Skaitmeninis modeliavimas. Nealgoritminiai skaitmeninio modeliavimo metodai

Skaitmeninis modeliavimas

realių reiškinių, procesų, prietaisų, sistemų ir kt. tyrimo metodas, pagrįstas jų matematinių modelių tyrimu (žr. Matematinį modelį) matematinius aprašymus) naudojant skaitmeninį kompiuterį. Skaitmeninio kompiuterio vykdoma programa taip pat yra savotiškas tiriamo objekto modelis. Skaitmeniniame modeliavime naudojamos specialios į problemą orientuotos modeliavimo kalbos; Viena iš plačiausiai modeliavimo kalbų yra CSMP kalba, sukurta septintajame dešimtmetyje. JAV. Skaitmeninė matematika išsiskiria savo aiškumu ir pasižymi dideliu realių objektų tyrimo proceso automatizavimo laipsniu.

Didžioji sovietinė enciklopedija. - M.: Tarybinė enciklopedija. 1969-1978 .

Pažiūrėkite, kas yra „skaitmeninis modeliavimas“ kituose žodynuose:

skaitmeninis modeliavimas- - [Ja.N.Luginskis, M.S.Fezi Žilinskaja, Ju.S.Kabirovas. Anglų-rusų elektros inžinerijos ir energetikos žodynas, Maskva, 1999] Elektros inžinerijos temos, pagrindinės sąvokos EN skaitmeninis modeliavimas ...

skaitmeninis modeliavimas- 3.8 skaitmeninis modeliavimas: Naudojimo būdas įvairūs matematiniai metodai elektroniniu būdu kompiuteriai ah, kad būtų pasiektas akustinis modeliavimas (žr. 3.1). Šaltinis: GOST R 53737 2009: Naftos ir dujų pramonė. Stūmoklis......

skaitmeninis modeliavimas- skaitmeninis modeliavimas statusas T sritis automatika atitikmenys: engl. skaitmeninis modeliavimas; skaitmeninio modeliavimo vok. skaitmeninis modeliavimas, f; numerische Simuliacija, f rus. skaitmeninis modeliavimas, n; skaitinis modeliavimas, n pranc. simuliacija… … Automatikos terminalų žodynas

skaitmeninis modeliavimas realiu laiku- [A.S. Goldbergas. Anglų-rusų energetikos žodynas. 2006] Temos: energija apskritai LT realiu laiku skaitmeninis modeliavimasRTDS ... Techninis vertėjo vadovas

Skaitmeninio aukščio modelio sukūrimas ir panaudojimas. Pastabos 1. Skaitmeninio reljefo modelio apdorojimas padeda gauti išvestinius morfometrinius rodiklius; racionalių linijų skaičiavimas ir konstravimas; konstrukcinių linijų ir vingio linijų ištraukimas... ... Techninis vertėjo vadovas

skaitmeninis reljefo modeliavimas- 61 skaitmeninis reljefo modeliavimas: skaitmeninio reljefo modelio sukūrimas ir naudojimas. 1 pastabos Skaitmeninio aukščio modelio apdorojimas naudojamas išvestiniams morfometriniams rodikliams gauti; racionalių linijų skaičiavimas ir konstravimas; ištraukimas...... Norminės ir techninės dokumentacijos terminų žodynas-žinynas

analoginis [analoginis-skaitmeninis] modeliavimas- Procesų ir objektų modeliavimas naudojant analoginę [analoginę skaitmeninę] kompiuterinę technologiją. [GOST 18421 93] Temos: analoginė ir analoginė skaitmeninė kompiuterių technologija ... Techninis vertėjo vadovas

Analoginis skaitmeninis modeliavimas statusas T sritis automatika atitikmenys: engl. analoginis skaitmeninis modeliavimas vok. analoginis skaitmeninis modeliavimas, f rus. analoginis skaitmeninis modeliavimas, n pranc. simulation analogique numérique, f … Automatikos terminų žodynas

analoginis-skaitmeninis modeliavimas- - [Ja.N.Luginskis, M.S.Fezi Žilinskaja, Ju.S.Kabirovas. Anglų-rusų elektros inžinerijos ir energetikos žodynas, Maskva] Elektros inžinerijos temos, pagrindinės sąvokos EN analoginis skaitmeninis modeliavimas ... Techninis vertėjo vadovas

Modeliavimas yra žinių objektų tyrimas pagal jų modelius; realaus gyvenimo objektų, procesų ar reiškinių modelių kūrimas ir studijavimas, siekiant gauti šių reiškinių paaiškinimus, taip pat numatyti dominančius reiškinius... ... Vikipedija

Knygos

• , drąsuolis Borisas Aronovičius. Svarstomos programavimo elementų panaudojimo C# kalba Microsoft Visual Studio aplinkoje galimybės įvairioms geomatikos problemoms spręsti. Ryšys tarp kadastro procesų ir...
• Programinė įranga geodezijai, fotogramoms, kadastro, inžinerijai. iš. , drąsuolis Borisas Aronovičius. Svarstomos programavimo elementų panaudojimo C kalba Microsoft Visual Studio aplinkoje galimybės įvairioms geomatikos problemoms spręsti. Ryšys tarp kadastro procesų ir...

Radijo signalų, radijo trukdžių ir skaitmeninio modeliavimo uždavinys atsitiktiniai procesai yra suformuluota kaip algoritmų (kuo paprastesnių), kurie leistų gauti atskirus modeliuojamų procesų įgyvendinimus (pasirinktas funkcijas) skaitmeniniame kompiuteryje, suradimo problema. Tai nepriklausoma ir gana sudėtinga diskrečių atsitiktinių procesų, kurie imituoja, sintezės problema nuolatiniai procesai su nurodytomis statistinėmis charakteristikomis. Išspręsta suradus patogias realizacijai skaitmeniniame kompiuteryje tiesines ir netiesines transformacijas, kurių pagalba galima atsitiktinių skaičių jutiklio generuojamus nepriklausomus tolygiai arba normaliai paskirstytus atsitiktinius skaičius transformuoti į atsitiktines sekas, turinčias reikiamas statistines savybes.

Radijo sistemų skaitmeninio modeliavimo problema suformuluota kaip algoritmų kūrimo problema, kuri, remiantis pateiktomis sistemų charakteristikomis, pavyzdžiui, perdavimo funkcijomis ir atskirų nuorodų netiesiškumo charakteristikomis, leidžia skaitmeniniame kompiuteryje konvertuoti diskrečius įvesties efektus. tiksliai arba su priimtina paklaida į atskirus atitinkamų modeliuojamų sistemų išvesties efektų įgyvendinimus. Šie algoritmai vadinami skaitmeninių sistemų modeliais.

Reikėtų paaiškinti kai kurias radijo sistemų skaitmeninio modeliavimo ypatybes ir čia pasirinktą modeliavimo metodą.

Modeliavimo teorijos apskritai, o ypač skaitmeninio modeliavimo, raidą lemia įvairiose mokslo ir technikos šakose vykstančių reiškinių ir procesų matematinio aprašymo laipsnis. Skirtingai nuo kai kurių kitų skaitmeninio modeliavimo taikymo sričių, pavyzdžiui, pramoninių procesų ar procesų biologinėse sistemose modeliavimas, kur matematinis reiškinių aprašymas dažnai yra labai sudėtingas uždavinys, matematinis radijo sistemų veikimo aprašymas yra gana gerai išvystytas.

Iš tiesų, pagrindinis radijo sistemų tikslas yra signaluose esančios informacijos perdavimas, priėmimas ir apdorojimas. Informaciniu požiūriu radijo sistemas galima laikyti specializuotais kompiuteriais (dažniausiai analoginiais labai dideliu greičiu), kurie tiksliai arba apytiksliai įgyvendina iš anksto nustatytus veikimo algoritmus (žr. šiuo klausimu). Į šiuos algoritmus įtrauktos operacijos, tokios kaip moduliavimas, filtravimas, stiprinimas, dažnio keitimas, aptikimas, ribojimas, kaupimas, sekimas ir kt., kaip taisyklė, leidžia atlikti gana paprastą matematinę formuluotę.

Matematinis aprašymas susiaurinamas iki žinomos radijo sistemos veikimo programos, suformuluotos įprasta radijo inžinerijos kalba, vertimo į matematikos kalbą, kurioje, pavyzdžiui, filtravimas yra slankioji integracija, kaupimas - sumavimas, amplitudės aptikimas - voko ištraukimas ir kt. Dėl to a matematinis modelis radijo sistemos. Skaitmeninis sistemos modelis gaunamas antrajame etape, kai remiantis matematiniu modeliu sukuriamas diskretinis modeliuojamojo objekto veikimo proceso algoritmas, skirtas realizuoti skaitmeniniame kompiuteryje.

