Проблемы построения систем структурно− процедурного

30
ПРИБОРЫ, МЕТОДЫ И ТЕХНОЛОГИИ
2. Ïåðâîçâàíñêèé À.À., Ïåðâîçâàíñêàÿ Ò.Í. Ôèíàíñîâûé
ðûíîê: ðàñ÷åò è ðèñê. Ì: Èíôðà-Ì. 1996. 172 ñ.
3. Êàïëèíñêèé À.È., Ðóññìàí È.Á., Óìûâàêèí Â.Ì. Àëãîðèòìèçàöèÿ è ìîäåëèðîâàíèå ñëàáîôîðìàëèçîâàííûõ çàäà÷ âûáîðà íàèëó÷øèõ âàðèàíòîâ ñèñòåì. Âîðîíåæ: Èçä-âî ÂÃÓ, 1991. 168 ñ.
4. Óìûâàêèí Â.Ì. Èíòåãðàëüíàÿ ýêîëîãî-õîçÿéñòâåííàÿ îöåíêà è óïðàâëåíèå çåìåëüíûìè ðåñóðñàìè â
ðåãèîíå. Âîðîíåæ: Èçä-âî ÂÃÏÓ, 2002. 178 ñ.
ðåíû âîïðîñû ïðàêòè÷åñêîé ðåàëèçàöèè ðàçðàáîòàííûõ íîðìàòèâíûõ ìîäåëåé è ìåòîäîâ èíòåãðàëüíîé
îöåíêè ýêîëîãî-õîçÿéñòâåííîãî ñîñòîÿíèÿ çåìåëüíûõ
ðåñóðñîâ â ðåãèîíå.
ËÈÒÅÐÀÒÓÐÀ
1. Markovitz H. Portfolio selection // Journal of finanse.
1952. V.5 (March). PP. 77–91.
ПРИБОРЫ, МЕТОДЫ И ТЕХНОЛОГИИ
Гузик В.Ф., Чернухин Ю.В., Поленов М.Ю.
Проблемы построения
систем структурно−
процедурного
моделирования
❁
Guzik V.F., Chernuhin U.V., Polenov M.U.
The difficulties of building
a system for structural−
procedural modelling
Статья посвящена анализу возможностей применения
структурно&процедурных принципов моделирования с це&
лью расширения свойств существующих моделирующих си&
стем. Основная идея предлагаемого решения заключается
в объединении достоинств структурного подхода (проблем&
но&ориентированность и высокая производительность) с до&
стоинствами процедурного подхода (универсальность и гиб&
кость модификации).
The article outlines the possibilities of using structural – proce&
dural modelling with the aim of extending the properties of the
modelled system. The main aim of the proposed solution is to
improve the advantages found in the structural model (problem
orientation and high productivity) by combining it with the proce&
dural model (universality and flexibility).
Введение
ðåäëàãàåìîå ðåøåíèå çàäà÷è ðàñøèðåíèÿ ôóíêöèîíàëüíûõ âîçìîæíîñòåé ìîäåëèðóþùèõ ñèñòåì
(ÌÑ) ñîñòîèò â èñïîëüçîâàíèè ïðîöåäóðíîñòðóêòóðíûõ ìåòîäîâ ïðîãðàììèðîâàíèÿ äëÿ ñèíòåçà
âíåøíèõ ïî îòíîøåíèþ ê ÌÑ ìîäåëåé è ðàçðàáîòêå
ðåàëèçóþùèõ ýòè ìåòîäû íîâûõ ïðîãðàììíî-àïïàðàòíûõ ñðåäñòâ. Òàêèå ñðåäñòâà âêëþ÷àþò ìóëüòèòðàíñëÿòîð, ïðîãðàììíóþ ñèñòåìó ñòðóêòóðíîãî ìîäåëèðîâàíèÿ è àïïàðàòíî-ðåàëèçîâàííûé ìíîãîïðîöåññîðíûé àêñåëåðàòîð, ïîâûøàþùèé ïðîèçâîäèòåëüíîñòü ÌÑ. Àêñåëåðàòîð ñîñòîèò èç ÷åòûðåõïðîöåññîðíîãî êëàñòåðà, âûïîëíåííîãî â âèäå ïëàòû ðàñøèðåíèÿ ïåðñîíàëüíîãî êîìïüþòåðà íà áàçå ñèãíàëüíûõ ïðîöåññîðîâ ADSP-21160 (SHARC). Ñîâîêóïíîñòü âûøåîïèñàííûõ ñðåäñòâ îáðàçóåò ñòðóêòóðíîïðîöåäóðíûé ðàñøèðèòåëü ìîäåëèðóþùèõ ñèñòåì.
