В книге рассмотрены структура и состав специализированных информационно-вычислительных систем (СИВС) различного назначения; задачи/ подлежащие решению в СИВС; методы и алгоритмы их решения и основные характеристики алгоритмов, являющиеся базой для рбоснования технических требований к вычислительным средствам и их ресурсам; особенности архи4-гпжтуры вычислительных средств, используемых в СИВС. Теоретический - материал иллюстрируется примерами.
:405000000-334 • ББК 32.973,2
ПРЕДИСЛОВИЕ
Основными направлениями экономического и социального развития СССР на 1981—1985 годы и на период до 1990 года предусматри-. вается совершенствование вычислительной техники, ее элементной базы и математического обеспечения,' сре/Дтв и систем сбора, передачи и обработки информации.
В СССР в 1961 г. впервые в мире была успешно применена цифровая вычислительная машина для прямого управления технологическим процессом 1 (цифровой регулятор «Автооператор»). В дальнейшем в СССР был налажен серийный выпуск управляющих ЭВМ широкого назначения, таких, как «Днепр», УМ-1, ВНИИЭМ-3 и др.
В настоящее время выпускается большая номенклатура совре-<Иениых вычислительных средств, а также развернуты исследования длямудовл^творе[Лгя массовых потребностей в применении, средств .вычислительной техники для народного хозяйства со значительным расширением областей системного использования и автономных вычислительных работ. Однако в ближайшие годы предстоит выполнить огромный объем работ по созданию средств вычислительной техники для управления технологическими Процессами; широкой номенклатуры датчиков и исполнительных устройств, средств связи . и отображения информации. На важность этой работы указал в своем выступлении на июньском (1983 г.) Пленуме ЦК КПСС Ю. В. Андропов: «Предстоит осуществить автоматизацию производства, обеспечить широчайшее применение компьютеров и роботов, внедрение гибкой технологии, позволяющей1 быстро и эффективно перестраивать производство на изготовление новой продукции». Решение этих задач требует подготовки квалифицированных специалистов в области проектирования и эксплуатации информационно-управляющих и вычислительных кдмплексов.
Настоящее учебное пособие подготовлено в соответствии с программами дисциплин «Основы теории специализированных вычислительных комплексов» и «Проектирование специализированных вычислительных комплексов». Оно знакомит читателя со структурой специализированных информационно-вычислительных систем (СИВС), решаемыми ими задачами, методами их решения, особенностями организации управляющих вычислительных средств и средств обмена с источниками информации и объектов управления.
Особенность данного пособия состоит в том, что в нем особое внимание уделено способам представления и алгоритмам'обработки информации в реальном масштабе "времени, поскольку- характеристики алгоритмов являются базой для обоснования требований, предъявляемых к вычислительным.средствам и их ресурсам.
Наиболее близкими к настоящему учебному пособию по составу' рассмотренных вопросов являются учебное пособие коллектива авторов «Основы теории и проектирования вычислительных приборов, и машин управления» под редакцией проф. Л. Н. Преснухина (М.,
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие............................ 3
Введение......'........................ 5
Глава 1. Общая характеристика СИВС . '. . <............ 7
§ I.I. Состав и структура................... 7
§ 1.2. Примеры СИВС различного назначения......... 19
§ 1.3. Задачи, решаемые СИВС................. 17
§ 1.4. Проблемы, возникающие при проектировании СИВС ..... 19
Глава 2. Методы и формы представления сигналов ........... .23
§ 2.1. Сигналы и их характеристики.............. ИЗ
§ 2.2. Квантование 'непрерывных сигналов........ .... 34
§ 2.3. Формы аналитического описания сигналов........ 41
§ 2.4. Геометрическое представление сигналов и их преобразований 49
/ § 2.5. Системы 'базисных функций . ................ 63
§ 2.6. Непрерывные системы базисных функций Уолша и их свойства 59
§ 2.7. .Представление непрерывных сигналов в базисе Уолша .... 67
§ 2.8. Дискретные преобразования Уолша............ 78
§ 2.9. Генерирование базисных функций ............. 84
§ 2.10. Аналого-цифровое и цифроаналоговое преобразования сиг-пала............................ 88
§ 2.11. Характеристики помех в каналах передачи сигналов и способы борьбы с ними . . . ................. -91
Глава 3. Анализ спектра сигналов..................95
§ 3.1, Методы анализа спектра сигналов............95
§ 3.2. Быстрые преобразования Уолша с основанием два...... 98
§ 3.3. Быстрые преобразования Уолша с произвольным основанием 104
§ 3.4. Анализ скользящего спектра . . . ,........... ПО"
§ 3.5. Обобщенный анализ спектра...............118
Глава 4. Синтез цифровых фильтров для СИВС . . .........126
§ 4.1. Классы фильтров и их математическое описание ...... 126
§ 4.2. Формы реализации передаточных функций ........ 129
§ 4.3. Критерии сравнения проектируемых устройств.......135
§ 4.4. Аналитический синтез цифровых фильтров по выбранному
критерию оптимизации.................. 141
§ 4.5. Синтез и анализ полиномиальных цифровых фильтров .... 144 § 4.6. Реализация адаптивных алгоритмов в цифровой фильтрации 155 § 4.7. Частные случаи аналоговой, аналого-цифровой и цифроана-
логовой фильтрации.....................162
Глава 5. Проектирование цифровых фильтров с использованием спектрального представления сигналов ....... ..... 173
§ 5.1. Спектральный метод синтеза . .... ........... 173
§ 5.2. Синтез оптимальных полиномиальных фильтров методом аппроксимации в спектральной области /^ функционального
иространства Уолша . . . ................181
§ 5.3. Аналитический синтез фильтров методом подбора базиса ... 184 § 5.4. Синтез полиномиальных спектральных фильтров по пороге-
пому критерию . . . . •.................. 190
§ 5.5. Способы реализации фильтров......Т.......203
§.5.6. Алгоритмические методы повышения вычислительной эффективности фильтров.......-. ;........... 215
§ 5,7, Моделирование фильтров.................220
Оглавление ^
»««»
,
""»« «•«""'
242
, 248 '
. 258
I si
| el'.
. § 6.6. Спектральные методы^ ,^-- ^......; | ; | . . 291
s 67 Масштабирование данных в » СИВС . • • • 297
т 'ппмнчипы организации управляющих ж д ... 297
Глава 7. Принципы ор ____ „„„являющих ЭВМ • • _ 299
.305 . 312 . 315 . 318
on о
j] ППННЫА . • • ^
ЭВМ с источниками HHtpojJi
^ \'д. 'функциональные модули.......^........ 352
Список сокращений..........................353
• ••*" ' Члч-
Список литературы ...-•-• ..............-• ^
Предметный указатель..........'
Цена: 150руб.
