WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |

Определены условия снижения себестоимости работ по проектированию и внедрению корпоративной, а также локальной сетей на базе оптимизации методов сохранения функциональной стабильности информационной системы. Данные условия обеспечиваются использованием полностью закрытых подсетей с архитектурой «клиент-сервер», основанной на Web-технологии. Дан научно обоснованный вывод об инвариантности пропускной способности автоматизированного ООДИ к колебаниям нагрузки за счет объединения локальных сетей каналами связи с высокой пропускной способностью напрямую через высокопроизводительный маршрутизатор, мост или коммутатор, а соединение через опорную глобальную сеть Internet использовать в качестве резервного канала. Такое построение корпоративной сети будет обладать высокой живучестью и эксплуатационной надежностью, по сравнению с существующей системой, как показано на рисунке 3.

Разработана общая структура корпоративной сети КВО на основе выбранных наиболее значимых критериев, с учётом общих принципов построения информационных систем. Одной из особенностью построения локальной сети КВО является необходимость на канальном уровне модели OSI подключения коммутаторов, что позволяет подключить к своим портам отдельные компьютеры, а также распределить подключенные компьютеры по сетевым сегментам и легко перегруппировать их в случае необходимости, что повышает надёжность функционирования сети. В результате появляется возможность территориального перемещения компьютеров сети при сохранении своих мест в логической сетевой структуре, что особенно важно для автоматизированных систем ООДИ КВО. Установлена необходимость создания отдельных разделенных сегментов локальной сети КВО на базе аппаратно-программного обеспечения, обеспечивающих приём и обработку информации, что позволяет отделить свою логическую структуру от физической.

Обоснована необходимость организации связи через открытую сеть Internet по VPN туннелю с применением симметричных и ассиметричных протоколов шифрования для исключения возможности перехвата содержания информации через нетрадиционный информационный канал, что обеспечивает высокий уровень критерия функциональной стабильности системы. Использование параллельных каналов с резервированием позволяет повысить такие критерии как производительностьа и достоверность.

В результате на рисунке 4 представлена структурная схема корпоративной сети автоматизированного комплекса управления КВО полностью удовлетворяющая требованиям ФСТЭК, предъявляемым к автоматизированным ИС КВО.

В пятой главе изложены принципы построения адаптивных ИС КВО: раскрыты механизмы адаптации, аналитические оценки качества канала связи и технические решения по реализации выбранных принципов адаптации, которые защищены патентами.

Произведён анализ способов оценки качества канала связи в автоматизированных системах ООДИ КВО и возможности адаптации к различным помехам при использовании параллельных каналов связи.

Установлено, что в некоторых ситуациях требования к старению информации столь высоки, что даже аппаратура с решающей обратной связью с автоматическим переключением на резервный канал не в состоянии их удовлетворить. В таких случаях использование для передачи информации одновременно нескольких каналов разнесенных географически дает желательный эффект. Это не только повышает скорость передачи информации, но и существенно увеличивает достоверность при использовании синхронного сложения принимаемой информации.

Разработаны принципы адаптации с автоматическим переключением аппаратуры с решающей обратной связью на резервный канал связи:

первый - основан на резервировании канала передачи данных и автоматическом переключении на резервный канал, при ухудшении качества основного канала ниже заданной нормы;

второй – на передаче одной и той же информации по двум параллельным каналам.

Разработана логика и программа автоматического переключения основного канала связи на резервный по четырём вариантам.

Переключение аппаратуры РОС на резервный канал, может выполняться, как при полном подавлении рабочего канала, так и при снижении его пропускной способности ниже заданной нормы. При этом предполагается, что оба канала (основной и резервный) дуплексные и оборудованы специальными устройствами переключения.

Для реализации разработанной программы автоматического переключения основного канала связи на резервный разработано на уровне технического решения устройство автоматического переключения каналов связи, обладающего новизной и оформленного патентом.

В шестой главе разработаны теоретические основы синтеза информационных систем КВО, основанные на исследовании таких критериев как: вероятность правильного (ложного) приёма информации - (Q1,2), вероятность обнаруженной (необнаруженной) ошибки - (РО, НО), вероятность искажения в канале - - используем как заданную величину. Построение моделей частных адаптивных алгоритмов основано на последовательном эквивалентном преобразовании графовой модели в математическую (аналитическую), на основе которой исследуется эффективность функционирования адаптивных алгоритмов в различных условиях обстановки. Разработанные алгоритмы защищены патентами.

На уровне технических решений разработаны структурные схемы устройств в режимах: повышения скорости работы, при заданной достоверности принимаемой информации (режим «А»); повышения достоверности принимаемой информации при заданной скорости работы (режим «Б»); и комплексном режиме при одновременном повышении скорости и достоверности приёма информации (режим «В»). Технические решения, реализующие эти частные адаптивные алгоритмы, защищены патентами.

Разработаны методы выравнивания запаздывания сигнала в параллельных каналах связи, а также на уровне технического решения устройства, реализующего этот метод, которое защищено патентом.

На основании выявленных наиболее значимых критериев эффективности функционирования ИС КВО таких как, производительность и достоверность информации, произведена оптимизация показателей, характеризующих данные критерии, путём разработки комплекса частных адаптивных алгоритмов.

Для оценки эффективности частных адаптивных алгоритмов разработаны математические модели в виде вероятностных графов состояний системы, которые описаны аналитическими выражениями.

Для режима «А» разработан вероятностный граф, показанный на рисунке 5, который описывается аналитическими выражениями, где: - вероятность правильного приёма комбинации; - вероятность обнаруживаемой ошибки; - вероятность не обнаруживаемой ошибки.