Radijo sistemos skaitmeninio modelio įgyvendinimas skaitmeniniame kompiuteryje iš esmės reiškia specializuoto kompiuterio, kuris yra ši radijo sistema, pakeitimą universaliu skaitmeniniu kompiuteriu.

Radijo sistemų modeliavimo, kaip vieno kompiuterio pakeitimo kitu, požiūris yra vadinamasis funkcinis modeliavimo principas, pagal kurį modelis laikomas lygiaverčiu originalui, jei pakankamai tiksliai atkuria tik originalo funkciją, pvz. algoritmas, skirtas įvesties signalams konvertuoti į radijo imtuvo išvesties signalus. Kartu modelis ir originalas apskritai nėra panašūs, nes modeliuojant praleidžiamos informaciniu požiūriu nereikšmingos detalės, susijusios, pavyzdžiui, su konkrečiu modeliuojamos sistemos materialiniu įkūnijimu. Toks modeliavimo metodas tinka daugeliui problemų, pavyzdžiui, renkantis radijo sistemų konstravimo principus projektavimo etape, vertinant signalų apdorojimo grandinių (algoritmų) atsparumą triukšmui, vertinant trukdžių efektyvumą ir kt. studijos.

Žinoma, yra problemų, kurias funkcinis principas nėra praktiškas sprendžiant modeliavimo metodu, pavyzdžiui, tiriant realių elementų (elektrovakuuminių ir puslaidininkinių įtaisų, induktyvumo, talpos, varžų ir kt.) parametrų įtaką. sudaryti tam tikrą radijo įrenginį (įrenginį), atsižvelgiant į jo charakteristikas: perdavimo funkcijos, stabilumas, tiesiškumas, dinaminis diapazonas ir kt. Tokiais atvejais reikia pereiti prie detalesnio modeliavimo lygio. Toks modeliavimo metodas užsienio literatūroje vadinamas skaitmeninių kompiuterių panaudojimu grandinių analizei ir sintezei. Šie skaitmeninio modeliavimo metodai šioje monografijoje neaptariami.

Jame pateikiami skaitmeninio modeliavimo metodai, pagrįsti žiniomis apie labiau apibendrintas sistemų charakteristikas nei jų paprasčiausių elementų charakteristikos. Kaip tokios apibendrintos charakteristikos, naudojami sistemų veikimo algoritmai, atsižvelgiant į jų funkcinę paskirtį, tiesinių dinaminių grandžių perdavimo funkcijomis arba impulsų pereinamojo laikotarpio charakteristikomis, sistemą formuojančių netiesinių blokų netiesiškumo charakteristikomis, t.y. modeliavimas atliekamas funkcinio lygmens. , ir ne grandinių schemos sistemos

Paprastai imituojamos radijo sistemos gali būti pavaizduotos kaip tik dviejų pagrindinių jungčių tipų derinys – tiesinės inercinės jungtys (stiprintuvai, filtrai, sekimo sistemos ir kt.) ir netiesinės inercijos neturinčios jungtys (ribotuvai, detektoriai, loginiai blokai ir kt.) . Iš šių dviejų tipų funkcinių mazgų, didinant blokinę schemą ir keičiant jungčių charakteristikas, sukuriamos bet kokio sudėtingumo radijo sistemos. Tokių modeliavimo algoritmai funkcines sistemas nėra sunku rasti, jei žinote atskirų sistemų dalių modeliavimo algoritmus.

Radijo sistemos jungčių veikimo matematinio aprašymo problema neturi unikalaus sprendimo. Pavyzdžiui, linijinis filtravimas galima apibūdinti kaip įvesties efekto harmonikų amplitudių ir fazių keitimo procesą (Ferrier metodas) ir kaip įvesties proceso slenkančią integraciją su tam tikru svoriu (Duhamelio integralo metodas. Savo ruožtu tas pats matematinis modelis gali atitikti įvairūs skaitmeniniai modeliai, pavyzdžiui, nuolatinio filtravimo procesas, pateiktas Duhamelio integralo pavidalu, gali būti pavaizduotas kaip slankioji suma ir kaip skaičiavimo procesas pagal pasikartojančią skirtumo lygtį. Pagrindinė radijo sistemų skaitmeninio modeliavimo metodų kūrimo kryptis yra ne tiek matematinis jų skaitmeninių modelių aprašymas ir kūrimas, kiek yra lygiaverčių skaitmeninių modelių paieška ir iš jų pasirinkimas patogiausiu diegti skaitmeniniu būdu kompiuteris, t.y., efektyviausias pasirinkto efektyvumo kriterijaus požiūriu.

Kaip toks kriterijus, toliau naudojamas minimalių skaičiavimo kaštų (minimalios apimties ir skaičiavimo laiko) kriterijus esant tam tikram modeliavimo tikslumui.

Knygoje pateikiami įvairūs skaičiavimo kaštų mažinimo būdai. Pagrindiniai yra šie.

1. Ekonomiškų pasikartojančių (Markov) algoritmų panaudojimas modeliuojant signalus, triukšmą ir sistemų funkcionavimo procesus, pagal kuriuos nesunkiai galima rasti kitą modeliuojamo objekto būseną žinant vieną ar kelias ankstesnes jo būsenas. (Šis metodas turi gana platų pritaikymo spektrą, nes daugelis radijo sistemų procesų yra griežtai arba apytiksliai Markovo.)

2. Gaubtinio metodo taikymas, siekiant neįtraukti aukšto dažnio nešlio dažnio komponentų.

3. Sistemų funkcinių diagramų ekvivalentinės transformacijos, siekiant gauti funkciškai panašias, lengviau modeliuojamas sistemas.

4. Daugialypis modeliavimas (naudojant mažą atrankos žingsnį greitai besikeičiantiems procesams ir didelį atrankos žingsnį lėtai besikeičiantiems procesams, kai modeliuojamos sistemos, kuriose procesai vienu metu vyksta skirtingose ​​dažnių diapazono dalyse) ir kintamo masto modeliavimas (naudojant kintamąjį mėginių ėmimo žingsnis).

Naudojant šiuos metodus skaitmeninis ir analoginis modeliavimas suartėja. Kitais aspektais radijo sistemų skaitmeninės ir analoginės simuliacijos gali turėti skirtingą efektyvumą, nulemtą skaitmeninių ir analoginių kompiuterių privalumų ir trūkumų.

Tačiau ten, kur reikia turėti universalų aparatą įvairioms sistemoms modeliuoti: diskrečiųjų automatų, nuolatinių ir diskrečiųjų dinaminių sistemų (tiesinių ir netiesinių su pastoviais, kintamaisiais, vienkartiniais ir paskirstytais parametrais), sistemų. eilėse ir tt, kur reikalingas didelis tikslumas, pažangi logika, efektyvios atminties sistemos buvimas, didelis dinaminis verčių diapazonas, skaitmeninis modeliavimas turi didelių pranašumų prieš analoginį.

Šiuo metu skaitmeninio modeliavimo trūkumai yra šie: santykinai mažas greitis, netobula žmogaus ir mašinos ryšio sistema (nepakankamas vizualinis rezultatų fiksavimas, sunkumai keičiant modeliuojamos sistemos parametrus ir struktūrą sprendžiant problemą), didelė kaina. valandos darbo kompiuteriu. Tačiau yra pagrindo manyti, kad ateityje, tobulėjant elektroninei skaitmeninei skaičiavimo technologijai ir jos matematinio palaikymo metodams, nurodyti trūkumai bus pašalintas. Pristatant medžiagą pažymimi kai kurie papildomi skaitmeninio modeliavimo privalumai ir trūkumai.

Analoginis modeliavimas atliekamas paprasčiau, kai kuriais atvejais greitesnis nei skaitmeninis modeliavimas, vizualesnis, ekonomiškesnis, tačiau mažas tikslumas, palyginti mažas dinaminis diapazonas ir nėra toks universalus. Šis modeliavimo būdas efektyviausiai naudojamas, kaip žinoma, tiriant nuolatines dinamines sistemas, aprašomas įprastomis diferencialinėmis lygtimis.

Analoginio modeliavimo trūkumus galima kompensuoti kombinuotuose analoginiuose-skaitmeniniuose modeliuose.

Šioje knygoje pagrindinis dėmesys bus skiriamas tik skaitmeniniam modeliavimui, tačiau kai kurie joje aptarti metodai gali būti naudojami tiek analoginiame, tiek analoginiame-skaitmeniniame modeliavime, pavyzdžiui, formuojant filtrą modeliuojant atsitiktinius signalus.

Ateityje vietoj termino „skaitmeninis modeliavimas“ paprastai bus vartojamas terminas „modeliavimas“.

