Digitalno modeliranje. Metode nealgoritemskega digitalnega modeliranja

Digitalno modeliranje

metoda preučevanja resničnih pojavov, procesov, naprav, sistemov itd., ki temelji na preučevanju njihovih matematičnih modelov (glej matematični model) ( matematične opise) z uporabo digitalnega računalnika. Program, ki ga izvaja digitalni računalnik, je tudi nekakšen model preučevanega predmeta. Pri digitalnem modeliranju se uporabljajo posebni problemsko usmerjeni jeziki za modeliranje; Eden najpogosteje uporabljenih jezikov pri modeliranju je jezik CSMP, razvit v 60. letih prejšnjega stoletja. v ZDA. Digitalno matematiko odlikuje njena jasnost in je značilna visoka stopnja avtomatizacije procesa preučevanja realnih predmetov.

Velika sovjetska enciklopedija. - M.: Sovjetska enciklopedija. 1969-1978 .

Oglejte si, kaj je "Digitalno modeliranje" v drugih slovarjih:

digitalno modeliranje- - [Ya.N.Luginsky, M.S.Fezi Zhilinskaya, Yu.S.Kabirov. Angleško-ruski slovar elektrotehnike in elektroenergetike, Moskva, 1999] Teme elektrotehnike, osnovni pojmi EN digitalna simulacija ...

digitalno modeliranje- 3.8 digitalno modeliranje: Metoda uporabe različnih matematične metode elektronsko računalniki ah, da dosežete akustično simulacijo (glejte 3.1). Vir: GOST R 53737 2009: Naftna in plinska industrija. Bat ... ...

digitalno modeliranje- skaitmeninis modeliavimas statusas T sritis automatika atitikmenys: engl. digitalna simulacija; numerično modeliranje vok. digitalna simulacija, f; numerische Simulation, f rus. digitalno modeliranje, n; numerična simulacija, n pranc. simulacija… … Automatikos terminų žodynas

digitalna simulacija v realnem času- - [A.S. Goldberg. Angleško-ruski energetski slovar. 2006] Teme: energija na splošno EN digitalna simulacija v realnem časuRTDS ... Priročnik za tehnične prevajalce

Izdelava digitalnega modela višin in njegova uporaba. Opombe 1. Obdelava digitalnega modela reliefa služi za pridobitev izpeljanih morfometričnih kazalcev; izračun in konstrukcija tokovnih linij; ekstrakcija strukturnih linij in pregibnih linij... ... Priročnik za tehnične prevajalce

digitalno modeliranje terena- 61 digitalno modeliranje reliefa: Izdelava digitalnega modela reliefa in njegova uporaba. Opombe 1 Za pridobitev izpeljanih morfometričnih indikatorjev se uporablja obdelava digitalnega modela višin; izračun in konstrukcija tokovnih linij; ekstrakcija..... Slovar-priročnik izrazov normativne in tehnične dokumentacije

analogno [analogno-digitalno] modeliranje- Modeliranje procesov in objektov z uporabo analogne [analogno digitalne] računalniške tehnologije. [GOST 18421 93] Teme: analogna in analogna digitalna računalniška tehnologija ... Priročnik za tehnične prevajalce

Analoginis skaitmeninis modeliavimas statusas T sritis automatika atitikmenys: engl. analogna digitalna simulacija vok. analogna digitalna simulacija, f rus. analogno digitalno modeliranje, n pranc. analogique numérique simulation, f … Automatikos terminų žodynas

analogno-digitalno modeliranje- - [Ya.N.Luginsky, M.S.Fezi Zhilinskaya, Yu.S.Kabirov. Angleško-ruski slovar elektrotehnike in elektroenergetike, Moskva] Teme elektrotehnike, osnovni pojmi EN analogna digitalna simulacija ... Priročnik za tehnične prevajalce

Modeliranje je preučevanje predmetov znanja na njihovih modelih; izdelava in preučevanje modelov predmetov, procesov ali pojavov v resničnem življenju, da bi dobili razlage teh pojavov, pa tudi za napovedovanje zanimivih pojavov... ... Wikipedia

knjige

• , Braverman Boris Aronovič. Obravnavane so možnosti uporabe programskih elementov v jeziku C# v okolju Microsoft Visual Studio za reševanje različnih problemov geomatike. Povezava med katastrskimi postopki in...
• Programska oprema za geodezijo, fotograme, kataster, inženiring. od. , Braverman Boris Aronovič. Obravnavane so možnosti uporabe programskih elementov v jeziku C v okolju Microsoft Visual Studio za reševanje različnih geomatskih problemov. Povezava med katastrskimi postopki in...

Naloga digitalnega modeliranja radijskih signalov, radijskih motenj in naključni procesi je formuliran kot problem iskanja algoritmov (čim bolj preprostih), ki omogočajo pridobitev diskretnih implementacij (izbranih funkcij) simuliranih procesov na digitalnem računalniku. To je neodvisen in precej kompleksen problem sintetiziranja diskretnih naključnih procesov, ki simulirajo kontinuirani procesi z danimi statističnimi značilnostmi. Rešuje se z iskanjem linearnih in nelinearnih transformacij, primernih za izvedbo na digitalnem računalniku, s pomočjo katerih je možno transformirati neodvisna enakomerno ali normalno porazdeljena naključna števila, ki jih generira senzor naključnih števil, v naključna zaporedja z zahtevanimi statističnimi lastnostmi.

Problem digitalnega modeliranja radijskih sistemov je formuliran kot problem razvoja algoritmov, ki na podlagi danih karakteristik sistemov, na primer prenosnih funkcij in nelinearnih karakteristik posameznih povezav, omogočajo natančno ali s sprejemljivo napako pretvorbo diskretnih izvedb. vhodnih učinkov na računalniku v diskretne izvedbe ustreznih izhodnih učinkov simuliranih sistemov. Ti algoritmi se imenujejo modeli digitalnih sistemov.

Pojasniti je treba nekatere značilnosti digitalnega modeliranja radijskih sistemov in tukaj sprejet pristop k modeliranju.

Razvoj teorije modeliranja na splošno in še posebej digitalnega modeliranja je določen s stopnjo matematičnega opisa pojavov in procesov, ki se pojavljajo v različnih vejah znanosti in tehnologije. Za razliko od nekaterih drugih področij uporabe digitalnega modeliranja, kot je modeliranje industrijskih procesov ali procesov v bioloških sistemih, kjer je matematični opis pojavov pogosto zelo kompleksna naloga, je matematični opis delovanja radijskih sistemov dokaj dobro razvit.

Dejansko je glavni namen radijskih sistemov prenos, sprejem in obdelava informacij, ki jih vsebujejo signali. Z informacijskega vidika lahko radijske sisteme obravnavamo kot specializirane računalnike (običajno analogne z zelo visoko hitrostjo), ki natančno ali približno izvajajo vnaprej predpisane algoritme delovanja (glej na to temo). Operacije, vključene v te algoritme, kot so modulacija, filtriranje, ojačanje, pretvorba frekvence, detekcija, omejitev, akumulacija, sledenje itd., praviloma omogočajo razmeroma preprosto matematično formulacijo.

Matematični opis se zmanjša na prevod znanega programa delovanja radijskega sistema, oblikovanega v običajnem radijskem jeziku, v jezik matematike, v katerem je na primer filtriranje drsna integracija, kopičenje - seštevanje, zaznavanje amplitude - ekstrakcija ovojnice itd. Kot rezultat, a matematični model radijski sistemi. Digitalni model sistema dobimo v drugi fazi, ko na podlagi matematičnega modela razvijemo diskretni algoritem za proces delovanja modela modeliranja, namenjen implementaciji na digitalnem računalniku.

