автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.16, диссертация на тему:Структурный метод синтеза гибкого интеллектуального интерфейса сложной информационно-измерительной системы

На правах рукописи

Антонович Виктор Михайлович

СТРУКТУРНЫЙ МЕТОД СИНТЕЗА ГИБКОГО

ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОГО ИНТЕРФЕЙСА СЛОЖНОЙ

ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ

Специальность: 05.11.16 — Информационно-измерительные и управляющие системы (в машиностроении)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Волгоград 2004

Работа выполнена в Волгоградском государственном техническом университете на кафедре «Вычислительная техника».

Научный руководитель: доктор технических наук,

профессор Муха Юрий Петрович.

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Брусакова Ирина Александровна,

доктор технических наук,

профессор Нестеров Владимир Николаевич.

Ведущее предприятие: Кафедра «Информационные и управляющие

системы» Волгодонского института (филиал) Южно-Российского государственного

университета.

Защита состоится «25» марта 2004 г. в 12 часов на заседании диссертационного совета К 212.028.01 Волгоградского государственного технического университета по адресу: 400131, г. Волгоград, проспект Ленина, 28, ауд. 209.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан << Февраля 2004 Г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Евдокимов А.

П.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время все большее внимание уделяется сложным информационно-измерительным системам (СИИС), способным функционировать в условиях изменяющихся характеристик каналов связи, а также адаптироваться к различным топологиям и методам передачи измерительной информации (ИИ), представленной в цифровом виде. К СИИС данного типа, в частности, относятся территориально-распределенные информационно-измерительные системы, применяемые в экологическом мониторинге и телемедицине. Функции формирования потоков измерительной информации и управления этими потоками в таких информационно-измерительных системах возлагаются на межблочный интерфейс, что приводит к его усложнению и интеллектуализации путем введения в состав интерфейса микропроцессорных узлов с соответствующим программным обеспечением. Интерфейс, предназначенный для обеспечения обмена ИИ между блоками информационно-измерительной системы и обладающий совокупностью характеристик, описанных выше, получил название гибкого интеллектуального интерфейса (ГИИ).

Так как ГИИ представляет собой подсистему СИИС, то к его проектированию необходимо подходить с общесистемных позиций. При этом процесс проектирования интерфейсной подсистемы всего измерительного комплекса должен основываться на инженерной методике, учитывающей требования, предъявляемые к интерфейсам измерительных систем, и, вместе с тем, предоставляющей базирующиеся на корректном математическом аппарате средства декомпозиции составов как аппаратного, так и алгоритмического обеспечений интерфейса в процессе проектирования. Необходимым требованием к данной инженерной методике является также предоставление возможности использования ее результатов для формирования оценочных соотношений, что является крайне важным с точки зрения последующего анализа метрологических характеристик проектируемого интерфейса.

Анализ литературы показал, что инженерная методика проектирования ГИИ СИИС, позволяющая в полной мере удовлетворить всем указанным выше требованиям, отсутствует.

Цель и задачи работы. Конечной целью работы является разработка методики инженерного синтеза и метрологического анализа гибкого интеллектуального интерфейса сложной информационно-измерительной системы (ГИИ СИИС), для чего необходимо решить следующие задачи:

— провести анализ существующих методов проектирования интерфейсов СИИС, на основании результатов которого либо принять решение о возможности применения для решения поставленной задачи одного из рассмотренных методов, либо, в случае отсутствия метода,

удовлетворяющего в полной мере предъявляемым к нему требованиям, предложить новый метод;

- выбрать адекватный математический аппарат, позволяющий формализовать всю совокупность выполняемых интерфейсом преобразований ИИ в рамках выбранного метода;

- разработать методику оптимальной декомпозиции аппаратного состава ГИИ СИИС при сохранении корректности описания потоков ИИ;

- разработать инженерную методику синтеза ГИИ СИИС;

- разработать методику проведения метрологического анализа ГИИ СИИС.

Методы исследования: базируются на теории алгебраических систем, теории множеств, теории категорий и теории марковских случайных процессов. Научная новизна работы заключаются в следующем:

- изложен подход к проведению анализа структуры интерфейса сложной информационно-измерительной системы с точки зрения эталонной модели взаимодействия открытых систем;

- обоснована корректность использования математического аппарата теории категорий для представления процесса иерархической обработки информации ГИИ СИИС;

- разработан метод представления структуры ГИИ СИИС в категорном виде, позволяющий универсальным образом описывать как представление ИИ на каждом из уровней иерархии интерфейса, так и преобразования, которым подвергается ИИ;

- предложена методика перехода от категорного представления структуры ГИИ СИИС к его аппаратной реализации;

- разработан метод оценки метрологических характеристик ГИИ СИИС по его структуре, представленной в категорном виде.

Практическая ценность работы заключается в том, что:

- разработана методика построения полной категории ГИИ СИИС;

- разработана методика инженерного синтеза аппаратного и алгоритмического составов ГИИ СИИС по его структуре, представленной в категорном виде;

- разработана методика проведения метрологического анализа ГИИ СИИС по его структуре, представленной в категорном виде.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

- методология структурного синтеза ГИИ СИИС;

- методика формирования полной категории ГИИ СИИС;

- методика инженерного синтеза ГИИ СИИС по структуре, представленной в категорном виде;

- методика оценки метрологических характеристик ГИИ СИИС по результатам инженерного синтеза.

Достоверность полученных результатов. Достоверность полученных в диссертации выводов подтверждается приведенными математическими доказательствами, результатами теоретических расчетов, подтверждаемых результатами проведенных метрологических экспериментов, а также результатами практического использования при выполнении заказа промышленной организации, что подтверждается актом о внедрении научно-исследовательской работы.

Практическая реализация результатов. Предложенная методика инженерного синтеза была применена для проектирования интерфейсов полевого контроллера и рабочего места оператора в рамках хозяйственного договора на создание научно-технической продукции №31/166-01 «Разработка и изготовление опытной АСУ ТП дозирования компонентов шликера КДСМ-1 для линии SACMI», заключенного с ОАО «Волгоградский керамический завод».

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались:

— на I Всероссийской НТК «Компьютерные технологии в науке, проектировании и производстве» (3-4 февраля 1999 г), г. Нижний Новгород, Нижегородский ГТУ;

— на VII Региональной конференции молодых исследователей Волгоградской области (12-15 ноября 2002 г), г. Волгоград, ВолгГТУ;

— на VI Международной научно-технической конференции "Оптико-электронные приборы и устройства в системах распознавания образов, обработки изображений и символьной информации", г. Курск, 2003 г;

— на научных семинарах кафедры ВТ ВолгГТУ, 2000-2003 гг. Публикации. Материалы диссертации опубликованы в 7 печатных

работах, из них три - тезисы докладов на Региональной, Всероссийской и Международной научно-технических конференциях, четыре - статьи.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех разделов, заключения, списка литературы, включающего 97 наименований.

