ОПТИМИЗАЦИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ В СИСТЕМАХ ПОЛУНАТУРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

Краткое описание

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВЫСШЕЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ
ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

ИвановЮрий Александрович

УДК 004.383.4/004.272.2:004.451.7.031.43

ОПТИМИЗАЦИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ РЕАЛЬНОГО
ВРЕМЕНИ В СИСТЕМАХ ПОЛУНАТУРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

Специальность 05.13.05 – Компьютерные системы и компоненты

Диссертация на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Научный руководитель –
доктор технических наук,
профессор В.А. Святный

Донецк – 2013

СОДЕРЖАНИЕ
ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ 6
ВВЕДЕНИЕ 7
РАЗДЕЛ 1 АНАЛИЗ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ОРГАНИЗАЦИИ
ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ СИСТЕМ ПОЛУНАТУРНОГО
МОДЕЛИРОВАНИЯ СЛОЖНЫХ ДИНАМИЧЕСКИХ СИСТЕМ 15
1.1. Анализ особенностей задач моделирования динамических систем в
реальном масштабе времени 15
1.2. Функциональные требования и особенности полунатурных средств
моделирования 24
1.3. Анализ программно-аппаратных средств систем полунатурного
моделирования 30
1.4. Методы построения расписаний в системах реального времени 35
1.5. Анализ способов повышения эффективности вычислительных процессов
с использованием методов целочисленной оптимизации при распределении и
планировании заданий 42
1.6. Постановка задачи повышения эффективности моделирования
динамических систем за счет оптимизации вычислительного процесса 44
РАЗДЕЛ 2 РАЗРАБОТКА МОДЕЛЕЙ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ЗАДАНИЙ ЦИКЛА
РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ ПОЛУНАТУРНОЙ ДИНАМИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ
46
2.1. Структура многоядерной полунатурной моделирующей системы 46
2.2. Этапы проектирования системы полунатурного моделирования
динамической системы 52
2.2.1. Организация системы параллельных заданий для динамической
системы реального времени 54
2.2.2. Определение метода планирования приоритетов для периодических
заданий цикла реального времени 56
2.2.3. Выделение блоков заданий модели 57
3
2.3. Организация взаимосвязи и синхронизации заданий модели 58
2.4. Организация и оценка существования цикла реального времени модели
динамической системы 59
2.5. Постановка общей экстремальной задачи для модели цикла реального
времени 67
2.6. Постановка экстремальной задачи для параллельной многоядерной
системы реального времени 70
2.6.1. Организация вычислительного процесса на многоядерной системе 72
2.6.2. Особенности математической параллельной модели вычислений цикла
реального времени и сведение к задаче целочисленного программирования 74
2.7. Выводы 80
РАЗДЕЛ 3 ОПТИМИЗАЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ
ЗАДАНИЙ В ЦИКЛЕ РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ
СИСТЕМЫ 82
3.1. Этап оптимизации модели цикла реального времени и параллельного
выполнения на системе 82
3.2. Алгоритм оптимизации задачи целочисленного программирования цикла
реального времени и анализ результатов решения 83
3.2.1. Применение метода ветвей и границ для синтеза оптимальной
стратегии расписания реального времени 85
3.2.2. Разработка содержательного описания алгоритма 89
3.2.3. Оценка временной сложности алгоритма и вычислительные аспекты
его реализации 91
3.3. Алгоритм оптимизации задачи целочисленного программирования для
многоядерной системы и анализ результатов решения 96
3.3.1. Разработка содержательного описания алгоритма искусственной
пчелиной колонии для задачи распределения параллельных заданий 99
3.3.2. Вычислительные аспекты реализации алгоритма 107
3.3.3. Настройка параметров и исследование работы алгоритма 109
3.4. Выводы 116
4
РАЗДЕЛ 4 РАЗРАБОТКА СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОГО ПРОГРАММНОГО
ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПЛАНИРОВАНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ ЗАДАНИЯМИ ЦИКЛА
РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ МНОГОЯДЕРНОЙ СИСТЕМЫ 118
4.1. Выбор и обоснование базовой среды реализации алгоритмов
специализированного программного обеспечения 118
4.2. Измерение параметров быстродействия среды моделирования и
профилирование программ моделей 121
4.3. Представление расписания в памяти и реализация модуля планирования
124
4.4. Разработка программных средств управления циклическими заданиями
реального времени 126
4.5. Методика проектирования средств моделирования разночастотных
динамических систем 129
4.6. Экспериментальное исследование разработанных программных средств
для моделей динамических систем реального времени 133
4.7. Выводы 135
РАЗДЕЛ 5 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРИМЕНИМОСТИ
РАЗРАБОТАННЫХ ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ
ДЛЯ МНОГОСВЯЗНОГО ОБЪЕКТА С РАСПРЕДЕЛЕННЫМИ
ПАРАМЕТРАМИ (МОРП) 136
5.1. Анализ математической модели МОРП 136
5.2. Разработка и обоснование полунатурной модели автоматизированного
МОРП 140
5.3. Моделирование объекта с использованием разработанного
специализированного программного обеспечения 142
5.4. Исследование эффективности применения методики в реальной задаче
проектирования МОРП для однопроцессорной и многоядерной систем 144
5.5. Пути дальнейшего развития и совершенствования теоретических и
практических разработок 149
5.6. Выводы 150
5
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 151
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 153
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Исследование тестовых задач расписаний 165
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Результаты экспериментального исследования расширения
реального времени и модели МОРП 177
ПРИЛОЖЕНИЕ В. Акти впровадження результатів дисертаційної роботи 206

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ
МОРП – многосвязный объект с распределенными параметрами.