Implementacija digitalnega modela radijskega sistema na digitalnem računalniku pomeni v bistvu zamenjavo specializiranega računalnika, ki je ta radijski sistem, z univerzalnim digitalnim računalnikom.

Pristop k modeliranju radijskih sistemov kot zamenjava enega računalnika z drugim je tako imenovani funkcionalni princip modeliranja, po katerem se model šteje za enakovrednega originalu, če z zadostno natančnostjo reproducira samo funkcijo originala, npr. algoritem za pretvorbo vhodnih signalov v izhodne signale radijskega sprejemnika. Hkrati si model in izvirnik na splošno nista podobna, saj se med modeliranjem izpustijo podrobnosti, ki so z informacijskega vidika nepomembne, povezane na primer z določeno materialno izvedbo modeliranega sistema. Ta pristop k modeliranju je primeren pri številnih težavah, na primer pri izbiri principov za gradnjo radijskih sistemov v fazi načrtovanja, pri ocenjevanju odpornosti proti hrupu vezij za obdelavo signalov (algoritmov), pri ocenjevanju učinkovitosti motenj in pri drugih študije.

Seveda obstajajo problemi, pri katerih funkcionalni princip ni praktičen za reševanje z metodo modeliranja, na primer pri preučevanju vpliva parametrov realnih elementov (elektrovakuumskih in polprevodniških naprav, induktivnosti, kapacitivnosti, uporov itd.), ki sestavljajo dano radijsko napravo (enoto) glede na njene značilnosti: prenosne funkcije, stabilnost, linearnost, dinamični razpon itd. V teh primerih se morate premakniti na raven podrobnejšega modeliranja. Ta pristop k modeliranju v tuji literaturi imenujemo uporaba digitalnih računalnikov za analizo in sintezo vezij. Te metode digitalnega modeliranja v tej monografiji niso obravnavane.

Predstavlja metode digitalnega modeliranja, ki temeljijo na poznavanju bolj posplošenih karakteristik sistemov kot karakteristik njihovih najenostavnejših elementov. Kot take posplošene značilnosti se uporabljajo algoritmi za delovanje sistemov, ki izhajajo iz njihovega funkcionalnega namena, prenosnih funkcij ali impulznih prehodnih karakteristik linearnih dinamičnih povezav, nelinearnih karakteristik nelinearnih blokov, ki tvorijo sistem, tj. modeliranje se izvaja na ravni funkcionalnih , in ne diagrami vezja sistemi

Običajno lahko simulirane radijske sisteme predstavimo kot kombinacijo samo dveh glavnih vrst povezav - linearnih inercialnih povezav (ojačevalniki, filtri, sistemi za sledenje itd.) In nelinearnih povezav brez vztrajnosti (omejevalniki, detektorji, logični bloki itd.) . Iz teh dveh vrst funkcionalnih enot se s povečanjem blokovnega diagrama in spreminjanjem karakteristik povezav zgradijo radijski sistemi katere koli zahtevnosti. Algoritmi za modeliranje takih funkcionalni sistemi ni težko najti, če poznate algoritme za modeliranje posameznih delov sistemov.

Problem matematičnega opisa delovanja zvez radijskega sistema nima enoznačne rešitve. na primer linearna filtracija lahko opišemo kot proces spreminjanja amplitud in faz harmonikov vhodnega učinka (Ferierjeva metoda) in kot drsno integracijo vhodnega procesa z določeno težo (Duhamelova integralna metoda). Po drugi strani lahko isti matematični model ustreza različne digitalne modele; na primer proces zveznega filtriranja, podan v obliki Duhamelovega integrala, lahko predstavimo v diskretni obliki kot drsečo seštevko in kot računski proces v skladu s ponavljajočo se diferenčno enačbo. Glavna usmeritev v razvoju metod za digitalno modeliranje radijskih sistemov ni toliko matematični opis in ustvarjanje njihovih digitalnih modelov nasploh, koliko iskanje enakovrednih digitalnih modelov in izbira med njimi najprimernejšega za izvedbo na digitalu računalnika, torej najučinkovitejši z vidika izbranega kriterija učinkovitosti.

Kot tak kriterij nadalje uporabljamo kriterij minimalnih računskih stroškov (minimalni obseg in čas izračunov) za dano natančnost modeliranja.

V knjigi so opisane različne metode za zmanjšanje stroškov računanja. Glavne so naslednje.

1. Uporaba ekonomičnih rekurentnih (Markovljevih) algoritmov pri modeliranju signalov, šuma in procesov delovanja sistemov, po katerih je naslednje stanje objekta modeliranja enostavno najti s poznavanjem enega ali več njegovih prejšnjih stanj. (Ta metoda ima precej širok spekter uporabe, saj je veliko procesov v radijskih sistemih striktno ali približno markovskih.)

2. Uporaba metode ovojnice za izključitev visokofrekvenčnih komponent nosilne frekvence iz obravnave.

3. Ekvivalentne transformacije funkcionalnih diagramov sistemov za pridobitev funkcionalno podobnih sistemov, ki jih je lažje modelirati.

4. Modeliranje na več lestvicah (uporaba majhnega koraka vzorčenja za hitro spreminjajoče se procese in velikega koraka vzorčenja za počasi spreminjajoče se procese pri modeliranju sistemov, v katerih se procesi istočasno pojavljajo v različnih delih frekvenčnega območja) in modeliranje na spremenljivi lestvici (z uporabo spremenljivke korak vzorčenja).

Uporaba teh metod približuje digitalno in analogno modeliranje po hitrosti. Z drugih vidikov imajo lahko digitalne in analogne simulacije radijskih sistemov različne učinkovitosti, ki jih določajo prednosti in slabosti digitalnih in analognih računalnikov.

Kjer pa je potrebna univerzalna naprava za modeliranje različnih sistemov: diskretnih avtomatov, zveznih in diskretnih dinamičnih sistemov (linearnih in nelinearnih s konstantnimi, spremenljivimi, zbranimi in porazdeljenimi parametri), sistemov čakanje v čakalni vrsti itd., kjer je potrebna visoka natančnost, napredna logika, prisotnost učinkovitega pomnilniškega sistema, velik dinamični razpon vrednosti, digitalno modeliranje ima pomembne prednosti pred analognim.

Pomanjkljivosti digitalnega modeliranja so trenutno: relativno nizka hitrost, nepopoln komunikacijski sistem človek-stroj (nezadostno vizualno beleženje rezultatov, težave pri spreminjanju parametrov in strukture simuliranega sistema v procesu reševanja problema), visoki stroški ure računalniškega časa. Vendar obstaja razlog za domnevo, da bo v prihodnosti, ko se bo tehnologija elektronskega digitalnega računalništva in metod za njeno matematično podporo izboljšala, navedene slabosti bodo odpravljeni. Med predstavitvijo gradiva so navedene še nekatere dodatne prednosti in slabosti digitalnega modeliranja.

Analogno modeliranje je preprostejše, v nekaterih primerih boljše od digitalnega modeliranja v zmogljivosti, bolj vizualno in ekonomsko donosnejše, vendar ima nizko natančnost, relativno majhen dinamični razpon in ni tako univerzalno. Ta vrsta modeliranja se najučinkoviteje uporablja, kot je znano, pri študiju zveznih dinamičnih sistemov, ki jih opisujejo navadne diferencialne enačbe.

Slabosti analognega modeliranja je mogoče nadomestiti s kombiniranimi analogno-digitalnimi modeli.

Ta knjiga se bo osredotočila le na digitalno modeliranje, vendar se nekatere metode, obravnavane v njej, lahko uporabljajo tako v analognem kot tudi v analogno-digitalnem modeliranju, na primer metoda filtra za oblikovanje pri modeliranju naključnih signalov.

V prihodnje se bo namesto izraza »digitalno modeliranje« praviloma uporabljal izraz »simulacija«.

