Введение к работе
Иерархические структуры широко применяются при построении
систем передачи и обработки информации, например, при построении
опорных сетей телекоммуникационных систем, многоуровневых
автоматизированных систем управления и корпоративных
вычислительных сетей различного назначения.
Популярность иерархических структур обусловлена простотой технической реализации и управления потоками данных, имеющимся опытом практического применения и большим количеством практических приложений..
При формировании и анализе иерархической структуры для системы с большим количеством элементов и жесткими информационными связями между элементами, возникает задача выделения уровней, группировки элементов по уровням и установления связей. Даная задача должна решаться при выполнении ограничений, связанных с принадлежностью элементов к заданным группам (кластеризация), с возможностью минимизации транзитных потоков данных и выполнения требований по допустимой загрузке каналов связи и коммуникационного оборудования. Известные методы кластерного анализа ориентированы, в основном, на проведение разбиений множества элементов по признаку их близости друг к другу с учетом заданных критериев близости. Эти методы часто мало пригодны для решения специфических задач структурного синтеза систем передачи и обработки информации, не учитывают ограничений, связанных с параметрами аппаратуры и каналов связи, возможности связи кластеров между собой.
Все это требует разработки новых методов и математических моделей, позволяющих решать задачи реальной размерности и вычислять
требуемые характеристики иерархических многоуровневых систем передачи и обработки информации в зависимости от их структуры.
Поскольку число подобных систем постоянно возрастает, увеличиваются их размерность и сложность реализуемых алгоритмов обработки информации, тематика диссертации, посвященная разработке методов анализа иерархических систем передачи и обработки информации, актуальна и имеет важное практическое значение.
Цель работы
Целью работы является исследование иерархических систем и создание методов анализа и синтеза многоуровневых иерархических структур, позволяющих формировать структуры с заданными свойствами, проводить расчет характеристик и оценку качества систем.
Задачи исследований.
В соответствии с поставленной целью, основными задачами, решаемыми в диссертации, являются:
исследование свойств иерархической системы, определение основных задач формирования и анализа многоуровневой иерархической структуры, определение множества характеристик системы и установление их связей со структурой и параметрами системы;
разработка математических моделей для анализа иерархической структуры, расчета характеристик системы;
разработка критериев и постановка задач структурного синтеза иерархической системы;
создание, с использованием разработанных методов и моделей, структуры системы передачи и обработки информации Национального морского университета Вьетнама.
На защиту выносятся:
-
Результаты анализа иерархических систем передачи и обработки информации, выявляющие основные свойства систем, взаимосвязи между структурными решениями и характеристиками системы.
-
Методы и постановки задач формирования многоуровневой иерархической структуры путем кластеризации элементов на каждом уровне и установления связей, с учетом заданной системы ограничений.
-
Комплекс математических моделей для описания структуры и расчета характеристик иерархической системы.
-
Метода практической реализации иерархической структуры системы в условиях конкретного предприятия.
Научная новизна полученных результатов состоит в выявлении связей между параметрами и характеристиками иерархической системы, установлении закономерностей во взаимодействии элементов иерархической структуры, и использовании этих данных для постановки задач и разработки комплекса математических моделей для расчета характеристик системы, описания процесса кластеризации (разбиения) заданного множества элементов.
Полученные результаты обобщают и развивают известные данные в области анализа иерархических структур, поскольку позволяют решать задачи группировки элементов (кластеризации) на каждом уровне и устанавливать связи между элементами (группами) внутри и между уровнями.
Практическая ценность результатов диссертации заключается в разработке математических моделей, удобных для проведения инженерных расчетов при проектировании и анализе, рекомендаций и
конкретных решений для формирования многоуровневых структур иерархических систем с учетом возможностей аппаратуры, предназначенных для администраторов и разработчиков систем.
Достоверность и обоснованность результатов диссертации обусловлены их согласованностью с известными данными, опубликованными в работах отечественных и зарубежных авторов, и подтверждаются данными об успешном применении при разработке и анализе конкретной системы.
Методы исследований.
Решение сформулированных задач базируется на использовании математического аппарата теории множеств, теории графов, теории вероятностей, линейной алгебры.
Реализация и внедрение результатов.
Результаты, полученные при выполнении диссертационной работы, применялись при построении и анализе иерархической системы передачи и обработки информации Национального морского университета Вьетнама.
Апробация работы.
Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-технической конференции «Проблемы передачи и обработки информации в сетях и системах телекоммуникаций», Рязань, РГРТУ, 2010 г., XLVT Всероссийской конференции по проблемам математики, информатики, .физики и химии, Москва, РУДН, 2010 г., на семинарах в Национальном морском университете Вьетнама (г. Хайфон, 2008 - 2010 г.г.)
Публикации.
Результаты диссертации отражены в 4 опубликованных, печатных
работах.
Структура и объем диссертации.
