Введение к работе
-3-
Актуальность темы. Системы передачи информации (СПИ) являются основой создания разнообразных вычислительных сетей; АСУ, ВЦКП и одним из главных средств ускорения и обеспечения научно-технического, экономического прогресса в любой сфере народного хозяйства. Вопросы создания эффективных СПИ всегда составляли актуальную проблему для экономики отрасли.
Основная трудность широкого внедрения распределенных СПИ в отрасли народного хозяйства состоит в слишком высокой их стоимости. Поэтому изыскание возмоэюстей сокращения затрат на создаваемые сети, повышения эффективности использования материальных и трудовых ресурсов ухе существующих СПИ является актуальной проблемой, часть которой решается в нестоящей работе.
Основная проблема научных исследований по проектированию высоко-эффективных СПИ заключается в определении технических требований к основным характеристикам и параметрам сети и ее компонентов, на основе которых решаются задачи выбора оптимальных ресурсов, управления потоками и другие проблемы. Наиболее сложной проблемой при создании СПИ является проблема выбора или создания оптимальной структуры сети, опре делящей основные материальные затраты на сеть. Для решения этой проблемы необходимо разработать математические модели - основной инструмент в принятии решений по созданию структуры СПИ, на базе которых мохет быть разработана методика системного проектирования оптимальных сетей.
Анализу и синтезу СПИ посвящены работы мизина И.А.,Яку-байтиса Э.А., Глушкова В.М., Захарове Г.П., Самойленко СИ.,
-4-Дж. Мартина, М. Шварца, Л. Клейнрока, Шарейко Л.А. и других ученых. Отмечен большое практическое и теоретическое значение имевшихся работ по СПИ, необходимо отметить, что многие их результаты основаны на использовании частных критериев эффективности (производительность, надежность, помехозащищенность, стоимость и др.). которые рассматриваются без взаимосвязи друг с другом.
Поэтому актуальной задачей научного исследования СПИ является оценка влияния законов распределений на значения характеристик СПИ и каналов связи. Говоря о законах распределения случайных величин СПИ нельзя не отменить тот факт, что передача информации в реальных сетях производится на основе протоколов, разработанных Международной организацией по стандартизации. Протоколы определяют процедуры управления соединением и последовательность передачи данных, различных служебных команд в сети, форматы передаваемых сообщений и другие процессы по обмену информацией. Очевидно, что протоколы вносят существенные изменения в законы распределения передаваемых сообщений. Поэтому одной из основных задач проводимого исследования должна быть оценка влияния протоколов на значения оптимальных характеристик структур СПИ.
Целью настоящей работы является определение оптимальных характеристик структур различного назначения информационных сетей.
Для достижения поставленной цели необходимо:
разработка математических моделей для оценки оптимальных пропускных способностей каналов связи сети при произвольных зэконах распределения длин передаваемых сообщений;
разработка математических моделей для оценки оптима-
-5-льных значений коэффициентов готовности каналов связи при произвольных законах распределения длин передаваемых сообщений;
разработка математических моделей для оценки оптимальной связности сети;
разработка методики проектирования оптимальной структуры сетей передачи информации любого назначения.
Методы исследования базируются на использовании теории массового обслуживания, теории вероятностей, теории случайных процессов, теории математического моделирования, теории проектирования сетей, теории математического программирования.
Научная новизна работы заключается в разработке новых математических моделей каналов связи структуры любого назначения СПИ, учитывающих произвольные законы распределения длин передаваемых сообщений и протоколы международной организации по стандартизации. На базе этих моделей разработана методика проектирования оптимальной структуры СПИ.
Практическая ценность работы заключается в возможности широкого использования полученных результатов, доведенных до расчетных инженерных зависимостей в энализе и синтезе проектируемых или существущих систем передачи информации, в оценке эффективности принимаемых решений по использованию ресурсов СПИ. Полученные математические модели для оценки оптимальных значений коэффициентов готовности применимы для анализа и синтеза узлов коммутации, концентрации и других компонентов сети. Они позволяют решать задэчи по оптимизации объемов запасов, организации эксплуатации СПИ.
Основные результаты диссертации получены в ходе выполнения научно-исследовательской работы по комплексному анали-
-6-зу и синтезу информаидонно-компьютерных сетей. Эта работа включена в план важнейших работ ГКНТ Украины на период 1994-1997 гг., а ее содержание определено заданием ГКНТУ 06-09.01/ 205-94. Разработка концепции комплексного проектирования информационно-компьютерных сетей.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались: на научно-технической конференции стран СНГ, контроль и управление в технических ситемах, Винница, институт кибернетики АН Украины, 1992г.; У совещании по распределенным вычислительным системам и сетям. М.: ИГО",1992г.;2-ой нвучно-технической конференции стран СНГ. Контроль и управление в технических системах. Винница, институт кибернетики АН Украины, 1993.
Публикация. По результатам выполненных исследований опубликовано 3 печатных работы.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка используемой литературы и приложения. Объем диссертации составляет 149 машинописных страниц основного текста, 5 таблиц, 10 рисунков, списка литературы из 73 наименований.