Розрахунок необхідних ресурсів запам'ятовуючих пристроїв
Визначення необхідного інформаційного обсягу rn Обчислювальні можливості керуючих обчислювачів визначаються не тільки типом використовуваних мікропроцесорів, але й у значній мірі характеристиками системи пам'яті. rn Вихідними даними для оцінки необхідного інформаційного обсягу ОЗП є: кількість вхідних a та вихідних b величин, застосовуваних в алгоритмах; кількість одночасно зберігаються на кожному i - тому етапі обчислень проміжних величин  для кожного k - го алгоритму; число рівнів переривань < strong> n , а також формати вхідних та вихідних даних  і  , формат даних, що використовується в алгоритмах F , формат даних в регістрах процесора  , причому величина формату задається в байтах. rn Оскільки кожен вхідний параметр при введенні з УСО заноситься в одну комірку пам'яті і після первинної обробки переписуються в іншу, то об'єм пам'яті для зберігання вхідних та вихідних даних визначають як: rn  . rn Об'єм ОЗУ для зберігання проміжних даних алгоритмів: rn  rn де  - кількість комірок пам'яті для зберігання робочих регістрів процесора, необхідних для запам'ятовування по перерваної програмі. rn Крім того, необхідно врахувати кількість комірок, отводімих для використання тестовими  і стандартними ( наприклад, арифметичними) програмами  . Таким чином, загальний розрахунковий обсяг ОЗП знаходять за формулою rn  . rn У випадку, якщо внутрішні змінні алгоритму НЕ характеризуються загальним форматом F , то для кожного елемента суми необхідно враховувати унікальне значення формату. rn Обсяг ПЗУ складається в основному з обсягів: функціональних програм  для реалізації всіх k алгоритмів керування; керуючої програми-диспетчера  ; програм обробки переривань  ; тестових програм  ; стандартних програм  ; комірок для зберігання констант (з урахуванням формату подання)  . Таким чином, необхідний обсяг ПЗУ: rn  . rn Значення доданків в наведеному співвідношенні визначаються методом експертної оцінки на підставі досвіду попередніх розробок, оскільки точний остаточний обсяг усіх видів програм буде відомий тільки після налагодження. Попередньо розраховане значення  зазвичай домножают на коефіцієнт d = 1,3 для того, щоб обсяги пам'яті, що використовуються при проектуванні апаратури обчислювача, виявилися достатніми для модифікації та доопрацювання програмного забезпечення. Об'єми пам'яті для розміщення констант можуть бути визначені достатньо точно шляхом аналізу алгоритмів управління і таблиць програми-диспетчера та тестових програм. rn Визначення необхідної розрядність представлення даних rn Необхідний формат представлення даних (довжина розрядної сітки обчислювача) визначає точність проектованої цифрової системи і впливає на обсяг ОЗУ і ПЗУ. У найпростішому методі розрахунку необхідної розрядність представлення даних використовують той принцип, що похибка подання даних в розрядній сітці обчислювача не повинна перевищувати похибки вимірювання вхідних параметрів алгоритмів. У відповідності з цим потрібної розрядність представлення визначають як rn  , rn де Int - операція отримання цілої частини числа; rn  - максимальне значення деякого параметра  ; rn  - середньоквадратичне помилка вимірювання цього параметра. rn Остаточно принимаемое значення n ВХ вибирають як максимальне з отриманих оцінок розрядність по всіх вхідних параметрів алгоритму. rn Для компенсації обчислювальної похибки, пов'язаної з помилками округлення при виконанні арифметичних операцій, розрядна сітка повинна бути збільшена на  розрядів. Значення може бути визначено за наближеною формулою: rn  rn де  - кількість операцій в алгоритмі, виконуваних з округленням. rn Остаточне значення необхідної величини розрядної сітки обчислювача формують як  (двійкових розрядів). < /p> rn Отже, значення формату операндів в байтах для конкретного алгоритму (для форматів з фіксованою точкою) визначають як rn  . rn При використанні форматів з плаваючою комою значення похибок подання та обчислень будуть істотно менше, ніж для формату з фіксованою точкою. Застосування формату із плаваючою точкою зазвичай призводить до ускладнення алгоритмів обробки, що знижує швидкодію обчислювача і збільшує завантаження пам'яті. При використанні високопродуктивних процесорів і при побудові спеціалізованих обчислювачів на основі
РС-подібної архітектури гострота проблеми нестачі обчислювальних ресурсів значно знижується. rn Необхідно відзначити, що більшість аналітичних методів визначення необхідної розрядність, орієнтованих на розрахунок поопераційного похибок, дають істотно завищені результати і вкрай громіздкі. Найбільш точним і гнучким методом є моделювання ефекту обмеження точності подання інформації в СВК у процесі математичного (імітаційного) моделювання проектованої цифрової системи.
|
