仪器仪表研发过程存在问题及工作流建模

【摘要】仪器仪表研发过程中的任务分配，程序执行时间是研发水平判断的基准之一，而工作流建模的合理性与否，决定了仪器仪表所分配的任务是否相匹配，譬如性能度量、任务移动、数据移动等。为保持仪器仪表研发质量，文章将在分析仪器仪表研发过程中存在问题的基础上，研讨相关的工作流建模方法，尝试性融入到仪表仪器仿真实际应用当中。

【关键词】仪器；仪表；研发；问题；工作流；建模

1.仪器仪表研发过程中存在的问题分析

1.1全局性问题

仪表仪器研发过程中的全局信息，所采用的工作流平衡策略，关系到仪器仪表全局功能的实现，研发时将全部的仿真性能情况，直接发给到工作流模型当中，其中在全局集中式机制中，计算了任务分布与移动情况之后，将指令发送到工作流模型当中，但通常情况下，由于没有指明具体的任务接收者和任务转移量，以致无法转换为静态等待，在接收全部仿真任务量，信息难以维持平衡。

1.2局部性问题

在兼顾研发全局的基础上，仪器仪表研发过程中局部的仿真信息，通过处理机物理方面的邻近性进行划分的，期间各组信息以K-book的方式形成，在执行期间，每个处理机速度具有差异性。但如果未能将局部策略进行科学划分，那么可能增加工作流模型发送和接受信息的性能，即时重复发布指令，都存在信息遗漏的隐患。

1.3驱动性问题

驱动策略和混合驱动策略两种，前者根据工作流模型所创建的仿真任务，将仿真任务信息传送给指定节点，其传送节点对象的选择，但在定期询问时，一旦任务数量出现变动，任务可能无法保持在负载平衡调度负担范围内，从而容易被空闲节点所干扰；后者综合考虑接收者和发送者的情况，结合负载状态的变化情况，记录下任务的节点号，但如果新任务请求没有办法自动更新，则节点之间驱动信息传送可能互相干扰。

2.仪器仪表研发过程中工作流建模的方法

2.1工作流建模算法提出

由于仪器仪表研发时，要求保持工作流数据传输之间的兼容和平衡，因此工作流建模的相关计算，相应算法要考虑到算控制情况，其中最为常见的算法有最

少连接法、最快响应法、流量节点法，但为了与仪器仪表实时运行环境互相兼容，笔者认为所选用的算法，应兼顾发送者、接收者的信息平衡，尽管可以在时间层面不作出限制性要求，但仍然要结合细粒度任务和负载迁移的进程，如果选用算法不能够保证仪器仪表负载平衡的效率和时延，则表示该种算法不适用。综合以上的种种要求，笔者认为全局集中控制的负载平衡计算方法，在仪器仪表实际研发时比较适用，这种方法不仅能够建立负载平衡控制的任务分配表，而且能够在仪器仪表研发过程中，对相应的负载平衡数据，进行因地制宜地灵活调整。

2.2工作流建模算法描述

算法描述是以说明的形式，辩证分析仪器仪表负载平衡调度的优缺点，进而总结出仿真算法的思想。其中仿真算法描述的切入口，可从计算机的任务度量大小入手，不同级别的计算机度量任务，在作业、进程、数据、指令各级别当中反映出来，其中度量粒度越低，则说明负载平衡调度的惯性越小，集中式算法所描述的负载平衡，可规避计算节点受到复杂节点关系的干扰，进而优化和拓展算法，譬如测量型号仪器仪表使用时的信息传递，集中式算法以“多对一”的信息发送方式，能够降低仿真网络通信的负载。

2.3工作流建模算法实现

任务分配表生成算法，以数据通道的方式，进行生成任务的均等划分，同时将计算节点号和进程号等，作为通道的标签，在任务分配时，要考虑数据通道的增减，但如果出现计算节点失效，需要将其迁移到对应通道上，其中所包含的算法流程内容，包括初始化、生成标志、分配信息、通道注册、循环标志、续载标志等，即在初始化之后，检查生成标签的情况，然后还原分配信息，在分完通道后，保存好分配信息并结束分配，但如果通道没有分完，则要检查注册通道的循环标签情况、告警标志和续载标志等。而仿真负载平衡调度策略，需重点考虑算法调度的时间，在任务初次分配时，根据通道的变动情况，检查数据通道的数据特性，以及控制中心是否存在异常信息。

2.4工作流建模测试评估

一方面是仪表仪器研发信息流程的理顺，整个工作信息流程，分为通信中心、控制信息和计算中心，其中通信中心与控制中心之间通道信息和控制信息，控制中心将任务调度至计算中心中，两者保持数据信息的畅通；另一方面是在时统周期内，控制中心将采集的计算数据，以动态任务的方式分配，期间包括处理数据选择、处理方式、结果消息取向等，均为算法测试和评估的重点，适时分别针对任务初次分配、数据通道异常、单个计算节点异常几种测试情形，确定每种情形负载平衡延时的最大值和最小值。

3.结束语

综上所述，仪器仪表研发过程中工作流建模，主要根据仪器仪表研发信息来源予以区分，一般划分全局策略、局部策略、驱动策略，工作流建模就是在采取

这些策略的基础上，根据策略分析结果，在动态任务分配表的基础上，分别通过算法提出、描述、实现、测试评估，为工作流建模提供科学合理依据。

参考文献

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