ШВС – шахтная вентиляционная сеть.
СПМ – система полунатурного моделирования.
SMP – symmetric multiprocessing.
РВ – реальное время.
СРВ – система реального времени.
RTX – real time extension.
ЗМ – задача моделирования.
RCP – rapid control prototyping.
HIL – hardware in the loop.
SIL – software in the loop.
EDF – earliest deadline first.
FPGA – Field-Programmable Gate Array.
ПЗ – поступление запросов.
ВП – выполнение потоков.
ABC – artificial bee colony.

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы
Повышение эффективности решения различных производственных
задач в значительной мере достигается созданием средств их модельного
сопровождения. К этим средствам относятся в первую очередь системы
полунатурного моделирования (СПМ), в которых совместно функционирует
дискретные аппаратно-программные симуляторы непрерывных объектов и
реальная аппаратура, включающая средства связи с объектом, процессоры
обработки информации и программное обеспечение, реализующее
алгоритмы управления в автоматизированном и автоматическом режимах
работы. Аппаратно-программные средства вычислительного комплекса СПМ
должны решать задачи реального времени и требуют оптимизации
характеристик вычислительного процесса.
В реальных объектах, представляемых сложными динамическими
системами, протекает одновременно несколько взаимосвязанных физических
процессов во времени, описываемых системами дифференциальных
уравнений. Для достижения требуемого уровня адекватности модели одним
из основных является требование соответствия скорости изменения величин
модели и физического объекта. Для решения проблемы вычислений в
директивных сроках реального времени необходима разработка способов
оптимизации программно-аппаратных средств полунатурного моделирования
характеризующихся циклическим выполнением операций преобразования,
ввода информации в цифровую часть модели, вычислением и выдачей
пересчитанных значений в натурную часть модель.
Одним из способов достижения высоких показателей
производительности полунатурных систем является повышение
эффективности расписания вычислительных процессов цикла реального
времени в цифровой части за счет минимизации процессорного времени на
8
выполнение разночастотных потоков задачи моделирования. Условием
эффективной организации вычислений является построение математических
моделей вычислительного процесса в виде расписания циклов реального
времени. Особенностью таких расписаний для полунатурных систем
является то, что их построение выполняется в условиях полной
определенности, когда все временные параметры и ограничения задачи
моделирования определены и известные заранее.
Рассматриваемое направление детально изучено научными школами
Бейлина и Гильмана, Танаева и Шкурбы, Виттиха, Пьявченко и
зарубежными исследователями Лиу (Liu), Лейландом (Layland), Баруа
(Baruah). Анализ литературы показывает, что не известны работы, в которых
бы рассматривалась организация вычислительного процесса в цикле
реального времени модели, при которой крайние сроки обработки потоков
цифровой части определяются временными характеристиками объекта и при
этом функционируют, в том числе, на разных вычислителях.
Актуальность подходов к оптимизации вычислительных процессов
реального времени в системах полунатурного моделирования определяется
необходимостью рассмотрения вопросов организации циклических
расписаний с прерываниями и практического учета особенностей их
создания; решением задач согласования и распределения теории расписаний,
учитывающих требования директивных сроков жесткого реального времени
при управлении вычислительным процессом цифровой части системы
полунатурного моделирования; решением задачи оптимизации
математических моделей циклического расписания для системы с
обобщенной цифровой частью и многоядерной системы.
Таким образом, существует важная научно-техническая задача –
развитие теории и реализация эффективных программно-аппаратных средств
полунатурного моделирования, которые дают возможность выполнения
экспериментов с реальными наукоемкими объектами. В диссертационной
работе рассматривается одно из направлений применения полунатурных
9
моделирующих систем, значимое для угледобывающей отрасли – создание
полунатурных моделей автоматизированных систем управления
проветриванием, предназначенных для предотвращения возникновения
аварийных ситуаций. Разработка цифровой части полунатурных систем
моделирования с использованием многоядерных процессоров позволит
расширить класс реализуемых моделей управляемых сложных объектов.
Цели и задачи исследования
Целью диссертационной работы является повышение эффективности
цифровых средств полунатурного моделирования за счет разработки нового
способа организации вычислительного процесса, учитывающего
разночастотные параметры моделей, и его оптимизации.
Для достижения сформулированной цели решаются следующие основные
задачи:
1) разработка математических моделей расписаний цикла реального
времени для разночастотных динамических систем;
2) постановка задачи оптимизации расписания цикла реального времени;
3) разработка методов решения задачи построения оптимальных
расписаний цикла реального времени для системы с обобщенной цифровой
частью и многоядерной системы;
4) разработка технологии проектирования системы планирования для
генерации циклического расписания и системы управления процессами
полунатурной модели;
5) модификация методики построения средств полунатурного
моделирования для случая разночастотных динамических объектов и её
экспериментальное исследование на многосвязном объекте шахтной
вентиляционной сети.
10
Объект и предмет исследования
Объектом исследования является организация вычислительного
процесса цикла реального времени цифровых средств полунатурного
моделирования разночастотных динамических систем.
Предмет исследований – модели и алгоритмы построения расписаний
цикла реального времени, определяющие подход к оптимизации
вычислительного процесса программно-аппаратных средств цифровой части
полунатурного моделирования.
Методы исследования
Методологическую и теоретическую основу исследования составляют
методы теории моделирования, теории расписаний, теории нелинейной
целочисленной оптимизации, теории алгоритмов, теории проектирования
систем реального времени, теории численных методов. Полученные
результаты проверялись путем проведения модельных экспериментов,
которые показали достоверность теоретических положений.
