Содержание к диссертации
Введение
I. Структура алгоритмов передачи информации,постановка задачи и выбор методики исследования 11
1.1. Структура алгоритмов передачи информации в системах и сетях передачи данных II
1.2. Постановка задачи исследования алгоритмов ПИ между знаковым и пакетным оконечным оборудованием данных 24
1.3. Анализ методов оценки алгоритмов передачи информации и выбор методики исследования 31
Выводы к разделу I 39
П. Разработка комплекса алгоритмов, управляшщ обменом информацией mejw знаковым и пакетным оконечным оборудованием данных . 40
2.1. Разработка общей структуры комплекса алгоритмов 40
2.2. Разработка алгоритмов обмена информацией на участке 0УПДст - СРП 45
2.2.1. Простой алгоритм передачи информации 46
2.2.2. Алгоритм с применением способа передачи с эхоплексом. 54
2.2.3. Алгоритм с применением способа многократного повторения передачи информации 59
2.3. Алгоритм передачи информации на участке СРП-0УПДд, 61
Выводы к разделу П 80
Ш. Моделирование основных характеристик алгоритмов пи между знаковым и пакетным оконечным оборудованием данных 81
3.1, Моделирование вероятностно-временных характеристик 31
3.2. Моделирование характеристик помехоустойчивости 101
3,3. Моделирование характеристик сложности реализации 118
3.4. Оценка эффективности алгоритмов 132
3.5. Метод автоматизации проектирования алгоритмов ПИ 138 Выводы к разделу Ш 150
Заключение 152
Литература 154
Приложения
- Структура алгоритмов передачи информации в системах и сетях передачи данных
- Постановка задачи исследования алгоритмов ПИ между знаковым и пакетным оконечным оборудованием данных
- Разработка общей структуры комплекса алгоритмов
- Моделирование вероятностно-временных характеристик
Введение к работе
В последние годы в нашей стране отмечается неуклонный рост уровня автоматизации процессов управления народным хозяйством на основе новых организационных форм применения вычислительной техники. Создаются интегрированные автоматизированные системы управления (АСУ) и отраслевые АСУ на базе вычислительных центров коллективного пользования (ВЩШ), республиканские АСУ и общегосударственная система (ОГАС) на основе сетей вычислительных центров и сетей передачи данных* В перспективе намечается увеличение темпов создания АСУ, что непосредственно связано с развитием и усложнением всего народного хозяйства страны. На это обстоятельство указывают решения ХХУІ-го съезда КПСС, где записано: "Обеспечить дальнейшее развитие и повышение эффективности сети АСУ и вычислительных центров коллективного пользования, продолжая их объединение в единую общегосударственную систему сбора и обработки информации для учета, планирования и управления"*: В этом направлении в нашей стране проводится большая планомерная работа. Так, в настоящее время развита методология разработки как локальных [73, 82|так и распределенных [і7,24,55,83] АСУ, создана теоретическая база для создания эффективной системы передачи информации (СПИ) АСУ [і, 29,30,58,64,85,85,99,104^ а также налажен выпуск соответствующих технических средств [18, 75-77, 89, 91 ] для реализации данных АСУ.
Создание современных эффективных АСУ выдвигает ряд задач, которые можно решить лишь объединив ЭВМ в единую сеть[і5,І7,22,4І, 73,83,103,104] подобно объединению электростанций в единую энергетическую систему.
Одним из важных и сложных компонентов сети ЭВМ является сеть
ж;Материалы ХХУІ съезда КПСС. М.: Политиздат, 1981, с.177.
