More documents

Recommendations

Info

Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета, № 1, 2007 гается методами формального логического вывода наличие тех или иных свойств. Возможен также подход, когда каждый из операторов (базовых конструктов) программы характеризуется на языке так называемых преди постусловий [1, 2], а также описывается влияние композиции этих конструктов на истинность и ложность данных условий каждого оператора. В этом случае исследование свойств программы проводится путем логического вывода, прослеживающего последовательность операторов, в рамках полученного таким образом исчисления программ. Еще более привлекательной представляется возможность синтеза программы, гарантированно удовлетворяющей поставленным в спецификации требованиям, на основе некоторой формальной процедуры. В этом случае фактически процесс синтеза программы сродни процессу логического вывода в некоторой теории (очевидна параллель с конструктивизмом в математике). Логический подход к спецификации, верификации и синтезу программ Традиционный вычислительный алгоритм представляет собой преобразователь некоторых исходных данных, имеющихся в начальный момент до исполнения алгоритма, в выходные данные, получаемые по окончании работы. Данные хранятся в памяти компьютера. При этом в процессе работы исходные данные не меняются. В отличие от этого, если рассматривать управляющий алгоритм, выполняющийся, например, в бортовой вычислительной системе космического аппарата (КА), то он имеет дело с объектом управления – как правило, динамической системой, состояние которой постоянно изменяется. В ряде случае при этом вообще не подразумевается какого-то останова системы, и она должна функционировать непрерывно. Реакция системы управления должна укладываться в определяемые физическими характеристиками управляемых процессов временные рамки. Выполняя формальные спецификации и наблюдая за поведением описываемой системы, можно проверить, реализуют ли спецификации предполагаемые функциональные требования или нет. Например, можно проверить, не возникают ли определенные нежелательные последовательности событий при некоторых критических обстоятельствах. Таким образом, производится тестирование на ранней фазе процесса разработки. К сожалению, традиционная временная логика [3] плохо подходит для описания свойств систем управления реального времени. Неадекватность классической временной логики проблемам спецификации систем реального времени основана на том факте, что ее операторы обеспечивают только качественное представление времени, таким образом, обеспечивая способы выражения таких свойств, как предшествование, возможность или постоянство во времени. Только наличие оператора «следующий момент времени» приближает временную логику к количественному представлению времени: например, с его применением можно постулировать, что данное свойство будет сохраняться на протяжении k «тиков» (тактов) времени, начиная с текущего момента. Другой подход описывается интервальной логикой, которая предоставляет «прерывающийся» оператор для конкатенации интервалов и разрешает мгновенное описание последовательностей событий и свойств, сохраняющихся в различимых, смежных интервалах. Интервальная логика имеет, однако, те же самые ограничения, что и классическая временная логика. Впоследствии временные логики были развиты и сформулированы метрическая временная логика, временная интервальная логика реального времени, временная логика реального времени. При этом в качестве семантической модели часто применяются таймированные автоматы. Алгебраический подход (алгебры процессов) В основу алгебраического подхода были положены не программы, а процессы. При этом термин «процесс» определяет поведение некоторой системы. Существенным для характеристики исследуемых систем является факт, что, как правило, процессы в них носят параллельный и/или распределенный характер. В рамках рассматриваемого подхода для описания поведения используется алгеб- 248
Кибернетика и информатика раический/аксиоматический подход. При этом становится возможным проведение рассуждений о таких системах, используя алгебру, то есть уравнения. Посредством операций с уравнениями можно производить верификацию, то есть проверку того, что система удовлетворяет требуемым свойствам. В [4] был сформулирован базовый набор аксиом относительно операций, производимых над процессами. Синтез логического и алгебраического подходов при проектировании алгоритмов управления КА При анализе бортовой аппаратуры (БА) современного КА можно выделить ряд функциональных систем, определяющих в совокупности его целевые свойства. Каждая из этих систем, в свою очередь, имеет достаточно сложную структуру и состоит из подсистем, приборов, агрегатов, датчиков и др. Элементы систем БА соединяются между собой и совместно должны функционировать в рамках решения поставленных перед КА целевых задач. При этом для современных КА характерным является применение бортовых цифровых вычислительных машин (БЦВМ) для решения задач управления БА [5]. Даже на микро- и наноспутниках использование управляющего бортового компьютера (с бортовой информационной системой) сейчас стало нормой [6]. При этом по ряду причин, включающих, в частности, простоту