- •Лабораторная работа №1 Характеристики процесса обработки информации
- •1. Цель работы
- •2. Общие сведения
- •3. Порядок выполнения работы
- •4. Содержание отчёта по лабораторной работе
- •5. Контрольные вопросы
- •6. Список литературы
- •7. Варианты индивидуальных заданий
- •Лабораторная работа №2 Оценка точности процесса обработки информации
- •2. Общие сведения
- •3. Порядок выполнения работы
- •4. Содержание отчёта по лабораторной работе
- •5. Контрольные вопросы
- •6. Список литературы
- •7. Варианты индивидуальных заданий
- •Лабораторная работа №3 Методология разработки функциональной модели ис idef0
- •2. Общие сведения
- •3. Порядок выполнения работы
- •4. Содержание отчёта по лабораторной работе
- •5. Контрольные вопросы
- •6. Список литературы
- •7. Варианты индивидуальных заданий
- •Лабораторная работа №4
- •2. Общие сведения
- •3. Порядок выполнения работы
- •4. Содержание отчёта по лабораторной работе
- •5. Контрольные вопросы
- •6. Список литературы
- •7. Варианты индивидуальных заданий
- •Лабораторная работа №5 Описание данных информационной системы
- •2. Общие сведения
- •3. Техника построения моделей
- •4. Порядок выполнения работы
- •5. Содержание отчёта по лабораторной работе
- •6. Контрольные вопросы
- •7. Список литературы
- •8. Варианты индивидуальных заданий
- •Лабораторная работа №6
- •2. Общие сведения
- •3. Порядок выполнения работы
- •4. Содержание отчета
- •5. Контрольные вопросы
- •6. Список литературы
- •7. Варианты индивидуальных заданий
- •Лабораторная работа №7
- •2. Общие сведения
- •3. Порядок выполнения работы
- •Лабораторная работа №8 Синтез иерархической структуры комплекса технических средств информационной системы
- •1. Цель работы
- •2. Общие сведения
- •3. Порядок выполнения работы
- •4. Содержание отчета
- •5. Контрольные вопросы
- •6. Список литературы
- •7. Варианты индивидуальных заданий
- •Содержание
Лабораторная работа №8 Синтез иерархической структуры комплекса технических средств информационной системы
1. Цель работы
Цель работы – освоение студентами методики синтеза структуры комплекса технических средств информационной системы.
2. Общие сведения
С методами синтеза структуры комплекса технических средств информационной системы студент может ознакомиться по курсу лекций Теория информационных процессов и систем [1].
Рассмотрим модель оптимизации иерархической структуры комплекса технических средств (КТС), приведенной на рис.1. [2].
Известно множество абонентских пунктов (АП) M={Mi}, i=1,2,..m и множество пунктов размещения локальных серверов (ЛС) N={Nj}, j=1, 2 ,..n, причем . В каждом пункте может быть размещено не более одного ЛС.
Рисунок 1- Структурная схема КТС вычислительной сети
Для сети с одним сетевым сервером (СС) справедливо ограничение:
(1)
Общее количество ЛС не должно превышать заданного числа p:
(2)
Ограничение в структуре заключается в том, что каждый абонент может подключаться только к одному ЛС:
(3)
Каждый из абонентских пунктов характеризуется требуемой пропускной способностью сигнала передачи информации между i-м абонентом и j-м локальным сервером.
Допустим, что j-й ЛС характеризуется эквивалентной вычислительной мощностью wj (размерность совпадает с ). Требуемые ресурсы j-го ЛС на обработку информации wj пропорциональны сумме требуемых пропускных способностей каналов передачи информации, соединяющих данный ЛС с абонентскими пунктами. Тогда суммарная мощность всех ЛС должна быть не менее
(4)
где
Информация на сетевой сервер поступает от ЛС по каналам передачи информации с требуемой пропускной способностью , Требуемые ресурсы СС на обработку информации пропорциональны сумме пропускных способностей каналов передачи информации, соединяющих ЛС с СС. Тогда необходимая мощность СС w0, который может быть размещен в одном из n пунктов возможного размещения СС, должна быть не менее:
(5)
Задача синтеза состоит в распределении абонентов между локальными серверами, в определении числа ЛС, пунктов размещения серверов по минимуму эксплуатационных и капитальных затрат:
(6)
где Cij – приведенные затраты на обмен информацией между i-м абонентским пунктом и j-м локальным сервером, и обработку информации в j-м локальном сервере;
Cjj* - приведенные затраты на обмен информацией между i-м локальным сервером и сетевым сервером, расположенным по j* адресу и обработку информации в сетевом сервере;
Cj, Cj*0- капитальные затраты на реализацию локального сервера в j-м и сетевого сервера в j* - м пунктах.
Синтез иерархической структуры комплекса технических средств относится к числу задач целочисленного программирования с булевыми переменными:
(7)
Для решения задачи можно использовать программу «Поиск решения» в EXCEL.
Пример. Выполнить синтез вычислительной сети, имеющей структуру, приведенной на рис.1, со следующими параметрами: m=5, n=3, p≤2.
Пропускная способность каналов, соединяющих АП с ЛС , приведена в табл.1, соединяющая ЛС с СС приведена в табл.2.
Таблица 1-Пропускная способность Таблица 1-Пропускная способность
i
j
1
2
3
1
3
3
3
2
5
5
5
3
4
4
4
4
4
4
4
5
5
5
5
j*
1
2
3
10
20
0
Эксплуатационные затраты на обмен информацией между i-м абонентским пунктом и j-м локальным сервером, и обработку информации в j-м локальном сервере Cij, приведены в табл.3, затраты на обмен информацией между i-м ЛС и СС, расположенным по j* адресу и обработку информации в сетевом сервере Cjj*, приведены в табл.4.
Таблица 3 - Эксплуатационные Таблица 4 - Эксплуатационные
затраты Cij, затраты Cjj*,
-
i
j
j
j*
1
2
3
1
13,5
15
16,5
2
12
10,5
13,5
3
22,5
24
24
1
2
3
1
4,5
6
7,5
2
7,5
9
10,5
3
9
7,5
6
4
9
7,5
6
5
9
7,5
7,5
Капитальные затраты на реализацию локального сервера в j-м Cj, и сетевого сервера в j* - м пунктах Cj*0 приведены в табл.5 и табл.6.
Т
j
1
2
3
Cj
9
10
15
j*
1
2
3
Cj*0
24
23
25
Вычислительные мощности локального сервера и сетевого сервера приведены в табл.7 и табл. 8.
Таблица 7 – Мощность ЛС Таблица 8 – Мощность СС
j |
1 |
2 |
3 |
|
9 |
7 |
15 |
j* |
1 |
2 |
3 |
|
30 |
20 |
25 |
Задачу решаем с помощью офисной программы EXCEL, используя программу «Поиск решения». Результаты решения приведены в табл.9, табл.10, табло.11.
Таблица 9 – Схема подключения АП к ЛС
-
i
j
1
2
3
1
1
0
0
2
1
0
0
3
0
0
1
4
0
0
1
5
0
0
1
Таблица 10 – Схема размещения ЛС
-
j
1
2
3
1
0
1
Таблица 11 – Схема размещения СС
-
j*
1
2
3
0
1
0
Первый и второй абонентские пункты подключены к локальному серверу, размещенному по адресу 1, а 3, 4, 5-й - к локальному серверу, размещенному по адресу 3. Сетевой сервер организован по адресу 2. Величина эксплуатационных и капитальных затрат составляет 183,5 условных денежных единиц.