Разработка средств моделирования для исследования систем распределенной обработки информации

• Автор: Илюшечкина, Людмила Валентиновна
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 240 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ РАСПРЕДЕЛЕННОЙ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ РОИ.

1.1. Анализ характеристик систем РОИ

1.2. Анализ процесса проектирования систем РОИ.

1.3. Анализ формальных моделей, используемых для исследования систем РОИ

1.3.1. Анализ возможностей сетевых моделей.

1.3.2. Классификация и характеристики низкоуровневых

сетей Петри

1.3.3. Классификация и характеристики высокоуровневых сетей Петри.

1 .4. Сравнительный анализ средств имитационного моделирования систем ГОИ

ВЫВОДЫ.
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА ФОРМАЛЬНОГО АППАРАТА ДЛЯ
ПРЕДСТАВЛЕНИЯ МОДЕЛЕЙ СИСТЕМ РОИ
2.1. Требования к формальному аппарату для представления моделей систем РОИ
2.2. Общее описание Есетей и модифицированных Есетей
2.3. Алгебра модифицированных Есетей
2.4. Алгоритм функционирования модифицированных Есетей .
2.5. Язык описания сетевой модели
2.6. Язык управления процессом моделирования.
ВЫВОДЫ.
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА КОМПЛЕКСА ИМИТАЦИОННОГО
МОДЕЛИРОВАНИЯ.
3.1. Требования к комплексу имитационного моделирования
Ушт.
3.2. Выбор архитектуры комплекса имитационного моделирования ii
3.2.1. Креативная система
3.2.2. Реализация компилятора языка .
3.2.3. Исполнительная система.
3.3. Анализ возможностей распараллеливания процессов имитационного моделирования на группе компьютеров в ЛВС
ВЫВОДЫ
ГЛАВА 4. ПРИМЕНЕНИЕ КОМПЛЕКСА II ДЛЯ
ИССЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМ РОИ.
4.1. Методика представления систем РОИ на языке
4.2. Исследование модели локальной вычислительной сети
с кольцевой топологией.
4.3. Исследование модели локальной вычислительной сети
типа
4.4. Исследование распределенных алгоритмов взаимного исключения.
4.4.1. Алгоритм РикартаАгравала.
4.4.2. Алгоритм Трехеля
4.4.3. Алгоритм СудзукиКасами.
ВЫВОДЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Поэтому существует настоятельная потребность в разработке новых формальных методов и программных средств моделирования, которые могли бы служить практическим инструментом на стадии проектирования систем РОИ, а также для устранения «узких» мест в уже существующих распределенных системах. Последний аспект представляет собой главный объект настоящего исследования. Процесс проектирования систем РОИ характеризуется многоуровнево-стыо и многоэтапностью. Одним из важнейших этапов проектирования является спецификация, т. Исследование спецификаций производится с целью верификации, синтеза и оценки производительности структуры системы, а также определения качества ее функционирования. Существенное значение для получения качественных спецификаций имеет правильный выбор методов и средств формализованного описания системы, которые способны обеспечить создание формальной модели проектируемой системы РОИ. Эта модель может использоваться для решения задач 6-9, перечисленных выше. В общем случае формальная модель системы РОИ должна отражать общие характеристики этого класса систем, отмеченные в п. Однако в разных формальных моделях эти требования удовлетворяются неодинаково. Для исследования систем ГОИ предложен целый ряд формальных систем, или формальных моделей. Среди наиболее известных следует выделить системы, теоретический аппарат которых хорошо развит - конечные автоматы, кусочно-линейные агрегаты [], стохастические сети []; модель взаимодействующих последовательных процессов Хоара (CSP) [], исчисление взаимодействующих систем Милнера (CCS) [9], алгебра взаимодействующих процессов (АСР), являющиеся достаточно развитыми алгебраическими системами. РОИ, как живость и безопасность. Помимо перечисленных выше, для анализа и спецификации систем РОИ применяются и другие формальные модели: язык SDL (CCITT’s Specification and Description Language) [0], абстрактные типы данных, система VDM/Meta-lV’ формальные грамматики, Z-схемы [8], STATECHARTS [] и др. Также разрабатываются многочисленные методы спецификации, являющиеся интеграцией нескольких из указанных выше методов [, , , , 8]. Среди многих существующих методов проектирования и анализа сложных дискретных систем выделяется подход, основанный на использовании сетевых моделей, который интенсивно развивается в настоящее время. Поскольку данный подход выбран основным в данном исследовании, его подробный анализ дается ниже. Сетевые модели, или сетевые формальные системы, во многом соответствуют перечисленным в п. Среди сетевых моделей наиболее распространены алгоритмические сети и сети Петри и их расширения. Алгоритмические сети [] представляют собой ориентированный граф, с вершинами которого ассоциированы некоторые функции преобразования данных, а с дугами - переменные. Основное назначение алгоритмических сетей - описание и моделирование систем потокового вида, характеризующихся передачей объектов между компонентами системы. К этому широкому классу систем относятся и системы РОИ. Сети Петри были предложены для описания параллельных процессов в сложных дискретных системах и являются одной из наиболее разработанных с математической точки зрения сетевых формальных моделей для описания систем РОИ [, ]. Они объединяют характеристики как конечных автоматов, так и двудольных ориентированных графов и, таким образом, могут выражать переходы между состояниями и действия, протекающие одновременно. Сети Петри являются популярным средством анализа и описания систем, характеризующихся асинхронностью, распределенностью, параллелизмом и недетерминированностью. Типичными областями применения сетей Петри являются системы реального времени, динамические системы с дискретными событиями, гибкие производственные системы, роботы, интерактивные системы, мультипроцессорные системы, коммуникация и синхронизация протоколов, распределенные системы, экспертные системы и логическое программирование, нейронные сети и т. Сети Петри широко используются в аналитических исследованиях параллельных алгоритмов и систем с параллельными процессами [8, , , 9].