Моделі й інформаційна технологія розвитку та реінжинірингу просторово-розподіленої комп’ютерної мережі організації

Размещено на http://www.allbest.ru/

МІНІСТЕРСТВО НАУКИ І ОСВІТИ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ АЕРОКОСМІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ІМ. М.Є. ЖУКОВСЬКОГО

"ХАРКІВСЬКИЙ АВІАЦІЙНИЙ ІНСТИТУТ"

УДК 004.725.7

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

МОДЕЛІ Й ІНФОРМАЦІЙНА ТЕХНОЛОГІЯ РОЗВИТКУ ТА РЕІНЖИНІРИНГУ ПРОСТОРОВО-РОЗПОДІЛЕНОЇ КОМП'ЮТЕРНОЇ МЕРЕЖІ ОРГАНІЗАЦІЇ

05.13.06 - автоматизовані системи управління та прогресивні інформаційні технології

ШЕВЧЕНКО МАРІЯ ВАЛЕРІЇВНА

Харків - 2007

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Харківському національному автомобільно-дорожньому університеті Міністерства освіти і науки України.

Науковий керівник:

Нефьодов Леонід Іванович, доктор технічних наук, професор, Харківський національний автомобільно-дорожній університет, завідувач кафедри автоматизації та комп'ютерно-інтегрованих технологій.

Офіційні опоненти:

Федорович Олег Євгенович, доктор технічних наук, професор, Національний аерокосмічний університет ім. М.Є. Жуковского "Харківський авіаційний інститут", завідувач кафедри інформаційних управляючих систем;

Євланов Максим Вікторович, кандидат технічних наук, Харківський національний університет радіоелектроніки, доцент кафедри інформаційних управляючих систем.

Провідна установа: Національний технічний університет, "Харківський політехнічний інститут", кафедра автоматизованих систем управління, Міністерства освіти і науки України, м. Харків.

Захист відбудеться "16" березня 2007 року о 12 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.062.01 у Національному аерокосмічному університеті ім. М.Є. Жуковського" ХАІ" за адресою: 61070, м. Харків, вул. Чкалова, 17, радіотехнічний корпус, ауд. 232.

З дисертацією можна ознайомитись у науково-технічної бібліотеці Національного аерокосмічного університету ім. М.Є. Жуковського" Харківський авіаційний інститут" за адресою: 61070, м. Харків, вул. Чкалова, 17.

Автореферат розісланий "9" лютого 2007 року.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради М.О. Латкін.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. В сучасних умовах поширеного впровадження нових комп'ютерних технологій на базі засобів обчислювальної техніки в усі сфери діяльності організацій комп'ютерна мережа являє собою необхідний та обов'язків елемент корпоративного управління. Разом з цим в умовах появи нових функціональних задач управління та удосконалення існуючих виникає необхідність розвитку та реінжинірингу просторово-розподіленої комп'ютерної мережі (ПРКМ).

Комп'ютерна мережа організації представляє собою сукупність абонентських місць (ЕОМ), ліній зв'язку, комутаційних пристроїв, серверів. Ефективна організація комп'ютерної мережі організації сприяє підвищенню її працездатності, впливає на безпомилковість, своєчасність обробки інформації та прийняття рішень, використанню безпаперової технології.

Розвинені комп'ютерні мережі унікальні своєю структурно-топологічною організацією, технологіями та засобами їх реалізації. Велика кількість різнорідних критеріїв, що визначають ефективність комп'ютерної мережі, мають суперечливий характер поряд зі складністю и багатомірністю обмежень, а також необхідністю мінімізації ресурсів, що витрачаються. Існуючі методи розвитку комп'ютерної мережі не відповідають тим вимогам, які пред'являються до них користувачами.

Удосконалення та поширення задач корпоративного управління потребує підвищення ефективності моделей і методів розвитку комп'ютерної мережі за рахунок сучасних засобів автоматизації. Розвиток існуючої комп'ютерної мережі шляхом приєднання до неї нових абонентів, оцінка й аналіз параметрів та функціонального призначення просторово-розподіленої комп'ютерної мережі, модернізація існуючого сітьового обладнання комп'ютерної мережі є актуальною науково-прикладною задачею, а удосконалення існуючих та розробка нових, більш ефективних, моделей та інформаційної технології структурно-топологічного розвитку та реінжинірингу являє як теоретичний, так і практичний інтерес.