Основная часть работы изложена на 131 странице машинописного текста. Работа включает 31 рисунок, 171 формулу.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность диссертационной работы, определяется цель и формулируются задачи исследования, указываются научная новизна и практическая ценность результатов.

В первом разделе рассмотрено понятие межблочного интерфейса, определены требования, предъявляемые к нему в измерительных системах различных типов, дается определение гибкому интеллектуальному интерфейсу как программно-аппаратному комплексу, являющемуся подсистемой СИИС и

обеспечивающему абстрагирование процесса обработки ИИ от процесса ее передачи от блока к блоку в измерительной системе. Рассмотрены этапы и уровни проектирования всей СИИС в целом и межблочного интерфейса в частности. Сформулированы основные этапы решения поставленной задачи.

Во втором разделе предложена концепция выбора структуры ГИИ СИИС, базирующаяся на эталонной модели взаимодействия открытых систем (ЭМВОС), разработанной Международной Организацией по стандартизации и делящей проблему перемещения информации между системами обработки данных на семь менее крупных, каждая из которых представлена как один из уровней модели (рис. 1).

Рисунок 1. Эталонная модель взаимодействия открытых систем

ЭМВОС описывает, каким образом информация проделывает путь через коммуникационную сеть от алгоритмического процесса одной системы до соответствующего ему процесса другой системы. Так как ГИИ является системой передачи данных (СПД), ориентированной на межблочный обмен ИИ, то делается вывод о возможности применения ЭМВОС для анализа структуры разрабатываемого ГИИ. Для того же, чтобы формализовать процесс перемещения ИИ между уровнями ЭМВОС, необходимо выбрать адекватный математический аппарат, позволяющий представить структуру ГИИ в виде некоторого множества объектов, соответствующих информационным единицам каждого из уровней, и межуровневых преобразований (морфизмов) этих объектов. При этом к математическому аппарату, используемому для решения задачи структурного синтеза ГИИ, предъявляются требования по его адекватности, заключающиеся в том, что он должен:

1) корректно описывать потоки ИИ, естественно возникающие из формулы пользователя, что является следствием необходимости осуществления корректного перехода от ТЗ к структуре проектируемой системы, а значит и к вариантам ее возможной аппаратной реализации;

2) предоставлять возможность с единых позиций рассматривать преобразования разнородных объектов;

3) допускать описание многопараметрических измерительных процессов, сохраняя при этом положительные черты операционального представления и обладая свойством структурности;

4) обладать критерием полноты и единственности получаемых решений.

В разделе показывается, что адекватным аппаратом для описания структуры ГИИ является теория категорий, в рамках которой, структура межблочного интерфейса СИИС описывается полной категорией (ПК) /, причем элементам ГИИ, эквивалентным представлению ИИ на каждом из уровней ЭМВОС, соответствуют объекты ПК ОЬ(/), а преобразованиям, которым должна быть подвергнута ИИ для ее перемещения от одного блока СИИС к другому - множество межуровневых морфизмов

Процесс передачи ИИ от функционального блока (ФБ) А к функциональному блоку В описывается в таком случае следующей категорной диаграммой:

(1)

где к —1,7; о^ - внутренние отображения объектов ПК ГИИ ФБ А; -внутренние отображения объектов ПК ГИИ ФБ В; У^ — отображения объектов ПК ГИИ к-го уровня ФБ А в объекты к-го уровня ФБ В.

Процедура построения структуры ГИИ, представленной средствами теории категорий, заключается в последовательности составления подкатегорий, соответствующих межуровневым морфизмам, с дальнейшей заменой несущественных (то есть не реализуемых данным интерфейсом)

преобразований на тождественные. Конечной целью декомпозиции является получение категорного представления структуры интерфейса, в которой каждому отображению соответствует элементарное действие по преобразованию ИИ (включая тождественное преобразование). Для осуществления описанных операций в работе дается определение двум операторам, модифицирующим структуру ГИИ, представленную в категорном виде.

Для выполнения операции детализации, структуры ГИИ в рассматриваемом разделе вводится, оператор расширения * категории, Е, действие которого определяется следующим образом:

(2)

кI

где *'/ — полная подкатегория /, соответствующая межуровневому морфизму ИИ при ее перемещении с уровня к на уровень 1. Результатом применения оператора Е к данной подкатегории является полная подкатегория '■'*'/,

к!г,к

"■у (и)

уе м7

7 О-^О

I "У(7,б) ^(6,7)

''У (5,4) ^/Л «'УМ 1 ''и<р1 (43) ^У(3,4)

* - I "У(3.2) ^ £ »V (2,3)

'-'У (2,1) ^¿у^ * V (1.2)

(3)

соответствующая межуровневому морфизму ИИ при ее перемещении с уровня / на уровень у подкатегории *'/. Графическое представление преобразований, выполняемых оператором расширения категории, дано на категорной диаграмме (3).

Оператор R, называемый оператором сужения категории и определенный следующим образом:

тпка к1/_И/.> (4)

вводится для вьшолнения операций удаления несущественных (тождественных) отображений и промежуточных объектов ПК ГИИ. В (4) а = (к,1), тФп -

номера уровней исходной категории / и полной подкатегории и/ соответственно, аГ - преобразованная полная подкатегория, в которой совокупность всех отображений а<ра{т...п) между уровнями тип заменена

эквивалентным тождественному отображением ифи{щп), а объекты *'/' удовлетворяют следующему выражению: Графическое

представление действий, выполняемых оператором R, изображено на категорией диаграмме (5).

В разделе приводится пример использования операций расширения и сужения категории для декомпозиции процесса передачи информации между сетевым и канальным уровнями ГИИ телемедицинской ИИС (ТИИС) [5].

Так как процесс проектирования ГИИ заключается в построении такой его структуры, которая удовлетворяет предъявляемым к ней требованиям и может быть реализована аппаратно, то разработчик должен иметь в своем распоряжении критерии возможности перехода от структуры интерфейса к его аппаратной реализации, что представляется возможным только в том случае, если процесс синтеза структуры интерфейса опирается на базу априорных знаний (БАЗ) о возможных реализациях элементов интерфейса. При этом, так как структура ГИИ рассматривается с точки зрения теории категорий, то и БАЗ должна быть представлена в том же самом виде. В разделе рассматривается представление БАЗ в виде категории АД объекты ОЬ(А2) которой - области, состоящие из элементов априорных данных (АД) АБ:

Аг = 5хх{АО), (6)

где &г - оператор структуры, определяющий отношения между элементами:

Для того, чтобы БАЗ могла быть использована при синтезе структуры ГИИ, ее структура должна быть изоморфна структуре ГИИ, что возможно лишь в том случае, если элементы АД будут объектами, а отношения между ними -морфизмами ПК ГИИ /, причем

где АО! - элементы АД, соответствующие уровню I ЭМВОС.