- б -
передачи данных СПД. Исследования, проведенные крупными отечественными и зарубежными учеными,такими как В.М.Глушков, Э.Я.Якубай-тис, Г.П.Захаров, В.О.Шварцман, С.И.Самойленко, Б.Я.Советов,В.Г. Лазарев, Л.Клейнрок, Д.Барбер, Р.Сипсер, Дж.Мартин, Л.Пузен и др., а также опыт функционирования сетей ЭВМ показывают, что наиболее перспективной для применения в качестве СПД является сеть передачи данных с коммутацией пакетов (ПД-Iffl). Кроме того, достижения в области создания сетей ПД-КП показывают, что они удобны,эффективны и перспективны для передачи информации (ПИ) и во многих других областях человеческой деятельности. В нашей стране и за рубежом широко обсуждается проблема создания сети передачи данных общего пользования (СОП) [44,64,109,III] - Общегосударственная система передачи данных (ОГСПД).
Одной из актуальных проблем при проектировании СОП является разработка алгоритмов, обеспечивающих передачу дискретных сообщений, удовлетворяющих требованиям пользователей. В настоящее время достаточно подробно разработаны логическая и физическая структура ООП, а также структура ее системного алгоритмического обеспечения [9,15,18,19,41,64,84,107] . Разработан и исследован ряд алгоритмов, обеспечивающих управление обменом информацией на межузловых участках, а также сквозных от абонента-отправителя до абонента-получателя. Однако, практически все проведенные исследования предполагали, что оконечные установки передачи данных (ОУПД) обладают определенными вычислительными возможностями /72, 77, 86 ] . С другой стороны, очевидно существует и будет существовать в предвидимом будующем благодаря своим удобствам для пользователя широкий класс ОУПД, передающих информацию в позначном старт-стопном режиме (0УПДсТ) [ 72 J. Исследования, посвященные алгоритмам, обеспечивающим управление обменом информацией между ОУПД и другими оконечными установками через СОП практически
- 7 -отсутствуют. Особый интерес в этом плане вызывают алгоритмы,управляющие ПИ маиду 0УПД01 и ОУПД пакетного типа (0УПДп) (предполагается, что ЭВМ относятся к 0УПД-) через СОП, поскольку доступ к вычислительным ресурсам ъ перспективных АСУ большой класс ОУПД т будет иметь именно с помощью этих алгоритмов.
В связи с вышеизложенным целью настоящей диссертационной работы является разработка и исследование алгоритмов ПИ между ОУПД т и 0УПДп, а также разработка метода автоматизации проектирования вышеуказанного класса алгоритмов ПИ.
Новизна темы диссертации и заключается в комплексном исследовании алгоритмов передачи данных (ПД) между ОУПД и 0УПДпчерез СОП и методе автоматизации проектирования алгоритмов ПИ. Основные положения, выносимые на защиту^заключаются в следующем:
Как в отечественной, так и зарубежной литературе слабо освещены вопросы алгоритмического обеспечения ПЙ простых знаковых терминалов в условиях функционирования их в современных сетях ЭВМ. В связи с этим в диссертации разработана структура вышеуказанного алгоритмического обеспечения.
Конкретные алгоритмы ПИ, соответствующие разработанной структуре алгоритмического обеспечения на абонентском участке (0УПД0Т - СРП) и на транспортном уровне СОП (на участке СРП -0УПДп), практически отсутствуют. Для восполнения данного пробела разработаны три типа алгоритмов ПЙ на абонентском участке и один алгоритм ПИ на транспортном участке, которые вместе образуют комплекс перспективных алгоритмов, обеспечивающих ПИ на рассматриваемом звене ПИ.
Более эффективное взаимодействие абонентов в сети ЭВМ можно обеспечить с помощью методики построения абонентской сети ВЦКП, включающей вышеуказанные алгоритмы ПЙ, по сравнению с существующей методикой, основанной на средствах телеобработки
- 8 -данных.
Учитывая настоятельную необходимость б классификации алгоритмов ПИ с целью автоматизации их проектирования, предлагается метод классификации. Этот метод основывается на том, что алгоритмы можно различать по признакам, оказывающим существенное влияние на основные их характеристики (тип обратной связи,метод защиты от ошибок и др.)-
Разброс качественных характеристик ПИ реальных каналов связи на абонентском участке сети в больших пределах,затрудняет разработку, средств автоматизации проектирования алгоритмического обеспечения ЛИ на этом участке. Множество возможных каналов связи на определенном участке сети по физической структуре можно разбить на группы, б пределах которых качественные характеристики ПИ имеют одинаковую закономерность изменения и незначительно отличающиеся средние значения. Для звена ПИ 0УЇЇД - СРП, в частности,предлагается четыре группы характерных каналов связи.
