Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем (3-е изд., 2001) (1186218), страница 47
Текст из файла (страница 47)
Совокупность распределенныхданных становится при этом реляционной БД, и именно такая195реляционная БД и будет называться распределенной базой данных.Учитывая интеграционный характер объединения распределенныхданных в совокупность, схемную однородность РБД будем называть схемной интеграцией. Тогда определение распределенной БДформулируется следующим образом распределенная база данныхэто, по меньшей мере, схемно интегрированная совокупность распределенных данных.По сути дела, такое определение распределенной БДМ означаетпостроение совокупности локальных информационных ресурсовв виде однороной среды распределенных данных, причем однородность рассматривается с точки зрения определения и манипулирования распределенными данными в границах реляционного подхода,или на уровне даталогических схем локальных элементов БДМ.Обобщенная даталогическая схема РБД в принципе доступна длявыполнения стандартных операций обобщенной нормализации, однако, при этом необходимо учитывать цели построения РБД, которую далеко не всегда целесообразно и возможно сформироватьв виде единой реляционной БДМ.Расширение реляционного подхода предусматривает представление баз данных по полной технологической схеме, т.
е. включая формализованные описания мифологической, концептуальнойи фундаментальной моделей БД. Распределенные объекты данных на этих уровнях представления разнородны по определению,содержательно, а не технически, в силу их построения в интересах локальных систем и приложений. Определим инфологический,концептуальный и фундаментальный уровни семантическими уровнями представления РБД.
И если для локальных баз данных семантическая интеграция выполняется явно или интуитивно' проектировщиком БДМ, то для распределенных БДМ достижение семантической однородности становится существенной проблемой.Декларируя факт возможности достижения семантической однородности распределенных БДМ, можно сформулировать следующее определение: интегрированная распределенная база данных — это семантически интегрированная распределенная база данных.Другими словами, при интеграции РБД подразумевается семантическая интеграция, достижимая в рамках расширенного реляционного подхода. Схемная интеграция РБД однозначна (табличноепредставление распределенных данных независимо от специфики ихреализации).
Семантическая интеграция многозначна и допускаетмножество вариантов реализации. Это означает, что определениекласса интегрированных РБД постулирует существование разновидностей ИРБД, объединенных существенным свойством семантической однородности (логической, концептуальной или фундаментальной) [2, 16].1965.5. ГИБРИДНЫЕ МОДЕЛИРУЮЩИЕ КОМПЛЕКСЫВ практике машинного моделирования сложных систем используется вычислительная техника трех типов: ЭВМ, АВМ и ГВК. Приэтом ГВК, обеспечение которых ориентировано на решение задачмашинного моделирования (например, по составу программногообеспечения, наличию операционной системы реального времении диалога, интерфейсу с натурными блоками моделируемой системы 5 и т. д.), называются гибридными или аналого-цифровымимоделирующими комплексами (АЦМК).
Преимущества каждого типа вычислительных средств в первую очередь определяются спецификой основных свойств цифровых и аналоговых ЭВМ, используемых для моделирования конкретной системы 5.Рассмотрим достоинства и недостатки этих трех типов вычислительных средств (АВМ, ЭВМ и ГВК) применительно к машинному моделированию систем [52]. В общем случае с любой задачей,которую решает АВМ, может справиться и достаточно мощнаяуниверсальная ЭВМ.
Но на АВМ можно решать задачи моделирования систем быстрее и эффективнее.Основные черты, характерные для АВМ:1) зависимые переменные модели системы S представляютсяв непрерывном виде;2) точность результатов моделирования определяется качеством компонентов электрических схем АВМ;3) возможно одновременное выполнение параллельных вычислительных операций, что особенно важно при моделировании сложных систем;4) возможно выполнение операций в реальном ала ускоренноммасштабе времени (скорость вычислений ограничена главным образом частотными характеристиками элементов, а не сложностьюрешаемой задачи моделирования системы 5);5) операции сложения, вычитания, умножения, дифференцирования, интегрирования, генерирования непрерывных функций выполняются весьма эффективно, но имеются ограниченные возможностивыполнения логических действий, накопления цифровых данных,обеспечения длительных задержек, обработки информации, которые весьма характерны для моделирования систем;6) технология программирования состоит в основном в замещении элементами АВМ (такими, как операционные усилители,интеграторы и т.
п.) соответствующих элементов моделируемойсистемы S;7) к АВМ можно подключить блоки реальной системы S прикомбинированном моделировании; пользователь имеет возможность в ходе машинного эксперимента на АВМ изменять значенияустановок, т. е. коэффициентов, устанавливаемых на АВМ, чтообеспечивает более наглядное проведение эксперимента с модельюсистемы S.197Характерные черты ЭВМ:1) вся обработка промежуточной и результирующей информации в процессе моделирования системы S реализуется в дискретномвиде;2) все операции по работе с машинной моделью Мм выполняются последовательно;3) точность результатов моделирования системы S определяется главным образом выбранными численными методами решениязадачи и формой представления чисел;4) время решения определяется сложностью задачи моделирования системы S, т.
