автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.05, диссертация на тему:Волновые процессы взаимодействия звеньев однородных клеточных цепей

^ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ

'глгчлдрсТВЕШШИ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ЙЛЬ ЯСИН Дааыал Абдулла

ВОЛНОВЫЕ ПРОЦЕССЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЗВЕНЬЕВ ОДНОРОДНЫХ КЛЕТОЧНЫХ ЦЕПЕЙ

Специальность: 05.13.05 - Элементы и устройство ^ вычислительной техники и систем управления

АВТОРЕФЕРАТ диссертации-на соискание ученой степени кандидата технических наук

\

На правах рукописи

Санкт-Петербург - 1993

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном электротехническом университете

Научный руководитель-

доктор технических наук профессор ГЕРАСИМОВ И.В.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук профессор Недосекин Д.Д. кандидат технических наук доцент Гагарин Ю.И.

Ведущая организация - Санкт-Петербургский институг-информатики и автоматизации РАН

Защита диссертации состоится

Уеа '

1_часов на заседании специализиррванного совета К003.36 Санкт-Петербургского государственного электротехническ! дниверситета по адресу: 197376, Санкт-Петербург,, ул. Проф.I пова, 5.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке универ

тета.

Автореферат разослан "_?Л"__________________ 1

Ученый секретарь специализированного совета

ЮРКОВ ю.в.

I - 1 -

i. общая характеристика диссертационной работы

-Актуальность проблемы.

Условия реального времени при управлении многими провесами предъявляют серьезные требования как к' постановке адач, так и к организации вычислений.Одним из путей разре-ения возникающих здесь противоречий являются распределенные ычисления.

При построении распределенных вычислительных сред.вклю-авщих значительное число модулей обработки данных, на пер-зе место выдвигается организация их эффективного и корректно взаимодействия.Зта задача решается как на программ-)м,так и.на аппаратном уровнях.

Координация взаимодействия составных частей системы >ебует специальных средств, составляющих существенную часть :его оборудования, что заставляет разработчиков искать для IX рациональные технические решения.

В рамках проблематики взаимодействуя, большое значение ;еет решение вопросов логической состоятельности применяе-х механизмов координации взаимодействия, цодулей, включая и просы времейной согласованности работы, всех частей системы.

Упомянутые выше вопросы являются объектом исследования пй крайней мере, двух научных дисциплин: теории сетей мас-вого обслувивания и теории взаимодействующих процессов.

Обе эти теории достаточно развиты, и имеются. впечатляю-

3 примеры их применения. Например, исследования по теории злодействующих процессов позволили разработать язык ОККАН

методы теории сетей массового обслуйивавиЯ; используются

4 вычислении характеристик реальных сетей 30!А.

В последнее время специалисты, в различных областях прошит постоянно усиливающийся интерес к относительно новому |чному направлению под названием теория дискретно-событий-; систем (discrete event iJri vensystems-DCC). Цодтвервдениви 1му является особое внимание, которое было отведано теории

на очередном конгрессе 1FAC (1990г.). Наиболее распрост-енннм определением ДСС является ее понимание как динамикой системн с дискретным пространством состояний и кусоч-постияннпй фазовой траекторией. В рамках этого

- г -

определения разработано большое количество моделей. Однак каядая из них, используя свои средства описания к анализ динамических объектов , не охватывает многих ванных для при лояений задач. К их числу принадлежат вопросы, связанные построением управляющих пространств для асинхронных рекур сивных процессов, развивающихся в возбудимых однородных сре дах. Они составляют содервание исследований области распре деленных вычислений в рамках так называемой "волновс идеологии" решения многих практически ванных задач, которь в настоящее время уделяется пристальное внимание многих сп( циалистов.

Сказанное позволяет считать актуальными исследования области теории и практики построения асинхронных вычислит ных сред с волновым принципом формирования управлявщё пространства.

