Помощь в написании студенческих работ
Антистрессовый сервис

Структурная и параметрическая адаптация в развивающейся компьютерной сети управления техническим вузом

Диссертация: Структурная и параметрическая адаптация в развивающейся компьютерной сети управления техническим вузом
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Практическая ценность работы заключается в следующем: «разработана структура вузовской информационно-вычислительной сети (на базе ВГТУ) — разработаны модели и алгоритмы для повышения эффективности МИСУ ВГТУ в условиях развивающейся компьютерной сетиразработаны оптимизационные модели и алгоритмы структурной адаптации для рационального выбора вариантов развития компьютерной сети на компонентном… Читать ещё >

Структурная и параметрическая адаптация в развивающейся компьютерной сети управления техническим вузом (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Содержание

  • 1. Пут®- повышения эффективности функционирования развивающихся компьютерных сетей управления вузами
    • 1. 1. Характеристика задач управления и особенности развития компьютерных сетей в высшей школе
    • 1. 2. Требования к эффективности функционирования компьютерных сетей как развивающихся систем
    • 1. 3. Цель и задачи исследования
  • Выводы первой главы
  • 2. Структурная адаптация в развивающихся компьютерных сетях управления.,&bdquo-&bdquo-&bdquo-&bdquo-.&bdquo-.&bdquo-&bdquo-.,.&bdquo-&bdquo
    • 2. 1. Характеристика компонентов компьютерной сети, обеспечивающих структурную адаптацию
    • 2. 2. Рациональный выбор новых компонентов сети
    • 2. 3. Адаптация топологической структуры сети
  • Выводы второй главы
  • 3. Параметрическая адаитащшм в ршвмвдаощмхсм сетах управления
    • 3. 1. Формирование динамической модели показателей эффективности функционирования сети
    • 3. 2. Идентификация параметров модели
    • 3. 3. Адаптивный выбор параметров на основе имитационной динамической модели
  • Выводы третьей главы
  • 4. Анализ методов структурной и параметрической адаптации по результатам внедрения
    • 4. 1. Формирование информационной среды вуза
    • 4. 2. Формирование телекоммуникационной сети вуза
    • 4. 3. Структура информационно-вычислительной сети ВГТУ
  • Выводы четвертой главы

Актуальность темы

Новая компьютерная цивилизация на наших глазах стремительно проникает во все области человеческой деятельности. Возникает всемирная сеть компьютерных технологий: электронные издательства, интерактивные информационные службы, электронные бюллетени новостей, индустрия баз данных, службы телетематики, видеотекст и компьютерная передача изображений, автоматизированные заводы и электронные учреждения.

Разнообразие компьютерных систем и электронных информационных услуг многократно возросло за последние 10 лет и продолжает непрерывно увеличиваться. Постоянно совершенствуются ключевые элементы новых информационных технологий — компьютеры, базы данных, телекоммуникации, интерактивные интерфейсы взаимодействия человека х компьютером.

Роль электронных коммуникаций в этом ряду технологических достижений XX века исключительно важна, поскольку именно связь передачи данных и взаимодействие компьютерных систем обеспечивают конечный интегральный эффект от всей суммы компьютерных технологий.

Мнообразие задач управления вузом приводит к постоянному развитию компьютерных сетей, обеспечивающих их решение. Такое развитие связано с подключением новых ЭВМ, изменением конфигурации локальных вычислительных сетей, интеграции локальных подсистем. Каждое изменение приводит к динамическим процессам показателей эффективное ти функционирования сегги и снижению их уровня. Для поддержания стабильного уровня показателей развивающейся компьютерной сети управления требуется включать в структуру промежуточные уровни обработки и передачи информации, переструктурировать топологию входящих в сеть локальных вычислительных систем, изменить параметры серверов. Такие меры позволяют провести адаптацию сети. Таким образом, актуальность темы определяется необходимостью разработки новых методов моделирования и рационального выбора При структурной и параметрической адаптации развивающейся компьютерной сети управления вузом.