Òàêîé ïîäõîä, ïðè ñîõðàíåíèè äîñòîèíñòâ ïðîöåäóðíûõ ìîäåëåé, à èìåííî, èõ óíèâåðñàëüíîñòè, ïðîñòîòû ìîäèôèêàöèè, ìàëîé çàâèñèìîñòè îò îáúåìà èñïîëüçóåìîãî îáîðóäîâàíèÿ, ïîçâîëÿåò îáåñïå÷èâàòü
íàãëÿäíîñòü è ïðîñòîòó ïðîãðàììèðîâàíèÿ ñòðóêòóðíûõ êîìïîíåíò ïðè óìåíüøåíèè îáùåãî âðåìåíè ìîäåëèðîâàíèÿ. Îäíàêî, ýôôåêòèâíàÿ ðåàëèçàöèÿ òàêîãî ïîäõîäà âîçìîæíà ëèøü â òîì ñëó÷àå, åñëè èñïîëíÿåìûå ïðîãðàììû, íàïèñàííûå íà ðàçëè÷íûõ àëãîðèòìè÷åñêèõ ÿçûêàõ, áóäóò òðàíñëèðîâàòüñÿ åäèíûìè
èíñòðóìåíòàëüíûìè ñðåäñòâàìè, ñïîñîáíûìè ãåíåðèðîâàòü òðåáóåìûå îáúåêòíûå êîäû êàê äëÿ ïðîöåäóðíîé, òàê è äëÿ ñòðóêòóðíîé ÷àñòåé ÌÑ.  êà÷åñòâå òàêîãî èíñòðóìåíòàðèÿ áûë ïðåäëîæåí è ðàçðàáîòàí
ìóëüòèòðàíñëÿòîð (ÌÒ) ïðîäóêöèîííîãî òèïà [1], ÿäðî êîòîðîãî èíâàðèàíòíî îòíîñèòåëüíî âõîäíûõ àëãîðèòìè÷åñêèõ ÿçûêîâ, à â êà÷åñòâå àêñåëåðàòîðà ïðåäëîæåíà, ðàçðàáîòàíà è èçãîòîâëåíà ìíîãîïðîöåññîðíàÿ ñèñòåìà ñòðóêòóðíîãî ìîäåëèðîâàíèÿ íà áàçå ñèãíàëüíûõ ïðîöåññîðîâ (ADSP-àêñåëåðàòîð).
Ïðè ðàçðàáîòêå ÌÒ è ADSP-àêñåëåðàòîðà â êà÷åñòâå ïðèìåðà áûëà âçÿòà ìîäåëèðóþùàÿ ñèñòåìà
VTB, ïðåäñòàâëÿþùàÿ ñîáîé âèðòóàëüíóþ ìîäåëèðóþùóþ ñðåäó, îðèåíòèðîâàííóþ íà ïðîãðàììíóþ èìèòàöèþ ôèçè÷åñêèõ ïðîöåññîâ, ïðîòåêàþùèõ â ñëîæ-
П
1. Организация структурнопроцедурного
расширителя систем моделирования
Îäíèì èç âàæíûõ ïóòåé ïîâûøåíèÿ ïðîèçâîäèòåëüíîñòè ìîäåëèðóþùèõ ñèñòåì ïðîöåäóðíîãî òèïà
ÿâëÿåòñÿ âêëþ÷åíèå â èõ àðõèòåêòóðó ìíîãîïðîöåññîðíûõ àêñåëåðàòîðîâ è îðãàíèçàöèÿ íà èõ îñíîâå
ïðîöåäóðíî-ñòðóêòóðíûõ âû÷èñëèòåëüíûõ ïðîöåññîâ.
Качество и ИПИ(CALS)−технологии
❁
№1, 2004
31
ПРИБОРЫ, МЕТОДЫ И ТЕХНОЛОГИИ
ñàííûõ íà ÿçûêå ñòðóêòóðíîãî ìîäåëèðîâàíèÿ âî âíåøíèå ìîäåëè VTB.
Âíåøíèå ìîäåëè âçàèìîäåéñòâóþò ñ
VTB ÷åðåç ìîäóëü ñâÿçè MT-VTB;
• ñèñòåìà
ïîäãîòîâêè
ïðîãðàìì
ñòðóêòóðíûõ ìîäåëåé (ÑÏÑÌ), ñèñòåìà âèçóàëüíîãî ïðîãðàììèðîâàíèÿ ñòðóêòóðíîãî âû÷èñëèòåëÿ.