Цель работы состоит в совершенствовании организации в числительного процесса в однородных клеточных цепях с. рас ределенной памятью и волновым принципом взаимодейств звеньев, а такве в получении соответствующих рекомендаций аппаратной поддержке предлокенных механизмов взаимодейств^

Достижение поставленной цели, предусматривает ревес следующих задач:

- разработка волновой модели клеточного автомата;

- исследование вопросов формального описания волны процессов в однородных .возбудимых средах;

- анализ свойств волновых процессов, развивающихся управляющем волновом пространстве одномерной клеточной це

- выработка рекомендаций по реализации одномерных це с волновым механизмам взаимодействия функциональных звень

Методы.исследования базируются на общей теории авто тов и вычислительных алгоритмов, теории алгебраических с тем и конечных множеств,теории графов и сетей ., испольг результаты теории самосинхронных схем , систолических~ст! тур,формальные модели поведения.дискретных систем , а т< накопленный к настоящему времени опыт проектирования ас] ронных цепей,

Научная новизна проведенных исследований состоит

1) в разработке моделей волнового процесса, развива

гося в пространстве по управлению возбудимых одномерных клеточных цепей;

2) выявлении локальных характеристических свойств вол нового процесса на базе модели в полных состояниях С диаг-памм перехода Маллера);

3) установлении свойств недетерминированного развития эолнового процесса и их влияния на поведение одномерных клеточных цепей (в пространстве по управлению);

4) формировании рекомендаций по проектировании схем :опряаения' функциональных звеньев одномерных цепей на базе золнового механизма их взаимодействия.

Практическая ценность. Разработанные модели волновых 1роцессов послужили основой выработки рекомендаций по проек-гированию ряда устройств обработки сигналов для автоматизи-юванных систем научных исследований (в рамках г/б НИР по 1инии - Института моделирования и интеллектуализации слояных :истем ) и учебно-исследовательской лабораторной установки ¡ля изучения аппаратных средств мультипроцессорных систем ^курсивного типа.

Апробация работы.Основные полоаения работы докладываюсь и обсуядались на постоянно действующем семинаре "Теория втоматов" секции вычислительной техники НТО РЭС им. А.С.По-ова, Ленинград, 1990,1991гг.¡научно-технической конференции рофессорско-преподавательскогп ппгтава ЛЗТИ им. В.И.Ульянове Ленина"), 1990г

Внедрение результатов.Результаты работы использовались а кафедре Вычислительной техники ЭТУ при выполнении г/б НИР Исследование принципов организации рекурсивных вычислитель-ых структур",а такие вошли в методические рекомендации по выполнению учебно-исследовательских работ на лабораторной становке для изучения аппаратных средств мультипроцессорных истем рекурсивного типа.

Публикации.По теме диссертации опубликованы три статьи, ве из них в соавторстве.Личный вклад автора является опреде-яю1дим в части именно тех результатов.которые вынесены на за-

,1ТЦ.

-Структура и оО'ьем работы.

Раоота состой г ич введения, четырех глав с выводами,зак-

лючения и списка литературы, включающего 76 наименований. Основная часть работы изложена на 132 страницах машинописного текста. Работа содержит 45 рисунков и б таблиц,

КРАТНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Вводный раздел обосновывает актуальность исследований в области аппаратных средств реализации распределенных вычислений. -Определяется роль проблематики взаимодействия составим "ягтей среды реализации в круге проблем проектирования однородных клеточных цепей. Конкретизируются вопросы, связанные ( построением управляющих пространств для асинхронных рекурсивных процессов, развивающихся в возбудимых однородных средах.

Формулируется цель работы и перечисляются задачи, ревени которых необходимо для ее достижения.

Первый раздел' посвящен определения понятия волнового процесса. Дается его неформальная трактовка с привлечение понятия возбудимой среды, введенного Н.Винером, и поняти клеточного автомата, введенного фон Нейманом. Рассмотрен« конкретизируется применительно к одномерному клеточному автс мату. Цепь содержит N клеток (элементов), каждая из KCTopt реализует относительно самостоятельный процесс обработки да! ных. Информационные связи интерпретируются как каналы перед; чи данных, наделенные пакятыа. В основу конструкции связей i управлении положена идея хендиейка. Hai. форматированном есте твениом языке поведение звена цепи при организации взаиноде ствия между 'звеньями по управлению в рамках волнового принц па можно описать так:

