CC BY
81
У загальному випадку функція приналежності може бути умовною, тобто залежати від деякого параметРа - |І( Х1]/у1]).
ВИСНОВКИ
Підсумовуючи, слід зазначити, що розглянута рекурентна процедура забезпечує вирішення внутрішніх системних конфліктів. Застосування двоетапної рекурентної процедури дозволяє вирішити у складі системи конфлікти двох видів, а саме:
- внутрішньорівневий, який виникає з приводу несумісності локальних цілей окремих елементів у межах заданої структури і обмежень;
- міжрівневий (між двома суміжним рівнями), який має місце через те, що мета (завдання) вищого елементу не збігається із забезпеченням елементам нижчого рівня оптимальних режимів.
Особливості запропонованого методу дозволяють не тільки встановлювати наявність або відсутність подібних конфліктів і їх природу на основі використання відповідних функцій приналежності, яка є характеристикою багаторівневої системи, але й приймати ці функції приналежності як орієнтири для синтезу й цілеспрямованої зміни параметрів і структури системи.
Таким чином, розглянута методика направлена на узгодження рішень за рівнями в багаторівневій ієрархічній системі в певний момент ґ, причому для кожного, у тому числі й нижчого рівня (основного технологічного процесу), може бути вирішено також і динамічне завдання.
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ
1. Беллман Р. Принятие решений в расплывчатых условиях / Р. Беллман, Л. Заде // Научно-практический сбор-
ник «Вопросы анализа и процедуры принятия решений». - М. : Мир, 1976. - С. 172-215.
2. Месарович М. Общая теория систем : монография / М. Месарович, Я. Такахара. - М. : Мир, 1978. - 345 с.
3. Моисеев Н. Н. Методы оптимизации: монография / Моисеев Н. Н. - М. : Наука, 1978. - 351 с.
4. Беллман Р. Прикладные задачи динамического программирования: монография / Р. Беллман, С. Дрейфус. - М. : Наука, 1965. - 333 с.
5. РастригинЛ. А. Системы экстремального управления: монография / Растригин Л.А. - М. : Наука, 1974. -234 с.
6. Заде Л. А. Понятие лингвистической переменной и его применение к принятию приближенных решений: монография / Заде Л. А. - М. : Мир, 1976. - 165 с.
Надшшла 15.04.2010
Бойченко О. В.
КООРДИНАЦИЯ НЕЧЕТКИХ РЕШЕНИЙ В МНОГОУРОВНЕВОЙ ИЕРАРХИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ
Проанализированы методологические принципы управлення сложными многоуровневыми информационными системами в условиях быстрого изменения порядка их использования. Предложено применение комплексного системного подхода относительно координации прикладного (сеансового) и базового уровней сложных разветвленных информационных систем для оптимизации их функционирования в условиях возможности возникновения нечетких решений.
Ключевые слова: многоуровневые иерархические системы, координация нечетких решений, математическое моделирование и прогноз.
Boychenko O. V.
CO-ORDINATION OF FUZZY DECISIONS IN MULTILEVEL HIERARCHICAL SYSTEM
The author analyses methodological principles of complex multilevel information systems control in conditions of quickly changing order of their use. Application of complex system approach is proposed in relation to co-ordination of applied (session) and base levels of complex branched information systems for optimization of their functioning at probable origination of fuzzy decisions.
Key words: multilevel hierarchical systems, co-ordination of fuzzy decisions, mathematical simulation and prediction.
УДК 681. 326
Дубинская Н. Г.
Аспирант Харьковского национального университета радиоэлектроники
СТРУКТУРНАЯ ДИАГНОСТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ КОМПЬЮТЕРНОЙ СЕТИ
Усовершенствован структурный метод поиска явных адресуемых неисправностей компьютерной сети, который отличается от известных сочетанием структур данных условного и безусловного методов поиска дефектов.
Ключевые слова: диагностика, компьютерная сеть, поиск дефектов, модель, граф.
