A. P. Fisun, V. J. Fisenko перспективные направления развития методологии анализа и синтеза распределённых систем обмена данных



Скачать 104.75 Kb.
Дата27.11.2012
Размер104.75 Kb.
ТипАнализ




УДК 621.391
А.П. Фисун, В.Е. Фисенко

A.P. FISUN, V.J. FISENKO
перспективные направления развития

методологии анализа и синтеза РАСПРЕДЕЛЁННЫХ СИСТЕМ ОБМЕНА ДАННЫХ

FUTURE TRENDSMETHODOLOGY ANALYSIS AND SYNTHESIS

OF DISTRIBUTED DATA INTERCHANGE
В статье предлагаются новые перспективные направления развития методологии анализа и синтеза распределенных систем обмена данных (РСОД) на основе способа, давно известного и применяемого в математике, а именно, размена вычислительной сложности на точность измерений. Данный подход позволяет перейти непосредственно к разработке на его основе новых методов оценки надежности РСОД с уменьшенной вычислительной сложностью.

Ключевые слова: распределенные системы обмена данных, информационное направление, надежность информационного направления.
In clause new perspective directions of development of methodology of the analysis and synthesis of the distributed systems of data exchange (DSDE) on the basis of a way for a long time known and applied in the mathematician, namely, exchange of computing complexity on accuracy of measurements are offered. The given approach allows to pass directly to development on its basis of new methods of an estimation of reliability DSDE with the reduced computing complexity.

Keywords: the distributed systems of data exchange, an information direction, reliability of an information direction.
Проведенный анализ [1-5] состояния методологии анализа и синтеза РСОД показал актуальную необходимость ее дальнейшего развития, и в первую очередь, по разработке методов оценки надежности информационных направлений частично коммутируемых и коммутируемых РСОД в реальном масштабе времени.

Анализ известных методов рас­чета надежности РСОД [1,2] показывает, что применение их для оценки надежности РСОД в реальном масштабе времени является практически невыполнимой задачей из–за большого числа элементов составляющих РСОД, показатели надежности которых непосредственно используются при проведении расчетов. К таким элементам, по которым производится оценка надежности РСОД, в первую очередь относятся:

- пути передачи информации, составляющие информационное направление РСОД;

- ребра, составляющие пути передачи информации в информационном направлении РСОД;

- сечения информационного направления, по которым осуществляется передача информации РСОД;

- ребра, составляющие сечения информационного направления РСОД по которым осуществляется передача информации.

При увеличении размерности РСОД количество этих элементов резко возрастает, что в конечном итоге и не позволяет использовать известные методы расчета [3,4] для оценки надежности РСОД в реальном масштабе времени.


Таким образом, для достижения цели поставленной в диссертационном исследовании необходима новая концепция анализа надежности РСОД

На основе проведенного анализа состояния методологии оценки надежности РСОД и предлагаются два основных перспективных направления развития методологии анализа и синтеза РСОД, а именно:

- направление, развивающие методологию анализа и синтеза РСОД в области методологии оценки надежности частично коммутируемых РСОД реального времени;

- направление, развивающие методологию анализа и синтеза РСОД в области методологии оценки надежности коммутируемых РСОД реального времени.

Из [1,4] известно, например, что рост количества ребер в сечении информационного направления коммутируемой РСОД с увеличением его ранга происходит по логарифмическому закону, что и объясняет невозможность применения существующих методов оценки показателей надежности на коммутируемых сетях большого масштаба, из–за стремительного роста вычислительной сложности данных методов (для многих методов также по логарифмическому закону). Поэтому основным требованием к разрабатываемым методам оценки показателей надежности на частично коммутируемых и коммутируемых сетях большого масштаба является минимальный рост их вычислительной сложности при значительном увеличении масштабов оцениваемой сети. Наилучшим вариантом было бы достижение полной независимости вычислительной сложности новых методов от размерности РСОД.

Из выше сказанного вытекает, что вычислительную сложность процесса оценки надежности информационного направления РСОД по сравнению с классическими методами можно уменьшить на основе следующих подходов:

- уменьшением количества путей передачи информации составляющих информационное направление, которые используются при оценке надежности информационного направления РСОД;

- уменьшением количества ребер, составляющих пути передачи информации в информационном направлении, которые используются при оценке надежности информационного направления РСОД;

- уменьшением количества сечений информационного направления, по которым осуществляется передача информации, и которые используются при оценке надежности информационного направления РСОД;

- уменьшением количества ребер, составляющих сечения информационного направления, по которым осуществляется передача информации, и которые используются при оценке надежности информационного направления РСОД.