Предложенный подход к анализу структуры ГИИ СИИС, использующий аппарат теории категорий, в совокупности с введенными операторами расширения и сужения ПК позволяет корректно описывать потоки ИИ в процессе синтеза структуры межблочного интерфейса, что дает возможность перейти к рассмотрению вопросов инженерного синтеза ГИИ СИИС и оценки его основных технических и метрологических характеристик.

В третьем разделе предложена инженерная методика синтеза межблочного интерфейса СИИС, опирающаяся на приведенный в разделе типовой состав АД об объектах каждого из уровней ЭМВОС ГИИ СИИС. В качестве адекватного теоретико-множественного представления АД о межуровневых морфизмах предложено использовать основную модель конечного автомата, что позволит решать задачи анализа и синтеза межуровневых морфизмов, используя методы, разработанные в теории конечных автоматов.

Предложенная инженерная методика синтеза ГИИ СИИС, использующая категорный подход к представлению потоков ИИ в процессе синтеза структуры, состоит из следующих этапов. Первым этапом проектирования является составление формализованного ТЗ в виде, пригодном для использования при синтезе структуры интерфейса, согласно выбранной методике. Наиболее общим подходом к формализации ТЗ является его представление в виде множества ограничений Мтзо:

МТ30=М™0 и и Л/£о, (8)

где М%, - подмножество технических параметров, М730 " подмножество эксплуатационных параметров, - подмножество структурных

параметров.

После определения множества ограничений ТЗ производится синтез структуры ГИИ, который может быть представлен в виде некоторого алгоритма следующим образом:

Лмг//=иЛ/, (9)

где - элементарный шаг алгоритма. Содержание каждого из шагов

алгоритма приведено ниже.

А |. Записывается ПК интерфейса I, описывающая перемещение ИИ от начальной точки ИИС в конечную точку.

А2- Выполняется детализация ПК I путем применения к ней оператора расширения категории Е. При этом выбор объектов, подлежащих детализации,

основывается на составе БАЗ (АХ) с учетом множества ограничений, накладываемых ТЗ

В случае, если в БАЗ отыскивается элемент, эквивалентный объектам и их

морфизмам полной подкатегории, полученной в результате выполнения операции расширения категории, и полученная в результате замены этих объектов и морфизмов на объекты и морфизмы полная подкатегория покрывает множество подфункций, ею реализуемых, то из данной подкатегории удаляются все несущественные отображения путем применения оператора сужения категории Я.

Производится анализ реализуемости текущей категории. При этом

категория считается реализуемой, если она может быть записана в виде

произведения частных категорий для каждой из которых в явном виде

установлено соответствие с каким-либо из элементов БАЗ. В случае, если данное условие не выполняется, то производится возврат к шагу

А5. Осуществляется построение финальной категории (ФК) 1Ф в виде:

_ 1Ф =11'*. (Ю)

где 1к - частные категории, составленные из трансформированных (шаги А2, элементов полных подкатегорий.

Таким образом, результатом применения приведенной методики является ФК 1Ф, которая может быть подвергнута оптимизационному преобразованию с использованием методов структурной оптимизации. На основании оптимизированной структуры ГИИ составляется упорядоченный список интерфейсных межблочных связей, необходимый для проведения метрологического анализа интерфейса. В случае, если результаты метрологического анализа удовлетворяют поставленным в ТЗ условиям, то производится переход от структуры ГИИ к его аппаратной реализации, заключающийся в выборе аппаратных элементов замещения на основании оптимизированной финальной категории, построении поблочной схемы ГИИ и переходе от поблочной схемы к электрической принципиальной.

Так как в общем случае структура интерфейса, полученная в результате синтеза, определяет функциональный состав разрабатываемого интерфейса, но не его реализацию, которая может быть различной при одной и той же структуре интерфейса, что обусловлено возможностью- использования множества аппаратных средств для реализации преобразований ИИ, определяемых морфизмами ПК интерфейса, то возникает необходимость в решении задачи оптимизации аппаратной реализации структуры межблочного интерфейса (его блочно-функционального распределения), представленной в категорном виде, которая состоит в оптимальном размещении системной

функции (всей совокупности функций, выполняемых ГИИ СИИС при передаче ИИ от одного ФБ к другому ФБ) по блокам. Для этого предлагается использовать метод оптимального блочно-функционального распределения, опирающегося на критерий сложности функциональной представимости.

Таким образом, предложенная методика инженерного проектирования ГИИ СИИС позволяет с формальной точки зрения подойти к процессу декомпозиции структуры разрабатываемого межблочного интерфейса. В качестве примера, в разделе приведено использование данной инженерной методики для проектирования структуры межблочного интерфейса системы дозирования компонентов шликера КДСМ [2].

В четвертом разделе рассматривается общий подход к определению метрологических характеристик межблочного интерфейса, в том числе временной задержки Г, вносимой интерфейсом при передаче ИИ и вероятности возникновения ошибки Р в переданном через интерфейс блоке ИИ, по известной структуре ГИИ, представленной в категорном виде.

Формально погрешность результата .¡-го измерительного эксперимента определяется соотношением

где - результат измерения, - истинное значение измеряемой величины.

В теории математической метрологии измерительная процедура представляется последовательностью преобразований входного воздействия

(13)

(14)

где и — соответственно реализуемый и гипотетический операторы /-го элементарного измерительного преобразования. Тогда погрешность результата ]-го измерительного эксперимента может быть записана как

(15)

Так как в (15) реальное и гипотетическое измерительные преобразования представлены в виде т последовательных операций, выполняемых над входным воздействием то для анализа полной погрешности

необходимо выполнить ее разложение на т компонентов , каждый из

которых порождается отличием соответствующего реализуемого элементарного измерительного преобразования от гипотетического в результате чего полная погрешность может быть представлена в виде суммы

ДД^Д,^. (16)

Общее число вариантов такого разложения, отвечающих требованию равенства полной погрешности ДАj сумме составляющих Л}Лу, каждая из которых определяет отличие реализуемого элементарного измерительного преобразования от гипотетического 11^, равно 2т_1, однако чаще других применяется представление

(17)

которое позволяет исключить из рассмотрения нелинейность операций квантования и округления в случае их наличия в операциях, следующих за преобразованием

Преобразования измерительной информации при ее перемещении через интерфейс могут описаны с помощью операции переноса Кп:

и^и;1...]^,...!*,, ММ). а»)

Принято считать, что результат действия операции переноса эквивалентен тождественному преобразованию. При, этом не учитывается, что преобразование информации интерфейсом выполняется за конечное время Т и с некоторой вероятностью Р результат данного преобразования может быть ошибочным вследствие воздействия помех в физическом канале или сбоев, программного обеспечения интерфейса. Временная задержка Г, вносимая интерфейсом при передаче ИИ и вероятность возникновения ошибки Р в переданном через интерфейс блоке ИИ непосредственно влияют на характеристики всей измерительной системы в целом, поэтому метрологический анализ СИИС должен проводиться с учетом данных факторов.