Äàííàÿ ñèñòåìà îáëàäàåò ðåäàêòîðîì ñòðóêòóðíûõ ìîäåëåé (Ìîäåëüâèçàðä ÑÏÑÌ);
• ïðîãðàììíî-àïïàðàòíàÿ
ñèñòåìà
ìîäåëèðîâàíèÿ, ðåàëèçóþùàÿ íåïîñðåäñòâåííî ðàñ÷åò ìîäåëèðóåìûõ
ñèñòåì. Â å¸ ñîñòàâ âõîäèò ADSPàêñåëåðàòîð è ìîäóëü ðàñïàðàëëåëèÐèñ. 1. Àðõèòåêòóðà ñòðóêòóðíî-ïðîöåäóðíîãî ðàñøèðèòåëÿ
âàíèÿ ñòðóêòóðíûõ ïðîãðàìì. Ñâÿçü
äàííîé ñèñòåìû ñ ìîäåëèðóþùèì
íûõ ýíåðãåòè÷åñêèõ öåïÿõ [2], è ðàáîòàþùóþ ïîä óïñòåíäîì îñóùåñòâëÿåòñÿ ïîñðåäñòðàâëåíèåì îïåðàöèîííîé ñèñòåìû ïåðñîíàëüíîãî
âîì ìîäóëÿ ñâÿçè.
êîìïüþòåðà (PC). Âíóòðåííèå ìîäåëè VTB ñèíòåçèÐàññìîòðèì îñíîâíûå êîìïîíåíòû ïðåäëàãàåìîãî
ðóþòñÿ íà áàçå ñïåöèàëüíûõ áèáëèîòå÷íûõ ýëåìåíðàñøèðèòåëÿ.
òîâ, ïðîãðàììû êîòîðûõ ïðåäâàðèòåëüíî ïèøóòñÿ íà
âíóòðåííåì ÿçûêå ñðåäû ìîäåëèðîâàíèÿ.
2. Мультитранслятор и его реализация
Òî îáñòîÿòåëüñòâî, ÷òî êîëè÷åñòâî è íîìåíêëàòóÐàçðàáîòàííûé ìóëüòèòðàíñëÿòîð óïðîùàåò ïðîðà áèáëèîòå÷íûõ ýëåìåíòîâ èçíà÷àëüíî îãðàíè÷åíû,
öåäóðó âíåäðåíèÿ â ÌÑ âíåøíèõ ìîäåëåé òàêèõ îáúà èõ ïîïîëíåíèå íà ÿçûêå ìîäåëèðóþùåé ñðåäû äëÿ
åêòîâ, êîòîðûå ïðåäâàðèòåëüíî íå îïèñàíû íà åãî
íå èìåþùåãî ñïåöèàëüíîé ïîäãîòîâêè ïîëüçîâàòåëÿ
âíóòðåííåì ÿçûêå, à ïðåäñòàâëåíû íà ðàçëè÷íûõ ÿçûñâÿçàíî ñ ñóùåñòâåííûìè òðóäíîñòÿìè, îãðàíè÷èâàåò
êàõ ïðîãðàììèðîâàíèÿ è ìîäåëèðîâàíèÿ. Íàáîð èñåå ôóíêöèîíàëüíûå âîçìîæíîñòè. Ñ äðóãîé ñòîðîíû,
ïîëüçóåìûõ ÿçûêîâ ïðè ýòîì ëåãêî èçìåíÿåòñÿ ïóòåì
èñïîëüçóåìûé â PC êëàññè÷åñêîé àðõèòåêòóðû ïîñëåïîäêëþ÷åíèÿ ê ìóëüòèòðàíñëÿòîðó íîâûõ èëè ìîäèäîâàòåëüíûé ìåòîä îáðàáîòêè èíôîðìàöèè, â ñâîþ
ôèêàöèè èìåþùèõñÿ ãðàììàòè÷åñêèõ ìîäóëåé.
î÷åðåäü, îãðàíè÷èâàåò ïðîèçâîäèòåëüíîñòü ðàçâåðíóÑòðóêòóðà ðåàëèçóþùåãî ýòè âîçìîæíîñòè ìóëüòèòîé íà íåé ìîäåëèðóþùåé ñèñòåìû. Ïîýòîìó, äëÿ ïîòðàíñëÿòîðà [3] ïðèâåäåíà íà ðèñ. 2.