Kadangi knygoje nagrinėjami matematinio modeliavimo metodai, joje yra „daug matematikos“. Tačiau norint suprasti medžiagą, skaitytojui reikia ne tiek matematikos žinių griežtąja klasikine prasme, kiek „radijo matematikos“, S. M. Rytovo terminologija, ir „schemų matematikos“, t. Woodward terminologija, taip pat taikomosios atsitiktinių procesų teorijos ir statistinės radijo inžinerijos klausimai atitinkamų knygos skyrių tomuose. Be to, skaitytojas turi žinoti kai kuriuos diskrečiųjų sistemų teorijos matematinio aparato pagrindus, ypač pagrindines transformacijų savybes, skaitmeninio kompiuterio galimybes ir programavimo principus.

Knygoje nepateikiamos galimų programų, skirtų modeliavimo algoritmams įgyvendinti skaitmeniniame kompiuteryje, schemos. Algoritmai pateikiami formulės pavidalu. Formuliniams algoritmams paaiškinti pateikiamos diskrečiųjų filtrų, atliekančių operacijas su įvesties skaitinėmis sekomis griežtai pagal siūlomus algoritmus, perdavimo funkcijos ir blokinės diagramos.

Skaitmeninis modeliavimas šiuo metu vystosi dinamiškiausiai. Taip yra dėl intensyvaus matematinės programinės įrangos, suformuotos paketų pavidalu, kūrimo taikomosios programos. Šių paketų naudojimas pagerina modeliavimo produktyvumą ir tuo pačiu jį supaprastina.

Skaitmeninio modeliavimo metodo pranašumai:

1. Išspręsta bet kuri matematiškai interpretuojama uždavinių klasė;

2. Didelis sprendimo tikslumas (ribojamas tik laikas, kurio reikia problemai išspręsti);

3. Lengvas perėjimas nuo vienos užduoties prie kitos (tereikia iš naujo paleisti programą);

4. Galimybė tyrinėti didelių matmenų objektus.

Skaitmeninio modeliavimo metodo trūkumas – pabaigos laikas modeliavimas, kuris gali nesutapti su realiu laiku.

Skaitmeninis kompiuteris – tai techninių įrenginių kompleksas, kuriame gali vykti procesai, rodantys (modeliuojantys) veiksmus su skaičiais. Būtent operacijos su skaičiais yra esmė skaičiavimo operacijos kai skaitiniu būdu sprendžiami įvairūs matematines problemas. Matematinio uždavinio skaitinio sprendimo proceso modeliavimas skaitmeniniu kompiuteriu praktiškai reiškia automatinis sprendimas tai naudojant skaitmeninį kompiuterį.

Skaičiai gali ne tik išreikšti pastovių ir kintamų dydžių reikšmę, bet ir būti simboliniais sąlyginiais įvairiausių kitų objektų – raidžių, žodžių, daiktų, reiškinių ir kt. Tai leidžia redukuoti įvairias ne skaičiavimo užduotis į operacijas su skaičiais, pavyzdžiui, nustatyti objektų skaičių su duotomis savybėmis. To dėka skaitmeniniame kompiuteryje galima imituoti ne skaičiavimo uždavinio sprendimo procedūrą, t.y. šio sprendimo mašininis įgyvendinimas.

Bet kurio materialaus objekto veikimo procesas reiškia nuoseklų jo būsenų pasikeitimą laike, kurių kiekvieną lemia konkrečios tam tikrų fizinių dydžių reikšmės. Jei objektas yra ištisinė sistema, tai šie dydžiai yra nuolatinės nuolatinio laiko funkcijos.

Matematinis objekto aprašymas susideda iš įvairių matematinių formų, išreiškiančių kiekybinius ryšius tarp kintamųjų ir konstantų. Tai įvairios funkcijos, lygtys, lygčių sistemos, jų sprendinių unikalumo sąlygos, nelygybės ir kiti matematiniai vaizdiniai.

Jei yra žinomas matematinis pirminio objekto veikimo aprašymas, pagal šį aprašymą procesas apibrėžiamas skaičiais, išreiškiančiais objekto būseną apibūdinančių dydžių reikšmes, ir šis procesas rodomas skaitmeniniame kompiuteryje, tada skaitmeninio kompiuterio įgyvendintas procesas yra materialus funkcinis formalus matematinis panašus skaitmeninis originalo modelis.

Dėl diskretiško skaitmeninio kompiuterio veikimo pobūdžio, kaip taisyklė, reikia sumažinti originalų matematinį originalo aprašymą iki formos, patogios skaitmeniniam modeliavimui. Visų pirma, būtinas nuolatinių dydžių diskretavimas. Šiuo atveju nuolatinės funkcijos yra kvantuojamos pagal lygį ir argumentus. Dėl to nuolatinio argumento y = f(t) tolydinė funkcija virsta į diskreti funkcija diskretiškas argumentas

T y k y = f (Tk),

kur k ir k y yra skaičiai, kurių reikšmės yra 0, ± 1, ± 2, ± 3, ... ; T ir Ty yra kintamųjų t ir y kvantai.

Lygio kvantavimas yra y reikšmės pakeitimas atitinkamu tam tikro bitų gylio skaičiumi, kartu su apvalinimo klaida

Dy< T y /2.

Kadangi šiuolaikiniuose skaitmeniniuose kompiuteriuose skaitmenų skaičius yra didelis (32 ir daugiau), o paklaida yra nereikšminga, todėl praktiškai galime manyti, kad skaitmeninių kompiuterių veikimas apibūdinamas formos gardelės funkcijomis

y = f (Tk) = f [k]

ir juos modeliuoja.

Skaitmeniniam originalo modeliavimui reikalingas matematinio originalo aprašymo algoritmas. Algoritmas yra tiksliai apibrėžta taisyklė, skirta atlikti skaičiavimo operacijas su skaičiais, kurių seka yra bendras procesas pradinių duomenų transformavimas į atitinkamos problemos sprendimo rezultatą. Matematinio aprašymo algoritmizavimas susideda iš algoritmo, atitinkančio šį aprašymą, gavimo. Jei, pavyzdžiui, originalo veikimas apibūdinamas diferencine lygtimi, tai algoritmizavimas susideda iš algoritmo sudarymo šios lygties skaitiniam sprendimui. Iš esmės matematinio aprašymo algoritmizavimas susideda iš jo pateikimo į formą, patogią skaitmeniniam modeliavimui. Jis atliekamas remiantis pasirinktu skaitiniu problemos sprendimo metodu, kuris leidžia sumažinti sprendimą iki aritmetiniai veiksmai. Šiuo atveju dažnai pravartu pasinaudoti gardelės funkcijų aparatu.

Algoritmas gali būti trijų pagrindinių formų: analitinis, žodinis ir struktūrinis.

Analitinė forma algoritmas yra jo išraiška kaip aiški atitinkamų argumentų funkcija arba kaip pasikartojanti formulė. Forma labai kompaktiška, tačiau jos pritaikymo galimybės ribotos.

Žodinė forma Algoritmas – tai jo aprašymas natūralia kalba, detalios instrukcijos žmogui, rankiniu būdu sprendžiančiam problemą popieriuje. Forma yra universali, tačiau sudėtinga ir nematoma.

Struktūrinė algoritmo forma yra jo aprašymas blokinės schemos, susidedančios iš atskirų blokų, sujungtų tiesiomis linijomis, forma. Kiekvienas blokas atitinka tam tikrą skaičių operaciją. Forma universali, kompaktiška ir vizuali. Todėl jis naudojamas dažniausiai.

Apskritai skaitmeninio kompiuterinio modeliavimo procesas susideda iš šių etapų:

1. Kompiliacija originalus algoritmas, t.y. matematinio originalo aprašymo algoritmizavimas.

2. Tarpinio algoritmo sudarymas algoritmine kalba.

3. Mašininio algoritmo gavimas.

4. Programos derinimas.

5. Problemos sprendimo mašininis įgyvendinimas.

Pirmos keturios paruošiamasis etapas naudojant labai supaprastinamos tipiniai algoritmai ir atitinkamos standartinės programos, iš anksto sukompiliuotos ir pakartotinai naudojamos sprendžiant tokias užduotis kaip elementariųjų funkcijų skaičiavimas, daugianario nulių nustatymas, skaičių konvertavimas iš vienos skaičių sistemos į kitą ir kt.

Programinės įrangos įrankių rinkinys, skirtas sumažinti parengiamųjų darbų darbo intensyvumą, padidinti mašinos naudojimo efektyvumą ir palengvinti jos veikimą, vadinamas skaitmenine kompiuterių programine įranga.

Skaitmeniniame modeliavime dažniausiai tenka susidurti su gardelės funkcijomis f[k], atitinkančiomis ištisinio argumento tolydiąsias funkcijas. Ištisinė funkcija, kuri sutampa su gardelės funkcijos diskretais, vadinama tos gardelės funkcijos apvalkalu. Kiekviena ištisinė funkcija f(t) gali pasitarnauti kaip įvairių gardelės funkcijų gaubtinė f i [k] = f(T i k), besiskirianti parametru T i – funkcijos f(t) atrankos periodu. Kiekviena gardelės funkcija gali turėti daug skirtingų vokų.

