Cтраница 1
Проектирование алгоритмов и программ для специализированных ЦВМ сопряжено обычно с большими трудностями и ограничениями, чем для универсальных ЦВМ. Кроме того, проектирование специализированных управляющих ЦВМ часто ведется параллельно с проектированием алгоритмов и системы управления в целом, что позволяет более полно ориентировать ЦВМ на решение определенных задач. Структура алгоритмов и их проектирование весьма близки для различных типов управляющих ЦВМ, однако для определенности все последующее изложение ориентировано, в основном, применительно к специализированным ЦВМ управления объектами. В необходимых случаях отмечаются особенности, связанные с проектированием алгоритмов и программ для управляющих ЦВМ первого подкласса. [1]
Проектированию сложных, высококачественных алгоритмов управления предшествует построение математических моделей объектов управления. Учитывая это, в данном разделе мы обсудим некоторые методы получения дискретных моделей объектов с сосредоточенными параметрами, иллюстрируя изложение примерами. [2]
При проектировании алгоритмов управляющей ЦВМ, а также при настройке уже разработанной операционной системы возникает задача выбора оптимального соотношения между основными и вклинивающимися подпрограммами. Эта задача может быть формализована следующим образом. Пусть в ЦВМ поступает п пуассоновских потоков заявок, характеризующихся параметрами Яг, Bt ( f) и ait и каждому потоку назначен свой приоритет обслуживания k таким образом, что потоки с меньшим значением k имеют более высокий приоритет. Заявки второго класса соответствуют основным подпрограммам ЦВМ и обслуживаются в порядке относительного приоритета. Заявки первого класса соответствуют вклинивающимся подпрограммам. [3]
При проектировании алгоритмов оптимизации для конкретного объекта адаптивный подход состоит в выборе тех или иных алгоритмов оценки параметров объекта и поиска экстремума и в нахождении наилучших значений некоторых свободных параметров этих алгоритмов. Процесс синтеза начинается с получения модели объекта. На следующем шаге производится оценка эффекта от решения задачи. Сначала вычисляется оптимальное значение критерия в допустимой области, затем оно сравнивается с некоторым пороговым значением. После этого оценивается практическая допустимость полученной верхней границы эффекта. При неблагоприятном исходе просматриваются возможности другой формулировки задачи, либо процесс проектирования заканчивается. [4]
Эффективные методы проектирования алгоритмов или схем фиксированного класса - это методы, на которых реализуется сложность соответствующего класса задач, точнее, подходящая ее характеристика. Другими словами, эффективный метод проектирования - это наиболее экономный ( в смысле, определяемом выбранной характеристикой сложности) метод, гарантирующий требуемое качество решения любой задачи класса. Таким образом, построение методов эффективного проектирования класса систем предполагает умение вычислять или оценивать сложность соответствующего класса задач. Оценка сложности класса задач или систем ( даже асимптотическая) весьма тонкая и трудоемкая работа. Оценка сложности класса объектов считается полученной, если найдены совпадающие по порядку величины нижняя ( N) и верхняя ( N) оценки сложности в функции от основных параметров системы, например от ее размерности и характеристик качества функционирования. [5]
В процессе проектирования алгоритмов технологических процессов, в выполнении которых преобладают моторные компоненты и требуется длительное поддержание определенной рабочей позы, на первое место следует поставить проектирование оптимальной рабочей позы и условий ее поддержания. [6]
Системный анализ и проектирование алгоритмов для ПС начинаются с определения целей и назначения будущего програмного комплекса. Далее проводится проектирование и моделирование основных алгоритмов, закладываемых в программы. В результате формируются основные задачи и методы их решения, которые отражаются в техническом задании на КП и его основные компоненты. При последующем изложении предполагается, что методы и алгоритмы решения задач определены и анализируется технологический процесс разработки программ на базе готовых алгоритмов. [7]
Перечисленные четыре группы проблем проектирования алгоритмов управляющих ЦВМ в совокупности являются проблемами создания математического обеспечения. При этом в наиболее широком понимании этот термин охватывает функциональные и служебные алгоритмы управляющих ЦВМ, системы автоматизации программирования и отладки алгоритмов и программ. Весьма часто в это понятие не включаются функциональные алгоритмы и программы. В этом случае под общим математическим обеспечением подразумеваются алгоритмы и программы организации вычислительного процесса, системы функционального контроля процессов реализации алгоритмов и системы автоматизации программирования и отладки алгоритмов и программ. [8]
Принципы математического обеспечения технологии проектирования алгоритмов и программ рассмотрены в гл. Сроки и экономические оценки этих процессов весьма существенно зависят от квалификации коллектива специалистов, ведущих проектирование, и сложности системы, что затрудняет их экономические оценки в общем виде. [9]
В этой книге проблемы проектирования алгоритмов управления рассматриваются главным образом применительно к непрерывным объектам и объектам с периодическими процессами, для описания которых могут использоваться модели, линеаризованные относительно некоторой рабочей точки. Поскольку при разработке цифровых систем управления основной интерес представляют математические модели с сигналами, дискретными во времени, в следующих разделах будут изложены некоторые методы построения таких моделей. [10]
Математическое обеспечение и процесс проектирования алгоритмов сложных систем 1-го и 2-го классов в значительной степени различаются, поэтому для определенности в данной книге изложение ведется применительно к алгоритмам управления объектами и технологическими процессами производства. В некоторой части рассматриваемые проблемы применимы и к алгоритмам сложных систем 2-го класса. [11]
При этом в группе эксплуатационных проблем проектирования алгоритмов и программ перечислены только те основные задачи, которые связаны с обеспечением их нормального функционирования. [12]
На основе рассмотренных в этой книге методов проектирования алгоритмов управления с обратными и прямыми связями могут быть разработаны программы, позволяющие проектировать алгоритмы управления в диалоговом режиме. Необходимым предварительным условием является, конечно, знание соответствующих математических моделей объектов управления и, возможно, моделей сигналов. Разработка моделей может осуществляться как теоретическими методами, так и с помощью процедуры идентификации, описанной в разд. Теоретические методы построения модели должны использоваться, если объект не доступен для исследования, например находится в стадии разработки. Однако существует ряд естественных факторов, ограничивающих точность теоретической модели. К ним относятся ограниченная точность получаемых данных и параметров объекта, упрощающие допущения, используемые при выводе уравнений модели, а также неточности задания моделей привода, регулирующих элементов и датчиков. В частности, для многих промышленных объектов ( химической, энергетической и тяжелой промышленности) физические или химические законы либо неизвестны, либо не могут быть выражены с помощью разумного числа математических уравнений. Это может быть выполнено вне связи с объектом на автономной ЭВМ либо, если вычислитель уже состыкован с объектом управления, в режиме нормальной эксплуатации. [13]
Проблемы, которые ждут своего решения в области проектирования алгоритмов и вычислительных устройств, имеют существенно более общий характер, чем, например, в теории обнаружения и передачи сигналов. [14]
В настоящую работу включены вопросы теории и методы проектирования алгоритмов принятия оперативных решений. Этот материал имеет замкнутый характер и может изучаться студентами независимо от других разделов учебника. [15]