Синтез та удосконалення комп'ютерних мереж давно знаходиться в сфері інтересів вчених, це добре розроблена, впорядкована та описана в літературі проблема. Слідством цього є велика кількість моделей та методів рішення задач синтезу та вдосконалення комп'ютерної мережі за різноманітних обмеженнях. Задачі структурного синтезу територіально розподілених систем управління, інформаційно-обчислювальних та телекомунікаційних систем розглядалися багатьма авторами. Значний вклад в розвиток цього напрямку дослідів внесли Хіленко В.В., Шехтман Л.І., Дойч А., Стеклов В.К., Беркман Л. Н, Федорович О.Є., Петров Е.Г., Бескоровайний В.В., Харченко В.С., Годлевський М.Д., Раскін Л.Г. та ін. Їх праці присвячено різним аспектам побудови територіально розподілених систем, методам синтезу топологічних структур, проектуванню та розвитку розподілених баз даних, вивченню їх потенційних можливостей. Однак, саме питанню розвитку та реінжинірингу просторово-розподілених комп'ютерних мереж для задач корпоративного управління приділяється небагато уваги.

До нашого часу невирішеними є наступні питання:

- комплексне вирішення задач розвитку та реінжинірингу просторово-розподіленої комп'ютерної мережі з урахуванням цілей корпоративного управління організації;

- створення моделей та інформаційних технологій розвитку та реінжинірингу просторово-розподіленої комп'ютерної мережі організації за багатьма критеріями та обмеженнями.

Розробка моделей і інформаційної технології розвитку та реінжинірингу просторово-розподіленої комп'ютерної мережі організації дозволить підвищити ефективність корпоративного управління підприємствами, науково-дослідними інститутами, учбовими закладами, фірмами та ін., скоротити термін модернізації комп'ютерних засобів та систем, забезпечити якість виробничого процесу, науково-дослідницької діяльності, учбового процесу тощо.

Таким чином, актуальною науково-прикладною задачею є розробка моделей аналізу та розвитку розподілених автоматизованих систем корпоративного управління для модернізації існуючих та формування нових функціональних задач, що потребує реінжинірингу просторово-розподіленої комп'ютерної мережі організації.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконувалась на кафедрі " Автоматизація та комп'ютерно-інтегровані технології" у 2003-2006 рр. у Харківському національному автомобільно-дорожньому університеті (ХНАДУ) відповідно з планами держбюджетних НДР Міністерства освіти і науки України за темою "Розвиток та реінжиніринг просторово-розподіленої комп'ютерної мережі організації" (ДР № 0106 U 008752), в розробці якої автор приймала участь як виконувач.

Мета і задачі дослідження. Метою дисертаційної роботи є підвищення ефективності рішення задач корпоративного управління на основі створення моделей розвитку та реінжинірингу просторово-розподіленої комп'ютерної мережі організації, які здійснюють раціональний вибір апаратно-програмних засобів і модернізацію при появі нових задач управління.

Для досягнення цієї мети в роботі вирішуються наступні задачі:

1. Аналіз існуючих методів розвитку та реінжинірингу комп'ютерної мережі корпоративного управління.

2. Провести системну структуризацію процесів розвитку та реінжинірингу комп'ютерних мереж на основі огляду існуючих методів та засобів вирішення таких задач і визначити вимоги до архітектури для обґрунтування та вибору раціональних варіантів.

3. Розробити математичні моделі розвитку та реінжинірингу комп'ютерної мережі організації.

4. Створити прикладну інформаційну технологію розвитку та реінжинірингу комп'ютерної мережі для реалізації розроблених моделей.

5. Впровадити отримані результати проведених досліджень у практику виконування проектних робіт по розвитку та реінжинірингу корпоративних комп'ютерних мереж.

Об'єктом дослідження є просторово-розподілені комп'ютерні мережі корпоративного управління.

Предметом дослідження є моделі й інформаційна технологія розвитку та реінжинірингу просторово-розподіленої корпоративної комп'ютерної мережі.

Методи дослідження базуються на принципах системного аналізу для структуризації процесів розвитку та реінжинірингу комп'ютерних мереж корпоративного управління; методах математичного моделювання для аналізу процесів розвитку та реінжинірингу ПРКМ; дискретного програмування, багатокритеріальної оцінки й оптимізації для розробки часткових моделей вибору раціональних структур ПРКМ.

Наукова новизна одержаних результатів:

1) вперше одержано моделі оптимізації комп'ютерних мереж засновані на методах лінійного дискретного програмування, які, на відміну від існуючих, дозволяють здійснити вибір раціональної топології та компонентів комп'ютерної мережі при появі нових та модернізації існуючих функціональних задач корпоративного управління з урахуванням реальних обмежень та вимог, що дає змогу підвищити ефективність процесу розвитку та реінжинірингу просторово-розподіленої комп'ютерної мережі організації;

2) удосконалено модель просторового розвитку комп'ютерної мережі в частині вибору топології ліній зв'язку шляхом застосування Манхетенової метрики, що дозволяє більш повно врахувати умови та обмеження при розвитку та модернізації просторової розподіленості комп'ютерної мережі в будівлях;

3) дістало подальший розвиток модель структурно-топологічної оптимізації в частині врахування функціональних вимог та витрат на розвиток автоматизованої системи корпоративного управління, що дозволяє приймати ефективне рішення з розвитку та реінжинірингу комп'ютерної мережі організації в залежності від ступеня повноти та достовірності початкової інформації.