Задача оценки метрологических характеристик интерфейса по его структуре, представленной в категорном виде, состоит в получении выражений, эквивалентных (12)-(18) и отличающихся от них использованием для выражения составляющих полной погрешности последовательности морфизмов объектов ИИ, описывающих преобразование измерительной информации интерфейсом, структура которого задана категорией /:

ОЬ(/ЦЛ;0.....(19)

(д(,лГ)еНотДЯу.м>Я/)( (20)

где ¡=1,т — номер преобразования. ИИ, у — номер измерительного эксперимента, Л у - объект, представляющий результат г -го преобразования,

выполненного над ИИ при ее передаче через интерфейс, К1 И - морфизмы, описывающие преобразование ИИ с ошибкой и без ошибки

соответственно.

Для получения искомых выражений предлагается использовать категорную диаграмму интерфейса, на которой произведено разделение множества морфизмов, соответствующего 1-ой операции, выполняемой над ИИ при ее передаче через интерфейс, на два подмножества, составленных, соответственно, из морфизмов представляющих операции над ИИ,

заканчивающиеся с ошибочным результатом, и морфизмов , описывающих безошибочные операции над ИИ - бинарное категорное дерево интерфейса (БКДИ). БКДИ для случая т - 3 изображено на рис. 2.

Рисунок 2. Пример бинарного категорного дерева интерфейса (БКДИ)

Условие тождественного преобразования измерительной информации интерфейсом запишется тогда следующим образом:

Нош/[Х^,ХГ )=*£...Л,г. Л.о=Л.я. (21)

С помощью БКДИ возможно построение категорных разложений полной погрешности на составляющие в виде композиционно-коммутативных диаграмм, получающихся из БКДИ путем конкретизации промежуточных морфизмов. Пример такого разложения, эквивалентного выражению (17), изображен на рис. 3.

Рисунок 3. Использование БКДИ для получения категор-ного разложения полной погрешности на составляющие

БКДИ может быть использовано для оценки временной задержки Г, вносимой интерфейсом при передаче ИИ, и вероятности возникновения ошибки Р в переданном через интерфейс блоке ИИ. Для этого необходимо выбрать адекватную математическую модель процесса передачи информации через ГИИ, учитывающую вероятностный характер возникновения ошибок и совместимую со структурными методами представления моделируемой системы, в качестве которой была выбрана модель марковского случайного процесса с дискретным временем, где состояниям системы соответствуют объекты на БКДИ, а возможным переходам из состояния в состояние - стрелки морфизмов на том же самом категорной дереве.

Так, после k-го преобразования вероятность Р1 {к) пребывания системы в /' -ом состоянии

Р№>1,РМ-\)Рл , 1=\7п, (22)

где - матрица переходных вероятностей, расчет которой может быть

произведен на основании элементов A3, сопоставленных каждому из морфизмов на этапе синтеза структуры ГИИ: Полное количество состояний для марковской цепи, соответствующей БКДИ из т преобразований, равно

п-ЬК (23)

При этом объекту БКДИ где к=*0,т - номер преобразования (к = О соответствует начальному состоянию системы), - номер объекта,

являющегося результатом к -го преобразования, соответствует состояние дискретной марковской цепи с номером:

¿ = 2*+/. (24)

Для вычисления временной задержки Т, связанной с конечностью времен, затрачиваемых на выполнение каждого из преобразований, можно воспользоваться выражением

Г=2)ГЛ' (25)

где - время выполнения каждого из преобразований, которое может быть

определено из А3 о к-ом морфизме.

Для проверки сделанных предположений о правомерности применения модели марковской дискретной цепи для оценки вышеописанных характеристик интерфейса был произведен теоретический расчет данных параметров для случая перемещения ИИ с канального уровня интерфейса полевого контроллера на канальный уровень интерфейса персонального

Рисунок 4. Схема экспериментальной установки

компьютера оператора системы дозирования компонентов шликера КДСМ с последующей проверкой соответствия теоретических данных результатам, полученным в ходе эксперимента. Расчет значений временной задержки и вероятности ошибки производился в среде MathCAD 2000 Professional, текст программы приведен в Приложении I диссертации.

Схема экспериментальной установки изображена на рис. 4. Источник измерительной информации (полевой контроллер КДСМ-4) имитировался тестовым модулем 1, конструктивно аналогичным вышеуказанному контроллеру, но с модифицированным программным обеспечением, реализующим уровни ЭМВОС ниже сетевого и позволяющим формировать пакеты ИИ с тестовой последовательностью заданной длины. Сформированные тестовым модулем пакеты канального уровня с ИИ передавались через физический уровень интерфейса RS-485 в преобразователь логических уровней RS-232/RS-485 2, сигналы с выхода которого поступали на вход приемника последовательного порта СОМ1 персонального компьютера 3 с запущенной на нем тестовой программой, производившей измерение

временных интервалов поступления пакетов с ИИ, а также количества ошибочных пакетов. В ходе эксперимента производилось формирование модулем 3 тестовой последовательности из 1000 безынтервальных информационных пакетов с заранее заданным содержимым с последующим измерением времени, прошедшего от момента начала передачи первой информационной единицы до момента окончания приема всей тестовой последовательности, а также количества ошибок в принятой тестовой последовательности.

Среднее значение вероятности ошибки при передаче ИИ, а также среднее время задержки при передаче одного пакета, полученные в результате метрологического эксперимента, хорошо согласуются с расчетными значениями, что позволяет сделать выводы о корректности принятой модели дискретной марковской цепи и правильности сделанных предположений о характере формирования погрешностей ГИИ.

Основные результаты и выводы

1. Разработана инженерная методика синтеза гибкого интеллектуального интерфейса информационно-измерительной системы, основывающаяся на математическом аппарате теории категорий и позволяющая формализовать процесс декомпозиции структуры разрабатываемого интерфейса.

2. Показано, что полная категория гибкого интеллектуального интерфейса позволяет представлять преобразования, выполняемые интерфейсом в процессе перемещения измерительной информации, в виде эквивалентных отображений объектов, соответствующих представлению информации на каждом из уровней модели взаимодействия открытых систем.

3. Для декомпозиции структур высших уровней в множество базовых структур и устранения несущественных отображений в работе введены операторы расширения и сужения категории.

4. Приведен состав априорных данных, описывающий поуровневый набор объектов, необходимых для представления измерительной информации в рамках теории категорий, а также морфизмов, осуществляющих преобразование этих объектов.

5. Показано, что структура интерфейса, полученная в результате синтеза, может быть использована для построения категорных разложений полной погрешности на составляющие в виде композиционно-коммутативных диаграмм, получающихся из бинарного категорного дерева интерфейса путем конкретизации промежуточных морфизмов.

6. Приведена методика оценки временной задержки, вносимой интерфейсом при передаче измерительной информации, а также вероятности

возникновения ошибки в переданном через интерфейс блоке измерительной информации, с помощью модели дискретного марковского процесса.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Муха Ю. П., Антонович В. М. Принципы проектирования интерфейсов для медицинских информационно-измерительных сетей. //Биомедицинские технологии и радиоэлектроника, 2002 г., № 4. - С. 34-38.