Звено (i) :: .начало

-ЦИКЛ

запросить (i+i)-e звено о готовности щ нять результат обработки текучей nopi данных; если оно готово принять результа-обработки 1-м.звеном текущей порции данш то передать его, инициировав при этом 061 ботку (1+1)-м звеном полученных от 1-ю на данных:

иначе ждать до готовности принять резуль

- s -

обработки L-м звеном текущей порции данных и линь после этого передать его (i+П-му звену, инициировав тем самым его работу: принять от С i +1 )-го звена квитанцию о приеме переданных ему данных от i-ro збена, благот даря которой i-e звено оказывается подготовленным для принятия от (i-i)-ro звена очередной порции данных для обработки; если (i-l)-oe звено готово выдать результат обработки очередной порции данных, то принять его и инициировать его обработку; иначе ядать до готовности выдать (i-П-м звеном результата обработки очередной порции данных и лишь после завершения этой обработки принять этот результат и запуститься; выработать для (i-i )-го звена квитанцию о приеме данных от (i-i)-ro звена, подготовив тем idMUM его для принятия от (i-2)-ro зве^а очь^дной парции данных-обработать полученные данные, т.е. сформировать очередную порцию данных для (i+i)-rn звена; подготовить эти данные для передачи сi+i )-му звену; .конец цикла .конец

Фронт волны по пространственной координате цепи идентифицируется порядковым номером порции данных, подлеаащих обработке. Время, за которое волна перемещается от предыдущего звена к последующему, в рассматриваемой модели заранее не иа-вестно. Оно зависит от локальных свойств алгоритма обраоотки данных и мовет варьироваться в зав-исимости от номера звена цепи. Волновой характер процесса по временной координате определяется чередованием фаз, свойственных авену цепи при изменении его состояния. Цикл смены состояний: птов при-нять-овидание-прием-квитирование-обработка очередной порции данных-подготовка к передаче-оиидание-передача. Характерной особенностью цикла является его вариабельность в отношении длительности во времени. Эта вариабельность обусловлена тем,

что время пребывания'звена в состояниях "готов принять", "обработка" и "подготовка к передаче" заранее не известно. Оно произвольно, точнее определяется локальными свойствами алгоритма обработки данных, но конечно.

Содержательное описание волнового процесса, развивающегося в пространстве по управлению клеточной цепи, позволяет сформулировать задачу формального описания ее поведения как задачу описания требуемого порядка возбукдения и соответственна гашения ее отдельных компонент.

В этом разделе приводится формальное описание поведения клеточной цепи с привлечением языка диаграмм Маллера. Ее состоянию в каждый момент времени ставится в соответствие двоичный код, 1-я позиция которого соответствует подпроцессу Р1, 1=1,N. Рабочей фазе подпроцесса соответствует единичное значение позиции, фазе гашения - нулевое. Если инициируется переход Р1 в новую фазу, то значение в 1-й позиции кода отмечается звездочкой: 0* - свидетельствует о смене фазы гашения н. рабочую, а 1* - о смене рабочей фазы на фазу гашения. Динами ка протекания процесса Р=<Р1,...,РЫ> представляется в вид ориентированного графа, вершины которого суть состояния про цесса, а дуги - переходы процесса из одного состояния в друг

Для четырехзвенной клеточной цепи диаграмма переходов описывающая развивающийся в пространстве по управлению это

Важно подчеркнуть, .что упорядочение действий, составлю щих волновой процесс, выполняется не на основе заданного ) мновестве операторов обработки данных свойства "выполнять! раньше-позже", а к'а основе свойства "быть' причиной-следств! ем". Последнее порождает отношение слрлования на. мнокестве состояний пространства управлении среды. Для первого-хронол

цепи, волновой процесс имеет вид

. 010*1\ 0010* ^ 101*1 ч

1*10*0-— 01*10* -»-0*01*1 -»-10*01*

гического случая необходимо знать относительные времена' действий по обработке данных. Во втором -причинно-следственном -полагают, что действия выполняются независимо одно от другого, время их выполнения для задания порядка несущественно. Во внимание принимаются лишь причинно-следственные отношения. Важно только одно - время должно быть конечным. Таким образов, суть причинно-следственного способа (назовем его для краткости логическим, в отличие от временного) состоит в том, что компоненты среды (клеточного автомата) сами вырабатывают информацию о завершении отдельных фаз волнового процесса путем вычисления значения некоторого предиката (системы предикатов). Последние определены на множестве переменных, характеризующих, поведение автомата как в управляющем (квитирование),.так и информационном пространствах (завершение активной фазы).