Достовірність нових наукових положень дисертаційної роботи підтверджена:

- коректним використанням методів та моделей оптимізації, в тому числі лінійного дискретного програмування з булевими змінними, що доказали свою працездатність та ефективність для задач розвитку та реінжинірингу корпоративної комп'ютерної мережі;

- впровадженням на реальних прикладах розвитку та реінжинірингу просторово-розподілених комп'ютерних мереж для конкретних автоматизованих систем корпоративного управління організації;

- співпаданням результатів, отриманих за допомогою розроблених моделей, з результатами проектування, які пов'язані із розвитком та реінжинірингом комп'ютерних мереж.

Практичне значення отриманих результатів. Результати теоретичних дослідів і розроблених математичних моделей реалізовані у вигляді програмно-методичного комплексу (ПМК) комп'ютерної технології автоматизованого розвитку та реінжинірингу, що дозволило автоматизувати процеси прийняття рішень з розвитку та реінжинірингу ПРКМ.

Результати дисертаційної роботи упроваджені в практику розвитку та реінжинірингу просторово-розподіленої комп'ютерної мережі Харківського заводу підйомно-транспортного устаткування (акт впровадження від 30.08.2006); при реінжинірингу ПРКМ Ремонтно-будівельного підприємства "Капітель", м. Харків (акт впровадження від 01.09.2006).

Результати дисертаційної роботи використовуються в навчальному процесі ХНАДУ при читані лекційних курсів по дисциплінам "Системи автоматизованого проектування в автоматизованих системах управління" та "Інформаційні системи та комплекси", в лабораторному практикумі, при курсовому та дипломному проектуванні (акт впровадження від 29.08.2006).

Особистий внесок здобувача. Дисертаційна робота є результатом особистої роботи автора. В роботах, які написані в співавторстві, здобувачу належить: систематизація розробок локальних засобів комп'ютерних технологій [1]; розробка узагальненої моделі розвитку та реінжинірингу комп'ютерної мережі організації [2]; розробка інформаційної технології комплексного розвитку та реінжинірингу комп'ютерної мережі організації [3]; розробка узагальненої моделі оптимізації реінжинірингу ПРКМ [4, 6]; розробка методу організації інформаційних ресурсів [7]; розробка технології автоматизованого розвитку та реінжинірингу просторово-розподіленої комп'ютерної мережі організації [9].

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи докладались та обговорювались на восьми міжнародних конференціях: Міжнародна науково-технічна конференція "Інформаційна техніка й електромеханіка (ІТЕМ-2003)" (Луганськ, 2003); Міжнародна науково-практична конференція "Сталий розвиток міст. Міські та регіональної проблеми транспортних систем і логістики" (Харків, 2004); Міжнародна науково-методична конференція "Сучасні технології підготовки спеціалістів в умовах подальшого розвитку вищої освіти України" (Харків, 2005); Міжнародна науково-практична конференція "Інформаційні технології: наука, техніка, технологія, освіта, здоров'я" (Харків, 2005); Міжнародна конференція по автоматичному управлінню "Автоматика - 2005" (Харків, 2005); Міжнародна науково-практична конференція "Розвиток наукових досліджень 2005" (Полтава, 2005); Міжнародна науково-практична конференція "Сталий розвиток міст. Сучасні технології управління міським та регіональним розвитком" (Харків, 2006); Міжнародна науково-практична конференція "Сучасні інформаційні технології в економіці й управлінні підприємствами, програмами та проектами" (Алушта, 2006); Всеукраїнський семінар "Критичні комп'ютерні технології та системи" кафедри комп'ютерних систем і мереж Національного аерокосмічного університету ім. Жуковського "ХАІ"; Міжвузівська науково-методична конференція "Проблеми створення та використання університетських WEB - ресурсів" (Харків, 2004) і наукових конференціях професорсько-викладацького составу ХНАДУ (Харків, 2004, 2005, 2006).

Публікації. По результатам дисертаційної роботи опубліковано 9 робіт, з яких 2 статті - у науково-технічних журналах, 3 статті - у збірниках наукових праць, які увійшли в перелік ВАК України, 4 - у матеріалах конференцій.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація має вступ, чотири розділи, висновки й додаток. Повний обсяг дисертації 161 сторінки, у тому числі: 27 рисунків на 4 окремих сторінках, 15 таблиць на 4 окремих сторінках, список з 125 використаних джерел на 11 сторінках, додаток на 6 сторінках.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Вступ дисертаційної роботи містить: обґрунтування актуальності теми й наукових задач; інформацію про зв'язок роботи з науковими програмами; мету й задачі дослідження; об'єкт, предмет і методи дослідження; характеристику наукової новизни й практичного значення отриманих результатів, а також особистий внесок здобувача; дані щодо реалізації, апробації та публікації результатів.

