Введение к работе
Актуальность тема, Наиболее перспективным решением проблемы удовлетворения интенсивно растуцих потребностей в ' эффективных средствах сбора, передачи и обработки информации является приме-гение сетей ЭВМ, представлявших собой совокупность распределенная ЭВМ, объединенных средствами передата данных в единую систему.
Сетевая обработка по сравнению с обработкой данных на несвя-шнных ЭВМ предоставляет пользователям ряд новых возможностей при сборе, хранении, распределении и обработке информации, что обусловливает широкое разгитие сетей ЭВМ и необходимость разработки. )ф|ективнкх средств их проектирования.
Решение задачи проектирования сетей ЭВМ, как правило, представляется в виде многоэтапного итеративного процесса автономного і последовательного решения совокупности взаимосвязанных задач шализа и синтеза основных структурных компонентов сетей ЭВМ: \павных ЭВМ,сетей передачи данных (СГЩ) и терминальных сетей (ТС),
Системное проектирование ЭВМ, СЩ и ТС вата проводить с гчетом таких существенных особенностей их функционирования, как ^однородность нагрузки и возможность применения приоритетных ітратегий управления (ПСУ) обработкой и передачей данных.
Актуальность темы диссертационной работы определяется необходимостью разработки методов и алгоритмов анализа и синтеза >сновных структурных компонентов сетей ЭВМ, позволяющих учитывать приведенные особенности их функционирования, поскольку традицион-ше методы и алгоритмы исследования сетей ЭВМ ориентированы на >днородную нагрузку и, следовательно, не позволяют учитывать «однородный характер реальной нагрузки и использование ПСУ в гроцессе проектирования.
Выбор ЭВМ и СГЩ в качестве исследуемых систем обусловлен гем, что на результаты проектирования именно этих структурных сомпонентов сети ЭВМ существенно влияет неоднородность нагрузки ї от удачного реиения соответствующих задач проектирования в. шиболылей степени зависят экономические показатели сети ЭВМ. ,
Цель работы заключается в разработке эффективных методов- и ілгоритмов, позволяющих при решении задач системного проектирова-шя ЭВМ и СПД учитывать реальные особенности их функционирования.
В соответствии с указанной целью основними задачами диссер-гавдонней работы являются:
разработка методов и алгоритмов структурно-функционального синтеза одно- и многопроцеосоркых вычислительных систем с неоднородной приоритетной нагрузкой;
разработка метода и алгоритма проектирования узлов коммутации (УК) з СПД с неоднородной нагрузкой с учотом ограниченной емкости буфера входных данных, боеможнсстк отказов поступающие сообщениям в приеме и ПСУ их обслуживанием;
разработка методов и алгоритмов выбора пропускных способностей (ПС) каналов связи и распределения потоков (РП) в СПД с неоднородной приоритетной нагрузкой;
разработка методики системного проектирования СПД с неоднородной нагрузкой, направленной на комплексное решение задач синтеза УК, выбора ПС, распределения потоков, и определения топологии СПД;
программная реализация разработанных методов к алгоритмов.
Метода исследования. Основные результаты работы получены с использованием точных и приближенных аналитических методов', базирующихся на аппарате теории массового обслуживания, а также численных и эвристических методов. Для аттестации приближенных результатов используется метод имитационного моделирования.
Научная новизна работа.
і. Разработаны методы и алгоритмы структурно-функциональногс синтеза одно- и многопроцессорных ЗВМ, позволяющие учитывать неоднородный характер нагрузки и возможность 'использования ЇЇСЇ обработкой данных.
-
Разработаны метод и алгоритм Проектирования УК с " учето?» особенностей их структурно-функциональной организации,
-
Подучены точные (в рамках принятых предположений) аналитические зависимости для временных характеристик обслуживания і СПД неоднородных сообщений с учетом ЛСУ их передачей по каналам.
-
Сформулирована и решена задача выбора ПС каналов СПД с неоднородной приоритетной нагрузкой с учетом ограничений на временные характеристики СДЦ.
-
Разработаны методы и алгоритмы распределения неоднородны) потоков сообщений в СПД по критерию минимума средней зздерхю сообщений или макси-ума производительности СПД\
6. Проведены исследования влияния неоднородности нагрузки J использования ПСУ на результаты реззния задач синтеза ЭВМ и УК, выбора ПС каналов и распределения потоков в СГЩ.
Практическую ценность работа представляют:
комплекс программ проектирования одно- и многопроцессорных вычислительных систем с неоднородной приоритетной нагрузкой;
методика системного проектирования СПИ с неоднородной нагрузкой при наличии различных ограничений на средние времена пребывания в СПД сообщений разннх классов.
комплекс программ, реализующий в диалоговом режиме методи-ку системного проектирования СГЩ.
Реализация результатов работы. Результаты диссертационной работы внедрены в Ленинградском отраслевом научно-исследовательском институте связи (ЛОНИИС, г. Санкт-Петербург), в учебном процессе по специальности 22.0J - "Вычислительные машины, комплексы, системы и сети" на кафедре вычислительной техники (ВТ) Санкт-Петербургского института точной механики и оптики (ИТМО) и на кафедре вычислительных машин Одесского политехнического института, а также использовались в научно-исследовательских работах, выполнявшихся на кафедре ВТ ИТМО.
Апробация работы, Основные результаты диссертационной работа докладывались и обсуждались на 6, 7, 8 и.9-ой Белорусских школах-семинарах по теории массового обслуживания (Витебска 1990; Гродно, 1991; Брест, 1992; Минск, 1993), III и V Совещаниях по распределенным вычислительным системам и сетям массового обслуживания (Винница, 1990; Калининград, 1992).
Публикации. По материалам диссертации опубликованы -. 12 печатных работ. Основные компоненты разработанных программных средств сданы в Госфонд алгоритмов и програть
Структура и объем работы, диссертация состоит из введения, пяти глав, списка литературы (105 наименований). Объем работы -1ДП страниц машинописного текста, 20 таблиц и 12 рисунков.