Солодовников (950639), страница 75
Текст из файла (страница 75)
в теории управлеш<и 440 " рования, расширив границы ее использования — от про. 'регу гулпрования и до иерархического управления. , ом бло"'Вмо жность выполнить каждую функцию в отдельн . еленным водит к к распределению функций, т. е. к распределе ' ' ам управления (РСУ) на основе многопроце р ссо ных 15.4. Распределенные системы управления .Лспределенные системы управления (РСУ)' — это системы, " 'рых все техническое и математическое обеспеч<.ние рас- "' ено между их блокамн (элементами) таким образом, что ""'.
нз строя любого из блоков не влияет (нли мало влияет) ''боту систем, т. е. на выполнение порученных им функций. сказать, что РСУ вЂ” это совокупность подсистем, соеди- Х устройствами связи и выполняющих управляющие, вы'тельные и информационные функции. "уупненная структура УВК РСУ имеет следующие три ос- "е составляющие: подсистему связи. Осуществляет передачу информации элементами системы и состоит из: кабельной сети, сощей узлы, в которых расположены ЭВМ; средства для ой передачи сообщений исполнительным элементам; ' операционную систему.
Управляет всеми ресурсами сии обеспечивает связь, синхронизацяю„ управление базой Х, решение задачи, связь с файлами и т. д., , 'подсистему управления. Специалист по управлению фор:ует глобальную стратегию управления и программирует '".:УВК, пользуясь операционной системой и банком данных. 'ологическая и функциональная децентрализация.
Для ения топологически оптимальных точек установки ЭВМ му<яют математическую мод<иль, основа которой — простран- , ое распределение чувствительных (измерительных) и ис- ,Нтельных элементов. Ц<ль такого распределения — упрои удешевить кабельную подсистему, ;,фбь функционального рзспределения — уменьшить слож- ' системы делением болыпого вычислительного процесса на ,. лько более простых. В некоторых случаях это приводит к енному подразделению на подпроцессы, мало зависяп<не 'Рт друга, управление которыми можно поручить отдельным ,,; Сложность систем при этом значительно уменьшается, „)То необходимо располагать алгоритмами, обеспечивающими ление параллелыю протекаюгцими процессами. едовательное применение одной ЭВМ для параллельно ающих процессов представляет некоторое затруднение ;, аце труднее распараллелить процесс, чтобы управление Ме следует путать с термином «системы с распределеииыми пара- 441 было распределено между несколькими ЭВМ.
Чаще все функциональный оптимум отличается от топологичеокого; гр. первом увеличиваются расходы на кабельное обеспечение; а, ".".-; втором предусматриваются средства передачи данных меж ЭВМ. Более экономичен второй вариант. В промышленных установках обычно применяют РСУ, н нме.," ющие иерархическую структуру, распределенную между мтптн,;~ и микроЭВМ (рис. 15.5), Главный процессор выполняет суп упер: .яоа/елл гааФижюа лаалалтилааии дутвА'лв ааааалааа 1 лавтилталааал Ряс.
та.а Распределенная система управления: уввт Ы .. увмвт — улравллющие вмаислвтелъвме мал~вам; уСО ! ... уСОН— устройства соврящеоия с объектом визорные, контрольные, организационные функции. ГлавнаЖ:;:,' ЭВМ имеет банк данных с новейшей информацией о работа!'" производства, что помогает его оптимизации. Главный процес:.:.; сор часто «перепоручает» задачи ЭВМ-спутникам, т. е. УВМ:: более низкого уровня, прн помощи линий связи, обеспечивак",-т таким образом работоспособность распределенной систе»1Ы::;.„":; при выходе нз строя технических средств или программвого'-';,„' обеспечения. Методы осуществления связи и стратегия управления зази*, сят от характера задачи, выполняемой сетью УВМ, или УВ((', а также от численности УВМ, расстояний между ними„срсД "., ней длины сообтцения, времени реакции на аварийные снгиа':-:::;.,' лы и т.
д. Обычно ЭВМ-спутники, т. е. малые мини- или микр~,; ЭВМ без дисковой памяти, выполняют функции сбора даннЫ" '-":„' и преобразований (аналог — цифра, цифра — аналог), реал" .; зуют локальные алгоритмы, а также функции управления' приема аварийных сигналов, нх передачи и др. При отсутствяа:,':.:1 ЭВМ-спутников эти функции возлагают на главный процессоР';::;:," '"'ми задачами которого являются распределение управ;:,::общая оптимизация хода процесса и использование ба' '"ных. Важнейшее положительное свойство вычислитель'-"'«)и, содержащей мини- и микроЭВМ,— размещение обра";-'Информации между ними, что сокращает время реакции "'."'пения в процессе, не увеличивая нагрузки на главный "', ор фб»5.
