Функциональная и структурная оптимизация драйверов панорамных гидроакустических систем и комплексов

Функциональная и структурная оптимизация драйверов панорамных гидроакустических систем и комплексов

Рассмотрена задача разработки драйверов для цифровых систем управления сбором океанографических данных в составе многоканальных гидроакустических комплексов (ГАК). На основе модели многопараметрических информационных потоков определена структура данных, обеспечивающая оптимальную организацию передач...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Datum:2004
Hauptverfasser: Гончар, А.И., Донченко, С.И., Писанко, И.Н., Худоконь, В.В.
Format: Artikel
Sprache:Russian
Veröffentlicht: Науково-технічний центр панорамних акустичних систем НАН України 2004
Schriftenreihe:Гідроакустичний журнал (Проблеми, методи та засоби досліджень Світового океану)
Online Zugang:http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/19101
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:Функциональная и структурная оптимизация драйверов панорамных гидроакустических систем и комплексов / А.И. Гончар, С.И. Донченко, И.Н. Писанко, В.В. Худоконь // Гідроакустичний журнал (Проблеми, методи та засоби досліджень Світового океану): Зб. наук. пр. — Запоріжжя: НТЦ ПАС НАН України, 2004. — № 1. — С. 34-37. — Бібліогр.: 5 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id irk-123456789-19101
record_format dspace
spelling irk-123456789-191012011-04-20T12:04:28Z Функциональная и структурная оптимизация драйверов панорамных гидроакустических систем и комплексов Гончар, А.И. Донченко, С.И. Писанко, И.Н. Худоконь, В.В. Рассмотрена задача разработки драйверов для цифровых систем управления сбором океанографических данных в составе многоканальных гидроакустических комплексов (ГАК). На основе модели многопараметрических информационных потоков определена структура данных, обеспечивающая оптимальную организацию передачи информации между ПЭВМ и устройствами ГАК. Розглянуто задачу розробки драйверів для цифрових систем управління збором океанографічних даних у складі багатоканальних гідроакустичних комплексів (ГАК). На основі моделі багато параметричних інформаційних потоків визначено структуру даних, що забезпечує оптимальну організацію передачі інформації між ПЕОМ та пристроями ГАК. The problem of designing drivers for digital systems of oceanographic data gaining control, belonging to multichannel hydroacoustic complexes (HAC), is considered. Data structure, providing optimal organization of communication between computers and HAC devices, was defined on the base of multiparametric information streams model. 2004 Article Функциональная и структурная оптимизация драйверов панорамных гидроакустических систем и комплексов / А.И. Гончар, С.И. Донченко, И.Н. Писанко, В.В. Худоконь // Гідроакустичний журнал (Проблеми, методи та засоби досліджень Світового океану): Зб. наук. пр. — Запоріжжя: НТЦ ПАС НАН України, 2004. — № 1. — С. 34-37. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. 1815-8277 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/19101 004.9 ru Гідроакустичний журнал (Проблеми, методи та засоби досліджень Світового океану) Науково-технічний центр панорамних акустичних систем НАН України
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
language Russian
description Рассмотрена задача разработки драйверов для цифровых систем управления сбором океанографических данных в составе многоканальных гидроакустических комплексов (ГАК). На основе модели многопараметрических информационных потоков определена структура данных, обеспечивающая оптимальную организацию передачи информации между ПЭВМ и устройствами ГАК.
format Article
author Гончар, А.И.
Донченко, С.И.
Писанко, И.Н.
Худоконь, В.В.
spellingShingle Гончар, А.И.
Донченко, С.И.
Писанко, И.Н.
Худоконь, В.В.
Функциональная и структурная оптимизация драйверов панорамных гидроакустических систем и комплексов
Гідроакустичний журнал (Проблеми, методи та засоби досліджень Світового океану)
author_facet Гончар, А.И.
Донченко, С.И.
Писанко, И.Н.
