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

* 5-й вариант ЭВМ

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

* 1-й вариант алгоритма ЗСД t_по=21,8 мкс

* 1-ой вариант ОС r_п(С)= 1-67,2×10^-6×С

* 10 блоков памяти по 16 кб

Расчет стоимости АСНИ:

Q_усд=3×500=1500 у.е.

Q_эвм=25×10³ у.е.

Q_озу=500×h=500×10=5000 у.е.

Q_ос=1000 у.е. (с настройкой)

Q_сети=500 у.е.

Таким образом стоимость АСНИ:

Q_s=1500+25000+5000+1000+500=28000 у.е.

Параметры временной диаграммы работы АСНИ на этапе сбора данных сводятся в Таблицу 9.

Таблица 9

Параметры временной диаграммы
№ задачи	Параметры циклограммы	Частота вызова, Гц	Избыточность по загрузке
I	ri	ji	foi	fi	Dri=t(fi-foi)
					0,044
					0,044
					0,044
					0,044
					0,044
					0,044
					0,044
					0,044
					0,044
					0,044
					0,044
					0,044
					0,0066
					0,0066
					0,0066
					0,0066
					0,0066
					0,0066
					0,0066

 

Параметр Dr характеризует избыточную загрузку процессора выполнением i-ой задачи вследствие 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 №9)

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)=2647×(21,5×10^-6+100×10^-6+100×10^-6)=0,5863

r_рт = 0,6530

К_ц = r_0/r_рт = 0,5863 / 0,6530=0,8978

 

С = 184×10+92×2+46×9+46×10=2898

С₀ = 2647

h_вд = (С - С₀) / С₀ =(2898 - 2647) / 2647 = 0,095

 

r_рт / С = 0,6530 / 2898 = 0,00022532 сек = 225,32 мксек

Что при длительности такта:

t₀ = 1 / С₀ = 1 / 2898 = 0,00034507 сек = 345,07 мксек

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

 

С_s = 3747

R_s = C_s / C - 1 = 3747 / 2373,5 - 1 = 0,2929

 

n₀ = 1, K_сж = 1

B_s = 8×n₀×С / К_сж = 8×1×2898 / 1 = 23184 бит/сек

Т_сб = 40 сек

V_озу = B_s×Т_сб / 8 = 23184×40 / 8 = 115920 байт

n_ацп = 6

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

r_усд = С_рт / С_усд = 2944 / 10×10³ = 0,2944

r_эвм = С_рт / С_s = 2944 / 3747 = 0,7857

r_бп = 9,87 / 10 = 0,987

r_сети = 63 / 64 = 0,9843

r_ос = 1

h_s = (h_усд +1)(h_вд +1)(h_д +1) - 1 = (0,3+1)(0,095+1)(0,33 +1) - 1 = 0,893

 

D_Q=

= 1,018

 

Структурная схема АСНИ (рис.15):

Рис. 15

УСД - устройство сбора данных;

УС - устройство сопряжения;

ПУ – периферийное устройство;

ПР - процессор;

БП - блок памяти.

Перечень аппаратно-программного обеспечения

с калькуляцией стоимости АСНИ:

 

Тип и параметры устройства	Стоимость в условных единицах
1-й вариант УСД tусд=100 мкс
5-й вариант ЭВМ	25×103
3-й вариант интерфейса (последовательный) tинт=100 мкс
1-й вариант алгоритма ЗСД tпо=21,8 мкс
1-ой вариант ОС rп(С)= 1-67,2×10-6×С
10 блоков памяти по 16 кб
Суммарная стоимость КТС АСНИ и ПО

Литература

1. В. А. Виттих, В. А. Цыбатов. Оптимизация бортовых систем сбора и обработки данных. М. изд-во Наука. 1985г.

2. О.П.Валов. Автоматизация сбора и первичной обработки информации. Учебное пособие по дисциплине «Системы реального времени» для студентов спец. 230102(2202).РИО.КГТУ.2002

3. Е.С.Вентцель. Элементы динамического программирования. М. изд-во Наука. 1964г