Заполнение циклограммы начинают с отведения тактов для датчиков с меньшими тактовыми расстояниями. Датчикам присваиваются двухзначные номера, где первая цифра означает номер группы датчика, а вторая цифра номер датчика в группе.
После построения циклограммы опроса рассчитываются rрт и rп для выбранного оборудования, и проверяется условие:
rп ³ rрт + R0 (7)
Если необходимо делаются замены в составе аппаратно-программного обеспечения и вновь проверяется условие. Таким образом выбирается необходимое оборудование.
С целью уменьшения трудоемкости расчетов целесообразно на начальном этапе исключить из рассмотрения сочетание программно-аппаратных средств АСНИ, заведомо недопустимых по производительности. Для этих вариантов не выполняется хотя бы одно из следующих неравенств:
rп(С0) ³ rрт(С0) + R0 (8)
МVзсд+Vос+Nц+С0 n0 Tсб £ maxVозу (9)
Здесь М - число датчиков в системе; Vзсд и Vос - объем занимаемой ОП выбранными ЗСД и ОС соответственно; Тсб - время сбора данных (задается в техническом задании); Vозу - имеющийся объем ОП в выбранной ЭВМ; n0=[nацп/8], где[ ] означает дополнение до большего целого.
Объем занимаемой оперативной памяти ЭВМ в РТ рассчитывается по формуле:
Vозу= МVзсд+Vос+Nц+Срт n0 Tсб
Также необходимо чтобы объем занимаемой памяти был меньше максимально допустимого объема ОП выбранной ЭВМ:
Vозу£ maxVозу.
Конкретного алгоритма выбора оптимальных устройств мы предложить не можем. Выбор может осуществляться как простым перебором, так и с использованием анализа оборудования (например, отсеять устройства для которых заведомо не выполняются описанные выше устройства). Задачу выбора работоспособного варианта системы сбора и обработки данных по проектированной системе можно было бы решить простым перебором, но такой подход даже в данном случае (ЭВМ-7, интерфейс-3, УСД-4, ОС-3) предполагает проверку 7*3*4*3=252 возможных вариантов решения, что является достаточно трудоемкой задачей.
Задача выбора оптимального варианта состава системы относится к классу целочисленных аддитивных задач динамического программирования, решение которых предполагает определенную последовательность выбора функциональных элементов системы [3], учитывающую характер изменения целевой функции при выборе последовательности шагов нахождения работоспособной системы минимальной стоимости (в нашем случае).
Подбор начинают с выбора подходящего варианта элемента системы, обладающего большим значением целевой функции (наибольшей стоимостью), после которого переходят к выбору элементов, обладающих наибольшей стоимостью по отношению к оставшимся и т.д.
До выполнения топологического расчета неизвестной является стоимость системы связи, поэтому выполненный нагрузочный расчет является неокончательным и требует уточняющей проверки после определения стоимости интерфейсов.
Также, рекомендуется проверять условие (9) на любом этапе нагрузочного расчета.
РАСЧЕТ:
Так как для нашего варианта имеется только один алгоритм ЗСД, то можно рассчитать объем ОП занимаемый ЗСД:
МVзсд=27×200=5400 байт
Также можно рассчитать объем ОП занимаемый циклограммой и регистрируемой измерительной информацией на этапе сбора данных (так как при выборе оборудования они остаются неизменными):
Срт×n0×Tсб+Nц=1748,786688 ×1×15+512= 26732 байт
Минимальный объем ОП занимаемый ОС:
Vос=10×1024=10240 байт
Таким образом минимальный требуемый объем ОП:
Vозу=МVзсд+Vос+Nц+Cрт×n0×Tсб = 5400+26732+10240=42581 байт
Vозу < 64 кб=42581байт
Поэтому выбор ЭВМ возможен между 1-ой ,2-ой, 3-ей,4-й, 5-ой, 6-ой и 7-ой машиной. Дальнейший подбор устройств КТС рекомендуется проводить в такой последовательности, когда сначала подбираются более дорогостоящие составляющие КТС и ПО: ЭВМ, интерфейс, УСД и ОС. Так как все параметры задержек задаются в методическом пособии для третьей машины, соответствующие параметры для других ЭВМ определяются с помощью коэффициентов. В нашем случае, так как 1-ая ЭВМ дешевле, то целесообразнее выбрать ее. Проверим выполнение условия для 1-ой ЭВМ:
Пересчитаем tпо на 1-ую машину:
мкс
Выберем самое быстродействующее оборудование и ПО:
параллельный интерфейс
сек
3-й вариант УСД
3-й вариант ОС (пересчитаем на 1-ую ЭВМ)
Так как резерв по нагрузке для выбранных устройств значительно превышает допустимый, то выберем более дешевые и менее быстродействующие устройства. Так как львиная доля стоимости приходится на сеть связи, то желательно значительно снизить стоимость интерфейса. Возьмем самый дешевый 3-й вариант интерфейса, а также более дешевое УСД - 1-й вариант.
