Солодовников (950639), страница 76

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 76)

'. х«100. ',:Ф:. того чтобы функции выбывшего из строя процессора ", было передавать резервным процессорам, последние '"Ы располагать следующей информациеи, доставляемой ',":"о состоянии выполняемой задачи; о состоянии процессо'ййой процессор и когда вышел из строя; о доступе к пе")ги отказавшего процессора.

'"агностика, осуществляемая СПД, должна быть эффек; так как устройства системы могут быть распределены "кольких квадратных километрах и при этом необходимо локалнзпровать сбой, определить его характер и срочидировать. СПД должна иметь доступ к централизован- ~(йформации, например к центральной базе данных, что ""'о с дополнительной передачей сообщений и решением 'йнтельных задач координации.

Итак, важнейшие гребо"'..'к СГ1Д: большая пропускная способность; малое трзнсзапаздыванпе; высокая надежность; возможность бес'йного распределения всех информационных ресурсов и "цлчи информации. ',:" вление мультипроцессорных ВК привело к необходимо';яспараллеливания вычислительных процессов. Прн этом ' внимание уделяется следующему; языковым средствам "Нммирования; устройствам трансляции, обеспечивающим "ятическое распараллеливание; средствам обнаружения ;Н в выполнении программ; вычислительным ресурсам , ионных систем (ОС); конструированию алгоритмов, исщих преимущества параллельных вычислений. ." 'мультипроцессорных ЭВМ выполняют задачи, аналогич""Фадачам ОС обычных ЭВМ.

Кроме того, они организуют: ,;одействие параллельных вычислительных процессов; их ную последовательность; диспетчеризацию вычислительфнклов с учетом их распараллеливания; изменение конфи- и системы; динамическое перераспределение имеющихся сов. .' и этом возможны следующие варианты: ': мультипроцессорные ОС могут использовать только один '„-'либо процессор, что упрощает проектирование системы, 4!еньшзет ее надежность, так как выход из строя данного ора приводит к выходу из строя всей системы; ОС может функционировать на основе любого процессо44то усложняет проектирование ОС, но повышает надсжтак как при сбое одного процессора система может копировать на основе другого; ,'):часть ф нкций может быть передана центральному про„' ру, остальная — периферийным.

В таком случае главный 44З процессор освобождается от выполнения многих функций гь.::,"~ что повышает его эффективность. Распределение функций ОС между процессорами зависн; цели, порученной системе, характеристик центрального и и, »4; ер» . фернйных процессоров, топологии и быстродействия инте ф сов, обеспечивающих обмен данными между процессора, р ей* Оптимальное распределение функций ОС между процессор~ ач» -' существенно увеличивает производительность системы н ~'," «живучесть» при отказе технических средств. Одмюэзк 15.7. Координированное управление иерархическими системам"", М»;:.

Основная идея иерархической теории управления заключ,!!-' ется в том, что лучше иметь дело с несколькимв систем»к(~'." (подсистемами) нижнего уровня, чем с одной системой вер-'. него уровня. Поэтому надо декомпозировать большую снстеьй( на подсистемы и так произвести расчет каждой из ннх, чтоб~. цель управления всей системой была выполнена. Однако к'"' бы удачно ни была проведена декомпозиция, решение всех в".' деленных подпроблем не означает решения самой пробле вследствие взаимодействия подсистем или объектов Ины " словами, управление, позволяющее получить оптимальное р"' гпение для одной из подсистем, должно быть приемлемым и дд'" других подсистем. Следовательно, для каждой из подсистем должна реш:и задача с ограничениями, причем общее решение, удовлетворя ",, щее всем подсистемам, обычно будет результатом той или нн итеративной процедуры.

По этой причине в двухуровневом слу.„; чае декомпозицию осуществляют таким образом, чтобы систем, верхнего уровня управляла или координировала подсистеи11. нижнего уровня исходя из цели управления всей системой в цФ;,! лом. Очевидно, что этот принцип является общим и для систе с любым числом уровней. Декомпозиция может быть либо естественной (когда О стоит из Реальных объектов Оь Оз,..., О, РаспРеделенных т»Ф!. или иным образом в пространстве и взаимодействующих дрУ~ с другом), либо искусственной (когда реальные объекты раз":!' пределены по формальным соображениям).

Если общий нра";,:,-.' цесс — -высокого порядка, то его декомпозиция основана из« стремлении упростить вычислительную процедуру задачи оптя';:' мизации. УВК РСО состоит нз трех основных подсистем (см. подразд-".:,.' 15.4). Рассмотрим третью из них — подсистему управления относительно алгоритмического обеспечения для осуществлен";!'! оптимального управления иерархически распределенными стемами. Структура АСУ ТП приведена на рнс. 15.6. Нулевой уровень этой структуры состоит нз взаимодеисг':.,» вующих друг с другом объектов Оь 0,,...,0,, образуюшя: х:4 общий объект управления О. На первом уровне решается зада;, 446 Рвг. 1Б.В.