Научная новизна полученных результатов
1. Установлено, что учет разночастотности параметров моделей при
составлении расписаний обработки вычислительных потоков в цифровой
части полунатурных систем позволяет сократить требуемый объем
вычислений.
2. Показано, что создание эффективных комплексов полунтарурного
моделирования в реальном масштабе времени определяется особенностями
представления модели объекта в виде циклического расписания и
спецификой примененных аппаратных решений.
Научные результаты, выносимые на защиту:
11
1. Получила дальнейшее развитие модель циклического расписания с
прерываниями, которая учитывает разночастотность динамических систем,
дает возможность выполнять моделирование в масштабе реального времени
и при этом сократить процессорные затраты на обработку потоков задачи
моделирования для исполнения на многоядерной системе.
2. Предложен и реализован эффективный подход к определению
параметров расписания системы моделирования с обобщенной цифровой
частью, учитывающий установленные особенности оптимизации дискретной
модели цикла реального времени на основе метода ветвей и границ.
3. Впервые для решения дискретной задачи поиска оптимальных
параметров расписания функционирования многоядерной системы,
моделирующей разночастотные динамические объекты, адаптирован
популяционный алгоритм искусственной пчелиной колонии, исследована
область его эффективных параметров.
4. Получили дальнейшее развитие новые алгоритмические структуры
модулей оптимального планирования циклических расписаний, управления
циклом реального времени в составе операционной системы реального
времени для моделирования шахтной вентиляционной сети.
Практическая значимость полученных результатов
1. Разработана программная часть системы полунатурного
моделирования аэрогазодинамики управляемой шахтной вентиляционной
сети.
2. Разработаны структуры и алгоритмы, которые позволяют выполнять
построение оптимальных расписаний циклов реального времени для
существующих и новых вычислительных систем реального времени при
решении разночастотных задач моделирования.
3. Элементы разработанных решающих алгоритмов и программного
комплекса могут быть использованы при создании систем автоматизации
12
управления производством, физическими объектами, тренажерами на базе
многоядерных платформ.
4. Результаты работы внедрены в учебный процесс кафедры
«Компьютерная инженерия» разработкой подсистемы полунатурного
моделирования распределенной параллельной моделирующей среды
(РПМС), а также в виде методики построения параллельных полунатурных
моделей реального времени в курсе «Параллельные и распределенные
вычисления».
5. Алгоритмы оптимизации моделей расписаний многоядерных
компьютерных систем полунатурного моделирования и шаблон для
реализации программных моделей внедрены на предприятии
ООО «НПП «Хартрон-Юком».
Связь с научными проектами
В основу диссертационного исследования положены работы,
выполненные в Донецком Национальным техническом университете в
рамках научно исследовательской работы кафедры компьютерной
инженерии Н-26-10 «Теоретический анализ и исследование процессов
управления и обработки данных в компьютерных системах». Автор
принимал участие в этих работах как исполнитель. Тема диссертации
является частью работ кафедры в рамках международного сотрудничества по
проблемам параллельного моделирования сложных динамических систем.
Апробация работы
Результаты диссертации и материалы исследований докладывались,
обсуждались и получили положительные оценки специалистов на
конференциях:
13
- Dependable Systems, Services & Technologies (DESSERT’2012). 6th
International Conference (Севастополь, 2012);
- Інформатика та комп’ютерні технології. VIII міжнародна науково-
технічна конференція студентів, аспірантів та молодих науковців (ДонНТУ,
Донецьк, 2012);
- Сучасні проблеми і досягнення в галузі радіотехніки, телекомунікацій
та інформаційних технологій. VI міжнародна науково-практична конференція
(ЗНТУ, Запоріжжя, 2012).
Результаты диссертационного исследования и диссертация полностью
докладывались на научных семинарах кафедры компьютерной инженерии
Донецкого национального технического университета (г. Донецк).
Публикации
По материалам диссертации опубликовано 5 печатных работ в
рекомендованных профессиональных изданиях Украины, два из которых
входят в базы цитирования ВИНИТИ и один в INSPEC (Web of Knowledge),
Index Copernicus:
1. ИвановЮ. А. Измерение накладных расходов в операционной системе для
построения системы моделирования процессов реального времени /
Ю. А. Иванов // Наукові праці Донецького національного технічного
університету, серія «Проблеми моделювання та автоматизації проектування».
— 2008. — № 7(150). — С. 158—167.
2. ИвановЮ. А. Управление циклом реального времени встроенных систем
при моделировании / Ю. А. Иванов, В. А. Святный // Наукові праці
Донецького національного технічного університету, серія «Проблеми
моделювання та автоматизації проектування». — 2010. — № 8(168). — С. 5—
14.
3. ИвановЮ. А. Анализ выполнения программ при моделировании
динамических систем / Ю. А. Иванов // Наукові праці Донецького
14
національного технічного університету, серія «Проблеми моделювання та
автоматизації проектування». — 2011. — № 10(197). — C. 234—240.
4. ИвановЮ. А. Алгоритм оптимизации цикла реального времени при
моделировании динамических систем / Ю. А. Иванов // Научно-технический
журнал «Радиоэлектронные и компьютерные системы», Национальный
аэрокосмический университет им. М. Е. Жуковского «ХАИ». — 2012. — №
6(58). — С. 135—138.
5. ИвановЮ. А. Алгоритм решения задачи оптимизации для циклических
расписаний с прерываниями / Ю. А. Иванов // Научно-технический журнал
«Радиоэлектроника, информатика, управление», Запорожский Национальный
технический университет. — 2012. — № 2(27). — С. 97—101.