коррекции бортового программного обеспечения (БПО) и добавления в него дополнительных задач, возможность оперативного дистанционного изменения состава решаемых БПО задач, более эффективную загрузку вычислительных ресурсов для сложных многофункциональных комплексов БПО, в которых моменты начала и окончания решения задач могут меняться в широких пределах в зависимости от временных разбросов работы БА и исходных данных, передаваемых с Земли, предпочтительно использование приоритетной динамической асинхронной организации вычислительного процесса [5]. Данная дисциплина организации вычислительного процесса характеризуется тем, что управление работой бортовой вычислительной системы (БВС) осуществляется бортовой операционной системой (БОС) реального времени, которая обеспечивает параллельное исполнение ряда задач на одной или нескольких БЦВМ с поддержкой системы прерываний как по сигналам от БА, так и от специального устройства отсчета времени – таймера. КА создается для решения заданного набора целевых задач (ЦЗ) в зависимости от типа аппарата, параметров орбиты и т. д. При этом особенности космической баллистики, а также другие факторы обуславливают тот факт, что каждая из задач верхнего уровня (базовых ЦЗ) привязывается к опорным моментам времени. Обозначим набор базовых ЦЗ КА как γ 1 , γ 2 ,..., γ N . Привязанные к опорным моментам шкалы времени T оп , целевые задачи образуют пары: (γ 1 , T оп2 ), (γ 1 , T оп2 ),…, (γ N , T опN ). Обратим внимание на следующее обстоятельство: многие целевые задачи (например, работа двигательной установки для сообщения требуемого импульса) имеют определенную длительность выполнения. В свою очередь, реализация каждой ЦЗ верхнего уровня требует, как правило, согласованной работы нескольких систем, приборов, агрегатов, датчиков и других элементов БА, каждый из которых при этом должен обеспечить выполнение набора функциональных задач f 1 , f 2 ,…, f N в некоторые моменты времени t 1 , t 2 ,..., t N . Моменты времени зависят от времени выполнения основной ЦЗ и привязываются, таким образом, к Т оп . Аналогично основным ЦЗ функциональные задачи также имеют определенные длительности исполнения - τ 1 , τ 2 ,…, τ N . С точки зрения БВС, выполнение функциональной задачи есть выдача некоторой команды или посылка сигнала той или иной системе, тому или иному прибору или агрегату БА или же выполнение некоторой программы из комплекса БПО, результаты работы которой (информационная связь) затем используются при выполнении иных функциональных задач. 249
Page 1 and 2:
ВЕСТНИК САМАРСКОГО
Page 3 and 4:
СОДЕРЖАНИЕ АВИАЦИО
Page 5 and 6:
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕС
Page 7 and 8:
TECHNICAL SCIENCES DEVELOPING THE B
Page 9 and 10:
Авиационная и раке
Page 11 and 12:
Page 13 and 14:
Page 15 and 16:
Page 17 and 18:
Page 19 and 20:
Page 21 and 22:
Page 23 and 24:
Page 25 and 26:
Page 27 and 28:
Page 29 and 30:
Page 31 and 32:
Page 33 and 34:
щихся в диапазонах
Page 35 and 36:
Page 37 and 38:
Page 39 and 40:
Page 41 and 42:
Page 43 and 44:
Page 45 and 46:
Page 47 and 48:
Page 49 and 50:
Page 51 and 52:
ющих центров в плос
Page 53 and 54:
Page 55 and 56:
Page 57 and 58:
Page 59 and 60:
Page 61 and 62:
Page 63 and 64:
Page 65 and 66:
Page 67 and 68:
Page 69 and 70:
Page 71 and 72:
Page 73 and 74:
Page 75 and 76:
Таблица 1 Авиационн
Page 77 and 78:
Page 79 and 80:
Page 81 and 82:
Page 83 and 84:
Page 85 and 86:
Page 87 and 88:
Page 89 and 90:
Page 91 and 92:
Page 93 and 94:
Page 95 and 96:
Page 97 and 98:
Page 99 and 100:
Page 101 and 102:
Page 103 and 104:
Page 105 and 106:
Page 107 and 108:
Page 109 and 110:
связями ( l вх (а)= l в
Page 111 and 112:
Page 113 and 114:
Page 115 and 116:
Page 117 and 118:
Page 119 and 120:
Page 121 and 122:
Page 123 and 124:
Page 125 and 126:
Page 127 and 128:
Page 129 and 130:
Page 131 and 132:
Технические науки
Page 133 and 134:
Page 135 and 136:
Page 137 and 138:
Page 139 and 140:
Page 141 and 142:
Page 143 and 144:
Page 145 and 146:
Page 147 and 148:
Технические науки M
Page 149 and 150:
Технические науки 3
Page 151 and 152:
′′′ Технические н
Page 153 and 154:
Page 155 and 156:
Технические науки (
Page 157 and 158:
Page 159 and 160:
Page 161 and 162:
Page 163 and 164:
малом объеме. Систе
Page 165 and 166:
Page 167 and 168:
Технические науки =
Page 169 and 170:
Page 171 and 172:
Page 173 and 174:
Page 175 and 176:
Технические науки d
Page 177 and 178:
Page 179 and 180:
Page 181 and 182:
Технические науки A
Page 183 and 184:
Page 185 and 186:
Технические науки E
Page 187 and 188:
Page 189 and 190:
Page 191 and 192:
Page 193 and 194:
Таблица 1. Основные
Page 195 and 196:
Page 197 and 198: Технические науки
Page 209 and 210: Технические науки 5
Page 221 and 222: ЭХО с периодическо
Page 229 and 230: Физико-математичес
Page 233 and 234: [ ] [ ] = y ( ξ ) Y , j ,k = 1 , 2
Page 237 and 238: Кибернетика и инфо
Page 247: Кибернетика и инфо
Page 251 and 252: стояний) традицион
Page 255 and 256: Пуск Кибернетика и
show all

ÐÐ¾Ð»Ð½Ð°Ñ Ð²ÐµÑÑÐ¸Ñ - Ð¡Ð°Ð¼Ð°ÑÑÐºÐ¸Ð¹ Ð³Ð¾ÑÑÐ´Ð°ÑÑÑÐ²ÐµÐ½Ð½ÑÐ¹ Ð°ÑÑÐ¾ÐºÐ¾ÑÐ¼Ð¸ÑÐµÑÐºÐ¸Ð¹ ...

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?

ÐÐ¾Ð»Ð½Ð°Ñ Ð²ÐµÑÑÐ¸Ñ - Ð¡Ð°Ð¼Ð°ÑÑÐºÐ¸Ð¹ Ð³Ð¾ÑÑÐ´Ð°ÑÑÑÐ²ÐµÐ½Ð½ÑÐ¹ Ð°ÑÑÐ¾ÐºÐ¾ÑÐ¼Ð¸ÑÐµÑÐºÐ¸Ð¹ ...