Работа выполнена в соответствии с межвузовской научно-технической программой 12.11 «Перспективные информационные технологии в высшей школе» в рамках одного из основных научных направлений Воронежского государственного техгнического университета «САПР и системы автоматизации производства» .

Цепь работы и задачи исследования. Целью работы является разработка комплекса моделей и алгоритмов структурной и параметрической адаптации развивающейся компьютерной сети технического вуза, обеспечивающего эффективное управление образовательного учреждения как социальной системы.

Достижение поставленной цели предполагает решение следующих задач:

1) анализ задач управления техническим вузом на базе компьютерных сетей и обоснование требований к вузовским информационно-телекоммуникационным структурам как развивающимся системам;

2) разработка оптимизационных моделей и алгоритмов структурной адаптации для рационального выбора вариантов развития компьютерной сети на компонентном и топологическом уровнях;

3) формирование динамической модели показателей эффективности принятия управленческих решений на основе информационной системы вуза и ее использование в режиме иммитационного эксперимента при адаптивном выборе граничных параметров функционирования развивающейся сети;

4) реализация разработанных моделей и алгоритмов для повышения эффективности многоуровневой системы управления Воронежским государственным техническим университетом в условиях развивающейся компьютерной сети.

Методы исследования. Решение задач проводилось с использованием методов имитационного моделирования, адаптивных методов, теории распознавания образов, математического программирования. Достоверность теоретических исследований подтверждена результатами реализации моделей, алгоритмов и программ при решении практических задач развивающейся компьютерной сети управления техническим вузом.

Научная новизна В диссертации получены следующие основные результаты, характеризующиеся научной новизной: оптимизационная модель структурной адаптации компьютерной сети на компонентном уровне, позволяющая свести 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 поискаалгоритм 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 вузом 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 структуры переходной функции, определения ее коэффициентов в сочетании с верификационными процедурамиадаптивно-иммитационная процедура выбора граничных режимов перехода к новой структуре развивающейся сети, отличающаяся математическими приемами параметрической адаптации на основе вероятностной оценки чувстительности выходных параметров по динамической модели к случайным изменениям внешних воздействий.

Практическая ценность работы заключается в следующем: «разработана структура вузовской информационно-вычислительной сети (на базе ВГТУ) — разработаны модели и алгоритмы для повышения эффективности МИСУ ВГТУ в условиях развивающейся компьютерной сетиразработаны оптимизационные модели и алгоритмы структурной адаптации для рационального выбора вариантов развития компьютерной сети на компонентном и топологическом уровнях.

Реализация результатов работы. Научные результаты работы разработок, изложенные в диссертации, внедрены в методические рекомендации и указания по выполнению лабораторных работ, курсовое и дипломное проектирование по курсу «ЭВМ и переферийные устройства» специальности 220 300 «САПР» и по курсу «ЭВМ и системы» специальности 71 900 «Информационные системы» .

Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на Всероссийском совещании-семинаре «Высокие технологии в технике, образовании и медицине», Воронеж, 1997; Всероссийском совещании-семинаре «Высокие технологии в региональной информатике», Воронеж, 1998; Всероссийском совещании-семинаре «Математическое обеспечение информационных технологий в технике, образовании и медицине», Воронеж, 1996,1997,1998гг.

Публикации. Основные результаты диссертации нашли свое отражение в 8 опубликованных работах,.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 80 наименований, приложения на 120 е., содержит 19 рисунков и 5 таблиц.

Выводы четвертой главы.

В данной главе рассмотрены принципы формирования корпоративной информационно-вычислительной сети вуза.

Проведен анализ информационных и вычислительных ресурсов технического университета.

Разработана структура вузовской информационно-вычислительной сети на базе ATM (Asynchronous Transfer Mode). Она позволяет предоставить цифровой сети единую транспортную платформу, обеспечить на-наиболее эффективным образом использовать пшрокополосные цифровые каналы для передачи непрерывных и дискретных информационных потоков.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

В диссертационной работе разработан комплекс моделей и алгоритмов структурной и параметрической адаптации развивающейся компьютерной сети технического вуза, обеспечивающего эффективное управление образовательного учреждения как социальной системы. Проанализированы задачи управления техническим вузом на базе компьютерных сетей и обоснованы требования к вузовским информационно-коммуникационным структурам как развивающимся системам. Основные результаты работы заключаются в следующем:

1. Дан анализ характеристикам задач управления и особенностям развития компьютерных сетей в высшей школе. Были определены этапы проектирования вузовских информационно-вычислительных сетей на практике.