Структура АСУ ТП ' альиой оптимизации каждого из объектов, на втором— глобальной оптимизации всей системы в целом. ' 'ь' объект управления О, состоящий из объектов О„ ".:;",О, можно описать дифференциальным уравнением п-го ка ,Дх(1), и(1), 1); х(Ц,)=х,; хсзр". (15.1) , оложим, что цель управления — минимизация фуикцио- гФ ,',;:",. Р„д[х (1ь)[+ ~ Р [х (У), и (1), 1[ И (15.2) ы , 'позируем систему (15.1) на Ф подсистем, каждая из ко', имеет размерность пн так что ."а,=п, 1==1, 2, ..., %=1, Ф, , ",=[;[хв зв иь 1); х, (1«) =-.х«ь (15.4) „м допущение, что каждая из подсистем связана с другими „стемами ограничениями на взаимодействия з; вида .„',(г) и;(хн и,), 1=/-1, 1=1, Ф; 1=1, Ф, (15,3) шем уравнение каждой из подсистем в виде Функция )в в уравнении (15.4) отличается от соответств ю! составляющих в уравнении (15.1) тем, ч не связанп тем, что векторы состоян действия з,.

пые с !-й подсистемой, заменены перем енными взаим "; ив. о.'; Кроме того„введем допущение, что глобальны" локальных критериев: е тавлен в виде суммы !7 !г !в! —,~ ~[Е1в(хв(1а ))[+ ~ Р![т!(1), ив(1)в з!, Ф)гИ). в Задача состоит в том, чтобы найти ш1п 7 в прн ограничениях (!5.3). Однако залач у о! тимизации каждой из подсистем нельз Ув, поскольк рассматривать как задачу минимиза н изацни локального критерн!;" поскольку необхолнмо учитывать переменны е взаимоле!!с~.,';, каждой из полсист.

Поэтому необходимо сформулировать задач о чу оптимнзацщ~,'":.' то же в емя лсистем с учетом переменных взанмодей р так, чтобы обеспечивалось решение глобально ° ствия и 4:,;; проблемы оптимизации для всей системы. Д гамильтониан системы. Для этого вводе '! Н[х, и, !) г[х, и, 1)+рт((х, п, 1), где р' — -вектор-функция сопряженных к системе (15.4) пе е!( менных.

Перепишем (!5.6) в виде е, ) пеРег7в Н [Х, П. Л, ~[ —,Э,(~, [Хь Ц!, г[+ ! ! лпру(~)1(х ц! 1)+Л;Р)[ (~) — а И)[). (15.7$,:. обозначив через Л,(1) вект р " . ( ) вектор-функцию неопределенных множа"::.,! телей Лагранжа для !-й подсистемы. Заметим, что р ~[р,', р,,...,р.), Н~Н, (15.8)'-' а неравенства (15.8) когда [з, (в) —; (г) ) — 0 ( . ( . ) превращаются в равенства только тогда!::,! действия), ( ) Юв( )) — 0 (т.

е. точно учтены переменные взаимо;.' Осуществим т ся к !-й по снст у ! еперь декомпозицию задач оптимиза, тив.'; ции,о ' дснстеме только ту часть гамильтониана (15.7), !!с'. !оран содержит лишь !-е вектор-функции состояния и взаимо ':; действия. Для этого введем допущение, что уравнение (15.4)!: можно представить в виде х,=Цхв, и„!)+з,(1), !=1, Л', а каждая скалярная компонента вектор-функции з,(1) есп 448 =1) — ~„(~)=- ~г,Д-а (хл и!), й= — 1, п, /.=-! суммирование проволят по тем переменным х„иь ко"' не относятся к !-й полснстеме йкпзерь гамильтониан (!5.7) можно переписать следующим "у„(ттв-)-р.'Ч! [х!, и,, !!+Л,' [з,(~) — ц!(~Я) ~,-:: !==! " пательно, "=~э Нь (15.9) -7'.+рт(,+Ля(з (1) — й (!)1 (15.10) йж!'лая из функций (15.10) в выражении (15.9) является " ей векторов состояния и взаимодействия, связанных 'б с !'-й подсистемой.

:„хим образом, проблема оптимизации системы декомпози", На задачи оптимизации, решаемые на нижнем уровне "'й' из полснстсм. Эту проблему можно сформулировать дачу минимизации критерия и ! ~[Р, ! Рт) ! Л [з в[)с(! вв "при условии, что в;;,,; '1,(хв, н„!)+зь х,(1,) =х;,. (15.12) ,:Этом залача определения переменных взаимодействия з,(!) ,т; решаться как на нижнем, так и на верхнем уровнях; за'юпределения множителей Лагранжа Л,(1) решается на "'ем уровне. ,т!зовем векторы 1„, з, координируюгдими векторнымн пере„,,ми.

Характеристики

Список файлов книги