2. Муха Ю. П., Антонович В. М. Концепция гибкого интеллектуального интерфейса телемедицинской информационно-измерительной сети. //Зарубежная радиоэлектроника. Успехи современной радиоэлектроники, 2002 г.,№8.-С. 48-51.

3. Антонович В. М., Муха Ю. П. Иерархическая организация передачи информации в нейронной телемедицинской информационно-измерительной сети. //Биомедицинские технологии и радиоэлектроника, 2003 г., № 4. - С. 57-59.

4. Муха Ю. П., Антонович В. М., Богатырёв Р. С. Медицинский комплекс «искусственная рука». Структура и информационные потоки. //Биомедицинская радиоэлектроника, 2001 г., № 4. - С. 53-57.

Антонович В. М. рассмотрел виды информационных потоков в интерфейсной подсистеме медицинского комплекса «искусственная рука».

5. Авдеюк О. А., Антонович В. М., Холопкин Р. П. Разработка интерфейсов для передачи информации в сложных системах: Тезисы доклада на VI Международной научно-технической конференции "Оптико-электронные приборы и устройства в системах распознавания образов, обработки изображений и символьной информации", часть 1. - Курск, 2003. -С. 142-143.

Антонович В. М. привел методику декомпозиции структуры интерфейса сложной системы, основывающуюся на категорном подходе к представлению преобразований измерительной информации интерфейсом.

6. Антонович В. М. Система автоматизации технологического процесса дозирования компонентов шликера: Тезисы доклада на VII Региональной конференции молодых исследователей Волгоградской области (12-15 ноября 2002 г) - Волгоград, 2003. - С. 219-221.

7. Муха Ю. П., Авдеюк О. А., Антонович В. М. Организация подсистемы прерываний ИВК по принципу коммутации пакетов: Тезисы доклада на 1-й всероссийской НТК «Компьютерные технологии в науке, проектировании и производстве» (3-4 февраля 1999г.), ч. 14. - Н. Новгород, 1999. - С. 20.

Антонович В. М. рассмотрел возможность использования принципа коммутации пакетов для организации информационного обмена в интерфейсной подсистеме.

Подписано в печать 17.02.04 г. Заказ 86 . Тираж 100. Усл.-печ. л. 1.0. Формат 60x84 1/16. Печать офсетная. _Бумага писчая. Бесплатно._

РПК «Политехник» Волгоградского государственного технического университета 400131, Волгоград, ул. Советская, 35

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ, УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, СИМВОЛОВ,

ТЕРМИНОВ.

ВВЕДЕНИЕ.

РАЗДЕЛ 1. ОБЗОР МЕТОДОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ИНТЕРФЕЙСОВ ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ.

1.1. Понятие интерфейса. Роль интерфейса в измерительных системах различных типов.

1.2. Общий подход к проектированию интерфейсов ИИС.

1.3. Постановка задачи проектирования ГИИ СИИС.

1.4. ВЫВОДЫ ПО РАЗДЕЛУ 1.

РАЗДЕЛ 2. РАЗРАБОТКА МЕТОДА ВЫБОРА СТРУКТУРЫ ГИБКОГО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОГО ИНТЕРФЕЙСА.

2.1. Концепция выбора структуры ГИИ СИИС.

2.2. Синтез категории ГИИ.

2.3. Операции на категории ГИИ.

2.4. Классификация элементов априорных знаний.

2.5. ВЫВОДЫ ПО РАЗДЕЛУ 2.

РАЗДЕЛ 3. РАЗРАБОТКА ИНЖЕНЕРНОЙ МЕТОДИКИ СИНТЕЗА ГИБКОГО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОГО ИНТЕРФЕЙСА.

3.1. Типовой состав АД на каждом из уровней интерфейса.

3.2. Алгоритм инженерного проектирования.

3.3. Пример проектирования структуры интерфейса.

3.4. Оптимизация реализации структуры интерфейса.

3.5. ВЫВОДЫ ПО РАЗДЕЛУ 3.

РАЗДЕЛ 4. МЕТРОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ГИБКОГО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОГО ИНТЕРФЕЙСА.

4.1. Общий подход к определению метрологических характеристик интерфейса.

4.2. Оценка метрологических характеристик интерфейса по его структуре.

4.3. Марковская модель передачи измерительной информации через интерфейс.

4.4. Экспериментальная проверка модели марковской дискретной цепи процесса генерации ошибок при передаче ИИ.

4.5. ВЫВОДЫ ПО РАЗДЕЛУ 4.

Актуальность темы. Одним из залогов успеха научного и технологического прогресса является получение как можно более полных данных об исследуемых объектах. Совокупность технических средств, предназначенных для нахождения характеризующих состояние объекта значений физических величин с последующим представлением полученных результатов в форме, доступной для непосредственного восприятия, получила название измерительной системы (ИС).

Усложнение объектов измерения привело к созданию информационно-измерительных систем (ИИС), которые, в соответствии с ГОСТ 8.437-81, определяются как совокупность функционально объединенных измерительных, вычислительных и других вспомогательных технических средств для получения измерительной информации, ее преобразования, обработки с целью представлению потребителю в требуемом виде, либо автоматического осуществления логических функций контроля, диагностики и идентификации. Обмен информационными и управляющими сигналами между составляющими ИИС устройствами осуществляется посредством специализированных систем сопряжения, объединяемых термином «интерфейс» (interface). При этом, для того, чтобы устройства, участвующие в обмене информацией, могли быть объединены в измерительную систему без какого-либо дополнительного оборудования, необходимо задать и выполнить на этапе проектирования ряд правил, относящихся к физической реализации сопряжений, конструктивному исполнению устройств, а также характеристикам вырабатываемых и принимаемых блоками сигналов.

В настоящее время большое внимание уделяется ИИС, способным функционировать в условиях изменяющихся характеристик каналов связи, соединяющих функциональные блоки ИИС, а также адаптироваться к различным топологиям и методам передачи измерительной информации (ИИ), представленной в цифровом виде, что, в частности, имеет важное значение при построении территориально-распределенных ИИС, например, систем экологического мониторинга и телемедицинских систем. При этом функции формирования потоков ИИ и управления этими потоками возлагаются на интерфейс, что приводит к его усложнению и интеллектуализации, обеспечиваемой введением в состав интерфейса микропроцессорных узлов с соответствующим программным обеспечением. Интерфейс, обладающий совокупностью характеристик, описанных выше, будем назвать гибким интеллектуальным интерфейсом (ГИИ).

Соответственно, инженерная методика проектирования ГИИ сложной ИИС (СИИС) должна учитывать требования, предъявляемые к интерфейсам измерительных систем, и, вместе с тем, предоставлять базирующиеся на корректном математическом аппарате средства декомпозиции составов как аппаратного, так и алгоритмического обеспечений интерфейса в процессе проектирования. Необходимым требованием к данной инженерной методике является также предоставление возможности использования ее результатов для формирования оценочных соотношений, что является крайне важным с точки зрения последующего анализа метрологических характеристик проектируемого интерфейса.