Įvairūs matematines formas ir idėjas, kurios charakterizuoja arba apibrėžia nuolatinė funkcija f(t), galime susieti analogus, kurie apibūdina arba apibrėžia gardelės funkciją f(k). Funkcijos f(t) pirmosios išvestinės analogas

yra pirmosios funkcijos f[k] skirtumo lygtys

Tie. pereinama prie skaitinių sprendimo būdų.

Taigi, pagaliau,

* Pirmasis projektavimo etapas yra tinkamiausio matematinio modelio parinkimas. Šis etapas turėtų užtikrinti sėkmingiausio matematinio modelio gavimą ir modelio sąlygų reikalavimų parengimą;

* Antrasis projektavimo proceso etapas – matematinio modelio paruošimas modeliavimui. Problema išspręsta suvedus diskretišką procesą į blokinę schemą ir lygčių sistemą pateikus į diskrečią formą. Šis etapas baigiasi dviem rezultatais: matematiniu aprašymu ir viso bloko schema diskreti sistema. Gautos diskrečios sistemos blokinė schema turi būti identiška blokinei schemai nuolatinė sistema pagal informacijos srautą;

* Trečiasis etapas – programos matematiniam modeliavimui atlikti parašymas. Tai yra lemiamas etapas, kuriame griežtai laikomasi laiko santykių sintezuotame matematiniame modelyje, paprastai labiausiai didesnis skaičius problemos kyla pereinant nuo 2 etapo užduočių prie 3 etapo užduočių;

* ketvirtasis etapas – modelio testavimas, tikrinimas ir derinimas, po kurio gaunamas baigtas modelis.

realių reiškinių, procesų, prietaisų, sistemų ir kt. tyrimo metodas, pagrįstas jų matematinių modelių (Žr. Matematinį modelį) (matematinių aprašymų) tyrimu naudojant skaitmeninį kompiuterį. Skaitmeninio kompiuterio vykdoma programa taip pat yra savotiškas tiriamo objekto modelis. Skaitmeniniame modeliavime naudojamos specialios į problemą orientuotos modeliavimo kalbos; Viena iš plačiausiai modeliavimo kalbų yra CSMP kalba, sukurta septintajame dešimtmetyje. JAV. Skaitmeninė matematika išsiskiria savo aiškumu ir pasižymi dideliu realių objektų tyrimo proceso automatizavimo laipsniu.

• - mokslų daktaro mokslinis tyrimas. reiškinius, procesus ar objektų sistemas konstruojant ir tiriant jų modelius. M. apima: preliminarią tiriamo objekto analizę; sukurti modelį ir jį studijuoti...

  Žemės ūkio enciklopedinis žodynas

• - mokslų daktaro mokslinis tyrimas. realiai egzistuojantys objektai ir reiškiniai bei sukonstruoti objektai, konstruojant ir tiriant jų modelius...

  Gamtos mokslas. Enciklopedinis žodynas

• - bet kokių esamų objektų ir reiškinių tyrimas, konstruojant ir tiriant jų modelius. Tiek teoriniai, tiek eksperimentiniai metodaižinios...

  Pradžios šiuolaikinis gamtos mokslas

• - bet kokių reiškinių, procesų ar objektų tyrimas, konstruojant ir tiriant jų modelius. Viena iš pagrindinių žinių teorijos kategorijų. Realaus pasaulio modeliavimas yra viena iš literatūros ir meno užduočių...

  Terminų žodynas-tezauras literatūros studijose

• - Idėjų ir elgesio sekos atpažinimo procesas, leidžiantis susidoroti su užduotimi. Pagreitinto mokymosi pagrindas. Kitų žmonių sėkmingų veiksmų ir elgesio stebėjimo ir kopijavimo procesas...

  Neurolingvistinio programavimo žodynas

• - skaitmeninė televizija yra kolektyvinis terminas, reiškiantis skaitmeninių vaizdo informacijos apdorojimo metodų naudojimą nuo to momento, kai vaizdo signalas susidaro siunčiančiojo...

  Technologijų enciklopedija

• - elektromechaninis...

  Didysis enciklopedinis politechnikos žodynas

• - 1...

  Telekomunikacijų žodynas

• - kodavimas, kuriame naudojamas kodas, susidedantis iš raidžių, skaičių ir kitų abėcėlės simbolių. Taip pat žiūrėkite: kodavimas  ...

  Finansų žodynas

• - "...Skaitmeninis kartografavimas: veiklos rinkinys, skirtas skaitmeninių kartografinių produktų kūrimui..." Šaltinis: "GOST 28441-99. Skaitmeninė kartografija...

  Oficiali terminija

• - "...Skaitmeninis kartografinis modeliavimas: skaitmeninių kartografinių modelių kūrimo ir naudojimo procesas..." Šaltinis: "GOST 28441-99. Skaitmeninė kartografija...

  Oficiali terminija

• - "...kartografinė parama: priemonių rinkinys, skirtas skaitmeninių kartografinių gaminių kūrimui, saugojimui ir išdavimui vartotojams..." Šaltinis: "GOST 28441-99. Skaitmeninė kartografija...

  Oficiali terminija

• - ".....

  Oficiali terminija

• - prietaisas, skirtas įrašyti ant popieriaus arba jį pakeičiančios informacijos, kurią išduoda elektroninis kompiuteris raidinio ir skaitmeninio teksto, lentelių, grafikų ir kt.
• - matavimo priemonė, kurioje išmatuoto fizinio dydžio reikšmė automatiškai pateikiama skaitmeniniame nuskaitymo įrenginyje rodomo skaičiaus arba diskrečiųjų signalų rinkinio pavidalu...

  Didžioji sovietinė enciklopedija

• - televizijos sistema, kurioje perduodamas televizijos signalas yra elektros impulsų kodų derinių seka...

  Didelis enciklopedinis žodynas

„Skaitmeninis modeliavimas“ knygose

Skaitmeninis muša analoginį

autorius Isaacsonas Walteris

Skaitmeninis muša analoginį

Iš knygos Inovatoriai. Kaip keli genijai, įsilaužėliai ir geikai sukūrė skaitmeninę revoliuciją autorius Isaacsonas Walteris

Skaitmeniniai ritmai analoginiai Hollerith ir Babbage sukurtos mašinos buvo skaitmeninės, o tai reiškia, kad jos buvo sukurtos naudoti skaitmenis – įvairius atskirus sveikuosius skaičius, tokius kaip o, 1, 2, 3. Jų mašinose sveikieji skaičiai buvo sudėti ir atimti naudojant

Iš knygos Knyga 2.0. Elektroninių knygų praeitis, dabartis ir ateitis „Kindle“ kūrėjo akimis autorius Merkoski Jasonas

Išsilavinimas: spausdintas ar skaitmeninis?

Skaitmeninis vaizdas

Iš knygos Mano pirmasis vaizdo įrašas nuo A iki Z autorius Gamaley Vladimiras

Skaitmeninis vaizdas Kompiuteris negali apdoroti analoginio vaizdo, kuriame yra informacijos apie ryškumą, spalvas ir gryną garsą. Norėdami tai padaryti, turite juos konvertuoti į skaitmeninę formą. Yra daug elektroninių plokščių (jos paminėtos 10 skyriuje)

Skaitmeninė palydovinė televizija

Iš knygos 100 didžiųjų technologijų stebuklų autorius Musskis Sergejus Anatoljevičius

Skaitmeninė palydovinė televizija Informacijos perdavimas į dideli atstumai buvo ir tebėra vienas svarbiausių pritaikymų praktiniu požiūriu dirbtiniai palydovaiŽemė. Pirmasis tam skirtas Amerikos ryšių palydovas 1963 m. turėjo siųstuvą

Skaitmeninė televizija

Iš knygos Puiki enciklopedija technologija autorius Autorių komanda

Skaitmeninė televizija Skaitmeninė televizija yra garso ir vaizdo signalų perdavimo į televizorių vertėjo modelis. Skaitmeninė televizija naudoja glaudinimą ir skaitmeninę moduliaciją duomenims perduoti. Pagrindinis modernumo standartas skaitmeninė televizija yra

Skaitmeninis matavimo prietaisas

TSB

Skaitmeninis modeliavimas

Iš knygos Big Tarybinė enciklopedija(CI) autoriaus TSB

10 pamoka Skaitmeninis modeliavimas

autorius Heinemannas Robertas

10 pamoka Skaitmeninis modeliavimas Atlikę šią pamoką, išmoksite naudoti PSPICE kaip statistinį loginį analizatorių. Visi klausimai svarstomi adresu praktiniais pavyzdžiais. Jūsų bus paprašyta nustatyti mažiausią

