Методика определения оптимального количества узлов с учетом уровня их загрузки в автоматизированной системе управления специального назначения Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

т

ПУБЛИКАЦИЯ В ПОРЯДКЕ ОБСУЖДЕНИЯ

МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНОГО КОЛИЧЕСТВА УЗЛОВ С УЧЕТОМ УРОВНЯ ИХ ЗАГРУЗКИ В АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЕ УПРАВЛЕНИЯ

СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Богданов Александр Дмитриевич,

курсант, ВКА имени А.Ф.Можайского, г. Санкт-Петербург, Россия

Токарев Максим Сергеевич,

к.в.н., старший преподаватель, ВКА имени А.Ф.Можайского,

г. Санкт-Петербург, Россия, [email protected]

Автоматизированная система управления специального назначения (АСУ СП), включает в стой состав информационно-вычислительную сеть (ИВС). В состав ИВС входят некоторое число узлов, объединенных каналами передачи данных, которые можно разделить на две категории: рабочие станции и серверы. Рабочие станции (PC) представляют собой ПЭВМ, за терминалами которых непосредственно работают пользователи — должностные лица АСУ CI I. Серверы реализуют процедуры, предназначенные для использования всеми рабочими станциями, управляет их взаимодействием и выполняет сервисные функции сети. В идеальном случае PC должна выделяться для каждого должностного лица функциональной системы. Однако в реальных условиях это трудно выполнимо ввиду наличия ограничений, как экономических (недостаток средств на закупку техники), сак и фактических (недостаток площадей, режимные требования). В данных условиях необходимо определить оптимальное количество узлов в АСУ СМ при коллективном использовании PC группами пользователей.

Методику решения данной задачи можно расемтреть с использованием процедуры определения оптимального количества PC и закрепления их за пользователями.

Пусть в системе (на пункте управления АСУ СМ) имеется I должностных лиц — пользователей. Пользователь характеризуется средней частотой сеансов работы за терминалом X.

и средним временем одного сеанса Г, i = l,I. Потребности пользователя задают с помощью величины р. = X.t. — загрузкой терминала. По некоторым соображениям (конфиденциальность, удалснностг. пользователей, их принадлежности к разным подразделениям) можно однозначно указать возможность или невозможность объединения пользователей для работы гщ одной PC.

С этой целью вводится матрица

HNI' cd

где

Р* =

{К если i — й и j — u полi 0t а противном случае„

%={о,

Ключевые слова: информационно-вычислительная сеть, автоматизированные системы управления.

и при этом выполняются ограничения:

j

(4)

(5)

VI,м; (6)

ай(%-*>) = 0, У1ф*. (7)

Критерий (3) определяет выбор такого решения, при котором с учетом ограничений (4)...(7) обеспечивается использование минимального числа РС для выполнении заданного объема информационно-вычислительных работ (ИВР). Ограничение (4) вытекает из необходимости исключения больших задержек в предоставлении РС пользователям и регулируется величиной рп .

Исходя из удобства пользователей конкретное значение рп. не должно превышать 0,5...0,6. Офаничение (5) выражает условие единственности закрепления пользователя за РС. Ограничение (6) определяет закрепление за одной РС лишь тех пользователей, для которых такое закрепление не противоречит матрице В. Ограничение (7) задает обязательность закрепления пользователей за одной РС.

11олученное решение, обеспечивая выбор оптимального числа РС для выполнения ИВР, не ориентировано на равномерную загрузку РС. Вследствие этого после решения задачи

(3)...(7) и определения оптимального числа РС — М возникает необходимость в решении задачи, обеспечения равномерной затрузки РС.

Такая задача может быть сформулирована следующим образом: для заданного числа N РС с учетом ограничений

(4)...(7) необходимо осуществить такое перераспределение пользователей, которое бы обеспечило

> max

м

(8)

1, если возможно объединение ¡-го и ] — го пользователи', [0, в противном случае.

Аналогично задастся условие обязательного совместного закрепления пользователей за од ¡ной РС с помощью матрицы

над- <2>

где

г"—й поль'ювотелм ' ^ < тркны закрепляться '<> одной РС',

Введем переменную х^, определяемую следующим 1>бразом: если jp.fi пользователь назначается на к-ю РС; в противном случае. Так как стоимость системы напрямую зависит от числа ее узлов, будем полагать, что один пользователь может быть прикреплен лишь к одной РС, При сделанных допущениях оптимизационная задача формулируется в следующем виде: Найти такой набор Х* = при котором

■ max

Ы

(3)

Здесь величина М может быть рассчитана но формуле: N

Последовательное решение задач (3)...(7) и (8) позволяет дать обоснованные рекомендации по количеству РС в системе и закреплению пользователей по узлам. Рассмотренные выше процедура позволяет получить структуру ИВС, по только в том случае, если исследуются небольшие системы, поскольку взаимосвязь узлов в таких системах реализуется, как правило, посредством общего канала передачи данных.

Литература

1. Легкое К.Е.. Скоробогатоеа O.A. Основные направления развития автоматизированных систем управления специального назначения и требования предъявляемые к ним системой управления // Наукоемкие технологии в космических исследованиях Земли. 2013. Т. 5. № 1. С. 40-45.

2. Буренин А.Н.. Легкое К.Е. Архитектурные принципы организации автоматизированных систем управления инфокоммуникацион-ными сетями специального назначения И Системы синхронизации, формирования и обработки сигналов. 2015. Т. 6.№4. С. 213-215.

T-Comm ^м 1 1. #2-201 7