Однако возможно ли использование данных подходов при разработке новых методов оценки показателей надежности на частично коммутируемых и коммутируемых РСОД в реальном масштабе времени?

При анализе и синтезе РСОД с целью разработки новых подходов к оценке их надежности, как показано в [1,3,5], к числу наиболее важных и ответственных элементов их проведения относится математическое моделирование самих РСОД. Процесс выбора математической модели объекта за­канчивается ее предварительным контролем. При этом осу­ществляются следующие виды контроля: размерностей; по­рядков, характера зависимостей, экстремальных ситуаций, граничных условий, математической замкнутости, физиче­ского смысла, устойчивости модели.

Контроль физического смысла сводится к проверке физического содержания промежуточных соотношений, используемых при построении математической модели.

Контроль порядков направлен на упрощение мо­дели. При этом определяются порядки складываемых ве­личин и явно малозначительные слагаемые отбрасыва­ются.

Контроль характера зависимостей сводится к проверке направления и скорости изменения одних ве­личин при изменении других. Направления и скорость, вытекающие из математической модели, должны соответ­ствовать физическому смыслу задачи.

Контроль экстремальных ситуаций сводится к проверке наглядного смысла решения при приближении параметров модели к нулю или бесконечности.

Контроль граничных условий состоит в том, что проверяется соответствие математической модели граничным условиям, вытекающим из смысла задачи. При этом проверяется, действительно ли граничные условия поставлены и учтены при построении искомой функции и что эта функция на самом деле удовлетворяет таким условиям.

Контроль математической замкнутости сводится к проверке того, что математическая модель дает однозначное решение.

Контроль устойчивости модели состоит в проверке того, что варьирование исходных данных в рамках имеющихся данных о реальном объекте не приведет к существенному изменению решения.

Контроль размерностей сводится к проверке выполнения правила, согласно которому приравниваться и складываться могут только величины одинаковой размер­ности.

При этом контроле определяются порядки складываемых ве­личин и явно малозначительные слагаемые должны отбрасыва­ться.

Вклад в повышение надежности информационного направления РСОД каждого дополнительно включаемого в него пути, с увеличением числа путей, резко уменьшается, и на каком–то этапе становится несоизмеримым с вкладом в надежность первых путей информационного направления [1-2]. То есть в соответствии с требованиями предварительного контроля, а именно контроля порядков, эти явно малозначительные слагаемые должны отбрасыва­ться. Необходимо учесть также и то, что в подавляющем большинстве случаев при выборе метода исследования руководствуются принципом соответствия внешнего и внутреннего правдоподобия, аналогичным известному правилу приближенных вычислений: степень точности вычислений должна соответствовать степени точности исходных данных.

Разработка моделей в основном опирается на аксиоматические методы [1,4]. Блок аксиом формируется на основе объективных законов, определяющих форму и тип связи между элементами РСОД. В этом отношении выбирается наиболее простой тип логической связи, проявляющийся при любых условиях функционирования РСОД, как внутренних, так и внешних. В отдельных случаях, для расширения области исследования, при формировании аксиом используется более слабый тип отношений, проявляющихся в форме закономерностей.

Предполагается, что, рассчитывая надежность информационного направления, с учетом всех составляющих его путей мы получаем точный результат, однако такое предположение является справедливым лишь в случае, когда при расчетах используются точные исходные данные. Такие случаи в реальных РСОД практически не встречаются, так как сами исходные данные (например: коэффициент исправного действия канала КИД) определяются и фиксируются с точностью до 0,01. С этой же точностью задаются и требования к системе связи [1,2,5].

Сформулируем эти сведения в виде следующих аксиом.

Аксиома 1. Для получения точных результатов при расчетах надежности информационных направлений РСОД необходимо учитывать все составляющие их пути, ребра и сечения при использовании абсолютно точных исходных данных.

Аксиома 2. Абсолютно точные исходные данные по надежности составляющих их путей, сечений и ребер для реальных сетей связи практически не встречаются, а определены с заданной точностью (например, с точностью до 0,01).

Аксиома 3. С указанной в аксиоме 2 точностью задаются и требования к информационным направлениям РСОД.

Таким образом, вклад в повышение надежности информационного направления РСОД каждого дополнительно включаемого в него пути (сечения, ребра), с увеличением числа путей (сечений, ребер) резко уменьшается, и на каком–то этапе становится сначала соизмеримым, а затем значительно меньше требований предъявляемых к точности, как исходных данных, так и параметров РСОД.