Худоконь, В.В.
author_sort Гончар, А.И.
title Функциональная и структурная оптимизация драйверов панорамных гидроакустических систем и комплексов
title_short Функциональная и структурная оптимизация драйверов панорамных гидроакустических систем и комплексов
title_full Функциональная и структурная оптимизация драйверов панорамных гидроакустических систем и комплексов
title_fullStr Функциональная и структурная оптимизация драйверов панорамных гидроакустических систем и комплексов
title_full_unstemmed Функциональная и структурная оптимизация драйверов панорамных гидроакустических систем и комплексов
title_sort функциональная и структурная оптимизация драйверов панорамных гидроакустических систем и комплексов
publisher Науково-технічний центр панорамних акустичних систем НАН України
publishDate 2004
url http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/19101
citation_txt Функциональная и структурная оптимизация драйверов панорамных гидроакустических систем и комплексов / А.И. Гончар, С.И. Донченко, И.Н. Писанко, В.В. Худоконь // Гідроакустичний журнал (Проблеми, методи та засоби досліджень Світового океану): Зб. наук. пр. — Запоріжжя: НТЦ ПАС НАН України, 2004. — № 1. — С. 34-37. — Бібліогр.: 5 назв. — рос.
series Гідроакустичний журнал (Проблеми, методи та засоби досліджень Світового океану)
work_keys_str_mv AT gončarai funkcionalʹnaâistrukturnaâoptimizaciâdrajverovpanoramnyhgidroakustičeskihsistemikompleksov
AT dončenkosi funkcionalʹnaâistrukturnaâoptimizaciâdrajverovpanoramnyhgidroakustičeskihsistemikompleksov
AT pisankoin funkcionalʹnaâistrukturnaâoptimizaciâdrajverovpanoramnyhgidroakustičeskihsistemikompleksov
AT hudokonʹvv funkcionalʹnaâistrukturnaâoptimizaciâdrajverovpanoramnyhgidroakustičeskihsistemikompleksov
first_indexed 2025-07-02T20:02:21Z
last_indexed 2025-07-02T20:02:21Z
_version_ 1836566752455032832
fulltext Гідроакустичний журнал (Проблеми, методи та засоби досліджень Світового океану), 2004 (№1) 34 УДК 004.9 ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ И СТРУКТУРНАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ ДРАЙВЕРОВ ПАНОРАМНЫХ ГИДРОАКУСТИЧЕСКИХ СИСТЕМ И КОМПЛЕКСОВ © А.И. Гончар, С.И. Донченко, И.Н. Писанко, В.В. Худоконь, 2004 Научно-технический центр панорамных акустических систем НАН Украины, г. Запорожье Розглянуто задачу розробки драйверів для цифрових систем управління збором океанографічних даних у складі багатоканальних гідроакустичних комплексів (ГАК). На основі моделі багато параметричних інформаційних потоків визначено структуру даних, що забезпечує оптимальну організацію передачі інформації між ПЕОМ та пристроями ГАК. Рассмотрена задача разработки драйверов для цифровых систем управления сбором океанографических данных в составе многоканальных гидроакустических комплексов (ГАК). На основе модели многопараметри- ческих информационных потоков определена структура данных, обеспечивающая оптимальную организацию передачи информации между ПЭВМ и устройствами ГАК. The problem of designing drivers for digital systems of oceanographic data gaining control, belonging to mul- tichannel hydroacoustic complexes (HAC), is considered. Data structure, providing optimal organization of communi- cation between computers and HAC devices, was defined on the base of multiparametric information streams model. Расширение областей практического применения гидроакустических систем сопро- вождается привлечением новейших информационных технологий, что приводит к появле- нию новых возможностей аналитической обработки больших массивов данных, а также но- вых (комплексных) форм их представления [1-3]. Параллельное развитие аппаратных средств и программного обеспечения (ПО) позволяет создавать автоматизированные систе- мы управления ГАК повышенной надежности с эффективными средствами контроля, мате- матической обработки, качественной визуализацией данных. Всякий разрабатываемый многоканальный комплекс устройств характеризуется соб- ственными временными диаграммами работы, определяющими периодичность поступления данных, а значит, интенсивность их приема, синхронный или асинхронный характер работы устройств. Эти параметры особенно важны при исследовании надежности работы драйверов, работающих как по принципу опроса готовности устройств, так и по принципу обработки поступающих аппаратных прерываний. Большие потоки принимаемых данных при панорамной съемке накладывают повышен- ные требования к эффективности функционирования алгоритмов ПО. Разрабатываемые драй- веры должны обеспечивать выполнение следующих функций: - установка режимов работы (диапазон, мощность, длительность излучаемого импульса, усиление сигнала) и их оперативное изменение, в т.