Ker knjiga obravnava metode matematičnega modeliranja, je v njej »veliko matematike«. Vendar pa za razumevanje gradiva bralec ne potrebuje toliko znanja matematike v njenem strogem klasičnem smislu, temveč znanje "radio matematike", v terminologiji S. M. Rytova, in "matematike vezij", tj. Woodwardova terminologija, pa tudi vprašanja uporabne teorije naključnih procesov in statističnega radijskega inženiringa v obsegu ustreznih poglavij knjige. Poleg tega mora bralec poznati nekatere osnove matematičnega aparata teorije diskretnih sistemov, zlasti osnovne lastnosti transformacij, zmožnosti digitalnega računalnika in načela programiranja.

Knjiga ne podaja blokovnih diagramov možnih programov za implementacijo algoritmov modeliranja na digitalnem računalniku. Algoritmi so podani v obliki formule. Za razlago formularnih algoritmov so podane prenosne funkcije in blokovni diagrami diskretnih filtrov, ki izvajajo operacije na vhodnih numeričnih zaporedjih v strogem skladu s predlaganimi algoritmi.

Digitalno modeliranje se na današnji stopnji najbolj dinamično razvija. To je posledica intenzivnega razvoja matematične programske opreme, oblikovane v obliki paketov aplikacijskih programov. Uporaba teh paketov izboljša produktivnost modeliranja in ga hkrati poenostavi.

Prednosti metode digitalnega modeliranja:

1. Vsak razred problemov, ki so predmet matematične interpretacije, je rešen;

2. Visoka natančnost rešitve (omejena le s časom, ki je potreben za rešitev problema);

3. Enostavnost prehoda z ene naloge na drugo (samo znova zagnati morate program);

4. Možnost preučevanja visokodimenzionalnih objektov.

Pomanjkljivost metode digitalnega modeliranja – končni čas simulacijo, ki morda ne sovpada z realnim časom.

Digitalni računalnik je kompleks tehničnih naprav, v katerih se lahko pojavijo procesi, ki prikazujejo (modelirajo) dejanja s številkami. Bistvo so operacije s števili računalniške operacije pri numeričnem reševanju različnih matematične težave. Modeliranje procesa numeričnega reševanja matematičnega problema na digitalnem računalniku praktično pomeni avtomatska rešitev uporablja digitalni računalnik.

Številke ne morejo samo izražati pomena stalnih in spremenljivih količin, ampak so tudi simbolični pogojni modeli najrazličnejših drugih predmetov - črk, besed, predmetov, pojavov itd. To nam omogoča, da različne neračunalniške naloge zmanjšamo na operacije s števili, na primer določanje števila objektov z dane lastnosti. Zahvaljujoč temu je mogoče na digitalnem računalniku simulirati postopek reševanja neračunalniškega problema, tj. strojno izvedbo te rešitve.

Proces delovanja katerega koli materialnega predmeta je zaporedna sprememba njegovih stanj v času, od katerih je vsako določeno s posebnimi vrednostmi določenih fizičnih količin. Če je objekt zvezen sistem, potem so te količine zvezne funkcije zveznega časa.

Matematični opis predmeta je sestavljen iz različnih matematičnih oblik izražanja kvantitativnih odnosov med spremenljivkami in konstantami. to različne funkcije, enačbe, sistemi enačb, pogoji za edinstvenost njihovih rešitev, neenačbe in drugi matematični prikazi.

Če je znan matematični opis delovanja prvotnega predmeta, se po tem opisu proces definira na številkah, ki izražajo vrednosti količin, ki označujejo stanje predmeta, in se ta proces prikaže v digitalnem računalniku, potem proces, ki ga izvaja digitalni računalnik, je materialni funkcionalni formalni matematični podoben digitalni model izvirnika.

Diskretna narava delovanja digitalnega računalnika praviloma zahteva redukcijo izvirnega matematičnega opisa izvirnika v obliko, primerno za digitalno modeliranje. Najprej je potrebna diskretizacija zveznih količin. V tem primeru so zvezne funkcije predmet kvantizacije po ravni in argumentu. Posledično se zvezna funkcija zveznega argumenta y = f(t) spremeni v diskretna funkcija diskretni argument

T y k y = f (Tk),

kjer sta k in k y številki z vrednostmi 0, ± 1, ± 2, ± 3, ... ; T in Ty sta kvanta spremenljivk t in y.

Kvantizacija ravni je zamenjava vrednosti y z ustreznim številom določene bitne globine, ki jo spremlja napaka zaokroževanja

Dy< T y /2.

Ker je v sodobnih digitalnih računalnikih število števk veliko (32 ali več) in je napaka zanemarljiva, lahko v praksi domnevamo, da je delovanje digitalnih računalnikov opisano z mrežnimi funkcijami oblike

y = f (Tk) = f [k]

in jih modelira.

Digitalno modeliranje izvirnika zahteva algoritmizacijo matematičnega opisa izvirnika. Algoritem je natančno določeno pravilo za izvajanje računskih operacij nad števili, katerih zaporedje je splošni postopek preoblikovanje začetnih podatkov v rezultat reševanja ustreznega problema. Algoritmizacija matematičnega opisa je sestavljena iz pridobitve algoritma, ki ustreza temu opisu. Če je na primer delovanje originala opisano z diferencialno enačbo, potem je algoritmizacija sestavljena iz sestavljanja algoritma za numerično rešitev te enačbe. V bistvu je algoritmizacija matematičnega opisa sestavljena iz tega, da ga pripeljemo v obliko, primerno za digitalno modeliranje. Izvaja se na podlagi izbrane numerične metode za reševanje problema, ki omogoča zmanjšanje rešitve na aritmetične operacije. V tem primeru je pogosto koristno uporabiti aparat mrežnih funkcij.

Algoritem lahko predstavimo v treh glavnih oblikah: analitični, verbalni in strukturni.

Analitični obrazec algoritem je njegov izraz kot eksplicitna funkcija ustreznih argumentov ali kot ponavljajoča se formula. Oblika je zelo kompaktna, vendar so njene možnosti uporabe omejene.

Glagolska oblika Algoritem je njegov opis v naravnem jeziku, podrobna navodila za osebo, ki ročno rešuje problem na papirju. Oblika je univerzalna, vendar je okorna in premalo vidna.

Strukturna oblika algoritma je njegov opis v obliki blokovnega diagrama, sestavljenega iz posameznih blokov, povezanih z ravnimi črtami. Vsak blok ustreza določeni operaciji s številkami. Oblika je univerzalna, kompaktna in vizualna. Zato se najpogosteje uporablja.

Na splošno je postopek digitalnega računalniškega modeliranja sestavljen iz naslednjih stopenj:

1. Kompilacija originalni algoritem, tj. algoritmizacija matematičnega opisa izvirnika.

2. Sestava vmesnega algoritma v algoritemskem jeziku.

3. Pridobitev strojnega algoritma.

4. Odpravljanje napak v programu.

5. Strojna izvedba rešitve problema.

Prvi štirje pripravljalna faza so z uporabo močno poenostavljeni tipični algoritmi in ustrezni standardni programi, vnaprej prevedeni in večkrat uporabljeni za reševanje problemov, kot so računanje elementarnih funkcij, določanje ničel polinomov, pretvorba števil iz enega številskega sistema v drugega itd.

Nabor programskih orodij, namenjenih zmanjšanju delovne intenzivnosti pripravljalnih del, povečanju učinkovitosti uporabe stroja in olajšanju njegovega delovanja, se imenuje digitalna računalniška programska oprema.

