Алгоритмы оценки эффективности процессов функционирования корпоративных вычислительных сетей тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.13, кандидат технических наук Антонио Алешандре

• Антонио Алешандре
• кандидат технических наук
• 1999

Оглавление диссертации кандидат технических наук Антонио Алешандре

СОДЕРЖАНИЕ

стр.

Введение

Глава 1. Методика и алгоритмы оценки эффективности

процессов функционирования КВС

1.1. Особенности производственно-хозяйственной деятельности корпоративных объединений в условиях рыночных отношений и перехода к информационному обществу. Роль КВС в работе корпоративных объединений

1.2. Методологические основы оценки эффективности процессов функционирования КВС

1.3. Методика оценки эффективности функционирования КВС

1.4. Показатели и алгоритмы оценки целевой эффективности функционирования КВС и ее функциональных частей

1.5. Интегральные показатели и алгоритмы оценки экономической эффективности функционирования КВС

1.6. Частные показатели и алгоритмы оценки эффективности функционирования КВС

Выводы по первой главе

Глава 2. Математические модели и типовые функциональные модули оценки эффективности процессов

функционирования КВС

2.1. Требования к математическим моделям оценки эффективности функционирования КВС и принципы их построения

2.2. Обобщенная структура математической модели оценки эффективности функционирования КВС

2.3. Типовые функциональные модули (формализованные

алгоритмы) оценки целевой эффективности функционирования

функционирования КВС

2.4. Типовые функциональные модули (формализованные алгоритмы) оценки экономической эффективности функционирования КВС

Выводы по второй главе

Глава 3. Исследование эффективности функционирования

портовой вычислительной сети (ПВС)

3.1. Характеристика ПВС

3.2. Выбор оборудования ПВС

3.3. Адаптация алгоритмов к оценке эффективности функционирования ПВС

3.4. Адаптация типовых функциональных модулей к оценке эффективности функционирования ПВС

3.5. Оценка эффективности функционирования ПВС

Выводы по третьей главе

Основные выводы и результаты

Список литературы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Алгоритмы оценки эффективности процессов функционирования корпоративных вычислительных сетей»

ВВЕДЕНИЕ

Достижение высоких экономических и социальных результатов в любой стране в значительной степени зависит от масштабов и темпов информатизации общества, использования информационных технологий во всех сферах человеческой деятельности.

Инфраструктура информатизации включает: системы коммуникаций, вычислительных машин и сетей, программное обеспечение этих систем, информационные средства, систему подготовки кадров для эксплуатации аппаратного, программного и информационного обеспечения; экономические и правовые механизмы, обеспечивающие и способствующие эффективному развитию процессов информатизации. Ключевая роль в современной инфраструктуре информатизации принадлежит системам телекоммуникаций и вычислительным сетям, в которых сосредоточены новейшие средства вычислительной техники, информатики, связи, а также самые прогрессивные информационные технологии. Именно они обеспечивают пользователям широкий набор информационно-вычислительных услуг с доступом к локальным и удаленным машинным ресурсам, технологиям и базам данных.

Совершенствование территориально-распределенных сетей передачи и обработки информации - одно из основных направлений движения общества по пути прогресса, так как именно степень развития информационных технологий является важнейшим фактором, определяющим степень развития общества в целом. Основной функциональной частью телекоммуникационных вычислительных сетей (TBC) является территориальная сеть связи (ТСС), которая во многом определяет функциональные возможности TBC. На фоне общего стремительного развития компьютерных технологий ТСС развиваются наиболее динамично. На Западе многие сети, первоначально являющиеся сетями передачи данных, стали цифровыми сетями связи, по которым

передаются и голос, и данные, и видеоинформация. Эти сети вплотную приближаются к "идеальной" сети, называемой "информационной супермагистралью", которая в недалеком будущем будет передавать в едином потоке все виды информации и в нее будут включены как суперкомпьютеры корпораций, так и системы телевидения.

Эффективность производственно-хозяйственной деятельности (ПХД) любого крупного предприятия и в частности корпорации, имеющей разветвленную структуру своих отделений, удаленных друг от друга на большие расстояния, напрямую зависит от обеспечения своевременной пересылки больших объемов оперативной информации, согласования работы отделений, увязки ее в рамках единой информационной, коммуникационной и нормативной среды. Решающая роль в реализации' задач планирования, организации и осуществления ПХД корпорации принадлежит корпоративной вычислительной сети (КВС), являющейся технической базой для решения этих задач. КВС обеспечивает функционирование автоматизированной системы управления корпорацией | (АСУК) и ее системы информационного обслуживания (СИОК), совместно представляющих систему информационно-вычислительного обслуживания и управления (СИВОУ) корпорацией [43].

