Содержание к диссертации
Введение
1. Анализ проблемы определения характеристик сетей обработки и передачи информации и постановка задачи исследования 9
1.1. Определение места рассматриваемой проблемы в иерархии задач оптимизации распределенных систем обработки информации 9
1.2. Классификация и основные характеристики задач, решаемых в сетях обработки информации 15
1.3. Анализ состояния проблемы выбора параметров вычислительных сетей 21
1.4. Постановка задачи исследования и пути ее решения 29
1.4.1. Исходные предпосылки 29
1.4.2. Постановка задачи 32
2. Синтез математических моделей и алгоритмов определения взаим0д01г/с1шых интервалов решения информационно связанных задач 40
2.1. Математическая модель взаимосвязи мощностей ВЦ и пропускных способностей КС сети 40
2.2. Построение упорядоченной информационно-логической структуры комплекса регулярных mинформационно связанных задач 48
2.3. Постановка и алгоритм решения задачи определения взаимодопустимых интервалов обработки и передачи информации 59
2.4. Основные результаты и выводы 69
3. Синтез математических моделей и алгоритмов определения характеристж сети взашодейсібшіщ ВЦ 70
З.І./ Математическая модель распределения загрузки ВЦ и КС 70
3.2. Синтез алгоритма определения мощностей ВЦ и пропускных способностей КС сети 80
3.3. Уменьшение удельных суммарных загрузок ВЦ и КС за счет перераспределения задач между ВЦ 91
3.4. Исследование определения характеристик развивающихся сетей 101
3.5. Исследование приближения полученных значений мощностей ВЦ и пропускных способностей КС к целочисленным 106
3.6. Основные результаты и выводы ИЗ
4. Программная реажзацш и результаты апробации алгоритмов и комплекса программ определения характеристик сети ВЦ 114
4.1. Особенности программной реализации алгоритмов определения характеристик сети взаимодействующих ВЦ 114
4.2. Разработка комплекса программ определения функциональных характеристик сети ВЦ 117
4.3. Результаты внедрения разработанных алгоритмов и комплекса программ 123
4.4. Основные результаты и выводы 133
Заключение 134
Список использованных источников 136
Приложение i . 152
Приложение 2 179
- Определение места рассматриваемой проблемы в иерархии задач оптимизации распределенных систем обработки информации
- Построение упорядоченной информационно-логической структуры комплекса регулярных mинформационно связанных задач
- Синтез алгоритма определения мощностей ВЦ и пропускных способностей КС сети
- Разработка комплекса программ определения функциональных характеристик сети ВЦ
Введение к работе
"Главная задача одиннадцатой пятилетки состоит в обеспечении дальнейшего роста благосостояния советских людей на основе устойчивого, поступательного развития народного хозяйства, ускорения научно-технического прогресса и перевода экономики на интенсивный путь развития, более рационального использования производственного потенциала страны, всемерной экономии всех видов ресурсов и улучшения качества работы" /I/.
Решение этой задачи, поставленной на ХХУІ съезде Коммунистической партии Советского Союза, требует дальнейшего совершенствования методов планирования и управления народным хозяйством страны, повышения эффективности автоматизированных систем управления (АСУ). Это связано с широким и эффективным использованием вычислительной техники. Современные АСУ представляют большие и сложные системы, комплекс технических средств которых зачастую базируется на распределенной вычислительной сети. Для оптимального проектирования таких сетей необходимы методы, учитывающие особенности их функционирования, в частности, регулярность и детерминированность входного потока обрабатываемых заданий. С развитием и совершенствованием АСУ неуклонно увеличивается вес регулярных информационно связанных задач и снижается доля случайных заявок. Это обстоятельство не позволяет эффективно применять при проектировании и исследовании распределенных вычислительных сетей традиционные, хорошо разработанные методы, ориентированные на случайный входной поток, например, методы теории массового обслуживания.
