУВП, 2004. - 314 с.

46. Таха, Хемди А. Введение в исследование операций : пер с англ. / Хемди А. Таха. 7-е изд.: - М. : Издательский дом «Вильяме», 2005. - 912 с.

47. Черноморов, Г. А. Теория принятия решений : учеб. пособие / Г. А. Черноморов. Новочеркасск : Юж.-Рос. гос. техн. ун-т; Ред. журн. «Изв. вузов. Электромеханика», 2002. - 276 с.

48. Джейсуол, Н. Очереди с приоритетами / Н. Джейсуол. М. : Мир, 1973.-280 с.

49. Хинчин, А. Я. Работы по математической теории массового обслуживания / А. Я. Хинчин. М. : Гос. изд. физ.-мат. лит., 1963. - 236 с.

50. Takagi, Н. Queueing analysis. A foundation of performance evaluation. Volume I. Vacation and priority systems, part 1. North-Holland, Amsterdam, 1991. 484 pages

51. Takagi, H. Queueing analysis. A foundation of performance evaluation. Volume II. Finite Systems, North-Holland, Amsterdam, 1993, 560 pages.

52. Finite-source queueing systems and their applications. Formal Methods in Computing, Chapter 7, Akademia Kiado, Budapest, Hungary (2005) Editors : M. Ferenczi, A. Pataricza, L. Ronyai.

53. Гмурман, В. E. Теория вероятностей и математическая статистика : учеб. пособие / В. Е. Гмурман. 12-е изд., перераб. - М. : Высшее образование, 2006. - 479 с.

54. Гнеденко, Б. В. Курс теории вероятностей / Б. В. Гнеденко. М. : Наука, 1988.-448 с.

55. Пугачев, В. С. Теория вероятностей и математическая статистика : учеб. пособие / В. С. Пугачев. М. : Физматлит, 2002. - 496 с.

56. Кофанов, Ю. Н. Теоретические основы конструирования, технологии и надежности радиоэлектронных средств : учеб. для вузов / Ю. Н. Кофанов. М. : Радио и связь, 1991. - 360 с.

57. Бронштейн, И. Н. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов / И. Н. Бронштейн, К. А. Семендяев. 13-е изд., испр. - М. : Наука, 1986. - 544 с.

58. Кристалинский, Р. Е. Преобразования Фурье и Лапласа в система компьютерной математики: учеб. пособие для вузов / Р. Е. Кристалинский, В. Р. Кристалинский. — М. : Горячая линия Телеком, 2006. — 216 с.

59. Деч, Г. Руководство к практическому применению преобразования Лапласа и Z-преобразования / Г. Деч. М.: Наука, 1971. - 288 с.

60. Крылов В. И. Методы приближенного преобразования Фурье и обращения преобразования Лапласа / В. И. Крылов, Н. С. Скобля. М. : Наука, 1974. - 224 с.

61. Суранов, А. Я. LabVIEW 7 : справочник по функциям /

62. A. Я. Суранов. -М. : ДМК-Пресс, 2005. 512 с.

63. Загидулин, Р. Ш. LabVIEW в исследованиях и разработках / Р. Ш. Загидулин. М. : Горячая линия - Телеком, 2005. - 352 с.

64. Кехтарнаваз, Н. Цифровая обработка сигналов на системном уровне с использованием LabVIEW / Н. Кехтарнаваз, Н. Ким. — М. : Издательский дом «Додэка-ХХ1», 2007. 304 с.

65. Федосов, В. П. Цифровая обработка сигналов в LabVIEW /

66. B. П. Федосов. М. : ДМК-Пресс, 2007. - 472 с.

67. Автоматизация физических исследований и эксперимента: компьютерные измерения и виртуальные приборы на основе LabVIEW 1 / под ред. П. А. Бутырина. М. : ДМК-Пресс, 2005. - 264 с.

68. Тревис, Дж. Lab VIEW для всех/ Дж. Тревис; пер. с англ. Н. А. Клушин М.: ДМК-Пресс; ПриборКомплект, 2004. - 544 с.

69. Информатизация инженерного образования: электронные образовательные ресурсы МЭИ. Вып. 2 / Ю. В. Арбузов, О. А. Бондин, А. И. Евсеев и др. М. : Издательский дом МЭИ, 2007. - 314 с.

70. Комаров, В. А. Повышение эффективности эксплуатации многопользовательских распределенных измерительно-управляющих систем / А. С. Глинченко, В. А. Комаров, А. В. Сарафанов // Вестник Воронежского ГТУ. -2008. — № 10.-С. 186-189.

71. Бей, Инг. Взаимодействие разноязыковых программ. Руководство программиста : пер. с англ / Инг Бей. М. : Издательский дом «Вильяме», 2005.-880 с.

72. Петраков, О. М. Создание аналоговых PSPISE-моделей радиоэлементов / О. М. Петраков. М. : ИП Радиософт, 2004. - 208 с.

73. Дворников, О. В. Современные аппаратно-программные средства анализа полупроводниковых приборов / О. В. Дворников, Б. Н. Лисенков, Ю. Ф. Шульгевич, А. В. Толкун // «Новости науки и технологий». — 2007. — №2 (6).-С. 18-22.

74. Потапов, Ю. В. Protei DXP / Ю. В. Потапов. М. : Горячая линия -Телеком, 2006. - 276 с.

75. Хайнеман, Р. PSPICE. Моделирование работы электронных схем : пер. с нем. / Р. Хайнеман. М.: ДМК-Пресс, 2005. - 336 с.

76. Транзисторы для аппаратуры широкого применения : справ. / К. М. Брежнева, Е. И. Гантман, Т. И. Давыдова и др. М. : Радио и связь, 1981.-656 с.

77. Полупроводниковые приборы : Диоды, транзисторы, оптоэлектронные приборы : справ. / А. В. Баюнков, А. Б. Гитцевич, А. А. Зайцев и др. М. : Энергоатомиздат, 1983. - 744 с.

78. Жеребцов, И. П. Основы электроники / И. П. Жеребцов. 5-е изд., перераб. и доп. - Л.: Энергоатомиздат ; Ленинградское отд-ние, 1990. - 352 с.

79. Гель, П. Как превратить персональный компьютер в измерительный комплекс : пер. с франц. / П. Гель. 2-е изд., испр. - М. : ДМК, 1999. - 144 с.

80. Глинченко, А. С. Цифровая обработка сигналов: учеб. пособие / А. С. Глинченко. 2-е изд., перераб. - и доп. Красноярск : ИПЦ КГТУ, 2005. -482 с.

81. Глинченко, А. С. Измерение частотных характеристик линейных объектов с помощью полигармонических сигналов / А. С. Глинченко // Спутниковые системы связи и навигации: В 3 т. Т. 3. Красноярск: Изд-во КГТУ, 1997.

82. Шниперов, А. Н. Унифицированная система компьютерной проверки знаний тестированием С/шТея/. Версия 2.5.0 : руководство пользователя / А. Н. Шниперов, Б. М. Бидус. Красноярск : ИПЦ КГТУ, 2006. - 80 с.