ч. в автоматическом режиме; - прием данных (гидроакустических, навигационных, служебных); - обработка, визуализация и регистрация данных; - оперативный контроль функциональных блоков в реальном времени. Устройства, входящие в состав комплекса, формируют свои потоки данных, переда- ваемых в компьютер. Выбор интерфейса для каждого из устройств комплекса определяется величиной входного информационного потока, а также временем, необходимым на обработ- ку, отображение и запись данных. В свою очередь, пиковое значение полного потока данных, которыми можно оперировать при условии эффективной визуализации и обработки в реаль- ном времени, определяется ресурсами системы и алгоритмами работы ПО. При этом внеш- ние интерфейсы с устройствами сопряжения должны обладать большими пропускными спо- собностями и обеспечивать надежную передачу разнородных данных в асинхронном режи- ме. Применение стандартных ПЭВМ и использование стандартных интерфейсов дает воз- Гідроакустичний журнал (Проблеми, методи та засоби досліджень Світового океану), 2004 (№1) 35 можность создавать переносимое ПО с алгоритмами, реализующими сложные задачи приема и обработки данных. Как правило, при приеме данных на аппаратном и программном уровнях организуется несколько различных информационных потоков, регистрируемых в виде логически связан- ных групп файлов. Например, для ГЭБО-100М, сопряженного с приемником GPS и управ- ляемого с компьютера, создается 4 канала приема данных, регистрируемых в виде индекси- рованных пар файлов. Прием реализаций эхо-сигналов по левому и правому борту, прием навигационных данных GPS и прием служебных данных (настроек режимов работы, управ- ляющих сигналов, синхронизирующих и контрольных кодов, меток оператора и т.д.) обеспе- чивается 4 каналами (2+1+1). Поступающие данные формируют 2 информационных потока – бинарный поток эхографических данных и сложно структурированный символьный поток сопровождающих их навигационных и служебных данных, которые регистрируются в виде файлов, имеющих особые форматы представления. Для обработки необходимо использовать оба файла связанной пары. Значительно более сложной является информационная организация цифрового ком- плекса сбора океанографических данных, включающего гидролокатор бокового обзора (оп- ционально - с фазометрическими каналами), эхолот, профилограф и приемник GPS (рис. 1). Работа отдельных устройств комплекса может быть взаимно несинхронизирована (например, при разных диапазонах и соответственно разной периодичности посылок). Количество выбо- рок в реализациях эхо-сигналов, регистрируемых источниками потоковых данных, может изменяться. Поэтому в реальном времени необходимо формировать управляющие элементы записей данных, т.е. использовать сложно структурированный формат записей, применяя, например, событийно-ориентированное представление данных [4]. Устройства комплекса продуцируют множество потоков разнородных данных разной интенсивности, что обусловлено многокомпонентной структурой комплекса. Эта особен- ность усложняет реализацию системы опроса устройств и управления ими, а также создает проблему оптимального комплексирования и представления полученных данных. Системам анализа приходится обрабатывать большие потоки разнородных, но взаимосвязанных дан- ных. Для анализа полученной информации, как правило, необходимо неоднократно обра- щаться к массивам данных от отдельных устройств. Для решения этих задач требуется раз- витие такой схемы представления натурных данных, которая удовлетворяла бы следующим требованиям: - простота программной реализации; - доступность данных для алгоритмической обработки; - взаимная независимость данных и возможность комплексного их представления; - защищенность хранимых данных; - возможность аналитического сопровождения; - удобство переходов между массивами сохраненных данных. Разработка и реализация ПО, в полной мере удовлетворяющего изложенным требова- ниям, прежде всего, требует функциональной и структурной