Повышение эффективности функционирования АСУ, их развитие связаны с увеличением степени детерминированности потока поступающих на обслуживание заявок, поэтому дальнейшее развитие и со-
вершенствование систем управления будет неуклонно вести ко все большему росту удельного веса регулярно решаемых задач. Вместе с тем увеличение числа задач, решаемых в рамках АСУ, организация взаимодействия АСУ, их комплексирование влечет повышение количества информационных связей между отдельными задачами, что накладывает более строгие ограничения на своевременность решения задач, чем для случайного входного потока.
Рост зависимости производственной деятельности предприятий от своевременности решения задач АСУ требует учета этого фактора как одного из главных при проектировании и исследовании вычислительных сетей, так как задержки в получении результатов выполнения вычислительных работ по учету и планированию приводят к большим потерям материальных и денежных средств в народном хозяйстве. Все это подчеркивает актуальность исследования и разработки методов проектирования вычислительных сетей, сетей ВЦ, учитывающих перечисленные особенности современной стадии развития систем управления.
Целью данной диссертационной работы является разработка математических моделей и алгоритмов выбора функциональных характеристик вычислительных сетей, позволяющих с минимальными приведенными затратами решать заданные комплексы регулярных информационно связанных задач с соблюдением директивных ограничений на сроки обслуживания.
Предлагаемый метод выбора характеристик вычислительной сети минимальной стоимости, обеспечивающей своевременное решение заданных комплексов регулярных информационно связанных задач, включает два последовательно выполняемых этапа:
I) определение для каждой задачи обработки и передачи информации взаимодопустимых сроков выполнения с учетом:
а) директивных ограничений на сроки возможного начала и тре-
буемого окончания решения задач;
б) информационной взаимосвязи задач комплексов; и построение диаграмм исходных распределений загрузки ВЦ и каналов связи (КС) сети на интервале планирования;
2) определение таких мощностей ВЦ и пропускных способностей КС сети, которые позволяют решить своевременно все задачи комплексов при минимальной приведенной стоимости создания и эксплуатации сети.
В качестве основных результатов, имеющих научную ценность, в данной работе защищается:
Математическая модель взаимосвязи мощностей ВЦ и пропускных способностей КС сети, возникающей при обработке комплексов информационно связанных задач.
Математическая оптимизационная модель определения взаимо-допустимнх интервалов решения информационно связанных задач обработки и передачи информации. Предложен критерий оценки величины допустимого интервала.
Метод и алгоритм определения мощностей ВЦ и пропускных способностей КС сети на этапе проектирования технической базы
АСУ.
4. Алгоритм оценки целесообразности передачи для обработки
задач комплексов с одного ВЦ на другой с целью уменьшения пиковой загрузки ресурсов сети.
5. Метод и алгоритм определения мощностей ВЦ и пропускных
способностей КС, присоединяемых к существующей сети в процессе
ее развития.
Практическая ценность полученных результатов выражается в проектной экономии затрат при выборе комплексов технических средств узлов и каналов сети, повышении качества проектирования распределенных вычислительных сетей широкого назначения и сокра-
щеяии сроков рабочего проектирования сети за счет сокращения количества задач, требующих разработки оригинального программного обеспечения, заменой полного цикла разработки программ их генерацией на ЭВМ.
Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и приложений.
В первой главе рассмотрена иерархическая структура задач определения основных технических характеристик вычислительных сетей и выделено место исследуемой проблемы в иерархии. Сформулированы различные подходы к классификации задач, решаемых в сетях, и выделен наименее исследованный класс регулярные (регламентированные) информационно связанные задачи. Сделан обзор методов проектирования сетей, ориентированных на обслуживание задач указанного класса. Отмечены особенности обработки комплексов регулярных информационно связанных задач АСУ. В заключение главы сформулирована задача исследования и намечены пути ее решения.
Во второй главе описана математическая модель взаимосвязи мощностей ВЦ и пропускных способностей КС сети, возникающей при обработке комплексов регулярных информационно связанных задач. Выделены основные этапы определения взаимодопустимых сроков решения задач указанного класса. Показано, что данная проблема разрешима на упорядоченной информационно-логической структуре комплекса задач (ИЛСК). Описаны алгоритмы построения упорядоченной ИЛСК и определения взаимодопустимых сроков решения задач с учетом директивных сроков их выполнения и информационной взаимосвязи. Обоснована эффективность математического аппарата метода линеаризации для оптимизации решения поставленной задачи.
