Составлении программы

Для цепей сложной структуры будем использовать запись уравнений в матричной форме. Матричная запись: 1) позволяет распространять формальным образом полученные уравнения на цепи любой сложной структуры; 2) систематизирует и упрощает процесс составления уравнений; 3) дает алгоритмы формирования уравнений с помощью ЦВМ; составление уравнений «вручную» (без ЦВМ) в случае сложных цепей связано с затратой значительного времени.

Составление уравнений сводится к записи симметричной матрицы параметров контурных токов

имной проводимостью, равной проводимости ветви, соединяющей узлы i и k, и взятой с отрицательным знаком, поскольку в напряжение ветви напряжение узла k входит со знаком «минус». Приведенная закономерность определения коэффициентов GU, существенно упрощает составление уравнений, которое сводится

Рассмотрим составление уравнений, для наглядности иллюстрируя конкретными примерами. На 4.2, а приведена цепь, имеющая пу = 5 узлов, я„ = 8 ветвей в виде двух источников напряжения, четырех резистивных ветвей и двух источников тока. На 4.2, б изображено выбранное дерево графа. В качестве ветвей дерева приняты оба источника напряжения, которым приписаны первые номера 1 и 2, и два резистивных элемента с номерами 3, 4. В качестве ветвей связи приняты две резистивные ветви с последующими номерами 5, 6 и оба источника тока, получившие последние номера 7 и 8.

Формальное введение операторных сопротивлений и проводи-мостей элементов облегчает также составление уравнений, позволяя непосредственно по схеме записать матрицы параметров контурных токов и узловых напряжений по смыслу собственных и взаимных сопротивлений контуров и проводимостей узлов, которые были рассмотрены в гл. 3. Легко убедиться, что диагональные коэффициенты системы (5.59) являются собственными операторными сопротивлениями контуров / и 2, а операторное сопротивление емкости с отрицательным знаком — взаимным сопротивлением.

Проиллюстрируем составление уравнений состояния на примере цепи 5.12, а. Выбранное нормальное дерево определяющее главные сечения и главные контуры показаны на 5.12, б. Применяя ЗТК к главным сечениям, имеем для токов емкостных и резистивных ветвей дерева (Сь С2, Ri, u0):

Составление узловых уравнений непосредственно по схеме. Поскольку в цепи нет источников напряжения, можно сразу приступить к составлению матрицы ком- / плексных узловых проводимостей, ~ элементами которой являются комплексные собственные проводимости (диагональные элементы) и взаимные 10, проводимости (недиагональные элементы).

Составление уравнений с помощью матричных соотношений.

§ 9.5. СОСТАВЛЕНИЕ УРАВНЕНИЙ ЦЕПИ С ЗАВИСИМЫМИ ИСТОЧНИКАМИ

§ 9.6. СОСТАВЛЕНИЕ УРАВНЕНИЙ ЦЕПИ ПО МАТРИЦАМ ПАРАМЕТРОВ МНОГОПОЛЮСНИКОВ

Рассмотрим составление уравнений цепи в тех случаях, когда многополюсный элемент задан не схемой замещения, а матрицей параметров.

При составлении программы величины К&а и U0, определяющие собой лишь масштабный коэффициент, условно положены равными единице. Имена переменных в программе отвечают тем, которые были использованы в задаче 9.21. Вначале <с клавиатуры дисплеи осуществляется ввод иараметрив Ь и d ((ря&рт&ф 30, Оператор 35 вычисляет общий множитель. В цикле (операторы 40 — 65} проводится расчет функции F для значений параметра х в интервале (0, 5) с шагом 0.25, а также вы-

Регистр этикеток TR. Содержит восемь 2-разрядных полей TAG?—TAGO ( 3.11), каждое из которых соответствует своему арифметическому регистру ST(7) — ST(0). В этих полях кодируется информация о содержимом соответствующего арифметического регистра. Информация кодируется в соответствии с табл. 3.13. В обычных применениях регистр этикеток не используется пользователями при составлении программы, а служит для предотвращения переполнения стека. Перед загрузкой данных в стек сопроцессор анализирует значение соответствующей этикетки TAG и, если флаг IE не замаскирован, автоматически генерирует запрос прерывания для обработки исключительной ситуации, связанной с недействительной операцией. В ряде специальных использований имеется возможность изменения значений полей регистра TR программным путем.

