Введение к работе
Актуальность работы, ft настоящее время одной из основних тенденций в информатизации! является интеграция. Это относится к созданию и развитию компьютерных технологий для производственных систем и информационных технологий для автоматизации офисни>. систем. Технологической основой для построения интегрировании* систем является распределенные информационно-вычислительны, системы. Это понятие охватывает широкий спектр компьютерных систем, включая прежде всего компьютерные сети: глобально-распределенные сети и локальные вычислительные сети. Кроме того, к ним относятся и многомашинные системы, а такие компьютерные системы, поддерживающие многозадачность.
Последнге, обеспечивал внутреннюю распределенность вычислительного процесса, делают круг распределенных информационно-вычислительных систем (РИВС) максимально широким. Действительно, г ним относятся и rpymiu из нескольких персональных компьютеров, лабораторные ЛЕС. и перготгльгче компьютеры с встроенными аппаратными средствами іпддервки многозадачности (модели ЙТ 386 и выше), и даже обычные компьютеры с программной реализацией многозадачности (например, с Nindous на AT 286). В продельном случае к Г'ИВС мижно отнесm программную систему из нескольких независимых процессов, функционирующих виртуально одновременно (физически поочередно) га одной персональном компьютер? и обменивающихся информацией через Файлы-порты. Таким образом, РИВС как технологическая ьенпва интеграции компьютерных и информационных технологий представляв незвичайно широкий круг компьютерных систем.
Создание РИВС тесно связано с исследованиями в области теоретических основ построения ИНфОрМаЦИОННР-ВЫЧИСЛ1Т..-ЛЫЧ1Х систем. Больной вклад в нее вьесли: 6.ft.Горбатов, 3,В. Евреинов, В.П.Иванников, В.П.Корячко, В.Г.Лазарев, м.Н.МелилОв. И.П.Норенков, П.П.Пархоменко, Л.А.Поспелов. Е.Н.Турутл. й. Г.Вигин, й.Движение, П.Лемпорт.' Л.Симонсики. .Препарати, Р.Чаомпи и др. Важное, место среди множества проблем, Bo:?..tra:-;jn.-при организации РИВС, занимает проблема о-калоуст.тйчиь.'. и.
ЗффеКТИВНЫМ СПОСОбОМ ЄЄ реиеНИЯ ЯВПЯЄТІЯ. '.П. I :{,:>
саь.эдиагностируюцихся систем. Они ориентирова"Н на очи <\ Т"'- '
сбоев. .Этот подход обеспечивает принципиальное ревенис проблеми отказоустойчивости системи d целом. Дело в том. что обеспечить бессбойнуы работу каждого процесса принципиально невозможно, а достичь требуемого уровня невыхода из строя на практике удается только за счет чрезмерных издержек. Действительно, всякий процесс-в РИВС ыовет быть подвержен сбою, зто может бить и аппаратный сбой узла в ЛВС, и нарушение корректности выполнения программы в результате несанкционированного доступа к ее данным или заражения ее вирусом. Следовательно. подход. ориентированный из предотвращение сбоев РИЬС. в большинстве случаев неприемлем.
Своевременное же обнаружение сбоя отдельного процесса с помощью средств самодиагностики РИВС сможет обеспечить защиту корректно функционирующих процессов от вмешательства со стороны вышедших из строя процессов и. следовательно, предотвратить выход из строя системы в целом.
Таким образом. весьма актуальна для создания интегрированных сред информационных технологий на основе РИВС задача разработки инструментальных средств обеспечения самодиагностики РИВС.
Работа выполнялась в рамках темы 12.9.1.1.15 "Создание элементов автоматизированного проектирования и управления горнодобывающими предприятиями", программы ЯН СССР исследований в области естественных наук до Г'ОСО г.. раздела б "Разработка теоретических основ проектирования и создания автоматизированных и роботизированных технологий добычи и пзреработки твердых полезных ископаемых", программы Гособразования СССР "Экологически чистое горное производство", проблемы I.e.? "Совершенствование системы образования на основе применения средств вычислительной техники" комплексной НТП СЗВ.
Целью paCoji* является решение задачи разработки инструментальных средств автоматизации проектирования оптимальной структуры самодиагностирумых РИВС.
Для достижения цели необходимо разработать:
математическое обеспечение. включающее теоргпіко-грзювув модель самоднагнос'іируемой РИВС (С-НЬС.1 і: метод опп'.м^лык-гс проектирования структури СР^ВС:
инструьангаленые программные средства оптичельного
проектирования СРИВС.
Идея работы состоит в оптимизации структуры СРИВС путем минимизации накладных расходов на поддержку самодиагностики за счет использования естественных информационных связей между процессами в СРИВС.
Методы исследований базируются на теории графов, теории характеризаЦионного анализа, теории построения отказоустойчивых вычислительных систем.
Научная новизна работы заключается в следующем:
развита и исследована кластерная теоретико-графовая модель диагностики РИВС;
решена задача характеризации свойства тестируемости заданного уровня структуры РИВС;
разработан метод оптимальной кластеризации, на основе которого строится оптимальная структура СРИВС.
Практическая ценность работы состоит в следующем:
разработаны протоколы взаимодействия процессов СРИВС, обеспечивающие корректную работу системы в условиях сбоев;
на основе предложенного метода созданы инструментальные средства проектирования оптимальней структуры СРИВС.
Результаты работы внедрены в практику автоматизированного проектирования и обеспечения отказоустойчивого функционирования больших распределенных информационно-вычислительных систем на промышленном предприятии, в частности, в локальной сети управления гибким автоматизированным производством изделий микроэлектроники. Внедрение подтверндено соответствующим актом.
Апробация работы. Результаты работы долояены и обсуидены на UII,UIII,IX.X.XI,XIII,X1U Всесоюзных симпозиумах "Логическое управление с использованием ЭВМ" и UI..UII ,1)111 .ІХ.Х.ХІІ .ХІІІ координационных совещаниях "Математическое обеспечение интеллектуальных систем САПР ГАП" :Инезск-1984; Куйбншєв-1985; Таикент-1986; Устинов-1987; Ордноникидзе-1988; Симеиз-1990; Феодосия-1991) а такие на конференции молодых ученых и специалистов по проблемам кибернетики и вычислительной техники (Москеа-1987).
- 4 -Публикации. Основные полонення диссертации опубликованы в 8 каучныч работах.
Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, приложения. Содержит 125 страниц машинописного текса, 6 таблиц, 19 рисунков и список литературы из ?fi наименований.