В третьей главе описана математическая модель процесса перераспределения нагрузки, создаваемой задачами обработки и передачи информации на интервалах пиковой загрузки ресурсов сети, в
пределах директивных сроков решения. Синтезирован алгоритм определения мощностей ВЦ и пропускных способностей КС, необходимых для своевременного решения комплексов информационно связанных задач при минимальной стоимости проектируемой сети. Сформулированы правила и последовательность действий при перераспределении задач комплексов между ВЦ с целью выравнивания загрузки ресурсов сети. Описан алгоритм определения мощностей ВЦ и пропускных способностей КС, присоединяемых к существующей сети в процессе ее развития. Проведено исследование возможности приближения полученных значений характеристик сети к целочисленным.
В последней (четвертой) главе приведено описание пакета прикладных программ определения функциональных характеристик распределенных вычислительных сетей. В заключение главы рассмотрены результаты внедрения.
Работа выполнена на кафедре системотехники Харьковского ордена Трудового Красного Знамени института радиоэлектроники имени академика М.К.Янгеля под руководством заведующего кафедрой, кандидата технических наук, доцента Петрова Э.Г. и является составной частью работ по комплексной программе "АСУ-регион", проводимой в соответствии с приказом № 189 Минвуза УССР от 28.04.81 г., задание 01.02.05 "Разработка методов и алгоритмов структурно-технологической оптимизации сетей ВЦШ и структуры данных на этапах ТЭО".
Определение места рассматриваемой проблемы в иерархии задач оптимизации распределенных систем обработки информации
Переход к интеграции локальных АСУ и отдельных вычислительных центров (ВЦ) в крупные сети широкого многоцелевого использования - качественный скачок в развитии индустрии обработки информации /2,3/, в перспективе обеспечивающий объединение всех АСУ в Общегосударственную автоматизированную систему сбора и обработки информации для учета, планирования и управления народным хозяйством (ОГАС) на базе Государственной сети вычислительных центров (ГСВЦ) и Единой автоматизированной сети связи страны (ЕАСС).
Основной целью создания ГСВЦ является эффективное и экономичное удовлетворение потребностей народного хозяйства страны в информационно-вычислительных работах /3-5,7,17,18,22/ и в первую очередь - обеспечение своевременности обработки информации, являющейся неотделимым требованием эффективного функционирования АСУ /6,99/.
В настоящее время основное внимание уделяется развитию сетей ВЦ (СВЦ) как технической базы АСУ отраслями, крупными промышленными объединениями, региональными системами.
Основными компонентами СВЦ являются ВЦ коллективного пользования (ВЦКП), соединенные каналами связи (КС) и абонентские пункты (АП), с которых в СВЦ поступают запросы пользователей на обслуживание. СВЦ обеспечивает потребности пользователей в обработке информационно-поисковых и расчетных задач, для решения которых используют крупные объемы информации (хранящиеся в распределенном автоматизированном банке данных /2-5,7,18,29-31/ СВЦ или поступающие из внешней по отношению к СВЦ среды), мощные ЭВМ и которые требуют автоматизированного взаимодействия ВЦ сети /4/. При этом необходимо учитывать, что в СВЦ в первую очередь удовлетворяются регулярные информационные запросы на решение народнохозяйственных задач /7/, удельный вес которых в общем потоке решаемых задач неуклонно увеличивается с развитием и совершенствованием АСУ /8-Ю/. Поэтому при выборе характеристик СВЦ на стадиях планирования и оперативного управления сетью необходимо использовать математические модели, учитывающие эти особенности.
В общем случае проблему синтеза СВЦ можно сформулировать следующим образом. Задано: множество абонентов СВЦ, перечни задач, их информационные характеристики и взаимосвязь. Необходимо определить: структурно-топологические (количество уровней сети передачи данных и собственно ВЦ, число узлов СВЦ на каждом уровне и места их расположения, списки абонентов каждого узла), функциональные (мощности ВЦ, пропускные способности КС, параметры коммутирующих устройств) характеристики СВЦ, экстремизирующие принятые критерии оптимизации и удовлетворяющие всем ограничениям.
