Введение к работе
Актуальность, теш. Перестройка народного хозяйства невозможна без автоматизации всех e
Вопросам теории и практики разработки РВС управления сложными объектами, локальных вычислительных сетей (ЛВС) посвящены работы многих советских и зарубежных ученых: В. М. Глушкова, В. А. Горбатова, R Р. Лазарева, И. Р>. Ирангишвили, с.И. Самойленко, Э. А. Якубайтиса, Д.іі Лйча, К. Вейцмана, Д. Флинта и др.
одной и» характеристик, в значительной мере определявшей эффек-тив1Н'.'"]|, функционирования УРВС, является надежность. Ответственность шнюлн ь-мых задач порождает постоянное ужесточение требований, нр'-д'ї.якляемих к надежности УРГзО, что обусловило в последнее десйти-лі-іпе переход к проектированию особого класса высоконадежных систем -' ичказиустоичишх, способных преодолевать отказы без вмешательства Чеімпч-ка.
В атом смысле У PR! и мест ряд особенностей (наличие множества взаимосвязанных иъи и программного обеспечения (ПО)), которые созда-т принципиально новые ьозмом.ости по сравнению с любой другой тех-ническ'.'й системой для реализации отказоустойчивости: способность к реконфигурации и постепенной деградации, позволяющие поддерживать ;'Уі!К!'іі"ііи['ОЬ.чииє,- УРН; несмотря на отказы отдельных процессоров (ЭРЖ) за с'Ч'-т перераспределения задач отказавших процессоров (ЭВМ) меяду paevo ..способными.-
Ь известных работах по обеспечению отказоустойчивости вычислительных систем Додонор.а А. Г. , Кьреинова Э. В. , Пархоменко II IL , Ссго-монян.1 К. і.\ , >'.орои:\-вокого Р..]'. рассматриваются технические аспекты проблемы 'іині.іратнан организация структуры системы, определение оп-тим.-глиюго с-:-рьа, ,:зе <:оотика, аппаратная реконфигурация и т.п.).
При 'WoM Не ;:; ч И; o/fe.i BOIIpi ч\ СНЯЗаННЫС С функционированием ПО И >то у"j.'if,-ги- - ; аіизации і/і'ка.(/.' .оі'іаиі'.ости.
''іди-.'.ко і ы-.'-чі.-иие необходимых технических и диагностических *ме-
- 4 -роприятий, в результате которых отказавший компонент (например, процессор или ЭШ в РВС) исключается и создается новая рабочая конфигурация для решения заданного множества задач (либо на меньшем числе компонентов, либо с подключением вместо отказавшего резервного), еще не достаточны для возобновления функционирования системы после отказа. Требуется специальная организация ПО, при которой система сможет продолжить выполнение всех решаемых задач. С этой точки зрения обеспечение отказоустойчивости РВС означает обеспечение решения всех задач, несмотря на отказы отдельных компонентов (процессоров, ЭВМ), что возможно при таком распределении задач (РЗ) по ЭВМ РВС, при котором отказы отдельных ЭШ не приводили бы к их потере или невыпол-неииа Этот подход положен в осаову методов обеспечения отказоустойчивости, предлагаемых в данной работе.
Ц е л ь в данной работы является разработка методов обеспечения отказоустойчивости РВС, основанных на оптимальном распределении по ЭВМ решаемых в системе задач-- алгоритмов и программных "средств, реализующих эти методы.
Методы исследов а н к а.
В качестве инструмента исследований на разных этапах использовались-.
теория надежности, теория вероятностей и комбинаторный анализ при формализации постановки задачи обеспечения отказоустойчивости РВС;
математическое программирование, математическая логика; теория характеризационного анализа, теория графов и мографов для разработки алгоритмов решения поставленной задачи;
структурное и системное программирование при реализации разработанных алгоритмов.
Научная новизна диссертационной работы заключается В следующем:
1. Предложена формальная постановка задачи обеспечения отказоустойчивости на основе оптимального распределения решаемых в системе задач для управляющих рве на базе ЛВС, ориентированных на управление технологическими процессами в реальном времени.