Pri digitalnem modeliranju imamo največkrat opravka z mrežnimi funkcijami f[k], ki ustrezajo zveznim funkcijam zveznega argumenta. Zvezna funkcija, ki sovpada z diskreti mrežne funkcije, se imenuje ovojnica te mrežne funkcije. Vsaka zvezna funkcija f(t) lahko služi kot ovojnica različnih mrežnih funkcij f i [k] = f(T i k), ki se razlikujejo po parametru T i - periodi vzorčenja funkcije f(t). Vsaka rešetkasta funkcija ima lahko veliko različnih ovojnic.

Različno matematične oblike in ideje, ki označujejo ali opredeljujejo neprekinjena funkcija f(t), lahko povežemo analoge, ki označujejo ali definirajo mrežno funkcijo f(k). Analog prvega odvoda funkcije f(t)

sta prva diferenčna enačba funkcije f[k]

Tisti. narejen je prehod na numerične metode reševanja.

Torej, končno,

* Prva faza načrtovanja je izbira najprimernejšega matematičnega modela. Ta stopnja bi morala zagotoviti prejem najuspešnejšega matematičnega modela in razvoj zahtev za pogoje modela;

* Druga stopnja procesa načrtovanja je priprava matematičnega modela za simulacijo. Problem rešimo tako, da diskretni proces spravimo v blok diagram in sistem enačb spravimo v diskretno obliko. Ta stopnja se konča z dvema rezultatoma: matematičnim opisom in blokovnim diagramom celotnega diskretni sistem. Blokovni diagram nastalega diskretnega sistema mora biti enak blokovnemu diagramu kontinuiran sistem s pretokom informacij;

* tretja faza je pisanje programa za izvajanje matematičnega modeliranja. To je odločilna stopnja, ki vsebuje strogo upoštevanje časovnih razmerij v sintetiziranem matematičnem modelu, običajno najbolj večje število težave nastanejo pri prehodu z nalog 2. stopnje na naloge 3. stopnje;

* četrta stopnja je testiranje, preverjanje in razhroščevanje modela, po katerem se pridobi dokončan model.

metoda preučevanja resničnih pojavov, procesov, naprav, sistemov itd., ki temelji na preučevanju njihovih matematičnih modelov (glej matematični model) (matematični opisi) z uporabo digitalnega računalnika. Program, ki ga izvaja digitalni računalnik, je tudi nekakšen model preučevanega predmeta. Pri digitalnem modeliranju se uporabljajo posebni problemsko usmerjeni jeziki za modeliranje; Eden najpogosteje uporabljenih jezikov pri modeliranju je jezik CSMP, razvit v 60. letih prejšnjega stoletja. v ZDA. Digitalno matematiko odlikuje njena jasnost in je značilna visoka stopnja avtomatizacije procesa preučevanja realnih predmetov.

• - raziskave dr. pojavov, procesov ali sistemov predmetov s konstruiranjem in preučevanjem njihovih modelov. M. vključuje: predhodno analizo preučevanega predmeta; sestavljanje modela in njegovo preučevanje ...

  Kmetijski enciklopedični slovar

• - raziskave dr. resnično obstoječih objektov in pojavov ter konstruiranih objektov s konstruiranjem in proučevanjem njihovih modelov...

  Naravoslovje. enciklopedični slovar

• - raziskovanje kakršnih koli obstoječih predmetov in pojavov z gradnjo in proučevanjem njihovih modelov. Tako teoretično kot eksperimentalne metode znanje...

  Začetki moderno naravoslovje

• - preučevanje kakršnih koli pojavov, procesov ali predmetov z gradnjo in proučevanjem njihovih modelov. Ena glavnih kategorij teorije znanja. Modeliranje realnega sveta je ena od nalog literature in umetnosti...

  Terminološki slovar-tezaver v literarni vedi

• - Proces prepoznavanja zaporedja idej in vedenj, ki vam omogoča, da se spopadete z nalogo. Osnova pospešenega učenja. Proces opazovanja in kopiranja uspešnih dejanj in vedenja drugih ljudi...

  Slovar nevrolingvističnega programiranja

• - digitalna televizija je skupni izraz, ki pomeni uporabo digitalnih metod obdelave video informacij od trenutka, ko se video signal oblikuje na izhodu oddajnega ...

  Enciklopedija tehnologije

• - elektromehanski...

  Veliki enciklopedični politehnični slovar

• - 1...

  Telekomunikacijski slovar

• - kodiranje, ki uporablja kodo, sestavljeno iz črk, številk in drugih znakov abecede. tudi: Kodiranje  ...

  Finančni slovar

• - "...Digitalno kartografiranje: niz dejavnosti, namenjenih ustvarjanju digitalnih kartografskih izdelkov..." Vir: "GOST 28441-99. Digitalna kartografija...

  Uradna terminologija

• - "...Digitalno kartografsko modeliranje: proces ustvarjanja in uporabe digitalnih kartografskih modelov..." Vir: "GOST 28441-99. Digitalna kartografija...

  Uradna terminologija

• - "...kartografska podpora: niz ukrepov za ustvarjanje, shranjevanje digitalnih kartografskih izdelkov in njihovo izdajo potrošnikom ..." Vir: "GOST 28441-99. Digitalna kartografija...

  Uradna terminologija

• - ".....

  Uradna terminologija

• - naprava za zapisovanje na papirju ali njegovem nadomestku informacij, ki jih izda elektronski računalnik v obliki alfanumeričnega besedila, tabel, grafov itd. Najpogostejši ...
• - merilni instrument, pri katerem se vrednost merjene fizikalne veličine avtomatsko prikaže v obliki števila, prikazanega na digitalni odčitni napravi, ali v obliki niza diskretnih signalov ...

  Velika sovjetska enciklopedija

• - televizijski sistem, v katerem je oddani televizijski signal zaporedje kodnih kombinacij električnih impulzov...

  Veliki enciklopedični slovar

"Digitalno modeliranje" v knjigah

Digitalno premaga analogno

avtor Isaacson Walter

Digitalno premaga analogno

Iz knjige Inovatorji. Kako je nekaj genijev, hekerjev in geekov ustvarilo digitalno revolucijo avtor Isaacson Walter

Digitalno premaga analogno Stroji, ki sta jih razvila Hollerith in Babbage, so bili digitalni, kar pomeni, da so bili zasnovani za uporabo števk – različnih diskretnih celih števil, kot so o, 1, 2, 3. V njunih strojih je seštevanje in odštevanje celih števil potekalo z uporabo

Iz knjige Knjiga 2.0. Preteklost, sedanjost in prihodnost e-knjig skozi oči ustvarjalca Kindla avtor Merkoski Jason

Izobraževanje: tiskano ali digitalno?

Digitalna slika

Iz knjige Moj prvi video od A do Ž avtor Vladimir Gamalej

Digitalna slika Računalnik ne more obdelati analognega videa, ki vsebuje informacije o svetlosti, barvi in ​​zvoku »v svoji čisti obliki«. Če želite to narediti, jih morate pretvoriti v digitalno obliko. Obstaja veliko elektronskih plošč (omenjene so v 10. poglavju)

Digitalna satelitska televizija

Iz knjige 100 velikih čudes tehnike avtor Mussky Sergej Anatolievič

Digitalna satelitska televizija Prenos informacij na dolge razdalje je bila in ostaja ena najpomembnejših aplikacij s praktičnega vidika umetni sateliti Zemlja. Prvi namenski ameriški komunikacijski satelit leta 1963 je imel oddajnik

Digitalna televizija

Iz knjige Velika enciklopedija tehnologija avtor Ekipa avtorjev

Digitalna televizija Digitalna televizija je model za prenos avdio in video signalov na TV s prevajalnikom. Digitalna televizija za prenos podatkov uporablja kompresijo in digitalno modulacijo. Glavni standard sodobnega digitalna televizija je

