Systems. Methods. Technologies 3(35) 2017

Системы Методы Технологии . Ю . Ф . Мухопад и др . Анализ структурной … 2017 № 3 (35) с . 70-74 71 Введение Последние десятилетия характеризуются особенно интенсивным развитием автоматических и автоматизи - рованных систем управления энергетическими и теп - лотехническими комплексами , технологическими про - цессами , распределенными техническими системами , подвижными средствами ( самолеты , железнодорож - ный , морской и автомобильный транспорт ), системами управления с критическими , взрыво - и пожароопасны - ми производствами [1]. Информационно - измерительные системы по своей структурной организации также оказываются не про - стыми , так как содержат преобразователи « аналог – код » и « код – аналог », запоминающие и функциональ - ные устройства , блоки коммутации , управления и мик - ропроцессоры [2]. Сравнительный анализ сложных технических систем ( СТС ) по эффективности функционирования , безопасно - сти и надежности становится затруднительным , так как нет критериев для оценки степени сложности систем без конкретного определения области применения . Решение проблемы . По определению А . Н . Пан - ченкова [3], система — это устройство , содержащее минимум две подсистемы , для которых определены : − пространство состояния и параметрическое про - странство , в котором задано поведение системы ; − система обладает свойством целостности , т . е . свой - ства целого не сводятся к сумме свойств подсистем . Согласно этому определению для анализа техниче - ских систем достаточно воспользоваться структурной моделью В . М . Глушкова [4] в виде объекта управле - ния , названного операционным устройством ( ОУ ), и управляющего автомата ( УА ). В структуре В . М . Глуш - кова ( рис . 1) взаимодействие осуществляется посредст - вом обмена ОУ и УА информацией в виде }{ α∈α j и }{ A A i ∈ . Здесь j α — бинарный логический сигнал , а i A — команда управления . X, Y — множества входных переменных аналогового или цифрового типа . В про - стейшем случае ОУ — запоминающее устройство или микроконтроллер , а УА — управляющий автомат . Для аналого - цифровых технических систем двухблоковая модель дополняется преобразователями аналоговой информации в код [1]. Рис . 1. Двухблоковая модель Хотя состав блоков ОУ известен или может быть определен по известной методике синтеза , модель В . М . Глушкова не дает возможности детального анализа сложных систем . Структурная организация ОУ должна быть задана конкретно для того , чтобы имелась воз - можность определения всего множества }{ α для фор - мального задания алгоритма управления в виде опера - торной схемы ( ОСА ). Тогда , при заданной ОСА для управления ОУ , может быть спроектирован управляю - щий автомат . Для более детального анализа и для перехода к син - тезу сложных технических систем ( СТС ) целесообраз - но использовать пятикомпонентную структурную мо - дель ФИЛАУ [5, 6], в которой ( рис . 2) определяются : Ф — функциональная подсистема , например мик - ропроцессор ; И — информационная подсистема ( БИС ОЗУ и ПЗУ ); Л — логическая подсистема ( схемы сравнения , дат - чики бинарных сигналов ); А — адресная подсистема ( коммутаторы , дешифра - торы , счетчики , мультиплексоры и др .); У — управляющая подсистема ( конечный автомат или система взаимодействующих автоматов ). Понятие степени сложности технической системы до сих пор является только семантически определен - ным [7, 8]. Техническую систему можно считать сложной в том случае , если каждая из подсистем Ф , И , Л , А пред - ставляется не менее чем двумя взаимодействующими блоками , причем для обеспечения динамического взаимодействия подсистем Ф , И , Л , А требуется при - менять управляющую подсистему в виде управляюще - го автомата ( УА ) средней или высокой сложности . Рис . 2. Пятиблоковая модель спецпроцессора Для анализа динамического функционирования СТС по модели ФИЛАУ должен быть задан алгоритм в формализованном виде ( ОСА ). А как определить степень сложности УА ? Сложность УА определяется через число ( q ) логи - ческих условий и количество ( N ) операторов действия . Причем разрядность ( m ) кода для представления со - стояний УА определяем как N[ ]log m 2 = . ОСА чаще всего используется в виде граф - схем ( ГСА ), логических ( ЛСА ) и табличных ( ТСА ) схем . Правила перехода между формами ОСА приведены в работе [6]. Воспользуемся классификацией УА , предложенной в работе [9]. УА подразделяются на сверхпростые ( СП ), простые ( ПА ), средней сложности ( СА ), автома - ты сложные ( АС ), высокой ( ВС ) и особой ( ОС ) слож - ности , а также ультрасложные ( УС ) автоматы . Струк - турная организация УА может быть также представле - на моделью ФИЛАУ . В частности , в УА со структурой Мура [10–12] нет адресной ( А ) подсистемы , а функции