Как отмечалось ранее, перспективным принципом построения распределенной ММУС является управляющая сеть микропроцессоров, в которой алгоритм функционирования системы управления, представленный в виде композиции частных алгоритмов и реализуемый в виде программ, распределен по отдельным ФМПМ сети микропроцессоров без выделения ЦУУ для координации работы ФМПМ.

В ФМПМ сети МП программы, как правило, хранятся в постоянных или полупостоянных запоминающих устройствах, тогда как данные, характеризующие состояние одного или нескольких БОУ, управляющих воздействий, а также различного рода промежуточных результатов хранятся в оперативных запоминающих устройствах ФМПМ. В процессе функционирования распределенной ММУС, представленной в .виде управляющей сети МП, между ФМПМ происходит обмен этими данными. Кроме того, вообще говоря, не исключается и возможность обмена программами между

ФМПМ.

Таким образом, возникают потоки данных между ФМПМ управляющей сети МП, передаваемые по каналам сети связи МП.

Будем говорить, что ФМПМЛ связан с ФМПМЛ-, если между .ними в процессе функционирования ММУС существует лоток сообщений ,с интенсивностью /1„>0.

В распределенных ММУС на сеть связи МП падает значительная доля стоимости всей ММУС. В связи с этим одной из первых задач, возникающих при проектировании такой ММУС, является задача минимизации обмена сообщениями между ФМПМ. При этом минимизируется нагрузка, поступающая в сеть связи МП, а следовательно, последняя становится менее сложной, улучшаются ее стоимостные показатели.

В настоящее время имеется ряд методов решения задачи минимизации нагрузки на сети МП, один из которых изложен в [26]. Если программы распределены по ФМПМ, можно определить тяготения между каждой парой ФМПМ. Эти тяготения являются исходными данными для построения сети связи МП. Построение сети связи МП удобно представить в виде трех этапов.

На первом этапе выбирается необходимое число коммутационных микропроцессорных модулей КМПМ, к которым подключаются ФМПМ. При выборе следует стремиться к тому, чтобы оомен информацией между каждой парой ФМПМ осуществлялся как можно через меньшее число КМПМ. В случае минимального числа транзитных КМПМ задержка передаваемых между ФМПМ сообщении (т. е. один транзитный КМПМ) будет минимальной а общая производительность ММУС,-очевидно, максимальной при этом нагрузка на сеть связи КМПМ будет также минимальной. легко понять, что в частном случае, когда все связные ФМПМ подключены к одному и тому же коммутационному микропроцессорному модулю, нагрузка между КМПМ будет вообще отсутствовать, а следовательно, не будет и сети связи между ними Таким образом, задача выбора необходимого числа КМПМ ЛуфЛпм3л46 р33161"1"1"1 множества ФМПМ на группы связия", фмпм- Рассмотрим метод ее решения вначале для данного частного случая, т. е. когда отсутствует сеть связи между КМПМ назовем группу ФМПМ связной, если каждая пара ФМПМ является связной. Группа связных ФМПМ называется максимальной если в нее вошли все m ФМПМ, между которыми имеется плипт," ш"~т оставшихся не найдется ни одного, который одновременно был бы связан со всеми т модулями данной групЛупп*0 Т1оняч,гг° "ЛУтенные таким образом г максимальных S язных фмпм. вообще говоря, могут быть пересекающи/.„ЛЛмт-тЛ с одной "аксимальной группой связных ФМПМ один КМПМ, получим г КМПМ, между которыми будет отсутстпу ать ЛЛ-.я"60, нагрузка, так как все потоки сообщений между связными ФМПМ будут проходить только через один КМПМ для нахождения минимального числа гЛп КМПМ сети связи МП при отсутствии потоков сообщений между КМПМ необходимо найти минимальное число максимальных групп связных ФМПМ.

для решения этой задачи может быть применен один из методов минимизации числа внутренних состояний автомата, изложенных в гл. 3, причем аналогом максимальной группы совместимых внутренних состояний автомата в данном случае является максимальная группа связных ФМПМ, минимальное число которых должно покрыть все возможные пары связных ФМПМ.

Как и при минимизации числа внутренних состояний автомата, составляем треугольную таблицу связных пар ФМПМ. Далее по таблице покрытий выбираем минимальное число максимальных групп связных ФМПМ.

Пример 7.2. Пусть в ММУС имеется восемь ФМПМ, нагрузка между каждой парой которых указана в треугольной табл. 7.11. Требуется построить управляющую сеть МП с минимальным числом КМПМ и отсутствием между ними нагрузки.

Та блица 7.11

ФМПМг 5 ФМПМз 5 5 ФМПМ» - 1 -

ФМПМа - - 2 5

ФМПМг 2 ФМПМт 1 ФМПМв -

ФМПМ, ФМПМг ФМПМэ ФМПМ, ФМПМэ ФМПМе ФМПМ?

Данная таблица может рассматриваться в качестве треугольной таблицы связности для определения максимальных связных групп ФМПМ. При этом если Yi,>0, TO ФМПМ( и ФМПМЛ являются связными. В таблице черточка указана в тех клетках, которые соответствуют парам несвязных ФМПМ.