Digitalna merilna naprava

TSB

Digitalno modeliranje

Iz knjige Big Sovjetska enciklopedija(CI) avtorja TSB

Lekcija 10 Digitalno modeliranje

avtor Heinemann Robert

Lekcija 10 Digitalna simulacija Po delu skozi to lekcijo se boste naučili uporabljati PSPICE kot statistični logični analizator. Vsa vprašanja se obravnavajo na praktični primeri. Od vas se bo zahtevalo, da določite najmanjšo

10.1.1. Vaja simulacije digitalnega vezja

Iz knjige Vizualno modeliranje elektronskih vezij v PSPICE avtor Heinemann Robert

10.1.1. Vaja o simulaciji digitalnega vezja Preizkusite "inteligenco" programa PSPICE tako, da za vezje z nesprejemljivim uporom R = 180 Ohmov izberete takšno kombinacijo vhodnih napetosti, ki bo ustvarila signal logične enote na izhodu vrat NOR in s tem ,

10.2. Dinamična digitalna simulacija: časovni diagrami

Iz knjige Vizualno modeliranje elektronskih vezij v PSPICE avtor Heinemann Robert

10.2. Dinamična digitalna simulacija: časovni diagrami Ko je treba preučiti časovno razporeditev digitalnih procesov, projektantu priskoči na pomoč programska oprema za osciloskop PROBE. Za uspešno delo v PROBE pa morate znati krmariti po tehničnih

19.5. Digitalno podpisovanje kuponov

Iz knjige iOS. Tehnike programiranja avtor Nahavandipur Vandad

19.5. Digitalno podpisovanje kuponov Izjava o težavi Pripravili ste imenik prehodov z opisno datoteko in datoteko pass.json ter vse slike. Zdaj želite digitalno podpisati katalog kuponov in njegovo vsebino. To je potrebno za ustvarjanje pripravljene datoteke kupona

Poglavje III Digitalni video

Iz knjige Video na vašem računalniku: TV sprejemniki, zajem sličic, montaža videa, DVD avtor Bukovetskaya Oksana Aleksandrovna

Poglavje III Digitalni video Načela digitalnega opisa Digitalni video formati Končno računalniški video Računalniško urejanje videa Digitalni video ni nujno in ni vedno računalnik. Prvi digitalni videorekorder se je pojavil leta 1986, ko je pred

Digitalna invazija

Iz knjige Literarni časopis 6468 (št. 25 2014) avtor Literarni časopis

Digitalna invazija Malo ljudi zdaj upošteva zakonodajo, vendar elektromagnetni impulzi Vsi ga vsak dan pridno lovijo ne pri televiziji, ampak pri računalniku. Temu cilju sem tudi resnično predan. Nadalje, pozorno spremljam razvoj informacij

9. Digitalni video nadzor

Iz knjige CCTV. Sveto pismo CCTV [Digital in mreženje] avtor Damjanovski Vlado

9. Digitalni videonadzor Do sedaj se je večina tem, obravnavanih v tej knjigi, nanašala na analogne video signale. Večina sodobni sistemi CCTV še vedno uporablja analogne kamere, čeprav jih ponuja vse več proizvajalcev

2.2. Nealgoritemske metode

digitalno modeliranje.

Hitrost reševanja številnih kompleksnih problemov s programsko-algoritemsko metodo na univerzalnem digitalnem računalniku je nezadostna in ne zadovoljuje potreb inženirskih sistemov za računalniško podprto načrtovanje (CAD). Eden od teh razredov problemov, ki se pogosto uporablja v inženirski praksi pri študiju dinamike (prehodni procesi) kompleksni sistemi avtomatizacija so sistemi nelinearnih diferencialnih enačb visokih redov v navadnih odvodih. Za hitrejše reševanje teh problemov lahko programski in strojni sistemi CAD poleg glavnega (vodilnega) univerzalnega digitalnega računalnika vključujejo GVM, ki so problemsko usmerjeni za reševanje nelinearnih problemov. diferencialne enačbe. Organizirani so na podlagi digitalnega matematičnega modeliranja z uporabo nealgoritemske metode. Slednje vam omogoča, da povečate produktivnost CAD zaradi inherentne vzporednosti računalniškega procesa, diskretna (digitalna) metoda predstavljanja matematičnih količin pa vam omogoča, da dosežete natančnost obdelave, ki ni slabša kot v digitalnem računalniku. Ti GVM uporabljajo dve metodi digitalnega modeliranja:

1. modeliranje s končnimi razlikami;

2. Modeliranje razelektritve.

Prva metoda, uporabljena v GVM, kot so digitalni diferencialni analizatorji (DDA) in digitalni integrativni stroji (DIM), je dobro znana metoda približnih (korak za korakom) izračunov končne razlike. Digitalne operacijske enote GVM, zgrajene na digitalnem vezju, obdelujejo dokaj majhne diskretne prirastke matematičnih količin, ki se prenašajo po komunikacijskih linijah med operacijskimi enotami. Vhod in izhod matematične količine so predstavljeni, shranjeni in akumulirani iz prirastkov v digitalnih n-bitnih kodah v obratnih števcih ali kopičnih registrih seštevalnika.

Prirastki vseh količin so običajno kodirani v eni nižji enoti: D:=1 ml. R. To ustreza kvantizaciji po ravni vseh obdelanih količin z v stalnem tempu kvantizacija D=1. Posledično je hitrost naraščanja vseh strojnih količin omejena: |dS/dx|£1.

Znaki enobitnih korakov so kodirani z metodo znakovnega kodiranja na dvožilnih komunikacijskih linijah med delovnimi enotami:

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

kjer je DSi=yiDx – prirastek integrala in i-ti korak integracija, i-ta ordinata funkcije integranda y(x) – yi pa se izračuna s seštevanjem njenih prirastkov:

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

z uvedbo konstantnega normalizacijskega koeficienta kn = 2-n se prirastki na izhodih integratorjev oblikujejo zaporedno in obdelujejo v naslednjih integratorjih prav tako zaporedno. Izjema je integracija vsote več funkcij integranda

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

Nato vzdolž več m vhodnih vrstic l-ti prirastki lahko deluje sinhrono na nekem j-em koraku. Za zaporedno seštevanje so znotraj koraka razporejeni z zakasnitvenimi črtami, s čimer se urna frekvenca vhodnega akumulacijskega seštevalnika poveča za m-krat. Zato je število seštevnih funkcij integranda običajno omejeno na dve: m=2.

Strukturna organizacija digitalnega integratorja-seštevalnika je zelo preprosta. Konstruiran je v obliki serijske povezave naslednjih funkcionalnih enot:

· 2OR vezje z zakasnitvijo tz=0,5t na enem od vhodov

· vhodni akumulacijski seštevalec inkrementov funkcij integranda, ki akumulira njihove n-bitne ordinate glede na vhodne inkremente:

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

Pri Dх:=(10) se koda yk prenaša nespremenjeno, pri Dх:=(01) pa izhod tvori kodo inverzno vhodni kodi yk.