Как видно из вышеприведеннных рассуждений, диаграмма переходов не содержит каких-либо средств отображения информационных потоков. Информационные потоки сказываются лишь косвенно, через упомянутые выше предикаты, фиксирующие завершение рабочих фаз автоматов управления. Но в ней имеется вся необходимая информация для характеристики поведения возбудимой среды и соответственно синтеза устройства управления в виде одномерной клеточной цепи автоматов. Поведение последней в пространстве управления можно рассматривать как навигационный процесс для информационных потоков, направленных на реализации требуемого отображения данных "вход-выход".

Наряду с формализмом диаграмм переходов Иаллера в работе для описания волнового процесса привлекается формализм сетей Петри.Показывается, что описание на языке сетей Петри является более компактным. Дело в том, что одному событию сети Петри .соответствует в общем случае несколько вершин диаграи* переходов. ■

Отличительной особенностью поведения волнового автомата является его недетерминированность. Это приводит к тону, чтр соответствующая волновому процессу сеть Потри может порождать не единственный процесс, . а множество возможных процессов. Крине тмго, процессы, порождаемые такими сетями янляягся па-р.1лл1'лы1ымн. В связи с. чтим решаются вопросы,- сняэантше с

формализацией понятия параллельности применительно к волново^-му процессу, недетерминированности его развития и т.д.

Свойство недетерминированного развития волнового процесса анализируется в работе и в рамках его продуктивной автоматной модели. Недетерминизм различают: продуктивный и непродуктивный. С точки зрения взаимодействия процессов продуктивный недетерминизм означает, что , если некоторое событие взаимодействия может произойти (готово) неограниченное число раз, то рано ' или поздно оно наступит (хотя не накладывается никаких ограничений на то, как долго может откладываться его наступление). Недетерминизм, не обладающий свойством продуктивности, получил название непродуктивного.

Автоматная модель, учитывающая свойство продуктивности, называется продуктивной автоматной моделью и определяете« следующим образом:

. А = <Г , Т , * , 3, ? > , где - множество состояний: Т - множество переходов

г.

( Т / Т 2 ); б'- множество исходных состояний

; 3 - класс слабопродуктивных переходов, т.е. со

вокупность мо«еств 3 = { 31, 32.....ЗИ ), где каждое мно

вество 3№3 состоит из слабопродуктивных переходов; Р - клас сильнопродуктивных переходов, т.е. совокупность множеств

Р = ( ... , РЫ >, где каждое множество состоит и

пильнопродуктивных переходов.

Второй раздел посвящен групповому анализу волновых про цессов в пространстве состояний.по управлению. При этом н абстрагируемся от всех системных аспектов, кроме параллелиз ма, взаимодействия и синхронизации.

Для описания волнового процесса вводится в рассмотрет понятие волнового пакета - совокупности подпроцессов с опре деленными в рамках диаграммы переходов четырьмя состояния! (0,0*.1,1*) и циклическим правилом их смены в сочетании волновой дисциплиной взаимодействия,. Эта совокупность заним. ет ограниченную область пространства и характеризуется коне' ныи числом шагов развития ее времени.. .

