Расчет и проектирование автоматизированной системы научных исследований (АСНИ)

 

     Параметр Dr характеризует избыточную загрузку процессора выполнением i-ой задачи в следствии запуска последней с избыточной частотой f_i. Избыточная загрузка зависит от качества заполнения циклограммы, которое оценивается показателем:

     К_ц=r₀ / r_рт

     Здесь - нижний теоретический предел загрузки процессора в РТ, где (см.таблицу №17)

     Информационная  избыточность, вносимая при работе по временной диаграмме, параметры которой указаны в Таблице №9, оценивается коэффициентом:

     

     Здесь - суммарная частота запуска прикладных задач на этапе сбора данных.

     Производительность  АСНИ в РТ вычисляется по формуле:

     

     Резерв  АСНИ по нагрузке в рабочей точке на этапе сбора данных:

      , где С_s – производительность системы в РТ.

     Информационная  производительность АСНИ в РТ на этапе  сбора данных (скорость записи информации в ОЗУ) не превышает величины:

     B_s=8n₀C / K_сж [бит/сек]

     Здесь n₀ - коэффициент определяемый по формуле n₀=[n_ацп / 8], где = [],

     –значение выражения в скобках, дополненное  до большего целого;

     К_сж - средний коэффициент сжатия данных в системе (с учетом датирования).

     Объем оперативной памяти, требуемый для  регистрации измерительной информации на этапе сбора данных, равен:

     V_озу=B_sT_сб / 8 [байт]

     Информационная  избыточность, вносимая при записи данных в ОЗУ, оценивается коэффициентом:

     h_д= 8n₀ / n_ацп - 1

     Информационная  избыточность АСНИ в целом равна:

     h_s=(h_усд+1)( h_вд+1)( h_д+1)-1

     Стоимостной дисбаланс АСНИ характеризует асимметрию загрузки системы и рассчитывается по следующей формуле:

     

     Здесь Q_i - стоимость i-ой компоненты АСНИ;

     r_i - загрузка (или коэффициент использования) i-ой компоненты.

     Компонентами АСНИ являются УСД, ЭВМ, блоки памяти, сеть связи, ОС. Их стоимости соответственно: Q_усд, Q_эвм, Q_бп, Q_сети, Q_ос.

     Загрузка  компонент:

     r_усд = С_рт / С_усд

     r_эвм = С_рт / С_s

     r_бп = h без приведения к большему целому  [h]

     r_сети = К_з.ц.

     r_ос = 1

     r₀ = С₀×(t_по+t_инт+t_усд)= 3822×(66,8×10^-6+30×10^-6+25×10^-6)=0,465519

     r_рт = 0,6979

     К_ц = r_0/r_рт = 0,465519 / 0,6979=0,66702

 

     С = 716×4+179×9+179×3+179×2=5370

     С₀ = 3822

     h_вд = (С - С₀) / С₀ =(5370 – 3822)  / 3822 = 0,405

 

      r_рт / С = 0,6979 / 5370 = 0,0001299 сек = 129,9 мксек

      t₀ = 1 / f₀ = 1 / 5370= 0,0001862 сек = 186,2 мксек

 

     С_s = 6449,27

     R_s = C_s / C - 1 = 6449,27 / 5370- 1 = 0,20098

 

     n₀ = 1, K_сж = 4

     B_s = 8×n₀×С / К_сж = 8×1×5370 / 4 = 10740 бит/сек

 

     Т_сб = 60 сек

     V_озу = B_s×Т_сб / 8 = 10740×60 / 8 = 80550 байт

 

     n_ацп = 6

     h_д = 8n₀ / n_ацп - 1 = 8 / 6 -1 = 0,33

     r_усд = С_рт / С_усд = 5728 / 40×10³ = 0,1432

     r_эвм = С_рт / С_s = 5728/ 6449,27 = 0,8816

     r_бп = 6,301 / 7 = 0,901

     r_сети = 30 / 32 = 0,9375

     r_ос = 1

     h_s = (h_усд +1)( h_вд +1)( h_д +1) - 1 = (0,177+1)(0,40+1)(0,33 +1) - 1 = 1,1915

 
 

 

     В конце необходимо представить структурную  схему полученной АСНИ

 

     Структурная схема АСНИ:

     

     Рис. 17

     УСД - устройство сбора данных;

     УС - устройство сопряжения;

     ПУ  – периферийное устройство;

     ПР - процессор;

     БП - блок памяти.

     Перечень  аппаратно-программного обеспечения

       с калькуляцией стоимости АСНИ:

 
 
 
 
 
 
 
 

Список  использованной литературы:

 

1. О.П.Валов. Методическое руководство к выполнению курсового проекта по дисциплине «Системы реального времени» АСНИ «Методы и средства обработки аналоговых сигналов» для студентов спец. 2202, Казань, 2004г.
2. О.П.Валов. Системы реального времени. Учебное пособие по дисциплине «Системы реального времени» для студентов спец. 2202. РИО, КГТУ, 2002г.
3. В. А. Виттих, В. А. Цыбатов Проектирование АСНИ. Метод. Указания.   Москва, 1984г.
4. Е.С.Вентцель «Элементы динамического программирования» изд-во   Наука М. 1964г.