âûøåíèÿ ïðîèçâîäèòåëüíîñòè ìîäåëèðóþùåé ñèñòåÌóëüòèòðàíñëÿòîð ïîçâîëÿåò: ñîçäàâàòü è ðåäàêìû VTB â ïðåäëàãàåìîé àðõèòåêòóðå èñïîëüçóþòñÿ
òèðîâàòü ãðàììàòè÷åñêèå ìîäóëè äëÿ èñïîëüçóåìûõ
ñèñòåìà ïîäãîòîâêè ñòðóêòóðíûõ ìîäåëåé è ìíîãîâõîäíûõ ÿçûêîâ; êîìïèëèðîâàòü è îòëàæèâàòü ýòè
ïðîöåññîðíûé àêñåëåðàòîð, à äëÿ óíèôèêàöèè ïðîìîäóëè; ãåíåðèðîâàòü êîäû ÷àñòíûõ òðàíñëÿòîðîâ (ñ
öåññà òðàíñëÿöèè ñòðóêòóðíûõ è íàïèñàííûõ íà ðàçîäíîãî ÿçûêà íà äðóãîé) â âèäå íåçàâèñèìûõ è èñïîëëè÷íûõ àëãîðèòìè÷åñêèõ ÿçûêàõ âíåøíèõ ïðîöåäóðíÿåìûõ áåç ìóëüòèòðàíñëÿòîðà ôàéëîâ; òðàíñëèðîíûõ ïðîãðàìì èñïîëüçóåòñÿ íå îáû÷íûé, à ìíîãîÿçûâàòü ïðîãðàììû ñ âõîäíûõ ÿçûêîâ ñ îòîáðàæåíèåì
êîâûé ìóëüòèòðàíñëÿòîð, ÿäðî êîòîðîãî íå ìåíÿåòñÿ
ïðîöåññà òðàíñëÿöèè è ãåíåðàöèåé ïðîãðàììû íà çàïðè èçìåíåíèè âõîäíûõ ÿçûêîâ ïðîãðàììèðîâàíèÿ.
ðàíåå âûáðàííîì âûõîäíîì ÿçûêå.
Ïðè÷åì, ãðàììàòèêè ýòèõ ÿçûêîâ ïðåäâàðèòåëüíî
îïèñàíû íà ðàíåå ðàçðàáîòàííîì ÿçûêå îïèñàíèÿ
3. Система подготовки
ãðàììàòèê â åäèíîì ôîðìàòå è ïðåäñòàâëåíû â âèäå
структурных моделей
ñîîòâåòñòâóþùèõ ãðàììàòè÷åñêèõ ìîäóëåé.  ÷àñòíîÎñíîâó îðãàíèçàöèè ñèñòåìû ïîäãîòîâêè ñòðóêñòè, â íàñòîÿùåå âðåìÿ áûëè ðàçðàáîòàíû ãðàììàòèòóðíûõ ìîäåëåé ñîñòàâëÿþò âèçóàëüíûé ðåäàêòîð
÷åñêèå ìîäóëè ÿçûêîâ ìîäåëèðîâàíèÿ (ACSL,
ñòðóêòóðíûõ ñõåì, ìîäóëü ïðîãðàììíîãî îïèñàíèÿ
Modelica), óíèâåðñàëüíîãî ÿçûêà (Pascal) è ñïåöèàëèñõåì íà ÿçûêå ñòðóêòóðíîãî ìîäåëèðîâàíèÿ (SML),
çèðîâàííîãî ÿçûêà äëÿ ñèñòåìû ïðîãðàììèðîâàíèÿ
ìîäóëü ôîðìèðîâàíèÿ âíóòðåííåãî îïèñàíèÿ ñõåì,
ñòðóêòóðíîãî âû÷èñëèòåëÿ — ÿçûêà ñòðóêòóðíîãî ìîáëîê ãåíåðàöèè îáùåé ìàòåìàòè÷åñêîé ìîäåëè ñõåìû,
äåëèðîâàíèÿ (SML).
ìîäóëü ãåíåðàöèè èñõîäíûõ ïðîãðàìì ðåøåíèÿ îáÒàêèì îáðàçîì, îñíîâó àðõèòåêòóðû ðàçðàáîòàííîùåé ìàòåìàòè÷åñêîé ìîäåëè íà îñíîâå âûáðàííîãî
ãî ñòðóêòóðíî-ïðîöåäóðíîãî ðàñøèðèòåëÿ VTB ñîñòàâìåòîäà ÷èñëåííîãî èíòåãðèðîâàíèÿ. Ñòðóêòóðà äàíëÿþò ñëåäóþùèå, ïðåäñòàâëåííûå íà ðèñ. 1, áëîêè:
íîé ñèñòåìû ïðåäñòàâëåíà íà ðèñ. 3.
• ìóëüòèòðàíñëÿòîð (ÌÒ), ðåàëèçóþùèé ïðåîáðàçîÊàê âèäíî èç ðèñ. 2, ïîìèìî ÿäðà è íàáîðà èñâàíèå ïðîöåäóðíûõ ïðîãðàìì è ïðîãðàìì, íàïèïîëüçóåìûõ ãðàììàòè÷åñêèõ ìîäóëåé, ìóëüòèòðàíñ-
№1, 2004
❁
Качество и ИПИ(CALS)−технологии
32
Язык описания
грамматик
Язык 1
Грамматика 1
Язык 2
Грамматика 2
Язык N
Грамматика N
Язык описания
действий
Ядро
мультитранслятора
Ðèñ. 2. Ñòðóêòóðà ìóëüòèòðàíñëÿòîðà
Ðèñ. 3. Îðãàíèçàöèÿ ñèñòåìû ïîäãîòîâêè ñòðóêòóðíûõ
ëÿòîð ñîäåðæèò ãåíåðàòîð âûõîäíûõ ïðîãðàìì, êîòîðûé ôîðìèðóåò ïðîãðàììû ìîäåëåé íà ïðåäâàðèòåëüíî âûáðàííîì âûõîäíîì ÿçûêå.
