Решение задачи компоновки узлов для минимизации числа межузловых соединений Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ КОМПОНОВКИ УЗЛОВ ДЛЯ МИНИМИЗАЦИИ ЧИСЛА МЕЖУЗЛОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ Ткач К.В.1, Мовчан Д.В.2

'Ткач Ксения Вадимовна — магистрант;

2Мовчан Дмитрий Валерьевич — магистрант, кафедра компьютерных систем и сетей, факультет информатики и систем управления, Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана,

г. Москва

Аннотация: этап конструкторского проектирования электронных устройств определяется комплексом задач, связанных с преобразованием функциональных логических или принципиальных электрических схем в совокупность конструктивных узлов, между которыми устанавливаются необходимые пространственные, механические и электрические связи. Процесс компоновки включают в себя несколько алгоритмов, способных решить многие задачи. Одной из таких задач является задача минимизации числа межузловых соединений. Ключевые слова: компоновка узлов, межузловые соединения, минимизация, итерационный алгоритм.

Как известно, многоуровневый процесс компоновки может выполняться «снизу вверх» или «сверху вниз». Среди задач компоновки узлов можно выделить два характерных класса. К первому относятся задачи, в которых осуществляется разбиение схем на узлы с учетом таких ограничений, как количество элементов в узлах, число внешних выводов на узлах, суммарная площадь, занимаемая элементами и соединениями, и т.п. Главными критериями для такого разбиения являются: минимум числа образующихся узлов, минимум числа межузловых соединений или внешних выводов на узлах.

Второй класс образуют задачи компоновки, в которых, помимо конструктивных характеристик образующихся узлов, существенны и их функциональные характеристики.

С точки зрения вычислительной процедуры алгоритмы компоновки конструктивных узлов можно разделить на последовательные, параллельно-последовательные и итерационные [1]. Методом минимизации числа межузловых соединений является итерационным алгоритмом. Рассмотрим два узла Т; и Т (у=1, 2, ..., у). Приращение числа межузловых соединений при обмене местами элементов ех е Т; и еу е Т будет равно AL(х, у)=Dх + Бу—2гху, где характеристики Dx и Dу рассчитываются по матрице соединений R.

Опишем процесс выбора пары элементов ех и еу для обмена. Сначала определяются характеристики Dz для всех элементов е 2, принадлежащих Т ^ или Т ^

Далее находится пара элементов ех е Т; и еу е Т для которой ^ (х, у) =Dх + Бу—2гху принимает максимальное значение. Если ДЬ(хь у0>0, то производится обмен. В результате образуются узлы Т' ^ и Т ^

Зафиксировав положение элементов ех1 и еу1 соответственно в узлах Т'' и Т'2, выполняем аналогичный рассчет: для элементов из множеств ТА ех1 и Тj\еи определяем новую пару элементов для обмена ехг и еу2. Процесс обменов продолжается до тех пор, пока на очередном шаге 8+1 среди элементов Тех,, не найдется ни одной пары, для которой AL(х, у)> 0.

Узлы Т!1 и Т^ отвечают результату минимизации числа межузловых соединений между исходными узлами Т1 и

Рассмотрим пример на рисунке 1, иллюстрирующий описанную выше процедуру.

А В А В А В

а) исходный 6] результат 1-й итерации в) результат 2-й итерации

Рис. 1. Схема соединений связей элементов

Найдем характеристики D: D1=3, D2= -1, Dз= 1, D4=7, D5 = 3, D6=4, D7=1, D8=0. В таблице 1 представлены приращения АЬ (х, у) для всех возможных парных обменов.

Таблица 1. Приращения для всех возможных парных обменов

ex , ey (1,5) (1,6) (1,7) (1,8) (2,5) (2,6) (2,7) (2,8)

AL (х, у) 4 1 4 3 2 3 - 4 - 1

ex , ey (3,5) (3,6) (3,7) (3,8) (4,5) (4,6) (4,7) (4,8)

AL (х, у) - 4 5 2 1 10 1 8 1

В качестве первой пары обмениваемых элементов выбираем пару (4, 5) с AL (4, 5) = 10. Результат обмена показан на рис. 1,б. Для оставшихся элементов снова рассчитываем характеристики D: D'1= 1, D'2= -1, D'3= -5, D'6= -2, D7= 1, D'8= -6. Единственное положительное приращение соответствует обмену элементов 1 и 7: AL (1, 7) =2. Таким образом, суммарное приращение AL (4, 5) + AL (1, 7) = 12. Разбиение, полученное после обмена второй пары элементов, уже не удается улучшить ни одним парным обменом. Окончательный результат показан на рис. 1, в. Число соединений между узлами равно 6, тогда как в начальном разбиении оно было равно 18 [2].

Список литературы

1. Разевиг В.Д. Система проектирования печатных плат ACCEL EDA 15 (P-CAD 2000) / В.Д. Разевиг. М.: Солон-Р, 2000. 418 с.

2. Уваров А.Р. P-CAD 2000, ACCEL EDA. Конструирование печатных плат: учебный курс / А.Р. Уваров. СПб.: Питер, 2001. 320 с.

СЕРВЕР АВТОМАТИЧЕСКОГО ТЕСТИРОВАНИЯ Решатнева О.Н.

Решатнева Ольга Николаевна — магистрант, кафедра управления и информатики в технических системах, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Московский государственный технологический университет «СТАНКИН», г. Москва

Аннотация: в статье рассматривается тестирование с помощью сервера автоматического тестирования.

Ключевые слова: единая государственная информационная система обеспечения транспортной безопасности, сервер автоматического тестирования, тестирование.

Какую бы методологию ни использовала команда разработчиков программного обеспечения (ПО), для достижения максимальной эффективности и качества разрабатываемого обеспечения в процесс разработки необходимо включать тестирование. Тестирование — это проверка соответствия между реальным и ожидаемым поведением программы, осуществляемая на конечном наборе тестов, выбранном определенным образом. В проекте единая государственная информационная система обеспечения транспортной безопасности (ЕГИС ОТБ) разработка и выполнение тестов может занимать существенную часть времени. В связи с этим сокращение времени на выполнение тестов поможет выиграть некоторое время, которое поможет сократить человеческие ресурсы [1].

Единая государственная информационная система обеспечения транспортной безопасности

ЕГИС ОТБ это система, позволяющая для трех сегментов транспорта (железнодорожного, автомобильного и морского) осуществлять [2].

• сбор, обработку, накопление и хранение информации, а также предоставление доступа к ней [2];

• обеспечение информационного взаимодействия между оператором, поставщиками, пользователями и потребителями информации ЕГИС ОТБ [2];

• организацию совместного использования информационных ресурсов в области транспортной безопасности в рамках единого защищенного закрытого информационного пространства [2].

В состав ЕГИС ОТБ входят обработчики, которые обрабатывают три типа данных: справочные данные, расписания и персональные данные. Основная идея тестирования ЕГИС