CC BY
34
analysis // Military Psychology. 1992. № 4 (2), pp. 63-74.
3. Решетников В.Н., Мамросенко К.А. Методика и алгоритмы визуализации для обучающих модулей компьютерных тренажерно-обучающих систем: тр. Междунар. науч. конф. М.: Науч. фонд «Первая Исследовательская Лаборатория имени академика В.А. Мельникова», 2009. С. 76-80.
4. Allerton D. Principles of flight simulation. Chichester. U.K.: Wiley, 2009.
5. Mamrosenko K.A., Reshetnikov V.N. Algorithms and methods in allocated training systems // Proceedings International conference on scientific research in open and distance education. Hanoi, Vietnam: The Gioi, 2008, pp. 31-36.
УДК 371.69:623.8/.9
НАДЕЖНОСТЬ ТРЕНАЖЕРНЫХ СИСТЕМ, ПОСТРОЕННЫХ НА ДВУХРАНГОВЫХ ЛОКАЛЬНЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЯХ
Ю.М. Хрястолов
(Высшие специальные офицерские классы ВМФ, г. Санкт-Петербург, игНЯТвИ^таИ-ги)
Описывается типовая схема тренажерной системы, построенной на двухранговой локальной вычислительной сети, приводится расчет надежности данной системы с использованием критерия безотказной работы при обеспечении различных вариантов конфигурирования учебно-тренировочных средств в соответствии с целями учебных мероприятий.
Ключевые слова: надежность, вероятность безотказной работы, интенсивность отказа, тренажерные системы, двухранговая вычислительная сеть, АРМ.
Тренажерная система, построенная на базе средств вычислительной техники, как правило, состоит из учебно-тренировочных средств (УТС) и аппаратно-программных средств комплексиро-вания (АПСК).
Типовые УТС включают в себя АРМ обучающихся (АРМ О) и АРМ руководства обучения (АРМ РО), сервер и коммутирующее сетевое оборудование, входящее в состав локально-вычислительной сети (ЛВС) первого ранга, специальное и общее ПО.
Типовые АПСК предназначены для объединения всех частей в единую компьютерную трена-жерно-обучающую систему, обеспечивающую проведение занятий на единой оперативно-тактической обстановке, по единому замыслу и плану, в единых организационных учебно-методических формах, а также для обмена информацией между составными частями в реальном масштабе времени и для руководства проведением учебных мероприятий.
АПСК состоят из центрального поста руководства обучением (ЦПРО), ЛВС второго ранга, сетевого ПО, программных средств обеспечения взаимосвязи и взаимодействия составных частей, системы защиты информации, специального ПО ЦПРО.
На рисунке изображена типовая схема тренажерной системы, построенной на двухранговой ЛВС, где УТС-1, ..., УТС-т - УТС, входящие в тренажерную систему, построенную на двухран-говой ЛВС; ЦПРО - центральный пост, обеспечивающий различные варианты конфигурирования УТС в соответствии с целями учебных мероприятий и состоящий из сетевого оборудования тренажерной системы, АРМ РО, сервера тренажерной системы.
В общем случае надежность АРМ, входящих в состав ЦПРО и УТС, зависит от двух составляющих - аппаратных и программных средств, входящих в состав АРМ.
Надежность аппаратно-программных средств характеризуется следующими показателями: к -интенсивность отказов аппаратной части; ^ - интенсивность восстановления аппаратной части; £ -интенсивность отказов ПО; V - интенсивность восстановления ПО [1].
Для оценки надежности используются такие показатели:
• характеристика относительной структурной надежности аппаратной составляющей: (при р—>0 достигается максимальная надежность),
, По
где к = - интенсивность отказов аппаратной
составляющей; по - количество отказов аппаратной составляющей; Т0 - среднее время наработки п
на отказ; и = — Т
интенсивность восстановле-
ния аппаратной составляющей; ТВО - время восстановления аппаратной составляющей;
• характеристика относительной структурной надежности программной составляющей: (при ю^-0 достигается максимальная надежность),
где Е = — - интенсивность отказов ПО; по - коТо
личество отказов ПО; Т0 - среднее время наработ-п
ки на отказ; V :
Т
- интенсивность восстанов-
ления ПО; ТВО - время восстановления ПО [2].