Разработка глобальной, всеобъемлющей модели, подробно учитывающей все аспекты постановки задачи синтеза СВЦ, неоправдана по ряду причин /4,5/, основными из которых являются:
- трудность формализации ряда характеристик модели, что ведет к определенной погрешности решения задачи синтеза;
- невозможность применения существующих математических методов ввиду нетшичности структуры модели;
- сложность реализации модели на современных ЭВМ из-за большой размерности задачи;
- большая трудоемкость сбора исходных данных для глобальной модели.
Системный подход при исследовании модели такого масштаба заключается ДІ-І4/ в декомпозиции общей проблемы на ряд подзадач и моделировании каждой из них в отдельности. Описание каждой подзадачи осуществляется с достаточной степенью детализации, а их взаимосвязь учитывается путем формирования ряда взаимных ограничений.
Иерархическая система моделей, полученная в результате, обладает следующими свойствами /5,11-14/:
1) на первом уровне иерархии описывается модель глобальной проблемы, а подзадачи учитываются укрупненно;
2) последующие уровни иерархии с возрастающей степенью детализации описывают отдельные аспекты глобальной проблемы;
3) число уровней иерархии определяется, требуемой степенью детализации описания аспектов для конкретной постановки задачи.
В основе такого описания глобальной проблемы лежит агрега-тивно-декомпозиционный подход Д5Д6/, позволяющий на различных уровнях иерархической системы моделей генерировать варианты решения глобальной проблемы с требуемой степенью детализации.
В зависимости от уровня детализации описания отдельных аспектов глобальной проблемы, а именно: целей, функций и подзадач,-возникают различные постановки задач синтеза СВЦ. Структура иерархической системы математических моделей определения основных технических характеристик СВЦ приведена на рис.1 Д. Каждый элемент структуры в свою очередь описывает иерархию моделей задач, что подчеркивает специфику разработки и исследования моделей большого масштаба.
Построение упорядоченной информационно-логической структуры комплекса регулярных mинформационно связанных задач
Для построения исходного распределения суммарной загрузки ВЦ и КС сети необходимо для каждой задачи комплекса Z и задач передачи информации определить допустимый интервал решения с учетом:
1) задания директивных сроков возможного начала и требуемого окончания выполнения задач из Z ;
2) информационной взаимосвязи задач обработки и передачи информации.
Определение взаимодопустимых интервалов решения производится в несколько этапов.
На первом этапе осуществляется привязка директивных сроков решения задач к моментам реального времени, определяемым для задач АСУ производственно-технологическими циклами (ПТЦ) контроля и управления /96,105/. Длительность ПТЦ определяется периодом времени, в течение которого полученные данные для решения задачи управления каким-либо объектом отражают объективную реальность с заданной точностью и позволяют принимать правильные решения по управлению объектом. Для системы управления организационного типа в качестве ПТЦ можно выделить смену, сутки, декаду, месяц, квартал и т.п.
На втором этапе осуществляется взаимоувязка директивных сроков решения информационно связанных задач. Директивные сроки регламентируют время возможного начала обработки задания на сети и определяются рядом внешних факторов:
- сроками сбора и подготовки исходных данных;
- необходимостью выдачи результирующих документов к опреде ленному сроку и т.д.
Взаимоувязка директивных сроков решения осуществляется с учетом информационных связей между задачами, которые определяются в процессе анализа информационно-логической структуры заданного комплекса задач (ИЛСК). ИЛСК характеризуется перечнем задач комплекса и их параметрами и представима в виде графа G(Z,r) , где Г описывает информационные связи между задачами комплекса Z .
На третьем этапе с учетом взаимоувязанных директивных сроков решения задач комплекса Z и задания информационных связей между ними определяются взаимодопустимые интервалы обработки и передачи информации на сети. Для каждой задачи Zj обработки информации на ВЦ или передачи информации по КС находим такой интервал времени tij ,. ] , что выполнение задачи в течение этого интервала осуществляется при минимальных приведенных затратах, своевременно (то есть без нарушения директивных сроков ее решения) и с учетом информационных связей с другими задачами комплекса ( /= /Тії » гДе fi общее число задач обработки и передачи информации). Таким образом, в результате выполнения третьего этапа получим для каадой задачи из Z и задач обмена допустимый интервал решения данной задачи, который в дальнейшем будет использован для определения исходного суммарного распределения загрузки ВЦ и КС сети. Длины взаимодопустимых интервалов необходимо максимизировать, то есть максимально возможно уменьшить и увеличить ( и - границы допустимого интервала решения задачи Zj , /= /,/? ).