В работе [2] автору принадлежат основные идеи, алгоритмы, методы
построения моделей и результаты модельных экспериментов.
Структура диссертации
Диссертация состоит из введения, пяти глав, трех приложений,
заключения и списка литературы. Общий объем диссертации составляет 152
стр., содержит 41 рисунок, 7 таблиц, список литературы из 106 наименований
и 3 приложения на 43 стр.

Список литературы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В диссертационной работе приведено решение научно-практической
задачи, которая заключается в создании и оптимизации нового способа
организации вычислительного процесса, который позволяет повысить
эффективность средств полунатурного моделирования для разночастотных
объектов с директивными сроками. Разработанные алгоритмы полунатурного
моделирования апробированы на шахтной вентиляционной сети, они могут
применяться и в других предметных областях.
В диссертации получены следующие результаты:
1. Предложена и обоснована модель цифровой части вычислительной
системы, в которой учтены особенности моделирования разночастотных
объектов. Введены показатели, определяющие основные характеристики системы,
влияющие на требуемое быстродействие.
2. Предложена новая организация циклического вычислительного процесса,
для которого сформулированы необходимые условия, описывающие его
исполнение. Введено понятие цикла реального времени, обеспечивающего
многократную обработку потоков задачи моделирования с директивными
сроками. Обоснована и разработана модель организации вычислительного
процесса для многоядерной системы.
3. Установлено, что задача оптимизации модели цикла реального времени
системы с обобщенной цифровой частью относится к классу нелинейных
целочисленных задач. Выполнен анализ возможных методов решения, среди
которых был обоснован выбор метода ветвей и границ и применен с учетом
особенностей задачи.
4. Задача оптимизации расписания для цифровой части многоядерных систем
классифицирована как смешанная нелинейная целочисленная. Для ее решения
обоснован выбор алгоритма искусственной пчелиной колонии. Выполнена
адаптация и реализация алгоритма, в которой улучшены функции инициализации
начальных значений и перехода по дискретным координатам. На основании
152
экспериментальных исследований проведена настройка его параметров и
проверка для тестовых последовательностей входных данных.
5. Разработана структура модуля планирования для составления оптимальных
датаграмм на основе моделей вычислительных процессов для системы с
обобщений цифровой частью и многоядерной системы.
6. Предложена и реализована программная организация системы управления
процессом моделирования на базе операционной системы реального времени RTX
2012.
7. Модифицирована методика построения средств полунатурного
моделирования для исследования разночастотных динамических объектов.
8. Разработана аэрогазодинамическая многочастотная полунатурная
программная модель ШВС. Установлено существование и построены
циклические расписания для одноядерного и многоядерного решения уравнений
модели. На основании разработанных датаграмм выполнена разработка и
конфигурирование средств управления вычислительным процессом в реальном
масштабе времени. Выполнен анализ результатов моделирования разработанной
системы.
Разработанные алгоритмы и модели реализованы в виде комплекса
программ. Результаты диссертационных исследований внедрены в учебный
процесс ДонНТУ в качестве методических указаний по курсу «Параллельные и
распределенные вычисления». Алгоритмы оптимизации моделей расписаний
многоядерных компьютерных систем полунатурного моделирования и шаблон
для реализации программных моделей внедрены на предприятии ООО «НПП
«Хартрон-Юком».
Разработанное программное обеспечение и тестовые параллельные модели
используются в научном сотрудничестве с Вычислительным центром
сверхвысокой производительности (HLRS), Институтом параллельных и
распределенных систем (IPVS) Штутгартского университета.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Тетельбаум И. М. Практика аналогового моделирования динамических
систем / И. М. Тетельбаум, Ю. Р. Шнейдер. — М. : Энергоатомиздат, 1987.
— 384 с.
2. Самарский А. А. Математическое моделирование: Идеи. Методы.
Примеры / А. А. Самарский, А. П. Михайлов. — М. : Наука, 1997. — 320 с.
3. Майер Р. В. Основы компьютерного моделирования: Учебное пособие /
Р. В. Майер — Глазов : ГГПИ, 2005. — 25 с.
4. Dommel H. W. Digital Computer Solution of Electromagnetic Transients in
Single-and Multiphase Networks / H. W. Dommel // IEEE Transactions on Power
Apparatus and Systems. — 1969. — № PAS-88. — C. 388—399.
5. Самарский А. А. Численные методы / А. А. Самарский, А. В. Гулин. —
М. : Наука, 1989. — 432 с.
6. Хайрер Э. Решение обыкновенных дифференциальных уравнений.
Жесткие и дифференциально-алгебраические задачи / Э. Хайрер, Г. Ваннер.
— М. : Мир, 1999. — 685 с.
7. Калачев Г. С. Показатели маневренности, управляемости и устойчивость
самолетов / Г. С. Калачев. — М. : ОБОРОНГИЗ, 1958. — 129 с.
8. Кирьянов Д. В. Самоучитель Mathcad 13 / Д. В. Кирьянов. — СпБ. : БХВ-
Петербург, 2006. — 528 с.
9. J. J. Sanchez-Gasca Variable time step, implicit integration for extendedterm
power system dynamic simulation / [ Sanchez-Gasca J. J., D'Aquila R.,
Price W. W., Pasebra J. J.] // Proceedings of the Power Industry Computer
Application Conference. — Salt Lake City, UT, USA, 1995. — pp. 183—189.
10. Уткин В. А. Метод разделения движений в задачах наблюдения / В.А.
Уткин // Автоматика и Телемеханика. — М. : Наука, 1990. — № 3. — С.27—
37.