ВВЕДЕНИЕ сти локальных вычислительных сетей (ЛВС). Высо-
Широкое использование локальных и глобальных кая производительность сети обеспечивается, в пер-
компьютерных сетей приводит к росту требований к вую очередь, отсутствием явных и скрытых узких
надежности, отказоустойчивости и производительно- мест и дефектов, приводящих как к замедлению
© Дубинская Н. Г., 2010
скорости работы в сети, так и к недостижимости отдельных элементов сети и выходу из строя коммуникационных компонентов. При этом существенным является время, затрачиваемое на восстановление работоспособности ЛВС [1]. Решение задач диагностирования ЛВС представляет собой сложную задачу. Это связано с тем, что сетевые неисправности делятся на различные типы, для поиска каждого из которых необходимо использовать различные методы и виды диагностического оборудования. Поиск и устранение неисправностей программного обеспечения (ПО), как правило, не входит в задачу диагностирования ЛВС, и отсюда возникает дополнительная проблема отделения неисправностей прикладного ПО от неисправностей сети, для определения которых разрабатывается соответствующий метод. Кроме этого, поиск неисправностей даже одного типа усложняется отсутствием единого формализованного подхода, общего алгоритма действий администратора-диагноста. В практике диагностирования ЛВС используются различные способы представления ЛВС как объекта диагностирования (ОД), каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки, но не является единым. Отсутствие формализованного метода определения области подозреваемых неисправностей приводит к высоким временным затратам на проведение диагностического эксперимента и, следовательно, на поиск неисправности. Также в настоящий момент времени отсутствует единая формализованная методология, позволяющая локализовать любой из видов неисправностей. Это приводит к необходимости наличия у диагноста достаточно высокого уровня опыта и знаний в области сетевых технологий для обеспечения корректности постановки диагностического эксперимента. Указанные проблемы обуславливают высокие временные затраты на поиск неисправности, а также сужают диапазон субъектов, обеспечивающих корректное решение задачи поиска неисправности, что приводит к высокой трудоемкости и сложности решения задачи диагностирования ЛВС.
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
В процессе эксплуатации компьютерных сетей целесообразно иметь диагностическую систему, с использованием которой можно восстановить работоспособность ЛВС за возможно меньший промежуток времени. В этом случае стремятся уменьшить MTTR (Mean Time To Repair) - среднее время восстановления работоспособного состояния объекта после отказа Тв.
Если для конкретной ЛВС имеем определенное MTTF (Mean operating Time To Failure) - среднюю на-
работку до первого отказа Тср, то коэффициент К = = Тср/Тср + Тв характеризует функционирование ЛВС при наличии отказа и необходимости восстановления работоспособного состояния компьютерной сети. Если коэффициент К приближенно равен 1, то это означает, что время Тв пренебрежимо мало по сравнению с Тср.
‘•'Р
Таким образом, актуальной задачей является разработка методов поиска неисправностей в ЛВС и их сегментах, которые обеспечат снижение трудоемкости, сокращение временных затрат на поиск неисправности в ЛВС, а также повышение эффективности диагноза за счет обеспечения требуемой глубины поиска неисправности.
ДИАГНОСТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ
КОМПЬЮТЕРНОЙ СЕТИ
Представим структуру ЛВС в виде ориентированного графа О = (V Е), с числом узлов 0, 1, 2, ..., V и с числом дуг-связей между ними 1,2, ...,Е [2]. Считаем, что структура ЛВС имеет в своем составе узел -источник тестов, которым может быть заведомо исправный конечный узел (обычно сервер). Данный узел генерирует входные тестовые воздействия, принимает и анализирует выходные реакции на тесты, а также задает ориентированность графа. Обозначим узел - источник тестов в графовой модели структуры узлом с единичным номером V1. Назовем данный узел базовым узлом структуры. Для обеспечения процесса диагностирования базовый узел должен иметь достижимость к каждому узлу графа, что обеспечивается свойством явной и промежуточной адресуемости любого сетевого компонента и использованием адресного теста. Более того, так как базовый узел представлен заведомо исправным конечным узлом, то нет необходимости включать его в матрицу достижимостей, целью построения которой является определение одиночной неисправности (ОН).
Сигналы - реакции на адресные тесты снимаются с выходных контрольных точек, которые будем называть пассивными. При этом должна обеспечиваться контрдостижимость к любому узлу графа от пассивных контрольных точек для обеспечения получения реакции на тест базовым узлом. Выполнение данного условия для модели ЛВС как ОД обеспечивается отсутствием в сети нескольких маршрутов от определенного узла-источника к узлу-приемнику, исходя из определения ЛВС.
Понятия достижимости и контрдостижимости обычно иллюстрируются с использованием матриц или соответствующих им множеств [3]. Матрица дос-
Рис. 1. Фрагмент ЛВС с сервером - источником тестов
тижимостей М = [да,] описывает возможные пути от узла Vi к узлу V,. При этом элемент матрицы равен:
mij =
(1)
где ViV:j - путь от узла-источника тестов V к узлу-приемнику Vj.