2. Предложены постановка и решение задач параметрической адаптации (адаптивного управления) применительно к МИСУ.

3. Разработан и предложен алгоритм структурной адаптации древовидной топологической структуры с ограничениями типа минимальной стоимости, который показал лучшие результаты по сравнению с существующими.

4. Разработаны оптимизационные модели и алгоритмы структурной адаптации для рационального выбора вариантов развития компьютерной сети на компонентном и топологическом уровнях.

5. Сформирована динамическая модель показателей эффективности принятия управленческих решений на основе информационной системы вуза и ее использование в режиме имитационного эксперимента при адаптивном выборе граничных параметров функционирования развивающейся сети.

6. Разработаны модели и алгоритмы для повышения эффективности многоуровневой системы управления Воронежским государственным техническим унивеситетом в условиях развивающейся компьютерной сети.

7. Проведен анализ информационных и вычислительных ресурсов технического университета.

8. Разработана структура вузовской ИВС на базе АРМ. Она позволяет предоставить цифровой сети единую транспортную платформу, обеспе чить наиболее эффективным образом использование широполосных цифровых каналов для передачи непрерывных и дискретных информационных потоков.

9. Результаты разработок внедрены в методические указания и рекомендации по выполнению лабораторных работ, курсовое и дипломное проектирование по курсу 'ЭВМ и переферийные устройства" специальности 220 300 «САПР», «ЭВМ и системы «специальности 71 900 «Информационные системы» .

