Введение к работе
Актуальность темы. Новая компьютерная цивилизация на ваших глазах стремительно проникает во все облаоти чвловечвокой деятельности. Возникает воемнриая сеть компьютерных технологий! электронные издательства, интерактивные информационные службы, электронные бюллетени новостей, индустрия баз данных, службы телетематики, видеотекст и компьютерная передача изображений, автоматизированные завода и электронные учреждения.
Разнообразие компьютерных систем и электронных информационных услуг многократно возросло за последние 10 лет и продолжает Еопрерывно увэхнчкватюя. Постоянно совершенствуются нлючевав :. элементы новых информационных технологий - компьютеры, базы данных, телекоммуникации, интерактивные интерфейсы вваимодейогвия человека о компьютером.
Многообразие задач управления вузом' приводит к постоянному развитию компьютерных сетей, обеспечивающих их решение. Такое развитио связано с подключением новых ЭВМ, изменением конфигурации локальных вычислительных сетей, интеграции локальных подсио-тем..Каждое изменение приводит к динамнчеоким процессам показателей эффективности функционирования сети и ониженню их уровня. Для поддержания стабильного уровня показателей развивающейся компьютерной сети управления требуется включать а отруктуру промежуточные уровни обработки и передачи информации, переотрукту-рнровать топологию входящих в сеть локальных вычислительных систем, изменить параметры серверов. Такие меры позволяют провести адаптацию сети, таким образом, актуальность темы определяется необходимостью разработки методов моделирования и рационального выбора при структурной и параметрической адаптации развивающейся компьютерной сети управления вузом.
Работа выполнена в соответствии о межвузовской комплексной научно-гехничеокой программой 12.II "Перспективные информационные технологи в высшей школе в рамках одного из основных научных направлений Воронежского государственного технического университета "САПР и системы автоматизации производства".
Цель и задача исследования. Целью диссертации является разработка комплекоа моделей и алгоритмов структурной и параметрической адаптации развивающейся компьютерной сети технического вуЗа, обеспечивающего элективное управление образовательного учреждения как социальной системы.
Для достижения поставленной цели необходимо ресшть следующие основные задачи:
анализ задач управления техническим вузом на базе компьютерных сетей и обоснование требований к вузовским информационно-телекоммуникационным структурам как развивающимся системам;
разработка оптимизационных моделей и алгоритмов структурной адаптации для рационального выбора вариантов развития компьютерной сети на компонентном и топологическом уровнях;
формирование динамической модели показателей эффективности принятия управленческих решений на ооновэ информационной онотеш. вуЗа и ее использование в рехимо имитационного эксперимента при адаптивном внборе граничных параметров функционирования развивающейся сети;
реализация разработанных моделей и алгоритмов для повышения эффективности многоуровневой системы управления Воронежским государственным техническим университетом в условиях развивающейся компьютерной сети.
Методы исследования. Решение зада'з проводилось о использованием методов имитационного моделирования, адаптивных методов, теории распознавания образов, иатєяатнчеокого программирования. Достоверность теоретических исследований подтвврхдена результатами реализации моделей, алгоритмов при решении практических задач развивающийся компьютерной сети управления техническим вузом.
Научная новизна. В диссертации получены следующие ооновныз результати, характеризующиеся научной новизной:
оптимизационная модель структурной адаптации компьютерной сети на компонентном уровне, позволяющая свеоти проблему перераспределения задач управления при введении новых серверов к минимизации линейного функционала на целочисленных векторах при линейных ограничениях и обеспечивающая эффективное решение на базе алгоритма рандомизированного поиска;
алгоритм структурной адаптации топологической древовидной компьютерной сети управления по минимальной стоимости при ограничениях на максимальный трафик, отличающийся двухфазной процедурой подключения узлов новых подграфов развивающейся системы управления вузЮм к "центральному" узлу;
алгоритмическая схема формирования математической модели динамического процесса изменения показателей развивающейся сети в зависимости от ступенчатых изменений загрузки новыми задачами управления, обеспечивающая выбор структури переходной функции, 'определения ее коэффициентов в сочетании с верификационными процедурами;
адаптивно-имитационная процедура выбора граничных режимов перехода к новой структуре развивающейся сети, отличающаяся математическими приемами параметрической адаптации на основе вероятностной оценки чувствительности выходных параметров по динамической модели к случайным изменениям внешних воздействий.
Практическая ценность работы заключается в следующем:
разработана структура вузовской информационно-вычислительной сети (на базе ВГТ7);
разработаны модели и алгоритмы для повышения эффективности многоуровневой системы управления ВГГУ в условиях развивающейся компьютерной сети;
разработаны оптимизационные модели и алгоритмы структурной адаптации для рационального выбора вариантов развития компьютерной сети на компонентном и топологическом уровнях.
Реализация результатов работы. Научные результаты разработок, изложенные в диссертации, внедрены в методические рекомендации и указания по выполнению лабораторных работ, курсовое и дипломное проектирование по курсу "ЭВМ и лереферийные устройства" специальности 05ІЗІ2 "Системы автоматизированного проектирования" и по курсу "ЗВМ и системы" специальности 071900 "Информационные системы".
Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на Всероссийском совещании-семинаре "Математическое обеспечение информационных технологий в технике, образовании и медицине'" (Воронеж, 1996,Г997); Всеросоийском совещании-семинаре "Высокие технологии в технике, медицине и
4 образовании" (Воронеж, 1996,1997,1998); Всероссийском совещании-семинаре "Высокие технологии в региональной информатике" (Воронеж, 1998).
Публикации. Основные результаты диссертации нашли свое отражение в 8 опубликованных работах.
Структура и объем работы. Диссертация составляет 120 с. и состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литуратуры из 85 наименований, приложения, оодерашг 19 рисунков и 5 таблиц.
