Типы временных диаграмм и определение объемов памяти

Временная диаграмма работы подсистемы определяет­ся выполняемыми ею задачами, т.е. их алгоритмами.

Известны следующие основные виды временных диа­грамм работы подсистем.

Циклическая временная диаграмма, которая периоди­чески повторяется в процессе работы подсистемы. Разли­чают:

· циклические временные диаграммы с постоянным периодом повторения в течение всей длительности работы подсистемы;

· циклические временные диаграммы с переменным периодом повторения, зависящим от выполняемых задач.

Апериодическая временная диаграмма, которая вы­полняется один раз при каждом включении подсистемы;

Смешанная временная диаграмма, когда в апериоди­ческой временной диаграмме имеются участки с цикличе­ской временной диаграммой.

На основании задачи, которая должна решаться под­системой, выбирается вид временной диаграммы.

Для задач, связанных с управлением процессами, вре­мя работы которых строго не регламентировано, широко применяются циклические временные диаграммы. Это процессы слежения за объектами, за состоянием производ­ства, за состоянием электроснабжения; процессы управле­ния перемещением груза, управления полетом самолета, управления работой предприятия и т.п.

Апериодические и смешанные временные диаграммы используются при управлении разовыми процессами. На­пример, процесс посадки самолета, запуск ракеты и т.п.

Построение временной диаграммы после определения ее вида начинается с выяснения моментов времени посту­пления данных, которые приведены в структурной, блок- схеме подсистемы и моментов времени выдачи данных из подсистемы. Интервалы времени между этими событиями и представляют время, которое используется для вы­полнения программы частных алгоритмов и их модулей.

Для циклической временной диаграммы необходимо выбрать цикл или интервал времени, в течение которого производятся вычисления по частным алгоритмам и их модулям. Этот интервал времени связан с процессом, управление которым производит система. Его величина в технических системах определяется физическими харак­теристиками процесса, а в организационных системах ус­ловиями работы организации.

В технических подсистемах временной цикл может принимать значения от 1 мс до нескольких десятков се­кунд. Например, цикл обработки информации, поступаю­щей с обзорной радиолокационной станции, может быть до 10-15 с.

В организационных подсистемах временной цикл мо­жет составлять десятки минут и несколько часов, однако период выдачи данных по запросам пользователей должен быть не более 2-5 сек.

Оп­ределим средние скорости выполнения команд, используя цепочки модулей, у которых приведены выполняемые числа команд. Средняя скорость цепочки команд для по­лучения ответа записываются, учитывая времена поступления данных и выдачи результатов. Для дальнейших расчетов используется максимальная средняя скорость и величины представляющие ко­личество выполняемых команд в модулях, с учетом вы­полнения циклов.

По полученной максимальной скорости выполнения команд на определенном участке программы, который обеспечивает требуемые времена получения выходных данных, необходимо определить среднюю скорость работы вычислительных средств. Определение средней скорости работы для решения задачи или выполнения части про­граммы требует знания времени выполнения каждой ко­манды предполагаемых к использованию вычислительных средств и количество каждого типа команд у каждой части и всей программы решения задачи.

Для учета затрат на работу операционной системы (ОС), на начальном этапе проектирования, можно пользо­ваться процентной оценкой затрат на быстродействие ОС.

Для некоторых вычислительных систем необходимо оценивать влияние времени обмена данными на скорость работы вычислительных средств. Влияние объема обмени­ваемых данных на среднюю скорость работы вычисли­тельных средств можно оценить, используя среднее время, необходимое для проведения обмена одним данным или словом и количеством данных, которое поступает и выда­ется в цикле работы подсистемы.

При параллельном проведении обмена и вычислений по программе эти затраты не учитываются, так как не влияют на производительность вычислительных средств.

Объем памяти, т.е. число слов, которое можно в нее поместить, состоит из двух частей. Первая часть - это объем памяти, требуемый для хранения данных как в процессе вычислений, так и при приеме и выдаче для управления и индикации. Вторая часть - это объемы па­мяти, предназначенные для хранения: программ вычисле­ний по алгоритмам, тестов для проверки работы частей и всей системы, программ управления работой системы в различных режимах и при резервировании и ее вычисли­тельных средств - операционной системы.

Объем первой части памяти определяется при анализе алгоритмов и оценивается числом входных и выходных данных. В ряде систем предусматривается хранение вход­ных и выходных данных в течение определенного времени для восстановления вычислений при сбоях и резервирова­нии.

В некоторых системах необходимо хранить большие массивы данных, требуемых для работы. Это, в основном, организационные системы. Для их хранения используется память на жестких магнитных дисках и ее размеры оце­ниваются в байтах. Объемы хранимых данных определя­ются решаемыми задачами и могут оцениваться мега- и гигабайтами.