В настоящее время отсутствуют модели, приемлемые для оценки характеристик ПИ между 0УПД0Т и 0УПДп- Для оценки основных характеристик (вероятностно-временных (ВЕХ), помехоустойчивости (ХП)
и сложности реализации (ХС) алгоритмов ПИ) разработан комплекс моделей.
Результаты, полученные на основе применения комплекса моделей для оценки основных характеристик ПИ между ОУПДотиОУПДп ? позволяют произвести сравнительный анализ эффективности использования, определить области предпочтительного применения и сделать выбор алгоритмов ПИ в конкретных случаях.
При организации ПИ между 0УПД0Т и ОУПДп для реальных режимов взаимодействия пользователей с ЭВМ (диалоговый, запрос - ответ, удаленной пакетной обработки) можно определить области эффективного применения алгоритмов ПИ на различных группах каналов
связи на абонентском участке сети.
9. Процесс конструирования алгоритмов ПИ для различных участков сети можно автоматизировать с помощью метода, теоретической основой которого является представление процессов проектирования в форме задачи в пространстве состояний.
Результаты диссертационной работы нашли применение при проектировании абонентской сети ВЦКП в г.Ташкенте, находящейся в стадии рабочего проектирования и внедрения, а такне в разработках Ленинградского научно-производственного объединения "Красная Заря" (акты внедрения приложены к диссертации).
Основные результаты диссертационной работы докладывались автором на Республиканской научно-технической конференции "Проблемы и состояние внедрения ОАСУ - связь и организация сетей передачи данных для внедрения ОАСУ", Ташкент, 1978 г.; на пятой Международной конференции "Передача данных", Карловы Бары, 1981 г.; на Всесоюзной конференции по проблемам создания ВЩП и развития АСУ, г.Душанбе, IS83 г., а также на научных семинарах в УзНПО "Кибернетика" АН УзССР и ИВЦ Госплана УзССР.
Результаты диссертации опубликованы в 9 печатных работах.
Диссертационная работа состоит из введения, трех разделов, заключения, списка литературы и приложений общим объемом 194 страниц машинописного текста включая иллюстрации С 116 страниц без приложений, рисунков, таблиц, графиков и списка литературы).
Первый раздел диссертации является обзорным и посвящен анализу и сопоставлению литературных данных по построению алгоритмов в сетях и системах ИД, а также по методам оценки вероятностно-временных характеристик (ВВХ), характеристик помехоустойчивости (ХШ и сложности реализации (ХС)алгоритмов. Делается постановка задач исследования, производится выбор методов анализа ВВХ, XII и ХС для исследования алгоритмов ПИ.
Во втором разделе производится разработка комплекса алгоритмов, управляющих обменом информацией между 0У1ЩСТ и 0УПДп через СОП. Разработана общая структура системы алгоритмов обмена информацией, а также ряд конкретных алгоритмов на участках 0УПДст-СРП (средство сборки расформирования пакетов) и СРП-0УОДд.
В третьем разделе диссертации разрабатываются эффективные модели в виде дискретных цепей Маркова с потерями, с использованием которых моделируются основные ВЕХ, ХЇЇ и ХС. Произведена оценка эффективности разработанных алгоритмов ПИ в различных режимах взаимодействия пользователя (0УПДст) с 0УЦДд. Описывается предлагаемый метод автоматизации проектирования алгоритмов ПИ.
- II -
1 Ґ
Структура алгоритмов передачи информации в системах и сетях передачи данных
Кроме того, в дальнейшем мы часто будем пользоваться методом функциональных контуров (ФК) f 12 J для формализации представления тех или иных алгоритмов. Пользуясь понятием ФК можно,обстра-гируясь от физической структуры сети, представить маршрут ПИ в виде иерархической структуры ФК, что позволит более подробно и наглядно разобрать функции всех компонентов, участвующих в переносе информации.