Показать весь текст

Список литературы

  1. О.В. и др. Параметрическая коррекция систем управления //О.В.Абрамов, Ф. И. Бернацкий, В. В. Здор.- М.:Энергоиздат, 1982.175 с.
  2. О.В., Инберг С. П. Параметрический синтез настраиваемых технических систем // отв.ред. В.П.Чипулис- АН СССР, Дальне-вост. науч. центр, Институт автоматики и процессов управления.- М.: Наука, 1986, — 121с.
  3. О.В., Розенбаум А. Н. Прогнозирование состояния технических систем // отв. ред. В.П.Чипулис- АН СССР, Дальневосг. отделение, Институт автоматики и процессов управления.- М.: Наука, 1990,-125с.
  4. Автоматизация научных исследований, обучения и управления в вузах. Межвуз. сборник научн. тр. // Новосибирск, гос. университет им. Ленинского комсомола Новосибирск.: НГУ, 1986.
  5. Автоматизация управления высшей школой // В. З. Ямпольский, О. М. Петров, И. А. Чудинов, В. В. Валентинов.- Воронеж.: Издательство Воронежского университета, 1987.- 175с.
  6. Автоматизированное проектирование систем управления.: Межвуз. сб. //Под ред. В.В.Солодовникова- М.: МВТУ, 1987, — 160с.
  7. Алгоритмизация и автоматизация технологических процессов и технических систем: Межвуз. сб. науч. тр. // Куйбышев. Политехнический институт им. В. В. Куйбышева.- Куйбышев: Kill И, 1990.- 154с.
  8. Г. Т., Тюрин В. Д. Топология сетей ЭВМ и многопроцессорных систем. М.: Радио и связь, 1991.- 248с.
  9. Ассоциация пользователей электронной передачи информации.: Информационный бюллетень. ВыпЛ.М.: Мортехинформреклама, 1991.-48с.
  10. В.Д. Интернет от Е-МА1Ь к в примерах.-СПб. :ВНУ.-Санкт-Пегетербург, 1996. -208с.
  11. А.Б. Параллельные процессы в вычислительных системах.: Планир. и орг.- М.: Радио и связь, 1990, — 255с.
  12. Бертсекас, Димитри, Галлгер, Роберт Дж. Сети передачи данных. //Пер. с англ. Н. Б. Лиханова и др.- Под ред. Б. С. Цыбакова, — М.: Мир, 1989.-544с.
  13. Блэк, Юлесс Сети ЭВМ- протоколы, стандарты, интерфейсы. // Пер. с англ. М. А. Болдырева и др.- Под ред. В. В. Василькова.- М.: Мир, 1990.- 510с.
  14. Л.Б., Дрожжинов В. И. Основы построения вычислительных сетей для автоматизированных систем.- М.: Энергоатомиз-дат, 1990.- 253с.
  15. В.И. Информационно-вычислительные системы.: Распределенные модульные системы автоматизации.- М.: Энергоатомиз-дат, 1986.- 336с.
  16. Вычислительные сети и сетевые протоколы. // Д. Дэвис, ДБарбер, У. Прайс, С.Соломонидес.-М.: Мир, 1982.- 562с.
  17. Вычислительные машины, сети и системы управления.Межвуз. сборник научных трудов. КНТУ, 1994.
  18. Д.В., Голинкевич Т. А., Мозгалевский А. В. Прогнозирование технического состояния и надежности РЭА.-М.: Советское радио, 1974.
  19. Гаффин Адам. Путеводитель по глобальной компьютерной сети Internet=Everybody's quide to the Internet.- M.: II111 Сфера, 1995.- 270c.
  20. B.C., Гавлиевский С.JI. Численные методы анализа процессов маршрутизации на сетях ЭВМ // Программирование, 1986. № 3., с.78−87.
  21. Глобальные сети: информация и средства доступа = Guide to Network Resource Tools: Версия 3.0. // Пер. с англ. АА. Кашкина, Ф.А.Вдоева- Под ред. М.Ю.Житкова- Пермь: Центр НИТ при Перм. ГТУ, 1995.- 175с.
  22. Ю. Компьютерные сети // Международный центр научной и технической информации.- М., 1993.- 159с, — (технологии электронных коммуникаций, т.1)
  23. Ю.М. Системно-информационный анализ процессов управления // Отв. ред. В.А.Веников- АН СССР, Сиб. отделение, Сиб. Энерг. ин-т.- Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1988.- 322с.
  24. Грувер, Микель, Зиммерс, Эмери САПР и автоматизация производства // Пер. с англ. О. О. Белоусова и др. Под ред. Б. К Масловского,-М.: Мир, 1987, — 528с.
  25. Н.Б., Федоров B.C. Проектирование программного обеспечения САПР. М.: Высш. ж, 1990.
  26. В.А., Вишневский В. М. Сети массового обслуживания. Теория и применение к сетям ЭВМ.- М.: Радио и связь, 1988.-191с.