11. Пасик В. Ш. Применение принципа разделения движений при цифровом
моделировании систем с обратной связью имитационным методом /
154
В. Ш. Пасик // Автометрия. — Новосибирск : СО РАН, 2003. — Т. 34, № 2. —
С. 108—115.
12. Бесекерский В. А. Теория систем автоматического регулирования /
В. А. Бесекерский, Е. П. Попов. — 3-е изд., исправленное. — М. : Наука,
1975. — 768 с.
13. Боднер В. А. Системы управления летательным аппаратами /
В. А. Боднер. — М. : Машиностроение, 1973. — 504 с.
14. Красовский А. А. Системы автоматического управления полетом и их
аналитическое конструирование / А. А. Красовский — М. : Наука, 1973. —
560 с.
15. Крушель Е. Г. Синтез и моделирование цифровых управляющих систем с
двойной шкалой времени / Е. Г. Крушель, О. В. Степанченко — М. :
Машиностроение-1, 2006. — 96 с.
16. Соловьев А. Л. Параметрический синтез регуляторов в системах с
широтно-импульсной модуляцией по методу разделения движений : автореф.
дис. на соискание науч. степени канд. техн. наук : спец. 05.13.01 „Системный
анализ, управление и обработка информации (по отраслям)” / А. Л. Соловьев.
— Новосибирск, 2002. — 20 с.
17. Влахова А. В. Разделение движений механических систем без явного
разбиения переменных на "быстрые" и "медленные" : автореф. дис. на
соискание науч. степени канд. физ.-мат. наук : спец. 01.02.01 „Теоретическая
механика” / А. В. Влахова. — М., 2001. — 21 с.
18. Юркевич В. Д. Расчет типовых регуляторов для нелинейных систем с
запаздыванием методом разделения движений / В. Д. Юркевич // Управление,
вычислительная техника и информатика. — Томск : ТУСУР, 2012. — Т. 1,
№ 1(25). — С. 122—128.
19. Комплексный стенд математического моделирования КБО ЛА / [
Баранов А. С., Грибов Д. И., Поляков В. Б. и др.] // Труды Всероссийской
научной конференции «Методы и средства обработки информации». — М. :
ф-т ВМиК МГУ, 2003. С. 282—295.
155
20. Горелик А. Л. Бортовые цифровые вычислительные машины /
А. Л. Горелик, Г. И. Бутко, Ю. А. Белоусов. — М. : Машиностроение, 1975.
— 204 с.
21. Виттих В. А. Оптимизация бортовых систем сбора и обработки данных /
В. А. Виттих. — М. : Наука, 1985. — 176 с.
22. Святный В. А. Моделирование аэрогазодинамических процессов и
разработка систем управления проветриванием угольных шахт : дис. на
соискание науч. степени доктора технических наук : спец. 05.13.07
„Автоматизация технологических процессов и производств” / В. А. Святный.
— Донецк, 1985. — 440 с.
23. Святный В. А. Анализ Проблемно орієнтоване паралельно моделююче
середовище для динамічних мережних об’єктів / В. А. Святний,
О. В. Молдованова, А. О. Перерва // Наукові праці Донецького національного
технічного університету, серія «Проблеми моделювання та автоматизації
проектування». — 2001. — № 29. — С.246—253.
24. Forschungsgebiet: parallele Simulationstechnik / [Feldman L. P.,
Svjatnyj V. A., Resch M., Zeitz M.] // Наукові праці Донецького національного
технічного університету, серія «Проблеми моделювання та автоматизації
проектування». — 2008. — № 7(150). — С.9—39.
25. Абрамов Ф. А. Моделирование динамических процессов рудничной
аэрологии / Ф. А. Абрамов, Л. П. Фельдман, В. А. Святный. — Киев :
Наукова думка, 1981. — 284 с.
26. Специальные вентиляционные режимы [Электронный ресурс] / Режим
доступа: http://gendocs.ru/v625/?cc=6, свободный. — Загл. С экрана. — Яз.
рус.
27. Явление – помпаж [Электронный ресурс] / Большая Энциклопедия Нефти
Газа — Режим доступа: http://www.ngpedia.ru/id626160p2.html, свободный. —
Загл. С экрана. — Яз. рус.
28. Новиков В. Технология полунатурного моделирования комплекса
бортового оборудования для авиационных комплексов [Электронный ресурс]
156
/ В. Новиков — 2012. — Режим доступа:
http://klaustide.livejournal.com/2530.html, свободный. — Загл. С экрана. — Яз.
рус.
29. Bélanger J. The What, Where and Why of Real-Time Simulation / J. Bélanger,
P. Venne. J.-N. Paquin // Opal-RT Technologies, Montreal, 2010 — pp. 37-49.
30. Abel D. Rapid control prototyping / D. Abel, A. Bollig. — Berlin : Springer,
2006. — 400 p.
31. A low cost, portable engine electronic control unit hardware-in-the-loop test
system / [ Cebi A., Guvenc L., Demirci M. and oth.] // Proceedings of the IEEE
International Symposium on Industrial Electronics — Dubrovnik, 2005. — № 1.
— pp. 293—298.
32. Demers S. A Generic Solution to Software-in-the-Loop / S. Demers,
P. Gopalakrishnan, L. Kant // Military Communications Conference. — Orlando :
MILCOM, 2007. — pp. 1—6.
33. Цифровая обработка сигналов на основе теоремы Уиттекера-
Котельникова-Шеннона / [ Басараб М. А., Зелкин Е. Г., Кравченко В. Ф.,
Яковлев В. П.]. — М. : Радиотехника, 2004. — 72 с.
34. Рудаков К. Н. FEMAP 10.2.0 Геометрическое и конечно-элементное
моделирование конструкций / К. Н. Рудаков. — К. : НТУУ «КПИ», 2011. —
317 с.