Надежность тренажерных систем исследовалась на опыте эксплуатации двух систем, работающих в учебных заведениях. Анализируемые тренажерные системы различны по своей конфигурации (одна система состоит из двенадцати УТС и ЦПРО, а вторая - из четырех УТС и ЦПРО). Отметим, что УТС изготовлены разными предприятиями.
Проведенные исследования показали, что структурная надежность ПО и аппаратной составляющей обеих тренажерных систем находится на достаточном для проведения занятий с обучаемыми уровне (0,3 и 0,4). Для расчета структурной надежности программных средств и аппаратной составляющей брались усредненные значения интенсивности отказов и восстановления, полученные в ходе эксплуатации данных тренажерных систем в течение года. Отказы УТС, входящих в тренажерную систему, взаимно коррелированы, коэффициент их корреляции равен 0,76. Кроме того, проведен анализ статистических данных по отказам двух тренажерных систем в целом, они также коррелируемы, и коэффициент их корреляции равен 0,86. Результаты анализа показали, что интенсивность отказов АРМ, входящих в состав УТС тренажерных систем, коррелирована и распределена по экспоненциальному закону.
Для оценки надежности типовой тренажерной системы, построенной на двухранговой ЛВС, используем основной критерий надежности информационных систем - вероятность безотказной работы за заданное время для решения учебной задачи в требуемой конфигурации тренажерной системы.
Под отказом тренажерной системы, построенной на двухранговой ЛВС, будем понимать отказ АПСК и отказ УТС.
Под отказом АПСК подразумеваются отказ АРМ РО и отказ коммутационного оборудования вычислительной сети тренажерной системы.
Отказом АРМ будут считаться отказ аппаратной составляющей АРМ и отказ ПО АРМ (общего, специального).
Тогда вероятность безотказной работы одного АРМ, входящего в состав тренажерной системы, можно рассчитать как произведение вероятностей отказа ПО и аппаратной составляющей:
Рарм=1-(1-Рап)(1-Рпо), (1)
где Рап - вероятность безотказной работы аппаратной составляющей; Рпо - вероятность безотказной работы ПО.
Вероятность безотказной работы аппаратной составляющей зависит от интенсивности отказов технических средств, входящих в состав аппаратной составляющей, времени ее работы и рассчитывается по формуле
Рап=1-е
(2)
где Я - интенсивность отказа аппаратной составляющей; I - время работы.
Так как в ПО входят две составляющие: общее ПО (операционная система, стандартные обслуживающие программы, антивирусные программы), специальное ПО (тренажерное ПО, программы средств защиты информации), то вероятность безотказной работы ПО будет зависеть от вероятности отказа общего ПО и вероятности отказа специального ПО. Данная вероятность рассчитывается по формуле Рпо=1-(1-Ропо)(1-Рспо), где Ропо - вероятность безотказной работы общего ПО; Рспо - вероятность безотказной работы специального ПО.
Вероятность безотказной работы специального ПО можно рассчитать по формуле (2).
В состав типового УТС (как показано на рисунке) входят АРМО, АРМ РО и сервер, обеспечивающий единую ЛВС. Таким образом, вероятность безотказной работы УТС в значительной мере зависит от вероятности безотказной работы сервера и АРМ РО. Отсюда вероятность безотказной работы УТС, входящих в состав ЛВС первого ранга, можно определить по формуле
РТс=1-(1-Рро)(1-Рсерв)[1-(1-Рарм)П], где Рро - вероятность безотказной работы АРМ РО; Рсерв - вероятность безотказной работы сервера тренажерной системы; Рарм - вероятность безотказной работы АРМО тренажерной системы; п -количество АРМО.
Вероятность безотказной работы АРМ РО и сервера тренажерной системы рассчитываются так же, как и вероятность безотказной работы АРМО тренажерной системы, по формулам (1), (2).
Тогда вероятность безотказной работы тренажерной системы, построенной на двухранговой ЛВС, будет зависеть от вероятности безотказной работы УТС и АПСК. Так как вероятность безотказной работы УТС, входящих в тренажерную систему, будет неодинаковой, вероятность безотказной работы тренажерной системы рассчитыва-
т
ется по формуле Ртс=1-(1-Рапск) П (1-Руга), где
1=1
Рапск - вероятность безотказной работы АПСК; Рутс - вероятность безотказной работы 1-го УТС, входящего в состав ЛВС первого ранга тренажерной системы; т - количество тренажерных комплексов, входящих в состав тренажерной системы, построенной на двухранговой ЛВС.