Ðàáîòó ìóëüòèòðàíñëÿòîðà ìîæíî ïðåäñòàâèòü â
âèäå äâóõ ïàðàëëåëüíûõ ïðîöåññîâ, à èìåííî, ïðîöåññà ðàñïîçíàâàíèÿ ïðåîáðàçóåìûõ ëåêñåì èñõîäíîé
ïðîãðàììû è ïðîöåññà ôîðìèðîâàíèÿ ñîîòâåòñòâóþùèõ èì äåéñòâèé. Ïî ýòîé ïðè÷èíå ïðàâèëà çàäàíèÿ
ðàáîòû òðàíñëÿòîðà ìîæíî óñëîâíî ðàçäåëèòü íà îïèñûâàåìûå ÿçûêîì ðàçáîðà (ÿçûêîì îïèñàíèÿ ãðàììàòèê) è îïèñûâàåìûå ÿçûêîì äåéñòâèé.
Íàïèñàííûå íà ðàçëè÷íûõ ÿçûêàõ èñõîäíûå ïðîãðàììû ïîäâåðãàþòñÿ àíàëèçó íà îñíîâå èìåþùèõñÿ
ãðàììàòè÷åñêèõ ìîäóëåé. Ïðè÷åì, ÿçûê îïèñàíèÿ
ãðàììàòèê ïîçâîëÿåò ïðåäñòàâëÿòü è îïèñûâàòü ãðàììàòèêè èñïîëüçóåìûõ ÿçûêîâ ïðîãðàììèðîâàíèÿ
(ãðàììàòèêè 1-N) â åäèíîì ôîðìàòå, à ÿçûê äåéñòâèé
ïîçâîëÿåò îïèñûâàòü ïðîöåññ ñèíòåçà âûõîäíûõ ïðîãðàìì íà çàäàííîì âûõîäíîì ÿçûêå, íàïðèìåð, íà
ÿçûêå C++.
Ôóíêöèîíèðîâàíèå ñèñòåìû ïîäãîòîâêè ñòðóêòóðíûõ ìîäåëåé ïðîèñõîäèò ñëåäóþùèì îáðàçîì:
Качество и ИПИ(CALS)−технологии
❁
Генератор выходных программ
ПРИБОРЫ, МЕТОДЫ И ТЕХНОЛОГИИ
• ñîçäàåòñÿ îïèñàíèå ìîäåëèðóåìîé
ñèñòåìû â âèçóàëüíîé ôîðìå ñ èñïîëüçîâàíèåì ðåäàêòîðà ñòðóêòóðíûõ ñõåì;
• íà îñíîâå ñòðóêòóðíîé ñõåìû ôîðìèðóåòñÿ âíóòðåííåå îïèñàíèå ñèñòåìû äëÿ ïîñëåäóþùåé îáðàáîòêè;
• ïîëó÷åííîå îïèñàíèå ìîæåò áûòü
ïðåîáðàçîâàíî â SML-ïðîãðàììó,
âîñïðèíèìàåìóþ ìóëüòèòðàíñëÿòîðîì, èëè íà îñíîâå äàííîãî îïèñàíèÿ è âûáðàííîãî ìåòîäà ÷èñëåííîãî èíòåãðèðîâàíèÿ ìîæåò ãåíåðèðîâàòüñÿ èñõîäíàÿ ïðîãðàììà íà óíèâåðñàëüíîì ÿçûêå ïðîãðàììèðîâàíèÿ, êîòîðàÿ ðåàëèçóåò ñèìóëÿöèþ
ôèçè÷åñêîé ñèñòåìû;
• ïîëó÷åííàÿ ïðîãðàììà ïðåîáðàçóåòñÿ âî âíåøíþþ ìîäåëü VTB.
4. Принципы работы системы
структурнопроцедурного
моделирования
Ðàññìîòðèì îñîáåííîñòè ðàáîòû
ñòðóêòóðíî-ïðîöåäóðíîé ñèñòåìû ìîäåëèðîâàíèÿ. Ìîäåëèðóåìûå ôèçè÷åñêèå ñèñòåìû ïðåäñòàâëÿþòñÿ â âèäå
ïðîöåäóðíûõ è ñòðóêòóðíûõ ïðîãðàìì.
