Функционально-структурная реализация интеллектуальных систем управления внешней памятью ЭВМ и сетей Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

УДК 681.324

С. А. Зинкин

ФУНКЦИОНАЛЬНО-СТРУКТУРНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ВНЕШНЕЙ ПАМЯТЬЮ ЭВМ И СЕТЕЙ

Рассматривается архитектура интеллектуальных сетевых систем управления вычислительными запоминающими устройствами, построенная на основе моделей и методов согласования процессов. Выбранные модели и методы базируются на формализмах сценариев и сетей абстрактных машин, используемых при проектировании развитых систем управления внешней памятью ЭВМ. Рассматриваются также вопросы проектирования интеллектуальных систем внешней памяти ЭВМ на основе функционального подхода, учитывающего состав и взаимосвязь функций системы.

Введение

В качестве средства автоматизации описания основных стадий жизненного цикла программных, микропрограммных и аппаратных средств систем хранения и обработки данных выбрана Б8-технология, базирующаяся на формальных спецификациях сетей абстрактных машин (СеАМ) и рсширен-ных СеАМ (РСеАМ), предложенных в работах автора [1, 2]. Необходимым условием использования формальных спецификаций является предварительное функциональное описание проектируемой системы в терминах состояние, событие, процесс, структура. Данный набор понятий является фундаментальным и для других методов и технологий проектирования и анализа сложных систем. Составление спецификаций в рамках Б8-технологии объединяет как декларативный, так и процедурный подходы, причем усилия разработчика на первых стадиях в первую очередь направлены на описание проблемы с использованием подходящего математического аппарата.

Выбор базового формализма

К числу наиболее распространенных математических схем, используемых для формализации распределенных систем, относятся конечные автоматы, формальные грамматики и языки, временная логика, абстрактные типы данных, сети Петри, агрегативные модели и др. СеАМ и РСеАМ спецификации, в свою очередь, представляют собой формальные, машиннонезависимые описания функционирования проектируемых или моделируемых систем. Формальные спецификации СеАМ и РСеАМ представляют собой описание иерархической системы абстрактных модулей, взаимодействующих друг с другом через Б8-пространство. На каждом уровне абстракции модули могут быть подвергнуты декомпозиции на подмодули; в частности нетрудно доказать построением, что каждый модуль РСеАМ может быть представлен в виде совокупности каузально связанных модулей СеАМ. Упомянутые построения были нами проделаны при реализации темпоральных операций в сетях модулей СеАМ. Для организации каузальных связей в Б8-пространство в случае необходимости дополнительно вводятся специальные каузальные функции и предикаты. При взаимодействии модулей СеАМ и РСеАМ через Б8-пространство образуются виртуальные каналы связи вида

«модуль - элементы Б8-пространства - модуль». Каждый виртуальный канал является новой абстракцией, которую нецелесообразно детализировать на данном уровне иерархии сети абстрактных машин.

В общем случае на верхних уровнях иерархии общей сети абстрактных машин реализуются сценарии, представляющие собой семантические сети с событиями и темпоральными связями между ними. На нижних уровнях находятся организованные в сеть модули СеАМ и РСеАМ, различающиеся по степени использования декларативной и процедурной составляющей модели знаний о функциональной организации специфицируемой системы. Возможен случай, когда общая сеть абстрактных машин содержит только модули СеАМ и РСеАМ, т.е. сценарии в данном случае полностью описаны в терминах алгебры абстрактных машин [3-5].