На основании этих аксиом можно сделать вывод – при расчете показателей надежности информационных направлений с учетом всех составляющих их путей и сечений точность получаемых результатов превышает не только точность исходных данных, но и требуемую точность результатов. На этом основании представляется возможным такие пути (сечения), уже не оказывающие влияния на требуемую точность результатов, из расчетов исключить. То есть, за счет уменьшения точности результатов расчета показателей надежности информационных направлений РСОД, но не ниже требуемой (заданной), можно уменьшить количество путей, по которым производится расчет, что в свою очередь ведет к снижению вычислительной сложности этой задачи. Применение высокоточных методов поиска такого экстремума нерационально. Громоздкие точные вычисления в этом случае создают лишь иллюзию точности, причем достаточно дорогостоящую. Все это и позволило предложить авторам новую концепцию оценки надежности РСОД основанную на способе, давно известном и применяемом в математике, а именно, размена вычислительной сложности на точность измерений [1,4].

Предложенная концепция оценки надежности РСОД не только не противоречит высказанным выше подходам к путям снижения вычислительной сложности процесса оценки надежности информационных направлений РСОД, но и позволяет их достичь, а именно:

- уменьшать количество путей передачи информации составляющих информационное направление РСОД, которые используются при оценке надежности информационного направления;

- уменьшать количество ребер, составляющие пути передачи информации в информационном направлении РСОД, которые используются при оценке надежности информационного направления;

- уменьшать количество сечений информационных направлений РСОД, по которым осуществляется передача информации, и которые используются при оценке надежности информационных направлений;

- уменьшать количество ребер, составляющие сечения информационных направлений РСОД, по которым осуществляется передача информации, и которые используются при оценке надежности информационных направлений.

Пути и сечения, обеспечивающие расчет надежности информационных направлений РСОД с точностью не ниже требуемой будем называть приоритетными. Для использования в дальнейшем авторами даны следующие определения приоритетных путей и приоритетных сечений.

Определение 1. Приоритетными путями называются пути обеспечивающие расчет надежности информационных направлений частично коммутируемой РСОД с точностью не ниже требуемой.

Определение 2. Приоритетными сечениями называются сечения информационных направлений коммутируемой РСОД, обеспечивающие расчет их надежности с точностью не ниже требуемой.

Таким образом, в теорию надежности введены новые базовые понятия – приоритетные пути и приоритетные сечения. Эти понятия, в совокупности с предложенной выше концепцией оценки надежности РСОД, основанной на способе размена вычислительной сложности на точность измерений, и позволяют вплотную подойти к разработке новых методов оценки надежности, требующих значительно меньшего вычислительного ресурса, и применение которых позволит производить оценку надежности РСОД в реальном масштабе времени.

Для оценки надежности частично коммутируемых РСОД в реальном масштабе времени и предлагается разработать метод приоритетных путей, а для коммутируемых РСОД – метод приоритетных сечений.

Решение задачи, по разработке метода приоритетных путей будем основывать на предлагаемой гипотезе: ”О возможности оценки надежности информационных направлений частично коммутируемых РСОД с требуемой точностью по их приоритетным путям”.

Использование при расчетах из всего массива путей только приоритетных и предлагается положить в основу нового метода оценки надежности РСОД – метода оценки надежности частично коммутируемых РСОД по приоритетным путям (метода приоритетных путей).

Заключение. Проведенный анализ состояния методологии анализа и синтеза РСОД показывает актуальную необходимость ее дальнейшего развития, и в первую очередь в направлении разработки методологии анализа и синтеза РСОД реального времени.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Фисенко, В.Е. Оценка надежности информационно–телекоммуникационных систем в реальном масштабе времени на основе приоритетных методов [Текст]: монография / В.Е. Фисенко, А.П. Фисун, В.В. Митяев. - Орел: ОГУ, 2007. - 191 с.

2. Фисун, А.П. Развитие методологических основ информатики и информационной безопасности систем [Текст]: монография / А.П. Фисун, В.Е. Фисенко [и др.]; под ред. А.П. Фисуна; Орл. гос. ун-т. - Орел, 2004. - 252 с. - Деп. в ВИНИТИ 07.07.04, № 1165-В2004.

3. Фисун, А.П. новые подходы к снижению вычислительной сложности оценки надежности элементов частично коммутируемых ИТКС [Текст] / В.Е. Фисенко, А.П. Фисун // Информационные системы и технологии. - 2010. – № 4 [60] июль-август. – С. 134 – 137.

