Введение к работе
Актуальность работы. Тема диссертационной работе связана о созданием метода и средств проектирования реализации протоколов для интеллектуального терминала распределенной вичислителыюЯ сети на основе рассиршгая кодэли коночного автомата средствами процедурних языков программировагаїя с учетом переносимости программной части реализации протокола в сроду произвольного терминала.
Развитие научно-технического прогресса требует быстрого и вкопсмичного создания новых типов систем автоматизированной Обработки шіформацйи. Одним из сш.ад эффэктиЕшх путей интеї'рации средств обработки информации являются распределенные вычислительные сета. Технической базой таких сетей являются сотії ЗЕ!і, содержание вбоиентские и коммуниквц-.готшэ системы. Опре делящим компонентом абонентских систем является средства их сетевого взаимодействия , которые создаются па основа сетевых протоколов.
Важность распределенных сетей и , соответственно , сетевых протоколов привела к появлению новой области вычислительно2 техники , повиваемой "протокольной технологией" . В конечном итоге роль протокольной технологии сводится к установлению соглашения (протоколов) , которым должны следовать компоненты распределенных систем , с тем чтобы выполнить требуемые от них функции. В протокольной технологии внделяпт следупдие направления: стандартизация протоколов, формальное описание протоколов и реализация протоколов о учетом конкретного прогрв'лею-аппаратного окружения (протокольного окружения). Задача стандартизации рояоэтея выделением иденткчти функций в различных протоколах и опредзлоішем єдиних требовашй к интересом кежду Функциями п группвма функций. На первых этапах развития стандартизации описания стандартов часто носили вербальный характер. Это приводило к различному толковании стандартэ при его практической реализации. Данная проСлеиа реааотся путем применения различных методов формального оплсштя , например , пвтоматіше модели, которые обеспечивает одаоаначкое продстовлеігде протокольного стандарта.
Для реализации протокола а конкретной программно-аппаратной среде применяют сп«иия,лиаи]»)&нш1ые н;»ыхи программирования, которую основаны на Формьльшх «/д-одах. Такие я?ыки по ад.'рвд& гнутся
специальныш средствами , которые обеспечивают: эффективную трансляцию формального описания в непосредственную реализацию; он близ ' формального описаішя и программной реализации; отладку, модафицируе?лооть и документирование конечной программной реализации .
Задача программной реализации протокола - а произвольной протокольной среде ( шренос.мости программной части протокольноП реализации ) решается путем написания трансляторов с языков формального описания протоколов для данной среды . Такоо рошзнио применяется, когда требуется реализовать множество сложных протоколов в конкретной вычислительной системе. При программной реализации единичных протоколов в конкретной вычислительной среде не используются средства автоматизации программирования.
Цздь работы. Целью диссертационной работы является разработка теоретических и методологических вопросов создания единой методики проектирования и тестирования реализации протокольного стандарта с учетом конкретного программно-аппаратного окружения, возможной переносимости программной части реализации в среду произвольного интеллектуального терминала и требований, предъявляемых к Функционирований конечной реализации.
Данная ноль достигается как результат :
разработки специализированной модели расширенного конечного автомата, которая учитывает возможность реализации с пришнениея процедурных языков программирования;
разработки на Сазе предложенной модели систеш описания протоколе , которая учитывает фушщгонально-декомпозицаониый характер задания протокольного стандарта;
- разработки методики модификации предложенной систеш
описания протокола , которая позволяет учесть особенности
конкретного протокольного окружения;
разработки методики синтеза конечной протокольной программной реализации по eS формальному оггасанш ;
- разработки методики тестирования и отладки на стадии
проектирования реализации с применением методов имитационного
моделирования;
- разработки пакета прикладных программ , которые реализуют
алгоритмы вдапнпрачисленных методик;
практического применения разработанных методов и программных сродсто в задача* проектирования программной
реализации реалышх протоколов.
Научная новизна работа определяется следукцкми результатами:
- предложена модель процедурного автомата , которая
отличаэтся от известных .моделей расширенного коночного автомата
введением множеств процедур и переменных, соответствующих группам
входных и выходных сигналов ; введенном процессов , которые
описывают взаимодействие процедур д соответствует отноаюникм и
состошшям классического конечного автомата. Вводится набор
коммутативных, дистрибутивных операций над компонентами
процедурного автомата. Модель процедурного автомата представляет
распаренный коночный автомат э виде удобном для реализации и
анализа программ;
разработана методика проектирования системы опасения программной реализации сетевого протокола , которая бизіфуется ка ЕводегагаЯ модели процедурного автомата:
предложена методика построеїтя имитационной модели для анализа протокольной реализации, ориентированная но применение модели процедурного автомата;
предложена методика модификации описаігая протокола с учетом использования при реализации конкретных программно-аппаратных особенностей протокольного окружения;
предложена система прикладных программ ориентированная на диалоговое взаимодействие пользователя со всеми 'вышеназванными методиками.
Методы исследования. В диссертации использован аппарат теории множеств и теории конечных автоматов, модели расіиироїшсго конечного автомата и формального описания протоколов, метод имитационного моделирования.
Практическая ценность диссертации заключается в том , что ка основе единой методики разработан пакет прикладных програм.; , позволяющий уменьшить трудоемкость іфи реализации сото пых протоколов. Разработанные средства тестирования позволяет повисить оперативность и глубину исследования протокольной {*>ализации. Система позволяет облегчить процесс модификации реализации программистами , которые не принимал» участия при проектирован/и программной реализации протокола.
Реализация и индр-ні!>-' роаулі тат<.;~' работы. Мит-рнчг.ч диссортани нн'''й раС'^тн гили и !:..1( а пни :
удаленных пользователей информационно-поисковых систем патентной информации НПО "Поиск" в І984-1992гг.;
-при проектировании программной реализации протоколов подвижноЯ вэронавигациошюЯ спупгаховоЯ систомн INMARSAT;
-при проектироваїши реализации канального уровня сгоциализировашгоя система наблюдения зв подвижными объектами;
Апробация работа. Основные положения и результати диссертация докладывались и обсуждались:
- на всесоюзной конференции "Методы разработки и применения
радиоэлектроники и вычислительной техники" ( г.Свердловск, апрель
1987 г.) в докладе "Создание протокола ЕС-7920 верхнего уровня в
среде ителлектуалыгого терминала";
- на юбилейной научно-технической конференции НЭИ "Ношо
шфзрмациогаше и электрошше технологии в народном хозяйство п
образовании" ( г.Москва, декабрь 1990 г.) в доклало
"Взаимодействие интеллектуального терминала в составе локальной
вычислительной сети с проблеино-ориентированной территориальной
йігформацяошго-вичислитольной системой".
Публикации. По темо диссертации опубликовано 3 роботы. Результаты работы включены в 5 отчетов по НИР.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заклшения , списка литературы из 109 наименований и приложонпй. Основной текст диссертвциошюЯ работы излогап на 173 страницах , из которых 33 страницы занимают рисунки, 2 страницы -таблицы и 10 страниц - список использованной литературы. Приложения выполнены на 32 страницах я содержат примеры диалогового взаимодействия пользователя единой методики проектирования реализация протокола с соответствую»! инструментальным комплексом, текста управляющих программ, екты о Бнедреіми и основные компоненты систем разработанных с применением единой методики.