|
59 первоначальное распределение задач по узлам НКУ осуществляется до начала процесса управления. Итак, если планирование задач в ВС НКУ завершено и требуемая информация для задания программы функционирования компонентов сети определена, то в качестве исходных данных имеется вектор временной развертки (ВВР), компоненты которого соответствуют моментам инициализации компонентов структуры сети для выполнения задачи, находящейся в одной из вершин графа ТЦУ. ВВР однозначно определяет все информационные взаимосвязи между структурными компонентами. Так как выбор моментов инициализации компонентов является основным фактором, определяющим всю динамику процесса управления, то поиск оптимального решения является актуальным. От этого зависит возможность реализации ТЦУ. Также в качестве исходных данных используется вектор реализации, компоненты которого представляют собой длительности выполнения задачи, находящейся в начале дуги графа ТЦУ. Можно сказать с уверенностью, что вектор реализации задается структурой ВС. Необходимо выяснить, реализуется ли исходный ВВР на данной структуре ВС с учетом заданного вектора реализации При формировании циклограмм управления КА используется алгоритм решения, рассмотренный в [17]. Там же определены условия необходимости и достаточности указанного алгоритма. Отметим только, что необходимость очевидна, т.к. работа всех компонентов, которые поставляют данные какому-либо компоненту, должна быть завершена к моменту его срабатывания. Для доказательства достаточности целесообразно использовать каноническую параллельномаксимальную форму графа ТЦУ. Причем контур управления в модели ТЦУ соответствует ярусу графа вычислительного алгоритма. Изложение модели ТЦУ, даваемое нами ниже (см. также [18]), более подробно. Учитывая, что порядок выполнения задач циклограмм соответствует упорядочению координат вектора временной развертки по возрастанию, отметим, что, если какие-то его координаты равны, то, следовательно, соответствующие задачи ТЦУ выполняются различными компонентами ВС параллельно. Перенумеруем подряд все группы разных координат ВВР и произведем топологическую сортировку вершин графа ТЦУ, помечая одним индексом вершины, соответствующие равным компонентам ВВР. Эта сортировка определит параллельную форму ТЦУ, реализуемую на ВС НКУ при временном режиме, определяемом ВВР ТЦУ. Итак, не только при заданном, но и при любом ВВР можно начать и закончить выполнение задач первого яруса модели ТЦУ. В соответствии с необходимым условием, наложенным на ВВР (возможность завершения предыдущих задач), к моменту начала выполнения задач второго яруса должно |
ной для НКУ. В этой ситуации первоначальное распределение задач по узлам НКУ осуществляется до начала процесса управления. Итак, если планирование задач в ВС НКУ завершено и требуемая информация для задания программы функционирования компонентов сети определена, то в качестве исходных данных имеется вектор временной развертки (ВВР), компоненты которого соответствуют моментам инициализации компонентов структуры сети для выполнения задачи, находящейся в одной из вершин графа ТЦУ. ВВР однозначно определяет все информационные взаимосвязи между структурными компонентами. Так как выбор моментов инициализации компонентов является основным фактором, определяющим всю динамику процесса управления, то поиск оптимального решения является актуальным. От этого зависит возможность реализации ТЦУ. Также в качестве исходных данных используется вектор реализации, компоненты которого представляют собой длительности выполнения задачи, находящейся в начале дуги графа ТЦУ. Можно сказать с уверенностью, что вектор реализации задается структурой ВС. Необходимо выяснить, реализуется ли исходный ВВР на данной структуре ВС с учетом заданного вектора реализации. При формировании циклограмм управления КА используется алгоритм решения, рассмотренный в [75]. Там же определены условия необходимости и достаточности указанного алгоритма. Отметим только, что необходимость очевидна, т.к. работа всех компонентов, которые поставляют данные какому-либо компоненту, должна быть завершена к моменту его срабатывания. Для доказательства достаточности целесообразно использовать каноническую параллельномаксимальную форму графа ТЦУ. Причем контур управления в модели ТЦУ соответствует ярусу графа вычислительного алгоритма. Изложение модели ТЦУ, даваемое нами ниже (см. также [76]), более подробно. Учитывая, что порядок выполнения задач циклограмм соответствует упорядочению координат вектора временной развертки по возрастанию, отметим, что, если какие-то его координаты равны, то, следовательно, соответствующие задачи ТЦУ выполняются различными компонентами ВС параллельно. Перенумеруем подряд все группы разных координат ВВР и произведем топологическую сортировку вершин графа ТЦУ, помечая одним индексом вершины, соответствующие равным компонентам ВВР. Эта сортировка определит параллельную форму ТЦУ, реализуе65 мую на ВС НКУ при временном режиме, определяемом ВВР ТЦУ. Итак, не только при заданном, но и при любом ВВР можно начать и закончить выполнение задач первого яруса модели ТЦУ. В соответствии с необходимым условием, наложенным на ВВР (возможность завершения предыдущих задач), к моменту начала выполнения задач второго яруса должно быть закончено выполнение операций первого, поставляющих для них исходные данные. Следовательно, могут быть выполнены все задачи второго яруса. Продолжая аналогичные рассуждения, показываем возможность полной реализации ТЦУ. Методы и алгоритмы анализа реализуемости ТЦУ подробно рассмотрены в [85] для наземного комплекса управления КА и в [84] для бортового комплекса управления КА. Указанные постановки подтверждают, что эта задача является логическим развитием проблемы выбора алгоритмов реализации функций в системе управления летательными аппаратами с учетом взаимосвязи по обработке информации и с учетом распределения функций управления между НКУ и БКУ. Отметим, что рассматриваемая задача, согласно ее формальной постановке (см. разд.2.2) является одной из реальных задач псевдобулевой оптимизации (задач дискретного программирорвания), а анализ прикладных задач, проведенный в [100], дает следующие характеристики этой задачи: неопределенность, т. е. отсутствие каких-либо априорных сведений о целевом функционале; вычислительная (временная) сложность, т.е. значительные затраты времени на вычисления каждого значения целевого функционала; потоковость решения задач (причем, задачи являются однотипными). Неформальная постановка задачи анализа реализуемости ТЦУ подсказывает один из возможных путей исследования совместных свойств процессов управления и ВС, на которых эти ТЦУ реализуются. Задача может быть описана как задача минимизации функционала времени реализации ТЦУ на множестве решений системы линейных неравенств с ограничениями. Эти ограничения и требования возникают при реализации ТЦУ из-за внутренних особенностей самого процесса управления, регламентация которого этими ТЦУ и осуществляется на практике. Не следует думать, что подобную задачу можно легко решить непосредственно, хотя бы с использованием достаточно мощной вычислитель66 |