4. Фисенко, В.Е. Математические аспекты снижения вычислительной сложности оценки надежности информационно–телекоммуникационных систем [Текст] / В.Е. Фисенко // Социально-экономические и технические системы. - 2008. - Т.47, № 4. - С. 28-32.

5. Фисенко В.Е. Новая концепция оценки надежности больших информационно-телекоммуникационных систем [Текст] / В.Е. Фисенко // Изв. Тул. гос. ун-а. Серия «Вычислительная техника». - Тула, 2006. - Вып. 1. - С. 161-165.

Фисун Александр Павлович

государственный университет – учебно-научно-производственный комплекс, г. Орел

Доктор технических наук, профессор, профессор кафедры «Электроника, вычислительная техника, информационная безопасность»

Тел. (4862) 42-15-56

Сот.8-910-307-00-81

E-mail: fisun01@pisem.net
Фисенко Виктор Евгеньевич

государственный университет – учебно-научно-производственный комплекс, г. Орел

Кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры «информационные системы»

Тел. (4862) 36-47-36

Сот.8-910-303-52-72

E-mail: fisenko_v@mail.ru

Похожие:

A. P. Fisun, V. J. Fisenko перспективные направления развития методологии анализа и синтеза распределённых систем обмена данных iconСпецкурс "Архитектура распределенных систем программного обеспечения "
Понятие распределенных систем программного обеспечения. Виды и свойства распределенных систем программного обеспечения. Виды архитектуры...
A. P. Fisun, V. J. Fisenko перспективные направления развития методологии анализа и синтеза распределённых систем обмена данных iconС. П. Ковалёв Семестровый курс «Современные методы распределенных вычислений» для студентов X семестра факультета информационных технологий Новосибирского государственного университета Программа
Инженерия распределенных информационно-вычислительных систем: прошлое, настоящее, будущее. Шаблоны проектирования распределенных...
A. P. Fisun, V. J. Fisenko перспективные направления развития методологии анализа и синтеза распределённых систем обмена данных iconЕдиная периодическая система химических элементов
В этом разделе приведены основные сведения о Единой методологии анализа и синтеза систем любой природы, необходимые для понимания...
A. P. Fisun, V. J. Fisenko перспективные направления развития методологии анализа и синтеза распределённых систем обмена данных iconУчебная программа Дисциплины р6 «Операционные системы» по специальности 090302 «Информационная безопасность телекоммуникационных систем»
Рассматриваются вопросы организации долговременного хранения информации. Подробно рассматриваются наиболее распространенные современные...
A. P. Fisun, V. J. Fisenko перспективные направления развития методологии анализа и синтеза распределённых систем обмена данных iconЭволюционные алгоритмы для автоматизации проектирования распределенных систем обработки информации и управления
В работе описывается поход к автоматизации моделирования распределенных систем с помощью Марковских процессов и выбора эффективных...
A. P. Fisun, V. J. Fisenko перспективные направления развития методологии анализа и синтеза распределённых систем обмена данных iconРазвитие слогового анализа и синтеза
Несформированность языкового анализа и синтеза выражается в виде нарушений процессов чтения и письма
A. P. Fisun, V. J. Fisenko перспективные направления развития методологии анализа и синтеза распределённых систем обмена данных iconЛекции Распределенные системы: задачи, терминология принципы функционирования. Часто используемые термины. Типичные архитектуры построения распределенных систем
Практическое знакомство с принципами разработки распределенных систем, с использованием современных технологий
A. P. Fisun, V. J. Fisenko перспективные направления развития методологии анализа и синтеза распределённых систем обмена данных iconНекоторые выкладки, касающиеся лагранжиана для распределенных систем
Лагранжа (главным образом для распределенных систем). Аналогичных выкладок в литературе по механике и вариационному исчислению я...
A. P. Fisun, V. J. Fisenko перспективные направления развития методологии анализа и синтеза распределённых систем обмена данных iconПрограмма дисциплины «Введение в технологии распределенных вычислений»
Целью дисциплины является ознакомление студентов с основными технологиями построения распределенных вычислительных систем. В рамках...
A. P. Fisun, V. J. Fisenko перспективные направления развития методологии анализа и синтеза распределённых систем обмена данных iconРазработка программного обеспечения для пзс-систем на основе uml-моделирования
Поэтому подобную систему управления и сбора данных можно отнести к классу параллельных приложений с элементами приложений реального...
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org