Главная -> Книги

(0) (1) ( 2 ) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) (21) (22) (23) (24) (25) (26) (27) (28) (29) (30) (31) (32) (33) (34) (35) (36) (37) (38) (39) (40) (41) (42) (43) (44) (45) (46) (47) (48) (49) (50) (51) (52) (53) (54) (55) (56) (57) (58) (59) (60) (61) (62) (63) (64) (65) (66) (67) (68) (69) (70) (71) (72) (73) (74) (75) (76) (77) (78) (79) (80) (81) (82) (83) (84) (85) (86) (87) (88) (89) (90) (91) (92) (93) (94) (95) (96) (97) (98) (99) (100) (101) (102) (103) (104) (105) (106) (107) (108) (109) (110) (111) (112) (113) (114) (115) (116) (117) (118) (119) (120) (121) (122) (123) (124) (2)

ной организации при создании модулей (элементов) соответствующего уровня.

Диалектические противоречия в системе представляют собой совокупность противоречий в отдельных подсистемах- противоречий между функциями, реализуемыми подсистемой, и разработкой подсистемы соответствующей структуры.

Устойчивость базовых функций, реализуемых системами определенного класса, определяет относительную устойчивость их функционально-структурной организации и обусловливает относительное постоянство дерева противоречий систем определенного класса.

На различных этапах развития ВС специалистам в области «вычислительной технологии» предстоит разрешать вечные противоречия между функциональными возможностями и сложностью технической реализации модулей ВС, между объемом хранимой информации и быстродействием запоминающих устройств, проблему организации эффективного диалога пользователя с ВС при минимальных затратах аппаратных и программных средств.

Так как системы находятся в непрерывном развитии, то спектр задач и перечень противоречий, подлежащих разрешению, неисчерпаемы.

Преемственность функционально-структурной организации многоуровневых систем. В процессе развития старая система входит в новую в качестве подсистемы. Исчерпав возможности развития, система включается в подсистему, является составной частью новой сложной системы, и в дальнейшем ее развитие идет на уровне подсистемы. Закономерность отражения базовой совокупности функций систем-прототипов в функционально-структурной организации многоуровневых систем непосредственно вытекает из закономерности вложения функций в сложных развивающихся системах.

Вычислительные системы в своих различных конфигурациях повторяют, и неоднократно, структуру машины Дж. Неймана и включают в себя все функциональные (не конструктивные!) узлы механических арифмометров. Аналогично микропроцессор повторяет структуру как классических ЭВМ предшествующих поколений, так и современных мини-ЭВМ и содержит следующие типовые функциональные устройства: арифметико-логическое, регистры общего назначения - сверхоперативную память, устройство управления и синхронизации, устройства ввода и вывода информации (входные и выходные мультиплексоры).



На каждом иерархическом уровне систем обработки информации реализуется совокупность функций элементарной машины, выражаемая операторами: Р - обработки информации, С - управления процессом, М - хранения информации, Т - обмена информацией.

Функциональный модуль i-ro уровня (ФМ1) системы обработки информации должен реализовать следующую совокупность функциональных операторов: обработки информации Pi, хранения Mi, управления С,, обмена Ti с предыдущими и последующими уровнями системы.

Реализация оператора Pi модулем ФМ1 определяется функциональным назначением модуля определенного уровня. Для организации обработки информации в OMi необходимо хранение операндов и управляющих слов, что обусловливает необходимость реализации оператора М]. Операторы Tji и Ti+i необходимы для обмена операндами и управляющими словами модуля ФМ1 с модулями (t-1)-го и (t + l)-ro уровней системы. Необходимость реализации оператора Ci определяется тем, что модули (i-1)-го уровня являются управляющими по отношению к ФМ1, а модуль ФМ1 управляет функционированием модулей (t + l)-ro уровня.

Операторы обработки последующих уровней формируются из операторов предыдущих уровней путем их последовательной декомпозиции.

Сформулированная закономерность преемственности функционально-структурной организации развивающихся систем и требование функциональной полноты набора Р-, С-, М-, Т-операторов для многоуровневой системы могут служить основой для формализованного структурного синтеза функционально-ориентированных систем обработки информации (см. главу 8). До настоящего времени эта задача решалась интуитивно.

Сжатие этапов развития систем. Общеизвестны закономерность ускорения во времени темпов научно-технического процесса, сокращение сроков от формирования определенной научной идеи до ее практической реализации. По-видимому, постепенное сжатие диалектической спирали развития по временной оси является общей закономерностью эволюции систем.

Следует отметить, что времена разработки и освоения систем в производстве становятся соизмеримыми с жизненным циклом систем. Скорость работы ЭВМ за два последних десятилетия возросла на б-7 порядков, объем оперативной памяти увеличился на 5-б порядков. За 25



лет сменилось четыре поколения ЭВМ. Развитие микроэлектронных средств обработки информации идет таким образом, что каждые 2-3 года появляется новое поколение интегральных микросхем и микропроцессорных комплектов БИС.

Непрерывно расширяются области применения микропроцессорных функционально-ориентированных систем - вычислительных и управляющих систем различного назначения, реализуемых на основе МПК БИС.

Учитывая соизмеримость сроков разработки и внедрения систем со сроками их морального старения, можно выделить следующие альтернативы: сокращение сроков проектирования за счет использования типовых проектных решений и автоматизации процессов проектирования; разработка систем с «экстраполяцией» их развития.

Первый аспект достаточно хорошо осознан и все шире используется создателями систем различного назначения; второй, несмотря на большой потенциальный выигрыш его применения, внедряется значительно медленнее. В данном случае речь идет о системах, способных к реконфигурации, к развитию. Подобный подход используется, например, при создании рядов программно-совместимых моделей вычислительных машин: Единой системы ЭВМ, Системы малых машин типа СМ; при создании ряда агрегатных средств электроизмерительной техники и при проектировании многоуровневых автоматизированных систем управления производством (АСУП) и технологическими процессами (АСУТП).

1-3. ПРОБЛЕМНО-ОРИЕНТИРОВЛННЫЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ И УПРАВЛЯЮЩИЕ СИСТЕМЫ

Функциональная и структурная организация систем.

Функциональная организация отражает проявление свойств системы во внешней среде. Структурная организация отражает состав и взаимосвязи элементов в системе.

Функционально-структурная организация отражает как особенности строения (структуры) и поведения системы во внешней среде, так и внутреннее взаимодействие элементов в процессе функционирования системы.

Функциональная организация системы -- это модель системы, построенная на основе функциональных элементов, отражающая основные функциональные связи между ними.



(0) (1) ( 2 ) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) (21) (22) (23) (24) (25) (26) (27) (28) (29) (30) (31) (32) (33) (34) (35) (36) (37) (38) (39) (40) (41) (42) (43) (44) (45) (46) (47) (48) (49) (50) (51) (52) (53) (54) (55) (56) (57) (58) (59) (60) (61) (62) (63) (64) (65) (66) (67) (68) (69) (70) (71) (72) (73) (74) (75) (76) (77) (78) (79) (80) (81) (82) (83) (84) (85) (86) (87) (88) (89) (90) (91) (92) (93) (94) (95) (96) (97) (98) (99) (100) (101) (102) (103) (104) (105) (106) (107) (108) (109) (110) (111) (112) (113) (114) (115) (116) (117) (118) (119) (120) (121) (122) (123) (124)