Моделирование процессов управления ресурсами вычислительной сети распределенной АСУ

• Автор: Логинов, Илья Валентинович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Орел
• Количество страниц: 152 с. : ил.

Оглавление.

Список сокращений и обозначений

Введение.
Глава 1. Анализ средств и методов управления ресурсами вычислительной сети распределенной АСУ

1.1. Анализ процесса управления ресурсами вычислительных сетей распределенных АСУП.

1.1.1. Модель организации АСУ промышленного предприятия.

1.1.2. Общая характеристика распределенных вычислительных систем в составе АСУ предприятий.

1.1.3. Анализ архитектур гетерогенных распределенных вычислительных систем.

1.1.4. Управление процессами обработки запросов.

1.2. Анализ систем управления ресурсами при обработке запросов в АСУП

1.2.1. Структура системы планирования обработки запросов

1.2.2. Обзор методов планирования обработки потока запросов.
1.2.3. Анализ алгоритмов планирования в распределенных гетерогенных вычислительных системах АСУ.
1.2.4. Анализ проблем и недостатков существующих систем планирования
1.3. Научная задача исследования
1.3.1. Общая постановка научной задачи исследования.
1.3.2. Формализованное представление научной задачи.
Выводы по главе 1.
Глава 2. Разработка комплекса моделей и алгоритмов управления ресурсами вычислительной сети АСУ.
2.1. Модель процесса управления ресурсами при обработке запросов в распределенной вычислительной системе АСУП
2.1.1. Функциональная модель системы планирования ВС АСУП.
2.2.2. Процесс планирования и его основные свойства.
2.2. Модель входного потока запросов в вычислительных системах АСУ
2.2.1. Анализ потоков запросов в распределенных АСУ.
2.2.2. Комплекс моделей нестационарного потока запросов в АСУ.
2.2.3. Прогнозирование времени обработки запроса
2.2.4. Пример прогноза времени обработки запроса
2.3. Модель гетерогенной распределенной вычислительной системы
2.3.1. Модель вычислительной системы распределенной АСУ.
2.3.2. Планирование на основе аналитической модели распределенной вычислительной системы
2.3.3. Имитационная модель вычисли тельного ресурса.
2.4. Алгоритм планирования распределения ресурсов в вычислительной сети распределенной АСУ
2.4.1. Выбор математического аппарата для повышения результативности процессов обработки запросов
2.4.2. Алгоритм планирования распределения ресурсов.
2.4.3. Использование метода локального поиска для решения оптимизационного уравнения.
2.4.4. Использование генетического алгоритма для нахождения приближенного плана распределения ресурсов
2.4.5. Свойства алгоритма планирования
2.4.6. Контрольный пример перераспределения ресурсов в процессе обработки нестационарного потока запросов.
2.4.7. Способ распределенного управления процессом планирования обработки
нестационарного потока запросов.
Выводы по главе 2.
Глава 3. Разработка прототипа системы моделирования процессов управления ресурсами вычислительной среды и оценка се эффективности
3.1. Прототип системы моделирования процессов управления ресурсами вычислительной среды АСУ и базы моделей.
3.1.1. Разработка системы моделирования процессов управления ресурсами
3.1.2. Г енсрация полу натурных моделей потока запросов.
3.2. Экспериментальная оценка эффективности распределения ресурсов путем имитационного моделирования.
3.2.1. Планирование имитационного эксперимента
3.2.2. Разработка экспериментального стенда с имитационными моделями
3.2.3. Результаты имитационного эксперимента.
3.3. Экспериментальная оценка эффективности способа распределения ресурсов на пол у натурном стенде.
3.3.1. Планирование полу натурного эксперимента
3.3.2. Разработка экспериментального стенда
3.3.3. Результаты полунатурного моделирования
3.4. Научнотехнические предложения по внедрению способа управления ресурсами для обработки запросов в АСУ.
3.4.1. Анализ области применения способа обработки нестационарного потока запросов.
3.4.2. Научнотехнические предложения по внедрению способа управления ресурсами в АСУ промышленных предприятий.
3.4.3. Оценка эффективности внедрения системы планирования в вычислительные
системы промышленных предприятий.
Выводы по главе
Заключение.
Список литературы


