Полная версия - Самарский государственный аэрокосмический ...

Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета, № 1, 2007
Для описания спецификации (требований
к логике управления) на вербальном
уровне часто применяются такие выражения,
как «За 5 минут до X необходимо включить
режим Р», «В момент срабатывания X подаются
команды f 2
, f 5
», «Операции f 2
, f 3
должны
завершиться к началу работы системы С», «В
случае Y с интервалом в 1 с выдаются команды
f 1
, f 2
, f 3
», «Не менее чем через 7 мксек после
X обмен данными может быть возобновлен
путем выдачи команды f 10
».
Таким образом, для спецификации требований
к времени выполнения может быть
использована как временная (темпоральная)
логика [3], а в процессе конструирования комплексного
управляющего алгоритма - аппарат
алгебры процессов реального времени
[4].
При этом в процессе проектирования
бортового комплекса управления и соответствующего
БПО важно знать временные характеристики
программ, начиная с самых
ранних этапов проектирования БПО и КА в
целом.
Поэтому представляется целесообразным
и наиболее эффективным синтез логического
и алгебраического подходов. При
этом, с одной стороны, на каждом шаге проектировщику
предоставляется возможность
самостоятельно, применяя алгебраические
операции, конструировать все более и более
сложные управляющие алгоритмы, а с другой
стороны, рассуждать об их свойствах и
степени соответствия спецификации с применением
формальной логической теории.
Более того, совмещение алгебраического и
логического подходов позволяет строго утверждать
на каждом шаге конструирования
точное соответствие создаваемого программного
продукта спецификации на основе выведенных
свойств операций алгебры во временной
логике.
Предлагается адаптированная к проблематике
проектирования управляющего БПО
и расширенная по сравнению с имеющимися
формальная система, обладающая свойствами
временной логики, которая позволяет
учитывать длительности процессов, происходящих
на борту КА, и специфицировать
на точно определенном языке логику управления
подсистемой и системой на основе
250
логики управления отдельным прибором.
В [7] предложена и исследована алгебра
управляющих алгоритмов (УА) реального
времени, включающая операции во временном
пространстве:
1. Операция совмещения по началу
(СН), означающая задание общего (одинакового)
времени запуска некоторых управляющих
алгоритмов.
2. Операция совмещения по концу (СК),
означающая задание общего времени окончания
выполнения управляющих алгоритмов.
3. Операция следования →, означающая
запуск некоторого УА сразу после окончания
выполнения другого УА.
Также введена операция в логическом
пространстве =>, смысл которой заключается
в обуславливании выполнения той или
иной функциональной задачи истинностью
или ложностью некоторого логического условия.
Эта операция позволяет точно специфицировать
альтернативную композицию в
терминах текущей бортовой ситуации, то есть
в данном случае она специфицирует теорему
расширения алгебры процессов в понимании
[4].
Отметим также, что с точки зрения
классических алгебр процессов, операции
СН и СК являются несущими физический
смысл уточнениями операции параллельной
композиции процессов, а операция → – последовательной
композиции. При этом, естественно,
сохраняются истинными все базовые
аксиомы алгебр процессов.
В качестве основного множества (носителя)
алгебры предлагается набор кортежей
следующего вида:
УА РВ
{ < f ,t , ,l > },
i = , N
= τ ,
i i i i
1
где f i
– функциональная программа (действие);
t i
- момент начала исполнения действия
(целое неотрицательное число); τ i
- длительность
действия (целое неотрицательное
число); i
l - логический вектор, обуславливающий
действие. Нетрудно видеть, что графическим
образом (за исключением логического
компонента) представленной математической
модели будет циклограмма.
Использование данного подхода позволяет
уйти от проблемы сложности (числа со-