Введение к работе
Актуальность темы
В связи с быстрым развитием компьютерных сетей (КС) и усложнением используемых аппаратно-программных средств, возникает необходимость повышения эксплуатационной надежности и эффективности их функционирования. Поэтому актуальными являются задачи своевременного контроля и диагностики технического состояния (ТС) узлов и блоков сети для предотвращения их отказов, а также обеспечения основных параметров в требуемых пределах. Одним из наиболее эффективных методов повышения надежности компьютерной сети является прогнозирование технического состояния ее составных частей. Существующие методы и средства контроля основных блоков КС имеют следующие недостатки: значительное количество измеряемых параметров и контрольных точек. Поэтому процессы контроля, диагностики и прогнозирования становятся продолжительными по времени сбора данных, требуют значительных затрат на обработку больших массивов информации, что делает их использование малоэффективными. В случае отказов аппаратных средств, простои оборудования и работы, связанные с локализацией неисправностей приводят к экономическим потерям и убыткам компаний. В связи с этим актуальными являются задачи, направленные как на повышение достоверности и точности прогнозирования технического состояния основных блоков компьютерной сети с одной стороны, так и на снижение затрат на осуществление процессов контроля и диагностики с другой.
Цели и задачи исследования.
Целью настоящей работы является повышение эксплуатационных характеристик основных блоков компьютерной сети за счет разработки и применения методического обеспечения для контроля и прогнозирования их технического состояния.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
– провести анализ способов эксплуатации, контроля и диагностики основных блоков КС для выявления перспективных направлений использования и существующих проблем;
– разработать структуру методического обеспечения контроля и прогнозирования технического состояния основных блоков КС;
– разработать формализованный подход к выбору параметров для прогнозирования технического состояния основных блоков КС;
– разработать способ контроля и прогнозирования технического состояния основных блоков компьютерной сети;
– разработать устройство для прогнозирования технического состояния цифровых блоков компьютерной сети;
– провести оценку эффективности применения разработанного методического обеспечения.
Объект исследования – цифровые блоки компьютерной сети.
Предмет исследования – методическое обеспечение процессов контроля и прогнозирования технического состояния основных блоков КС.
В процессе исследования использованы следующие методы: системного анализа, матричных исчислений, математической статистики, факторного анализа, численного анализа, теории множеств, прогнозирования, экспертных оценок.
Научная новизна данной работы заключается в следующем:
– разработана методика формализованного выбора совокупности параметров для прогнозирования ТС КС, позволяющая произвести не только оценку приоритетности с учетом их взаимосвязи, построив упорядоченную последовательность параметров по мере убывания их значимости по заданным критериям, но и осуществить расчет информативности, выбрать наиболее значимые параметры, минимизировать количество параметров без потерь в информативности;
– разработан способ контроля и прогнозирования, обеспечивающий повышение достоверности определения технического состояния основных блоков компьютерной сети, за счет предварительной оценки и выбора информативной совокупности параметров, а также повышение технической готовности, за счет прогнозирования на предстоящий интервал времени;
– разработана математическая модель и алгоритм построения устройства для прогнозирования технического состояния цифровых блоков КС, позволяющая на основе предварительной оценки ошибки прогноза, скорректировать модель прогнозирования, и обеспечить повышение точности прогноза.
Основные положения, выносимые на защиту:
– методика выбора параметров для прогнозирования технического состояния ОБ КС, отличающаяся возможностью формирования новой системы характеристик с минимизацией числа параметров и возможностью количественной оценки полученной системы при исключении малозначащих признаков; обеспечивающая повышение достоверности прогнозирования за счет выявления информативной совокупности параметров с учетом их взаимосвязи;
– способ контроля и прогнозирования технического состояния основных блоков КС, заключающийся в выборе информативной совокупности параметров, контроле выбранных параметров, оценки технического состояния объекта контроля и осуществления прогноза на упреждающий интервал времени;
– математическая модель и алгоритм построения устройства прогнозирования технического состояния для цифровых блоков КС, которые позволяют на основе анализа и коррекции полной ошибки прогноза выбрать необходимую модель прогнозирования, и обеспечить повышение точности прогноза параметров.
Практическая значимость работы заключается в следующем:
– предложенная методика выбора информативной совокупности параметров прогнозирования позволяет уменьшить размерность массивов данных для обработки, сократить затраты на их контроль и прогноз;
– разработанное программное обеспечение по выбору параметров для диагностирования технического состояния основных блоков корпоративной сети, может применяться как автономно, так и в качестве встраиваемых функциональных модулей в программных комплексах.
– разработанное устройство прогнозирования в системах контроля и управления позволяет уменьшить полную ошибку прогноза измеряемого параметра по сравнению с известными устройствами.
Достоверность результатов исследования обеспечивается корректным использованием математического аппарата, применением методов: системного анализа, статистического анализа, факторного анализа, прогнозирования; экспериментальными исследованиями и результатами полученных расчетов на примере цифровых блоков компьютерной сети.
Реализация и внедрение результатов исследования. Теоретические положения работы включены в учебный процесс по дисциплинам: «Диагностика и ремонт вычислительных сетей» в Кубанском государственном технологическом университете. Результаты разработок внедрены: в ООО «Система» – методика выбора параметров для прогнозирования технического состояния компьютерной сети, в ООО «ИнжГеоГИС» – разработанное устройство прогнозирования технического состояния систем.
В Федеральной службе по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам получены свидетельства о государственной регистрации программы для ЭВМ, 2 патента на изобретение.
Апробация результатов исследования. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались: на Девятой межрегиональной научно-практической конференции «Инновационные технологии в образовательном процессе» (КВВАУЛ, г. Краснодар, 19-20 апреля 2007 г.); Десятой юбилейной международной научно-практической конференции «Инновационные технологии в образовательном процессе» КВВАУЛ (г. Краснодар, апрель 2008 г.); на Первой Межвузовской научно-практической конференции «Автоматизированные информационные и электроэнергетические системы» (г. Краснодар, 2010 г.).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 12 работ: 8 статей, из которых 4 статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ, 1 монография, 1 свидетельство об официальной регистрации программ для ЭВМ, 2 патента на изобретение.
Структура и объем работы. Диссертационная работа включает в себя введение, четыре раздела, заключение и список используемых источников из 86 наименований и 2 приложений. Основная часть работы изложена на 121 страницах машинописного текста. Работа содержит 18 рисунков и 41 таблицу.