Разработан алгоритм планирования распределения ресурсов в процессе обработки потока запросов в распределенных вычислительных системах, базирующийся на использовании методов стохастической оптимизации и отличающийся от известных использованием монотонно убывающих функций полезности. Предложен прототип системы моделирования процессов распределения ресурсов для использования при модернизации и разработке АСУ крупных предприятий. Предложен макет вычислительной сети АСУП для оценивания альтернатив систем планирования с возможность дальнейшего развития. Предложен способ распределенной обработки нестационарного потока запросов в гетерогенной вычислительной системе, обеспечивающий распределенную обработку в АСУП. Способ защищен заявкой на патент Ле . Программнотехнический прототип системы распределенного управления внедрен в процесс сопровождения АСУП ЗАО Дормаш г. Орел. В ЗАО Орлэкс была внедрена программная реализация системы управления балансировкой загрузки вычислительной системы для части служб. Программнотехнический прототип системы организации распределенного управления внедрен в процесс сопровождения автоматизированных систем управления ОАО Орелхолодмаш. Апробация. Основные положения и результаты работы были доложены и обсуждены на конференции Исследование, разработки и применение высоких технологий в промышленности г. Современные методы обработки информации , международной научнометодической конференции вузов и факультетов телекоммуникаций г. Современные информационные технологии в деятельности органов государственной власти Информтех , международной конференции Параллельные вычислительные технологии , ой международной конференции Наукоемкие технологии и интеллектуальные системы . Публикации. По теме диссертационного исследования опубликовано работ из них 3 в журналах из перечня ВАК. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав и заключения. Диссертация содержит 2 стр. Список литературы содержит 3 наименований. В основе настоящей работы лежат результаты исследований в области разработки ин теллектуальных АСУП Павлов , Меньков , Колесников А. А., Певзнер Л. Д., Мамиконов А. Г. построения вычислительных сетей и систем . Воеводин В. В., Шокин Ю. И., . Кини . Райфа X. Нейман Ф. Моргенштейн О. Гвишиани Д. М., Емельянов С. В. разработки методов управления ресурсами Топорков В. В., . Коваленко В. Гибкая модель потока запросов в АСУ, учитывающая характер распределения интенсивности поступления запросов пользователей во времени и их тип. Аналитическая модель вычислительной сети распределенной АСУ с модифицированной дисциплиной обслуживания потока запросов. Алгоритм планирования распределения ресурсов в процессе обработки потока запросов в распределенных вычислительных системах. ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СРЕДСТВ И МЕТОДОВ УПРАВЛЕНИЯ РЕСУРСАМИ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СЕТИ РАСПРЕДЕЛЕННОЙ АСУ. АСУП. Крупное промышленное предприятие является сложной организационной системой насчитывающей тысячи человек и основной задачей, которого является получение прибыли путем выпуска и продажи промышленных товаров. Машиностроительные предприятия относятся к высокотехнологичной отрасли экономической деятельности, в котором непрерывно функционируют тысячи технологических процессов связанных с выпуском продукции ,,. Рисунок 1. Для производства высокотехнологичной продукции и успешной конкуренции в рыночной Экономикс используют различные методы, средства и технологии для сокращения издержек и повышением конкурентоспособности. С этой целью используют автоматизированное управление технологическими процессами и предприятием в целом, гибкие интегрированные производства, информационную поддержку жизненного цикла изделий, применяют математические методы и средства для поддержки принятия решений в процессе управления предприятием 7. Все управления замыкается на интегрированную систему автоматизированного управления АСУП, управляющую всей иерархией технологических, управленческих и бизнес процессов предприятия рисунок 1. В свою очередь АСУП промышленных предприятий управляется собственной системой административного управления сопровождения, решающей задачи развития и поддержания требуемой эффективности АСУ предприятия ,,6. Рисунок 1.