CONCEPT OF HARDWARE ACCELERATION IN SOLVING COMBINATORIAL OPTIMISATION PROBLEMS IN AUTOMATED PROCESS CONTROL SYSTEMS

Новые вычислительные парадигмы привлекают значительное внимание в условиях экспоненциального роста требований к обработке информации.Значительная часть прикладных задач относится к классу NPтрудных, что существенно осложняет получение оптимальных решений с использованием традиционных архитектур.Цель исследования -исследование особенностей и разработка эффективных способов аппаратного ускорения для повышения производительности и снижения временных затрат при решении задач комбинаторной оптимизации в автоматизированных системах управления технологическими процессами.В исследовании использованы модели типовых задач комбинаторной оптимизации в автоматизированных системах управления технологическими процессами с дискретными ограничениями и жесткими временными требованиями.Методология включает системный анализ вычислительных процессов, сравнение последовательной программной реализации алгоритмов с аппаратным ускорением и оценку временной эффективности через математическое моделирование и анализ параллельных архитектур.В статье разработана структурно-функциональная организация гетерогенной вычислительной системы, реализующая физическую декомпозицию задач управления и потокового комбинаторного поиска на базе специализированного аппаратного ускорителя.Предложена математическая модель вычислительного конвейера, подтверждающая достижение детерминированного времени реакции и кратное снижение латентности за счет параллельной аппаратной фильтрации недопустимых вариантов решений.Предложенное решение создает концептуальный базис для унификации аппаратных ускорителей в составе перспективных автоматизированных систем управления технологическими процессами, открывая возможности для внедрения интеллектуальных методов управления в критически важные отрасли промышленности.