В безвихревом потенциальном поле максимальное и минимальное значения функции внутри области не могут превосходить максимального и минимального значений функции на границах области. Поэтому при расчете на ЭВМ бывает удобно принять минимальный потенциал на границе области за 1Гулевой уровень и всем узловым точкам внутри области задать нулевые значения. Этот прием экономит время при составлении программы, а увеличение времени машинного счета, из-за необходимости проведения нескольких лишних итераций, ничтожно. Потенциальную сетку следует накладывать на исследуемую область так, чтобы возможно большая часть линий, ограничивающих область, совпадала с узловыми точками потенциальной сетки. Если совпадения точек нет, то приходится заданный на границе потенциал экстраполировать в узловые точки сетки, ближайшие к границе, и считать потенциал этих точек в процессе итерации неизменным. Чтобы уменьшить погрешность, иногда приходиться вблизи границы делать мелкую сетку или даже переходить к другой системе координат, например к системе полярных координат.

Программное управление производственными механизмами предполагает детерминированное задание режимов обработки изделий с целью получения необходимой производительности и точности обработки соответственно информации, получаемой из данных чертежа, и с учетом параметров инструмента и состояния оборудования. Однако при составлении программы, например, для металлорежущего станка невозможно точно учесть погрешности, обусловленные системой станок — приспособление — инструмент — деталь (СПИД) и ее упругими свойствами, изменением твердости заготовки, износом инструмента, изменением параметров привода подачи, наконец приближенностью данных по режимам обработки и'рядом других случайных или трудно учитываемых факторов. Указанные трудности особенно усложняются при составлении программы для обработки деталей сложной конфигурации.

По мере развития науки и техники состав формализованных процедур будет пополняться за счет слабо формализуемых, а отдельные, ныне творческие процедуры перейдут в разряд слабо формализуемых. Наиболее интересные перспективы открываются в связи с работами по созданию ЭВМ пятого поколния, которые смогут непосредственно «понимать» задачу, поставленную перед машиной [54]. При этом отпадает необходимость в составлении программы как средства «общения» с ЭВМ при решении той или иной задачи. Предполагается, что компьютеры пятого поколения будут обладать соответствующими аппаратными и программными средствами, которые позволят им вести диалог с непрофессиональным пользователем на естественном языке, в том числе в речевой форме или путем обмена графической информацией — с помощью чертежей, схем, графиков, рисунков. В состав ЭВМ пятого поколения также должна войти система решения задач и логического мышления, обеспечивающая способность машины к самообучению, ассоциативной обработке информации и получению логических выводов. ЭВМ этого поколения будут оперировать не только данными, но и знаниями, для чего будут созданы обширные базы знаний.

Расчеты по выявлению характера переходного процесса очень трудоемки и содержат большое количество одинаковых операций. Поэтому для их типизации записанный выше словесный порядок расчета обычно излагается в виде алгоритма или программы (табл. 8.1), содержащих расчетные выражения и порядок операций, предусматривающих автоматизацию расчета. Так, в таблице указано, над числами каких строк должны быть проведены те или иные операции. Буквы «гпр» указывают, что число должно быть взято из соответствующей строки предшествующего интервала. Коэффициенты, не изменяющиеся в расчете данного режима (например, аварийный, послеаварийный), подсчитываются по приведенным формулам по ходу расчета. Заметим, что таблица является исходной при составлении программы для ЦВМ.

Регистры BPlt БР2, W, Z используются как буферные, программно-недоступные регистры (т. е. регистры, к которым программист при составлении программы не может обращаться).

Если на некотором участке программы допускается ее прерывание, то при составлении программы в начале этого участка предусматривается команда EI, по которой триггер разрешения прерывания в управляющем устройстве микропроцессора устанавливается в состояние лог. 1, а в конце участка — команда DI, при выполнении которой триггер сбрасывается в состояние лог. 0. Состояние триггера выдается на выход Разрешение прерывания.

Для того чтобы ввести граф в запоминающее устройство вычислительной машины, -необходимо прежде всего поставить в соответствие порядковым номерам адреса ячеек памяти машины. Если для записи каждого коэффициента передачи графа требуется только одна ячейка памяти, то коэффициенты передачи записываются непосредственно в ячейки с указанными выше порядковыми номерами. Если же для каждого коэффициента передачи требуется несколько ячеек памяти (как, например, при составлении программы вычисления обобщенного графа) , то в ячейки, соответствующие принятым порядковым номерам вершин графа, записывается код адреса того блока памяти машины, в котором хранится информация о соответствующем коэффициенте передачи.

При выполнении шага 3, состоящего в составлении программы, необходимо выбрать язык программирования и интерпретировать заданный алгоритм в его терминах. Выбор языка обусловлен прежде всего наличием соответствующих средств отладки программы и ее трансляции в машинный код данного МП. Система команд МП обычно позволяет выполнить заданную операцию разными способами, из которых необходимо выбирать наиболее приемлемый для данного конкретного случая. Поэтому после составления программы следует проанализировать ее для нахождения путей оптимизации программы в направлении сокращения времени ее выполнения, более рационального использования памяти и повышения эффективности взаимодей-

Блок-схема основной программы регенератора-испарителя изображена на 4.1 4. При составлении программы была принята наиболее рациональная с точки