Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ, Происходящий п настоящее время в России и за рубежом активный процесс информатизации общества невозможен без разработки и внедрения распределенных информационно-вычислительных сетей (РИВС). В настоящее время в России и за рубежом эксплуатируется или проектируется значительное количество сетей ЭВМ. При этом весьма часто требуется не проектировать РИВС заново, "с нуля", а допроектировать или перепроектировать ее с целью подключения впервые создаваемых региональных РИВС к существующим глобальным телекоммуникациям: сетям типа Relcom и RunNet, телефонной сети.
При создании РИВС встает задача проанализировать возможные варианты ее построения с целью выбора проекта, требующего минимальных затрат на создание сети и наиболее.эффективного в будущей эксплуатации. Разработка проекта РИВС -это сложная и трудоемкая задача, так как требуется решить ряд серьезных проблем: определить число узлов сети и способы их связи между собой, выбрать оптимальную топологию сети, определить какие каналы связи использовать, какое оборудование и программное обеспечение установить в узлах сети, v промоделировать ситуацию, когда некоторые узлы сети добавляются, другие удаляются, изменяются сетевые технологии.
Проблемой автоматизированного проектирования РИВС и смежными с ней _/ занимались такие крупные отечественные ученые, как Советов Б.Я., Лазарев В.Г., Максименков А.В., Жожикашвили В.А., Богуславский Л.Б., Зайченко Ю.П., Гонта Ю.В. и др. Анализ российских и зарубежных разработок в данной области (ACCESS (г. Санкт-Петербург), МАРС-Техника (г. Калинин), ДИАТОС (Украина), ВАРИАНТ (Украина), NetSuite Professional Design (фирма NetSuite), NETWORK II.S, COMNET III, MIND (фирма NAC)) показывает, что указанные системы имеют ряд недостатков, основными из которых являются их сложность, громоздкость, повышенные требования к вычислительной технике. Кроме того, некоторые из них предлагают автоматическое проектирование сетей в пакетном режиме, когда для разработчика затруднительно или невозможно влияние на процесс вычислений в ходе проектирования РИВС.
Учитывая, что задача проектирования РИВС обычно характеризуется малой достоверностью исходных данных, наличием трудно формализуемых- факторов и ограничений, наличием нескольких критериев эффективности, наиболее перспективным в данном случае является интерактивное визуальное проектирование РИВС, при котором на ЭВМ возлагаются основные задачи по выполнению трудоемких алгоритмов синтеза или анализа сети (в основном", оптимизация структуры и расчет характеристик как сети в целом, так и ев отдельных элементов), а на разработчика - не менее важная задача - принятия решений (принять или не принять данный вариант- сети, какие ограничения использовать, какой показатель эффективности считать наиболее важным и др.) При этом сам процесс проектирования представляет собой итерационный процесс включающий две основные фазы: расчет на 'ЭВМ и принятие решений
разработчиком, а результаты проектирования отображаются на экране ЭВМ. Большую роль при этом играет наглядность процесса проектирования, визуализация промежуточным результатов и окончательных решений.
Все вышесказанное позволяет сделать вывод, что необходимо создание нового поколения программно-инструментальных средств синтеза РИВС в интерактивной визуальной инструментальной среде.
ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ. Объектом исследования являются распределенные информационно-вычислительные сети, методика их проектирования и способы построения типовых программно-инструментальных средств для интерактивного визуального синтеза РИВС.
ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ. Целью диссертационной работы является анализ методов проектирования РИВС, а также исследование и разработка типовых программно-инструментальных средств, позволяющих организовать единый целенаправленный процесс проектирования РИВС от начального этапа (постановки технического задания на ее проектирование) до конечного этапа (получения спецификации по проекту РИВС). Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи:
анализ особенностей организации, структуры и методов синтеза РИВС в
интерактивном режиме;
' анализ, исследование и разработка методов интерактивного "электронного" описания (картографирования) зоны проектирования;
ан&шз, исследование и разработка алгоритмов интерактивной визуальной .Веком позиции (композиции) зоны проектирования;
исследование и синтез алгоритмического и операционного базисов реализации процесса инструментального проектирования РИВС, алгоритмизация интерактивного визуального синтеза РИВС;
разработка и исследование методики интерактивного визуального синтеза вертикальных и горизонтальных сетей РИВС;
разработка типовой организации программно-инструментальных средств интерактивного визуального синтеза РИВС;
разработка программно-инструментального комплекса (ПИК) NET-PRO для интерактивного визуального синтеза РИВС, в который воплощены основные научные результаты, полученные в диссертации.
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. Для решения поставленных задач' используются методы теории вычислительных систем, теории графов, аналитического моделирования, теории массового обслуживания, прикладного и системного программирования.
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩЕТУ. На защиту выносятся следующие положения и результаты: '"*"
единая алгоритмическая реализация новой методологии иерархического визуального интерактивного проектирования РИВС;
способ описания зоны проектирования с использованием "полложки";
методика интерактивной визуальной декомпозиции зоны проектирования РИВС на элементы проектирования: кластеры и домены;
алгоритмический и операционный базисы реализации процесса интерактивного визуального синтеза РИВС в инструментальной среде;
общая методика интерактивного визуальирго синтеза вертикальных и
горизонтальных сетей РИВС.
*^ -<
НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Предложена единая алгоритмическая реализация
методологии проектирования. РИВС, основанная на концепции трехуровневого
представления РИВС. и позволяющая организовать целенаправленный процесс
визуального интерактивного проектирования РИВС с использование программно-
инструментальных средств. Синтезированы алгоритмический и-, операционный
базисы интерактивного визуального синтеза РИВС, разработана типовая структура
программно-инструментальных средств . визуального интерактивного
проектирования РИВС, что дает возможность разрабатывать указанные типовые средства для синтеза РИВС на любых программно-аппаратных платформах.