.RU

Задачи проектирования срв делят на задачи анализа и задачи синтеза


ЛЕКЦИЯ 2 (8 часов). АНАЛИТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ И МОДЕЛИ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ СРВ 2.1. Общая характеристика задач
проектирования СРВ
При проектировании СРВ рассмотрению подлежат три основных компонента системы:

Исследования могут проводиться на системном уровне, когда изучаются общесистемные свойства и характеристики, или касаться отдельных компонентов системы: функционирование процессора, внешнего запоминающего устройства и канала ввода-вывода, обмен данными между станциями МВС, взаимодействие процессов. При этом свойства компонентов системы изучаются относительно принятых критериев качества с учетом взаимодействия компонентов с другими частями системы.

Задачи проектирования СРВ делят на задачи анализа и задачи синтеза. Под анализом понимается определение функционирования по заданному описанию системы. Синтез – это построение описания системы по заданному функционированию [2].
^ Задачи анализа
Анализ может производиться путем измерения характеристик как непосредственно на объекте, так и на его модельном представлении.

Модель – это физическая или абстрактная система, адекватно представляющая объект исследования. В теории СРВ используются преимущественно абстрактные модели – описания объекта исследования на некотором языке. Абстрактность модели проявляется в том, что компонентами модели являются не физические элементы, а понятия, в качестве которых наиболее широко используются математические. Абстрактная модель, представленная на языке математических отношений, называется математической моделью.

Математическая модель имеет форму функциональной зависимости





где и – соответственно характеристики и параметры моделируемой системы и – функция, воспроизводимая моделью. Построение модели сводится к выявлению функции и представлению ее в форме, пригодной для вычисления значений . Модель позволяет оценивать характеристики для заданных параметров и выбирать значения параметров, обеспечивающие требуемые характеристики с использованием процедур оптимизации.

Модель может воспроизводить полную совокупность свойств системы либо их подмножество. Состав свойств устанавливается в зависимости от цели исследований и возможностей применяемого типа моделей воспроизводить требуемые свойства. При выборе математического аппарата моделирования и построении модели учитываются следующие факторы:

Состав характеристик определяется в зависимости от исследуемых свойств системы и должен гарантировать полноту отображения этих свойств. Состав параметров должен охватывать все существенные аспекты организации системы, изучение влияния которых на качество функционирования составляет цель исследования производимого с помощью модели.

Область определения модели характеризует диапазон исследуемых вариантов системы. Чем шире состав характеристик и параметров, а также область определения модели, тем универсальнее модель в отношении задач, которые можно решать с ее использованием.

Допустимые погрешности оценки характеристик и точность задания параметров определяют требования к точности модели.

Модель, удовлетворяющая вышеперечисленным требованиям по составу характеристик и параметров и точности воспроизведения характеристик по всей области определения, называется адекватной.
^ Задача идентификации
В общем случае задача анализа формулируется следующим образом: исходя из целей исследования устанавливается набор характеристик исследуемого объекта и точность , с которой они должны быть определены. Требуется определить характеристики объекта с заданной точностью .

При анализе существующих систем в процессе их эксплуатации оценка характеристик производится, как правило, измерением ряда параметров функционирования с последующей их обработкой. Для сокращения затрат на анализ измеряют по возможности меньшее число параметров , а недостающий набор характеристик доопределяют с помощью зависимостей .

В ходе эксплуатации системы часто возникает необходимость в расширении и изменении выполняемых функций и повышении эффективности работы МВС. В этих случаях следует оценить возможный эффект, для чего необходима модель системы. Построение модели системы на основе априорных сведений об ее структуре, алгоритму функционирования и данных измерений называют идентификацией системы. Порядок идентификации системы представлен на рис. 2.1.




Рис. 2.1. Функциональная схема идентификации

На основе измеренных данных вычисляются параметры и характеристики системы, а также параметры , которые полностью доопределяют модель . Значения и используются для проверки адекватности модели, то есть оценки погрешности воспроизведения моделью характеристик системы. Оценка производится путем сравнения значений характеристик , порождаемых моделью, с зарегистрированными характеристиками , полученными по результатам измерений. Если модель адекватна системе, то она может использоваться для прогнозирования свойств системы, что сводится к вычислению на основе модели характеристик , соответствующих новым значениям параметров системы.
^ Задача синтеза
Исходными данными для задачи являются:

Необходимо выбрать оптимальную конфигурацию системы и алгоритм функционирования, удовлетворяющие заданным ограничениям.

Введем обозначения:

– вектор параметров, характеризующий фиксированный набор задач (прикладных функций) и правил их инициирования;

– вектор параметров, определяющий -ю конфигурацию архитектуры системы;

– вектор параметров, характеризующий -й вариант алгоритма функционирования системы.

В принятых обозначениях модель системы может быть записана в виде:


, , .


Ограничения на характеристики и параметры представим в виде:

,

где – области допустимых значений соответствующих характеристик и параметров.