Анализ литературы [6, 9, 21, 35, 53, 56, 63, 72, 73, 81] показал, что на данный момент методика, в полной мере удовлетворяющая всем предъявляемым к ней требованиям, отсутствует.

Цель и задачи работы. Конечной целью работы является разработка методики инженерного синтеза и метрологического анализа гибкого интеллектуального интерфейса сложной информационно-измерительной системы (ГИИ СИИС), для чего необходимо решить следующие задачи: — провести анализ существующих методов проектирования интерфейсов СИИС, на основании результатов которого либо принять решение о возможности применения для решения поставленной задачи одного из рассмотренных методов, либо, в случае отсутствия метода, удовлетворяющего в полной мере предъявляемым к нему требованиям, предложить новый метод;

- выбрать адекватный математический аппарат, позволяющий формализовать всю совокупность выполняемых интерфейсом преобразований ИИ в рамках выбранного метода;

- разработать методику оптимальной декомпозиции аппаратного состава ГИИ СИИС при сохранении корректности описания потоков ИИ;

- разработать инженерную методику синтеза ГИИ СИИС;

- разработать методику проведения метрологического анализа ГИИ СИИС.

Методы исследования: базируются на теории алгебраических систем, теории множеств, теории категорий и теории марковских случайных процессов.

Новые научные результаты работы заключаются в следующем:

- изложен подход к проведению анализа структуры интерфейса сложной информационно-измерительной системы с точки зрения эталонной модели взаимодействия открытых систем;

- обоснована корректность использования математического аппарата теории категорий для представления процесса иерархической обработки информации ГИИ СИИС;

- разработан метод представления структуры ГИИ СИИС в категорном виде, позволяющий универсальным образом описывать как представление ИИ на каждом из уровней иерархии интерфейса, так и преобразования, которым подвергается ИИ;

- предложена методика перехода от категорного представления структуры ГИИ СИИС к его аппаратной реализации;

- разработан метод оценки метрологических характеристик ГИИ СИИС по его структуре, представленной в категорном виде.

Практическая ценность работы заключается в том, что:

- разработана методика построения полной категории ГИИ СИИС;

- разработана методика инженерного синтеза аппаратного и алгоритмического составов ГИИ СИИС по его структуре, представленной в категорном виде;

- разработана методика проведения метрологического анализа ГИИ СИИС по структуре, представленной в категорном виде.

Основные положения, выносимые на защиту:

- методология структурного синтеза ГИИ СИИС;

- методика формирования полной категории ГИИ СИИС;

- методика инженерного синтеза ГИИ СИИС по структуре, представленной в категорном виде;

- методика оценки метрологических характеристик ГИИ СИИС по результатам инженерного синтеза.

Практическая реализация результатов:

Предложенная методика инженерного синтеза была применена для проектирования интерфейсов полевого контроллера и рабочего места оператора в рамках хозяйственного договора на создание научно-технической продукции №31/166-01 «Разработка и изготовление опытной АСУ ТП дозирования компонентов шликера КДСМ-1 для линии SACMI», заключенного с ОАО «Волгоградский керамический завод».

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались:

- на I Всероссийской НТК «Компьютерные технологии в науке, проектировании и производстве» (3-4 февраля 1999 г), г. Нижний Новгород, Нижегородский ГТУ;

- на VII Региональной конференции молодых исследователей Волгоградской области (12-15 ноября 2002 г), г. Волгоград, ВолгГТУ;

- на VI Международной научно-технической конференции "Оптико-электронные приборы и устройства в системах распознавания образов, обработки изображений и символьной информации", г. Курск, 2003 г;

- на научных семинарах кафедры ВТ ВолгГТУ, 2000-2003 гг.

Публикации. Материалы диссертации опубликованы в 7 печатных работах, из них одна - тезис доклада на Региональной конференции, одна -тезис доклада на Всероссийской научно-технической конференции, одна тезис доклада на Международной научно-технической конференции, четыре - статьи.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех разделов, заключения, списка литературы, включающего 97 наименований, и одного приложения.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

1. Для анализа структуры ГИИ как СПД может быть использована ЭМВОС.

2. Разработана инженерная методика синтеза ГИИ ИИС, основывающаяся на математическом аппарате теории категорий и позволяющая формализовать процесс декомпозиции структуры разрабатываемого интерфейса.

3. ПК ГИИ позволяет представлять преобразования, выполняемые ГИИ в процессе перемещения ИИ от одного оконечного устройства к другому оконечному устройству СИИС, в виде эквивалентных отображений объектов, соответствующих представлению ИИ на каждом из уровней МВОС.

4. Для декомпозиции структур высших уровней в множество базовых структур и устранения несущественных отображений введены операторы расширения и сужения категории.

5. Рассмотрен состав АД, описывающий поуровневый набор объектов, необходимых для представления ИИ в рамках теории категорий, а также морфизмов, осуществляющих преобразование этих объектов.

6. Структура интерфейса, полученная в результате синтеза, может быть использована для построения категорных разложений полной погрешности на составляющие в виде композиционно-коммутативных диаграмм, получающихся из БКДИ путем конкретизации промежуточных морфизмов.

7. Модель дискретного марковского процесса позволяет производить оценку временной задержки, вносимой интерфейсом при передаче ИИ, а также вероятности возникновения ошибки в переданном через интерфейс блоке ИИ.

8. Результаты, полученные в работе, были успешно использованы в ходе разработки межблочного интерфейса автоматизированной системы управления дозированием компонентов шликера КДСМ.

1. Авдеюк О.А. Категориальный подход к синтезу системных функций измерительного интерфейса: Тезис доклада на всероссийской НТК «Информационные технологии в науке, проектировании и производстве» (октябрь 2000г.), часть I, Нижний Новгород, 2000. С. 22.

2. Автоматизированное управление технологическими процессами: Учеб. пособие / Зотов Н. С., Назаров О. В., Петелин Б .В., Яковлев В. Б.; Под ред. проф. В. Б. Яковлева. Л.: Изд-во ЛГУ, 1988. 224 с.

3. Антонович В. М. Система автоматизации технологического процесса дозирования компонентов шликера: Тезисы доклада на VII Региональной конференции молодых исследователей Волгоградской области (12-15 ноября 2002 г) Волгоград, 2003. - С. 219-221.

4. Антонович В. М., Муха Ю. П. Иерархическая организация передачи информации в нейронной телемедицинской информационно-измерительной сети. //Биомедицинские технологии и радиоэлектроника, 2003 г.,№4.-С. 57-59.

5. Арсеньев Ю. Н., Журавлев В. М. Проектирование систем логического управления на микропроцессорных средствах : Учеб. пособие для вузов по спец. «Вычисл. машины, комплексы, системы и сети». М. : Высш. шк., 1991.-319с.

6. Баруча-Рид А. Т. Элементы теории марковских процессов и их приложения. М.: Наука, 1969. - 512 с.