Уровни абстракций в определении систем и сетей хранения и обработки данных

Существуют различные методы формального представления уровней абстракции систем и сетей хранения и обработки данных. Уточним и доопределим ряд общеизвестных [6] понятий, используемых при определении абстрактных машин для введенных нами формальных и неформальных методов их представления. Абстрактный процесс задается как результат деятельности каузально связанных модулей СеАМ и РСеАМ, сопровождаемый абстрактными событиями. Каузальные связи между модулями задаются через Б8-пространство абстрактными каналами, представляющими разновидность абстрактных ресурсов. Абстрактным ресурсом называется любой объект, который временно используется активным абстрактным процессом для обеспечения своей работы. Абстрактное событие - это произвольное событие, которое приводит к изменению состояния произвольного абстрактного ресурса или абстрактного процесса. Элементы Б8-пространства и сами модули абстрактных машин могут рассматриваться как абстрактные ресурсы. Логикоалгебраические выражения, описывающие работу модулей СеАМ и РСеАМ, являются абстрактными сценариями для абстрактных агентов-серверов. Абстрактный сценарий и абстрактный агент-сервер составляют в совокупности абстрактный процессор, или абстрактный модуль. При необходимости несколько абстрактных агентов-серверов могут выполнять один и тот же абстрактный сценарий, обеспечивая одновременность выполнения абстрактных процессов. Абстрактные процессы являются независимыми в том случае, когда выполняющие их модули являются каузально независимыми.

Отличительной особенностью рассматриваемого нами класса абстрактных машин является не только иерархически структурированная память, или иерархически структурированное Б8-пространство, но и структуризация данной памяти на каждом уровне иерархии.

Использование СеАМ и РСеАМ спецификаций позволяет получить в результате сеть алгоритмических модулей, реализуемых в распределенной или сосредоточенной мультипрограммной среде. С другой стороны, данные формализмы естественно поддерживают стиль проектирования, характерный для построения экспертных систем или экспертных систем имитационного моделирования. Описание экспертной системы и других видов систем искусственного интеллекта более общих классов выполняется в непроцедурном и итеративном стиле пошаговой детализации проекта, при этом обычно в про-

извольном порядке составляются и в дальнейшем пополняются списки условий и действий. Далее для сети абстрактных машин на каждом уровне иерархии (т.е. детализации) строится свое дерево достижимости, которое в дальнейшем может исследоваться с помощью известных методов с использованием, например, временной логики. Наличие терминальных вершин в дереве достижимости, например, свидетельствует о тупиковой ситуации.

Повышение эффективности реализации модулей СеАМ и РСеАМ и FS-технологии в целом достигается за счет использования адекватных аппаратных и программных средств. Например, эффективная физическая организация FS-пространства может быть обеспечена использованием модулей ассоциативной или частично-ассоциативной памяти достаточного объема. Другим способом повышения эффективности реализации базирующихся на формализмах СеАМ и РСеАМ FS-технологий может быть повышение уровня абстрактности на нижних уровнях иерархии СеАМ-машины. Проиллюстрируем сказанное следующим примером. Пусть на нижнем уровне должен быть реализован модуль абстрактной машины, описываемый следующим выражением:

[/1(disk1)](/1(disk1) ^ false v R).

Целью действий, выполняемых данным модулем, является проверка незанятости дискового устройства и последующее занятие его. Первый подход предполагает реализацию данного модуля СеАМ-машиной физического уровня. Другой подход предполагает рассмотрение данного модуля как абстрактной машины, использующей некоторый протокол взаимодействия одного из сетевых процессов с дисковым модулем. Последовательность команд, передаваемых по сети, имеет в этом случае следующий вид:

send_lock(msg_1, process_1, disk_1) - послать сообщение msg_1 процесса process_1, блокирующее ресурс (дисковое устройство) disk_1 от вмешательства всех других процессов;

receive_locked(msg_2, process_1, disk_1) - принять сообщение msg_2 от

драйвера сетевого контроллера-маршрутизатора дискового устройства disk_____1,

свидетельствующее о том, что ресурс disk____1 успешно заблокирован; истин-

ное значение логической переменной f1.msg_2 свидетельствует о том, что

ресурс disk_1 ранее не был заблокирован ни одним другим процессом и был

не занят;

if f1.msg_2 send_busy(msg_3, process_1, disk_1) - послать сообщение msg_3 с требованием занятия ресурса disk_1, если f1.msg_2=true;

send_unlock(msg_4, process_1, disk_1) - послать сообщение msg_4 с требованием разблокировать ресурс disk_1.

Как видно из данного примера, каждая команда сопровождается посылкой соответствующего сообщения. Диалог со стороны сетевого контроллера дискового устройства очевиден. Данный пример показывает: основанное на формальных спецификациях понятие абстрактной машины полезно и на этапе реализации обычных сетевых взаимодействий, не связанных непосредственно с FS-технологией согласования объектов и процессов через общее FS-пространство.