Для описания и анализа волнового пакета привлекается волновая функция^и.п), зависящая от прбстранственной координаты 1 (номера элементарного автомата) и от вага п по времени. К числу основных свойств этой функции относятся: 1Зсмена состояний изображающей точки выполняется или по часовой стрелке или против; 2)может периодически продолжена как по одной, так и по другой координате, причем период составляет четыре отсчета (по числу возможных состояний); 3)имеет диагональну* форму симметрии; ,4)статические состояния "О" и "1" всегда" пг> рамлены динамическими состояниями '"О*" и "1*". Последне» свойство определяет локальное характеристическое свойств!, волнового процесса, связанное с его внутренней динамикой смены упомянутых выие двух типов состояний (статических и динамических). Именно благодаря этому свойству волновой процесс "самораскручивается" в пространстве и во времени.

В разделе предпринимается попытка привлечения аппарата теории групп для изучения структуры волнового пакета в алгебраическом понимании этого термина. Обращение к групповому знализу.неслучайно. Как известно, теория групп - один из разделов "неколичественной" (если можно так выразиться) математики. Он существенно расширяет и уточняет многие из определенных выйе качественных свойств волнового пакета и связанной : его описанием волновой функции. п). В первую оче-

¡едь,уточняются.понятия симметрии и цикличности. Определяется фуг вопросов, связанных с алгебраической структурой волново-о пакета, что. способствует правильной формальной постановке 1адач исследования волновых процессов.

Формируются и исследуются смежные классы группы подстано-ок .волнового пакета. Рассматриваются нормальные подгруппы олнового пакета с двух точек зрения: 1) с точки зрения гомо-орфных отображений; 2) с точки зрения разбиения группы на межные классы по нормальной подгруппе. Показывается, что оба тих подхода соответствуют различным аспектам одного и того е основного структурного свойства. Первый гподход 'ШИрается а выявление ряда соотношений между элементами группы путем вычислений", опирающихся на групповые аксиомы. ■ Благодаря усилиям по структуризации группы подстановок олнового пакета удалось представить.циклическую группу чет-

- ю -

вертого порядка С4 в виде объединения двух смевных классов. Это привело к получению новой формы алгебраического описания волнового пакета в виде фактор-мноаества.Ее отличительной особенностью является компактность представления волновогс пакета, заданного детерминированной диаграммой переходов.

В третьем разделе работы предпринимается попытка логического завериения математической модели волнового процесса представленной в предыдущем разделе в рамках алгебраическоп подхода. Привлечение теории групп для описания и анализа вол нового пакета позволило выявить внутренние структурные осо бенности детерминированного хода развития волнового процесса Недетерминизм, свойственный переходам мевду узловыми вершина ми диаграмм переходов, при алгебраическом описании во; внима ние не принимался.В качестве исходных объектов' выступали де терминированные диаграммы переходов. Это упрощение при первс начальном рассмотрении задачи оказалось вполне приемлемым точки ' зрения выявления характерных локальных структурнь свойств пакета.

Недетерминизм, свойственный волновому процессу, порокдц! мновество возыовных его траекторий на мновестве возмовн) состояний. Комбинаторный характер механизма порождения треб ет соответствующего анализа. Необходимо получить ответы.' такие вопросы, как локальные свойства недетерминированно волнового процесса, классификация мновеств допустимых состо НИй, их комбинаторные оценки и др. В конечном итоге результ ты такого анализа послужат основой для алгоритмизации реинч' задач, связанных с имитационным исследованием возбудимых сг с волновым принципом взаимодействия компонент

С целью конкретизации рассмотрения и обеспечение П0веч< вепности с моделью волнового пакета, введенной в предыдш разделе,Здесь в качестве элементов множества возможных- сос яний волнового процесса приняты значения четырехкомпонентн вектора. Каждая из компонент может принимать одно, из четы значений: два устойчивых, закодированных как 0 и 2, и два устойчивых (возиуядпнных), 'закодированных как. 1 и 3. В кач тве примера ни» 'приведена одна из четырех возможных диагр переходов волнового процесса с учетом индетерминизма его р вития.