У першому розділі виконано аналіз задачі розробки розвитку та реінжинірингу просторово-розподілених комп'ютерних мереж корпоративного управління, для чого було розглянуто життєвий цикл комп'ютерних мереж (КМ) та принципи побудови їх структури.

У процесі аналізу встановлено, що:

- комп'ютерні мережі, засновані на відкритих мережних технологіях і стандартах є невід'ємною частиною сучасних автоматизованих систем корпоративного управління;

- розвиток та реінжиніринг комп'ютерних мереж набуває особливої уваги у зв'язку з тим, що просторові мережі поширюються при появі нових управлінських функціональних задач, що призводить до збільшення кількості абонентів (окремих місць ПЕОМ або нових локальних мереж);

- проблема розвитку та реінжинірингу є достатньо важкою як із складності обчислень, так й із трудомісткості обстеження підрозділів комп'ютерних мереж організації, а також можливості ідентифікації деяких характеристик тільки в процесі функціонування і розвитку програмних і технічних засобів та системи управління в цілому. Вказані труднощі можна перебороти декомпозицією загальної задачі на часткові, дотримуючись основних принципів системного підходу, коли кожний попередній етап повинен звужувати область допустимих рішень наступного етапу, а результати, прийняті на нижчих рівнях, враховуються при корекції рішень вищих рівнів.

В результаті декомпозиції задачі розвитку та реінжинірингу в роботі прийнята наступна послідовність проведення дослідів:

1. Аналіз існуючих методів розвитку та реінжинірингу комп'ютерних мереж корпоративного управління.

2. Визначення стратегій розвитку комп'ютерних мереж.

3. Створення моделей розвитку ПРКМ з урахуванням обраних стратегій.

4. Аналіз і оцінка необхідності реінжинірингу ПРКМ з врахуванням задач корпоративного управління.

5. Розробка моделі реінжинірингу ПРКМ.

На основі проведеного аналізу існуючих моделей, методів і інформаційних технологій розвитку та реінжинірингу комп'ютерних мереж сформульовано мету і задачі дослідження.

Другий розділі дисертації присвячено розробці прикладної інформаційної технології підтримуючої автоматизоване прийняття рішень з розвитку та реінжинірингу (ТАРР) комп'ютерних мереж що дозволило структурувати процес прийняття рішень і визначити послідовність процедур з розвитку та реінжинірингу (рис. 1).

Розглянуто класифікацію критеріїв оцінки комп'ютерної мережі.

Було виділено наступні групи часткових критеріїв:

- функціональні: пропускна здатність компонентів мережі (комутуючих пристроїв та ліній зв'язку), потужність мережі, швидкодія, протяжність ліній, живучість мережі, надійність мережі;

- інформаційні: характеристики даних, які передаються в мережі; характеристики інформаційного потоку;

- витратні: капітальні витрати - при розвитку та реінжинірингу мережі; експлуатаційні витрати - профілактика (тестування), ремонт комутаційних пристроїв (КП) та ін.; приведені витрати - на мережу.

При розвитку та реінжинірингу ПРКМ виникає задача її оцінювання. При цьому використовуються різні набори критеріїв. Оскільки виділені часткові критерії є різнорідними і суперечливими, то основним етапом ТАРР є вибір моделей багатокритеріальної оцінки й оптимізації, що дозволяють визначити єдине компромісне вирішення.

Обґрунтовано моделі вибору компромісного вирішення в багатокритеріальній ситуації.

При відомих значеннях вагових коефіцієнтів часткових критеріїв вибір найкращого вирішення проводиться по максимальній адитивній корисності.

Якщо часткові критерії ранжирувані по важливості, то пропонується схема вибору з послідовно застосовуваних критеріїв.

Якщо немає ні кількісної, ні якісної інформації про пріоритети часткових критеріїв, доцільно використовувати схему компромісу.

Розглянуті моделі багатокритеріальної оцінки й оптимізації дозволяють приймати рішення за багатьма критеріями в залежності від ступеня визначеності інформації про важливість часткових критеріїв.

Розроблено структуру інформаційно-нормативного забезпечення (ІНЗ) процесу розвитку та реінжинірингу просторово-розподіленої мережі організації, що дозволяє організувати інформаційну підтримку й ефективну взаємодію користувача в процесі комплексного функціонально-структурного розвитку та реінжинірингу.

Рис. 1. Структура прикладної інформаційної технології автоматизованого розвитку та реінжинірингу

Третій розділ присвячено розробці узагальненої та часткових моделей задач розвитку та реінжинірингу.

Приведемо постановку задачі розвитку та реінжинірингу:

Відомо:

1) множина абонентів або локальних КМ з їх характеристиками та параметрами, які необхідно приєднати до існуючої просторово-розподіленої мережі;

2) множина абонентів існуючої комп'ютерної мережі, локальних КМ та множина поєднуючи їх ліній зв'язку та комутуючих пристроїв (КП) з їх характеристиками і параметрами;

3) задані основні функціональні й економічні критерії й обмеження.