Критерий эффективности зависит от полученных значений характеристик. Тогда задача синтеза заключается в определении конфигурации и алгоритма , максимизирующих эффективность системы



при условиях .

Сложность решения задачи синтеза обусловлена трудностями в получении модели , большим числом варьируемых параметров и областью варьирования. При общей постановке задачи синтеза, когда множества и включают в себя все мыслимые варианты построения системы и различные способы управления совместной работой процессов, сложность задачи синтеза превосходит возможности методов моделирования и оптимизации.

В целях упрощения задача синтеза сводится к многократному решению задачи анализа в эволюционном процессе проектирования. Такая схема решения представлена на рис. 2.2.





Рис. 2.2. Схема решения задачи синтеза через задачу анализа


Блоки 1, 2, 3 образуют итерационный процесс последовательных преобразований модели СРВ, начиная с исходного варианта модели, до конечного, удовлетворяющего условиям реального времени и приемлемым оценкам критериев качества.

Для решения возникающих при этом задач используются как формальные, так и эвристические методы, причем на долю последних приходится большинство задач.

Ранее отмечалось, что модель может воспроизводить лишь некоторое подмножество свойств проектируемой СРВ. Как правило, это происходит не потому, что часть характеристик вектора не интересует исследователя. Чаще всего применяемые модели способны воспроизводить только отдельные свойства проектируемой системы. Ниже перечислим некоторые свойства и типы моделей, используемых для оценок соответствующих характеристик.

Дискретные и непрерывные марковские цепи используются для оценки надежности системы.

Детерминированные и стохастические сети очередей, сети массового обслуживания позволяют оценить ряд характеристик, определяющих производительность системы в целом и ее отдельных компонентов.

Статистические модели, в частности регрессионный анализ, широко используется для установления статистических зависимостей между характеристиками и параметрами. Применение статистических моделей обусловлено как необходимостью воспроизведения статистической природы процессов, протекающих в системе, так и отсутствием теории, достаточной для построения математических моделей, описывающих физические свойства элементов системы и отношений между ними.

Математические модели, в которых отношения между характеристиками и параметрами удается представить в виде математических выражений, называют аналитическими. Для анализа характеристик такие модели имеют большую ценность, однако, построить их удается лишь в тех редких случаях, когда имеется хорошо разработанная теория исследуемых объектов.

Динамику функционирования СРВ можно представить некоторой совокупностью процессов, которые протекают параллельно и взаимодействуют друг с другом. Такие процессы можно сопоставить с прикладными функциями, реализующими задачи СРВ. В этой связи при проектировании СРВ важное место занимают задачи организации взаимодействия совокупности параллельных процессов. Для анализа корректности организации совместной работы совокупности параллельных процессов разработаны сети Петри. Аппарат сетей Петри и их многочисленных модификаций широко используется в задачах синхронизации процессов, выявления тупиковых состояний в динамике функционирования проектируемых систем.

Ниже рассмотрим другой тип менее известных, чем сети Петри, моделей, используемых при анализе взаимодействия процессов. В этих моделях используется явное задание моментов времени запуска процессов, продолжительности выполнения процессов и механизмов селекции данных при передаче их от одного процесса к другому. По имени одного из авторов, такие модели названы моделями Керка. Данные модели рассматриваются здесь в значительной степени для познавательных целей в вопросах организации взаимодействия параллельных процессов.