Множество узлов Б(У) графа О, достижимых из заданного узла V-, состоит из таких элементов V, для которых ¿у-й элемент в матрице достижимостей равен 1. Очевидно, что все диагональные элементы в матрице В равны 1, так как каждый узел достижим из себя самого с помощью пути длиной 0. Пусть Тг(У) является множеством узлов V, которые достижимы из Vi путями длины 1; Т2(^-) - множество узлов, достижимых из Vi с использованием путей длины 2. Аналогично Тк(У1) является множеством узлов, достижимых из V путями длины К. Все множество узлов, достижимых из V, можно представить в следующем виде:
В(^) = ... и{7*(^)}. (2)
Аналогично определим матрицу контрдостижимостей 0(У-) = [д,], элемент которой равен:
qi
1 ^3VV] ;
0 ^ 3ViV].
(З)
Контрдостижимым множеством 0(У,) графа О является такое множество узлов, что из его любого узла может быть достигнут узел V.
Построение матрицы достижимостей предваряется выполнением процедуры индексирования ориентированного графа, представляющего здесь структурную модель ЛВС как ОД.
1. Присвоение номера 1 источнику тестов.
2. Индексация промежуточных систем (Intermediate Systems).
3. Индексация конечных систем (End Systems).
Ниже представлен фрагмент ЛВС (рис. 1), для
которой будет построена модель в виде индексированного ориентированного графа (рис. 2). Применение структурного метода к предложенной модели ЛВС обуславливается выполнением следующих условий [1]:
- ориентированность графа модели сети, обеспечивающаяся, как было сказано ранее, наличием адреса-источника и адреса-приемника у любого тестового воздействия;
- однонаправленность графа модели сети, обеспечивающаяся за счет наложения ограничения на двунаправленный диагностический сетевой трафик (от центрального диагностического узла поступает запрос на остальные узлы сети об их состоянии, на ко -торый каждый из узлов шлет требуемую информацию). Согласно указанному ограничению, будет считаться, что реакция на тест будет получена источником тестов по умолчанию (недоступность диагностируемого узла ввиду его неисправности также считается реакцией на запрос, так как источник тестов получит соответствующее уведомление) и будет доставлена к источнику тестов по маршруту тестового воздействия, что обеспечивается определением ЛВС.
Таким образом, каждому направленному маршруту «источник тестов - приемник тестов» ставится
Рис. 2. Графовая структурная модель фрагмента ЛВС
в соответствие маршрут «приемник тестов - источник тестов», не обозначенный на графовой модели ЛВС, но подразумевающийся как имеющий место по умолчанию (рис. 2).
Матрица достижимостей для структурного метода поиска неисправностей строится по полученной графовой модели ЛВС с учетом всех наложенных на нее ограничений, а также в соответствии с определением матрицы достижимостей, приведенным выше.
Ниже представлена матрица достижимостей МР построенная для графовой модели фрагмента ЛВС (рис. 2), и соответствующий вектор элементарных проверок Я-, состоящий из вершин - конечных узлов рассматриваемой сети:
Исходя из определения ЛВС как ОД, графовая модель сети может быть представлена в расширенном виде, где каждая вершина, представляющая конечный узел сети, рассматривается как совокупность компонентов конечного узла, каждый из которых может быть носителем явной адресуемой неисправности. Таким образом, рабочая станция сегмента ЛВС 10ВаБеТ может быть представлена расширенной вершиной РСг- = (ПКг-, САг-, Кг-, Ц-), где ПК- - рабочая станция, САг- - сетевой адаптер, К - кабельный сег-
мент от рабочей станции к коммутирующему устройству, П1 - порт концентратора/коммутатора.
Каждый из указанных компонентов будет рассматриваться при построении матрицы достижимостей и определении области подозреваемых неисправностей.
ДИАГНОСТИРОВАНИЕ
НЕИСПРАВНОСТЕЙ В ЛВС
В случае предположения о наличии в сети одиночной неисправности для ее нахождения применяется методика на основе формулы (4), которая обычно используется для анализа многовыходовых схем при структурном методе поиска дефектов [1]:
= 1
\ и м
= 0
(4)
где М, - строка матрицы достижимости.
Затем для полученной области применяются традиционные деревья с равной ценой элементарной проверки. Если ОН Б = 0, то в модели предполагается наличие кратной неисправности. В случае возникновения кратной неисправности в сети (например, данная ситуация естественна в шинной топологии), применяется формула (5):
і = 1
і = 0
(5)
ВЫВОДЫ
Структурная диагностическая модель компьютерной сети, предложенная в статье, позволила реализовать структурный метод поиска явных адресуемых неисправностей в сегменте ЛВС, что является новым подходом к решению задачи определения ОН явного адресуемого типа. Данный метод представляет собой сочетание структур данных условного и безусловного методов поиска дефектов, опирается на свойство явной и промежуточной адресуемости сетевого компонента и использует адресный тест для определения состояния сетевого компонента как вид теста. При этом обеспечивается элементарная проверка с наименьшими аппаратурными затратами за заданное время.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Бондаренко М. Ф. Проектирование и диагностика компьютерных систем и сетей / М. Ф. Бондаренко, Г. Ф. Кривуля, В. Г Рябцев, С. А. Фрадков, В. И. Хаха-нов. - Харьков : ХНУРЭ, 2000. - 306 с.