Необхідно з урахуванням заданих критеріїв й обмежень зробити:

1) розвиток існуючої ПРКМ шляхом приєднання нових абонентів або локальних КМ к існуючої мережі;

2) оцінку й аналіз існуючого обладнання (КП, ліній зв'язку, серверів і т.д.), з урахуванням приєднаних нових абонентів та виявити компоненти, які не відповідають вимогам;

3) реінжиніринг мережного обладнання з урахуванням розвитку існуючої ПРКМ.

Узагальнена модель має наступний вигляд. В якості часткових критеріїв можна використати: корпоративне управління реінжиніринг комп'ютерна

- мінімальні приведені витрати

, (1)

де - приведені витрати на розміщення та покупку нових КП в i-м пункті;

- приведені витрати на покупку нових ліній зв'язку для задачі розвитку;

- приведені витрати на заміну КП, які не відповідають вимогам;

- приведені витрати на установку n-го типу ліній зв'язку, які не відповідають вимогам між i-м та j-м пунктами;

y_i=1, якщо в пункті i є КП системи, y_i=0 - в противному випадку;

x^k_ij={1;0}, при x^k_ij=1 - розглядаємо поєднання пунктів i та j k-м способом, x_ij =0 - в противному випадку;

y_iс=1 якщо на i-е місце встановлюють с-й тип КП, в протилежному випадку y_iс =0;

x'_ijn=1, якщо на місце з'єднання i-ого та j-ого пунктів встановлюється n-й тип лінії зв'язку, в протилежному випадку x'_ijn=0;

i=j=0 - місцеположення сервера;

- множина пунктів, у яких розміщено старі КП;

- максимальна пропускна здатність

(2)

де - пропускна здатність при розвитку нових та старих КП в i-м пункті;

- пропускна здатність при розвитку нових ліній зв'язку для задачі розвитку;

- пропускна здатність нових КП, які встановлюються на місце старих для задачі реінжинірингу;

- пропускна здатність нових ліній зв'язку n-го типу між i-м та j-м пунктами для задачі реінжинірингу;

- мінімальна протяжність ліній зв'язку для приєднання нових абонентів:

, (3)

де - довжина кабелю між i-м та j-м пунктами при прокладанні k-м шляхом. Перша складова відбиває можливість приєднання нових абонентів к старим КП, друга складова - нових абонентів к новим КП.

Область допустимих рішень визначається обмеженнями:

1) кожний новий абонент повинен бути зв'язаний з одним з КП тільки одним шляхом

; (4)

2) к кожному новому КП повинно бути підключено не менш двох абонентів

; (5)

3) вартість розвитку не повинна перебільшувати заданої

; (6)

4) пропускна здатність ліній зв'язку, поєднуючих абонентів з КП, і кожного КП із сервером, не повинна бути менш завданої :

- для нових абонентів

; (7)

- для існуючих абонентів, лінія зв'язку яких потребує заміни

(8)

5) пропускна здатність КП не повинна бути менш завданої :

- для нових КУ

; (9)

- для існуючих, які потребують заміни

; (10)

6) довжина кожної лінії зв'язку не повинна перебільшувати передбачуваної ДСТУ критичної довжини L_КР

. (11)

Наведена узагальнена оптимізаційна модель розвитку та реінжинірингу (1)-(11) відноситься до задач дискретного програмування з булевими змінними.

Оскільки така задача має велику складність та розмірність, специфічні умови та обмеження, рішення задачі в узагальненому вигляді викликає деякі труднощі. Тому призведена її декомпозиція на три часткові моделі, які відповідають трьом варіантам стратегії розвитку. Для всіх трьох стратегій діють ті ж обмеження, що і для узагальненої моделі розвитку.

Після рішення задачі розвитку існуючої ПРКМ необхідно зробити аналіз та оцінку цієї мережі з урахуванням нових вимог з урахуванням розвитку. Якщо існуюча мережа не відповідає новим вимогам - необхідно зробити реінжиніринг ПРКМ.

Для рішення цієї задачі відомі елементи , які не відповідають вимогам, та лінії зв'язку, які потребують заміни , , де - множина індексів абонентів, лінії зв'язку яких із КП потребують заміни, - множина індексів КП, лінії зв'язку яких із сервером потребують реінжинірингу і ; а також вимоги по функціональним та витратним параметрам та характеристикам до елементів і ліній зв'язку, які потребують змін.