7. Вениаминов Е. М. Основания категорного подхода к представлению знаний. Категорные средства. Изв. АН СССР Техн. кибернет., №2, 1988, С. 21-33.

8. Богуславский Л. Б., Дрожжинков В. И. Основы построения вычислительных сетей для автоматизированных систем. М.: Энергоатомиздат, 1990. - 256с.

9. Ю.Болтянский В. Г. Оптимальное управление дискретными системами. -М.: Наука, 1973.-446 с.

10. ЬБрауэр А. С. Введение в теорию конечных автоматов. М: Радио и связь, 1987.-382 с.

11. Брусакова И. А., Цветков Э. И. Достоверность результатов метрологического анализа: Учебное пособие. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ "ЛЭТИ", 2001.- 120 с.

12. Букур И., Деляну А. Введение в теорию категорий и функторов. — М.: «Мир», 1972.-259 с.

13. Бурбаки Н. Теория множеств. М.: Мир, 1966.-425 с.

14. Бусленко Н. П. Моделирование сложных систем. М.: Наука, 1978. -400 с.

15. Васильев Ф.П. Лекции по методам решения экстремальных задач. -М.: Изд. МГУ, 1974. 374 с.

16. Гилл А. Введение в теорию конечных автоматов. М.: Наука, 1966.-272 с.

17. Гмурман В. Е. Теория вероятностей и математическая статистика: Учеб. пособие для вузов. М.: Высшая школа, 1998. - 479 с.

18. Голдблатт Р. Топосы. Категорный анализ логики. М.: Мир, 1983.

19. ГОСТ 15971-90. «Системы обработки информации. Термины и определения».

20. ГОСТ 26016-81 «Единая система стандартов приборостроения. Интерфейсы, признаки классификации и общие требования».

21. Гук М. Интерфейсы ПК: Справочник. СПб.: ЗАО Издательство Питер, 1999.-416 с.

22. Гутников В. С. Интегральная электроника в измерительных устройствах. -2-е изд. JL: Энергоатомиздат, 1988. - 304 с.

23. Дынкин Е. Б. Основы теории марковских процессов. М., 1959. - 228 с.

24. Еид Муса, Цветков Э.И. Потенциальная точность измерительных автоматов. СПб.: СЗО МА, 1999. - 80 с.

25. Елкин В. И. Редукция нелинейных управляемых систем. Дифференциально-геометрический подход. М.: Наука, 1997. - 316 с.

26. Каверкин И. Я., Цветков Э. И. Анализ и синтез измерительных систем. -Л.: Энергия, 1974.- 156 с.

27. Калабеков Б. А. Микропроцессоры и их применение в системах передачи и обработки сигналов. М.: Радио и связь, 1988. - 368 с.

28. Кемени Дж., Снелл Дж. Конечные цепи Маркова. М.: Наука, 1970. -272 с.

29. Кудрявцев В. Б., Алешин С. В., Подколзин А. С. Введение в теорию конечных автоматов. М: Наука, 1985. - 320 с.

30. ЗЬКунегин С. В. Системы передачи информации. Курс лекций. М.: в/ч 33965,1997.-317 с.

31. Лазарев И. А. Композиционное проектирование сложных агрегативных систем.-М.: Радио и связь, 1986.-312 с.

32. Левич А. П., Соловьев А. В. Категорно-функторное моделирование естественных систем. //Анализ систем на пороге XXI века, М.: Интеллект, 1997.-С. 66-78.

33. Лиггетт Е. Марковские процессы с локальным взаимодействием. -М.: Мир, 1989.-550 с.

34. Максименков А. В., Селезнев М. Л. Основы проектирования информационно-вычислительных систем и сетей ЭВМ. М.: Радио и связь, 1991.

35. Мелик-Шахназаров А. М., Маркатун М. Г., Дмитриев В. А. Измерительные приборы со встроенными микропроцессорами. — М.: Энергоатомиздат, 1985. 240 с.

36. Методы схемотехнического проектирования распределенных информационно-вычислительных микропроцессорных систем. -М.: Энергоатомиздат, 1988.- 128 с.

37. Методы электрических измерений: Учеб. пособие для вузов/ JI. Г. Журавин, А. А. Мариненко, Е. И. Семенов, Э. И. Цветков; под ред. Э. И. Цветкова. JL: Энергоатомиздат., Ленингр. отд-ние, 1990. - 288 с.

38. Мирский Г. Я. Электронные измерения. 4-е изд. - М.: Радио и связь, 1986.-440 с.

39. Мищенко С. В., Муромцев Ю. Л., Цветков Э. И., Чернышов В. Н. Анализ и синтез измерительных систем. Тамбов, Тамб. гос. техн. ун-т, 1995. — 234 с.

40. Моисеев Н. Н., Иванилов Ю. П., Столяров Е. М. Методы оптимизации. -М.: Наука, 1978.-351 с.

41. Муха Ю. П. Конспект лекций по основам системотехники: Учебное пособие / ВолгГТУ, Волгоград, 1996.

42. Муха Ю. П. Теория переменных экстремальных структур. I. Топология экстремальных множеств. //Кибернетика, 1986. №2.-С. 102-105.

43. Муха Ю. П. Теория переменных экстремальных структур. И. Графовый анализ экстремальных структур. //Кибернетика, 1986. №6.-С. 80-83,97.

44. Муха Ю. П. Элементы алгебраической теории синтеза ИИС //Вестник Поволжского отделения метрологической академии России «Вопросы физической метрологии», Волгоград, 1999 г. С. 23-30.

45. Муха Ю. П., Авдеюк О. А. Блочно-функциональное распределение при оптимальном проектировании ИВК: Тезисы доклада на 4-й всероссийской

46. НТК «Методы и средства измерений физических величин» (16 17 июня 1999г.), ч. 6. - Н. Новгород, 1999. - С. 34.

47. Муха Ю. П., Авдеюк О. А., Авдеюк Н. В. Оптимизация ИВС с использованием экстремальных структур на графах: Тезисы доклада на 2-й межвузовской НПК студентов и молодых ученых г. Волжского (13 — 18 мая 1996г.).- Волжский, 1996г.-С. 162- 163.

48. Муха Ю. П., Авдеюк О. А., Королева И. Ю. Алгебраическая теория синтеза сложных систем: Монография / ВолгГТУ. Волгоград, 2003. -320 с.

49. Муха Ю. П., Антонович В. М. Концепция гибкого интеллектуального интерфейса телемедицинской информационно-измерительной сети. //Зарубежная радиоэлектроника. Успехи современной радиоэлектроники, 2002 г., №8.-С. 48-51.

50. Муха Ю. П., Антонович В. М. Принципы проектирования интерфейсов для медицинских информационно-измерительных сетей. //Биомедицинские технологии и радиоэлектроника, 2002 г., № 4. — С. 34-38.

