Локальных экстремумов

Они основаны на применении арифметико-логического устройства (АЛУ), выполняющего арифметические и логические операции над входными величинами А к В в двоичном коде в зависимости от сигналов на управляющих входах М, 50, $ъ S2, S3, и на переносе Р0 из внешних цепей ( 10.124, а). Результат операции определяется совокупностью сигналов на выходах F и переноса /V из старшего

МикроЭВМ представляет собой устройство, состоящее из четырех основных компонентов: арифметико-логического устройства, устройства управления, запоминающего устройства, периферийных устройств. Основными характеристиками микроЭВМ являются: быстродействие (число логико-вычислительных операций, выполняемых в единицу времени, или длительность времени цикла выполнения одной команды); ширина разрядной сетки; наличие механизма прерываний текущих программ и механизма прямого доступа к ЗУ; объем ОЗУ; объем и состав программного обеспечения ПЗУ; наличие и объем внешних носителей; тип и характеристики интерфейсов микроЭВМ; наличие и характеристики дополнительных периферийных устройств (алфавитно-цифровых дисплеев, датчиков и аналого-цифровых преобразователей, цифро-аналоговых преобразователей и других устройств). На базе микропроцессорных систем создано семейство микроЭВМ, находящих широкое применение в АСУ ТП. Наиболее широко известны микроЭВМ типа «Электроника» и СМ ЭВМ.

6.5.3. Процессор СМ-4П и организация памяти. Процессор системы СМ-4 состоит из арифметическо-логического устройства, регистровой памяти, устройства управления с арбитром шины, системой прерывания и программным таймером.

Логические элементы И, ИЛИ, НЕ позволяют реализовать синтез логических устройств любой сложности. Проиллюстрируем синтез логического устройства на примере таблицы истинности (табл. 7.4).

5. Покажите условное графическое обозначение логического устройства 3—3—ЗИ—ИЛИ—НЕ.

Они основаны на применении арифметико-логического устройства (АЛУ), выполняющего арифметические и логические операции над входными величинами А и В в двоичном коде в зависимости от сигналов на управляющих входах М, S0, 5,, S2, S3, и на переносе Р0 из внешних цепей ( 10.124, а). Результат операции определяется совокупностью сигналов на выходах F и переноса Р4 из старшего

Они основаны на применении арифметико-логического устройства (АЛУ), выполняющего арифметические и логические операции над входными величинами А и В в двоичном коде в зависимости от сигналов на управляющих входах М, S0, Slr S2, S3, и на переносе Р0 из внешних цепей ( 10.124, а). Результат операции определяется совокупностью сигналов на выходах F и переноса Р4 из старшего

/ — плоский разъемный соединитель для связи с каналом микроЭВМ; 2 — логические схемы прямого доступа к памяти, прерывания и управления каналом; 3 — генератор и преобразователь напряжения; 4 — БИС ПЗУ; 5 —БИС управления; б —БИС регистра адреса логического устройства; 7 - фиксирующее устройство; 8 — ОЗУ емкостью 4К слов; 9 —передатчик канала

Современные ПЛУ широко применяются в цифровой вычислительной технике для построения блоков управления арифметико-логического устройства, преобразова-телей кодов, эмуляторов ЭВМ, селекторов и мультиплексоров, знакогенераторов, аппаратной реализации элементарных функций, микрокалькуляторов и микроЭВМ.

Микропроцессор, в свою очередь, состоит из трех основных функциональных узлов: арифметическо-логического устройства (АЛУ), устройства управления и нескольких регистров (служащих для кратковременного запоминания цифровых кодов). АЛУ выполняет операции: сложение, вычитание, сравнение двух двоичных чисел, ИЛИ; И; исключающее ИЛИ; НЕ; сдвиг вправо; сдвиг влево; приращение положительное; приращение отрицательное и т. д., выполняемых над многоразрядными двоичными числами. Как правило, АЛУ построено только на логических элементах и не имеет собственной памяти. Поэтому на каждом из его двух входов устанавливаются буферные запоминающие регистры. Подлежащие обработке данные, хранящиеся в памяти, предварительно записываются в главный регистр микропроцессора, называемый аккумулятором. В аккумулятор также записывается и результат операции, выполненной АЛУ, т. е. аккумулятор оказывается как бы включенным одновременно к одному из входов АЛУ (через буферный регистр) и непосредственно к его

Разработка БИС и сверхбольших БИС позволила создать принципиально новый полупроводниковый компонент — микропроцессор (МП). МП представляет собой функционально законченное программно-управляемое устройство обработки данных, сочетающее дешевизну стандартного изделия серийного производства с гибкостью универсального устройства, состоящее из арифметическо-логического устройства и устройства управления. На основе микропроцессорных БИС разработаны и выпускаются серийно микро-ЭВМ, представляющие собой конструктивно завершенную вычислительную систему, содержащую кроме микропроцессора несколько БИС памяти (ОЗУ, ПЗУ, ППЗУ), тактовый генератор и интерфейсные схемы ввода — вывода.

