АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ИНФОРМАЦИОННОГО ОБМЕНА В МОДУЛЬНЫХ СТРУКТУРАХ СИСТЕМ СБОРА И ОБРАБОТКИ ДАННЫХ АСУ

В статье рассматривается автоматизация процесса информационного обмена в модульных структурах систем сбора и обработки данных, базирующаяся на теории конечных автоматов с предикатами в виде булевых переменных и отличающаяся правилами формализации их состояний.

Ключевые слова: математическая модель, мультисервисная сеть, конечный автомат. Введение.

В современном мире применение мультисервисных сетей в информационной системе предприятий может повысить эффективность, надѐжность и скорость информационного взаимодействия между их структурными подразделениями. Особое значение это имеет для модульных структур систем сбора и обработки данных АСУ [7].

Математическое описание функционирования современных МСС определяется, стохастическим характером нагрузки, передаваемой в сетях, а также недетерминированной обработкой их в узлах коммутации и каналах связи. Это определяет использование моделей теории массового обслуживания для описания и моделирования нагрузок в сетях передачи данных (СПД). Кроме этого, существующие в настоящий момент телекоммуникационные сети, предназначенные для объединения большого количества разнородных пользователей, в основном имеют достаточно сложную структуру и предназначены для решения нескольких классов задач, каждый из которых характеризуется своими особенностями [1,7]. Одним из основных подходов к проектированию МСС является использование методологии многовариантной интеграции [2,3,7], позволяющей синтезировать оптимальные варианты сетевых структур в условиях большого количества различных компонентов и системных связей между ними. Многовариантная интеграция позволяет достичь качества и эффективности работы создаваемой сети за счет согласованного выбора вариантов на различных уровнях выполнения проекта.

Постановка задачи.

Системный подход при разработке моделей СПД, базирующийся как на математическом описании телекоммуникационных систем, так и на базе моделирования и анализа статистической информации, является в настоящее время одним из наиболее мощных инструментов исследования информационных телекоммуникационных систем (ИТС) [7].

Создание имитационных моделей ИТС базируется на алгоритмическом описании функционирования телекоммуникационной системы. Известно, что наиболее удобный и эффективный способ описания параллельных взаимодействующих процессов – это событийный подход. С математической точки зрения имитационная модель ИТС представляет собой сеть абстрактных автоматов, каждый из которых описывает определенный тип реакции системы на существенные события [4,5,7].

Моделирование.

Формализацию поведения моделируемой системы целесообразно осуществлять в классе конечных абстрактных автоматов [6,7].

Исходные данные, накапливаемые в ходе проектирования или исследования ИТС, на ранних стадиях могут содержать различные неясности, пробелы или противоречия. Все это сказывается на качестве моделирующих алгоритмов, снижая адекватность конструируемой модели. Более того, модель может быть вообще неработоспособна. Поэтому перед тем, как переходить к вычислительным экспериментам, необходимо провести формальные тесты с целью проверки функциональной корректности модели.

Любая сеть автоматов может быть преобразована к так называемой сети общего вида изображенной на Рисунке 1.

Если неподвижная точка  не единственна,   то  функция  Ф  превращается в точечно-множественное отображение, и ситуация с функционированием сети автоматов осложняется. Здесь требуется провести дополнительное обследование объекта автоматизации с целью уточнения исходных данных, полученных па предыдущем этапе обследования [7].

Заключение

При практическом применении результатов теории в системном моделировании для отображения структуры модели обычно используется класс конечных абстрактных автоматов. Для упрощения решения проблемы корректности, которая довольно сложна в общем виде, используется механизм введения конечной задержки. Определяя в соответствии с задачей моделирования некоторый характерный масштаб времени, всеми достаточно мелкими по этому масштабу задержками пренебрегают, что порождает в сетях автоматов мгновенные цепные реакции. Однако если масштаб пренебрежения выбран удачно, то мгновенные реакции затрагивают только отдельные фрагменты сети, более простые, чем сама сеть. Чем меньше масштаб, тем мельче фрагменты, на которые распадается функционирующая сеть и тем легче анализ корректности, но тем сложнее конструирование модели. Таким образом, для сетей конечных автоматов проблема функциональной корректности решается, во-первых, более простым способом за счет перехода к локальному анализу отдельных фрагментов сетей, а во-вторых, системы функциональных уравнений решаются на основе анализа причинно- следственных отношений в этих фрагментах.

Полученные результаты могут быть использованы при проектировании модульных структур информационного обмена в системах сбора и обработки данных АСУ.

Список литературы

1.     Еременко В.Т. Методы решения задач распределения информационных потоков в сетях передачи данных предприятия на основе резервирования ресурсов. / С.И. Афонин, В.Т. Еременко, Л.В. Кузьмина, и др. // Информационные системы и технологии. – 2012. № 1 – С. 78 – 84.

2.     Еременко В.Т. Создание теоретических основ автоматизации и построения технологической составляющей АСУ территориально распределенных предприятий С.И. Афонин, В.Т. Еременко. // Информационные системы и технологии. – 2012, № 2 – С. 99 – 105.

3.     Еременко В.Т. Решение задач управления сетевыми ресурсами в условиях динамического изменения конфигурации беспроводной сети АСУП. / В.Т. Еременко, Д.В. Анисимов, Д.А. Плащенков, Д.А. Краснов, С.А. Черепков, А.Е. Георгиевский // Информационные системы и технологии. –2012. – № 6. – С. 114-119.

4.     Еременко В.Т. Метод проектирования сетей передачи данных совместимых с неблокируемой маршрутизацией. / В.Т. Еременко, А.И. Офицеров, С.А. Черепков // Вестник компьютерных и информационных технологий. – 2012, № 4. – С. 38 – 46.

5.     Клейнрок Л. Коммуникационные сети: Пер. с англ. - М: Наука, 1975. – C. 127 – 128.

6.     Кравцов А.С. Концептуальный подход к задаче синтеза структуры информационно- телекоммуникационной сети // А.С. Кравцов, А.А. Рындин, А.В. Хаустович. Оптимизация и моделирование в автоматизированных системах. Межвузовский сборник научных трудов Воронеж: ВГТУ. 2000. – С. 107 – 116.

7.     Лякишев А.А. Математическая модель процесса информационного обмена в сетях АСУ ГТП на основе конечных автоматов с предикатами/  А. А. Лякишев. Материалы Международной научно-практической конференции «Информационные системы и технологии» (г. Орел, 2013) [Электронный ресурс] – Режим доступа:     http://isit-conf.gu-unpk.ru/conferences/2/materials/manager/view/216.