СЕКТОР ПРОЕКТИРОВАНИЯ СИСТЕМ РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ
(САПР СРВ)

      Сектор образован в 1979 г. С этого момента по 1997 г. сектор возглавлял известный ученый и педагог, лауреат гос. премии, к.ф.-м.н. Сушков Борис Григорьевич (1941-1997).

      Сотрудники сектора:
  1. Фуругян Меран Габибуллаевич, зав. сектором, к.ф.-м.н.
  2. Козырев Виктор Петрович, ст.н.с., к.ф.-м.н.
  3. Мирошник Сергей Николаевич, н.с., к.ф.-м.н.
  4. Кондратьев Олег Леонидович, н.с., к.ф.-м.н.
  5. Гончар Дмитрий Русланович, инженер-математик.
  6. Сухих Алексей Владимирович, инженер-программист.
  7. Луганский Игорь Леонидович, инженер-программист.
      Сектор проводит работы по следующим темам:
  1. Разработка САПР систем реального времени;
  2. Разработка алгоритмов планирования вычислений в многопроцессорных системах;
  3. Оценка параметров газовых залежей с помощью обобщенной динамической модели;
  4. Комбинаторное представление графов и сетей.

  1. Разработка САПР систем реального времени

      Под руководством Сушкова Б.Г. сектором разработана САПР систем реального времени для IBM PC "СРВ-КОНСТРУКТОР" .

     Назначение

     Система СРВ-КОНСТРУКТОР предназначена для автоматизации проектирования и генерации систем реального времени, осуществляющих обработку циклически поступающей информации в темпе поступления при жестких временных ограничениях. СРВ-КОНСТРУКТОР позволяет быстро составить необходимую пользователю систему реального времени из готовых прикладных модулей.
      СРВ-КОНСТРУКТОР необходим всюду, где находят применение системы реального времени:

     Генерация прикладной СРВ

     Для генерации прикладной СРВ от пользователя требуются:

     Всю остальную работу по генерации прикладной СРВ выполнит СРВ-КОНСТРУКТОР!
     При этом им будут решены такие проблемы, как синхронизация работы модулей и обмена данными, устранение тупиков и оптимизация процесса прохождения прикладных модулей.
     Таким образом, СРВ-КОНСТРУКТОР выполняет все функции как системного аналитика, так и системного программиста.
схема генерации прикладной СРВ

     Основные принципы построения входного языка

     Входные данные поступают в компьютер через порты ввода-вывода периодически в виде кадров данных.
     В РВ-программе пользователь задает темпы обработки прикладными модулями входных данных и отображения результатов счета по отношению к периоду поступления кадров данных в систему. Если данные темпы обработки могут быть соблюдены, СРВ-КОНСТРУКТОР обеспечит реализацию заказанной обработки. В противном случае выдается сообщение о невозможности вести указанную обработку. В отличие от систем потоковой обработки данных предусмотрена возможность работы прикладных модулей с несколькими поколениями данных. СРВ-КОНСТРУКТОР автоматически обеспечивает хранение этих данных в специальных буферах нужное время.
     В языке также предусмотрена возможность быстрой реакции на поступление апериодической информации (это может быть использовано, например, при возникновении внештатной ситуации с управляемым объектом), а также выполнения прикладных модулей в фоновом режиме.

     Алгоритмическая поддержка

     В СРВ-КОНСТРУКТОРе используется оригинальный метод построения допустимого расписания выполнения прикладных модулей, что обеспечивает их выполнение в заданные директивные сроки. Для этого автоматически строится математическая модель обработки информации в виде потокового графа.
     Используются также оригинальные алгоритмы оптимального распределения оперативной памяти.

Текущее состояние и перспективы развития СРВ-КОНСТРУКТОРА

     В настоящее время разработана версия СРВ-КОНСТРУКТОРА, которая предназначена для IBM-совместимых персональных ЭВМ, работающих под управлением операционной системы MS-DOS версии 3.30 и старше. Прикладные объектные модули должны удовлетворять стандарту MICROSOFT объектных модулей для большой (LARGE) модели памяти.
     Входная информация может поступать как через последовательные порты COM1 и COM2, так и через нестандартные последовательные и параллельные порты ввода-вывода.
     В ближайшем будущем предполагается усовершенствование системы за счет разработки диалоговой оболочки, которая позволит пользователю составлять задание на обработку с помощью системы меню, минуя написание РВ-программы на входном языке.

     Основные публикации:

  1. Теория и реализация систем реального времени. Сб. Статей под ред. Антимонова С.Г. М.: ВЦ АН СССР, 1984, 104 с.
  2. Некоторые алгоритмы планирования вычислений в детерминированных системах реального времени. Сб. статей под ред. Сушкова Б.Г. М.: ВЦ АН СССР, 1987, 57 с.
  3. Сушков Б.Г. ЭВМ управляет экспериментом. "Знания" , сер. Матем. и киберн., 1987, N 9. 32 с.
  4. САПР систем реального времени для IBM PC. Сб. Статей под ред. Флерова Ю.А. М.: ВЦ РАН, 1993, 117 с.
  5. Фуругян М.Г. Некоторые алгоритмы анализа детерминированных систем реального времени. М.: ВЦ АН СССР, 1989, 13 с.
  6. Сушков Б.Г. Нейронные сети для построения маршрутов в сетях. М.: ВЦ РАН, 1995, 29 с.
  7. Сушков Б.Г., Белый Д.В. Модель организации рестартов в системах реального времени. М., ВЦ РАН, 1996, 32 с.

