Архітектурні особливості і принципи побудови інтермережі. Багаторівнева ієрархічна структурно-інформаційна методика. Математичні моделі функціонування. Проектування обчислювання АСУ підприємства. Формалізація правил аналізу. Огляд програмних засобів.
Аннотация к работе
Актуальність роботи визначається необхідністю розробки інформаційної технології моделювання, орієнтованої на інтермережі АСУ, яка дозволяє на доступних технічних засобах у прийнятні часові терміни розраховувати характеристики функціонування інтермережі АСУ підприємства. Розвязання такої задачі зводиться до розробки відповідної системи моделювання і технологій їх використання в задачах проектування інтермереж АСУ. У свою чергу, побудова системи моделювання вимагає розробки структурно-інформаційних і математичних моделей функціонування інтермережі, а також методик їхньої побудови, параметризації і розрахунку. У другому розділі розроблена структурно-інформаційна модель інтермережі, яка є основою для кількісних оцінок характеристик мережі та її компонент і використовується на різних етапах проектування інтермережі. Аналіз моделей, які використовуються для відображення структури та інформаційних потоків різних систем показав, що в звязку з високою складністю інтермереж АСУ, найбільш результативним для побудови структурно-інформаційної моделей є використання запропонованої у роботі модифікації технології Structured Analysis & Design Technique (SADT).Показано, що існуючі інформаційні технології моделювання інтермереж АСУ вимагають великих часових витрат та потужних обчислювальних засобів і орієнтовані на дослідження мереж загального використання. Розроблена методика побудови структурно-інформаційної моделі інтермережі, що базується на запропонованій в роботі модифікації SADT технології побудови моделей складних систем. Суть модифікації SADT технології полягає у тому, що кожний елемент діаграми відображає компонент (групу компонентів) інтермережі. Дуги, які обєднують компоненти діаграми відображають інформаційні потоки, вимоги, які предявляються до комунікаційного обладнання, що використовується для підключення кожного компонента до інтермережі, а також характеристики самого компонента. Така методика дозволяє з використанням єдиного методологічного підходу розраховувати значення ряду системних мережних характеристик, як при проектуванні, так і при модернізації існуючої мережі.
Вывод
Проведений аналіз архітектурних особливостей існуючих інтермереж АСУ. Показано, що вони відносяться до класу регіональних мереж і мають ієрархічну структуру, при цьому на нижньому рівні знаходяться локальні мережі підрозділів. Великий набір апаратно-програмних засобів і мережних технологій, які використовуються при побудові інтермереж роблять процес проектування надзвичайно трудомісткою та складною задачею.
Показано, що існуючі інформаційні технології моделювання інтермереж АСУ вимагають великих часових витрат та потужних обчислювальних засобів і орієнтовані на дослідження мереж загального використання.
Розроблена методика побудови структурно-інформаційної моделі інтермережі, що базується на запропонованій в роботі модифікації SADT технології побудови моделей складних систем. При цьому структурно-інформаційна модель інтермережі є набір діаграм інтермережі та її компонент. Суть модифікації SADT технології полягає у тому, що кожний елемент діаграми відображає компонент (групу компонентів) інтермережі. Дуги, які обєднують компоненти діаграми відображають інформаційні потоки, вимоги, які предявляються до комунікаційного обладнання, що використовується для підключення кожного компонента до інтермережі, а також характеристики самого компонента.
Запропонована методика чисельного аналізу структурно-інформаційної моделі інтермережі та її компонент. Така методика дозволяє з використанням єдиного методологічного підходу розраховувати значення ряду системних мережних характеристик, як при проектуванні, так і при модернізації існуючої мережі.
Запропонована методика декомпозиції інтермережі підприємства на еквівалентні мережі підрозділів, яка дозволяє проводити моделювання інтермережі на рівні ЛОМ, що її складають. Суть методики полягає у введенні модулів віддалених серверів і віддалених абонентів до складу кожної декомпозіційної ЛОМ. Ці моделі відбивають взаємодію даної ЛОМ з іншими мережами.
