ВУЗ:
Составители:
3
ПРЕДИСЛОВИЕ
Повышение производительности вычислительных машин и систем
автоматики на их основе во многом определяется эффективностью
организации логического управления в системах, учитывающих реализацию
параллелизма на всех уровнях управления. Особенно это относится к
мультипроцессорным системам, в том числе к системам реального времени,
предназначенным для управления в робототехнических системах, когда
возникают задачи управления параллельными взаимодействующими
процессами и ресурсами. При создании таких систем одной из актуальных
задач является разработка формальных методов описания алгоритмов
управления параллельными взаимодействующими процессами, их
эквивалентных преобразований и методов их структурной реализации на
разных уровнях.
Настоящее учебное пособие посвящено вопросам синтеза таких систем
логического управления, который базируется на использовании моделей
недетерминированных конечных автоматов (НДА) и их стандартной
аналитической форме представления в виде системы рекуррентных
канонических уравнений, описывающих все реализуемые в системе
управления частные события.
В такой математической модели НДА в отличие от модели
детерминированного автомата (ДА) предложено использовать представления
функций переходов в автомате не в терминах состояний, а в терминах
частных событий, реализуемых в автомате. При этом каждому НДА может
быть поставлен в соответствие эквивалентный ему детерминированный
автомат, в котором состояния в общем случае будут представлены
совокупностью событий, имеющих место в один и тот же момент времени в
НДА. Т.е. ДА является частным случаем НДА, в котором не соблюдаются
условия однозначности переходов, проявляющейся в том, что под действием
одного и того же входного сигнала возможен переход от некоторого
исходного события к нескольким событиям, совокупность которых и будет
представлять собой одно из состояний ДА.
Таким образом, «недетерминированность» автомата нельзя смешивать
со «случайностью», характеризующую вероятностный автомат, в котором
автомат может перейти в одно из следующих состояний с фиксированными
вероятностями [6].Указанная особенность модели НДА и определяет
«скрытый» в ней параллелизм.
Такой подход к формализации сложных параллельных алгоритмов
управления с взаимодействующими ветвями позволяет создать набор
методов и средств для компактного формального описания алгоритмов
управления и их эквивалентных преобразований для построения возможных
реализаций с учетом требований повышения производительности,
надежности и уменьшения аппаратурных затрат.
ПРЕДИСЛОВИЕ Повышение производительности вычислительных машин и систем автоматики на их основе во многом определяется эффективностью организации логического управления в системах, учитывающих реализацию параллелизма на всех уровнях управления. Особенно это относится к мультипроцессорным системам, в том числе к системам реального времени, предназначенным для управления в робототехнических системах, когда возникают задачи управления параллельными взаимодействующими процессами и ресурсами. При создании таких систем одной из актуальных задач является разработка формальных методов описания алгоритмов управления параллельными взаимодействующими процессами, их эквивалентных преобразований и методов их структурной реализации на разных уровнях. Настоящее учебное пособие посвящено вопросам синтеза таких систем логического управления, который базируется на использовании моделей недетерминированных конечных автоматов (НДА) и их стандартной аналитической форме представления в виде системы рекуррентных канонических уравнений, описывающих все реализуемые в системе управления частные события. В такой математической модели НДА в отличие от модели детерминированного автомата (ДА) предложено использовать представления функций переходов в автомате не в терминах состояний, а в терминах частных событий, реализуемых в автомате. При этом каждому НДА может быть поставлен в соответствие эквивалентный ему детерминированный автомат, в котором состояния в общем случае будут представлены совокупностью событий, имеющих место в один и тот же момент времени в НДА. Т.е. ДА является частным случаем НДА, в котором не соблюдаются условия однозначности переходов, проявляющейся в том, что под действием одного и того же входного сигнала возможен переход от некоторого исходного события к нескольким событиям, совокупность которых и будет представлять собой одно из состояний ДА. Таким образом, «недетерминированность» автомата нельзя смешивать со «случайностью», характеризующую вероятностный автомат, в котором автомат может перейти в одно из следующих состояний с фиксированными вероятностями [6].Указанная особенность модели НДА и определяет «скрытый» в ней параллелизм. Такой подход к формализации сложных параллельных алгоритмов управления с взаимодействующими ветвями позволяет создать набор методов и средств для компактного формального описания алгоритмов управления и их эквивалентных преобразований для построения возможных реализаций с учетом требований повышения производительности, надежности и уменьшения аппаратурных затрат. 3