35. Transient and Convolution Simulation : [каталог]. — [Palo Alto : Agilent
Technologies, 2004]. — 47 c.
36. Pimentel J. C. G. Hardware Emulation for Real-Time Power System
Simulation / J. C. G. Pimentel, L. Hoang // IEEE International Symposium on
Industrial Electronics. — Montreal : IEEE, 2006. —№ 2. — pp. 1560-1565.
37. Shi Y. FPGA-based Fast Real Time Simulation of Power Systems / Y. Shi,
A. Monti // Power and Energy Society General Meeting - Conversion and Delivery
of Electrical Energy in the 21st Century. — Pittsburgh : IEEE, 2008. — pp. 1 — 5.
38. Butler-Purry К. Real-Time Rapid Embedded Power System Control
Prototyping Simulation Test-Bed Using LabVIEW and RTDS, Practical
157
Applications and Solutions Using LabVIEW™ Software / K. Butler-Purry, H.-M.
Chou; [ed. Dr. S. Folea]. — Texas : InTech, 2011. — pp. 83-108.
39. Matar M. An FPGA-Based Real-Time Simulator for the Analysis of
Electromagnetic Transients in Electrical Power Systems / M. Matar, R. Iravani //
IEEE Transactions on Power Delivery. — 2010. — V. 2, № 25. — pp. 852—860.
40. Воеводин В. В. Параллельные вычисления / В. В. Воеводин,
Вл. В. Воеводин. — СПб. : БХВ-Петербург, 2002 — 608 с.
41. Introduction to Parallel Computing (2nd Edition) / [ Grama A., Gupta A.,
Karypis G., Kumar V.]. — 2nd ed. — Addison-Wesley, 2003. — 656 p.
42. Бройнль Т. Паралельне програмування: Початковий курс / Т. Бройнль;
[пер. з нім. В. А. Святний]. — К. : Вища школа, 1997. — 358 с.
43. The Landscape of Parallel Computing Research: A View from Berkeley / [
Asanovic K., Bodik R., Catanzaro B. C. and oth.]. — University of California at
Berkeley, 2006. — 56 p.
44. Стручков И. В. Формализм для описания программных систем и
вычислительных процессов циклической параллельной обработки данных
реального времени / И. В. Стручков, В. М. Ицыксон // Санкт-Петербургский
государственный университет аэрокосмического приборостроения. Сборник
«Информационно-управляющие системы». — СПб. : РИЦ ГУАП, 2006. —
№2(26). — С. 8—13.
45. HITACHI Analog-Hybrid Computer Technical Information Series No. 9 :
[каталог]. — [Hitachi,Ltd., 1969]. — 13 p.
46. Гибридная вычислительная система ГВС-100. Проспект : [каталог]. —
[Внешторгиздат.]. — 8 с.
47. Беляков В. Г. Основные направления разработки АЦВС / В. Г. Беляков,
Г. Г. Володина, В. В. Панафидин // Вопросы радиоэлектроники. — 1991. —
№ 2. — С. 10—18.
48. Святный В. А. Гибридные вычислительные системы / В. А. Святный. —
К. : Вища школа, 1980. — 247 с.
158
49. Аналогово-цифровые вычислительные системы общего назначения на
основе АВК-3 / [ Беляков В. Г., Витенберг И. М., Святный В. А., Фельдман
Л. П.] // Электронное моделирование. — К. : Техника, 1984. — Т. 6, № 5. —
С. 40—43.
50. А. с. 1140135 СССР, МКИЗ G 06 J 3/00. Устройство для связи аналоговой
и цифровых вычислительных машин / Е. А. Башков, А. Ю. Иванов,
Г. Я. Хавуля (СССР). — № 3539230 ; заявл. 14.01.83 ; опубл. 15.02.85, Бюл.
№ 6.
51. А. с. 1174954 СССР, МКИЗ G 06 J 3/00. Устройство для обмена
информацией между аналоговой и цифровыми вычислительными машинами
/ А. Ю. Иванов, Е. А. Башков, Г. П. Чурилова (СССР). — № 3601858 ; заявл.
06.06.83 ; опубл. 23.08.85, Бюл. № 31.
52. Hollman J. A. Real Time Network Simulation with PC-Cluster / J. A. Hollman,
J. R. Marti // IEEE Trans. Power Systems. — 2008. — Т. 18, № 2. — С. 563—
569.
53. Validation Tests of The Hypersim Digital Real Time Simulator with a Large
AC-DC Network / [ Pare D., Turmel J., Soumagne J.-C. and oth.] // International
Conference on Power Systems Transients. — 2003. — pp. 1—6.
54. eMEGAsim: An Open High-Performance Distributed Real-Time Power Grid
Simulator. Architecture and Specification / [ Bélanger J., Lapointe V., Dufour C.,
Schoen L.] // International Conference on Power Systems (ICPS’07). — 2007. —
pp. 1—6.
55. Matar M. FPGA-Based Real-Time Digital Simulation / M. Matar, M. Abdel-
Rahman, A. Soliman // International Conference on Power Systems Transients
(IPST’05). — 2005. — 6 p.
56. Multi-core Real-Time Scheduling for Generalized Parallel Task Models / [
Saifullah A., Agrawal K., Lu C., Gill C.] // Real-Time Systems Symposium
(RTSS). — 2011. — pp. 217—226.
159
57. Lakshmanan K. Scheduling Parallel Real-Time Tasks on Multi-core Processors
/ K. Lakshmanan, S. Kato, R. Rajkumar // Real-Time Systems Symposium
(RTSS). — 2010. — pp. 259—268.