Ýòè èñõîäíûå ïðîöåäóðíûå è ñòðóêòóðíûå ïðîãðàììû ïðåîáðàçóþòñÿ
ìóëüòèòðàíñëÿòîðîì â ñòàíäàðòíûé
êîä (Ñ-êîä). Ïðè ïðîöåäóðíîé ðåàëèçàöèè ýòîò êîä ïðè ïîìîùè êîìïîíîâùèêîâ íàòóðàëüíîé èëè ñèãíàëüíîé
ìîäåëåé
ñâÿçè (Ìîäóëü ñâÿçè MT-VTB) ïðåîáðàçóåòñÿ â VTB-ôîðìàò è ïîñòóïàåò íà
èñïîëíåíèå. Òàêèì ñïîñîáîì ê VTB ìîãóò ïîäêëþ÷àòüñÿ âíåøíèå ïðîãðàììû ìîäåëèðóåìûõ ïðîöåññîâ,
íàïèñàííûå íå òîëüêî íà ïðîöåäóðíûõ ÿçûêàõ, íî è
íà ÿçûêå ñòðóêòóðíîãî ïðîãðàììèðîâàíèÿ.  òåõ ñëó÷àÿõ, êîãäà ñòðóêòóðíûå ïðîãðàììû äîëæíû èñïîëíÿòüñÿ íà ìíîãîïðîöåññîðíîì ADSP-àêñåëåðàòîðå,
îíè ïåðåä çàãðóçêîé â ïðîöåññîðû àêñåëåðàòîðà ïðåäâàðèòåëüíî ïðåîáðàçóþòñÿ ê ïàðàëëåëüíîìó âèäó è
÷åðåç Ìîäóëü ðàñïàðàëëåëèâàíèÿ ïîñòóïàþò íà èñïîëíåíèå íåïîñðåäñòâåííî â àêñåëåðàòîð.
Êðîìå îáúåìà íàáîðà ôóíêöèîíàëüíûõ âîçìîæíîñòåé è óðîâíÿ ïðîèçâîäèòåëüíîñòè, òàê æå âàæíûì
ôàêòîðîì îöåíêè ñèñòåìû ìîäåëèðîâàíèÿ ÿâëÿåòñÿ
ïðîñòîòà ïðîãðàììèðîâàíèÿ. Â ýòîé ñâÿçè íåîáõîäèìî îòìåòèòü îñîáåííîñòü ïðåäëàãàåìîãî ïîäõîäà ê ïîñòðîåíèþ ïðîöåäóðíî-ñòðóêòóðíîãî ðàñøèðèòåëÿ
VTB — ýòî èñïîëüçîâàíèå â íåì ñïåöèàëüíîé ñèñòåìû ïîäãîòîâêè ïðîãðàìì ñòðóêòóðíûõ ìîäåëåé (ñðåäñòâà âèçóàëüíîãî ïðîãðàììèðîâàíèÿ) è ìóëüòèòðàíñëÿòîðà. Äîñòîèíñòâî ÑÏÑÌ ñîñòîèò â òîì, ÷òî íàðÿäó ñ ñèíòåçîì ñòðóêòóðíûõ ìîäåëåé, îíà ïîçâîëÿåò
ñîçäàâàòü âíåøíèå (èìïîðòèðóåìûå) ìîäåëè VTB
№1, 2004
33
ПРИБОРЫ, МЕТОДЫ И ТЕХНОЛОГИИ
òåì æå ìåòîäîì âèçóàëüíîãî ïðîãðàììèðîâàíèÿ, ÷òî
è ïðè ñîçäàíèè åãî ñîáñòâåííûõ ìîäåëåé. Îäíàêî, â
îòëè÷èå îò VTB, ïðè ãåíåðàöèè áèáëèîòå÷íûõ ýëåìåíòîâ â ÑÏÑÌ íå òðåáóåòñÿ îðãàíèçàöèè ñïåöèàëüíîãî VTB-ôîðìàòà, à äîñòàòî÷íî èñïîëüçîâàíèÿ ñîîòâåòñòâóþùèõ ìàòåìàòè÷åñêèõ ìîäåëåé, ïðåäñòàâëåííûõ â îáùåì âèäå. Íà îñíîâå ýòèõ ìîäåëåé Ìîäåëüâèçàðä ÑÏÑÌ àâòîìàòè÷åñêè ôîðìèðóåò ïðîãðàììíûå ìîäóëè òåõ áèáëèîòå÷íûõ ýëåìåíòîâ, êîòîðûå
íóæíû ïîëüçîâàòåëþ äëÿ íàáîðà òðåáóåìîé âíåøíåé
ìîäåëè. Ïðè÷åì, ñõåìà ñàìîé âíåøíåé ìîäåëè íàáèðàåòñÿ èç áèáëèîòå÷íûõ ýëåìåíòîâ íà ñïåöèàëüíîì
íàáîðíîì ïîëå íåïîñðåäñòâåííî íà ýêðàíå ìîíèòîðà.