  27. И., Иако Д., Гакахара Н. Теория иерархических многоуровневых систем.-М., Мир, 1989.
  28. Информационные системы и сети ЭВМ. Уч. пособие // Ленингр. гос. техн. ун-т, Аксенов Ю. Е. и др.- Л.: МГТУ, 1990.-64с.
  29. T.B. Развитие сетевых скоростных магистралей.
  30. O.A., Юрасов В. Г. Математическое моделирование процесса функционирования информационно-телекоммуникационной сети технического вуза // Высокие технологии в технике, медицине и образовании. Ч.1.- Воронеж: ВГТУ, 1996. С.80−88.
  31. O.A., Юрасов В. Г. Адаптивно-имитационный выбор граничных режимов функционирования информационно-телекоммуникационной сети // Высокие технологии в техники, медицине и образовании. 4.2.•¦ Воронеж: ВГТУ, 1998. С. 124−134.
  32. O.A., Юрасов В. Г. Принцип распределения задач по вычислительным серверам сети ЭВМ // Высокие технологии в техники, медицине и образовании. 4.1.- Воронеж, ВГТУ, 1997. С. 189−195.
  33. O.A., Юрасов В. Г. Проектирование информационно-телекоммуникационной сети технического вуза в условиях информатизации высшего образований // Всокие технологии в технике, медицине и образовании. Ч.З.- Воронеж: ВГТУ, 1997. €.82−85.
  34. O.A., Муратов A.B. Анализ тепловых режимов блоков в САПР МЭА методом поэтапного моделирования // Оптимизация и моделирование в автоматизированных системах, — Воронеж: ВГТУ, 1995.С.195−201.
  35. О.Я. Вычислительные сети: архитектура, оптимизация, управление, — учеб. пособие.- Воронеж: ВГТУ, 1996, — 118с.
  36. , Эд. Все об INTERNET = THE WHOLE INTERNET II Пер. с англ. С. М. Тимачева, — Киев: Торгово-издательское бюро Dhv, 1995.- 591с.
  37. Jloy, Дуг. Компьютерные сети для «Чайников» Networking for Dummies // Предисл. П. Меремблума, — Киев: Диалектика: Информейшн компьютер энтерпрайз, 1996.- 251с.
  38. Я.Е. Медоты поиска экстремума в задачах конструирования технологии РЭА.- Воронеж, ВПИ, 1980.
  39. Я.Е., Фролов В. Н. Теоретические основы конструирования, технологии и надежности РЭА : Учеб. пособие для вузов, — М.: Радио и связь, 1986.-192с.
  40. Я.Б., Юраеов В. Г. Определение граничных режимов имитационным путем. В кн. Математические и технические вопросы медицинской кибернетики.- Воронеж: ВПИ, 1977.
  41. A.B., Селезнев M.JI. Основы проектирования информационно-вычислительных систем и сетей ЭВМ.- М.: Радио и связь, 1991.-320с.
  42. Моделирование и управление в развивающихся системах: Сб. статей. // Ин-т. пробл. упр./Отв. ред. Я. З. Цыпкин.- М.: Наука, 1978.- 262с.
  43. Морозов В. К, Долганов A.B. Основы теории информационных сетей.-М.: Высшая школа, 1987.- 271с.
  44. A.A., Иванов В. В. Интерфейсы вычислительных систем на базе мини- и микро ЭВМ II Под ред. Б. Н. Наумова.- М.: Радио и связь, 1986.- 248с.
  45. Ю.Г., Панков И. С. Выбор состава программно-технического комплекса САПР // Под ред. А. В. Петрова.- М.: Высшая шкова, 1990.
  46. В.И. Структурный анализ систем: (Эффективность и надежность) // В. И. Нечипоренко.- М.: Советское радио, 1977, — 214с.51^)Нуждин В. Н. Информатизация и качество образования. Проблемы информатизации Высшей школы, бюл. Госкомвуз России, № 4,1995.
  47. Параметрическая оптимизация технических систем: Сб. науч. тр. // АН СССР, Дальневост. науч. центр, Институт автоматики и процессов управления.- Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1983.- 157с.
  48. Н.М., Якимов А. М. Системы автоматизированной обработки учетной информации.- М.: Финансы и статистика, 1994, — 192с.
  49. И. В. Микропроцессоры и локальные сети микроЭВМ в распределенных системах управления.- М.: Энергоатомиздат, 1985, — 272с.
  50. Проблемы информатизации в распределенных системах управления и проектирования- Межвуз. сб. науч. тр. // ВГТУ. Редколл.: С. П. Подвальный (Отв. ред.) и др. Воронеж: ВГТУ, 1984.- 162с.
  51. Проектирование подсистем и звеньев автоматизированных систем управления. Под ред. проф. А. Г. Мамикова: Высшая школа, 1975 (Авторы: Мимиков А. Г., КульбаВ.В., Цвиркун А. Д., Косяченко С.А.)