е. числом операций, необходимых для получениярезультатов моделирования;5) наличие компромисса между временем решения и точностьюрезультатов моделирования системы S;6) применяется ограниченное число арифметических операций(сложение, вычитание, умножение и деление), но с помощью численных методов можно в модели на базе этих исходных операцийреализовать и более сложные, например дифференцирование, интегрирование и т. д.;7) для выполнения логических операций и принятия решенийв процессе моделирования используются как цифровые, так и нецифровые данные;8) предусматриваются операции с плавающей запятой, чтоустраняет трудности масштабирования модели;9) методы программирования базируются как на ЯОН (часто неимеющих непосредственного отношения к задаче моделирования),так и на ЯИМ.Современные ГВК представляют собой попытку объединить вселучшее, присущее цифровой и аналоговой технике, и избежать ихнедостатков.
Некоторые задачи требуют для своего решения усиления цифровой части комплекса аналоговой частью для увеличенияскорости вычислений и распараллеливания процессов. При этомцифровая часть ГВК дает возможность:1) управлять аналоговой частью машинной модели Ми привысоком быстродействии;2) использовать устройства запоминания и хранения данныхмоделирования;3) обеспечивать более высокую точность вычислений и применения логических операций при моделировании системы S.Преимущества ГВК:1) сочетает быстродействие АВМ и точность ЭВМ, что позволяет расширить класс моделируемых объектов;2) в процессе машинного моделирования позволяет использовать реальные технические средства и части исследуемой конкретной системы S;1983) обеспечивает гибкость аналогового моделирования благодаряиспользованию логики и памяти ЭВМ;4) увеличивает быстродействие ЭВМ за счет использования аналоговых подпрограмм;5) делает возможной обработку входной информации о моделисистемы S, представленной частично в дискретной и непрерывнойформах.Говорить о преимуществах и недостатках ГВК можно применительно к машинному моделированию конкретного класса систем S.Для некоторых объектов использование при реализации моделисистемы ГВК аналогично их практической реализуемости.В зависимости от специфики исследуемых объектов в ряде случаев эффективной оказывается ориентация при моделировании системна ЭВМ.
При этом надо иметь в виду, что АВМ значительноуступают ЭВМ по точности и логинеским возможностям, но побыстродействию, схемной простоте, сопрягаемости с датчикамивнешней информации превосходят или, по крайней мере, не уступают им.Для сложных динамических объектов перспективным являетсямоделирование на базе ГВК, которые реализуют преимуществацифрового и аналогового моделирования и позволяют наиболееэффективно использовать ресурсы ЭВМ и АВМ в составе единогокомплекса.
При использовании ГВК существенно упрощаются вопросы взаимодействия с датчиками, установленными на реальныхобъектах, что позволяет, в свою очередь, проводить комбинированное моделирование с использованием аналого-цифровой части модели и натурной части объекта. Такие гибридные моделирующиекомплексы могут входить в состав многомашинного информационно-вычислительного комплекса коллективного пользования, чтоеще больше расширяет его возможности с точки зрения моделируемых классов больших систем.Состав и структура технического обеспечения АЦМК определяется множеством задач, на решение которых он ориентирован.В общем виде структура технических средств представлена нарис. 5.11.
Здесь приняты следующие обозначения: АВМ — аналоговая вычислительная машина; ЭВМ — цифровая электроннаявычислительная машина; АЦП — аналого-цифровой преобразователь; ЦАП — цифро-аналоговый преобразователь; БУС — блокуправляющих связей; РА — реальная аппаратура; ПОп — пультоператора.Возможны различные варианты построения многомашинных комплексов, в которых используется по несколько АВМ и ЭВМ. Такиеварианты обычно выбираются в случаях, когда не хватает производительности одного вычислителя или есть необходимость разделить средства выполнения отдельных задач моделирова199ния системы S из-за ее функциональных или структурных особенностей.ЭВМПОпPAABMПреобразователи АЦП иЦДЛ являются средствами орЦАП * _ганизацииинформационныхсвязей между АВМ и ЭВМ, т. е.БУСсредствами для обмена информацией между цифровой и аналоговой частями модели систеРис.
5.11.Структуратехническихмы 5.средств аналого-цифрового моделируПодготовка, запуск, остающего комплексанов и синхронизация элементовАЦМК в процессе решения задачи моделирования, как правило,осуществляются ЭВМ. Для реализации этих функций применяютсяспециальные управляющие шины и аппаратура стыковки АВМи ЭВМ по управлению, которые объединены на рассматриваемойсхеме в БУС. Наряду с цифровой и аналоговой частями моделиисследования на АЦМК могут использоваться реальные элементыисследуемой системы S. Исследования такого типа называютсяполунатурным моделированием.Оператор управляет процессом моделирования с помощьюсредств, номенклатура которых определяется задачами, решаемыми на АЦМК.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
