Первая страница
Наша команда
Контакты
О нас

    Головна сторінка



Реферат актуальність теми

Скачати 41.02 Kb.

Реферат актуальність теми




Скачати 41.02 Kb.
Дата конвертації16.04.2017
Розмір41.02 Kb.
ТипРеферат

РЕФЕРАТ

Актуальність теми. В наш час спостерігається тенденція до глобальної інформатизації та комп’ютеризації більшої частини життя. Всюди почали використовуватися багатопроцесорні системи. Наприклад, бортові системи космічних і літальних апаратів, системи забезпечення життєдіяльності в медицині, банківські системи управління транзакціями, системи управління атомними електростанціями.
Система керування, також Система управління (англ. control system) - систематизований набір засобів впливу на підконтрольний об'єкт для досягнення цим об'єктом певної мети. Об'єктом системи керування можуть бути як технічні об'єкти так і люди.
Банківська система - сукупність різних видів національних банків і кредитних установ, що діють в рамках загального грошово-кредитного механізму. Включає Центральний банк, мережу комерційних банків і інших кредитно-розрахункових центрів.
Атомна електростанція А́томна електроста́нція (АЕС) - електростанція, в якій атомна (ядерна) енергія перетворюється в електричну. Генератором енергії на АЕС є атомний реактор. Тепло, яке виділяється в реакторі в результаті ланцюгової реакції поділу ядер деяких важких елементів, потім так само, як і на звичайних теплових електростанціях (ТЕС), перетвориться в електроенергію.
Літа́к (аероплан) - літальний апарат важчий за повітря для польотів в атмосфері за допомогою двигуна та нерухомих крил (крила). Літак здатний переміщатися з високою швидкістю, використовуючи підйомну силу крила.
Оскільки безперервна робота даних систем є надзвичайно важливою, з’явилися поняття відмовостійкості та надійності. Покращення показників надійності відмовостійких багатопроцесорних систем (ВБС) досягається, як правило, шляхом введення різноманітних видів надлишковості.
Багатопроцесорність (англ. Multiprocessing) - це використання двох або більше центральних процесорів (CPU) в одній комп'ютерній системі. Термін також відноситься до здатності системи підтримувати більше одного процесора і/або здатність розділити завдання між ними.

Оцінка показників надійності ВБС управління складними об’єктами за допомогою існуючих інструментів передбачає великі витрати часу та обчислювальних ресурсів.

Використання графо-логічних моделей (GL-моделей) для моделювання поведінки ВБС у потоці відмов дозволяє виконувати оцінку показників надійності систем з необхідною точністю за допомогою доступних технічних засобів та часових ресурсів. Графо-логічна модель ВБС, що складається з n процесорів, будується у вигляді неорієнтованого графа, кожному ребру якого ставиться у відповідність деяка булева функція.

Обчи́слювальні ресу́рси - можливості, забезпечувані компонентами обчислювальної системи, що витрачаються (зайняті) в процесі її роботи.
Орієнтований граф (коротко орграф) - (мульти) граф, ребрам якого присвоєно напрямок. Орієнтовані ребра називаються також дугами, а в деяких джерелах (Оре) і просто ребрами.
Бу́лева фу́нкція (функція алгебри логіки, логічна функція) - в дискретній математиці відображення Bn → B, де B = - булева множина.
Реберні функції залежать від індикаторних змінних xi (i = 1, 2, … , n). xi = 1, якщо відповідний процесор системи є справним, або xi = 0, якщо відповідний процесор системи відмовив. Якщо реберна функція набуває значення 0, то відповідне ребро видаляється з графа. Зв’язність графа відображає роботоздатність системи в потоці відмов.

ВБС, що складається з n процесорів і стійка до відмов, кількість яких не перевищує m (0  m < n), називається базовою ВБС і позначається K(m, n). Небазові ВБС можуть функціонувати при появі деяких підмножин відмов своїх процесорів, потужність яких перевищує m, з одного боку, і навпаки, можуть виявитися непрацездатними при появі відмов, кратність яких менше величини m, з іншого боку. Оскільки реальні ВБС рідко бувають базовими, то для адекватного відображення їх поведінки в потоці відмов виникає необхідність модифікації базової моделі. Модифікація базової графо-логічної моделі з метою її перетворення в небазову може відбуватися трьома способами, а саме:



  1. шляхом проведення додаткових ребер;

  2. шляхом модифікації реберних функцій;

  3. шляхом комбінації першого та другого підходів.