В якості часткових критеріїв для узагальненої моделі реінжинірингу можуть бути використані:

1) мінімізація вартості при заміні старих елементів та ліній зв'язку КМ на нові

; (12)

2) мінімізація інтенсивності відмов при зміні старих елементів і ліній зв'язку КМ на нові

, (13)

де - інтенсивність відмов КП; - інтенсивність відмов ліній зв'язку;

3) максимізація пропускної здатності при зміні старих КП і ліній зв'язку на нові

. (14)

В якості обмежень можуть бути використані:

- на місце старих КП і ліній зв'язку можна встановити тільки один тип нових:

; (15)

; (16)

- вартість реінжинірингу всієї КМ не повинна завищувати заданого значення

. (17)

- інтенсивність відмов нових КП і ліній зв'язку не повинна перевищувати заданих значень , :

; (18)

. (19)

- пропускна здатність нових елементів не повинна завищувати заданого значення:

для КП

;; (20)

для ліній зв'язку

. (21)

Оптимізаційні моделі (12)-(21) відносяться до задач багатокритеріального дискретного програмування з булевими змінними.

З огляду на велику складність та розмірність узагальнену модель реінжинірингу декомпозували на дві відносно прості моделі - модель реінжинірингу ліній зв'язку та модель реінжинірингу елементної бази.

Для реалізації всіх розроблених моделей пропонується використовувати: для задач малої розмірності - метод гілок і границь; для задач великої розмірності - метод випадкового пошуку екстремуму, а також їх модифікації для задач такого напряму.

У четвертому розділі розроблено структуру комп'ютерної ТАРР, що дозволяє автоматизувати процес розвитку та реінжинірингу на основі розроблених ПМК, що реалізовані у виді програмних модулів (ПМ): вибору місць розміщення нових КП, вибору ефективних шляхів приєднання нових абонентів до комп'ютерної мережі, вибору типу ліній зв'язку та комутуючих пристроїв, а також побудувати матриці інцидентності для порівняння існуючої структури та топології КМ з новою структурою та топологією КМ після прийняття рішень по розвитку та реінжинірингу.

Для кожного ПМ розроблено свій інтерфейс, реалізований на основі користувальницьких меню і діалогових вікон. Приведено практичні приклади рішення задач розвитку та реінжинірингу просторово-розподіленої комп'ютерної мережі для корпоративного управління організації.

Таблиця 1. Техніко-економічні показники по двом варіантам розвитку

Примітка : «затемнення» - покращення показників при порівнянні варіантів розвитку; 1 варіант - розробка організації-заказника Харківський завод підйомно-транспортного устаткування; 2 варіант - одержано за допомогою використання запропонованих в дисертаційної роботі моделей.

Використання розробленого ПМ дозволило визначити ефективне рішення по розвитку та реінжинірингу ПРКМ, зокрема розмістити новий КП, визначити нових абонентів, яких необхідно приєднати до комп'ютерної мережі, обрати набір типів ліній зв'язку та комутуючих пристроїв для задачі розвитку та реінжинірингу, обрати найкоротші шляхи поєднання нових абонентів до нового та до існуючих комутуючих пристроїв. Приведені в таблиці 1 результати впровадження підтвердили ефективність і доцільність застосування розробленої ТАРР у практику розвитку та реінжинірингу просторово-розподіленої комп'ютерної мережі корпоративного управління організації.

ВИСНОВКИ

В дисертаційній роботі приведені результати, які відповідають меті дослідження, і в сукупності являються рішенням актуальної науково-прикладної задачі - розробці моделей аналізу та розвитку розподілених автоматизованих систем корпоративного управління для модернізації існуючих та формування нових функціональних задач, що потребує реінжинірингу просторово-розподіленої комп'ютерної мережі організації.

1. Проведений аналіз існуючих методів розвитку та реінжинірингу комп'ютерної мережі корпоративного управління організацій дозволив вперше сформулювати загальну наукову задачу розвитку та реінжинірингу просторово-розподіленої комп'ютерної мережі і виконати її декомпозицію на часткові задачі дослідження. Це дало можливість сформулювати мету та задачі дослідження.

2. Проведена системна структуризація процесів розвитку та реінжинірингу комп'ютерних мереж на основі огляду існуючих методів та засобів вирішення таких задач і визначені вимоги до архітектури для обґрунтування та вибору раціональних варіантів.

3. Розроблені моделі оптимізації та інформаційну технологію розвитку та реінжинірингу комп'ютерної мережі організації, які враховують обмеження існуючої мережі, зокрема:

1) узагальнена модель розвитку та реінжинірингу;

2) часткові моделі розвитку в залежності від обраної стратегії;

3) модель оцінки й аналізу існуючої комп'ютерної мережі організації з урахуванням розвитку;

4) узагальнена та часткові моделі реінжинірингу комп'ютерних мереж.

Відміна розроблених моделей від існуючих полягає в багатокритеріальності і врахуванні витратних та функціональних вимог. Обрані й обґрунтовані методи дискретної оптимізації в залежності від розмірності часткових задач та вимог к точності їх рішення.

4. Розроблена комп'ютерна технологія автоматизованого розвитку та реінжинірингу комп'ютерної мережі у вигляді програмно-методичного комплексу, яка дозволила реалізувати запропоновані моделі в практиці проектування систем корпоративного управління.

