Сибирский федеральный университет

Тип публикации: статья из журнала

Год издания: 2021

Идентификатор DOI: 10.31772/2712-8970-2021-22-2-218-226

Ключевые слова: computer appliance, model, performance, real-time system, queuing theory, аппаратно-программный комплекс, модель, производительность, системы управления реального времени, теория массового обслуживания

Аннотация: В статье приведена постановка задачи оптимизации структуры аппаратно-программных комплексов, предназначенных для систем управления реального времени, применяемых, в том числе, в ракетно-космической отрасли. Кроме того, изучены особенности данной задачи, влияющие на выбор методов оптимизации. Делается вывод, что данная задача может быть эффективно решена с использованием эволюционных методов оптимизации. Существующие модели производительности позволяют определять минимальную аппаратную конфигурацию многопроцессорного вычислительного комплекса. Предложенный в данной статье подход позволяет находить конфигурации, обладающие аппаратной избыточностью (по сравнению с минимальной конфигурацией), но, за счёт этого, имеющие большую вероятность нахождения в состояниях, обеспечивающих производительность, достаточную для достижения целей функционирования проектируемой системы управления реального времени. Описанный подход является более гибким, чем простое дублирование всех аппаратных компонентов минимальной конфигурации, что может быть использовано для уменьшения затрат на создание и эксплуатацию проектируемой системы управления. Предложенная модель может быть использована для оптимизации производительности многопроцессорных аппаратно-программных комплексов систем управления реального времени. При этом нужно учитывать, что ресурсы, выделенные на создание и эксплуатацию аппаратнопрограммного комплекса, всегда ограничены. Поэтому целесообразно рассматривать задачу оптимизации производительности как многокритериальную: одним критерием будет производительность, а другим - затраты на создание аппаратно-программного комплекса. He article presents the problem of optimizing the structure of information processing computer appliances for real-time control systems used, among other things, in the rocket and space industry. In addition, the features of this problem that affect the choice of optimization methods are studied. It's concluded that this problem can be effectively solved using evolutionary optimization methods. Existing performance models allow you to determine the minimum hardware configuration of a multiprocessor computing system. The approach proposed in this article allows us to find configurations that have hardware redundancy (compared to the minimum configuration), but, due to this, have a greater probability of being in states that provide performance sufficient to achieve the goals of functioning of the designed real-time control system. The described approach is more flexible than simply duplicating all hardware components of the minimum configuration, which can be used to reduce the cost of creating and operating the designed control system. The proposed model can be used to optimize the performance of multiprocessor hardware and software complexes of real-time control systems. At the same time, it should be taken into account that the resources allocated for the creation and operation of the hardware and software complex are always limited. Therefore, it is advisable to consider the problem of performance optimization as a multi-criterion: one criterion will be performance, and the other-the cost of creating a hardware and software complex.

Журнал: Сибирский аэрокосмический журнал

Выпуск журнала: Т. 22, № 2

Номера страниц: 218-226

Место издания: Красноярск

Издатель: Сибирский государственный университет науки и технологий им. акад. М.Ф. Решетнева

• Ефимов С. Н. (Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева)
• Терсков В. А. (Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева)
• Серикова О. Ю. (Красноярский институт железнодорожного транспорта - филиал Иркутского государственного университета путей сообщения)
• Попова А. В. (Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева)

• РИНЦ (eLIBRARY.RU)