Проверим выполнение условия (7):
tусд=100 мкс
tинт=100 мкс
Так как нам необходимо добиться максимальной приближенности к резерву по нагрузке, то возьмем более дешевое ОС(2-й вариант):
Так как нам необходимо добиться максимальной приближенности к резерву по нагрузке, то возьмем самое дешевое ОС(1-й вариант):
В курсовом проекте рассмотрена только 1 ЭВМ, остальные шесть ЭВМ также проверены. На основе проверки всех семи ЭВМ выбрана наиболее оптимальное 1 ЭВМ с оптимальными величинами УСД, интерфейса и ОС.
Рассчитаем объем ОЗУ необходимый для нашей АСНИ и число блоков памяти по 16 кб=16384 байт:
Как указывалось выше
МVзсд = 5400 байт
Nц+Cрт×n0×Tсб = 26732байт
Для выбранного варианта ОС:
Vос = 5 кб = 5210 байт
Таким образом требуемый объем памяти:
Vозу = МVзсд+Vос+Nц+Cрт×n0×Tсб = 26732+5400+5210=37532 байт
Количество блоков памяти:
h= [Vозу / 16 кб]=[ 37532/ 16384]=[5,04]=3
Таким образом получим следующий состав аппаратно-программного обеспечения:
1-ый вариант УСД tусд=100 мкс
1-ой вариант ЭВМ
3-й вариант интерфейса (последовательный) tинт=100 мкс
1-й вариант алгоритма ЗСД tпо=27 мкс
1-ый вариант ОС rп(С)=1-168×10-6×С
3 блоков памяти по 16 кб h=3
Основные величины:
Срт=1748
rрт(Срт) = 0,396796
rп(Срт)=0,706336
Рассчитываются следующие величины:
t - величина средних затрат процессорного времени на однократное выполнение одной задачи. Численно равна тангенсу угла наклона отрезка прямой соединяющей РТ с началом координат.
t = rрт / Срт
Сs – производительность системы в РТ, является проекцией точки пересечения ПНХ с прямой проходящей через начало координат и РТ. Определяется как корень следующего уравнения:
tCs = rп(Cs)
Cmax - теоретический предел производительности системы. Сmax = Cs при t®0. Определяется из следующего уравнения:
rп(Cmax)=0
Приведенные затраты процессорного времени на диспетчеризацию в РТ:
rд(Cрт)=1-rп(Cрт)
По полученным данным вычерчивается график ПНХ.
При t®0 Сs®Сmax:
Построим ПНХ
Рис. 10
Основные величины и выражения:
Вид ПНХ: rп(С) = 1-168×10-6×С
Суммарная частота запуска прикладных задач в РТ: Срт = 1748
Производительность системы: Сs = 2538,02
Теоретический предел производительности системы: Сmax= 5952,07
Резерв загрузки ЭВМ в РТ: Rрт = 0,1
Загрузка процессора в РТ: rрт(Срт) = 0,396
Максимальная возможная загрузка процессора в РТ: rп(Срт) = 0,706
ТОПОЛОГИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ
Цель топологического расчета - построение топологической схемы АСНИ в монтажном пространстве. При этом необходимо решить следующие задачи:
определить топологию сети связи АСНИ;
выбрать модель трассировки линии связи;
разместить оборудование АСНИ в монтажном пространстве по критерию минимума стоимости сети связи.
Модель сети связи АСНИ можно представить в виде древовидной иерархической системы, нулевой уровень которой образуют неподвижные объекты (датчики, внешние устройства ЭВМ (МР, ПУ)), а остальные R уровней иерархии составляют объекты, положением которых можно варьировать (в данном случае это УСД, ЭВМ и разъемы на магистрали). Объекты нулевого уровня будем называть неперемещаемыми объектами (их координаты жестко заданы), а объекты остальных уровней – перемещаемыми (рис.11).
Рис. 11
В АСНИ датчики могут соединятся как непосредственное с УСД, так и через разъемы (псевдообъекты), тоже относится и к внешним устройствам (МР и ПУ) в смысле их соединения с ЭВМ. Аналогичным образом соединяются между собой УСД и ЭВМ (рис.12):
Рис. 12
Для проведения топологического расчета по критерию минимизации стоимости предлагается следующий алгоритм:
ЭТАП 1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОПОЛОГИИ СЕТИ СВЯЗИ
Выбирается структура связи между УСД и ЭВМ в зависимости от выбранного варианта интерфейса. Различают древовидную и кольцевую схемы соединений (рис.9):
Рис. 13
В случае древовидной схемы УСД напрямую соединяются с ЭВМ, а в случае кольцевой схемы соединение между ЭВМ и УСД необходимо организовать таким образом, чтобы оно образовывало кольцо. В этом случае УСД соединяются между собой образуя звенья кольца и только два из них соединяются непосредственно с ЭВМ (см. рис 9).
Расчет оптимальных координат для древовидной и кольцевой схем аналогичны, разница только в их соединении между собой.
Для выбранного типа интерфейса АСНИ необходимо использовать кольцевую схему соединения УСД и ЭВМ.
ЭТАП 2. ВЫБОР МОДЕЛИ ТРАССИРОВКИ ЛИНИЙ СВЯЗИ
Также необходимо выбрать модель трассировки межобъектных линий связи. На практике в качестве модели трассировки наиболее часто используют ортоганальную и евклидову метрики:
- ортоганальная метрика
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7