Åñëè òðåáóåìûé áèáëèîòå÷íûé ýëåìåíò ÑÏÑÌ ïîäãîòîâëåí â âèäå ïðîöåäóðíîé ïðîãðàììû íà êàêîì
ëèáî èç äîñòóïíûõ ÌÒ ÿçûêîâ ïðîãðàììèðîâàíèÿ
èëè â âèäå SML-ïðîãðàììû, îí òðàíñëèðóåòñÿ ÌÒ è
ïîñëå òðàíñëÿöèè ïîñòóïàåò íåïîñðåäñòâåííî â áëîê
áèáëèîòå÷íûõ ýëåìåíòîâ ÑÏÑÌ. Èíûìè ñëîâàìè,
ìóëüòèòðàíñëÿòîð â äàííîì ñëó÷àå ðàñøèðÿåò ôóíêöèîíàëüíûå âîçìîæíîñòè íå òîëüêî VTB, íî è
ÑÏÑÌ, âåðíåå, ðàñøèðÿåò ôóíêöèîíàëüíûå âîçìîæíîñòè èõ Ìîäåëü-âèçàðäîâ.
Òàêèì îáðàçîì, ðåàëèçóþòñÿ òðè âîçìîæíûõ ñïîñîáà çàïóñêà âíåøíèõ ìîäåëåé. Ïåðâûé — ïîäãîòîâëåííàÿ ÑÏÑÌ èñïîëíèòåëüíàÿ ïðîãðàììà ÷åðåç Ìîäóëü ñâÿçè MT-VTB ìîæåò íåïîñðåäñòâåííî ïîäêëþ÷àòüñÿ ê ÿäðó VTB â âèäå ñîîòâåòñòâóþùåé âíåøíåé
ìîäåëè. Òà æå èñïîëíèòåëüíàÿ ïðîãðàììà, ïðè íåîáõîäèìîñòè, ìîæåò áûòü ðåàëèçîâàíà íåïîñðåäñòâåííî
íà PC. Ýòè ñïîñîáû ðåàëèçóþò ïðîöåäóðíûé ñïîñîá
ìîäåëèðîâàíèÿ. Êðîìå òîãî, èñõîäíàÿ çàäà÷à ìîæåò
ïîñòóïèòü íà Ìîäóëü ðàñïàðàëëåëèâàíèÿ, ãäå îíà
ïðåäñòàâëÿåòñÿ â ïàðàëëåëüíîì âèäå. Äàëåå îíà ìîæåò áûòü èñïîëíåíà ADSP-àêñåëåðàòîðîì ïîëíîñòüþ
àâòîíîìíî — ñòðóêòóðíûé ñïîñîá ìîäåëèðîâàíèÿ.
Ñîâìåñòíûé ñèíòåç ìîäåëåé íà PC èëè VTB, à òàê æå
è íà ADSP-àêñåëåðàòîðå ïðè èñïîëüçîâàíèè ñîîòâåòñòâóþùåãî Ìîäóëÿ ñâÿçè ðåàëèçóåò ñïîñîá ñòðóêòóðíî-ïðîöåäóðíîãî ìîäåëèðîâàíèÿ.
Òàêèì îáðàçîì, äëÿ ïîäãîòîâêè è ðåàëèçàöèè âíåøíèõ ìîäåëåé VTB â ïðåäëàãàåìîé àðõèòåêòóðå íàðÿäó
ñ ìóëüòèòðàíñëÿòîðîì èñïîëüçóþòñÿ: ñèñòåìà ïîäãîòîâêè âèçóàëüíûõ ïðîãðàìì ñòðóêòóðíûõ ìîäåëåé
ÑÏÑÌ, ìîäóëü ñâÿçè ÌÒ — VTB, ïðîãðàììíî-àïïàðàòíàÿ ñèñòåìà ìîäåëèðîâàíèÿ è ñâÿçûâàþùèé åå ñ PC è
VTB ìîäóëü ñâÿçè. Âce ýòè ìîäóëè ñîñòàâëÿþò ðàçðàáîòàííûé ñòðóêòóðíî-ïðîöåäóðíûé ðàñøèðèòåëü VTB.