„0012ч ^ . 223и ^ 2001

/ Ч X Ч/ Ч ч

3012 -- 0123' -— 1230 -- 2301 -

\ х \ / \ / ч /

'3022

1200

'2302

Система, имитирующая волновой процесс, находится в возбужденном состоянии, если хотя бы одна компонента вектора находится в возбужденном состоянии. Возбужденное состояние -это та причина, которая вызывает динамику волнового процесса. Поэтому изначально предполагается отсутствие среди возможных состояний волнового процесса тех, которые не принадлежат к числу возбужденных. В нашей кодировке такие состояния имеют только четные значения компонент вектора состояния.Применительно к отношению следования оказывается допустимым следующее допущение: компонента вектора следующего состояния может отличаться от соответствующей компоненты текущего состояния не более чем на 1 по модулю.

Возможные состояния системы можно разделить на два клас са:детерминированные и недетерминированные.Детерминированные состояния - это те, через которые волновой процесс пройдет вне зависимости от того, как он развивается. Недетерминированные состояния - это те, через котооые волновой процесс может пройти, а может и не пройти.

Наличие недетерминированных состояний в системе связано с тем, что каждая компонента вектора, отражающего состояние :истены, из созбужденного состояния в устойчивое переходит зне зависимости от того, в каких состояниях находятся другие компоненты.

Детерминированные состояния обладают двумя важными свойствами:

1.При переходе от одной компоненты, вектора состояния к :ледиющбй; можно заметить 'плавный"-характер изменения в одну

- 12 - ! сторону (по или иротив часовой стрелки).Плавность Изменения треоует чередования четных и нечетных Кйияонен^ б' векторе состояния,

2.При переходе из текущего детерыинировайното состояния в следующее детерминированное состояние все компоненты, нако-дивииеся в возбужденном состоянии, переводят к, устойчивое * наоборот.

Комбинаторный характер порождения процесса предусматривает порождение всех возможных переходов из состояния в состояние,причем последовательно, оаг за шагом, накладываются огр< ничениз как на значения компонент вектора сЬЬтоянйя и их от ношения между собой, так и на отноиякие следования состояний

Схема порождения волнового процесса сводился к следуюце совокупности процедур.

1.Построение для каждого состояния системы класса сосед них состояний (j) ~

, j = 1,и ,

■ - число значений,принимаемых каждой из компонент веКТО! состояния, п - число разрядов вектора состояния,.

2.Разбиение'для каждого состояния множества, соседних toi тояний на классы положительных и отрицательных соседних, со

+ОЯНИЙ (J) (J) -

И+ и , j = l.m .

Множество положительных или отрицательных сосшшй ftâa вем множеством соседних состояний со знаком.

3.Выделение для каждого состояния систем», Массой возмс ных соседних состояний со знаком (у) ijfy ~

Q и Q _ , j = 1,а

4.Выделение из множества текущих состояний системы В т. кого подмножества Blcr В , что yb^Bl число четных и неч ных компонент в векторе текущего состояния системы не долж отличаться более чем на 1.

5.Выделение из множества В1 подмножества В2С BI таког что для Vbj}€B2 (h(- + bj+f ) - нечетное число, (j I г 1, п-1, т.е. четные и нечетные компоненты вектора Ь

чередуются.

6.Выделение-из мновества В2 подмножества В+с В2 такого, что ДЛЯ V Ь<у,€В Ь^ = С Ьг- + а ) той в

а = -1 для всех __

■ 1=1, п-1 или а = 1 для всех

1=1, п-1 , т.е. чередование компонент вектора текущего состояния имеет плавный характер.

7.Рээбиение мновества ^на два класса В+и В_по признак* направления плавностИ|компонент вектора текущего состояния:

(Л -

Ь ^ В+,. если = ( Ьу + 1 ) ио(1 ш для всех 1 = 1,п-1,

а) -

Ь € В_ , если Ь^ = ( Ь^ - 1 ) во<1 в для всех 1 = 1,п-1.

Доказано утверждение: если следующее состояние процесса принадлеяит множеству детерминированных состояний по возрастанию В* , то можно построить последовательность Ь(1), Ь(2),...,Ь(П, Ь(1+1) таКув, что Ь( 1) Я Ь( 1+1) для . 1 > 1,Ь(1), Ь(1+1) а I* представляет собой отноиение, определенное на множ-естве детерминированных состояний В+. Аналогичное утверждение справедливо и д"я множества В_.