При решении многоэкстремальных задач и в так называемых овражных ситуациях автономная работа алгоритмов локального поиска оказывается неэффективной. Это потребовало разработки методов нелокального поиска, которые фактически состоят в определенной организации проведения некоторой последовательности поисков локальных. Так, нелокальный алгоритм решения многоэкстремальных задач состоит в выборе начальных точек в пределах заданной области и обработке результатов локальных поисков, произведенных из этих точек. В ходе работы этого алгоритма производится изучение заданной области, определяется местонахождение локальных экстремумов. Специальные алгоритмы нелокального поиска применяются также при решении овражных задач.

лучения локальных экстремумов и их сопоставления для выбора глобального решения.

При решении многоэкстремальных задач и в так называемых овражных ситуациях автономная работа алгоритмов локального поиска оказывается неэффективной. Это потребовало разработки методов нелокального поиска, которые фактически состоят в определенной организации проведения некоторой последовательности локальных поисков. Так, нелокальный алгоритм решения многоэкстремальных задач состоит в выборе начальных точек в пределах заданной области и обработке результатов локальных поисков, произведенных из этих точек. В ходе работы этого алгоритма производится изучение заданной области, определяется местонахождение локальных экстремумов. Специальные алгоритмы нелокального поиска применяются также при решении овражных задач.

Теория геометрического программирования строится для выпуклых функций, определенных на выпуклом множестве. Согласно основной теореме выпуклого программирования любая точка локального минимума функции является также точкой глобального минимума данной функции. Поэтому отпадает необходимость получения локальных экстремумов и их сопоставления для выбора глобального решения.

Поиск оптимального варианта связан с определением экстремума одного или нескольких показателей качества. Различают локальный и глобальный экстремумы; локальных экстремумов может быть несколько, а глобальный существует только один. Часто для того, чтобы изделие удовлетворяло заданному показателю качества, достаточно нахождения локального экстремума. При этом получается не оптимальное, а просто приемлемое решение, но затраты времени и средств сокращаются на порядок или несколько порядков при несущественном проигрыше в качестве изделия. Сложность поиска глобального экстремума обусловлена следующими причинами: 1) сложностью РЭС (большое число возможных решений); 2) наличием, как правило, не одного, а нескольких показателей качества, которые часто противоречивы или имеют разную степень значимости; 3) тенденцией к сокращению цикла и стоимости новой разработки при одновременном повышении требований к качеству (надежности, стоимости, энергопотреблению и т. д.); 4) тенденцией к сокращению морального срока службы Для облегчения поиска оптимального или просто приемлемого варианта конструкции РЭС используют отработанные (базовые) конструкции, определенные виды материалов и компонентов, стандартные технологические процессы и схемотехнические решения, известные физические принципы. Однако при поиске конструкции с параметрами, значительно лучшими достигнутых, ищут принципиально новые решения.

В частности, к исследованию комбинаторных задач оказываются неприменимы математический аппарат дифференциального исчисления, а также метод коэффициентов Лагранжа, с помощью которых обычно изучаются свойства задач оптимизации при непрерывных переменных. Кроме того, нередки случаи, когда в области существования искомого решения существует большое число локальных экстремумов, а малое изменение целевой функции (ЦФ), ограничений или размерности задачи может приводить к резкому возрастанию трудоемкости получения ее решения.

Методы поиска локальных экстремумов. Известные в литературе методы поиска локальных экстремумов функций многих переменных разделяются на две группы: детерминированные и случайные.

Предлагаемые в литературе [5.20, 5.37] способы, основанные на сочетании метода сканирования (с большим шагом) с последующими локальными поисками вершин, по существу сводятся к перебору локальных экстремумов и запоминанию наивысшего или наинизшего из них.

Результаты расчета локальных экстремумов при оптимизации параметров конденсатора АЭС БРГД-1000

В табл. 5.8 представлены результаты расчетов локальных минимумов YK и WK для проекта другого (высокотемпературного) варианта АЭС БРГД-1000 при различных условиях охлаждения. В таблице даны значения глобальных и нескольких ближайших локальных экстремумов минимизируемых функций. Характерно, что этим экстремумам соответствуют примерно одни и те же оптимальные параметры. Однако, как правило, оптимизация по критерию WK дает несколько лучшие результаты, чем по критерию VK. Это объясняется тем, что в программе поиска с критерием *?к (5.54) отсутствует нелинейное ограничение (5.18), которое, как показывают результаты табл. 5.8, является сильным притяжением при движении к цели в соответствии с принятой в настоящей работе стратегией поиска при наличии нелинейных ограничений.