Заключение
Êàê âèäíî èç âûøåèçëîæåííîãî, íàèáîëåå ïîëíîôóíêöèîíàëüíûì ñïîñîáîì ìîäåëèðîâàíèÿ ÿâëÿåòñÿ
ñòðóêòóðíî-ïðîöåäóðíûé ñïîñîá. Ïåðâîíà÷àëüíî
ïðåäïîëàãàåòñÿ, ÷òî ïîäãîòîâêà çàäà÷è ê ìîäåëèðîâàíèþ îñóùåñòâëÿåòñÿ ïðè ïîìîùè ïåðñîíàëüíîãî
êîìïüþòåðà èëè äðóãîé èíñòðóìåíòàëüíîé ñèñòåìû,
ïîñêîëüêó îñíîâíûå òðåáîâàíèÿ ê ðåøåíèþ äàííîé
ïðîáëåìû — ðåàëèçàöèÿ ãèáêîãî è óäîáíîãî (âèçóàëüíîãî) èíòåðôåéñà ïðîãðàììèðîâàíèÿ. Íåïîñðåäñòâåííî ðåøåíèå çàäà÷è ìîäåëèðîâàíèÿ ïðîèçâîäèòüñÿ ïîëíîñòüþ íà ìíîãîïðîöåññîðíîé âûñîêîïðîèçâîäèòåëüíîé âû÷èñëèòåëüíîé ñòðóêòóðå (ÌÂÑ),
ãäå îáåñïå÷èâàåòñÿ ïîëó÷åíèå ðåøåíèÿ ïðè ìèíèìàëüíûõ âðåìåííûõ çàòðàòàõ. Ïîýòîìó ïðè ïîäãîòîâêå çàäà÷è ê çàãðóçêå íà ÌÂÑ áîëüøîå âíèìàíèå óäåëÿåòñÿ å¸ ìàêñèìàëüíåé àäàïòàöèè ê ñòðóêòóðå âû÷èñëèòåëÿ. Îäíàêî â ðÿäå ñëó÷àåâ àïïàðàòíûõ ðåñóðñîâ ìîæåò íå õâàòèòü äëÿ ìîäåëèðîâàíèÿ ñëîæíûõ
çàäà÷ èëè ÷àñòü çàäà÷è óæå ïðåäñòàâëåíà íà PC. Â
ýòîì ñëó÷àå èñïîëüçóåòñÿ PC â êà÷åñòâå õîñò-ÝÂÌ è
äîïîëíèòåëüíîãî ïðîöåññîðíîãî óçëà, ÷òî ïîçâîëÿåò
ðàñøèðèòü ôóíêöèîíàëüíîñòü è îäíîâðåìåííî ïîâûñèòü ïðîèçâîäèòåëüíîñòü âñåé ñèñòåìû äëÿ ðåøàåìîãî êëàññà çàäà÷.
ËÈÒÅÐÀÒÓÐÀ
1. Ãóçèê Â.Ô., ×åðíóõèí Þ.Â., Ñàìàðèí Ì.À., Ìóíòÿí Î.À. Ïðèíöèïû ïîñòðîåíèÿ óíèâåðñàëüíîãî
òðàíñëÿòîðà ïðîäóêöèîííîãî òèïà. Ìåòîäû êèáåðíåòèêè è èíôîðìàöèîííûå òåõíîëîãèè: Ñáîðíèê íàó÷íûõ òðóäîâ. Âûï. 3 /Ïîä ðåä. Ä.Ñ. ×åðåøêèíà. Ñàðàòîâ: ÃîñÓÍÖ «Êîëëåäæ». 1999.
Ñ. 20–28.
2. Guzik V.Ph., Zolotovsky V.E., Chernukhin Yu.V.,
Tretyakov S.V., Muntyan O.A., Dougal R. Structural
modeling for simulation of power electronic systems/
Proceedings of 7th IEEE Workshop on Computers in
Power Electronics (COMPEL 2000). Blacksburg,
USA. 2000. PP. 64–67.
3. Ãóçèê Â.Ô., ×åðíóõèí Þ.Â., Ïîëåíîâ Ì.Þ., Ôàäååâ
Ð.Â. Èíòåðàêòèâíàÿ ñðåäà òðàíñëÿöèè ïðîãðàìì,
íàïèñàííûõ íà ðàçëè÷íûõ àëãîðèòìè÷åñêèõ ÿçûêàõ (Ìóëüòèòðàíñëÿòîð). Ñâèäåòåëüñòâî î ðåãèñòðàöèè ïðîãðàìì äëÿ ÝÂÌ, ¹ 2002610826 îò
27.05.2002.
Н А Ш И М Р Е К Л А М О Д АТ Е Л Я М
Распространение рекламно%информационных материалов заказчика
(листовок, брошюр, каталогов, CD)
среди подписчиков журнала
КАЧЕСТВО и ИПИ (CALS)ТЕХНОЛОГИИ
№1, 2004
❁
Качество и ИПИ(CALS)−технологии