Особенности распределенных систем управления '" ежность. Выбор иерархической структуры сети ЭВМ '"" 'и высокой надежностью, достигаемой распределением "Итзорных и управляющих функций между мини- и микро(!ит также созданием одного илн нескольких уровней ре"о'Иянин для каждого уровня структуры. Так, например, "': процессор может резервировать мини-ЭВМ, а послед- ' свою очередь,— микроЭВМ на более низком уровне . 15.5). ""надежностью понимают меру успеха, с которой снсте""" лняет ТЗ (среднее время между сбоями элементов кнх средств системы).
Для того, чтобы местные сбои ''",ли на сбои всей системы, применяют избыточные '. РЫ из процессоров, устройств связи, памяти и т. д. мущество иерархических систем — высокая степень на'1и при частичной избыточности. В централизованной ~'",,та же степень надежности достигается только полным , ванием центральной ЭВМ.
Итак, в распределенных уп, 'их вычислительных системах, во-первых, декомпози'жных задач на более простые, но четко сформулирован'е1аволяет уменьшить общую фупкциональнукв сложность ,'. ия системы; во-вторых, выход из строя какого-либо од, ока нарушает нормальное функционирование не всей ., а, вследствие распредленности технических средств н ';:", избыточности, только части ее. 'йсть. Распределенные системы управления обладают гибкостью, чем централизованные. Гибкость — это спо- ,;Ь соединя~ь друг с другом элементы системы для полу;,!Различных нлн более совертненных управляющих струн.»пбое значение она имеет в АСУ ТП, так как многие .,; 'как правило, содержат ошибки проектирования и тре.,остоянной модернизации.
;,:.,позволяют улучшзть гибкость, упростить математнчеграммирование, повысить точность и «живучесть» ин.,ни логическими приемами се проверки и резервирова,' оме того, в РСУ можно преодолеть некоторые харак...::для централизованных систем трудности, как, напри.,тановить приоритет одной ЭВМ на решение нескольких )втритически зависятцих от времени.
Итак, преимущества распределенных систем заключаютсл'::",. следующем: .4! а) более надежны, чем централизованные. Сбои в них ле локализуются и корректируются; б) допускают эволюцию уже реализованной системы; в) локализация их использования снижает требовапи„' '-..' пропускной способности линий передачи информации; г) позволяют наглядно представить структуру входящих .::,'..' з) их состав технических средств; д) минимизируют возможность ошибок при учете вззш4",-"-'., действий частей системы; е) являются гибкими и допускают эволюцию системы связ: (например, перемещение в другое место командного центах)л: ж) по своей структуре соответствуют традиционной аиаау.
говой структуре СУ; з) упрощают кабельное хозяйство, а также его установя'" и) благодаря их модульной структуре предъявляютгя гра. нительно простые требования к программному обеснечен~по в'" работе в реальном времени. Трудности проектирования. Создание РСУ не ограничивает установкой нескольких ЭВМ и соединением их друг с дру 1!еобходнмо дальнейшее развитие теории иерархических упр ''' ляющих многопроцессорных вычислительных систем, а тж' вопросов организации математического и программного об"' печения, синхронизации задач, порученных различным проц сорам.
Анализ работы распределенных систем свидетельствует .' необходимости обоснованного выбора их структуры, правил,"' ного распределения их функций и такого планирования возможностей, чтобы время реаюц4и удовлетворяло всем ус'; виям ТЗ. Для достижения баланса между стоимостью качеством РСУ их структуру вгябирают в соответствии спецификой применения. 15.6. Системы передачи данных в РСУ. Требования к программному обеспечению и особенности проектирования;: операционных систем Пропускная способность системы передачи данных (СГ(,-;.
должна быть высокой, так как для большого числа чувст::: тельных н исполнительных элементов может быть необход одновременная передача сообщений. СПД должна располагз:.:. и з". логическими средствамн для координации и синхронизации дач, решаемых различными процессорами. Это важно лот ток,' что различные процессоры используют разные базы времен"'.', то время как передача сннхронизирующих сообщений тр значительной его затраты. й. «Живучесть» многопроцессорной СУ означает, что сис те,г имекпцая и процессоров, при выходе из строя т процесс ссор« 444 ".'), способна выполнять свои функции со следующей, по '"'й мере, эффективностью, )«..
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