Недетерминизм волнового процесса проявляется при перехрде из Текущего состояния, принадлежащего множеству детерминиро ванных состояний по возрастанию Выбыванию В_) в следующее, принадлежащее множествам недетерминированных состояний. Определено содержание этих,множеств недетерминированных состояний и их структура.

Получены комбинаторные функции и оценки дл^кавдого из. множеств детерминированных и недетерминированных состояний* на которых определены отношения следования, задающие развитие волнового процесса в пространстве состояний.

В четвертом разделе обсуждаются .вопросы построения одномерных клеточных цепей с волновым механизмом взаимодействия. В традиционной синхронной реализации"клеточного автомата (систолические структуры) проблема управления"поведением схем во времени ревается введением системы внеаней синхронизации. Синхронизация звеньев цепи от внешних часов есть попытка координировать события в системе через события в часах, которые

не имеют причинно-следственных связей с событиями в системе.

'Отход от синхронного принципа возможен лишь в тех случаях, если координировать продвижение данных по цепи событиями в системе, т.е. продвижение информации должно быть обеспечено внутренней динамикой устройства. Как показано в предыдущих разделах работы, такие условия могут быть обеспечены, если воспользоваться волновым принципом координации событий в системе. Он предусматривает многофазную (в простейшем случае двухфазную) рабо;гу звена цепи, при которой логическими средствами индицируется момент завершения обработки очередной порции информации и определяется момент запуска следующего звена цепи. Привлекательность волновой модели заключается в том, что в ней используется принцип естественного упорядочения асинхронно взаимодействующих процессов с конвейерным параллелизмом,, причем продвижение порции информации по цепи обеспечивается внутренней динамикой устройства.

В разделе по поведенческой спецификации управляющего автомата звена цепи синтезирована функциональная схема, удовлетворяющая условиям волнового принципа взаимодействия звеньев. Полученный вариант реализации не претендует на заведомо рациональное, тем более оптимальное, решение задачи синтеза в классической ее постановке..Он служит, в основном, лишь подтверждением возможности реализации волнового взаимодействия компонентных автоматов на основе запрос-ответногс механизма, который широко распространен в асинхронной схемотехнике.

С использованием упомянутого управляющего автомата разрс ботаны функциональные схемы конвейерного и рекурсивного 'фуш циональных преооразователей. Отличительными особенностями. этих вариантой реализации являются асинхронность взаимЬдейс вия отдельных компонент (на уровне функциональных звеньев), также наличие свойств, характерных для возбудимых сред ( в частности самираспространение возбуждения в пространствах т данным и управлению). Самораспространение потоков по цепи проявляется в инициализации текущего элемента цепи пп готов ности последующего принять сформированный текущим элементом результат преобразования очередной порции данных, а предиду

щи« выдать для обработки текущим элементом следующей порции данных.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТН

1.Формализовано описание волнового процесса, развивающегося в пространстве по управлении возбудимых однородных клеточных цепей.

2.Выявлены локальные характеристические свойства волнового процесса на базе модели в полных состояниях.

' 3.Установлены свойства недетерминированного развития волнового процесса и их влияние на поведение одномерных клеточных цепей ( в пространстве по управлению).

4.Сформулированы рекомендации по реализации схем сопряхе-нйя функциональных звеньев одномерных цепей на базе волнового механизма взаимодействия.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1.Аль Ясин Да.,Герасимов И.В. Неформальное определение волнового процесса взаимодействия звеньев однородной клеточной цепи /СПб.электротехнический дн-т.-Спб., 12 с.-Деп. в ВИНИТИ

06.05.93, N 1203- В93

2.Аль Ясин Дм. Продуктивная автоматная модель волнового процесса/СПб. электротехнический ун-т^-Спб., б с.-Деп. в ВИНИТИ.

06.05.93, N 1204- В93

3.Аль Ясин Дм., Крупывев М.А. Формальное описание поведения* ¡бзбудимой средн с привлечением аппарата сетей И»три

/СПб. электротехнический ун-т.-СПб.,И с^-Деп." в ВИНИТИ . 06.05.93, N1205- В93