2018 г.

Математическая модель алгоритма микроконтроллерной встраиваемой системы на основе модели гиперпроцесса

2018 fig1

Рис. 1. Схема организации гиперпроцесса

 

 

2018 fig2Рис. 2. Механизм взаимодействия гиперпроцессов

 

На базе выдвинутой гипотезе о возможности адаптации технологии процесс-ориентированного программирования к задаче создания встраиваемых систем (ВС) на основе микроконтроллерных платформ с открытой архитектурой (МПОА) и сформулированных требований к математической модели алгоритма, которая должна, во-первых, базироваться на базе модели гиперпроцесса, и, во-вторых, гомогенно описывать как высокоуровневых управляющих конструкции, так и процедуры обработки прерываний, была предложена математическая модель алгоритма управления ВС МПОА.

В предложенной модели алгоритм управления представляется как множество гиперпроцессов. Отдельный гиперпроцесс (рис. 1.) определяется множеством параллельных процессов с общим источником активации и выделенным начальным процессом.

Процесс представляет собой модифицированную модель конечного автомата и задается множеством функций состояний, начальным состоянием, текущим состоянием и временем с момента последнего перехода между состояниями.

Функция состояние, в свою очередь, задается множеством событий, множеством реакций, отображением, задающим связь реакций и событий, и временем тайм аута.

Как и в исходной модели гиперпроцесса функции состояния разделяются на активные и пассивные. Процесс имеет только две пассивные функции состояния – штатный «останов» и «останов по ошибке». Событие определяется как произвольная суперпозиция фактов о внешней среде и состоянии самой системы (ее переменных).

В качестве реакций рассматриваются произвольные упорядоченные наборы действий. Эти действия могут быть вычислительными (изменение значений переменных) или управляющими.

Набор возможных реакций расширен операциями запуска/останова гиперпроцесса (разрешением/запретом источника активации гиперпроцесса), рис. 2. 

В результате процесс может менять свою (и только свою) текущую функцию состояние, запускать и останавливать себя и другие процессы, а также запускать и останавливать гиперпроцессы путем управления источниками активации. Изначально при запуске гиперпроцесса активен только его начальный процесс.

Публикации

1. Liakh T. V., Rozov A. S., Zyubin V. E. Reflex Language: a Practical Notation for Cyber-Physical Systems // System Informatics, 2018. No. 12. P. 85–104.

2. Розов А. С. Транслятор языка "IndustrialC" версии 1.0 Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2018617246, 21 июня 2018 г.