В общем случае в процессе функционирования распределенной системы управления внешней памятью (СУВП) происходит обмен данными, представляющими в FS-пространстве функции и предикаты. Узлы распределенной СУВП могут обмениваться не только данными, но и программами, т. е.

кодами модулей СеАМ (РСеАМ); благодаря использованию FS-пространства при перемещении модулей сохраняются все межмодульные каузальные связи. Операционная система мультимикропроцессорной СУВП имеет иерархическую структуру, изоморфную структуре абстрактной машины. При этом физическим ресурсам (микропроцессорным модулям, модулям основной, буферной и кэш-памяти, шинам, коммутаторам и маршрутизаторам, сетевым адаптерам, каналам связи) и логическим ресурсам (программам, переменным, массивам данных) соответствуют определенные функции и предикаты из FS-пространства. Универсальной структурной единицей информации здесь является абстрактный объект. Данное понятие используется для обозначения любых ресурсов распределенной системы, включая программно, микропрограммно или аппаратно реализованные модули СеАМ (РСеАМ) и объекты, в которые отображается состояние физических ресурсов системы, т.е. объектов, представляющих функции и предикаты в информационном FS-пространстве. В целом подобный подход во многом позволяет ликвидировать семантический разрыв между данными и операциями, поддерживаемыми физическими машинами и данными и операциями, используемыми языками высокого уровня. Последнее утверждение поддерживается еще и тем, что язык формализма СеАМ (РСеАМ) прямо или косвенно поддерживает императивную, алгебраическую, функциональную и логическую парадигмы, свойственные сразу нескольким языкам высокого уровня типа Пролог, Лисп, Паскаль и программному обеспечению промежуточного уровня вида Java Spaces, реализованному на языке Java. Но, в отличие от указанных языков и программных продуктов, предложенный формализм допускает эффективную микропрограммную и аппаратную реализации.

Областями истинности предикатов, составляющих FS-пространство, представлены операционные и пространственно-временные отношения. Операционные отношения были рассмотрены выше, а пространственновременные отношения служат для взаимного соотнесения абстрактных объектов в пространстве и времени, что повышает в существенной степени гибкость реализации сложных сетевых СУВП, являющихся основой современных систем и сетей хранения и обработки данных.

Применение алгебр темпоральных и пространственных сценариев

при проектировании архитектуры систем и сетей внешней памяти

В структурах СУВП могут использоваться как специализированные разнотипные или однотипные модули, так и многофункциональные микропроцессорные устройства. В последнем случае используются микропроцессорные комплекты микросхем различных серий, обладающие различными функциональными возможностями. Структуры СУВП могут быть построены и по сетевому принципу с использованием сетевых протоколов.

Сложность и эффективность тех или иных структурных решений во многом зависит от временного совмещения работы функциональных модулей. Ранее нами были рассмотрены алгебры сценариев и пространственных ситуаций (алгебра развертывания, или размещения объектов). Темпоральные операторы, используемые в алгебре сценариев, позволяют получать новые функциональные модули, а операторы развертывания позволяют получать новые варианты пространственных ситуаций. Например, применяя темпоральные операторы «|» (выполнить неодновременно), «|» (выполнить воз-

можно одновременно) и «||» (причинно обусловленное пересечение интервалов реализации сценариев), можно порождать новые сценарии из определенных изначально сценариев, составляющих систему образующих:

= х I у, Z2 = х | у, гз = х || у,

где х, у - некоторые сценарии /-го уровня; а гь г2 и г3 - сценарии (/ + 1)-го уровня, или составные функциональные модули.

Решая задачу покрытия базовых функциональных структур, или сети функциональных модулей (ФМ), конструктивными модулями, будем рассматривать сами ФМ как разновидности сценариев.

В сценарных моделях систем и сетей хранения и обработки данных важную роль играют также темпоральные операции «||» (причинно обусловленное перекрытие интервала реализации сценария у с интервалом реализации сценария х в составном сценарии) и «Т» (обычное причинно обусловленное следование сценариев друг за другом).