Розроблені концептуальні і математичні моделі ЛОМ інтермережі з випадковим і детермінованим методами доступу до моноканалу, які надають можливості моделювання ЛОМ з використанням чисельних методів розрахунку. Запропонована методика їхньої параметризації з використанням стандартного програмного забезпечення моніторінгу ЛОМ.
Розроблена методика розрахунку математичних моделей, яка дозволяє у чисельній формі одержувати значення ймовірнісно-часових характеристик функціонування ЛОМ підрозділів з детермінованим методом доступу з використанням апарата марківськіх процесів.
Запропонована система моделювання ймовірнісно-часових характеристик функціонування інтермережі, в основі якій лежать розроблені методики створення структурно-інформаційних моделей та їх чисельного аналізу і математичних моделей ЛОМ та методик їх розрахунку. Дана система дозволяє автоматизувати процес побудови і розрахунку моделей інтермережі та її компонент.
Запропоновані методики використання системи моделювання в задачах проектування інтермережі АСУ підприємства. Застосування даних методик дозволяє проводити оптимальний вибір програмно-апаратних мережних засобів як на етапах проектування інтермережі, так і на етапах її модернізації.
Завдяки запропонованій системі моделювання і методик її використання при проектуванні ЛОМ з 20 абонентів і двох серверів часові витрати були зменшені на 50% у порівнянні з використанням для цього імітаційних методів моделювання.
Розроблена інформаційна технологія моделювання була застосована при проектуванні ЛОМ підрозділу управління Одеської залізниці, що дозволило скоротити на 70% строки та зменшити на 50% вартість проектних робот у порівнянні з існуючими технологіями проектування обчислювальних засобів підрозділів АСУ.
Список литературы
Нестеренко С.А., Шварц О.П. Региональные сети ЛВС / Труды Одесского политехнического университета. - 1996. - № 2. - С. 15 - 17.
Нестеренко С.А., Фомин Д.А., Шварц О.П. Система моделирования вероятностно-временных характеристик ЛВС SCAT / Труды Одесского политехнического университета. - 1997. - № 2. - С. 41 - 43.
Методы повышения пропускной способности ЛВС передачи данных С.А. Нестеренко, Д.А. Фомин, В.Ф. Шапо, О.П. Шварц / Автоматизация судовых технических средств. - 1997. - № 2. - С. 116 - 120.
Шварц О.П. Система моделирования ЛВС SCAT / Автоматизированные системы управления и приборы автоматики. - 1998. - Вып. 107. - С. 109 - 113.
Нестеренко С.А., Проценко И.В., Шварц О.П. Расчет характеристик функционирования ЛВС подразделения управления АСУ с использованием САПР "MODLAN for Windows" / Труды Одесского политехнического университета. - 1999. - № 1. - С. 216 - 218.
Шварц О. П. Інформаційна технологія моделювання інтермережі в задачах проектування АСУ підприємства. - Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.06 - ?втоматизовані системи управління і прогресивні інформаційні технології. Одеський державний політехнічний університет, Одеса, 1999.
Дисертація присвячена розробці інформаційної технології моделювання інтермережі, що дозволяє визначати оптимальний набір технічних і програмних засобів для її побудови як на етапі первинного проектування, так і при проведенні модернізації існуючої мережі. Для вирішення даної задачі в рамках дисертаційної роботи були розроблені: методика побудови, параметризації і чисельного аналізу структурно-інформаційної моделі інтермережі; методика побудови, параметризації і розрахунку математичних моделей для ЛОМ із випадковим і детермінованим методами доступу; система моделювання ймовірнісно-часових характеристик функціонування інтермережі та методики її використання на різних етапах проектування.
Ключові слова: інтермережа АСУ; структурно-інформаційна модель; автоматизована система моделювання.