58. Streamware: programming general-purpose multicore processors using streams
/ [ Gummaraju J., Coburn J., Turner Y., Rosenblum M.] // Proceedings of the 13th
international conference on Architectural support for programming languages and
operating systems. — 2008. — pp. 297—307.
59. Savage J. E. A unified model for multicore architectures / J. E. Savage,
M. Zubair // Proceedings of the 1st international forum on Next-generation
multicore/manycore technologies (IFMT '08). — 2008. — 12 p.
60. Throughput-oriented Scheduling On Chip Multithreading Systems / [
Fedorova A., Seltzer M., Small C., Nussbaum D.]. — Cambridge : Harvard
University, 2004. — 14 p.
61. Denning P. The Working Set Model for Program Behavior / P. J. Denning //
CACM 1l, 1968 — pp. 323—333.
62. Denning P. Thrashing: Its causes and prevention / P. J. Denning // Fall Joint
Computer Conference. — 1968. — pp. 915—922.
63. Performance of Multithreaded Chip Multiprocessors And Implications For
Operating System Design / [ Fedorova A., Seltzer M., Small C., Nussbaum D.].
Harvard University // Proceedings of the annual conference on USENIX Annual
Technical Conference. — 2005. — pp. 26—30.
64. Weixun W. Dynamic Cache Reconfiguration and Partitioning for Energy
Optimization in Real-Time Multi-Core Systems / W. Weixun, P. Mishra, S. Ranka
// Design automation Conference. — 2011. — pp. 948—953.
65. Cache Topology Aware Computation Mapping for Multicores / [ Kandemir M.,
Yemilha T., Muralidhara S. and oth.] // Proceedings of the 2010 ACM SIGPLAN
conference on Programming language design and implementation. — 2010. — pp.
74—85.
66. Wu M.-J. Identifying Optimal Multicore Cache Hierarchies for Loop-based
Parallel Programs via Reuse Distance Analysis / M.-J. Wu, D. Yeung //
160
Proceedings of the 2012 ACM SIGPLAN Workshop on Memory Systems
Performance and Correctness. — 2012. — pp. 2—11.
67. Zhang Y. Studying inter-core data reuse in multicores / Y. Zhang,
M. Kandemir, T. Yemilha // Proceedings of the ACM SIGMETRICS joint
international conference on Measurement and modeling of computer systems. —
2011. — pp. 25—36.
68. Sagar P. M. Embedded Operating Systems for Real-Time Applications /
P. M. Sagar, V. Agqrwal. — Boombay : IIT Boombay, 2002. — 13 p.
69. An Integrated Real-Time Platform Can Deliver Improved DSP Performance at
Lower Costs : [каталог]. — [RTC Magazine, 2011]. — 4 p.
70. Ali A. Scheduling FFT Computation on SMP and Multicore Systems / A. Ali,
L. Johnsson, J. Subhlok // Proceedings of the 21st annual international conference
on Supercomputing. — 2007. — pp. 293—301.
71. Танаев В. С. Введение в теорию расписаний / В. С. Танаев, В. В. Шкурба.
— М. : Наука, 1975. — 256 с.
72. Конвей Р. В. Теория расписаний / Р. В. Конвей, В. Л. Максвелл,
Л. В. Миллер. — М. : Наука, 1975. — 359 с.
73. Гильман А. Л. Расписания в задачах организации периодической
обработки инфомации / А. Л. Гильман, Я. Г. Хаит // Техническая
кибернетика. — Харьков : Известия академии наук СССР, 1970. — C. 125—
130.
74. Бейлин А. М. Планирование периодической обработки информации в
системе, работающей без прерываний / А. М. Бейлин, А. Л. Гильман //
Техническая кибернетика. — Харьков : Известия академии наук СССР, 1973.
— № 3 — С. 113—116.
75. Шаповал В. Г. Определение и анализ условий обработки задач
моделирования на ЦВС в гибридном вычислительном комплексе /
В. Г. Шаповал. — С. 57—59.
76. Пьявченко О. Н. Технология подготовки задач полунатурного
моделирования при исследовании и проектировании сложных систем
161
управления движением объектов / О. Н. Пьявченко, И. Ф. Сурженко,
В. Г. Шаповал // Теория и применение моделирующих систем. — К. :
Наукова думка, 1986. — С. 108—115.
77. А. с. 1755372 СССР, МКИЗ H 03 M 1/00, G 06 J 3/00. Устройство для
обмена информацией между аналоговой и цифровой вычислительными
машинами / А. Ю. Иванов, В. А. Святный, Г. П. Чурилова (СССР). — №
4777350 ; заявл. 02.01.90 ; опубл. 15.06.92, Бюл. № 30.
78. Liu C. L. Scheduling algorithms for hard-real-time multiprogramming of a
single processor / C. L. Liu // JPL Space Programs Summary. — 1969. — V. 2. —
pp.37—60.
79. Liu C. L. Scheduling algorithms for multiprogramming in a hard real-time
environment / C. L. Liu, J. Layland // Journal of the ACM. — 1973. — № 20. —
pp. 46—61.
80. Baruah S. Fast scheduling of periodic tasks on multiple resources / S. Baruah,
J. Gehrke, C. G. Plaxton // Proceedings of the 9th International Parallel Processing
Symposium. — 1995. — pp. 280—288.
81. Proportionate progress: A notion of fairness in resource allocation / [Baruah S.,
Cohen N., Plaxton C. G., Varvel D.] // Algorithmica. — 1996. — № 15. — pp.
600—625.
