Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Berechnung von ballistischen Flugbahnen. In Folge dessen werden die Differentialgleichungssysteme unterschiedlicher ballistischer Modelle ausführlich vorgestellt. Die Lösung der Differentialgleichungen erfolgt ausschließlich numerisch und unter Verwendung klassischer sowie moderner Integrationsmethoden. Dabei wird jedes Integrationsverfahren hinsichtlich Leistungsfähigkeit und Implementierbarkeit untersucht und bewertet. Um eine Kompilierbarkeit auf einer möglichst großen Anzahl verschiedener Rechnerarchitekturen zu gewährleisten, wurden die Implementierungen aller vorgestellten Algorithmen in ANSI-C vorgenommen. Dies ermöglichte eine Laufzeituntersuchung der Feuerleitung auf einem breiten Hardwarespektrum. Darunter befinden sich konventionelle und innovative Architekturen, welche erst seit kurzer Zeit in wissenschaftlichen Berechnungen Verwendung finden. Darüber hinaus werden verschiedene Parallelisierungsmöglichkeiten ausführlich vorgestellt und bewertet. Ferner erfolgt auch ein Assessment von verschiedenen eingebetteten Systemen und es konnte der Nachweis erbracht werden, dass moderne Mikrocontroller in der Lage sind, eine Feuerleitung auf Basis eines aufwendigen ballistischen Modells zu berechnen. Dabei werden vor allem die notwendigen Echtzeitbedingungen definiert und untersucht.
This thesis deals with the calculation of ballistic trajectories. As a consequence, an in detail presentation of differential equations from several ballistic models is given. The solution of the differential equations is exclusively done using classic and modern methods of numerical integration. In the course of that, every shown method is examined with regard to efficiency and ease of implementation. To ensure a compilability to the largest possible number of different computer architectures, all algorithms are written in plain ANSI-C. This enables a runtime investigation of a fire control software on a wide variety of hardware. Among that hardware are conventional and innovative hardware architectures, which are relatively new in scientific computing. In addition, a detailed discussion of various parallelization options is given. This includes an evaluation of every shown parallelization option. Furthermore, an assessment of various embedded systems was done and it was possible to provide evidence that modern micro-controllers are able to calculate a fire control solution based on a complex ballistic model. As a result of that, the required real-time conditions where defined and analyzed.
Implementierungsoptionen und Leistungspotentiale von parallelen Feuerleitalgorithmen auf konventionellen und innovativen Rechnerarchitekturen
Options of implementation and performance potential of parallel fire control algorithms on conventional and innovative computer architectures
2014
185 Seiten, Bilder, Tabellen, 97 Quellen
Hochschulschrift
Deutsch
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