Программное обеспечение надежного доступа к широкополосным мультимедийным услугам Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

боре параметра размытости на каждом этапе эксперимента, поискового шага, а показаны только итоговые результаты из соображений краткости изложения. Результаты управления линейным динамическим объектом (было взято дифференциальное уравнение третьего порядка) представлены на рис. 2.

Задающее воздействие х* - случайная величина, генерируемая датчиком равномерно распределенных случайных чисел в интервале [0; 2]. Были проведены многочисленные эксперименты, один из которых и приведен.

Рис. 2. Управление динамической системой при случайном задании

Эксперимент был проведен по следующей схеме: сначала на динамическом объекте (уравнение объекта было неизвестно) снимались переходные характеристики, и с использованием их оценивался оператор А по формуле (2) и обратный оператор А4.

Из рисунков видно удовлетворительное качество управления даже в таком «экзотическом» случае.

С подобной задачей не справится ни один из известных регуляторов.

Проведенные многочисленные вычислительные эксперименты подтвердили дуальность предложенных алгоритмов, что означает объединение двух существенных факторов, состоящих в изучении объекта и приведении его к желаемой цели в условиях неполной информации о характеристике объекта.

Библиографические ссылки

1. Медведев А. В. ^-теория непараметрических систем. Управление-I // Вестник СибГАУ. 2013. № 2 (48). С. 57-64.

2. Фельдбаум А. А. Основы теории оптимальных автоматических систем. М. : Физматгиз, 1963. 552 с.

3. Цыпкин Я. З. Адаптация и обучение в автоматических системах. М. : Наука, 1968. 320 с.

4. Медведев А. В. Непараметрические системы адаптации. Новосибирск : Наука, 1983. 174 с.

References

1. Medvedev A. V. K teorii neparametricheskih system. Upravlenie-I (To the theory of nonparametric systems. Control-I) // Vestnik SibGAU, 2013. № 2(47), p. 57-64.

2. Feldbaum A. A. Osnovi teorii optimalnih avtomaticheskix system (The basis of theory optimal automatic systems). M. : Izd. Fizmatgiz, 1963. 552 с.

3. Cypkin Ja. Z. Osnovy informacionnoj teorii identifikacii (The foundation of information identification theory). M. : Nauka, 1984. 320 p.

4. Medvedev A. V. Neparametricheskie sistemy adapticii (Nonparametric adaptive systems). Novosibirsk : Nayka, 1983. 174 p.

© Медведев А. В., 2013

УДК 004.942

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ НАДЕЖНОГО ДОСТУПА К ШИРОКОПОЛОСНЫМ МУЛЬТИМЕДИЙНЫМ УСЛУГАМ

М. И. Мельдер

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Россия, 660014, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 Е-шаП: [email protected]

Описывается программа, состоящая из двух модулей - системы поддержки принятия решений и ОЕЯТ-сети для доступа к широкополосным мультимедийным услугам, обеспечивающая надежный доступ к мульти-медиаконтенту.

Ключевые слова: надежное программное обеспечение, широкополосные мультимедийные услуги, система поддержки принятия решений, ОЕЯТ-сеть.

Решетневскуе чтения. 2013

RELIABILITY SOFTWARE ACCESS TO BROADBAND MULTIMEDIA SERVICES

M. I. Melder

Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev 31, "Krasnoyarsky Rabochy" Av., Krasnoyarsk, 660014, Russia. Е-mail: [email protected]

The paper describes the program, which consists of two modules - a decision support system and GERT-network for access to broadband multimedia services. It provides a reliable access to the multimedia content.

Keywords: reliable software, broadband multimedia services, decision support system, GERT-network.

Сегодня миллионы людей на всем Земном шаре пользуются услугами сети Интернет. Если первоначально Всемирная паутина служила в основном как средство передачи данных, то сейчас есть все основания рассматривать Интернет в качестве универсального транспортного средства, используемого в равной степени как для передачи данных, так и для передачи мультимедийного контента. Мультимедиаконтент распределен на просторах глобальных сетей передачи данных. Такие сети содержат миллионы высокопроизводительных серверов, рабочих станций, а также каналов связи, имеющих множество различных характеристик, от ширины и стоимости до надежности и заменимости. Несмотря на то, что мультимедийные услуги имеют свою специфику, а именно, большой объем одновременно передаваемых данных, система передачи этих данных ничем не отличается от передачи прочих данных [3].

В основном задача надежности программного обеспечения (ПО) рассматривается применительно к автоматизированным системам управления, где задача формирования мультиверсионного ПО является важной и актуальной применительно к управлению техническими средствами (энергетическими установками, космическими аппаратами, электросетями, неф-те- и газопроводами и т. д.).

Однако рассматривая в качестве конечных пользователей широкополосных мультимедийных услуг клиентов банковских информационных систем (ИС), пользователей открытых корпоративных ИС, участников телеконференций в области здравоохранения и дистанционного образования, стандартное ПО не является достаточным. Для подобных систем, функционирующих в режиме реального времени, важным является гарантия информационной безопасности, в частности, обеспечение доступности и целостности информационного контента. Использование мульти-версионных методов и формальных моделей позволяет, наряду с другими технологиями, обеспечивать надежный доступ к ГГ-услугам [2].

В ходе решения поставленной задачи была разработана программа, состоящая из двух модулей - системы поддержки принятия решений (основной), вЕЯТ-сети (вспомогательный модуль).

Программа позволяет:

- минимизировать время прохождения всех потоков от начального узла к конечному;

- минимизировать стоимость прохождения всех потоков от начального узла к конечному;

- определить оптимальный по времени, стоимости и надежности путь прохождения всех потоков от начального узла к конечному.