., Предложен метод решения поставленной задачи, основанный на определении максимально совместимых совокупностей задач для згігрузки на один процессор (ЭВМ), исходя из требований реального времени и условий их связности, и покрытии двоичной таблицы.
3. На основе предложенного метода решения задачи разработаны алгоритмы определения оптимальных РЗ по процессорам (ЭВМ;, обеспечиваю-
ідих отказоустойчивое Функпионировами'.- Угі" на базе организации кратных процессов и реконфигурации о рестартов ПО. 4. Предложены методы-решения поставленной задачи на сенЬге теоретико-графовых моделей, позволяющие свести решение к задачам раскраски и мультираекраски модельных графов. Ц. Разработаны следу аде алгоритмы:
генерации слон для построения мографа несовместимости. ЙН-теппретирующего данную задачу, позволяющий существенно сократить перебор, возникажлй при формировании слов мографа;
- раскраски мографа, основанный на предложенном эвристическом подходе и позволяющий значительно сократить трудоемкость получения решения;
определения пустых подмографок, позволяющий переходить от минимально несовместимых' совокупностей зааач - слог* кографа, к максимально совместимым.
О р а к 7 я ч о с в а з ценность разработанных методов состоит й том, что они' программно реализованы и позволяет: дли существующих систем проанализировать достигаемый уровень е зазсуетойчиюстн и при возможности погасить его за счет oimi кального распределении задач по процессорам (ЭВМ),
:;а отаве проектирования системы давать практические рекет; днцик по рчоору необходимого количества вычислительных рроуреов (например, числа процессоров или ЭВМ), ебеспечиваюэдх заданной уровень отказоустойчивости па основе оптимального размещении за іач по "ЕМ РШ.
? о а л я з а ц к я р о z у л г, 7 а т о а работы.
На основе решении поставленной задачи предложены методы синтеза отказоустойчивых управляющих VW, функционирующих ъ условиях гибкого производственного комплекса (ГНК) и обедуживаагда технологическое оборудование гибкого автоматизированного участка 11'AVj, изготавливающего печати.!їс узли. Разработайте- методы ре., лироьани я виде пакета прикладных программ, накедшего применение в ееетеее аг?са:..тиз!іро):а:и;ого проектирование фоі'ОіикОлонов печатни:; пл,;т >, '.';.,.:':;:;ч;іокпч і:"" радеопзмое;,,...:., міі:-х nni.v .ксз; в о::,л:-:'..; :,Праз. .e:iV.',; :V.j З ГЛЗ " ЄуеіЦ,3': (Г. ;Єч:33;а); З \'~iA на ПО ''їоз-.;..-..' (і'. "-^-Лнсе-екнй). Аюі« о ::цедрен«еп. Щ.Є->>Г'^а з .іебСТе.
Л ;,. V- .> <' а ;рі $ л С о .;: ы :- ::. 'Ц G ,: ,: к а. і\ ,:-.' ;. >ла;езнь" |ч-зулъеати диссертации бил;; доле/.еін з і.л'судіеед5 Iі(л;
V Ц;>.оОг'.;П<.»:/ е.їі.-.ІІ'/Зі'іум.; По Прио.;,.:Єа.З Є;;; u-JjaeK ЄЄ, СОЄЗл И
v-ілзх с: язи <.:. Винница. іМ5 г.);
- б -
XL І и XL!І Всесоюзных научных сессиях НТО РЕЮ им. Попова (г. Москва, 1986, 1987 гг);
IX, X, XI, XII Всесоюзных симпозиумах "Логическое управление с применением ЭВМ" (Ташкент, 1986г.; Ижевск, 1987г.; Орджоникидзе, 1988г.; Симферополь 1989г.);
семинаре МДНТП "Системные средства САПР" (Москва, 1989).
. Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 печатных
работ. ...
Структура диссертации. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников ии 129 наименований, двух приложений и содержит, 06 страниц машинописного тексїа, 151 страниц основного содержания, 24 рисунка, б таблиц и приложений на 14 страницах...
