Запись информации на магнитный носитель (стр. 1 из 3)

Оглавление

1. Задание

2. Описание процесса

3. Построение метамодели «асинхронный процесс»

4. Свойства процесса

4.1 Эффективность

4.2 Управляемость

4.3 Простота

5. Операции над процессом

5.1 Репозиция

5.2 Редукция

5.3 Композиция

6. Построение сети Петри

7. Анализ свойств мест с. Петри на ограниченность и безопасность

8. Анализ свойств переходов с. Петри на живость и устойчивость

9. Заключение

Список использованной литературы

1. Задание

Целью расчетно-графического задания является получение опыта в конструировании метамодели «асинхронный процесс» и модели «сеть Петри» и в исследовании их свойств.

Предлагается выполнить следующее:

1. Выделить компоненты рассматриваемого процесса.

2. Сформировать множество ситуаций рассматриваемого процесса.

3. Описать модель «асинхронный процесс».

4. Определить траектории выполнения процесса и классы эквивалентности ситуаций и сделать вывод о свойствах рассматриваемого процесса (эффективность, управляемость, простота).

5. Определить множество дополнительных ситуаций для возобновления процесса (если они есть) и построить полную или частичную репозицию процесса.

6. Выделить входные или выходные компоненты асинхронного процесса, выбрать требуемые и построить на их основе редукцию процесса.

7. Определить два подпроцесса на базе исследуемого, выбрать удобный вид композиции (последовательную или параллельную) и построить ее.

8. Описать составляющие модели «асинхронный процесс», используя понятия модели «сеть Петри».

9. Провести анализ свойств мест сети Петри на ограниченность и безопасность.

10. Провести анализ свойств переходов сети Петри на живость и устойчивость.

2. Описание процесса

асинхронный репозиция редукция сеть пери

В качестве вычислительного процесса был выбран процесс со следующим названием: «Запись информации на магнитный носитель». Кратко опишем его суть.

Процесс записи на магнитный диск является достаточно сложной задачей и составить метамодель «асинхронный процесс» во всех деталях соответствующую реальному процессу не представляется возможным, так как неизбежны сильная детализация, а так же повышение сложности модели.

Процесс записи опишем следующей последовательностью команд и операций: магнитный диск вставлен в дисковод и готов для записи (часть магнитной поверхности уже может содержать какую-либо информацию). Дисковод состоит из множества механических деталей и механизмов, управление которыми осуществляет микроконтроллер – устройство, которое получает команды от центрального процессора и выполняет их.

Запись информации производится специальной записывающей головкой, которая подводится к соответствующей дорожке и сектору с помощью системы позиционирования головки. Запись информации происходит посекторно. Количество секторов для записи содержится в специальном регистре контроллера и декрементируется после записи очередного сектора.

После того как очередной сектор записан, головка позиционируется на следующий сектор. Очередная порция данных (для записи) считывается по шине данных.

После того, как данные записаны, производится контроль записи (верификация или CRC (проверка контрольной суммы)). Такая операция необходима для проверки правильности записанной информации. В случае ошибки записи, специальный регистр (Data Error Register) устанавливается в единицу и запись прекращается. Головки при этом отводятся от поверхности.

Успешная запись всех секторов завершается сбрасыванием в 0 регистра ошибок данных. Регистр, содержащий количество секторов для записи так же обнуляется. Головки отводятся от поверхности магнитного носителя и контроллер выдает сигнал по шине данных процессору об окончании операции ввода/вывода.

3. Построение метамодели «асинхронный процесс»

Прежде всего, выделим компоненты рассматриваемого процесса:

1. N	2. Обозначение	3. Описание
4. 1	5. K	6. Микроконтроллер дисковода. Работает (K+)
7. 2	8. S	9. Свободное место. Есть в наличии (S+) или нет (S-)
10. 3	11. E	12. Регистр, сигнализирующий ошибку. Произошла ошибка (E+)
13. 4	14. P	15. Механизм позиционирования головки записи. Задействован (P+)
16. 5	17. W	18. Головка записи. Записывает информацию (W+)
19. 6	20. C	21. Блок контроля правильности записи (crccheck). Проводится проверка (C+)
22. 7	23. F	24. Fat таблица. Обновление fat таблицы после записи (F+)

Для описания процессов и задания их взаимодействия требуется структурирование ситуаций. Структурируем ситуации по первому способу, при котором каждая из ситуаций представляется двоичным вектором, размерность которого равна числу семантически задаваемых компонент, а число единиц вектора соответствует числу истинных в этой ситуации предикатов.

