Введение к работе
Актуальность проблемы. Отличительной особенностью современного этапа развития АСУ является переход к распределенным автоматизированным системам (РАС) , в которых объединены различные типы сетей ЭВМ так , что пользователи имеют прозрачный доступ ко всем информационным и вычислительным ресурсам . При этом в РАС должны решаться задачи согласования различных форматов данных и алгоритмов функционирования операционных систем (ОС) и сетей , входящих в ее состав. Все эти задачи решаются межсетевыми устройствами.
Практическая необходимость в проведении исследований по объединению сетей связана с проектированием и вводом в промышленную эксплуатацию разнородных сетей ЭВМ различных предприятий и ведомств.
Известны два подхода к решению проблем межсетевого взаимодействия. Первый связан с применением универсального сквозного протокола . Предпочтительнее считается альтернативный подход , который нашел свое отражение в использовании шлюзов , как согласователей неоднородностей взаимодействующих объектов .
Создание распределенной сети требует разработки межсетевых устройств с коммутационной производительностью до нескольких десятков тысяч пакетов в секунду . Шлюзы с подобными характеристиками реализуются в виде микропроцессорных систем и требуют проработки принципиально новых решений в области архитектуры и технических средств, что делает актуальной проблему разработки методов и средств их проектирования.
Целью диссертационной работы является разработка и исследование используемой на этапе системного проектирования инженерной методики построения микропроцессорных устройств сопряжения распределенных автоматизированных систем с учетом мультипроцессорной реализации их технических средств .
Для достижения указанной цели необходимо решение следующих задач.
1. Провести выбор и обоснование структуры технических средств
шлюза.
2. Разработать концептуальную модель шлюза .
3. Определить перечень внешних и внутренних параметров ,
используемых для проектирования .
-
Провести выбор и обоснование критериев эффективности и качества функционирования шлюза.
-
Разработать и провести обоснование аналитической модели шлюза.
-
Разработать алгоритмы оптимизации внутренних параметров шлюза по выбранным критериям эффективности и качества .
7. Провести экспериментальную проверку методики построения шлюза .
Методы исследования . Теоретические исследования при решении
поставленных задач базируются на теории вероятности, теории массового обслуживания, теории оптимизации, теории математического моделирования, теории вычислительных систем .
Новые научные результаты . В процессе решения перечисленных задач получены и выносятся на защиту следующие основные научные результаты.
1. Концептуальная модель , описывающая структуру шлюза (два
варианта) , как мультипроцессорного устройства обработки и передачи
информации , принципы функционирования шлюза , алгоритмы выполнения
процессов канальных модулей (КМ) , прикладных процессов ,
выполняющихся на обрабатывающих модулях (ОМ) и процессов
операционной системы.
2. Аналитическая модель расчета среднего времени задержки пакета и
коммутационной производительности шлюза с учетом мультипроцессорной
реализации технических средств и программного обеспечения .
3. Процедура последовательного распределения информационных
ресурсов по секциям оперативной памяти , основанная на принципе
оптимальности Беллмана .
4. Процедура параметрической оптимизации шлюза , минимизирующая
функцию стоимости технических средств при заданных ограничениях на
выбранные показатели эффективности .
5. Методика построения шлюза , как мультимикропроцессорного
устройства обработки и передачи информации .
Практическая ценность полученных результатов заключается в следующем.
1. Предложены варианты построения шлюза на базе набора аппаратно-
ориентированных функциональных модулей .
2. Предложено и апробировано программное обеспечение
разработанных алгоритмов , позволяющее решать задачу расчета внутренних
параметров технических средств и программного обеспечения шлюза , как
мультипроцессорного устройства.
3. Разработана методика построения шлюза , как мультипроцессорной системы с использованием процедуры параметрической оптимизации на основе предложенных математических моделей .
Апробация работы . Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета , Санкт-Петербург , 1996-1997гг.
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 3 печатные работы .
Структура и объем диссертации . Диссертация состоит из введения , четырех глав , заключения , списка литературы , включающего 82 наименования , и приложения . Основная часть работы изложена на 142 страницах машинописного текста . Работа содержит 37 рисунков и 11 таблиц.