Найдем по таблице следующие максимальные группы связных ФМПМ (для простоты будем указывать только номера ФМПМ): а=1, 2, 3; 6=1, 6, 7; с= =2Л; д=2, З, 8; е=3, 5, 6, S;/=4Л5Л1:, g=4, 6, 7; /i=6, 7, 8; ti=i, 3, 6.

Строим таблицу покрытий (табл. 7.12).

Строки этой таблицы сопоставлены максимальным группам, а столбцы - парам связных ФМПМ. Покрытие пары связных ФМПМ максимальной группы обозначим знаком V. Если в каком-либо столбце имеется только один знак V. то он помещается ,в круглые скобки. Максимальные группы, соответствующие

строкам, в которых имеется хотя бы один знак (V), образуют ядро. Значит, минимальное число максимальных групп связных ФМПМ равно восьми: а, Ь, с, ri> е, f, g, h. Группа т) является избыточной.

Таким образом, в сети связи МП должно быть не менее восьми КМПМ для того, чтобы между ними не было никакой связи (рис. 7.7).

Если максимальные группы ядра не образуют покрытия, то из оставшихся максимальных групп к ним должно быть добавлено минимально необходимое число групп, которые можно получить, пользуясь функцией Петрика [3].

Таблица 7.12

Из рис. 7.7, а также из рассмотрения соответствующих максимальных групп ФМПМ включен в несколько КМПМ.

Таким образом, исключение связей между КМПМ усложняет связи ФМПМ с данное решение не всегда может

видно, что

КМПМ.

каждый Поэтому

5

2

1

2

оказаться целесообразным. В тех случаях, когда можно допустить некоторуюпотерю

производительности ММУС, целесообразно отойти от выбора мини мального числа КМПМ без их связи друг с другом. Можно, например, включать в один и тот же КМПМ не все связные пары ФМПМ, а только те, которые находятся на небольшом расстоянии друг от друга. Тогда вместо выбора максимальных групп связных ФМПМ будут выбраны квазимаксимальные, удовлетворяющие данному критерию по расстоянию между ФМПМ. В качестве квазимаксимальных групп могут рассматриваться непересекающиеся максимальные группы связных ФМПМ или с каким-либо

допустимым пересечением. Если взяты непересекающиеся группы, то каждый ФМПМ будет подключен только к одному КМПМ. Может быть поставлено условие о допустимости таких непересекающихся групп, для которых один ФМПМ входит только в две, три и т. п. квазимаксимальные группы связных ФМПМ. В этих случаях, очевидно, каждый ФМПМ будет одключен соответственно к двум, трем и т. д. КМПМ.

При использовании квазимаксимальных групп, в частности непересекающихся групп связных ФМПМ, передача сообщений между ФМПМ,вошедшими в разные квазимаксимальные группы, будет осуществляться уже не через один, а через два или даже более КМПМ, т. е. через сеть связи МП. При этом с увеличением числа транзитных КМПМ общая производительность ММУС снижается. Поэтому стоит задача исключить ФМПМ из таких максимальных групп, в которых он создает меньшую нагрузку к другим ФМПМ данной группы по сравнению с нагрузкой этого же ФМПМ к ФМПМ во всех других максимальных группах. В этом случае ФМПМ с сильной связью по нагрузке окажутся подключенными к одному и тому же КМПМ, а со слабой связью - к разным КМПМ. При этом будут минимальными общая нагрузка на сеть связи МП, что приведет к построению наиболее дешевой сети связи МП и снижению производительности ММУС.

Устранение пересечений максимальных групп связных ФМПМ является задачей комбинаторного типа, размерность которой зависит от характера пересечений и числа ФМПМ.

Введем понятие е-максимальной группы связных ФМПМ, на основе которого квазимаксимальные группы могут быть получены также и в том случае, когда слабые связи между ФМПМ; и ФМПМ„ т. е. при У„<е, не принимаются во внимание. Пусть в =2, тогда при построении треугольной таблицы связных ФМПМ на основе табл. 7.11 в клетках ФМПМ4-ФМПМа, ФМПМе- ФМПМ4, ФМПМтЛФМПМь ФМПМ7-ФМПМб .и ФМПМа- ФМПМз должны быть черточки, т. е. соответствующие пары ФМПМ считаются несвязными.

Метод устранения пересечений максимальных групп рассмотрим яа следующем примере.

Пример 7.4. Пусть имеются максимальные группы связных ФМПМ, полученные на примере 7.2 и образующие покрытие. Требуется найти минимальное число непересекающихся групп связных ФМПМ.

Решение. Исключим вначале пересечения групп по ФМПМ. Легко видеть, что ФМПМ( входит в две максимальные группы а и Ь. Рассчитаем два варианта нагрузки Ус , которая возникает в сети связи КМПМ, если исключить ФМПМ] из группы а или из группы 6, т. е.

Поскольку УЛЛУс,, целесообразно оставить ФМПМ1 в группе исключить. Исключение ФМПМ, из группы Ъ запишем так: Аналогично рассмотрим и семь остальных максимальных групп:

а,

из

группы

6