Вероятность безотказной работы АПСК определяется вероятностью безотказной работы сервера, АРМ РО, сетевого оборудования (маршрутизатор, оптико-электронная линия связи и пр.):
Рапск 1 (1 Рсерв)(1 Рсо)(1 Рро) ,
где Рсерв - вероятность безотказной работы сервера тренажерной системы; Рсо - вероятность безотказной работы сетевого оборудования тренажерной системы; Рро - вероятность безотказной работы АРМ РО; п - количество АРМ РО.
Таким образом, предлагаемый подход учитывает особенности построения современных тренажерных систем и позволяет рассчитать надеж-
ность тренажерных систем, построенных на базе средств вычислительной техники и объединенных единой ЛВС для решения учебных задач.
Литература
1. Адамов А.Н. [и др.]. Информационно-управляющие человеко-машинные системы: Исследование, проектирование, испытания : справочник; [под ред. А.И. Губинского, В.Т. Евграфова]. М.: Машиностроение, 1993. 528 с.
2. Губинский А.И. Надежность и качество функционирования эргатических систем. М.: Наука, 1982. С. 250-258.
3. Римашевский А.А., Ильин В.А. «Командор»: информационные технологии в военно-морском образовании // Оборонный заказ. 2006. № 10. С. 3-8.
УДК 025.4.03
РАЗРАБОТКА ОБУЧАЕМОЙ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОЙ ИНФОРМАЦИОННО-ПОИСКОВОЙ СИСТЕМЫ
(Работа выполнена в рамках аналитической ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы» на 2009-2011 гг., проект № 2.2.1.2/9852)
И.В. Попова, к.пед.н.; А.В. Субочев
(Магнитогорский государственный университет, ipopova@masu-inform.ru, science_masu@mail.ru)
В статье рассматриваются архитектура и принципы разработки обучаемой специализированной информационно-поисковой системы. Решение реализуется на базе свободно распространяемого ПО.
Ключевые слова: информационно-поисковая система, обучаемая система, морфология, индексация, MySQL, мониторинг.
В условиях информационного взрыва нередко используются нечистоплотные способы продвижения сетевых ресурсов, поэтому подборка качественных материалов по конкретной тематике становится нетривиальной задачей, поскольку популярные поисковые системы, возвращая пользователю тысячи низкорелевантных результатов, зачастую не могут сократить временные затраты на поиск информации.
Существует ряд систем, позволяющих повысить эффективность поиска информации, а именно: Яндекс.Сервер, Russian Context Server, Brief Driven Information Retrieval and Extraction for Strategy (BRIEFS), RCO Fact Extractor, Aot.ru., университетская информационная система РОССИЯ (УИС РОССИЯ) и др. Однако анализ таких программных средств (см. табл.) показал, что в настоящий момент нет системы, которая поддерживала бы возможность настройки на конкретную тему, а также осуществляла бы мониторинг обновления материалов на наиболее важных тематических ресурсах. Это определило целесообразность разработки новой обучаемой специализированной информационно-поисковой системы (ОСИПС), которая в процессе своей работы учитывает предпочтения пользователя, настраиваясь на особенности как предметной области, так и конкретных информационных ресурсов, а также
способна самостоятельно отслеживать появление новых материалов по заданной тематике.
Сравнительная таблица программных продуктов автоматизации информационного поиска
_Q S S s и - аа Сложность настройки ь
Наименование программного продукта оа н ка * ! S -в" ми s g и 1 кк Ö И g а £ « и де нд и о е по H с т с о S S о т С
RCO Fact Extractor + RCO Context Server Да/ Да Да/ Нет Высокая $4484
RCO Fact Extractor + Яндекс.Сервер Нет Да/ Нет Высокая $3540
Aot.ru + RCO Context Server Да/ Да Нет/ Да Высокая $1062
Aot.ru + Яндекс.Сервер Да/ Нет Нет/ Нет Высокая $100 + наличие рекламы
Brief Driven Information Retrieval and Extraction for Strategy (BRIEFS) Нет Да Высокая Не рас-сматрива-ется
УИС РОССИЯ (МГУ) Нет Нет Нет 0
АПИС Да Да Низкая 10201,29 руб.
