CC BY
15
УДК 519.68
В. И. ПОТАПОВ И. В. ПОТАПОВ
Омский государственный технический университет
О МИНИМАЛЬНОЙ ИЗБЫТОЧНОСТИ, ГАРАНТИРУЮЩЕЙ ТРЕБУЕМУЮ НАДЕЖНОСТЬ «СТАРЕЮЩЕЙ» ИСКУССТВЕННОЙ НЕЙРОННОЙ СЕТИ
Поставлены и решены две оптимизационные задачи нахождения минимальной избыточности, гарантирующей требуемую надежность «стареющей» избыточной искусственной нейронной сети.
Работа выполнена при финансовой поддержке в форме гранта по фундаментальным исследованиям в области естественных и точных наукЕ02-2-73 Минобразования РФ.
Под «стареющей искусственной нейронной сетью (ИНС) будем понимать сеть, у которой интенсивность отказов нейронов является возрастающей функцией времени, т.е. Я(()''солв/. При этом, очевидно, закон надежности для такой ИНС не будет экспоненциальным со всеми вытекающими последствиями [ 1 ].
В работе [2] в предположении, что интенсивность отказов нейронов является не убывающей функцией времени, для «стареющих» избыточных адаптивных к отказам нейронов ИНС 8Л{п,т,5) решена задача оптимизации вероятности безотказной работы Р (ш, в", (,) сети на заданном интервале времени [О,*,] и задача оптимизации среднего времени «жизни» сети Т ^ (л, ш, в1)), где п - число основных, а ш - число резервных блоков нейронов сети 5,Дл,т,8), разбитых на q взаимосвязанных групп , в0 ^я,0^,...^) - вектор резервирования, максимизирующий вероятность безотказной работы ИНС,= («,',«5,...,- вектор резервирования,
максимизирующий среднее время «жизни» ИНС.
Для решения первой из указанных оптимизационных задач в [2] разработан Алгоритм 1, а для решения второй оптимизационной задачи — Алгоритм 2, при этом, однако, как при решении первой, так и второй оптимизационной задачи вопрос о минимальной избыточности ш, гарантирующей требуемую надежность «стареющей» ИНС, в работе [2] не был раскрыт.
Не выходя за рамки положений и обозначений, сделанных в работе [2] и воспользовавшись Алгоритмом 1 и Алгоритмом 2, сформулируем и дадим решение следующих двух задач.
Задача 1
Найти минимальное ш, для которого множество
не пусто, и вычислить вектор е 30*(га), максимизирующий вероятность безотказной работы р(т,$;1,) избыточной ИНС 5Л (я, т,}) км ом енту времен и I,.
Алгоритм решения задачи 1
1. Задать натуральное q, массив {л,,п2,...,л,}; функции Я,(/), ОйНq; число t, >0, число е>0-
2. Положить ш = 1.
3. Для всех векторов s е S(iп) выполнить проце-дуру
4-7.
4. Выполнить процедуру 2-22 Алгоритма 1 [2].
5. Если p{m,s;tf)<d, идти к 7.
6. Запомнить s и /»(m,s;tf).
7. Положить s = 6.
8. Сформировать множество Sj(m).
9. Если So'(m) = 0, идти к 12.
10. Вычислить вектор s°, такой, что
Р (ш, s\ff)= шах p[m,s;t,) s е S'0 (m) .
11. Идти к 14.
12. Положить т = ш +1.
13. Идти к 3.
14. Конец (ши$° - искомые величины).
Задача 2
Найти минимальное т, для которого множество
5,*(ш) = {s |Г (sA (л, Ш, 5))ii 71}
непусто и вычислить вектор s' eS,*(m), максимизирующий среднее время «жизни» избыточной ИНС SA(n,m, s)
Алгоритм решения задачи 2
1. Задать натуральное q; Ц.л,,...,!!,^ функции
я/0. т;,- *>0.
2. Положить ш = 1.
3. Выполнить процедуру 4-8 для всех s е S(m).
4. Выполнить процедуру 2-21 Алгоритма 1 [2].
5. Выполнить процедуру 2-9 Алгоритма 2 [2].