10.1.1. Skaitmeninės grandinės modeliavimo pratimas

Iš knygos Visual Modeling of Electronic Circuits in PSPICE autorius Heinemannas Robertas

10.1.1. Skaitmeninės grandinės modeliavimo pratimas Išbandykite PSPICE programos „protingumą“, pasirinkdami grandinei su nepriimtina varža R = 180 omų tokį įėjimo įtampų derinį, kuris sukurs loginį vienetinį signalą NOR vartų išėjime. ,

10.2. Dinaminis skaitmeninis modeliavimas: laiko diagramos

Iš knygos Visual Modeling of Electronic Circuits in PSPICE autorius Heinemannas Robertas

10.2. Dinaminis skaitmeninis modeliavimas: laiko diagramos Kai reikia ištirti skaitmeninių procesų laiką, projektuotojui į pagalbą ateina osciloskopo PROBE programinė įranga. Tačiau norėdami sėkmingai dirbti PROBE, turite mokėti naršyti techninėse srityse

19.5. Skaitmeninis kuponų pasirašymas

Iš iOS knygos. Programavimo technikos autorius Nahavandipur Vandad

19.5. Skaitmeninis kuponų pasirašymas Problemos pareiškimas Jūs parengėte leidimų katalogą su aprašo failu ir pass.json failu bei visais vaizdais. Dabar norite skaitmeniniu būdu pasirašyti kuponų katalogą ir jo turinį. Tai būtina norint sukurti paruoštą kupono failą

III skyrius Skaitmeninis vaizdo įrašas

Iš knygos Vaizdo įrašas jūsų kompiuteryje: TV imtuvai, kadrų fiksavimas, vaizdo montažas, DVD autorius Bukovetskaja Oksana Aleksandrovna

III skyrius Skaitmeninis video Skaitmeninio aprašymo principai Skaitmeniniai vaizdo formatai Galiausiai kompiuterinis vaizdo įrašas Kompiuterinis vaizdo redagavimas Skaitmeninis vaizdo įrašas nebūtinai ir ne visada yra kompiuteris. Pirmasis skaitmeninis vaizdo registratorius pasirodė 1986 m., kai anksčiau

Skaitmeninė invazija

Iš knygos Literatūros laikraštis 6468 (2014 m. Nr. 25) autorius Literatūrinis laikraštis

Skaitmeninė invazija Dabar teisės aktų laikosi nedaug žmonių, bet elektromagnetiniai impulsai Visi kasdien uoliai gaudo ne prie televizoriaus, o prie kompiuterio. Aš taip pat tikrai esu įsipareigojęs šiam reikalui. Be to, atidžiai seku informacijos raidą

9. Skaitmeninis vaizdo stebėjimas

Iš CCTV knygos. CCTV Biblija [Skaitmeninis ir tinklai] autorius Damjanovski Vlado

9. Skaitmeninis vaizdo stebėjimas Iki šiol dauguma šioje knygoje aptartų temų buvo susijusios su analoginiais vaizdo signalais. Dauguma modernios sistemos CCTV vis dar naudoja analogines kameras, nors jas siūlo vis daugiau gamintojų

2.2. Nealgoritminiai metodai

skaitmeninis modeliavimas.

Daugelio sudėtingų problemų sprendimo greitis naudojant programinį-algoritminį metodą bendrosios paskirties skaitmeniniame kompiuteryje yra nepakankamas ir nepatenkina kompiuterinio projektavimo (CAD) inžinerinių sistemų poreikių. Viena iš šių problemų klasių, plačiai naudojama inžinerinėje praktikoje tiriant dinamiką (praeinančius procesus) sudėtingos sistemos automatizavimas yra aukšto laipsnio netiesinių diferencialinių lygčių sistemos paprastose išvestinėse. Siekiant paspartinti šių problemų sprendimą, CAD programinės ir techninės įrangos sistemose, be pagrindinio (pirmaujančio) bendrosios paskirties skaitmeninio kompiuterio, gali būti GVM, kurie yra orientuoti į problemas netiesinėms problemoms spręsti. diferencialines lygtis. Jie organizuojami skaitmeninio matematinio modeliavimo pagrindu, naudojant nealgoritminį metodą. Pastarasis leidžia padidinti CAD našumą dėl įgimto skaičiavimo proceso lygiagretumo, o diskretiškas (skaitmeninis) matematinių dydžių vaizdavimo metodas leidžia pasiekti apdorojimo tikslumą ne blogiau nei skaitmeniniame kompiuteryje. Šie GVM naudoja du skaitmeninio modeliavimo metodus:

1. Baigtinių skirtumų modeliavimas;

2. Iškrovos modeliavimas.

Pirmasis metodas, naudojamas GVM, tokiuose kaip skaitmeniniai diferencialiniai analizatoriai (DDA) ir skaitmeninės integravimo mašinos (DIM), yra gerai žinomas apytikslių (žingsnis po žingsnio) baigtinių skirtumų skaičiavimo metodas. Skaitmeniniai GVM valdymo blokai, sukurti ant skaitmeninės grandinės, apdoroja gana nedidelius atskirus matematinių dydžių žingsnius, perduodamus ryšio linijomis tarp veikiančių blokų. Įvestis ir išvestis matematiniai dydžiai atvaizduojami, saugomi ir kaupiami iš prieaugių skaitmeniniais n bitų kodais atvirkštiniuose skaitikliuose arba kaupiamuosiuose sumatorių registruose.

Visų kiekių prieaugiai dažniausiai koduojami viename mažos eilės vienete: D:=1ml. r. Tai atitinka visų apdorotų kiekių kvantavimą pastoviu tempu kvantavimas D=1. Todėl visų mašinų kiekių didėjimo greitis yra ribotas: |dS/dx|£1.

Vieno bito prieaugio ženklai koduojami naudojant ženklų kodavimo metodą dviejų laidų ryšio linijose tarp veikiančių blokų:

https://pandia.ru/text/78/244/images/image002_51.gif" width="476" height="64 src=">,

kur DSi=yiDx – integralo inkrementas i-tas žingsnis integracija, o integrandinės funkcijos y(x) – yi i-oji ordinatė apskaičiuojama kaupiant jos prieaugius:

https://pandia.ru/text/78/244/images/image004_39.gif" width="208" height="56 src=">

įvedus pastovų normalizavimo koeficientą kn = 2-n, prieaugiai prie integratorių išėjimų formuojami nuosekliai ir apdorojami sekančiuose integratoriuose taip pat nuosekliai. Išimtis yra kelių integrandų funkcijų sumos integravimas

https://pandia.ru/text/78/244/images/image006_34.gif" width="239" height="56 src=">

Tada išilgai kelių m įvesties linijų l-ojo žingsnio gali veikti sinchroniškai kokiame nors j-ajame žingsnyje. Nuosekliam sudėjimui jie yra išdėstyti per žingsnį, naudojant delsos linijas, padidinant įvesties kaupiklio laikrodžio dažnį m kartų. Todėl sumuojamų integrandų funkcijų skaičius paprastai ribojamas iki dviejų: m=2.

Skaitmeninio integratoriaus-sudėtuvo struktūrinė organizacija yra labai paprasta. Jis sukonstruotas nuosekliai jungiant šiuos funkcinius mazgus:

· 2OR grandinė su vėlinimo linija tз=0,5t viename iš įėjimų

· įvesties akumuliacinis integrandinių funkcijų prieaugių sumatorius, kuris kaupia jų n bitų ordinates pagal įvesties žingsnius:

https://pandia.ru/text/78/244/images/image008_28.gif" width="411" height="194 src=">

Kai Dх:=(10) kodas yk perduodamas be pakeitimų, o kai Dх:=(01), išvestis sudaro atvirkštinį kodą įvesties kodui yk.