Shvartc O. P. Information technology of modeling WAN in tasks of designing of a MIS of the enterprise. - Manuscript.
The dissertation on competition of a scientific degree of the candidate of engineering science on a specialty 05.13.06 - Automated control systems and progressive information technologies. Odessa state polytechnic university, Odessa, 1999.
The dissertation is devoted to development of information technology of modeling WAN, allowing to define a set technical and software for its construction, both at a stage of primary designing, and at realization of modernization of an existing network. For the decision of the given task in frameworks dissertation of work were developed: a technique of construction, parameters and numerical analysis structural - information models WAN; a technique of construction, parameters and account of mathematical models for LAN with the casual and determined method of access; system of modeling of the probability-temporary characteristics of functioning WAN and techniques of its use on various design stages.
Key words: WAN a MIS; structural-information model; the automated system of modeling.
Шварц Олег Петрович. Информационная технология моделирования интерсети в задачах проектирования АСУ предприятия. - Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.13.06 - Автоматизированные системы управления и прогрессивные информационные технологии. Одесский государственный политехнический университет, Одесса, 1999.
Диссертация посвящена разработке информационной технологии моделирования интерсети, позволяющей определять оптимальный набор технических и программных средств для ее построения как на этапе первичного проектирования, так и при проведении модернизации существующей сети.
Вычислительные средства современных АСУ крупных промышленных и транспортных предприятий реализуются в виде территориально распределенных интерсетей компьютеров. Высокая сложность таких сетей и жесткие ограничения, накладываемые на временные характеристики их функционирования, делают процесс проектирования сети чрезвычайно трудоемкой нетривиальной задачей.
Актуальность работы определяется необходимостью разработки информационной технологии моделирования, ориентированной на интерсети АСУ, которая позволяет на доступных технических средствах в приемлемые временные сроки рассчитать характеристики функционирования интерсети АСУ предприятия.
Решение такой задачи сводится к разработке соответствующей системы моделирования и технологии ее использования в задачах проектирования интерсети АСУ.
В свою очередь разработка системы моделирования требует разработки структурно-информационных и математических моделей функционирования интерсети, и также методик их построения, параметризации и расчета.
Целью исследования является снижение временных и стоимостных затрат при проектировании вычислительных средств АСУ предприятия благодаря использованию новой информационной технологии моделирования интерсети.
Данная цель достигается решением следующих задач: исследование архитектурных особенностей и принципов построения интерсетей АСУ;
разработка методик построения многоуровневых иерархичных структурно-информационных моделей для описания интерсетей АСУ и ее подразделений;
формализация правил анализа структурно-информационных моделей вычислительных средств АСУ для количественных оценок разных вариантов построения интерсети в целом и ее компонент;
разработка методики построения математических моделей функционирования ЛВС интерсети АСУ со случайным и детерминированным методом доступа к моноканалу, а также методов их параметризации и расчета;
разработка системы моделирования вероятностно-временных характеристик функционирования интерсетей АСУ;
разработка методик моделирования вероятностно-временных характеристик функционирования интерсетей в задачах проектирования вычислительных средств АСУ предприятия.
Научная новизна полученных результатов работы: разработаны структурно-информационные модели для ЛВС подразделений и интерсети в целом;
разработаны математические модели функционирования ЛВС интерсети со случайным и детерминированным методом доступа к моноканалу;
предложен декомпозиционный подход к моделированию вероятностно-временных характеристик интерсети предприятия.
Практическое значение работы: информационная технология моделирования была использована при проектировании ЛВС подразделения управления Одесской железной дороги, что позволило сократить сроки и уменьшить стоимость проектных работ;
теоретические и практические результаты работы были использованы в методических указаниях по дисциплине "Сети ЭВМ" для специальностей "Компьютерные интеллектуальные системы и сети" и "Автоматизированные системы управления" Одесского государственного политехнического университета.
Ключевые слова: интерсеть АСУ; структурно-информационная модель; автоматизированная система моделирования.