Izhodni akumulacijski seštevalnik, ki v vsakem integracijskem koraku svoji stari vsebini doda vsebino premikalnega registra RS vhodnega NSM (v kodi serijskega prenosa se ta korak izvede v n taktih):

· generator integralnega izhodnega prirastka: DSi:= prelivna enota Si, pretvarjanje predznaka preliva v bipolarno kodo prirastka (najenostavneje se izvede, če so negativna akumulirana števila Si predstavljena v spremenjeni kodi: direktni, inverzni ali komplementarni). Ustrezni blokovni diagram digitalnega integratorja je prikazan na sl. 9.14 (str.260) učbenika. Za vezja digitalnega modela velja naslednje: simbol digitalni seštevalnik-integrator:

"Zn." označuje zastavico inverzije (-), če je potrebna. Pomembna prednost ta metoda digitalno modeliranje s končno razliko je, da se isti digitalni integrator brez spreminjanja njegovih vezij uporablja za izvajanje linearnih in nelinearnih operacij, potrebnih za reševanje navadnih diferencialnih enačb. To je razloženo z dejstvom, da se pri programiranju CDA in CIM prvotne enačbe v derivatih pretvorijo v enačbe v diferencialih. Oglejmo si najpreprostejše programe digitalnega modela:

1. množenje spremenljivke x s konstanto k:

Če preidemo na diferenciale dS=кdx, se bomo prepričali, da to operacijo izvede en integrator z ustrezno začetno nastavitvijo:

3. Množenje S=xy ali v diferencialih dS=xdy+ydx.

4.2. trigonometrične funkcije, na primer y=sinx, ki je rešitev diferencialne enačbe drugega reda (od ), ali v diferencialih

DIV_ADBLOCK111">

Glede na to, da izdelava teh problemsko usmerjenih računalnikov zahteva znatne dodatne stroške pri gradnji tehnična sredstva CAD pogosto uporablja enostavnejši način za njihovo organizacijo z združevanjem masovno proizvedenih digitalnih računalnikov za splošno uporabo in elektronskih analognih računalnikov (AVM), zgrajenih na operacijskih ojačevalnikih, v računalniški kompleks. Digitalni računalnik in digitalni računalnik sta združena s standardno pretvorniško in vmesniško napravo (CTD), ki je sestavljena predvsem iz ADC in DAC. Kompleksni problem, ki ga je treba rešiti, je pri programiranju kompleksa racionalno razdeljen na 2 dela med analognimi in digitalnimi procesorji. Poleg tega je analogni del največkrat problemsko naravnan pri reševanju diferencialnih enačb in se uporablja v splošnem računalniškem procesu kot hiter podprogram.

2.3 Arhitektura hibridnih računalniških sistemov (HCC).

2.3.1. struktura analogno-digitalnega računalniškega kompleksa (ADCC)

GVK ali ATsVK je računalniški kompleks, sestavljen iz digitalnega računalnika in avtomatskega računalnika splošnega namena, združenega z UPS-om, ki v digitalnem delu vsebuje dodatno programsko opremo za avtomatizacijo programiranja analognega dela, ki upravlja izmenjavo informacij med analognimi in digitalni deli, spremljanje in testiranje analognega dela, avtomatizacija vhodno-izhodnih postopkov.

Oglejmo si blokovni diagram ADCC z najpreprostejšim UPS, zgrajenim na enokanalnih preklopnih ADC in DAC. Za ustvarjanje predpogojev za avtomatizacijo programiranja AVM pod nadzorom digitalnega računalnika so kot del strojne opreme AVM uvedeni naslednji dodatni bloki:

1. Ročno nastavljivi spremenljivi upor (potenciometri) na vhodih operacijskih ojačevalnikov v setu operacijskih blokov (NOB), ki jih poznamo iz laboratorijsko delo po TAU so nadomeščeni z digitalno krmiljenimi upornostmi (DCR), ki uporabljajo integrirana vezja DAC;

Za dolgotrajno shranjevanje kod nastavitev DCC se uporablja blok vmesnih registrov (BFR), ki se pri programiranju AVM naloži z digitalnimi kodami prenosnih koeficientov (TC) delovnih enot, izračunanih v digitalnem računalniku po opisani metodi. v odstavku 2.1; z uporabo merilnih enačb analognega modela;

3. Samodejno povezovanje delovnih enot v skladu z analognim modelnim vezjem, sestavljenim v digitalnem računalniku (klavzula 2.1), se izvede z avtomatskim preklopnim vezjem (ASC) z uporabo binarnega preklopnega vektorja ključev SAC, oblikovanega v digitalnem računalniku. in se med reševanjem težave shranijo v register informacij o konfiguraciji (RN) v UPS.

Načini delovanja AVM: priprava, zagon, zaustavitev, vrnitev v začetno stanje, izpis rezultatov na analogne periferne naprave (snemalniki grafikonov, dvokoordinatne tablične snemalne naprave - DRP) se nastavljajo s strani računalnika preko krmilne enote UPS ( UPS BU).

Krmilna enota UPS izvaja tudi medsebojno sinhronizacijo delovanja digitalnega računalnika in avtomatskega računalnika: prenaša zunanje prekinitvene signale iz analognega modela v digitalne programe digitalnega računalnika, pod nadzorom digitalnih delnih programov sinhronizira anketiranje točke v analognem modelu, pretvorbo napetosti na teh točkah v digitalne kode in prenos slednjih preko BSK in kanala vhod-izhod v RAM digitalnega računalnika; ali podobno obratno pretvorbo digitalnih kod v električne napetosti in dovod slednjih do zahtevanih točk na vhodih delovnih enot analognega modela. To načelo funkcionalne organizacije interakcije med digitalnimi in analognimi deli je v strojni opremi podprto z bloki UPS: ADC in DAC, AM in ADM - analogni multiplekser in demultiplekser, ML - vhodni in izhodni analogni pomnilniški bloki, zgrajeni na različnih podobnih vzorčenjih za shranjevanje. vezja (SSC). Vhodi vhoda SVX (levo) so povezani z zahtevanimi točkami vezja analognega modela (izhodi ustreznih operacijskih blokov). V potrebnih diskretnih trenutkih se pod nadzorom digitalnega računalnika posamezne vzorčne ordinate vzamejo iz analognega modela. analogni signali(električne napetosti) in so shranjeni v začasnem skladišču. Nato izhode SVR vpraša AM multiplekser in njihove izhodne napetosti pretvori ADC v digitalne kode, ki se v načinu neposrednega dostopa kot blok številk (linearno polje) zapišejo v OP digitalnega računalnika.

pri inverzna transformacija Izhodi SVH druge skupine izhodnega analognega pomnilnika ML (desno) so pod nadzorom digitalnega računalnika povezani na zahtevane vhode operacijskih enot analognega modela, vhodi SVH pa na izhode analogni demultiplekser, katerega vhod se napaja z izhodno napetostjo DAC. V načinu neposrednega dostopa se blok številk prebere iz OP digitalnega računalnika. Vsaka od številk se pretvori v DAC električna napetost, ki se pod nadzorom digitalnega računalnika s pomočjo delujočega ADM evidentira v hrambo v enem od skladišč za začasno hrambo. Nastali niz več napetosti se shrani v več sistemih za začasno shranjevanje za časovni interval, ki ga določi digitalni računalniški program (na primer pri reševanju problema v analognem delu) in se obdela v analognih delovnih enotah.

2.3.2. Metode organiziranja analognih -

digitalno računalništvo.

Načelo izmeničnih načinov delovanja digitalnih računalnikov in avtomatiziranih računalnikov, zmanjšanje kompleksnosti krmilnega sistema.

ATsVK se uporabljajo za analogno-digitalno modeliranje kompleksnih sistemov avtomatizacije, ki vsebujejo nadzorne digitalne računalnike, pa tudi za pospešitev reševanja kompleksnih matematičnih problemov, ki zahtevajo prekomerno porabo pomnilniških virov in računalniškega časa. V prvem primeru se krmilni algoritmi programsko simulirajo na digitalnem računalniku, analogni matematični model krmilnega objekta pa se programira v avtomatskem računalniku, ACVK pa se uporablja kot kompleks za odpravljanje napak in preverjanje krmilnih algoritmov ob upoštevanju nelinearnosti in dinamike krmilnega objekta, ki ju je zelo težko upoštevati pri razvoju algoritmov, če ne rešujemo nenehno diferencialnih enačb objekta, da bi ugotovili njegov odziv na vsako novo krmilno dejanje.

V drugem primeru, na primer, pri reševanju diferencialnih enačb, je splošen okoren problem približnih izračunov razdeljen na dva dela, pri čemer se običajno računsko intenzivni izračuni postavijo v analogni del, za katerega je dopustna napaka 0,1 ... 1%.