82. Anderson J. Pfair scheduling: Beyond periodic task systems / J. Anderson,
A. Srinivasan // In Proceedings of the Seventh International Conference on Realtime
Computing Systems and Applications. — 2000. — pp. 297—306.
Srinivasan A. Efficient and Flexible Fair Scheduling of Real-time Tasks on
83. Multiprocessors (PhD thesis) / A. Srinivasan. — Chapel Hill : University of
North Carolina, 2003. — 211 p.
84. Srinivasan A. Optimal Rate-based Scheduling on Multiprocessors /
A. Srinivasan, J. Anderson. — Chapel Hill : University of North Carolina, 2004.
— 38 p. — (Препринт / Elsevier Science).
162
85. Anderson J. Fair Scheduling of Real-time Tasks on Multiprocessors /
J. Anderson, P. Holman, A. Srinivasan. — Chapel Hill : University of North
Carolina, 2005. — 38 p.
86. Moir M. Pfair scheduling of fixed and migrating periodic tasks on multiple
resources / M. Moir. S. Ramamurthy // In Proceedings of the 20th IEEE Real-Time
Systems Symposium. — 1999. — pp. 294—303.
87. Baruah S. Fairness in periodic real-time scheduling / S. Baruah // In
Proceedings of the 16th IEEE Real-Time Systems Symposium. — 1995. — pp.
200—209.
88. Ramamurthy S. Static-priority periodic scheduling of multiprocessors /
S. Ramamurthy, M. Moir // In Proceedings of the 21st IEEE Real-Time Systems
Symposium. — 2000. — pp. 69—78.
89. Chandra A. Deadline fair scheduling: Bridging the theory and practice of
proportionate-fair scheduling in multiprocessor servers / A. Chandra, M. Adler,
P. Shenoy // In Proceedings of the 7th IEEE Real-Time Technology and
Applications Symposium. — 2001. — pp. 3—14.
90. Вагнер Г. Основы исследования операций. Том 1 / Г. Вагнер; [пер. с англ.
Б. Т. Вавилов]. — М. : Мир, 1973. — 335 с.
91. Grossmann I. E. Discrete optimization methods and their role in the integration
of planning and scheduling / I. E. Grossmann, S. A. van den Heever,
I. Harjunkoski // AICHE SYMPSIUM SERIES. — 2002. — С. 150—168.
92. Nonlinear integer programming / [ Hemmecke R., Koppe M., Lee J.,
Weismantel R.]. — Springer-Verlag, 2009. — 57 p.
93. Mitchell J. E. Branch-and-Cut Algorithms for Combinatorial Optimization
Problems / J. E. Mitchell // Handbook of Applied Optimization. — 1999. — pp.
65—77.
94. Demiriz A. Linear programming boosting via column generation / A. Demiriz,
K. P. Bennett, J. Shawe-Taylor // Machine Learning. — 2000. — № 46. — pp.
225—254.
163
95. Calandrino J. M. Cache-Aware Real-Time Scheduling on Multicore Platforms:
Heuristics and a Case Study / J. M. Calandrino, J. H. Anderson // Real-Time
Systems, ECRTS '08. — 2008. — pp. 299—308.
96. Lam J. An Efficient Simulated Annealing Schedule (PhD Thesis) / J. Lam. —
New Haven : Yale University, 1988. — 173 p.
97. Genetic Algorithms for Complex, Real-Time Scheduling / [ Montana D.,
Brinn M., Moore S., Bidwell G.] // Systems, Man, and Cybernetics. — 1998. —
№ 3. — pp. 2213—2218.
98. Андерсон Дж. Дискретная математика и комбинаторика / Дж. Андерсон;
[пер. с англ. М. Белова]. — М. : Вильямс, 2006. — 960 с.
99. Многопараметрическая оптимизация [Электронный ресурс] /
А. С. Кулешов — МГТУ им. Н. Э. Баумана. — Режим доступа:
http://www.diesel-rk.bmstu.ru/Rus/index.php?page=opimization, свободный. —
Загл. С экрана. — Яз. рус.
100. Garey M. R. Computers and Intractability: A guide to the theory of NPCompleteness
/ M. R. Garey, D. S. Johnson. — New York : W. H. Freeman & Co.,
1979. — 338 p.
101. Pham D. T. The bees algorithm – a novel tool for complex optimization
problems / [ Pham D. T., Ghanbarzadesh A., Koc. E, and oth]. // Proceedings of the
2nd International Virtual Conference on Intelligent Production Machines and
Systems. — 2006. — pp. 454—459.
102. Sang H. Discrete artificial bee colony algorithm for lot-streaming flowshop
with total flowtime optimization / H. Sang, L. Gao, Q. Pan // Chinese journal of
mechanical engineering. — 2012. — V. 25, №. 25. — pp. 990—1000.
103. Garcia E. A Discrete artificial bee colony algorithm for the multi-objective
redistricting problem / [Garcia E., Gutierrez R., Velazquez P. and oth.]. —
Universidad Autónoma Metropolitana, 2012. — pp. 1439—1440.
104. Курейчик В. М. Алгоритмы эволюционного роевого интеллекта в
решении задач разбиения графа / В. М. Курейчик, А. А. Кажаров // Проблемы
разработки перспективных микро- и наноэлектронных систем - 2012.
164
Сборник трудов / под общ. ред. академика РАН А.Л. Стемпковского. —
М. : ИППМ РАН, 2012. — С. 237—242.
105. RTX 2012 Release Notes : [каталог]. — [IntervalZero, Inc., 2012]. — 20 p.
106. Kithara Real-Time Suite Version 9.23 : [каталог]. — [Kithara Software
GmbH, 2011]. — 105 p.