5. Розроблені моделі та програмні комплекси впроваджені при розвитку та реінжинірингу комп'ютерної мережі адміністративного корпусу Харківського заводу підйомно-транспортного устаткування, Ремонтно-будівельного підприємства "Капітель", а також в навчальному процесі ХНАДУ. Практичне застосування згаданого комплексу показало ефективність запропонованих моделей. Аналіз результатів довів доцільність та ефективність використання розроблених моделей та програм в області розвитку та реінжинірингу просторово-розподіленої комп'ютерної мережі для задач корпоративного управління організації.

6. Проведені дослідження виявили ряд нових задач в області вибору методів і технологій функціонування й управління просторово-розподілених комп'ютерних мереж організацій після розвитку та реінжинірингу.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Нефедов Л.И., Плугина Т.В., Шевченко М.В. Управление проектом создания учебной компьютерной лаборатории ВУЗа//Вісник Східноукраїнськогго національно університету імені В. Даля. - 2004. - №6 (76). - С. 115-117.

2. Нефедов Л.И., Плотникова З.В., Шевченко М.В. Оценка и реинжиниринг элементной базы информационной сети// Технология приборостроения. - 2005. - №2. - С. 14-18.

3. Нефедов Л.И., Шевченко М.В. Технология автоматизированного реинжиниринга структурированных информационных сетей городских организаций// Коммунальное хозяйство городов. - К.: "Техніка", 2006. - Вып. 69. - С. 101-105.

4. Нефедов Л.И., Запорожцев С.Ю., Плугина Т.В., Шевченко М.В. Синтез пространственно-распределенной логистической информационной системы ВУЗа//Коммунальное хозяйство городов. - К.: "Техніка", 2004. - Вып. 55. - С. 209-214.

5. Шевченко М.В. Модель структурно-топологического синтеза информационных сетевых технологий организаций//Вестник НТУ "ХПИ". - Харьков: НТУ "ХПИ", 2005. - Вып. 54. - С. 20-23.

6. Нефедов Л.И., Шевченко М.В. Многокритериальная оценка эффективности использования существующей информационной сети организации// Матеріали міжнародної науково-практичної конференції "Розвиток наукових досліджень 2005". - Полтава: "ІнтерГрафіка", 2005. - Т.8. - С. 112-113.

7. Нефедов Л.И., Шевченко М.В. Модели развития и реинжиниринга пространственно-распределенной информационной системы организации// Матер. IV междунар. научн. -практич. конф. "Современные информационные технологии в экономике и управлении предприятиями, программами и проектами". - Харьков "ХАИ", 2006. - С. 120-121.

8. Шевченко М.В. Модели структурно-топологического синтеза информационных сетевых технологий организаций// Материалы 12-й международной конференции по автоматическому управлению "Автоматика-2005". - Харьков: НТУ "ХПИ", 2005. - 3 т. -С. 154-155.

9. Нефедов Л.И., Плугина Т.В., Шевченко М.В. Проектирование сетевых технологий для ВУЗа//Матер. міжнар. конф. "Сучасні технології підготовки фахівців в умовах подальшого розвитку вищої освіти України". - Харків: ХНАДУ, 2005. - С. 43-44.

АННОТАЦІЯ

Шевченко М.В. Моделі й інформаційна технологія розвитку та реінжинірингу просторово-розподіленої комп'ютерної мережі організації. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.06 - автоматизовані системи управління та прогресивні інформаційні технології. - Національний аерокосмічний університет ім.. М.Є. Жуковського "Харківський авіаційний інститут", м. Харків, 2006.

Дисертацію присвячено розробці моделей та інформаційної технології розвитку та реінжинірингу просторово-розподіленої комп'ютерної мережі організації (ПРКМ).

Науковими результатами є: 1) узагальнена модель розвитку та реінжинірингу; 2) часткові моделі розвитку в залежності від обраної стратегії; 3) модель оцінки й аналізу існуючої комп'ютерної мережі організації з урахуванням розвитку; 4) узагальнена та часткові моделі реінжинірингу комп'ютерної мережі. Розроблені моделі дозволяють вперше розглядати комплексно науково-прикладну прийняття рішень по розвитку та реінжинірингу ПРКМ організацій.

Запропоновані моделі та інформаційна технологія дозволяють підвищити ефективність та скоротити час прийняття рішень, а також підвищити якість і знизити витрати на розвиток та реінжиніринг ПРКМ, і забезпечити зниження частки ручних операцій у процесі прийняття рішень та використання безпаперової технології.

Ключові слова: просторово-розподілена комп'ютерна мережа, розвиток, реінжиніринг, модель, інформаційна технологія.

АННОТАЦИЯ

Шевченко М.В. Модели и информационная технология развития и реинжиниринга пространственно-распределенной компьютерной сети организации. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.13.06 - автоматизированные системы управления и прогрессивные информационные технологии. - Национальный аэрокосмический университет им. Н.Е. Жуковского "Харьковский авиационный институт", г. Харьков, 2006.