Išvesties akumuliacinis sumatorius, kuris kiekviename integravimo etape prie senojo turinio prideda įvesties NSM poslinkio registro RS turinį (serijiniame perdavimo kode šis veiksmas atliekamas n laikrodžio ciklų):

· integralinio išėjimo prieaugio generatorius: DSi:= perpildymo vienetas Si, perpildymo ženklą paverčiantis dvipoliu prieaugio kodu (paprasčiausiai įgyvendinama, jei neigiami sukaupti skaičiai Si pateikiami modifikuotame kode: tiesioginiame, atvirkštiniame arba komplementariame). Atitinkama skaitmeninio integratoriaus blokinė schema parodyta fig. 9.14 (p.260) vadovėlio. Skaitmeninio modelio grandinėms taikoma toliau nurodyta: simbolis skaitmeninis papildiklis-integratorius:

"Zn." nurodo inversijos vėliavėlę (-), jei ji reikalinga. Svarbus privalumas šis metodas Baigtinio skirtumo skaitmeninis modeliavimas yra tai, kad tas pats skaitmeninis integratorius, nekeičiant savo grandinių, naudojamas atlikti tiesinėms ir netiesinėms operacijoms, būtinoms įprastoms diferencialinėms lygtims išspręsti. Tai paaiškinama tuo, kad programuojant CDA ir CIM pradinės išvestinės lygtys konvertuojamos į diferencialines lygtis. Pažvelkime į paprasčiausias skaitmeninių modelių programas:

1. kintamąjį x padauginus iš konstantos k:

Pereinant prie diferencialų dS=кdx, įsitikinsime, kad šią operaciją atlieka vienas integratorius su atitinkamu pradiniu nustatymu:

3. Daugyba S=xy, arba diferencialuose dS=xdy+ydx.

4.2. trigonometrines funkcijas, pvz., y=sinx, kuri yra antros eilės diferencialinės lygties sprendimas (nuo ), arba diferencialuose

DIV_ADBLOCK111">

Atsižvelgiant į tai, kad šių į problemas orientuotų kompiuterių sukūrimas reikalauja didelių papildomų sąnaudų statant techninėmis priemonėmis CAD dažnai naudoja paprastesnį jų organizavimo būdą, sujungiant masinės gamybos bendrosios paskirties skaitmeninius kompiuterius ir elektroninius analoginius kompiuterius (AVM), pastatytus ant operacinių stiprintuvų, į skaičiavimo kompleksą. Skaitmeninis kompiuteris ir skaitmeninis kompiuteris sujungiami naudojant standartinį konvertavimo ir sąsajos įrenginį (CTD), kurį daugiausia sudaro ADC ir DAC. Kompleksinė problema, kurią reikia išspręsti, programuojant kompleksą racionaliai padalinama į 2 dalis tarp analoginių ir skaitmeninių procesorių. Be to, analoginė dalis dažniausiai yra problemiškai orientuota į diferencialinių lygčių sprendimą ir naudojama bendrame skaičiavimo procese kaip greita paprogramė.

2.3 Hibridinių skaičiavimo sistemų (HCC) architektūra.

2.3.1. analoginio-skaitmeninio skaičiavimo komplekso (ADCC) struktūra

GVK arba ATsVK yra skaičiavimo kompleksas, kurį sudaro skaitmeninis kompiuteris ir bendrosios paskirties automatinis kompiuteris, sujungtas naudojant UPS, o skaitmeninėje dalyje yra papildoma programinė įranga, skirta automatizuoti analoginės dalies programavimą, valdyti informacijos mainus tarp analoginio ir skaitmeninės dalys, analoginės dalies stebėjimas ir testavimas, įvesties-išvesties procedūrų automatizavimas.

Panagrinėkime ADCC blokinę schemą su paprasčiausiu UPS, sukurtu ant vieno kanalo perjungiamų ADC ir DAC. Norint sukurti prielaidas automatizuoti AVM programavimą, valdant skaitmeninį kompiuterį, kaip AVM aparatinės įrangos dalis įvedami šie papildomi blokai:

1. Rankiniu būdu reguliuojamos kintamos varžos (potenciometrai) prie operacinių stiprintuvų įėjimų valdymo blokų rinkinyje (NOB), jums žinomi iš laboratoriniai darbai pagal TAU, jie pakeičiami skaitmeniniu būdu valdomomis varžomis (DCR), kuriose naudojami DAC integriniai grandynai;

Ilgalaikiam DCC konfigūracijos kodų saugojimui naudojamas buferinių registrų (BFR) blokas, įkraunamas programuojant AVM su skaitmeniniais operacinių blokų perdavimo koeficientų (TC) kodais, apskaičiuotais skaitmeniniame kompiuteryje pagal aprašytą metodą. 2.1 punkte; naudojant analoginio modelio mastelio lygtis;

3. Automatinis valdymo blokų prijungimas pagal analoginio modelio grandinę, sudarytą skaitmeniniame kompiuteryje (2.1 punktas), atliekamas automatinio perjungimo grandine (ASC), naudojant skaitmeniniame kompiuteryje suformuotą dvejetainį SAC raktų perjungimo vektorių ir išsaugomas problemos sprendimo metu UPS konfigūracijos informacijos registre (RN).

AVM darbo režimai: paruošimas, paleidimas, sustabdymas, grįžimas į pradinę būseną, rezultatų išvedimas į analoginius periferinius įrenginius (diagramų įrašymo įrenginius, dviejų koordinačių planšetinius įrašymo įrenginius - DRP) nustatomi iš kompiuterio pusės per UPS valdymo bloką ( UPS BU).

UPS valdymo blokas taip pat atlieka abipusį skaitmeninio kompiuterio ir automatinio kompiuterio veikimo sinchronizavimą: perduoda išorinius pertraukimo signalus iš analoginio modelio į skaitmeninio kompiuterio skaitmenines programas, valdydamas skaitmeninių dalių programas, sinchronizuoja užklausą taškai analoginiame modelyje, šiuose taškuose esančių įtampų konvertavimas į skaitmeninius kodus ir pastarųjų perdavimas per BSK ir kanalo įvestis-išvestis į skaitmeninio kompiuterio RAM; arba panašiai – atvirkštinis skaitmeninių kodų konvertavimas į elektros įtampas ir pastarųjų tiekimas į reikiamus taškus analoginio modelio veikimo blokų įvaduose. Šį funkcinio skaitmeninių ir analoginių dalių sąveikos organizavimo principą aparatinėje įrangoje palaiko UPS blokai: ADC ir DAC, AM ir ADM - analoginis multiplekseris ir demultiplekseris, ML - įvesties ir išvesties analoginės atminties blokai, sukurti remiantis įvairiais panašiais saugojimo diskais. grandinės (SSC). Įėjimo SVX įėjimai (kairėje) yra prijungti prie reikiamų analoginio modelio grandinės taškų (atitinkamų veikimo blokų išėjimai). Reikiamais diskretiniais laiko momentais, valdant skaitmeniniam kompiuteriui, iš analoginio modelio paimamos atskiros ordinatės. analoginiai signalai(elektros įtampos) ir yra saugomi laikinojo saugojimo sandėlyje. Tada SVR išėjimai yra apklausiami AM multiplekserio ir jų išėjimo įtampa ADC konvertuojama į skaitmeninius kodus, kurie tiesioginės prieigos režimu kaip skaičių blokas (tiesinis masyvas) įrašomi į skaitmeninio kompiuterio OP.

At atvirkštinė transformacija ML išvesties analoginės atminties antrosios grupės SVH išėjimai (dešinėje) yra prijungti valdant skaitmeniniam kompiuteriui prie reikiamų analoginio modelio operacinių blokų įėjimų, o SVH įėjimai prijungti prie analoginio modelio išėjimų. analoginis demultiplekseris, kurio įėjimas tiekiamas DAC išėjimo įtampa. Tiesioginės prieigos režimu skaičių blokas nuskaitomas iš skaitmeninio kompiuterio OP. Kiekvienas skaičius konvertuojamas į DAC elektros įtampa, kuris, valdant skaitmeniniam kompiuteriui veikiančio ADM pagalba, įrašomas saugojimui viename iš laikinojo saugojimo sandėlių. Gautas kelių įtampų rinkinys saugomas keliose laikinosiose saugojimo sistemose skaitmeninės kompiuterinės programos nurodytam laiko intervalui (pavyzdžiui, sprendžiant problemą analoginėje dalyje) ir apdorojamas analoginiais operaciniais blokais.

2.3.2. Analogo organizavimo metodai -

skaitmeninis kompiuteris.

Skaitmeninių kompiuterių ir automatizuotų kompiuterių darbo režimų kaitaliojimo principas, sumažinantis valdymo sistemos sudėtingumą.

ATsVK naudojami sudėtingų automatikos sistemų, kuriose yra valdymo skaitmeniniai kompiuteriai, analoginiam-skaitmeniniam modeliavimui, taip pat sudėtingų matematinių uždavinių, reikalaujančių pernelyg didelių atminties išteklių ir kompiuterio darbo laiko sąnaudų, sprendimui pagreitinti. Pirmuoju atveju valdymo algoritmai programiškai imituojami skaitmeniniame kompiuteryje, o automatiniame kompiuteryje užprogramuojamas analoginis valdymo objekto matematinis modelis, o ACVK naudojamas kaip kompleksas valdymo algoritmų derinimui ir tikrinimui, atsižvelgiant į valdymo objekto netiesiškumas ir dinamika, į kuriuos labai sunku atsižvelgti kuriant algoritmus, jei nuolat neišsprendžiamos objekto diferencialinės lygtys, siekiant nustatyti jo reakciją į kiekvieną naują valdymo veiksmą.

Antruoju atveju, pavyzdžiui, sprendžiant diferencialines lygtis, bendroji gremėzdiška apytikslių skaičiavimų problema dalijama į dvi dalis, dažniausiai į analoginę dalį dedant intensyvius skaičiavimus, kurioms leistina 0,1...1% paklaida.