  52. Проектирование специализированных средств автоматики и вычислительной техники: Межвуз. сб. научн. тр. (Чувашек, гос. ун-т им. И. Н. Ульянова, Редклл.: С. Н. Сталинский.- Чебоксары: ЧГУ, 1990.- 72с.
  53. А.А., Ситников О. В., Юрасов В. Г. Автоматизация управления вузом // Компьютерные технологии в высшем образовании: Тез. докл. Всерос. научно-метод. конф, — Санкт-Петербург, 1994, — 19с.
  54. С.И. Сети ЭВМ,— М.: Наука, 1986, — 160с.
  55. .С. Новая информационная технология в системе образования // Тезисы докладов ХХШ- научно-методической конференции ППС КАЗПТИ- Алматы: КАЗПТИ, 1993,-с.107−109.
  56. Сети ЭВМ // Под ред. В. М. Глушкова.- М.: Связь, 1977, — 279с.
  57. В.А., Коган Я. А. Методы оценки быстродействия вычислительных систем 1991, — 256с.
  58. Современные рабочие станции для промышленных систем автоматизации. Справочник// Всерос. НИИ Межотрасл. информ. Составитель Е. В. Дергачева.- М.: ВИМИ, 1993.- 106с.
  59. Г. Д., Стеклов В.К Цифровые системы управления.-Киев: Техника, 1991.- 190с.
  60. Структурная адаптация сложных систем управления // Сборник. -Воронеж, 1977, — 177с.
  61. Телекоммуникационные сети России // Справочник .- 2-е изд. М.: Эко-тренд, 1993." 99с.
  62. Технология электронных коммуникаций. Том 1. Компьютерныесети.
  63. Д. Локальные сети ЭВМ.- М.: Финансы и статистика, 1986,-312с.
  64. ВТ. Организация вычислительных систем, локальных вычислительных сетей: Учебное пособие // ВПИ.- Воронеж, 1988, — 85с.
  65. В.Г. Математическое описание одного класса динамических процессов по экспериментальным данным // Математические и технические вопросы медицинской кибернетики: Межвуз. сб. научн. трудов. Воронеж, ВПИ, 1977, — с.35−39.
  66. Э.А. Локальные информационно-вычислительные сети. Рига: Зинантне, 1985.- 284с.
  67. Э.А. Открытые информационные сети.- М.: Радио и связь, 1991.- 207с.
  68. Э.А. Информационно-вычислительные сети.- М.: Финансы и статистика, 1984.- 256с.
  69. Berrnet M., Heimes S. The use of Hierarchical Networks of Computers in Totally Integrated FMS Systems // European Advanced Manufacturing Systems (Exhibitions and Conference). Italy. 1988. P. 243−255.
  70. Boyd J. Integrated Communications Network: Key to Future Advances in Information Industry // Communications. 1983. MarckP. 173−18Gb:
  71. Da hod A. Local Network Standarts: no Utopia // Data Communications. 1983. March. P. 173−180.
  72. Martin K.J. Using infrared signatures for PS board failure analysis. -Ellectron Packaging and Production, 1989, v. 19., N 3.
  73. MuraJidhar K.H., Sundareshan Malur K. Combineor Routing and Flow Control in Computer Communication Networks: a Two-Level Adaptive Schemell // IEEE Trans. Autom. Contr., 1987. Vol. 32, N1. P. 15−25.
  74. Testeinrichtungen fir Halbleiter.- Electron. Prod. und. Priiftechn, 1990, N 10.
  75. Ishikava, Kaoru. What is Total Quality Control? The Japanese Way. Wisconsin: Quality Resources, 1985. шзоректор I Г. В.МАКАРОВ05 199^ г. 1. АКТо внедрении результатов диссертационной работы в учебный процесс
  76. Указанные результаты включены в методические рекомендации и указания по выполнению лабораторных работ, курсовое и дипломное проектирование по курсу «ЭВМ и системы» специальности 71 900 «Информационные¦системы».
  77. Зав, кафедрой САПРиИС д.т.н., профессор
  78. Начальник учебного управленияректор Г. В.МАКАРОВ 199/? г. Ао внедрении результатов диссертационной работы в учебный процесс
  79. Указанные результаты включены в методические рекомендации и указания по выполнению лабораторных работ, курсовое и дип1. Я —<7 V CJ KJ? ?ломное проектирование по курсу «оиэМ и пересюериивые устройства
  80. Зав.кафедрой САПРиИС д.т.н., профессор А» ' Я.Е.ЛЬВОВМ
  81. Начальник учебного управления1. А.И.ГОНЧАРЕНКО'
Заполнить форму текущей работой

Сессия? Спокойно!