Алгоритм работы системы поддержки принятия решений представлен на рисунке.

Зала^тмя псJIV4 ат=ль

I

Формируется IT2JK5T

для пэргдачн данных

I

Отгграьляется залрос

для поиска маршрутов

J^ri ао 5ход И ио^ч выполнить эща р а боты? да

1 нет

^^ Достигнут нет

конечный ужи?

_I Да_

ЕСонгчный увал отпрльлягт к начальному узлу информацию о маршруте

г _ •

Начальный узел, отс-нразт маршруты с трэоуамыми характ аркогикамн

г ^

Начальный у ¿ел выбирает оптимальный маршрут

Г

Выгтслнл^тгл гтЕ£=гача факса

В начале работы с программой задаем пункт назначения в виде ГР-адреса, который выбирает из списка адресов.

Далее необходимо подготовить пакет данных для передачи. Пакет описывается тремя параметрами следующим образом: размер исходящего пакета, работы, которые необходимо произвести над исходящими данными (каждая операция характеризуется вычислительной сложностью и объемом данных, получаемых на выходе) и требования к маршруту передачи данных: стоимость передачи в рублях, время на передачу пакета в секундах, надежность.

Перед отправкой данных отправляем запрос для поиска возможных маршрутов с набором соответствующих характеристик на каждом участке.

Эти характеристики рассчитываются с помощью gert-сети.

Пусть время выполнения операции (/, р) есть случайная величина Ур, и / - условная вероятность или плотность распределения времени выполнения операции. Условная производящая функция моментов случайной величины Ур определяется как

Му(8) = Е[е/У].

Пусть рр - вероятность того, что операция (/, р) будет выполнена при условии, что узел / выполнен. Для случайной величины Ур определяем ^-функцию как

р) = рММ

Для того чтобы найти математическое ожидание и дисперсию времени выполнения сети, необходимо сначала найти эквивалентную ^-функцию ОБЯТ-сети.

Воспользуемся топологическим уравнением для замкнутых графов, известное также как правило Мей-сона. Для этого необходимо ввести дополнительную дугу с ^-функцией ¡¥Л(я), соединяющую сток I с источником 5. Затем для модифицированной сети нужно найти все петли (вплоть до максимально возможного порядка). Функция Мл(я) необходима для того, чтобы найти эквивалентную ^-функцию для исходной сети.

Из топологического уравнения получаем выражение для эквивалентной ^-функции ¡¥Е(я) сети. Поскольку №Е(5) = рЕМЕ(5), то рЕ = №Е(0), откуда следует, что

Ме(5) = ВД/ Ге(0).

Вычисляя р-ю частную производную по 5 функции Ме(5) и полагая 5 = 0, находимр-й момент ц,Е относительно начала координат, находим математическое ожидание и дисперсию времени выполнения сети.

Надежность маршрута определяется как вероятность произведения зависимых событий по формуле

Р{АВС} = Р(А)Р{В\Л}Р{С\ЛБ}.

Обойдя все дуги, собираем характеристики всех возможных маршрутов от начального узла к конечному (цена, время, надежность) [1].

В момент, когда запрос дошел до конечного узла, данный узел отправляет к начальному узлу информацию о маршруте, включающую данные о накопленной стоимости, времени передачи и надежности. Узел-отправитель собирает все ответы, в которых за-

ложены характеристики маршрутов и выбирает маршрут, подходящий под заданные пользователем параметры и по нему осуществляет передачу данных.

Большое значение на современном этапе среди множества требований к качеству ПО, методам и методикам его разработки и сопровождения приобретают такие требования, как стоимость, время передачи контета, надежность, а также доступность методов и инструментальных средств широкому кругу специалистов, ответственных за доступ к широкополосным мультимедийным услугам.

Мультиверсионное программирование как методология проектирования отказоустойчивых и высоконадежных систем ПО позволяет успешно решать указанные задачи для доступа к широкополосным мультимедийным услугам.

Библиографические ссылки

1. Ковалев И. В. Мультиверсионное проектирование отказоустойчивого программного обеспечения систем управления // Проблемы машиностроения и автоматизации : научно-технический журнал. 2006. № 5. С. 61-69.

2. Мельдер М. И. Мультиверсионные методы формирования программного обеспечения для надежного доступа к широкополосным мультимедийным услугам // Информационные технологии : материалы 51-й Междунар. науч. студенческой конф. «Студент и научно-технический прогресс». Новосибирск, 2013. С. 187.

3. Ступина А. А., Мельдер М. И., Нургалеева Ю. А., Золоторев А. В., Верхорубов А. И. Модели оценки надежности модульных структур n-вариантных программных систем доступа к широкополосным мультимедийным услугам // Современные проблемы науки и образования. 2013. № 4.

References

1. Kovalev I. V. Problemy mashinostroenija i avtomatizacii, 2006, no 5, pp. 61-69

2. Melder M. I. 51 Mezhdunarodnaya nauchnaya studencheskaya konferentsiya "Student i nauchno-tehnicheskij progress" (51 International Scientific Students Conference "Student and Scientific and Technological Progress"). Novosibirsk, 2013, 187 p.

3. Stupina A. A. Melder M. I., Nurgaleeva Ju. A., Zolotorev A. V., Verhorubov A. I. Sovremennye problemy nauki i obrazovanaya, 2013, no 4 , available at: http://www.science-education.ru/110-9650.

© Мельдер М. И., 2013