ИЛСК регулярных взаимосвязанных задач характеризуется множеством входных и выходных информационных связей, включающих не только непосредственные связи между задачами, но и косвенные информационные зависимости (как, например, в информационно связанной цепочке задач), которые тоже влияют на взаимодопустимые сроки выполнения задач. Необходимость учета косвенных взаимозависимостей задач требует, чтобы к моменту определения допустимых сроков решения каждофадачи обработки и передачи информации были известны допустимые сроки решения всех задач, находящихся с данной задачей в непосредственной или косвенной информационной связи. Поэтому процедуру определения допустимых сроков необходимо проводить последовательно, на основе анализа упорядоченной ИЛСК взаимосвязанных задач.
Порядок упорядочения ИЛСК задач Z , назначенных для обработки на М ВЦ, соединенных I КС, следующий.
1. Формирование исходной неупорядоченной ИЛСК задач Z .
2. Построение ИЛСК задач Z с/учетом задач обмена информацией по КС.
3. Учет информационных связей между задачами разной периодичности решения и синтез ИЛСК с разверткой во времени циклов решения задач.
4. Ранжирование и нумерация элементов полученной ИЛСК.
Рассмотрим каждый пункт в отдельности.
I. Наиболее удобной формой представления ШЮК Z = lzsi} является взвешенный ориентированный граф &(Z,D Д45,146/, вес каждой вершины которого определяется списком количественных параметров соответствующей задачи
Введем отношения связи мевду двумя вершинами G(Z,T) .
Определение I. Между вершинами графа G(Z,r) z$f и Z/?7n существует отношение связи по входной информации Qx если хотя бы одна переменная, необходимая для задачи z , формируется при выполнении задачи Z$f и /=/?
Синтез алгоритма определения мощностей ВЦ и пропускных способностей КС сети
Полученные исходные суммарные распределения загрузки ВЦ H[ t4) , /-/,/ , и КС Af(+) , / /7/ , однозначно идентифицируются наборами чисел {№#} &{Ар/} соответственно, где
W - значение функции /%(J на интервале д9г , =/,&?
X%i - значение функции А (і) на интервале дОр , p=/f/7f . На рис.3.3 представлена укрупненная функциональная схема алгоритма определения характеристик /% , А/ сети, основанного на принципе снижения уровней пиковых загрузок ВЦ и КС за счет перемещения нагрузки переходящих задач. На каждом шаге внешнего цикла алгоритма (блоки 2-13) определяется значение одной из характеристик Л сети (мощности ВЦ или пропускной способности КС). На каждом шаге внутреннего цикла алгоритма (блоки 2-8) производится снижение пикового значения определяющего распределения 4 (i) , выбранного из множества распределений 1Жи(+)} (блоки 2,3), путем перемещения нагрузки переходящей задачи ZyeZ/r (блок 5). Z„ - множество переходящих задач, нагрузка которых распределена в интервале пикового значения определяющего распределения Аи(4) . Процесс перемещения нагрузки Zy е Zn будет подробно рассмотрен ниже. Здесь необходимо отметить, что в результате перемещения нарушаются допустимые сроки tj , ty выполнения Zj , в связи с чем требуется определить новые взаимодопустимые сроки выполнения всех задач, связанных информационно с Zy , при условии, что новые допустимые границы выполнения Zy известны в результате перемещения ее нагрузки. Эта оптимизационная задача решается в блоке 7. В связи с изменением взаимодопустимых сроков выполнения некоторых задач рассматриваемого комплекса производится корректировка диаграмм распределения загрузки тех Щ и КС, на которых эти задачи должны выполняться (блок 8). Управление далее передается блоку 2 на начало следующего внутреннего цикла алгоритма.