Применяя операторы развертывания © (размещение различных ФМ на одном и том же конструктивном узле), © (размещение различных ФМ на различных конструктивных узлах), 0 (произвольно допустимое размещение ФМ), получаем в результате новые пространственные сценарии, или ситуации. Например, в результате применения операторов развертывания

г/ = х © у, г2' = х 0 у, г3' = х © у

над ФМ х и у формируются новые ситуации г/, и г/, соответствующие не противоречащему семантике конкретной операции развертывания сценарию размещения ФМ на сети конструктивных узлов. Данным ситуациям соответствуют составные функциональные модули, покрытые конструктивными, например, микропроцессорными модулями.

Для одноименных темпоральных операций «|», «|», <ф>, «||», «|| » и операций развертывания (размещения) © , © и ® бинарных предикатов сформулируем условия размещения базовых функциональных структур на конструктивных (микропроцессорных) модулях. Так, условие

(Ух)(Уу)[| (х,у) з © (х,у)],

при истинности которого «возможно (потенциально) одновременно» выполняемые функциональные модули х и у размещаются на одном и том же конструктивном узле и тем самым теряют возможность параллельного выполнения, соответствует критерию минимума аппаратурных затрат, а условие

(Ух)(Уу)[| (х,у) з © (х,у)],

при истинности которого «возможно одновременно» выполняемые функциональные модули х и у размещаются на различных конструктивных узлах (тем самым возможность их параллельного выполнения обеспечивается), соответствует критерию возможной максимальной производительности за счет параллельного выполнения функциональных модулей.

В проектируемых системах хранения и обработки данных обычно учитываются ограничения объема памяти конструктивных модулей и реальные выгоды от параллельного выполнения некоторых из них невелики, поэтому для многих проектируемых систем часто в итоге выполняется следующее более общее условие:

(Ух)(Уу)[| (х,у) з ф (х,у)] ~

~ (Зх)(3у)[| (х, у) з © (х, у)] & (3х)(3у)[| (х, у) з © (х, у)] V

У^х)(Уу)[| (х,у) з © (х,у)] V (Ух)(Уу)[| (х,у) з © (х,у)],

при выполнении которого «возможно одновременно» выполняемые функциональные модули размещаются либо на одном и том же узле, либо на разных конструктивных узлах.

Аналогично, для темпорального отношения «|» в реализованных системах хранения и обработки данных может выполняться следующее условие:

(Ух)(Уу)[$ (х, у) з © (х, у)] ~

~ (Эх)(3у)[$ (х,у) з © (х, у)] & (3х)(3у)[$ (х, у) з © (х, у)] V

v(Vх)(Vy)[$ (х,у) з © (х,у)] V (Ух)(Уу)[$ (х,у) з © (х,у)].

Последнее условие означает возможность размещения выполняемых разновременно функциональных модулей как на одних и тех же, так и на различных конструктивных узлах.

Для темпоральных отношений «||», «||» и «Т» размещение функциональных модулей х и у связано с выполнением следующих условий:

^х)^у)[ ||' (х,у) з ф (х,у)],

^х)^у)[|| (х,у) з © (х,у)],

^х)^у)[ Т (х,у) з ф (х,у)]~

~ (Зх)(3у)[ Т (х,у) з ф (х,у)] & (3х)(3у)[ Т (х,у) з ® (х,у)] V

v(Vх)(Vy)[ Т (х,у) з ф (х,у)] V ^х)^у)[ Т (х,у) з ® (х,у)].

Синтез структур и алгоритмов функционирования систем управления внешней памятью ЭВМ на основе формализма сетей абстрактных машин

Рассмотрим вначале централизованную схему управления выполнением типичного для СУВП и использующего все необходимые в дальнейшем темпоральные операции сценария

F0 = Т((^2|^3)|(^4Т [а](^5Т-^б^б)))Т(^7|| '^ОТ^.

После упрощения формульное выражение для сценария примет следующий вид:

Fo = Т((^2|^3)|(^4Т [а](^5 ^В)Т-^6))Т(^7|| '^ОТ^.

