Комбинированные методы моделирования, расчёта и оптимизации характеристик информационно-вычислительных сетей

• Автор: Кокорин, Сергей Владимирович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 138 с. : ил.

Содержание
Список сокращений
Введение
1. Методы и алгоритмы расчёта вероятностно-временных характеристик информационно-вычислительной сети
1.1 Формальная постановка задачи расчёта и оптимизации вероят-
ностно-временных характеристик информационно-вычислительной сети
1.2 Алгоритм расчёта сетей массового обслуживания
1.3 Автоматический выбор моделей узлов
1.4 Расчёт времени пребывания в сети
1.5 Аналитический расчёт высших моментов распределения времени пребывания заявок в замкнутой сети
Выводы
2. Методы и алгоритмы оптимизации вероятностно-временных характеристик информационно-вычислительных сетей
2.1 Актуальность постановки задачи оптимизации ВВХ ИВСет
2.2 Формальная постановка задачи оптимизации характеристик информационно-вычислительных сетей
2.3 Методы локальной оптимизации
2.4 Начальная оценка среднего времени пребывания
2.5 Методы глобальной оптимизации
2.6 Численные эксперименты
2.7 Расчёт и оптимизация вероятностно-временных характеристик
информационно-вычислительных сетей с изменяемой структурой

Выводы

3. Имитационные модели информационно-вычислительных сетей
3.1 Задача расчёта вероятностно-временных характеристик инфор-
мационно-вычислительных сетей средствами имитационного моделирования
3.2 Метод меченых заявок
3.3 Оптимизация вероятностно-временных характеристик имитационной модели ИВСет
Выводы
4. Постановка и исследование прикладных задач расчёта и оптимизации информационно-вычислительных сетей
4.1 Элементы системы мониторинга
4.2 Проверка и анализ исходных данных
4.3 Описание модели скрытых цепей Маркова
4.4 Исследование модели «Ракурс Д»
Выводы
Заключение
Приложение А
А.1 Описание приложения А-МОСТ
А.2 Пример расчётов
Приложение Б
Б.1 Описание приложения 0Ж)р1
Литература

Список сокращений
н.о.р.с.в. — Независимые Одинаково Распределённые Случайные Величины; ИВС — Информационно-Вычислительная Система;
ИВСет — Информационно-Вычислительная Сеть;
ИТ — Информационные Технологии;
СМО — Система Массового Обслуживания;
СеМО — Сеть Массового Обслуживания;
ТМО — Теория Массового Обслуживания;
ВВХ — Вероятностно-Временные Характеристики;
FIFO — Первый Пришёл Первый Ушёл;
LIFO — Последний Пришёл Первый Ушёл;
PS — Выбор Случайного из Ожидающих;
IS — Разделение Обслуживания Между всеми Ожидающими Заявками; МОСТ — «Массовое Обслуживание. Стационарный режим.»;
ЦФ —Целевая Функция;
ППП — Пакет Прикладных Программ;
ПЛС — Преобразование Лапласа-Стилтьеса;
GPSS/W — General Purpose Simulation System/World;
A-MOCT —Автоматизированный МОСТ;

Рассмотрим, например, отклонение функции распределения для числа заявок в СМО в зависимости от значения коэффициента вариации и числа учитываемых моментов для приближения распределений модели с помощью гамма-распределения с поправочным многочленом. На рисунке 1.5.1 показано абсолютное отклонение оценок функции распределения числа заявок в СМО, где функция распределения аппроксимирована по пяти моментам и по 2 - 4 моментам (по оси х отложено число заявок в СМО, по оси у — абсолютное отклонение вероятностей, оценённых по различному числу моментов). Как можно видеть, когда распределение интервалов между заявками или распределение времени обслуживания далеки от экспоненциального, учёт недостаточного количества моментов приводит к недопустимым ошибкам при оценивании (10 - 15 %).
Рисунок 1.5.1 — Расхождение в оценках функции распределения числа заявок в системе при коэффициенте вариации
Имея оценку для высших моментов распределения времени пребывания в узлах, которые в методе потоко-эквивалентной декомпозиции замкнутой сети [58] представляют собой СМО, можно построить интегральную аппроксимацию времени пребывания заявок в сети в целом. Но на этапе обратной композиции систем массового обслуживания в сеть будут накапливаться ошибки, полученные при расчёте узлов в отдельности, поэтому ниже предлагается алгоритм по-