Если оказалось, что Ж (1) - определяющее распределение, а Zn - пустое множество (блок 4), осуществляется выход из внутреннего цикла алгоритма и значение Л -mazd (-6) считается ис комым (блок 9). Действительно, если в подынтервале 40 (или лОр ), где значение функции определяющего распределения IV?(4) (или АЇШ ) наибольшее для te[0,Tn] , не существует ни одной переходящей задачи, то это означает, что И/?= max IV/ft) (или Ai faexA((t) ) не может быть уменьшено за счет перемещения нагрузки из подынтервала А0 (или лОр ) в другие подынтервалы и текущее значение /%v (или Л/ ) - искомое.
Далее (блок 10), определяются фактические длины интервалов выполнения задач, назначенных на данный ВЦ (КС), A [ Tj} , где J7j - время выполнения Z/ , /є J ( е/ - множество индексов задач, назначенных на данный ВЦ им КС). U=-lUji , /=1 п , Uj определяется по формуле (2.5). Так как величине Ли (мощности ВЦ или пропускной способности КС) присвоено наибольшее значение, достигаемое функцией $ (!) на интервале [0,ТП ] , то в связи с этим возникают резервы времени, которые могут быть использованы на ВЦ и КС, взаимодействующих с данным ВЦ (КС), для увеличения интервалов обработки и передача информации с целью снижения оуммарной стоимости проектируемой сети. В блоке II решается оптимизационная задача определения новых границ взаимо-допуотимых интервалов выполнения задач, входящих во взаимосвязанное подмножество Z такое, что содержит хотя бы одну из задач, назначенных на данный ВЦ (КС). Оптимизационная задача решается для каждого из подмножеств типа Z . Постановка задачи следующая.
Здесь У- множество индексов задач Z . Ограничение (3.19) задает условие непересечения во времени интервалов выполнения задач, назначенных на данный ВЦ (КС).
Для решения оптимизационной задачи (2.II), (3.15)-(3.20) использован алгоритм, описанный в подразделе 2.3, позволяющий учесть при решении ограничения-равенства.
В результате решения оптимизационной задачи (2.II), (3.15)-(3.20) получим значения новых границ взаимодопустимых интервалов для задач Zy , /ef\ J , и расписание Р= [iy , iy J , /eJ , выполнения работ на данном ВЦ (KG). Резервное время в дальнейшем может быть использовано для решения внеплановых или фоновых заданий.
В дальнейшем значение мощности данного ВЦ (пропускной способности КС) не корректируется, а при решении оптимизационных задач (блоки 7,11) значения iy , , /е//, считаем известными.
Далее производится корректировка распределений загрузки ВЦ и КС, на которые назначены задачи Zy , /єУ\? (блок 12). Анализируется (блок 13), все ли характеристики сети определены. Если нет, управление передается блоку 2 на начало следующего внешнего цакла алгоритма. Процесс прекращается, когда все характеристики сети (мощности ВЦ и пропускные способности КС) определены.
Таким образом, рассмотренный алгоритм обеспечивает поиск эффективного решения поставленной в подразделе 1.4 задачи исследования.
Рассмотрим подробно процедуру перемещения нагрузки переходящей задачи ZyeZ/, (блок 5). На рис.3.4 изображен общий случай расположения допустимого интервала выполнения переходящей задачи Zy е Z по отношению к f-му подынтервалу распределения загрузки /-го ВЦ /Ve- (і) , на котором достигается ее экстремальное значение: подынтервал [9 ,9 /] лежит внутри допус тймого интервала [{j ,tj J .
Проанализируем возможность уменьшения пикового значения W& на -м подынтервале за счет сокращения протяженности [i ,tf] и, как следствие, увеличения удельной нагрузки Z/ в пределах нового допустимого интервала, лежащего за пределами -го подынтервала. .
При перемещении нагрузки переходящих задач будем по-прежнему придерживаться принципа равномерного распределения нагрузки задачи внутри нового допустимого интервала.