6. Если 7,(s-i(ii,iii,s))<7'1, идти к8.
7. Запомнить s и T(sA(n,m,s)) .
8. Положить s = Ô.
9. Сформировать множество S' (га).
10. Если S," (ш)=0, идти к 13.
11. Вычислить j, для которого
Т (sA (п, m, s' ))= шах Т (sA (a, m, s)) seS*(ni)-
12. Идтик 15.
13. Положить ш = ш + 1.
14. Идти к 3.
15. Конец (ши s' - искомыевеличины).
Приведенные алгоритмы, дающие численное решение задачи 1 и задачи 2, решают поставленную проблему о минимальной избыточности, гарантирующей требуемую надежность «стареющей» искусственной нейронной сети.
Литература
1. БарлоуР., ПрошанФ. Математическая теория надежности. — М.: Сов. радио, 1969.-488с.
2. Потапов В.И., Потапов И.В. Решение задачи оптимального резервирования «стареющей» адаптивной искусственной нейронной сети//Доклады СО АН ВШ. -2003. - № 1(7). - С.28-36.
ПОТАПОВ Виктор Ильич, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой информатикии вычислительной техники.
ПОТАПОВ Илья Викторович, аспирант кафедры информатики и вычислительной техники.
удк 002:681.5.01 Е.Н.БАЕВА
Омский государственный университет путей сообщения
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ПОЛЬЗОВАТЕЛЕЙ УСЛУГ СВЯЗИ С УЧЕТОМ ИХ ДОСТУПА К ИЕРАРХИЧЕСКИМ СЕТЯМ
В статье представлены сведения о возможностях взаимодействия пользователей информационных систем между собой и с ресурсами на современном этапе. Рассмотрены варианты взаимодействия, оценены их возможности и даны рекомендации по повышению эффективности.
В настоящее время происходит стремительное развитие сетей, базирующихся натехнологии 1Р, рост сетей мобильной связи и желание пользователей получить доступ к широкому набору услуг, не зависящих от типа сети. Одной из основных технических проблем является предоставление абонентам широкополосного доступа к сетям связи.
Обобщенная структура сети связи включает в себя три основных элемента: сеть доступа [ 1 ], узлы доступа и магистральную сеть, состоящую из транспортного сегмента и сетевых узлов, выполняющих функции коммутации или (и) маршрутизации. Обобщенная структура сети показана на рис. 1.
Структура сети связи [2], характерная для Омской области, показана на рис. 2. Магистральная сеть представлена здесь в виде комбинации простейших топологий, при этом на каждом иерархическом уровне может преобладать та или иная топология. Данная магистральная сеть служит для передачи данных между оконечными станциями через волоконно-оптическую линию связи (ВОЛС) со скоростью 622 Мбит/с (поток БТМ-4). Каждая промежуточная узловая станция является транзитным узлом и может выступать в Роли глобального провайдера. Глобальный провайдер предоставляет информационные ресурсы своим клиентам через мультиплексор, обеспечивающий сопря-
жение выходных каналов связи с высокоскоростным входным, подключенным к магистрали.
В качестве клиентов могут выступать городские провайдеры, банковские структуры, административные и учебные учреждения и другие. Каждая из этих структур и глобальный провайдер обеспечивают распределение информационных ресурсов между своим персоналом через локальные вычислительные сети (ЛВС), с использованием технологии Ethernet. Обмен информацией между клиентами и глобальным провайдером осуществляется по дуплексным каналам Е1 со скоростью2048 кбит/с. В качестве транспортного протокола обмена информацией между транзитным узлом и его клиентами используется протокол TCP/IP.
Существуют пользователи услуг связи на уровне местных сетей, корпоративных сетей и магистральных сетей связи, при этом имеются различия в их топологиях, режимах работы, используемых протоколах и методах абонентского доступа. Сеть абонентского доступа — это участок сети связи между абонентской розеткой или сетевым окончанием и интерфейсом к узлу доступа или к местной телефонной станции. Связь между оборудованием пользователя и местной станцией осуществляется через абонентскую линию или абонентский шлейф. В сети доступа широко применяются механизмы мультиплексирования