Вероятность перехода системы в режим запроса определяется:. (7)

Вероятность вывода без ошибки будет:

. (8)

Для режима «Б» разработан вероятностный граф, показанный на рисунке 6, который описывается аналитическими выражениями.

Вероятность правильного вывода информации:

. (9)

Вероятность вывода информации с ошибкой определяется как:

. (10)

Вероятность постановки системы в режим запроса можно вычислить по формуле:

. (11)

Для режима «В» разработан вероятностный граф, показанный на рисунке 7, который описывается аналитическими выражениями.

Вероятность правильного вывода информации:

. (12)

Вероятность выдачи получателю информации с ошибкой определяется:

. (13)

Вероятность постановки системы в режим запроса:

(14)

В таблице 1 приведены расчёты выходных характеристик разработанных частных адаптивных алгоритмов.

Таблица 1 - Выходные характеристики ЧАА

Показатель

качества
канала связи

РВВ

РЛВ

РЗК

«А»

«Б»

«В»

«А»

«Б»

«В»

«А»

«Б»

«В»

низкий

0.98

0,72

0,98

1,1·10-3

3,9·10-9

3·10-4

2,25·10-2

0,3

3,5·10-2

средний

0,99

0,9

0,99

10-4

3,9·10-11

10-5

3,5·10-3

0,16

6·10-3

высокий

0,999

0,99

0,999

2·10-5

3,9·10-13

10-7

6·10-5

0,02

2·10-4

Исследования показали, что первый режим хорошо зарекомендовал себя на каналах достаточно удовлетворительного и низкого качества (Р=510-3 – 1,510-2). Тогда обеспечивается приемлемая вероятность достоверности Рвв=0,9764 – 0,9974 и высокая скорость работы за счет уменьшения вероятности простоя системы в режиме запроса Рзк=3,510-3 – 2,2510-2.

Второй режим повышения достоверности целесообразно использовать на каналах достаточно хорошего качества, когда Р =510-4. Расчеты показали, что в этом случае вероятность достоверности информации составляет Рвв=0,9898, при незначительных простоях системы в режиме запроса Рзк=0,02. Следовательно, этот режим будет эффективным в повседневных условиях работы органа по обработке документированной информации.

И наконец, третий режим будет достаточно хорошо работать как на каналах хорошего качества Р=510-4, так и низкого качества Р=1,510-2. Он обеспечивает высокую достоверность принимаемой информации и скорость передачи. Например, при Р=510-4 Рвв=0,9998, Рзк=210-4, а при Р=1,510-2 Рвв=0,9755, Рзк=3,510-2. Следовательно, он будет одинаково эффективно работать в повседневных условиях и при резких колебаниях нагрузки в период кризисных ситуаций, а также в каналах различного качества.

В седьмой главе на основе системной парадигмы информационного взаимодействия разработаны теоретические основы синтеза ИС КВО на базе типового программно-моделирующего комплекса (ПМК), включающие в себя динамические математические модели функционирования подсистем и ПМК в целом, что позволило осуществить структурную оптимизацию.

Построение моделей подсистем основаны на последовательном преобразовании графов состояний подсистем в математическую форму функционирования ПМК, на основе системного подхода к иерархическому разбиению ПМК на взаимосвязанные подсистемы.

Приведенное на рисунке 8 иерархическое разбиение ПМК вписывается в следующие три уровня иерархии:

а) подсистема автоматизированных рабочих мест;

б) подсистема коммутатор-сервер;

в) подсистема входных устройств.

Подсистема автоматизированных рабочих мест находится на высшей ступени иерархии и обобщенным критерием эффективности на этом уровне выбирается время обработки информации, не превышающее заданного интервала:.

Подсистема коммутатор-сервер находится ниже и включает в себя коммутатор и сервер ООДИ. Очевидно, пропускная способность данного уровня будет влиять на пропускную способность вышестоящей подсистемы. Поэтому, согласно системного подхода, на этом уровне в качестве обобщенного критерия выбрана пропускная способность 2, которая в качестве независимой переменной входит в математическую модель вышестоящего уровня.

Следующей, самой низшей, подсистемой иерархической цепи является подсистема входных устройств. Она включает в себя мультиплексор передачи данных (МПД) и маршрутизатор. Как и в предыдущем случае в качестве обобщенного критерия этого уровня выбрана пропускную способность 1. Этот критерий, в свою очередь, входит в качестве независимой переменой в математическую модель вышестоящего уровня.

Таким образом, указанные критерии эффективности, можно расположить по иерархическому принципу, как показано на рисунке 8. Ромбом на рисунке обозначены критерии эффективности, соответствующих уровней иерархии ( – пропускная способность ; - среднее число заявок в очереди ; - среднее время ожидания заявки в очереди ; - среднее время обслуживания в устройствах ) а окружностями - математические модели функционирования подсистем.

Согласно системному подходу критерии эффективности должны быть связаны функциональными зависимостями, представляющими собой аналитические модели функционирования подсистем и ПМК в целом. То есть комплект математических моделей ПМК должен строиться таким образом, чтобы модели и критерии периодически чередовались между собой: модель - критерий - модель - критерий и так далее.

ПМК можно описать последовательной ''n''-фазой системой массового обслуживания. Результат деятельности отдельных подсистем ПМК может быть представлен временными и вероятными по форме величинами, характеризующими степень решения каждой подсистемой связи специфических задач по отношению ко всему комплексу в целом. В соответствии с целевым предназначением подсистем ПМК, на их собственном уровне в качестве частных критериев могут быть использованы различные вероятностные или константные величины.

Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»