Разработка комплекса программ определения функциональных характеристик сети ВЦ
Комплекс программ определения функциональных характеристик сети ВЦ предназначен для оценки значений мощностей ВЦ и пропускных способностей каналов связи сети, позволяющих с минимальными приведенными затратами решать заданные комплексы регулярных информационно связанных задач обработки и передачи информации с соблюдением директивных сроков обслуживания.
Комплекс программ реализует следующие функции:
- ввод и печать исходных данных в виде таблицы;
- согласование исходных директивных сроков обслуживания и печать согласованных директивных сроков;
- определение длины интервала календарного планирования;
- упорядочение информационно-логической структуры задан ного комплекса задач и печать в виде таблицы элементов ИЛС с их характеристиками на каждом этапе упорядочения;
- определение взаимодопустимых сроков выполнения задач обработки и передачи информации упорядоченной ИЛС;
- построение исходных распределений загрузки Щи КС;
- определение мощностей ВЦ и пропускных способностей КС и печать результатов в виде таблицы.
В состав комплекса программ определения функциональных характеристик сети ВЦ входят следующие программные модули:
I) организующая программа, включающая структурные подразделения:
- DR/IW0 - печать исходных данных в виде таблицы;
- СО/// - модуль согласования исходных директивных сроков возможного начала и требуемого окончания выполнения задач обработки информации на ВЦ;
- DTM/IX - модуль определения длины интервала календарного планирования;
- J)ZMItf - реализует первый этап упорядочения ИЛС комплекса задач, временную развертку циклов решения задач в соответствии с периодами их реализации на интервале календарного планирования;
- DZST/IQ - реализует второй этап упорядочения ИЛС комплекса задач, выделение задач обмена информацией и включение их в ИЛС;
- DZ - реализует третий этап упорядочения ИЛС комплекса задач, разбиение ИЛС на информационные ранги и нумерация задач ИЛС;
- WV1 , ІЛ/У2 , /Л/УЗ - реализует вспомогательные функ ции при упорядочении ИЛС комплекса задач соответственно на пер вом, втором и третьем этапах упорядочения;
120
- Dfi/ltVf , д#/І W2 , А/І№3 - модули печати таблиц результатов соответственно первого, второго, третьего этапов упорядочения ШЮ;
- DOPS - формирует матрицы начальных условий оптимизационной задачи определения взаимодопустимых сроков выполнения задач обработки и передачи информации, осуществляет выбор начального приближения и общий шаг алгоритма линеаризации;
- Q4SPP - реализует формирование значений функций исходных распределений загрузки ВЦ и КС и выбор мощностей ВЦ и пропускных способностей КС сети;
2) PQOG/ - вычисляет значения ограничений для каждой точки общего шага алгоритма линеаризации и определяет максимальное из них;
3) PP0G2 - вычисляет значение функции цели оптимизационной задачи определения взаамодопустдмых сроков выполнения задач обработки и передачи информации на сети и производных функции цели для заданной точки;
4) PP0G3 - реализует решение вспомогательной квадратичной задачи.
Организующая программа состоит из 15-ти структурных подразделений, каждое из которых выполняет определенную функцию с однократным использованием, что и послужило причиной невыделения данных подразделений в виде отдельных подпрограмм комплекса, а размещения их в теле организующей программы.
Схема функционирования комплекса программ представлена на рис.4.2.
Все программы комплекса написаны на алгоритмическом языке программирования Фортран-1У и предназначены для функционирования в вычислительной среде ОС ЕС. Передача информации между организующей программой и подпрограммами осуществляется через общую область данных СОМИОА/ , а связь по управлению производится с помощью оператора CALL , в котором указывается имя вызываемой подпрограммы. Завершает подпрограмму оператор #TL/fl/V , который передает управление оператору организующей программы, следующему за оператором C/ILL .
За одно выполнение комплекса программ определяются функциональные характеристики - мощность Щ и пропускные способности КС - сети, состоящей не более, чем из 99 ВЦ и 99 КС.
Перечень технических средств, используемых для выполнения комплекса программ, следующий:
- центральный процессор (512 К) - I шт.;
- перфокарточное устройство ввода - I шт.;
- накопители на магнитных дисках - I шт.;
- устройство печати - I шт.;
- устройство связи с оператором.