оптимизации драйверов уст- ройств сопряжения. Суть оптимизации заключается в создании единой информационной мо- дели разрабатываемого ПО, позволяющей решить следующие задачи: - унифицировать существующие и потенциально возможные в комплексах информа- ционные потоки, в том числе двух- и многонаправленные при синхронном и/или асинхрон- ном обмене данными с многоканальными устройствами, без какой-либо дополнительной на- грузки на аппаратные реализации комплексов; - ужесточить контроль над фиксируемыми информационными потоками, включая стадии отладки, настройки, диагностики и контроля; - упростить схему хранения и согласования данных, исключив разделение потоков на несколько файлов, и тем самым повысить её надежность и устойчивость; - упростить алгоритмы доступа к данным за счет унификации их представления; Гідроакустичний журнал (Проблеми, методи та засоби досліджень Світового океану), 2004 (№1) 36 - обеспечить долговременное и согласованное развитие аппаратно-программных реа- лизаций комплексов средств исследования Мирового океана без кардинальной перестройки структуры ПО. Оператор: Op. Модуль приема, обработки, регистрации и отображения данных, управления комплексом: P - ПЭВМ с интерфейсами RS-232 (COM) и IEEE 1284 (EPP), контроллер, драйвер. Источники данных: 1S и 3S - ГБО, 2S и 4S - фазометрические каналы ГБО (опционально), 5S - эхолот / профилограф, 6S - приемник GPS. Модули цифровых установок режимов: 1C - периодичность зондирования, 2C - форма и длительность зонди- рующего импульса, 3C - мощность, 4C - усиление (РРУ / ВАРУ). Основные информационные потоки: P 1SQ , P 3SQ (1,9÷30,7 Кбайт/с), P 5SQ (1,1÷15,4 Кбайт/с), P 6SQ (1,2 Кбайт/с) - синхронные; 1C PQ , 3C PQ , P OpQ (~1÷10 байт), 2C PQ , 4C PQ (~1,0 Кбайт) - асинхронные; Op PQ - пользовательский интерфейс. Рис. 1 Общая информационная модель многоканального комплекса на основе ГЭБО-100М Моделирование информационной структуры аппаратно-программных реализаций ГБО, фазовых ГБО и многолучевых эхолотов, являющихся многоканальными системами ре- ального времени, существенно облегчает создание, отладку и модернизацию ПО [4, 5]. При разработке ПО для цифровых систем управления сбором данных информационное модели- рование позволяет решать задачи: - создания полнофункциональных и устойчиво работающих драйверов; - обеспечения совместимости выходных форматов данных драйверов и входных фор- матов данных программ постобработки; - обеспечения возможности подключения дополнительных источников данных и ра- боты с ними без существенной перестройки структуры имеющегося ПО. Гідроакустичний журнал (Проблеми, методи та засоби досліджень Світового океану), 2004 (№1) 37 Реализация информационных моделей позволяет получить представление об особен- ностях перемещения и преобразования данных при работе с панорамными гидроакустиче- скими системами, эхолотами, системами стратификации и другими средствами океанологи- ческих исследований, дополненными приемниками данных спутниковых навигационных систем. Моделирование позволяет проводить анализ устойчивости ПО при изменении кон- фигурации и параметров комплекса, а также исследовать возможность модификации отдель- ных алгоритмов обработки данных и обоснованно определять ее направления. Такой подход может быть использован при оптимизации аппаратно-программных реализаций разрабаты- ваемых комплексов и модернизации существующих систем. Литература 1. А.И. Гончар, О.С. Голод, Ю.А. Клочан, Л.И. Шлычек. Теоретические основы создания панорамных гидроакустических систем. - НТЦ ПАС НАНУ. Запорожье, 1999. - 290 с. 2. Проблемы, методы и средства исследований Мирового океана // Сб. докл. конф. - НТЦ ПАС НА- НУ. Запорожье, 2003. - 238 с. 3. А.И. Гончар, Л.И. Шлычек, Ю.А. Гончар, И.Н. Писанко. Использование математических моделей при разработке панорамных гидроакустических систем // Докл. конф. «НО-2004». - ГНИНГИ МО РФ. СПб, 2004. 4. А.И. Гончар, Л.И. Шлычек, С.И. Донченко, И.Н. Писанко. Исследование информационных потоков в реализациях панорамных гидроакустических систем // Докл. конф. «НО-2004». - ГНИНГИ МО РФ. СПб, 2004. 5. А.Г. Додонов, В.Г. Путятин, В.А. Валетчик. Модель взаимодействия пространственно-разнесенного комплекса бортовых информационно-управляющих систем // Рєєстрація, зберігання і обробка да- них. - 2004. - Т.6, № 1. - С.75-84.

Ähnliche Einträge