Если на рис. I.I. исключить из рассмотрения все узлы коммутации, то обмен информацией между ОУПД будет осуществляться только по выделенным каналам. Такая структура была характерна для ранних этапов развития техники передачи информации. При этом разработчики в основном заботились с одной стороны о повышении достоверности ПИ,а с другой стороны-уменьшении стоимости всей системы. Трудноразрешимое противоречие между стоимостью и степенью достоверности привело к тому, что такие системы могли более или менее эффективно реализовать всего лишь один ФК ПИ,
Так ФК передачи для системы "Аккорд-50" [ 51 ] можно охарактеризовать следующими свойствами. Сообщение передается блоками в 12 пятиэлементных кодовых комбинаций. Применена система РОС с ожиданием. В качестве защиты от выпадения сигнала обратной связи (т.е. квитанции) применяется 1,5 секундный таймаут ожидания.Применена система попеременного контроля.
Алгоритм функционирования ФК передачи для системы "Аккорд-12СЮ [51 ] имеет следующие характерные черты. Длина блока информации составляет 112/240 разрядов. Применена система РОС с непрерывной передачей и повторением двух предыдущих блоков при появлении J
ошибки. Применяется защита информации от выпадений и вставок. С этой целью передаваемым блокам присваиваются условные индексы (А,В,С), которые циклически повторяются. Применена система попеременного контроля.
Основные свойства алгоритма функционирования ФК передачи для системы "Минск-1500" [51, 90 ] заключаются в следующем. Елок информации имеет длину 5,6,7 и 8 двоичных разрядов. Применяется система РОС с ожиданием, В качестве защиты от выпадений и вставок сигналов обратной связи (ОС) применяется чередование двух типов ответных сигналов - "11001" и "І00ІІ" для четных и нечетных блоков. Применена система попеременного контроля.
Резюмируя можно сказать, что процесс обмена информацией в выделенных системах характеризуется отсутствием фаз установления и завершения, относительной простотой реализованных в них алгоритмов ПИ и жесткий аппаратной реализацией, что обуславливает их высокую стоимость.
В настоящее время большое распространение во всем мире имеют сети с коммутацией каналов. Для передачи дискретной информации можно привести в качестве примера сеть телеграфной связи, создаваемую в нашей стране сеть передачи данных СПД) с коммутацией каналов (ЇЇД-КК-200) [ 55 J , среднескоростную сеть ЦД на базе коммутируемой телефонной сети [ 55 7 . В этих системах ярко выражены все три вышеуказанные фазы процесса ПИ. Б отношении слособов построения алгоритмов ПИ эти системы практически не отличаются от рассмотренных выше выделенных систем ПИ. В них также реализован только один ФК передачи. Добавляя к разработанным ранее выделенным системам Ш средства для установления и разъединения сквозного тракта, их преобразуют в универсальные системы ПИ.
Недостатки,присущие вышеуказанным системам ПИ, а также дости-ижения в области вычислительной техники (БТ) привели в дальнейшем FK внедрению техники коммутации сообщений (КС) при построении систем ПИ (СПИ). Однако преимущества систем КС достигнуты за счет усложнения всей системы в целом. Особенно отчетливо эти усложнения видны при рассмотрении алгоритмов ПИ. В системах с КС уже более или менее четко можно проследить зачатки иерархической структуры алгоритмов ПИ. Обобщая литературные данные по построению алгоритмов ПИ в этих системах [55, 57, 86 ] можно сделать вывод, что они представляют собой двухуровневую структуру, реализованную, соответственно, в ФК-І и ФК-2. Отметим, что система КС предполагает разделение используемых дискретных каналов на абонентские, зоновые и магистральные, которые различаются по скорости ПИ, методами защиты от ошибок, а также по структуре используемых алгоритмов ПИ. Для абонентских линий характерно слияние ФК-І и ФК-2 в единый упрощенный ФК, а для средне и высокоскоростных зоновых и магистральных каналов ПИ характерно четкое разделение ФК-І и ФК-2 по выполняемым функциям в едином процессе ПИ. Особенностью систем с КС является также и то, что оба этих ФК замыкаются только на дискретных каналах смежных узлов коммутации. Кроме того» в этих системах неявно выражены фазы установления и разъединения. Рассмотрим алгоритмы ПИ в некоторых известных системах с КС.