  1. Разработка алгоритмов планирования вычислений в многопроцессорных системах

     Разработаны алгоритмы построения допустимых расписаний с директивными сроками в многопроцессорных системах для следующих случаев:

  1. Требования на выполнение заданий поступают циклически с заданными периодами.
  2. Учитываются временные затраты на прерывания при выполнении заданий и переключения их с одного процессора на другой.
  3. Структура связей между процессорами может динамически изменяться.
     Разработаны алгоритмы синтеза многопроцессорных систем, позволяющие определять необходимые производительности процессоров, позволяющие проводить обработку информации с заданным темпом. Разработаны и реализованы различные эвристические алгоритмы.

     Основные публикации:

  1. Фуругян М.Г. Некоторые алгоритмы распределения ресурсов в многопроцессорных системах реального времени. М.: ВЦ АН СССР, 1991, 15 с.
  2. Фуругян М.Г. Один алгоритм планирования вычислений в многопроцессорной системе. М.: ВЦ АН СССР, 1992, 11 с.
  3. Фуругян М.Г. Один алгоритм планирования вычислений в многопроцессорной системе с переменной структурой. М., ВЦ РАН, 1995, 14 с.
  4. Фуругян М.Г. Один алгоритм составления расписания в многопроцессорной системе с переменной структурой. М., ВЦ РАН, 1995, 13 с.
  5. Фуругян М.Г. Некоторые алгоритмы распределения ресурсов в многопроцессорных системах реального времени. М., ВЦ РАН, 1996, 21 с.

  1. Оценка параметров газовых залежей с помощью обобщенной динамической модели

     На основе блочной динамической модели газовой залежи, разработанной П.А. Герешем, решены следующие задачи.

  1. Разработан численный метод решения системы уравнений материального баланса для крупноблочной модели газового месторождения, позволяющий определять запасы и перетоки газа. Метод основан на минимизации отклонений средних давлений в блоках от давлений, вычисленных с помощью модели. Известные ранее методы решения системы уравнений материального баланса отличаются заметной неустойчивостью результатов по отношению к малым вариациям исходных данных. Предлагаемый метод устраняет этот недостаток и позволяет получать оценки запасов газа и коэффициентов перетоков на ранней стадии эксплуатации месторождения.
  2. Разработан численный метод определения на несколько лет вперед таких величин отбора газа по отдельным частям месторождения, что, во-первых, минимизируются перетоки газа между различными частями месторождения, и, во-вторых, выполняются ограничения снизу и сверху на добычу газа. Метод основан на минимизации функционала, задающего для каждого варианта добычи величину, равную сумме квадратов перетоков между различными частями месторождения.
  3. Разработан алгоритм оптимального объединения зон, составляющих газовое месторождение, в более крупные блоки. Это позволяет применять методику крупноблочного моделирования для решения различных задач оценки параметров месторождения (прямая и обратная задачи, определение оптимального режима отбора газа и др.). Предполагается, что все месторождение делится на одну или несколько областей. Объединять в один блок можно только те зоны, которые принадлежат одной и той же области. Такое ограничение на объединение может быть связано с особенностями геологического строения месторождения или различным составом газа в различных областях месторождения. Согласно второму ограничению на объединение зон каждый из полученных блоков должен быть односвязным. Основной критерий объединения зон в блоки - минимизация разброса давлений в пределах каждого блока.
     Все перечисленные методы и алгоритмы реализованы в виде программ на языке Си с использованием систем MS DOS и EXCEL.

     Основные публикации:

  1. Гереш П.А., Сушков Б.Г., Фуругян М.Г., Гереш Г.М., Каменев Г.К., Гончар Д.Р., Кондратьев О.Л., Мирошник С.Н., Сухих А.В. Оценка параметров газовой залежи с помощью обобщенной динамической модели. М., ВЦ РАН, 1994,39с.
  2. Гереш Г.М., Сушков Б.Г., Фуругян М.Г. Регрессионный анализ падения пластового давления в системе "газовая залежь - водонапорный бассейн". В сб. "Вопросы методологии и новых технологий разработки месторождений природного газа", ч.1. М.: ВНИИГАЗ, 1994, 10 с.
  3. Гереш Г.М., Лебедев В.Ю., Сушков Б.Г., Фуругян М.Г. К вопросу оценки начальных запасов и коэффициентов перетоков в крупноблочной модели газового месторождения. М.: ИРЦ РАО ГАЗПРОМ, 1997, 8 стр.

  1. Комбинаторное представление графов и сетей

     Найдена асимптотика различных интервальных графов с двумя фиксированными параметрами, оценено количество гомеоморфно несводимых деревьев.
     Получены три полиномиально разрешимых класса задач теории расписаний типа динамического распределения памяти.
     Описан ряд классов графов и сетей, допускающих представление отрезками в дву- и трехмерном евклидовом пространстве.
     Разрабатывается описание классов планарных графов, допускающих представление отрезками в евклидовой плоскости.

     Основные публикации:
  1. Козырев В.П. Описание и порождение всех минимальных раскрасок интервального графа и решение смежных задач. Журнал вычислит. матем. и мат. физики, 1996, т.36, N 5, с. 146 - 153.
  2. Козырев В.П. Кодирование интервальных графов и нахождение всех раскрасок. Сб. трудов семинара по дискр. матем. и ее приложениям. М.: Мех-Мат МГУ, 1997, с. 26-30.

     Наш телефон: (095) 135-4029,      Факс: 135-6159,

     E-mail: rts@ccas.ru.