Данная схема реализуется под управлением выделенного процессора Р0. Выполнение каждого функционального модуля, или подсценария, включает три фазы: начальную, рабочую и конечную. Начальная и конечная фазы некоторого подсценария ^ (/ = 1, 2, ..., 8) при централизованном управлении реализуются начальным и конечным модулями СеАМ тъ/ и те/ соответственно под управлением процессора Р0. Начальный модуль тъ/ инициирует выполнение подсценария ^0, передавая управляющее воздействие в соответствующий физический процессор Р(^/) путем выполнения правила обновления предиката ёъ/(ё/)^Хте, где ёъ/ - унарный предикат, а ё/ - имя агента-демона, выполняющего рабочую фазу подсценария ^-. Запись Р(^) обозначает про-

цессор, на котором реализуется ФМ Fi. Реализуя конечную фазу выполнения сценария F, демон dt завершает работу, выполняя правило обновления предиката dei(di)^true. Истинность высказывания dei(di) проверяется в условной части модуля mei, который отмечает завершающую фазу сценария Fi выполнением правила обновления предиката dei(di)^false.

Агент a0, интерпретирующий на процессоре P0 управляющую СеАМ по централизованной схеме, выполняет переходы от одного модуля СеАМ к другому, реализуя сценарий в целом. Каждый модуль mu начинает свою работу, проверяя стартовый предикат pw, а каждый модуль mei, завершая свою работу, передает управление одному или нескольким модулям, обновляя один или несколько каузальных предикатов, с помощью которых реализуется причинное воздействие данного модуля на другие. Система выражений для модулей, реализующих сценарий Fo по схеме с централизованным управлением, имеет следующий вид:

- для подсценария F1:

mM = [p,l(ao)]({pM(ao)^false, Pl(ao)^true, dM(dl)^true} v R); mel = pl(ao)&del(dl)]({pl(ao)^false, del(d1)^false,

Pъ2(ao)^true, pъз(ao)^true, pъ4(ao)^true} v R);

- для подсценария F2:

mъ2 = [fte^&fetnOK^tao^false, p2,3(ro)^false,

P2(ao)^true, dъ2(d2)^true} v R);

me2 = [p2(ao)&d62(d2)]({p2(ao)^false, de2(d2)^false, p2,3(ao)^true, Pe2(ao)^true} v R);

- для подсценария F3:

mъз = [fte^&fetnOK^tao^false, p2,3(ro)^false, p3(ao)^true, dM(d3)^true} v R);

me3 = [p3(ao)&d63(d3)]({p>3(ao)^false, de3(ao)^false, p2,3(^o)^true,

Pe3(ao)^true} v R);

- для подсценария F4:

mъ4 = [^^^({^(ao^false, p4(ao)^true, dъ4(d4)^true} v R);

me4 = [p4(ao)&de4(d4)]({p4(ao)^false, de4(d4)^false, pe4(ao)^true} v R);

- для подсценария F5:

mъ5 = [a&pe4(ao)]({pe4(ao)^false, p5(ao)^true, dъ5(d5)^true} v R); me5 = p5(ao)&de5(d5)]({p5(ao)^false, de5(d5)^false, pъ6(ao)^true} v R);

- вспомогательный модуль:

m4,6 = [-a&pe4(ao)]({pe4(ao)^false, pъ6(аo)^true} v R);

- для подсценария F6:

mъ6 = [^^^({^(ao^false, p6(ao)^true, dъ6(d6)^true} v R);

me6 = [p6(ao)&de6(d6)]({p6(ao)^false, d^^^false, p6j(ao)^true} v R);

- для подсценария F7:

mъ7 = [pe2(ao)&Pe3(ao)&P6,7(ao)]({Pe2(ao)^false, pe3(ao)^false,

P6,7(ao)^false, p7(ao)^true, dъ7(d7)^true, p7,8(ao)^true} v R);

me7 = [£>7(ao)&de7(d7)&p8,7(ao)]({p7(ao)^false, d67(d7)^false, p8j(ao)^false,

Pk(ao)^true} v R);

- для подсценария F8:

mb8 = [p7,8(tfo)]({P7,8(tfo)^false, p8(ao)^true, dbsOdO^true} v R);

me% = [p8(ao)&de8(d8)]({p8(ao)^false, de8(ao)^false,

Ps,7(oo)^true} v R).

