Методы и средства обработки аналоговых сигналов

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.

РАСЧЕТ:

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

- евклидова метрика

Здесь lij - длина линии связи между i-ым и j-ым объектами.

Так как линии связи в ортоганальной метрике несомненно короче, то за модель трассировки целесообразнее принять именно ее.

Далее строится иерархическое дерево модели сети связи, где на нулевой уровень помещаются датчики, а на остальных размещаются УСД и ЭВМ, также возможно добавление фиктивных устройств (разъемов).

Приводятся графики дерева модели сети связи и размещения датчиков и устройств в монтажном пространстве.

В качестве модели трассировки линии связи примем евклидову метрику, так как она позволяет проложить более короткую линию связи, чем при евклидовой метрике.

Модель сети связи представим в виде следующей кольцевой иерархической системы (рис.14):

Рис.14

Диаграмма размещения датчиков и устройств в монтажном пространстве (рис.15):

Рис.15

ЭТАП 3. РАЗМЕЩЕНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ АСНИ В МОНТАЖНОМ ПРОСТРАНСТВЕ ПО КРИТЕРИЮ МИНИМИЗАЦИИ СТОИМОСТИ СЕТИ СВЯЗИ

В нашей задаче имеется только 4уровня в иерархической модели сети связи. Для решения задачи используем следующий графический метод. Оптимизация проводится дважды: сначала минимизируется линия связи по координате X, а затем таким же образом по координате Y.

Введем понятие удельной стоимости сети связи:

Здесь x - искомая оптимальная координата объекта X, который соединен с объектами Xi координаты xi которых известны. Si - удельная стоимость линии связи от объекта X к объекту Xi. m - число объектов связанных с объектом X.

Удельная стоимость сети связи не является стоимостью как таковой, она только характеризует стоимость сети связи в зависимости от положения объектов.

Удельная стоимость записывается для каждой координаты, уровня и фрагмента отдельно. При этом верхний индекс при Q указывает на координату, первый нижний индекс на уровень, а второй нижний индекс на фрагмент (или объект).

Вначале, составляется выражение Q для 0-го уровня, что в общем виде можно записать как:

Здесь j - номер фрагмента.

В этом случае Q будет характеризовать стоимость сети связи между объектами 0-го уровня и объектами 1-го уровня. j - номер объекта на первом уровне, который связан с объектами уровня 0.

Рассмотрим координату Х (иерархическая модель сети связи приведена на рисунке 14):

Для минимизации стоимости сети связи необходимо решить задачу:

Так как в выражении для Q разность (x-xi) стоит под знаком модуля, то при определении производной необходимо следить чтобы эта разница всегда была больше 0, т.е. если значение производной определяется на промежутке где x>xi, то эта разность запишется как (x-xi), а если значение производной определяется на промежутке где x<xi, то эта разность запишется как (xi-x).

Разность (x-xi) назовем узловой точкой с координатой xi. Для каждой Q координатная ось X разбивается узловыми точками на ряд отрезков в каждом из которых производная имеет постоянное значение. Такая координатная ось изображается для всех Q 0-го уровня. На эту ось наносятся значения координат узловых точек и значения производной в образуемых отрезках. Покажем это на примере, но для начала рассмотрим производную и ее график:

 Скачать реферат