Методы и средства обработки аналоговых сигналов (стр. 7 из 8)

Построим график производной. Для этого нужно найти всего по одному значению производной в каждом из отрезков, образуемых узловыми точками.

Рис.18

Рис.19

В первую очередь определяется координата единственного объекта на самом нижнем уровне иерархии. В качестве значения координаты выбирается любое значение из отрезка, где производная ближе всего к 0 (чаще это концевые точки такого отрезка). В нашем случае это будет координата разъема, примем ее равной: y₂₁=40.

Остальные координаты (всех объектов уровня 1) определяются по правилу:

Где a₁₁ и a₁₂ - оконечные точки области поиска оптимальных координат для соответствующих Q_1i.

Определим оптимальные координаты УСД1, УСД2, УСД3,УСД4 и ЭВМ:

УСД1

УСД2

УСД3

УСД4

ЭВМ

После того как найдены оптимальные координаты и по оси X и по оси Y для всех объектов АСНИ, данные о них сводятся в таблицу 11:

Таблица 11

	X	Y
УСД1	60	75
УСД2	71	35
УСД3	27	40
УСД4	27	35
ЭВМ	27	50

ЭТАП 4. РАСЧЕТ СТОИМОСТИ СЕТИ СВЯЗИ

Приводится ортоганальный план размещения АСНИ в монтажном пространстве:

Рис.20

В соответствии с выбранной метрикой рассчитывается длина магистрали l_маг_., проверяется: является ли она допустимой для выбранного интерфейса. Рассчитывается стоимость магистрали Q_маг..

В нашем примере выбран интерфейс с кольцевой магистралью и соединение между устройствами следующее: УСД1-УСД2-УСД3- УСД4-ЭВМ- УСД1 (см. рис.25). Расчет длины магистрали выполняется следующим образом:

Для нашего интерфейса длина магистрали не должна превышать 150 м, проверим это условие:

l_маг.=149,36 м > 150 м

Т.е. данное условие выполняется.

Рассчитаем стоимость магистрали:

Q_маг.=5*149,36=746,8руб.

Qсовм=2087,935 руб

Рассчитывается длина линии связи между датчиками и УСД, а также между ВУ и ЭВМ, и ее стоимость Q_л.св

Совместим расчет длины линии связи и ее стоимости в одном выражении:

Вычисляется конечная стоимость сети связи в АСНИ:

Q_сети=Q_маг.+Q_л.св. [руб]

АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ И ОЦЕНКА ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ АСНИ

Указывается перечень аппаратных и программных средств оптимальной АСНИ и стоимость последней:

Q_s=Q_усд+Q_эвм+Q_бп+Q_ос+Q_сети

Здесь Q_усд - стоимость всех УСД в АСНИ;

Q_эвм, Q_бп - стоимость ЭВМ и блоков оперативной памяти соответственно;

Q_ос - стоимость операционной системы;

Q_сети - стоимость сети связи.

Перечень аппаратно-программного обеспечения:

1-й вариант УСД t_усд=100 мкс

1-й вариант ЭВМ

3-й вариант интерфейса (последовательный) t_инт=100 мкс

1-й вариант алгоритма ЗСД t_по=5,4545 мкс

1-ой вариант ОС r_п(С)=,706336

3 блоков памяти по 16 кб

Расчет стоимости АСНИ:

Q_усд=4*500=2000 у.е.

Q_эвм=8×10³=8000 у.е.

Q_озу=10³×h=10³×3 =3000 у.е.

Q_ос=1000 у.е. (с настройкой)

Q_сети=2087,935+746,8=2834,735 у.е.

Таким образом, стоимость АСНИ:

Q_s=2000+8000+3000+1000+2834,735 =16834,735 у.е.

Параметры временной диаграммы работы АСНИ на этапе сбора данных сводятся в Таблицу 12

Таблица 12

Параметры временной диаграммы
№ задачи	Параметры циклограммы		Частота вызова, Гц		Избыточность по загрузке
I	r_i	j_i	f_oi	f_i	Dr_i=t(f_i-f_oi)
11	32	3	44,9428	44,9428	0
12	32	4	44,9428	44,9428	0
13	32	7	44,9428	44,9428	0
14	32	8	44,9428	44,9428	0
15	32	11	44,9428	44,9428	0
16	32	12	44,9428	44,9428	0
17	32	15	44,9428	44,9428	0
18	32	16	44,9428	44,9428	0
19	32	19	44,9428	44,9428	0
21	4	1	13,26425	719,0860	0,159897
22	4	2	13,26425	719,0860	0,159897
31	128	20	611,45	22,44144	-0,13343
32	128	23	611,45	22,44144	-0,13343
33	128	24	611,45	22,44144	-0,13343
34	128	27	611,45	22,44144	-0,13343
35	128	28	611,45	22,44144	-0,13343
41	512	31	3,415579	5,61786	0,000499
42	512	32	3,415579	5,61786	0,000499
43	512	52	3,415579	5,61786	0,000499
44	512	55	3,415579	5,61786	0,000499
45	512	56	3,415579	5,61786	0,000499
46	512	59	3,415579	5,61786	0,000499
47	512	60	3,415579	5,61786	0,000499
48	512	63	3,415579	5,61786	0,000499
49	512	64	3,415579	5,61786	0,000499
410	512	68	3,415579	5,61786	0,000499
411	512	71	3,415579	5,61786	0,000499

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.

Информационная избыточность, вносимая при работе по временной диаграмме, 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)=1731,291 ×(27×10^-6+100×10^-6+100×10^-6)=0,3930

r_рт= 0,3967

К_ц= r_0/r_рт= 0,3930 / 0,3967=0,99

С =

44,94288×9+719,08608×2+22,4×5+5,62×11=2016,64

С₀= 1731,291

h_вд= (С - С₀) / С₀=(2016,64-1731,291) / 1731,291 = 0,1648

r_рт / С = 0,3967/2016,64= ,000196 сек = 196 мксек

Что при длительности такта:

t₀ = 1 / f₀ = 1 / 2016,64 =495 мксек

составляет более половины процессорного времени, затрачиваемого на выполнение полезной работы.