Glede na načelo zgoraj omenjene razdelitve naloge na dva dela in način organizacije interakcije med AVM in digitalnim računalnikom so sodobni digitalni računalniki razdeljeni v 4 razrede analogno-digitalnega računalništva.

Razredi 1,2,3 se lahko izvajajo na podlagi obravnavane strukturne organizacije ADCC s poenostavljenim UPS, zgrajenim na enokanalnih ADC in DAC.

Razred 1 je najpreprostejši v smislu organiziranja interakcije med AVM in digitalnim računalnikom. Delujejo digitalni in analogni deli drugačen čas, zato ni visokih zahtev glede sinhronizacije delovanja AVM in digitalnega računalnika ter hitrosti digitalnega računalnika in UPS.

Razred 2 zahteva posebno organizacijo izmeničnih načinov delovanja AVM, DVM in UPS v vsakem ciklu izračunov in interakcije

	Izračun
		Prenos podatkov		Prenos podatkov
	Prekiniti	Izračun	Prekiniti	Izračun

Ker AC in CC ne delujeta sočasno, ni težav z njuno sinhronizacijo in ni visokih zahtev glede hitrosti UPS-a in digitalnega računalnika. Razredi problemov, ki jih je treba rešiti: optimizacija parametrov analognega modela, parametrična identifikacija, modeliranje naključnih procesov z metodo Monte Carlo, analogno-digitalno modeliranje avtomatskih krmilnih sistemov nev realnem času, integralne enačbe.

Razred 3 zahteva drugačno organizacijo izmeničnih načinov delovanja AVM, TsVM in UPS.

	Izračun
		Prenos podatkov		Prenos podatkov
	Izračun	Prekiniti	Izračun	Prekiniti

V fazi A se v AC in CC hkrati izvajata 2 delni nalogi ene težka nalogačasovno združljivi. V CC v fazi B se diskretne vrednosti funkcijskih argumentov najpogosteje prejmejo iz AC in shranijo, nato pa se v fazi A iz njih izračunajo ordinate in pripravijo za AC kompleksne funkcije, ki se v naslednji fazi B prenesejo v AC, kjer se shranijo v analogni pomnilnik (SVH), nato pa se uporabijo v naslednji fazi A pri analognih izračunih itd. Razredi problemov, ki jih je treba rešiti: iterativni izračuni, reševanje navadnih difurs z danimi robnimi pogoji, dinamični problemi s čistim zamikom argumentov, integralne enačbe, parcialne diferencialne enačbe. V razredu 3 ni visokih zahtev glede hitrosti digitalnega računalnika in digitalnega računalnika, zahteva pa se natančna sinhronizacija delovanja digitalnega računalnika in digitalnega računalnika v fazi B, saj zaradi zaustavitve digitalnega procesorja pride do asinhronega krmiljenja. prenosa podatkov ni mogoče, sinhroni prenos podatkovnih blokov pa poteka pod nadzorom krmilnika neposrednega dostopa v pomnilnik (KPDP) preko vhodno/izhodnega kanala digitalnega računalnika.

Razred 4 je najpogosteje analogno-digitalno modeliranje digitalnih avtomatskih krmilnih sistemov v realnem času za preverjanje in razhroščevanje nadzornih digitalnih računalniških programov v dinamiki. Je najbolj zapleten v smislu organizacije interakcije in sinhronizacije delovanja avtomatiziranega računalnika in digitalnega računalnika, saj sta tukaj fazi A in B združeni, stalna medsebojna menjava podatkov v procesu izračunov, zato zahteva uporabo digitalnega računalnika in UPS-a največje hitrosti.

Strukturna organizacija UPS, navedena zgoraj in primerna za razrede 1,2,3, ni uporabna v razredu 4. Slednji razred zahteva večkanalno organizacijo ADC in DAC brez multipleksiranja z dodatno vključitvijo vzporednih vmesnih registrov na vhodu in izhodu datoteke BSC, ki se izmenjujejo z OP digitalnega računalnika v načinu neposrednega dostopa. Vsebino vsakega registra bodisi pretvorijo ločeni vzporedno povezani DAC-ji, ko prenašajo podatke v AVM, bodisi generirajo ločeni vzporedno povezani ADC-ji, ko prenašajo podatke iz AVM v digitalni računalnik.

2.3.3 Lastnosti programsko opremo ACVC.

Za avtomatizacijo programiranja AVM z uporabo digitalnega računalnika in popolno avtomatizacijo analogno-digitalnega računalniškega procesa je tradicionalna digitalna računalniška programska oprema za splošne namene (glej sliko 13.2, str. 398 v učbeniku) dopolnjena z naslednjimi programskimi moduli:

1. Programi za obdelavo vključujejo dodatne prevajalce iz posebnih jezikov analogno-digitalnega modeliranja, na primer Fortran-IV, dopolnjene s podprogrami v razširjenem montažnem jeziku, ki vsebuje posebne analogno-digitalne ukaze, na primer za krmiljenje analognega dela z digitalnim računalniški program, organiziranje prenosa podatkov med digitalnimi frekvencami in AC, obdelava prekinitev centralnih frekvenčnih programov, ki jih inicializira analogni del; ustvarjen je analogno-digitalni sistem za prevajanje;

2. Programi za delo, odpravljanje napak in vzdrževanje vključujejo gonilnik za izmenjavo med stroji za krmiljenje analognega dela kot perifernega procesorja, programe za grafični prikaz, snemanje in analizo rezultatov;

3. knjižnica uporabnih programov vključuje programe za izračun funkcij in standardne matematične analogno-digitalne programe;

4. Testi UPS in testi operacijskih enot AVM so vključeni v programe diagnostičnega vzdrževanja;

5. Cela vrsta dodatnih nadzornih modulov je uvedena v nadzorne programe OS:

Avtomatski sistem za analogno programiranje (SAAP), sestavljen iz leksikalni analizator; razčlenjevalnik(preverjanje skladnosti analognega programa, vnesenega v algoritemskem jeziku, s pravili sintakse zapisa); generatorji blokovni diagrami (sestava in kodiranje vezij analognih modelov z uporabo metode zmanjševanja reda in implicitnih funkcij, kot v odstavku 2.1); blok računskih programov(skaliranje analognega modela kot v odstavku 2.1, digitalno programsko modeliranje analognega dela na digitalnem računalniku z enim izračunom za izračun pričakovanega največje vrednosti spremenljivke in razjasnitev skaliranja analognega modela, kot tudi ustvarjanje datoteke za statično in dinamično kontrolo analognega dela po njegovem programiranju); izhodni predstavitveni programi(prikaz in risalnik sintetizirane strukture analognega modela, kontrolni izpis analognih programskih kod, faktorji merila, statične in dinamične krmilne datoteke);

· Storitev sinhronizacije in interakcije avtomatiziranih računalnikov in digitalnih računalnikov (implementacija izmeničnih načinov delovanja);

· Storitev obdelave prekinitev, ki jih inicializira analogni del;

· Program za upravljanje izmenjave podatkov med AVM in digitalnim računalnikom;

· Program za upravljanje nalaganja analognih kod modelov vezij v SAC (v RN);

· Program za nadzor statičnega in dinamičnega načina krmiljenja (razhroščevanje analognega programa, naloženega v AVM).

Na podlagi rezultatov avtomatizacije analogno-digitalnega programiranja na magnetnem disku gostiteljskega digitalnega računalnika se poleg klasičnih digitalnih datotek ustvarijo naslednje dodatne podatkovne datoteke, ki jih uporabljajo zgoraj omenjeni dodatni moduli programske opreme ACVK: analogni blok datoteka, preklopna datoteka (za SAC), statična krmilna datoteka, dinamična krmilna datoteka, pripravljalna datoteka za analogne funkcijske pretvornike, knjižnica vtičnikov standardnih analogno-digitalnih programov.

