Модель асинхронного процесса создания кадра с помощью цифровой фотокамеры

Задание

Выбрать вычислительный процесс и на его примере:

-построить метамодель “асинхронный процесс” и определить свойства исходного процесса на основе анализа метамодели;

-выполнить операции над процессом: репозиция, редукция, композиция, и оценить полученные результаты с практической точки зрения;

-построить предметную интерпретацию метамодели на основе сети Петри и сделать вывод о динамических характеристиках исходного процесса.

Оформление отчета

Цифровая фотокамера. Принцип создания кадра с помощью цифровой камеры

1. Проверяется наличие свободного места во внутренней памяти для одного кадра.

2. Производится экспозамер освещенности.

3. В соответствии с экспозицией устанавливается время выдержки, чувствительность матрицы, размер диафрагмы.

4. На матрице фиксируется изображение

5. Полученное изображение переносится во внутреннюю памят

Асинхронный процесс метамодель петри

Построение метамодели “асинхронный процесс”

В данном асинхронном процессе можно выделить следующие компоненты:

К – контроллер М – блок проверки памяти RM – регистр заполнения памяти D – Блок установки диафрагмы, чувствительности, выдержки. S – Экспонометр Mt – матрица E – Внутренняя память Сформируем множество ситуаций: S1=1000000 контроллер включен S2=1100000 проверки памяти на наличие свободной памяти для одного кадра S3=1010000 свободной памяти нет S4=1000100 производится экспозамер S5=1001000 установка в соответствии с экспозамером диафрагмы, время выдержки и чувствительность матрицы

S6=1000010 получение изображения на матрице

S7=1000001 запись изображения во внутреннюю память

Описание модели “асинхронный процесс”

Поставим нашему асинхронному процессу в соответствие четверку , в которой:

={S1 ,S2,S3,S4 ,S5,S6,S7}

I={S1,S2} Ситуация описывает начальный этап данного процесса включение камеры, который инициирует ход всего процесса.

Ситуация инициирует проверку на наличие свободной памяти и дальнейшую работу камеры.

R={S3,S7}

Ситуация описывает невозможность создания кадра.

Ситуация описывает, запись созданного кадра во внутреннюю память.

Первая траектория описывает процесс, результат которого -записанный во внутреннюю память созданный кадр.

Вторая траектория описывает процесс проверки наличие свободной памяти и как результат запись во внутреннюю память созданного кадра.

Третья траектория описывает невозможность создания кадра.

Четвертая траектория описывает процесс проверки наличие свободной памяти и как результат невозможность создания кадра из-за ее отсутствия.

АП эффективен, т. к. из инициаторов все траектории ведут в результанты и все траектории, приводящие к результантам, исходят из инициаторов.

Определим классы эквивалентности. Для множества можно определить отношение такое, что:

1) , ;

2) .

Отношение позволяет разбить множество на классы эквивалентности:

Так как мой АП – эффективный, то:

К начальным классам относится T1

К заключительным относится T3 и T7

Так как в этом АП каждый класс идет от начального в один и в разные заключительные классы эквивалентности, то процесс не управляемый.

Данный ЭАП не является простым, так как первая и вторая траектории содержат 2 инициатора.

Таким образом, АП P является эффективным, но не управляемым и не является простым.

Процесс не является простым т. к каждая траектория содержит больше чем один инициатор и результант.

Операции над процессами

Требуется описать процесс при котором происходит возврат к началу создания кадра через ситуацию стирания кадра в случае отсутствия свободного места во внутренней памяти.

Sd – описывает ситуацию стирания памяти для одного кадра.

Sd={1,0,0,0,0,0,1}

Инициатором является S3 т. к отсутствие свободной памяти инициирует дальнейший процесс={S3}

Результантом является S1 это повторение процесса создания кадра.

I’={S3} R’={S1} S’={S1,S3,Sd} F’={S3-> Sd, Sd->S1}

P’=<S’,F’.S’.R’>

Осуществленная репозиция является частичной, так как .

Редукция объединенная с исходным процессом

В результате мы получили процесс при в котором при отсутствии памяти стирается память для одного кадра и возобновляется процесс создания кадра.

Редукция

С помощью редукции требуется упростить процесс, с помощью редукции процесс путем исключения ситуации связанная с отсутствием свободной внутренней памяти.

В качестве входной компоненты возьмем 3-й и 7-й компонет

X={00,10,11}

X*={00,11}

Т. е выберем те ситуации при котором свободная внутренняя память всегда есть либо когда созданный кадр записан во внутреннюю память.

подходит

подходит

не подходит

не подходит

S(X*)={S1,S2,S4,S5,S6,S7}

I(X*)={S1,S2}

R(X*)={S7}

F(X*):

В этом упрощенном процессе будет рассматриваться только процесс создания кадра без учета того что свободного места в памяти для одного кадра нет.

Композиция

В виду того, что АП P2 элементарный, примем, что он совпадает со своей редукцией по входным компонентам

,

Сделаем редукцию процесса P1 по выходным компонентам.

X1={100,110,111}

X1*={100,111}

S*={S1,S2,S4,S5,S6,S7}

Подходит

подходит

не подходит

не подходит

S(X*)={S1,S2,S4,S5,S6,S7}

I(X*)={S1,S2}

R(X*)={S7}

Т. е получим процесс в котором отсутствует ситуация при котором нет свободной памяти, а кадр не создан

Производя сцепление процессов P1 и P2, получим процесс P3 ,который будет являться последовательной композицией процессов P1 и P2

={S1 ,S2,,S4 ,S5,S6,S7, ,}

I ={S1,S2}

В результате мы получили процесс создания кадра и запись его на внешнюю память.

Предметная интерпретация асинхронного процесса

N=<P, T,M0,H, F>,где

P={K, M,S, D,Mt, E}-конечное множество условий

T={ t1,t2,t3,t4,t5}- конечное множество событий

F(K, t1)=1;

F(M, t2)=1;

F(S, t3)=1;

F(D, t4)=1;

F(Mt, t5)=1;

H(t1,K)=1;

H(t1,M)=1;

H(t2,S)=1;

H(t3,D)=1;

H(t4,Mt)=1;

H(t5,E)=1;

M0={1,0,0,0,0,0}

Здесь местами являются компоненты процесса, а разметками – ситуации. Начальная разметка совпадает с ситуацией S1.

Данная сеть Петри ограниченная т. к при любой разметки M(p) 1,

Сеть является безопасной т. к для любой разметки для любого места p, M(p) 1. Данная сеть является живой, т. к. все ее переходы живы.

Все переходы в этой сети устойчивы, т. к. структура сети является линейной и из каждого условия дуги направлены только на один переход.

Заключение

В данной работе мы рассмотрели создание модели АП процесса создания кадра с помощью цифровой фотокамеры. На этой моделью произвели операции: репозицию, редукцию, композицию.

В редукции мы упростили вычисления и выделили процесс в линейный. Также построили сеть Петри по редукции и определили его свойства


Модель асинхронного процесса создания кадра с помощью цифровой фотокамеры