У даній роботі досліджуються перший підхід. Запропоновано метод, що полягає в модифікації GL-моделі шляхом побудови додаткового внутрішнього ребра, а також пошук представлення булевої функції цього ребра. В результаті, буде заблоковано певну множину векторів, на яких базова ВБС втрачала зв'язність. Таким чином, поставлена задача є актуальною та важливою як з наукової, так і з практичної точки зору.

Об’єктом дослідження є відмовостійкі багатопроцесорні системи.

Предметом дослідження є формування булевої функції додаткового ребра модифікованої GL-моделі небазової ВБС.

Мета роботи: дослідити поведінку ВБС в потоці відмов та заблокувати максимальну кількість векторів шляхом модифікації GL-моделі через додавання внутрішнього ребра та пошуку реберної функції цього ребра.

Методи досліження: методи математичного моделювання, комбінаторні методи.
Аспект (лат. aspectus - вигляд, погляд) - поняття філософії (онтології, теорії пізнання). У філософії аспект розглядається
Математи́чне моделюва́ння (рос. моделирование математическое; англ. mathematical simulation, нім. mathematische Modellierung f) - метод дослідження процесів або явищ шляхом створення їхніх математичних моделей і дослідження цих моделей.


Наукова новизна роботи полягає у наступному:

  1. Вперше запропоновано алгоритм пошуку положення додаткового внутрішнього ребра, яке дозволяє блокувати максимальну кількість векторів. Як результат - отримана ВБС стає стійкою до відмов деякої множини процесорів.

  2. Вперше запропоновано алгоритм отримання форми представлення булевої функції цього ребра, близької до мінімальної.

Практична цінність отриманих у роботі результатів полягає в тому, що запропоновані алгоритми дозволяють зменшити кількість переборів при пошуку представлення булевої функції внутрішнього ребра небазової ВБС, а також дають можливість та напрямки для подальших досліджень і розробки алгоритму побудови реберних функцій GL-моделей небазових ВБС.

Апробація роботи. Основні положення і результати роботи були представлені та обговорювались на VII науковій конференції магістрантів та аспірантів «Прикладна математика та комп’ютинг» ПМК-2015 (Київ, 15-17 квітня 2015 р.).

Структура та обсяг роботи. Магістерська дисертація складається зі вступу, чотирьох розділів, висновків та додатків.

У вступі надано загальну характеристику роботи, виконано оцінку сучасного стану проблеми, обґрунтовано актуальність напрямку досліджень, сформульовано мету і задачі досліджень, показано наукову новизну отриманих результатів і практичну цінність роботи.

У першому розділі розглянуто основні методи розрахунку надійності ВБС, а також основні поняття теорії надійності та відмовостійких систем.
Теорія надійності Тео́рія наді́йності - наука, що вивчає закономірності розподілу відмов технічних пристроїв, причини і моделі їх виникнення.


У другому розділі розглядаються поняття GL-моделі та алгоритм побудови GL-моделей базових ВБС, а також перетворення моделей небазових ВБС.

У третьому розділі розглядаються GL-моделі різних типів, описуються існуючі методи мінімізації GL-моделей, а також методи формування реберних функцій.

У четвертому розділі виконується тестування алгоритму та аналіз результатів поведінки ВБС після модифікації GL-моделі, а також огляд отриманої функції внутрішнього ребра.

У висновках описуються результати аналізу запропонованого методу пошуку положення внутрішнього ребра, а також його булевої функції та вказуються можливі напрямки подальших досліджень та вдосконалень.

У додатках наводяться: схема взаємодії модулів програмного забезпечення, схема роботи алгоритмів, схема генерування функцій в результаті роботи алгоритму, зображення реберних функцій початкової базової GL-моделі, схема модифікації GL-моделі, а також структурна схема небазової GL-моделі.
Структурна схема Структу́рна схе́ма - схема, яка визначає основні функціональні частини виробу, їх взаємозв'язки та призначення. Під функціональною частиною розуміють складову частину схеми: елемент, пристрій, функціональну групу, функціональну ланку.

Ключові слова: GL-модель, надійність, базова відмовостійка багатопроцесорна система, небазова відмовостійка багатопроцесорна система, перетворення GL-моделі, реберна функція, внутрішнє ребро.


Скачати 41.02 Kb.

  • Методи досліження
  • Структура та обсяг роботи.