Pagal minėtą užduoties padalijimo į dvi dalis principą bei AVM ir skaitmeninio kompiuterio sąveikos organizavimo metodą, šiuolaikiniai skaitmeniniai kompiuteriai skirstomi į 4 analoginio-skaitmeninio skaičiavimo klases.

1, 2, 3 klasės gali būti įgyvendintos remiantis apgalvota ADCC struktūrine organizacija su supaprastintu UPS, pastatytu ant vieno kanalo ADC ir DAC.

1 klasė yra pati paprasčiausia AVM ir skaitmeninio kompiuterio sąveikos organizavimo prasme. Veikia skaitmeninės ir analoginės dalys skirtingi laikai, todėl nėra didelių reikalavimų AVM ir skaitmeninio kompiuterio veikimo sinchronizavimui bei skaitmeninio kompiuterio ir UPS greičiui.

2 klasei reikalingas specialus kintamų AVM, DVM ir UPS veikimo režimų organizavimas kiekviename skaičiavimų ir sąveikos cikle.

	Skaičiavimas
		Duomenų perdavimas		Duomenų perdavimas
	Pertraukite	Skaičiavimas	Pertraukite	Skaičiavimas

Kadangi AC ir CC neveikia vienu metu, nekyla problemų dėl jų sinchronizavimo ir nėra didelių reikalavimų UPS bei skaitmeninio kompiuterio greičiui. Spręstinų uždavinių klasės: analoginio modelio parametrų optimizavimas, parametrinis identifikavimas, atsitiktinių procesų modeliavimas Monte Karlo metodu, analoginis-skaitmeninis automatinio valdymo sistemų modeliavimas ne realiu laiku, integralinės lygtys.

3 klasė reikalauja kitokio kintamų AVM, TsVM ir UPS veikimo režimų organizavimo.

	Skaičiavimas
		Duomenų perdavimas		Duomenų perdavimas
	Skaičiavimas	Pertraukite	Skaičiavimas	Pertraukite

A fazėje AC ir CC vienu metu atliekamos 2 dalinės užduotys sunki užduotis suderinami laike. B fazės CC diskrečios funkcijos argumentų reikšmės dažniausiai gaunamos iš kintamosios srovės ir išsaugomos, tada A fazėje iš jų apskaičiuojamos ordinatės ir paruošiamos AC. sudėtingos funkcijos, kurios kitoje B fazėje perkeliamos į kintamąją srovę, kur saugomos analoginėje saugykloje (SVH), o vėliau panaudojamos kitoje fazėje A atliekant analoginius skaičiavimus ir pan. Sprendžinų uždavinių klasės: iteraciniai skaičiavimai, įprastų skaičiavimų sprendimas. difurai su nurodytomis ribinėmis sąlygomis, dinaminės problemos su grynu argumentų vėlavimu, integralinės lygtys, dalinės diferencialinės lygtys. 3 klasėje skaitmeninio kompiuterio ir skaitmeninio kompiuterio spartai nekeliami dideli reikalavimai, tačiau reikalingas tikslus skaitmeninio kompiuterio ir kompiuterio veikimo sinchronizavimas B fazėje, nes dėl skaitmeninio procesoriaus sustabdymo, asinchroninis kompiuterio valdymas. duomenų perdavimas neįmanomas, o sinchroninis duomenų blokų perdavimas vykdomas kontroliuojant tiesioginės prieigos valdikliui į atmintį (KPDP) skaitmeniniu kompiuterio įvesties/išvesties kanalu.

4 klasė dažniausiai yra analoginis-skaitmeninis skaitmeninių automatinio valdymo sistemų modeliavimas realiu laiku, skirtas tikrinti ir derinti valdymo skaitmenines kompiuterines programas dinamikoje. Tai yra sudėtingiausia automatizuoto kompiuterio ir skaitmeninio kompiuterio sąveikos ir veikimo sinchronizavimo organizavimo požiūriu, nes čia A ir B fazės yra sujungtos, pastovios abipusiai mainai duomenys yra apskaičiuojami, todėl reikia naudoti skaitmeninį kompiuterį ir didžiausio greičio UPS.

Aukščiau pateikta UPS struktūrinė struktūra, tinkanti 1,2,3 klasėms, netaikoma 4 klasei. Pastarajai klasei reikalingas kelių kanalų ADC ir DAC organizavimas be multipleksavimo, papildomai įtraukiant lygiagrečius buferio registrus į BSC failo įvestį ir išvestį, keičiantis su skaitmeninio kompiuterio OP tiesioginės prieigos režimu. Kiekvieno registro turinys yra arba konvertuojamas atskirais lygiagrečiai sujungtais DAC, kai perduodami duomenys į AVM, arba generuojami atskirais lygiagrečiai sujungtais ADC, kai duomenys perduodami iš AVM į skaitmeninį kompiuterį.

2.3.3 Savybės programinė įranga ACVC.

Norint automatizuoti AVM programavimą naudojant skaitmeninį kompiuterį ir visiškai automatizuoti analoginio-skaitmeninio skaičiavimo procesą, tradicinė bendrosios paskirties skaitmeninio kompiuterio programinė įranga (žr. vadovėlyje 13.2 pav. 398 psl.) yra papildyta šiais programiniais moduliais:

1. Apdorojimo programose yra papildomų vertėjų iš specialių analoginio-skaitmeninio modeliavimo kalbų, pavyzdžiui, Fortran-IV, papildytų paprogramėmis išplėstine surinkimo kalba, turinčiomis specialias analogines-skaitmenines komandas, pavyzdžiui, analoginei daliai valdyti naudojant skaitmeninį. kompiuterių programa, organizuojanti duomenų perdavimą tarp skaitmeninių dažnių ir kintamosios srovės, apdoroti centrinio dažnio programų, inicijuotų analogine dalimi, pertraukimus; sukurta analoginio-skaitmeninio kompiliavimo sistema;

2. Darbo, derinimo ir priežiūros programos apima tarpmašininę keitimo tvarkyklę, skirtą valdyti analoginę dalį kaip periferinį procesorių, grafines rodymo programas, fiksuoti ir analizuoti rezultatus;

3. Taikomųjų programų bibliotekoje yra funkcijų skaičiavimo programos ir standartinės matematinės analoginės-skaitmeninės programos;

4. UPS testai ir AVM veikiančių blokų testai įtraukti į diagnostikos priežiūros programas;

5. Į OS valdymo programas įtraukta daugybė papildomų valdymo modulių:

Analoginio programavimo automatizavimo sistema (SAAP), susidedanti iš leksinis analizatorius; analizatorius(tikrinama, ar algoritmine kalba įvesta analoginė programa atitinka įrašymo sintaksės taisykles); generatoriai blokinės schemos (analoginių modelių grandinių sudarymas ir kodavimas naudojant tvarkos ir numanomų funkcijų mažinimo metodą, kaip nurodyta 2.1 punkte); skaičiavimo programų blokas(analoginio modelio mastelis, kaip nurodyta 2.1 pastraipoje, analoginės dalies skaitmeninis programinės įrangos modeliavimas skaitmeniniame kompiuteryje su vienu skaičiavimu, norint apskaičiuoti numatomą didžiausios vertės kintamuosius ir patikslinti analoginio modelio mastelį, taip pat sukurti failą statiniam ir dinaminiam analoginės dalies valdymui po jos programavimo); išvesties pristatymo programas(analoginio modelio sintezuotos struktūros ekranas ir braižytuvas, analoginių programų kodų kontrolinis spausdinimas, mastelio faktoriai, statiniai ir dinaminiai valdymo failai);

· Automatizuotų kompiuterių ir skaitmeninių kompiuterių sinchronizavimo ir sąveikos paslauga (kintamų darbo režimų diegimas);

· Analoginės dalies inicijuotų pertraukimų apdorojimo paslauga;

· Programa, skirta valdyti duomenų mainus tarp AVM ir skaitmeninio kompiuterio;

· Programa, skirta valdyti analoginio modelio grandinių kodų įkėlimą į SAC (į RN);

· Statinio ir dinaminio valdymo režimo valdymo programa (į AVM įkeltos analoginės programos derinimas).

Remiantis analoginio-skaitmeninio programavimo automatizavimo rezultatais pagrindinio skaitmeninio kompiuterio magnetiniame diske, be tradicinių skaitmeninių failų, sukuriami šie papildomi duomenų failai, naudojami aukščiau minėtų papildomų ACVK programinės įrangos modulių: analoginis. bloko failas, perjungimo failas (SAC), statinio valdymo failas, dinaminio valdymo failas, analoginių funkcinių keitiklių paruošimo failas, papildinių standartinių analoginių-skaitmeninių programų biblioteka.