zmst.html
zn-z-tanu-pnn-oitu-rdsnde-oushilardi-tanimdi-iziushiliin-aliptastiru-dajindaan-a-elzhasarova.html
znachenie-boleznej-predislovie.html
znachenie-dalnevostochnih-shtammov-virusa-kleshevogo-encefalita-v-infekcionnoj-patologii.html
znachenie-drevne-grecheskogo-teatra-v-zhizni-grekov-grecheskie-tragiki-eshil-sofokl-evripid-komedii-aristofana.html
znachenie-familii-kruglova.html
  • paragraf.bystrickaya.ru/zamestitelnaya-terapiya-zavisimosti-ot-opioidov-obzor.html
  • paragraph.bystrickaya.ru/metodicheskie-rekomendacii-po-provedeniyu-profsoyuznogo-sobraniya-s-edinoj-povestkoj-dnya-90-let-belorusskomu-professionalnomu-soyuzu-rabotnikov-obrazovaniya-i-nauki.html
  • testyi.bystrickaya.ru/53-varianti-testovih-zadanij-rossijskij-gosudarstvennij-torgovo-ekonomicheskij-universitet.html
  • otsenki.bystrickaya.ru/rossijskij-oligarh-podaril-detskoj-bolnice-rigi-doroguyu-apparaturu-intervyu-s-elenoj-glinkoj.html
  • upbringing.bystrickaya.ru/metodicheskie-rekomendacii-po-organizacii-samostoyatelnoj-raboti-studentov-zaochnogo-otdeleniya-stranica-24.html
  • otsenki.bystrickaya.ru/rezultati-nagrazhdeniya-medalyami-za-osobie-uspehi-v-uchenii-publichnij-otchet-municipalnogo-obsheobrazovatelnogo.html
  • literature.bystrickaya.ru/ekologicheskoe-pravo-kak-otrasl-prava-2.html
  • desk.bystrickaya.ru/osnovnie-funkcii-mezhdunarodnogo-valyutnogo-fonda.html
  • tetrad.bystrickaya.ru/ugolovnoe-pravo-i-process-pravovie-sistemi-stran-mira-enciklopedicheskij-spravochnik.html
  • klass.bystrickaya.ru/6-poverzhennaya-statuya-kniga-vtoraya-per-s-fr-n-zharkova-izd-progress.html
  • zadachi.bystrickaya.ru/strukturnij-sintez-d-elementov-i-lestnichnih-arc-shem.html
  • essay.bystrickaya.ru/cenziya-na-obrazovatelnuyu-deyatelnost-a-274979-ot-09-12-2008g-gosudarstvennaya-akkreditaciya-29-12-2007g-svidetelstvo-o-gosudarstvennoj-akkreditacii-aa-stranica-3.html
  • kolledzh.bystrickaya.ru/77-specialnaya-odezhda-i-obuv-pravila-vedeniya-buhgalterskogo-ucheta-9-forma-vedeniya-buhgalterskogo-ucheta-9.html
  • lesson.bystrickaya.ru/uchebno-metodicheskij-kompleks-disciplini-vvedenie-v-garmoniyu-i-polifoniyu-3-h-letnij-srok-obucheniya-stranica-2.html
  • lesson.bystrickaya.ru/novosti-podmoskovya.html
  • vospitanie.bystrickaya.ru/zheleznie-dorogi-informacionnij-byulleten-statej-po-zhurnalam-transportnoj-tematiki-za-ii-kvartal-2009-goda.html
  • teacher.bystrickaya.ru/frazeologicheskij-kalambur-v-sovremennoj-publicistike-chast-2.html
  • studies.bystrickaya.ru/canada-and-nato-essay-research-paper-book.html
  • teacher.bystrickaya.ru/glava-1-vvedenie-v-sociologiyu-bezopasnosti-uchebnoe-posobie-dlya-studentov-pedagogicheskih-vuzov-avtor-sostavitel.html
  • university.bystrickaya.ru/glava-9-mezhmunicipalnoe-sotrudnichestvo-zakonu-ot-6-oktyabrya-2003-g-n-131-fz-ob-obshih-principah-organizacii.html
  • textbook.bystrickaya.ru/inostrannij-yazik-poyasnitelnaya-zapiska-k-uchebnomu-planu.html
  • doklad.bystrickaya.ru/utverzhda-yu.html
  • shkola.bystrickaya.ru/tradicionnij-mezhdunarodnij-turnir-veteranov-bolshaya-gandbolnaya-podkova.html
  • klass.bystrickaya.ru/azastan-respublikasini-2015-2025-zhildara-arnalan-sibajlas-zhemorlia-arsi-strategiyasi-mazmni.html
  • student.bystrickaya.ru/1-cel-i-zadachi-disciplini-ee-mesto-v-uchebnom-processe-rabochaya-programma-po-discipline-tovarovedenie-i-ekspertiza.html
  • spur.bystrickaya.ru/meri-presecheniya-chast-2.html
  • lesson.bystrickaya.ru/razrabotano-plan-raboti-nauchno-metodicheskogo-soveta-universiteta-i-metodicheskih-komissij-fakultetov-na-20102011-uchebnij-god.html
  • education.bystrickaya.ru/1-alash-ret-elektr-togi-tsngn-engzgen-alim.html
  • studies.bystrickaya.ru/e-sudebnie-resheniya-po-delu-zayavitelya-reshenie-strasburg.html
  • tests.bystrickaya.ru/mesto-provedeniya-obshego-sobraniya-provedennogo-v-forme-sobraniya.html
  • znanie.bystrickaya.ru/52-zolotoe-pravilo-glavnij-princip-chelovecheskogo-obshezhitiya-uchebnoe-posobie-moskva-2011-bbk-87-7-b-20.html
  • desk.bystrickaya.ru/osnovnaya-obrazovatelnaya-programma-nachalnogo-obshego-obrazovaniya-gou-nosh-shkola-zdorovya-1701-stranica-7.html
  • paragraf.bystrickaya.ru/yurovskij-konstantin-vladimirovich.html
  • uchebnik.bystrickaya.ru/urok-pervij-zagruzit-schetchik.html
  • holiday.bystrickaya.ru/mezhdunarodnij-soyuz-nauchnoj-i-prikladnoj-bioelektrografii.html
  • © bystrickaya.ru
    Мобильный рефератник - для мобильных людей.