Диссертация посвящена разработке моделей и информационной технологии развития и реинжиниринга пространственно-распределенной компьютерной сети организации (ПРКС).

На основании анализа существующих моделей и методов развития и реинжиниринга пространственно-распределенной компьютерной сети были выбраны объект, предмет, цель и задачи исследования. Для формулирования задач исследования введем основные показатели компьютерной сети.

Развитие информационных технологий требует повышения эффективности процесса развития компьютерной сети за счет современных средств автоматизации. Развитие существующей компьютерной сети путем присоединения к ней новых абонентов, оценка и анализ параметров и функционального назначения развиваемой пространственно-распределенной компьютерной сети, реинжиниринг существующего сетевого оборудования компьютерной сети, является актуальной научно-практической задачей, а развитие существующих и разработка новых более эффективных моделей и программных комплексов функционально-структурно-топологического развития и реинжиниринга представляет как теоретический, так и практический интерес.

Разработка моделей и информационных технологий развития и реинжиниринга пространственно-распределенной компьютерной сети организации позволит повысить эффективность процесса информатизации корпоративного управления организациями, промышленными предприятиями, научно-исследовательскими институтами, учебными заведениями, фирмами и пр., сократить сроки компьютеризации и повысить качество производственного процесса и научно-исследовательской деятельности.

Таким образом, актуальной является задача разработки моделей для информационной поддержки корпоративного управления при появлении новых функциональных задач, которые требуют развития и реинжиниринга пространственно-распределенной компьютерной сети организации.

На основании анализа существующих моделей и методов их решения предложена структура информационной технологии, поддерживающая процесс автоматизированного принятия решений по развитию и реинжинирингу ПРКС (ТАРР), отражающая последовательность принятия решений. Разработано информационно-нормативное обеспечение ТАРР, которое позволяет организовать информационную поддержку и эффективное взаимодействие, а в процессе комплексного принятия решений по развития и реинжинирингу ПРКС. Структура информационного обеспечения реализована в виде автоматизированного банка данных, включающего в себя базы данных различной направленности и систему управления, регулирующую механизм доступа к ним в зависимости от запросов. Получили дальнейшее развитие модели многокритериальной оценки и оптимизации путем распространения их на новый класс объектов - пространственно-распределенную компьютерную сеть организации.

Разработаны: обобщенная модель развития и реинжиниринга ПРКС, проведена декомпозиция обобщенной модели на частные соответствующие приведенным трем вариантам стратегии развития - модель развития с присоединением новых абонентов к существующим КУ, модель развития с присоединением новых абонентов к новым КУ, модель развития для смешанного варианта. После присоединения новых абонентов к существующей сети необходимо произвести оценку существующей ПРКС с учетом новых требований как для существующих, так и для новых абонентов. Разработана модель оценки и анализа показателей существующей ПРКС. После проведения оценки и анализа существующей ПРКС и выявления несоответствующих требованиям элементов и линий связи компьютерной сети необходимо произвести ее реинжиниринг. Разработана обобщенная модель реинжиниринга ПРКС, ввиду большой сложности и размерности обобщенную модель реинжиниринга декомпозировали на две более простые модели: модель реинжиниринга линий связи и модель реинжиниринга элементной базы.

Представлены примеры развития и реинжиниринга на примере конкретной организации, выбора линий связи, коммутационных устройств по заданным критериям и ограничениям, как для задачи развития, так и для задачи реинжиниринга. Произведена оценка технико-экономических показателей.

Приведенные результаты внедрения подтвердили эффективность и целесообразность использования разработанной ТАРР в практику принятия решений по развитию и реинжинирингу пространственно-распределенной компьютерной сети организации.

Ключевые слова: пространственно-распределенная компьютерная сеть, развитие, реинжиниринг, модель, информационная технология.

ABSTRACT

Shevchenko M.V. Models and information technologies of development and reengineering are distributed spatially of computer network of organization. - Manuscript.

The dissertation on competition of scientific degree of the Candidate of Technical science by specialty 05.13.06 - automated control systems and progressive information technologies. - National Aerospace university "Kharkiv Aviation Institute", Kharkiv, 2006.

The dissertation is devoted to development of models and information technologies of development and reengineering of the distributed spatially computer network of organization (DSCN).

Scientific results are: 1) the general model of development and reengineering; 2) the private models of development depending on the chosen strategy; 3) model of an estimation and analysis of an existing computer network of organization in view of development; 4) general and private models reengineering of a computer network. The developed models allow for the first time to consider of the complex a problem acceptance of the decisions on development and reengineering DSCN of organization.

The offered models and information technology allow increase efficiency and to reduce time of acceptance of the decisions, and also to increase quality and to lower expenses for development and reengineering DSCN, and to supply reduction of a part of manual operations during acceptance of the decisions and use of paperless technology.

Key words: the are distributed spatially of computer network, development, reengineering, model, information technologies.

Размещено на Allbest.ru