2.3.4. Jeziki analogno-digitalnega modeliranja.

Upoštevana arhitektura digitalnega digitalnega računalnika omogoča opisovanje in vnos analogno-digitalnih programov samo v gostiteljski digitalni računalnik v algoritemskih jezikih visoka stopnja. V ta namen so tradicionalni digitalni programski jeziki dopolnjeni s posebnimi operaterji za opis analognega modela modeliranja, organiziranje prenosa podatkov med AC in DC, krmiljenje analognega dela z uporabo digitalnega računalniškega programa, obdelavo prekinitev iz analognega dela, nastavitev parametri analognega modela, spremljanje analognega dela, nastavitev servisnih informacij itd.

Uporabljajo se univerzalni jeziki, prevedeni s kompilacijo (Fortran IV) ali interpretacijo (BASIC, Gibas, Focal, HOI), dopolnjeni s posebnimi podprogrami v Assembly, ki jih običajno kliče operater Call ..., ki označuje identifikator želenega podprograma.

Da bi povečali hitrost delovanja CAAP, je ta običajno opisan in na vhodu uporablja specializirane analogno-digitalne jezike za modeliranje: CSSL, HLS, SL – 1, APSE, za interno interpretacijo pa jezik Poliz (obraten poljski jezik). zapis).

Naslednja analogno-digitalna makro navodila je mogoče vnesti v univerzalne prevedene jezike:

1. SPOT AA x– potenciometer (DCC) v analognem delu z naslovom AA nastavite na položaj (vrednost upora), ki ustreza vrednosti digitalne kode, shranjene v digitalnem računalniku OP na naslovu x;

2. MLWJ AA x– odčitati analogno vrednost na izhodu operacijske enote v AC z naslovom AA, jo izpostaviti analogno-digitalni pretvorbi in nastalo digitalna koda pisati v digitalni računalnik OP na naslovu x. Interakcijo med analognim in digitalnim delom lahko opišemo kot klic procedure:

Pokličite JSDA AA x, kjer je JSDA ustrezen identifikator podprograma vtičnika v zbirnem jeziku, na primer postopek namestitve - nastavite vrednost x iz izhoda DAC za naslov AA v analognem delu.

Zato je zelo pomembno razumeti, kako vrsta vzporednosti problema, ki ga rešujemo, vpliva na način organizacije vzporednega računalnika.

3.1.1 Naravni paralelizem

samostojne naloge.

Opazuje se, če v letalu obstaja pretok nepovezanih nalog. V tem primeru je povečanje produktivnosti relativno enostavno doseči z vnosom v "grobozrnat" BC ansambel neodvisno delujoči procesorji povezani z vmesniki večmodulnega OP in inicializacija vhodno/izhodnih procesorjev (I/O).

Število OP modulov je m>n+p, da se zagotovi možnost vzporednega dostopa do pomnilnika vseh procesorjev in vseh PVV ter poveča toleranca napak računalnika. Redundantni (m-n-p) moduli OP so potrebni za hitro okrevanje v primeru okvare delujočega modula in za shranjevanje vanje SSP procesorjev in procesov na kontrolnih točkah programov, ki so potrebni za ponovni zagon v primeru okvare procesorja ali OP modula.

Ustvari se možnost, da vsaka od nalog, ki jih je treba rešiti, začasno združi par: Pi+OPj kot avtonomno delujoč računalnik. Prej je isti modul OP deloval v paru: PVVk + OPj, v OPj pa so se program in podatki vnašali v vhodni medpomnilnik. Na koncu obdelave se organizira in napolni izhodni medpomnilnik v OPj, nato pa se modul OPj vstavi v par OPj+PVVr za izmenjavo s periferno napravo.

Glavna naloga organizacije računalniških procesov, ki jo rešuje sistemski program "dispečer", je optimalna porazdelitev nalog med vzporednimi procesorji po kriteriju maksimiranja njihove obremenitve ali zmanjšanja njihovega izpada. V tem smislu je optimalno asinhroni princip nalaganja nalog v procesorje brez čakanja na obdelavo nalog v drugih zasedenih procesorjih.

Če je paket vhodnih nalog, nabranih v določenem časovnem intervalu, shranjen v VRAM, se problem optimalnega asinhronega razporejanja zmanjša na ustvarjanje optimalnega razporeda za zagon nalog na različnih procesorjih. Glavni vhodni podatek, potreben za to, je nabor znanih pričakovanih računskih procesnih časov za vsa opravila akumulirane serije, ki so običajno navedeni v kontrolnih karticah njihovih opravil.

Kljub neodvisni naravi nalog v celoti njihovih asinhronih računalniških procesov so možni konflikti med njimi za skupne računalniške vire:

1) Storitve skupnega večsistemskega OS, na primer obdelava V/I prekinitev ali klicev skupnega zanesljivega OS med okvarami in ponovnimi zagoni;

(О–) – ®О-Д – sprememba predznaka D.

Z operacijo v sloju I se lahko vzporedno izvedeta po dve operaciji v sloju II in III, če ima ALU ustrezen presežek operacijskih blokov.

Zgoraj obravnavana vzporednost operacij pri reševanju diferencialnih enačb in pri obdelavi matrik spada v običajni razred, saj se ista operacija večkrat ponovi nad različnimi podatki. Zadnji primer kvadratna enačba ima nepravilen paralelizem operacij, ko je možno istočasno izvajanje na različnih podatkih različni tipi operacije.

Kot je prikazano zgoraj, je primeren za uporabo rednega paralelizma operacij ob izboljšanju zmogljivosti matrična organizacija Letalo s splošnim nadzorom.

IN splošni primer nepravilen paralelizem operacij več na primeren način upoštevajo se povečanja produktivnosti organizacija pretakanja Računalniki in letala. V pretočnih računalnikih se namesto tradicionalnega von Neumannovega programskega nadzora računalniškega procesa v skladu z vrstnim redom ukazov, ki ga določa algoritem, uporablja obratni princip programskega nadzora glede na stopnjo pripravljenosti operandov oziroma tok podatkov (pretok operanda), ki ga ne določa algoritem, temveč graf operanda (graf prenosa podatkov).

Če je v vzporednem procesorju ali skupini redundantnih mikroprocesorjev v računalniškem sistemu zadosten presežek procesnih naprav, potem bodo naravno in samodejno (brez posebnega razporejanja in razporejanja zagona) tiste vzporedne operacije, katerih operandi so bili pripravljeni s prejšnjimi izračuni, hkrati izvedeno.

Računski proces se začne s tistimi operacijami, katerih operandi so izvirni podatki, na primer v prvi plasti GPA kvadratne enačbe se hkrati izvajajo tri operacije, nato pa se razvija, ko so operandi pripravljeni. Za tem se pokliče ukaz za množenje, nato odštevanje in preverjanje logičnega pogoja, nato makrooperator (Ö) in šele za tem - dva ukaza hkrati: seštevanje in odštevanje, za njima pa dva enaka ukaza za deljenje.

Tehnična izvedba pretočne organizacije letal je možna na tri načine:

1) Izdelava posebnih pretočnih mikroprocesorjev, ki spadajo v razred specializiranih in bodo obravnavani v naslednjem semestru;

2) Posebna organizacija računalniškega procesa in modifikacija nizkonivojskega strojnega jezika v večmikroprocesorskih ansambelskih računalnikih, zgrajenih na standardnih von Neumannovih mikroprocesorjih;

3) Ustvarjanje procesorjev s presežkom istega tipa operacijskih enot in dodajanje operacijskih sistemov z uporabo pretočne metode za organizacijo računalniškega procesa (izvedeno v domačem pretočnem procesorju EC2703 in superračunalniku Elbrus-2).