Постановка задачи исследования алгоритмов ПИ между знаковым и пакетным оконечным оборудованием данных
Как показывает обзор, проведенный в ІЛ, в перспективе СОП будут строится на принципах коммутации пакетов. МККТТ и МОС разработали и продолжают разрабатывать рекомендации по построению таких сетей. Одной из основополагающих и перспективных является Рекомендация Х.25 [і09, 115]. которая определяет интерфейс между ОУПД и СОП или,иначе, границу между сетью ЦП, и пользователем,Этой рекомендацией предполагается использование принципа пакетной передачи информации по заранее установленным (постоянным) или коммутируемым виртуальным каналам (Ж) для обмена данными через СОП. При этом ОУДД, взаимодействующая с СОП через интерфейс X.25,должна быть довольно сложным устройством, обладающим высоким быстродействием и большой буферной памятью. Т.е. интерфейс Х.25 удобен для ОУПД типа ЭВМ. Знаковые же ОУПД (0УПДст) [ 72 J совершенно не приспособлены для обмена информацией через СОП. Как было отмечено в І.І, вопросы построения и исследования алгоритмов ПИ, обеспечивающих указанное взаимодействие, еще мало проработаны, В связи с этим одной из основных задач данной диссертационной рабо
ты поставлена разработка комплекса перспективных алгоритмов, обеспечивающих передачу информации между 0УПДсти ЭВМ (0УПДп)че-рез СОП, построенную на основе интерфейса Х.25 (т.е. с использованием ВК).
При создании современных АСУ на базе сетей ЭВМ перспективу широкого применения получают интерактивные формы удаленного взаимодействия человека с ЭВМ. При этом самым многочисленным классом ОУПД является именно простые, лишенные логических возможностей, низкоскоростные старт-стопные ОУПД т. Разработка таких форм взаимодействия должна опираться на результаты исследований, качественно оценивающих основные характеристики используемой системы ПИ и, в особенности, алгоритмов ПИ между 0УПДст и 0УЦЦд. Поэтому в качестве следующей важной задачи этой диссертации поставлена задача исследования разработанных алгоритмов ПИ в условиях, приближенных к реальным, с целью получения приемлемых для практического применения характеристик ПИ. Основной интерес здесь представляют ВВХ, ХП и особенно характеристики сложности реализации алгоритмов на вычислительных средствах. Среди ВВХ наибольшее значение для практического применения представляют следующие характеристики: - математическое ожидание и дисперсия Й (/с ) време ни передачи сообщения как в сквозном тракте от абонента - отпра вителя до абонента - получателя, так и на отдельных участках; - относительная скорость передачи информации Среди ХП наиболее важными являются: - вероятность пропадания сообщения , - вероятность вставки сообщения Рв; - вероятность необнаруженной ошибки в сообщении Р0.
Особый интерес к ХС вызван тем обстоятельством, что они позво-L ляют прогнозировать требуемые для реализации рассматриваемых алгоритмов BG и их ресурсы. Это весьма актуальная проблема, поскольку в настоящее время, к сожалению, выбор того или иного алгоритма для реализации его в системах ПИ осуществляется без должного научного обоснования и основан практически на интуиции разработчиков. Такой подход в ряде случаев приводит к необоснованно завышенным затратам основных ресурсов вычислительного средства или комплекса, реализующего рассматриваемые алгоритмы ПИ (памяти и машинного времени). Среди ХС мы будем рассматривать следующие две: -затраты машинного времени при передаче сообщения Тм; -объем памяти, необходимый для хранения данных ]/п . Учитывая тенденцию на интеграцию различных АСУ и создание крупных распределенных АСУ, в которых взаимодействие пользователя с ЭВМ будет осуществляться через СОИ, следует считать целесообразным автоматизацию проектирования звеньев и особенно алгоритмов ПИ между 0УПДст и ОУПДд. В связи с этим третьей основной задачей диссертационной работы является разработка метода автоматизации проектирования класса алгоритмов ПИ для ОУПД указанных типов.