2. Кривуля Г. Ф. Компьютерная диагностика сложных систем / Г Ф. Кривуля // Информационно-управля-ющие системы на железнодорожном транспорте. -1996. - № 3, 4. - С. 24-29.
3. КристофидесН. Теория графов / Н. Кристофидес. -М. : Мир, 1978. - 432 с.
Надійшла 12.03.2010
Дубінська Н. Г.
СТРУКТУРНА ДІАГНОСТИЧНА МОДЕЛЬ КОМП’ЮТЕРНОЇ МЕРЕЖІ
Удосконалено структурний метод пошуку явних несправностей комп’ютерної мережі, що адресуються, який відрізняється від відомих поєднанням структур даних умовного і безумовного методів пошуку дефектів.
Ключові слова: діагностика, комп’ютерна мережа, пошук дефектів, модель, граф.
Dybinsky N. G.
STRUCTURAL DIAGNOSTIC MODEL OF COMPUTER NETWORK
The paper is dedicated to solving the tasks of time decreasing, cost reducing and efficiency increasing for the procedure of network fault location and diagnosis formulation due to providing appropriate depth of fault location. The structural method of explicit addressable faults location has been proposed.
Key words: diagnosis, computer network, search for defects, model, graph.
УДК 004.657 Кривуля Г. Ф.1, Сыревич Е. Е.2, Карасев А. Л.3
1Д-р техн. наук, заведующий кафедрой Харьковского национального университета радиоэлектроники 2Канд. техн. наук, доцент Харьковского национального университета радиоэлектроники 3Ассистент Харьковского национального университета радиоэлектроники
АНАЛИЗ СПИСКА СОЕДИНЕНИЙ В СИСТЕМАХ ЛОГИЧЕСКОГО СИНТЕЗА
Рассмотрена проблема анализа результатов логического синтеза для их последующего анализа на соответствие правилам синтеза. Предложена табличная модель, состоящая из получаемого после фазы распространения словаря атрибутов. Определены этапы поиска по заданным параметрам при использовании разработанной модели.
Ключевые слова: логический синтез, НОЕ, атрибут линии, макрос, поиск по параметрам.
1. АНАЛИЗ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ
И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
Маршрут проектирования современных систем на кристалле с использованием языков описания аппаратуры (ИБЬ) позволяет значительно сократить время проектирования заказных или полузаказных СБИС за счет ускорения процесса создания прототипа. При этом при проектировании прототипа используют микросхемы перепрограммируемой логики, а именно БРвЛ. Процесс логического синтеза на самом раннем этапе позволяет оценить качество модели на языке описания аппаратуры с точки зрения ее «пригодности» к реализации в аппаратуре. В процессе синтеза используется три типа информации: ИБЬ-модель схемы, множество ограничений, накладываемых на физическую схему, и множество примитивов, которые могут использоваться для построения схемы. Благодаря тому, что одна и та же схема может быть описана множеством способов, перед системой синтеза, которая выводит (синтезирует) конкретную аппаратную реализацию из ИБЬ-описания, возникает многокритериальная задача [1].
За процессом логического вывода следует процесс оптимизации для того, чтобы уменьшить размер полученной схемы или увеличить ее быстродействие.
© Кривуля Г. Ф., Сыревич Е. Е., Карасев А. Л., 2010
Учитывая тот факт, что результаты этапа синтеза являются базой для дальнейшей реализации проекта, его эффективность во многом определяет быстродействие и ресурсоемкость проекта. Результатом этапа синтеза является список соединений. Шаблон - это последовательность операторов языка, которая распознается системой синтеза и однозначно отображается в соответствующую аппаратную структуру. То есть, шаблон - это некоторый библиотечный элемент, существующий во взаимосвязи с другими.
2. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
Задача поиска по заданным параметрам (поиск шаблона) в списке соединений является основной при удовлетворении требовании к синтезу, представлении результатов синтеза на заданном уровне абстракции и т. д. в ходе логического синтеза [2, 3]. Недостаток методов, используемых в существующих системах, состоит в том, что поиск происходит в последовательном режиме, что сильно замедляет реализацию алгоритмов поиска. Таким образом, поиск эффективных методов решения данной задачи является актуальным.
Цель работы - сокращение времени анализа результатов логического синтеза ИБЬ-моделей на соответствие правилам синтеза.