51. Муха Ю. П., Антонович В. М., Богатырёв Р. С. Медицинский комплекс «искусственная рука». Структура и информационные потоки. //Биомедицинская радиоэлектроника, 2001 г., № 4. С. 53-57.

52. Мячев А. А. Интерфейсы средств вычислительной техники: Справочник. — М.: Радио и связь, 1993. 352 с.

53. Мячев А. А., Иванов В. В. Интерфейсы вычислительных систем на базе мини- и микроЭВМ / Под ред. Б.Н. Наумова. М: Радио и связь, 1986. -248 с.

54. Мячев А. А., Степанов В. Н., Щербо В. К. Интерфейсы систем обработки данных: Справочник / Под ред. А. А. Мячева. М.: Радио и связь, 1989. -416 с.

55. Науман Г., Майлинг В., Щербина А. Стандартные интерфейсы для измерительной техники: Пер. с нем. М.: Мир, 1982. - 304 с.

56. Новицкий П. В., Зограф И. А. Оценка погрешности результатов измерений. 2-е изд., перераб. и доп. - Л. : Энергоатомиздат, Ленинг. отд-ние, 1991.-304 с.

57. Норенков И. П. Введение в автоматизированное проектирование технических устройств и систем: Учеб. пособие для втузов 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1986. - 304 с.

58. Овчинников В. Н. Организация передачи информации в автоматизированных системах управления. -М.: Энергия, 1974. 128 с.

59. Павловский Ю. Н., Смирнова Т. Г. Проблема декомпозиции в математическом моделировании. М.: ФАЗИС, 1998. - 266 с.

60. Пронин Е. Г., Могуева О. В. Проектирование бортовых систем обмена информацией. М.: Энергоиздат, 1981. - 240 с.

61. Рапопорт Г. Н., Солин Ю. В., Гривцов С. П. Автоматизированные системы управления технологическими процессами. -М.: Машиностроение, 1977. 246 с.

62. Родионов В. Д., Терехов В. А., Яковлев В. Б. Технические средства АСУ ТП: Учеб. пособие для вузов по спец. «Автом. и управл. в технич. сист.» / Под ред. В. Б. Яковлева. М.: Высш. шк., 1989. - 263 с.

63. Розенберг В. Я. Введение в теорию точности измерительных систем. -М.: Сов. радио, 1975. 304 с.

64. Романов В. Н., Соболев В. С., Цветков Э. И. Интеллектуальные средства измерений. М.: «Татьянин день», 1994. - 280 с.

65. Ронкин М. А., Натензон М. Я., Тарнопольский В. И. Телемедицина -медицина XXI века. //Биомедицинская радиоэлектроника, 2001 г., № 5-6. -С. 5-14.

66. Системы и сети передачи информации: Учеб. пособие для вузов / М. В. Гаранин, В.И.Журавлев, С. В. Кунегин. М.: Радио и связь, 2001. -336 с.

67. Соучек Б. Мини-ЭВМ в системах обработки информации. М.: Мир, 1976.-520 с.

68. Структурные методы в проектировании сложных систем, ч. I: Уч. пособие / Ю.П. Муха, Волгоград, политехнический ин-т. 1992 г. 80 с.

69. Структурные методы в проектировании сложных систем, ч. II: Уч. пособие / Ю.П. Муха, Волгоград, политехнический ин-т. 1992 г. 80 с.

70. Фрид Э. Элементарное введение в абстрактную алгебру. М.: Мир, 1979.-260 с.

71. Хазанов Б. И. Интерфейсы измерительных систем. М.: Энергия, 1979. -120 с.

72. Хетагуров Я. А., Древе Ю. Г. Проектирование информационно-вычислительных комплексов: Учеб. для вузов по спец. «АСУ». -М.: Высш. шк., 1987. 280 с.

73. Ховард Р. А. Динамическое программирование и марковские процессы. -М.: Сов. Радио, 1964. 192 с.

74. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники: В 3-х томах: Т. 2. М.: Мир, 1993.-371 с.

75. Цапенко М. П. Измерительные информационные системы. -М.: Энергоатомиздат, 1985.-440 с.

76. Цветков Э. И. Алгоритмические основы измерений. -JL: Энергоатомиздат, 1992. 320 с.

77. Цветков Э. И. Основы математической метрологии: Часть 1, 2, 3, 4, 5. -СПб.-2001.-320 с.

78. Цветков Э. И. Основы теории статистических измерений. JI.: Энергия, 1979.-288 с.

79. Цветков Э. И. Процессорные измерительные средства. -JL: Энергоатомиздат, 1989. 224 с.

80. Чернявский Е. А., Недосекин Д. Д., Алексеев В. В. Измерительно-вычислительные средства автоматизации производственных процессов: Учеб. пособие для вузов. JL: Энергоатомиздат., Ленингр. отд-ние, 1989.

81. Шрейдер Ю. А., Шаров А. А. Системы и модели. — М.: Радио и связь, 1982.-152 с.

82. Энкарначчо Ж., Шлехтендаль Э. Автоматизированное проектирование. Основные понятия и архитектура систем: Пер. с англ. М.: Радио и связь, 1986.-288 с.

83. Якубайтис Э. А. Информационные сети и системы: Справ, книга. М.: Финансы и статистика, 1996. - 365 с.

84. AVR Microcontroller with 2К Bytes of In-System Programmable Flash. http://www.atmel.com/dyn/resources/proddocuments/DOC0839.PDF

85. D. G. Luenberger. Introduction to Dynamic Systems: Theory, Models, and Applications. J. Wiley & Sons, New York NY, 1979.

86. E. Behrends. Introduction to Markov Chains, with Special Emphasis on Rapid Mixing. Vieweg & Sohn, Braunschweig/Wiesbaden, 2000.

87. Fokkinga M.M. A Gentle Introduction to Category Theory. The calculational approach. University of Twente, 1992. - 80 p.

88. Georgescu I. A Categorial approach to knowledge-based systems. Computers and Artical Intelligence, V.3, №2,1984, pp. 105-113.

89. J. E. Hopcroft and J. D. Ullman. Introduction to Automata Theory, Languages, and Computation. Addison-Wesley, 1979.

90. J. R. Norris. Markov Chains. Cambridge University Press, 1998.

91. Michael Barr, Charles Wells. Toposes, Triples and Theories. -E-print: http://www.cwru.edu/artsci/math/wells/pub/ttt.html.

92. Haggstrom. Finite Markov Chains and Algorithmic Applications. -Cambridge University Press, 2002.

93. R. F. C. Walters, Categories and computer science. Cambridge University Press, 1991.

94. RFC1171. The point-to-point protocol for the transmission of multi-protocol datagrams over point-to-point links.

95. Vladimir V. Kisil, Mikhail V. Kuz'min. Informational systems with structures simulating their contents.

96. E-print: http://www.amsta.leeds.ac.uk/~kisilv/kuzminl.pdf.

97. W. Thomas. Languages, Automata, and Logic, Rep. 9607, Inst. f. Informatik u. Prakt. Math., University of Kiel, 1996.