В настоящее время существует большое количество разнообразных каналов связи, которые потенциально могут быть использованы для передачи данных от низкоскорэстных ОУПД Это коммутируемые телефонные и телеграфные каналы, разнообразные выделенные каналы, а также составные каналы. Последние могут быть образованы из ряда участков, представляющих собой каналы различного типа. При этом каждый реально существующий канал имеет свои характерные, присущие только для него характеристики помехоустойвости, надежности, ремонтопригодности и т.д., которые оказывают существенное влияние на ВВХ, Ш, и ХС передачи информации (данных).
Разработка общей структуры комплекса алгоритмов
Проблема обеспечения взаимодействия ОУПД с ОУПДп через СОП, построенной на основе коммутации пакетов и интерфейса X.25,рассматривалась соответствующей рабочей группой ШЛТ. Результатом ЗЇОГО стало появление проектов рекомендаций Х.З, Х.28 и Х.29 [l J. Согласно этим документам в СОП определяется устройство сбора - расформирования пакетов - СРП, выполняющее функции и имеющее рабочие характеристики, которые необходимы для обеспечения взаимодействия ОУПДст - ОУПДд. Кроме того, определены интерфейс ОУПДст - СРП, а также процедуры обмена управляющей информацией и данными мекду.СРП и ОУПДд. Описываемые в этих документах процедуры позволяют устанавливать и разъединять ВК, передавать служебную информацию и данные пользователя между ОУПДОТ и ОУПДп. Другими словами в данных документах создана основа для разработки конкретных систем ПИ между ОУПДот и ОУПДп. Наибольший интерес вызывают алгоритмы управления передачей информации, которые включаются в работу, когда устанавливается фаза передачи информации.
При разработке общей структуры алгоритмов ПИ мы будем иметь в виду следующие основные предпосылки: а) Логика управления ПИ по ВК допускает при некоторых видах отказов СОП потерю информационных пакетов [П5, 116].Поэтому це лесообразно иметь средства, контролирующие подобные ситуации. б) Поскольку в СОП возможно появление необнарукиваемых ВК оши бок, а также необнарушваемых выпадений и вставок информацион ных пакетов, то при передаче целесообразно создавать контрольные точки, в которых проверяется достоверность передаваемой информации. в) Информация передается от 0УЦД\_ к 0УЦЦ_ по принципу "чистая лента", г) Информация передается из 0УЦДст в виде т.н. последователь ности пользователя (ІШ) [і ]» в общем случае неопределенной дли ны. Поэтому целесообразно из поступающих знаков ПІІ формировать фрагменты ПП и передавать их в 0УПДп не дожидаясь конца приема всей Ш в СРП. д) Учитывая, что 0УЦЦ__ являются простыми, низкоскоростными устройствами, то целесообразно реализовать систему передачи ин формации с опозданием ответа на каждую переданную ПП. е) Имея ввиду, что СОП в перспективе будет носить интегрирован ный характер (включая как коммутацию пакетов так и коммутацию сообщений и коммутацию каналов), целесообразно чтобы разрабаты ваемая структура алгоритмов ПИ также носила универсальный харак тер.
Отметим, что проблема взаимодействия ЭВМ через СОП (ВК) уже достаточно подробно проработана. В рамках работ по стандартизации при создании сетей ЭВМ в МОС разработан проект сквозного алгоритма транспортировки (CAT) Jill ]для обмена информацией в тракте "центральная ЭВМ - центральная ЭВМ". Однако логическое построение CAT не позволяет обеспечить ПИ между ОУЦЦ и 0УПДп по следующим основным причинам: - стык пользователя со службой транспортировки в CAT осуществляется на уровне законченного письма [III]. 0УЦДст не может передавать службе транспортировки законченную ПП, т.к. это связано с большими затратами памяти и простоем буферов в СРП; - в CAT не учитываются особенности,связанные с ПИ от 0УПДст по низкоскоростной абонентской линии (ошибки, сбои,синхронизации и т.д.).