2.3.4. Analoginio-skaitmeninio modeliavimo kalbos.

Apsvarstyta skaitmeninio skaitmeninio kompiuterio architektūra leidžia algoritminėmis kalbomis aprašyti ir įvesti analogines-skaitmenines programas tik į pagrindinį skaitmeninį kompiuterį. aukšto lygio. Šiuo tikslu tradicinės skaitmeninės programavimo kalbos papildytos specialiais operatoriais, skirtais analoginio modeliavimo objekto aprašymui, duomenų perdavimo tarp kintamosios srovės ir nuolatinės srovės organizavimui, analoginės dalies valdymui skaitmenine kompiuterine programa, analoginės dalies pertraukimų apdorojimui, nustatymui. analoginio modelio parametrai, analoginės dalies stebėjimas, aptarnavimo informacijos nustatymas ir kt. .psl.

Naudojamos universalios kalbos, verčiamos kompiliacijos (Fortran IV) arba vertimo būdu (BASIC, Gibas, Focal, HOI), papildytos specialiomis paprogramėmis Assembly, kurias paprastai vadina Call... operatorius, nurodantis norimos paprogramės identifikatorių.

Siekiant padidinti CAAP veikimo greitį, jis paprastai aprašomas ir įvestyje naudoja specializuotas analoginio-skaitmeninio modeliavimo kalbas: CSSL, HLS, SL – 1, APSE, o vidiniam interpretavimui – Poliz kalba (atvirkštinė lenkų k. žymėjimas).

Į universalias kompiliuotas kalbas galima įvesti šias analogines-skaitmenines makrokomandas:

1. SPOT AA x– nustatykite potenciometrą (DCC) analoginėje dalyje adresu AA į padėtį (varžos reikšmę), atitinkančią skaitmeninio kodo reikšmę, saugomą skaitmeniniame kompiuteryje OP adresu x;

2. MLWJ AA x– nuskaityti analoginę reikšmę kintamosios srovės valdymo bloko išėjime adresu AA, konvertuoti iš analogo į skaitmeninį ir gautą skaitmeninis kodas rašyti į skaitmeninį kompiuterį OP adresu x. Sąveika tarp analoginės ir skaitmeninės dalies gali būti apibūdinta kaip procedūros iškvietimas:

Iškvieskite JSDA AA x, kur JSDA yra atitinkamas papildinio paprogramės identifikatorius asamblėjos kalba, pavyzdžiui, diegimo procedūra – nustatykite reikšmę x iš DAC išvesties į adresą AA analoginėje dalyje.

Todėl labai svarbu suprasti, kaip sprendžiamos problemos lygiagretumo tipas turi įtakos lygiagrečiojo kompiuterio organizavimui.

3.1.1 Natūralus paralelizmas

savarankiškos užduotys.

Jis stebimas, jei orlaivyje vyksta nesusijusių užduočių srautas. Šiuo atveju produktyvumo didinimas gana lengvai pasiekiamas įvedant į „stambiagrūdį“ BC ansamblis savarankiškai veikiantys procesoriai, prijungti prie kelių modulių OP sąsajų ir įvesties/išvesties procesorių (I/O) inicijavimas.

OP modulių skaičius yra m>n+p, siekiant užtikrinti lygiagrečios prieigos prie visų procesorių ir visų PVV atminties galimybę bei padidinti kompiuterio atsparumą gedimams. Reikalingi pertekliniai (m-n-p) OP moduliai greitas atsigavimas sugedus veikiančiam moduliui ir saugoti juose procesorių ir procesų SSP valdymo taškuose programų, reikalingų pakartotiniam paleidimui procesoriaus ar OP modulio gedimo atveju.

Kiekvienai iš sprendžiamų užduočių sukuriama galimybė laikinai sujungti porą: Pi+OPj kaip autonomiškai veikiantį kompiuterį. Anksčiau tas pats OP modulis dirbo poromis: PVVk + OPj, o OPj programa ir duomenys buvo įvedami į įvesties buferį. Apdorojimo pabaigoje sutvarkomas išvesties buferis ir užpildomas OPj, o tada OPj modulis įdedamas į OPj+PVVr porą, kad būtų galima keistis su periferiniu įrenginiu.

Pagrindinis skaičiavimo procesų organizavimo uždavinys, išspręstas „dispečerinės“ sistemos programa, yra optimalus užduočių paskirstymas tarp lygiagrečių procesorių pagal jų apkrovos maksimizavimo arba prastovų sumažinimo kriterijų. Šia prasme jis yra optimalus asinchroninis užduočių įkėlimo į procesorius principas nelaukiant, kol užduotys bus apdorotos kituose užimtuose procesoriuose.

Jei įvesties užduočių paketas, sukauptas per tam tikrą laiko intervalą, yra saugomas VRAM, optimalaus asinchroninio planavimo problema kyla dėl optimalaus tvarkaraščio, kai užduotys paleidžiamos skirtinguose procesoriuose. Pagrindiniai tam reikalingi įvesties duomenys yra žinomų numatomų skaičiavimo apdorojimo laikų visoms sukauptos partijos užduotims rinkinys, kuris paprastai nurodomas jų užduočių valdymo kortelėse.

Nepaisant nepriklausomo užduočių pobūdžio visuose jų asinchroniniuose skaičiavimo procesuose, galimi konfliktai tarp jų dėl bendrų kompiuterių išteklių:

1) Bendros kelių sistemų OS paslaugos, pavyzdžiui, įvesties/išvesties pertrūkių arba iškvietimų į bendrą patikimumo OS apdorojimas gedimų ir paleidimų metu;

(О–) – ®О-Д – D ženklo pasikeitimas.

Atliekant operaciją I sluoksnyje, lygiagrečiai galima atlikti dvi operacijas II ir III sluoksniuose, jei ALU turėtų atitinkamą veikimo blokų perteklių.

Aukščiau aptartas operacijų lygiagretumas sprendžiant diferencialines lygtis ir apdorojant matricas priklauso taisyklingajai klasei, nes ta pati operacija kartojama daug kartų per skirtingus duomenis. Paskutinis pavyzdys kvadratinė lygtis turi netaisyklingą operacijų lygiagretumą, kai vienu metu galima vykdyti skirtingus duomenis skirtingų tipų operacijos.

Kaip parodyta aukščiau, norint naudoti reguliarų operacijų lygiagretumą gerinant našumą, jis tinkamas matricinė organizacija Lėktuvas su bendruoju valdymu.

IN bendras atvejis netaisyklingas operacijų lygiagretumas daugiau tinkamu būdu atsižvelgiama į produktyvumo padidėjimą srautinio perdavimo organizacija Kompiuteriai ir lėktuvai. Srautiniuose kompiuteriuose vietoj tradicinio fon Neumanno programinio skaičiavimo proceso valdymo pagal algoritmo nustatytą komandų seką, naudojamas atvirkštinis programos valdymo principas pagal operandų parengties laipsnį arba duomenų srautą. (operando srautas), nustatomas ne algoritmo, o operandų grafiko (duomenų perdavimo grafikas ).

Jei lygiagrečiame procesoriuje yra pakankamas apdorojimo įrenginių perteklius arba kompiuterinėje sistemoje perteklinių mikroprocesorių ansamblis, tai natūraliai ir automatiškai (be specialaus planavimo ir paleidimo planavimo) tuo pačiu metu bus atliekamos tos lygiagrečios operacijos, kurių operandai buvo paruošti ankstesniais skaičiavimais. įvykdyta mirties bausmė.

Skaičiavimo procesas prasideda nuo tų operacijų, kurių operandai yra pirminiai duomenys, pavyzdžiui, pirmame kvadratinės lygties GPA sluoksnyje vienu metu atliekamos trys operacijos, o vėliau, kai operandai yra paruošti, jis vystosi. Po to iškviečiama daugybos komanda, tada atimta ir loginės sąlygos patikrinimas, tada makrooperatorius (Ö) ir tik po to - dvi komandos vienu metu: sudėtis ir atimtis, o po jų - dvi identiškos dalybos komandos.

Orlaivių srauto organizavimo techninis įgyvendinimas galimas trimis būdais:

1) Specialių srautinio perdavimo mikroprocesorių, kurie priklauso specializuotų klasei, sukūrimas bus aptartas kitą semestrą;

2) Specialus skaičiavimo proceso organizavimas ir žemo lygio mašinų kalbos modifikavimas daugiamikroprocesoriniuose ansamblio kompiuteriuose, pastatytuose ant standartinių von Neumann mikroprocesorių;

3) Procesorių su to paties tipo operacinių vienetų pertekliumi sukūrimas ir operacinių sistemų su srauto metodu pridėjimas skaičiavimo procesui organizuoti (įdiegtas vietiniame srauto procesoriuje EC2703 ir superkompiuteryje Elbrus-2).