В приведенных выше выражениях предикаты pi (i = 1, 2, ..., 8) связывают соответствующие начальные и конечные модули СеАМ, соответствующие одному и тому же подсценарию Fi, а символ ao именует агент-сервер, реализующий на процессоре Po поиск и запуск готовых к выполнению описанных выше модулей управляющей сети СеАМ. Символ ro обозначает неразделяемый ресурс, используемый подсценариями F2 или F3, поэтому данные подсценарии не могут выполняться одновременно. Программы, реализующие все модули («методы» агента ao), здесь размещены вместе с кодом самого агента в локальной памяти процессора Po. Предполагается, что процессор Po имеет доступ к модулям основной памяти всех остальных процессоров для организации и совместного использования FS-пространства, в котором хранятся информационные объекты, представляющие предикаты -объектные (используемые для запуска агентов-демонов) и каузальные (используемые для связывания модулей управляющей сети).

Реализация децентрализованной схемы управления в СУВП не требует наличия специально выделенного процессора; здесь программы, соответствующие модулям управляющей сети («методы» соответствующих агентов-серверов a1, а2, ..., а8), размещаются в локальной или основной памяти процессоров, реализующих подсценарии F1, F2, ..., F8 основного сценария Fo. Коды агентов-демонов d1, d2, ..., d8 для обеих схем управления размещаются в локальной или основной памяти функциональных процессоров. Выражения для модулей децентрализованной сети СеАМ отличаются от приведенных выше выражений использованием имен агентов-серверов в качестве значений аргументов для унарных предикатов:

- для подсценария Fi:

mb\ = [pfe1(a1)]({pfe1(a1)^false, pKaO^true, db^d^true} v R);

me1 = [p1(a1)&de1(d1)]({p1(a1)^false, d^dO^false,

Pb2(a1)^true, pb3(a1)^true, pb4(a1)^true} v R);

- для подсценария F2:

mb2 = [pb2(a2)&p2,3(ro)]({pb2(a2)^false, p2,3(ro)^false,

P2(a2)^true, db2(d2)^true} v R);

me2 = [p2(a2)&d62(d2)]({p2(a2)^false, d^^^false, p2,3(a2)^true, Pe2(a2)^true} v R);

- для подсценария F3:

тьз = [pb3(a3)&p2,3(ro)]({pb3(a3)^false, p2,3(ro)^false, p3(a3)^true,

db3(d3)^true} v R);

тез = [p3(a3)&d63(d3)]({p3(a3)^false, d63(a3)^false, p2,3(ro)^true, Pe3(a3)^true} v R);

- для подсценария F4:

mb4 = [pb4(a4)]({pb4(a4)^false, p4(a4)^true, db4(d4)^true} v R);

me4 = [p4(a4)&de4(d4)]({p4(a4)^false, de4(d4)^false, pe4(a4)^true} v R);

- для подсценария ^5:

тЬ5 = [а&рДоОК^ДоО^Гаке, ^(о^-Мтце, ^(^-Мтце} V Л);

тЄ5 = [р5(05)&^Є5(^5)]({р5(05)^ґаІ8Є, de5(d5)^false, Рьб(05)^1гце} V Л);

- вспомогательный модуль:

т4,б = [-a&pe4(a4)]({pe4(a4)^false, рьб^^гие} V Л);

- для подсценария ^б:

тьб = [рьб^бЖ^ьб^о)^^, рб(Яб)^те, ^ьб(^б)-М;те} V Л);

теб = рб^&аиОя'бЖ^аО^а^е, deб(dб)^false, /^(оО^те} V Л);

- для подсценария ^7:

ты = [pe2(07)&Peз(07)&Pб,7(07)]({Pe2(07)^false, peз(a7)^false,

pб,7(a7)^false, р7(а7)^1те, ^ь7(^7)-М;те, р7,8(а7)^1хце} V Л);

те7 = [p7(07)&de7(d7)&p8,7(07)]({p7(07)^false, de7(d7)^false, P8,7(07)^false,

Ма7)^гце} V Л);

- для подсценария ^8:

ть8 = [p7,8(08)]({p7,8(08)^false, ^(^^те, ^(^О-Мгце} V Л);

те8 = [p8(08)&de8(d8)]({p8(08)^false, de8(08)^false,

Ад^^Ше} V ЛЕ).