С другой стороны CAT может обеспечить при определенных условиях вполне эффективный обмен информацией между СРП и 0УПДп через СОД. Поэтому мы считаем, что целесообразно, не нарушая иерархической структуры CAT,частично дополнить его Средствами, позволяющими обеспечить обмен информацией между 0УЦІР и 0УЦД_. С этой целью предлагается модифицировать алгоритм "центральная ЭВМ - центральная ЭВМ" CAT применительно к специфическим функциям сквозного тракта ОУПД -0УЦД и добавить два дополнительных ОХ II алгоритма, обеспечивающих управление переносом информации между 0УЦДст и СРП (через абонентскую линию) и один алгоритм между ОУПДСТ и ОУЩП. Опираясь на вышеизложенное, а также имея в виду эталонную модель архитектуры открытых систем [l04,I05,II5j, общую структуру комплекса алгоритмов ПИ между 0УДДст и ОУЦД, пользуясь методом функциональных уровней, можно представить в следующем виде [ 25, 27].
Моделирование вероятностно-временных характеристик
Существует три основных режима взаимодействия пользователей о ЭВМ: "запрос - ответ" (30), "медленный диалог" (МД) [ 24 J и "передача больших массивов информации" (БМИ). На наш взгляд каждый из данных режимов можно и целесообразно охарактеризовать совокупностью значений основных качественных характеристик ПИ (ВЕС, ХП и ХС), т.е. определить режимы ПИ в режимах взаимодействия пользователей с ЭВМ. А поскольку значения данных характеристик определяются системой ПИ и,в первую очередь, заложенными в ней алгоритмами ПИ, то эти значения будут представлять собой требования к СПИ (и соответственно к алгоритмам ПИ), которые должны выполняться при реализации взаимодействия пользователя с ЭВМ в любом конкретном режима ПИ. Вопрос об определении режимов ПИ в настоящее время полностью еще не решен.
Режимы Пй в различных режимах взаимодействия пользователей с ЭВМ можно охарактеризовать следующим образом.
Режим "МД".. Данный режим взаимодействия характерен для интерактивного общения пользователя с ЭВМ. При этом м.о. длины сообщения Lnn равно: (1Пп)Мд 100 ъи.
В настоящее время все режимы ПИ в отношении ВВХ характеризуются т.н. временем отклика системы T0[89j , т.е. промежутком времени от ввода последнего знака до момента получения последнего знака ответного сообщения. Данная характеристика отражает скорость реакции системы в целом на запрос пользователя. Однако,она не отражает удобства для пользователя, работающего в определенном режиме ПИ, самого процесса ввода информации, В качестве характеристик, оценивающих удобства для пользователя оистемы ПИ предлагаем взять м.о. времени ввода (вывода) информации опреда-ь ленного объема ( Lnn ) - М(Т ) и относительную скорость ввода информации определенного объема (Lnn) - (%п) Из этих характеристик более информативным представляется (Тпп) , поокольку она отражает не только скорость ввода информации, но и коэффициент использования пропускной способности иопользуемого канала ПИ.