Используя выделенные компоненты, опишем ситуации, возникающие в процессе записи информации на магнитный носитель:

25. Ситуация	26. K	27. S	28. E	29. P	30. W	31. C	32. F	33. Описание
34. S1	35. 1	36. 0	37. 0	38. 0	39. 0	40. 0	41. 0	42. Контроллер активен и ожидает команду от процессора на запись
43. S2	44. 1	45. 1	46. 0	47. 0	48. 0	49. 0	50. 0	51. Есть свободное место для записи
52. S3	53. 1	54. 0	55. 1	56. 0	57. 0	58. 0	59. 0	60. Места нет. Регистр ошибки устанавливается в код ошибки.
61. S4	62. 1	63. 1	64. 0	65. 1	66. 0	67. 0	68. 0	69. Головка подводится на нужный сектор
70. S5	71. 1	72. 1	73. 0	74. 0	75. 1	76. 0	77. 0	78. Запись информации в сектор
79. S6	80. 1	81. 1	82. 0	83. 0	84. 0	85. 1	86. 0	87. Проверка валидности записанных данных
88. S7	89. 1	90. 1	91. 0	92. 1	93. 0	94. 0	95. 1	96. Успешная запись, головки отводятся от поверхности, обновляется таблица fat.
97. S8	98. 1	99. 1	100.1	101.0	102.0	103.0	104.0	105.Некорректная запись информации.

Назовем асинхронным процессом четверку <S,F,I,R>, в которой: S - непустое множество ситуаций;

F - отношение непосредственного следования ситуаций, определенное на множестве S´S (FÌS´S);

I - множество инициаторов (IÌS), т.е. таких ситуаций из S, для которых если iFS_k, iÎI, S_kÎI, то из S_kFS_l следует, что S_lÏI;

R - множество результантов (RÌS), т.е. таких ситуаций из S, для которых, если rFS, rÎR, то SÎR.

Согласно этому определению, имеем для рассматриваемого процесса:

P=<S,F,I,R>

S={

}

I={

},

Где

-инициирует запись

-инициирует проверку записанных данных

R={

}, где

-нет места для записи

-успешная запись

-ошибка записи информации

Выпишем все возможные траектории процесса:

- не хватает места для записи

- успешный процесс записи

- ошибка записи

- неудачная проверка записанных данных

- удачная проверка записанных данных

4. Свойства процесса

Рассмотрим свойства асинхронного процесса.

4.1 Эффективность

Пусть задан АП, у которого :

1. для любого sÎS &bsol; R найдется rÎR такой, что sMr;

2. для любого sÎS &bsol; I найдется iÎI такой, что iMs;

3. не найдется ситуации S_iи S_j таких, что (S_iÏR)&(S_jÏR)&(S_iMS_j)&(S_jMS_i).

АП, удовлетворяющий свойствам 1 - 3, будет называться эффективным , т.е. из инициаторов эффективного процесса все траектории ведут в результанты (свойство 1 и 3), и каждая из траекторий, приводящих к результанту, начинается в каком-либо инициаторе (св. 1 и 2). Эффективность АП оставляет место недетерминированности, т.е. возможно, что из некоторого инициатора процесс попадает в разные результанты, но он не содержит ориентированных циклов вне ситуаций, принадлежащих I и R.

Вывод: данный процесс не является эффективным (не выполняется свойство 3), так как процесс содержит цикл

вне ситуаций, принадлежащих I и R.

4.2 Управляемость

Если в эффективном АП каждая допустимая последовательность классов ведет из начального класса в один и только один заключительный класс, то такой процесс называется управляемым. Таким образом, в управляемом АП вводится ограничение на степень недетерминизма: все траектории из любого инициатора ведут в один заключительный класс.

Для определения того факта, является процесс управляемым или нет, разобьем множество ситуаций S на классы эквивалентности.