На рис. 1 представлена структура подсистемы синтеза структур и программного обеспечения СУВП ЭВМ. Здесь конверторы транслируют исходные описания (спецификации), соответствующие различным уровням реализации и представления СУВП и заданные описанными выше функциональными модулями (БЫ), диаграммными макроопределениями (БЫО), структурами, или ЫР1-диаграммами, структурированным Б8-пространством, модулями-продукциями СеАМ и модулями-процедурами РСеАМ. Результатом трансляции являются соответствующие базы знаний. Практически на каждом этапе конвертирования знаний о предметной области требуется участие разработчика.

Выводы

1. Предложена архитектура интеллектуальных сетевых систем управления вычислительными запоминающими устройствами (ВЗУ), построенная на основе моделей и методов согласования процессов, позволяющая упростить структурный синтез СУВП и сократить сроки их разработки.

2. Выбранные модели и методы базируются на формализмах сценариев и сетей абстрактных машин (СеАМ и расширенного варианта РСеАМ), что позволяет использовать разработанную автором технологию при проектировании развитых сетевых систем управления внешней памятью (СУВП) ЭВМ.

3. Использование непосредственно интерпретируемых СеАМ и РСеАМ спецификаций позволяет получить в результате сеть алгоритмических модулей, реализуемых в распределенной или сосредоточенной мультипрограммной среде. Данные формализмы естественно поддерживают стиль проектирования, характерный для построения экспертных систем или экспертных систем имитационного моделирования, что в существенной степени упрощает процесс проектирования программного и аппаратного обеспечения многофункциональных систем и сетей внешнего хранения данных.

Входное описание

__________________________

Конвертор функциональных спецификаций

Сценарии, функциональные модули (ГМ), диаграммные макроопределения (ОМ)

База знаний функциональных

спецш

жкацнй

ы.

Конвертор структур СУВП ЭВМ

Структуры СУВП (MPI-диаграммы)

База знаний структур программных и аппаратных средств

1Z.

Конвертор декларативных и процедурных знаний о функционировании СУВП ЭВМ

Структурированное FS-пространство, модули-продукции СеАМ и модули-процедуры РСеАМ

База декларативных и процедурных знаний

Сеть алгоритмических модулей __________СУВП ЭВМ____________

Рис. 1 Структура подсистемы синтеза структур и программного обеспечения

СУВП ЭВМ и сетей ЭВМ

Список литературы

1. Зинкин, С. А. Сети абстрактных машин высших порядков в проектировании систем и сетей хранения и обработки данных (базовый формализм и его расширения) / С. А. Зинкин // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. - 2007. - № 3. - С. 13-22.

2. Зинкин, С. А. Сети абстрактных машин высших порядков в проектировании систем и сетей хранения и обработки данных (механизмы интерпретации и варианты использования) / С. А. Зинкин // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. - 2007. - № 4. - С. 37-51.

3. Зинкин, С. А. Алгебра сценариев для спецификации операционной семантики активных сетей хранения и обработки данных / С. А. Зинкин // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. - 2004. - № 2. -С. 96-107.

4. Зинкин, С. А. Самомодифицируемые сценарные модели функционирования систем и сетей хранения и обработки данных (базовый формализм и темпоральные операции) // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. - 2007. - № 1. - С. 3-12.

5. Зинкин, С. А. Самомодифицируемые сценарные модели функционирования систем и сетей хранения и обработки данных (реализация и свойства сценарных моделей) / С. А. Зинкин // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. - 2007. - № 2. - С. 13-21.

6. Назаров, С. В. Операционные системы специализированных вычислительных комплексов: теория построения и системного проектирования / С. В. Назаров. -М. : Машиностроение, 1989. - 400 с.