Учитывая характер взаимодействия пользователя с ЭВМ в данном режиме, естественно предположить чтобы время обработки сообщения пользователя в ЭВМ (Т0(5Р) было соизмеримым с временем ввода - вывода информации (Т дП)« Для выполнения этого условия можно положить: Тп я 5Тобр. 0тсюда мяно определить требование к (Т/щ) для данного режима ПИ -(ТПР)мд если учесть, что в реальных диалоговых системах TQ6 = 4 сек. Здесь имеем: Ф««ЫА = гра " ТГго - 75 лв-) ю пп где: Ъ - скорость телеграфирования, бит/сек. Из ХП, характеризующих режим ПИ, в отечественной литературе обсуждается лишь вероятность появления необнаруженной ошибки в COO6M.6HHH[24J р . При этом для режима "МД" ее значение должно быть порядка: Р = 10 . о Режим "30". Этот режим взаимодействия используется, в основном, в информационно-справочных системах, а такне в звеньях административно-хозяйственного управления. Режим не требует интерактивности при взаимодействии, однако он обладает рядом особенностей, которые проявляются в его характеристиках. Так, в данном режиме {Lnn) 0 2 і О ъи Данный режим характеризуется менее жесткими характеристиками в отношении Т ., ( . 30 сек). Положим также, чтобы время ввода - вывода сообщений длиной Е(1 Пр)Ъо было не меньше 10-и кратного значения Тобр, т.е. Т = І0-Тобр = 50 -сек. При этих предположениях будем иметь:
Относительно Р в литературных источниках указано, что желательно следующее ее значение Р = 10.
Режим "БМИ". Режим используется в таких системах,как распределенные банки данных, при решении сложных экономико-математических задач и пр., т.е. там где требуется пересылка массивов информации м.о.?длины которых имеет порядок (знаков): (1 пп)тр№ Для рассматриваемого режима ПИ время ввода-вывода не является существенным фактором, поэтому положим; { пп)вми — Q2 .В отношении же Рд требования гораздо жестче, чем в двух предыдущих режимах ПИ. По оценкам ряда специалистов fj Jee значение должно г, BMW . -Ь иметь порядок: И0 ]0
Для полноты определения трех вышеописанных режимов ПИ целесообразно ввести также и граничные оценки ХС для этих режимов,Однако в литературных источниках отсутствуют какие-либо данные, позволяющие ввести оценку режимов ПИ по ХС. Поэтому здесь мы будем придерживаться принципа - "чем меньше, тем лучше", т.е. будем считать лучшим тот алгоритм ПИ у которого затраты машинной памяти и времени будут меньшими.
С учетом вышеизложенного на основе исследований в подразделах 3.1 3.3 произведем оценку эффективности разработанных алгоритмов ПИ при условии применения их в различных режимах взаимодействия ОУПДС1 с ОУПДП.
Оценка эффективности алгоритмов ПИ по качественным показателям (ВВХ, ХП и ХС), которыми характеризуется каждый режим Пй или режим, требуемый для определенных условий ПИ, является довольно сложной задачей. Это объясняется тем, что качественные показатели
представляют собой несоизмеримые величины, и поэтому трудно найти единый критерий для комплексной оценки эффективности того или иного алгоритма ПИ в том или ином режиме ПИ. Да и сами режимы ПИ, как видно из вышеприведенных рассуждений, определены не единым критерием, а совокупностью качественных показателей. Б этих условиях для оценки эффективности целесообразно воспользоваться общей концепцией системного подхода для оценки экономической эффективности СПИ, изложенной в [8, 9 J , которая, естественно, применима и для оценки эффективности алгоритмов ПИ. Б качестве критерия эффективности здесь принят стоимостной показатель полезного эффекта. Однако, следует отметить, что применить в полной мере данную методику весьма непросто в нашем случае, поскольку определить зависимость приведенных стоимостных затрат A[{$i]) » стоимостных потерь Ъ {{$il} и стоимость полезной продукции Т о от качественных показателей является сложной задачей, требующей проведения специального исследования. Поокольку мы рассматриваем лишь один элемент (алгоритмы ПИ) одного из уровней многоуровневой иерархии современной сети ПИ, то применим упрощенную модификацию данного метода, предполагая, что экономически эффективнее та СПИ, у которой меньше затраты A(lSt-jJ на достижение St- рассматриваемых алгоритмов ПИ при условии обязательного удовлетворения требуемым для конкретного режима ПИ качественным показателям. С учетом введенных выше качественных показателей для характеристики режимов ПИ вектор A[{ij) будет иметь вид?