По мере развития КВС расширяется перечень предоставляемых ею услуг и повышается их интеллектуальный уровень. Совершенствование и развитие КВС является следствием внедрения новой техники и технологий (НТТ). Естественно, что результатом этого внедрения должно быть повышение целевой и экономической эффективности функционирования КВС. В связи с этим важной и актуальной является разработка механизма исследования эффективности процессов функционирования КВС в целом и отдельно основных функциональных частей, а также исследования целевой эффективности и экономической целесообразности внедрения в сетях НТТ.

Существует довольно обширная литература, посвященная проблемам информатизации общества и наиболее важных сфер человеческой

деятельности, проблемам развития основных средств информатизации -средств вычислительной техники, информатики и средств связи. В последние годы особенно широко публикуются материалы по определяющим средствам информатизации - локальным и территориальным распределенным сетям передачи и обработки информации.

Вопросы создания, организации и исследования процессов функционирования, совершенствования и развития TBC в той или иной степени нашли отражение в трудах ряда ученых, среди которых Семенихин B.C., Мизин И.А., Бусленко Н.П., Губинский А.И., Пятибратов А.П., Назаров C.B., Максимей И.В., Якубайтис Э.А., Блэк Ю., Бэрри Нанс, Стен Шатт и др. Однако до настоящего времени в полной мере не изучены и остаются дискуссионными методологические, методические и практические аспекты исследования целевой и экономической эффективности сложных человеко-машинных систем, какими являются TBC и в частности КВС. Важность этих проблем и нерешенность ряда вопросов, особенно касающихся создания практически приемлемого механизма для исследования эффективности процессов функционирования TBC, обусловливают актуальность диссертационной работы.

Цель диссертации: разработка математического аппарата для анализа и оценки эффективности процессов функционирования корпоративных вычислительных сетей и их основных функциональных частей, а также процессов совершенствования и развития КВС за счет внедрения новой техники и технологий.

В соответствии с целью исследований поставлены следующие задачи:

> Анализ особенностей производственно-хозяйственной деятельности корпоративных объединений в условиях рыночных отношений и перехода к информационному обществу, установление роли КВС в решении задач планирования, организации и управления ПХД корпорации;

> Разработка методологических и методических основ оценки эффективности функционирования КВС;

> Разработка системы интегральных и частных показателей для оценки целевой и экономической эффективности функционирования КВС и ее основных функциональных частей;

> Разработка алгоритмов определения значений интегральных и частных показателей оценки целевой и экономической эффективности процессов функционирования КВС, а также процессов совершенствования и развития КВС за счет внедрения НТТ;

> Анализ требований к математическим моделям оценки эффективности функционирования КВС как человеко-машинной системы и принципов построения таких моделей;

> Формирование обобщенной структуры математической модели оценки эффективности функционирования КВС;

> Разработка математических моделей (формализованных алгоритмов) оценки целевой и экономической эффективности функционирования КВС;

> Адаптация разработанных алгоритмов к оценке эффективности функционирования конкретного объекта и проведение такой оценки.

Предметом исследования является совокупность теоретических, методологических, методических и практических положений, связанных с оценкой эффективности функционирования КВС и внедрения НТТ.

Объектом исследования является корпоративная вычислительная сеть, а также новая техника и технологии, внедряемые с целью совершенствования и развития КВС.

Методы исследования, источники информации. В процессе исследований использованы работы отечественных и зарубежных ученых, научные обзоры, общегосударственные и отраслевые методические материалы, регламентирующие механизм проведения расчетов

эффективности использования в народном хозяйстве новой техники и технологий.

Исследование базировалось на принципах системного анализа, обобщения, статистической обработки данных и методах математического моделирования.

Научная новизна работы:

^ Разработаны методологические основы и методика оценки эффективности процессов функционирования КВС как человеко-машинной системы, а также процессов внедрения НТТ с целью совершенствования и развития сети;

> Предложена система интегральных и частных показателей для оценки целевой и экономической эффективности функционирования КВС и внедрения новой техники и технологий, разработаны алгоритмы определения значений этих показателей;

> На основании анализа требований к математическим моделям оценки эффективности функционирования КВС как человеко-машинной системы и принципов их построения предложена обобщенная структура математической модели оценки эффективности процессов функционирования КВС и внедрения НТТ;

> Разработаны математические модели (формализованные алгоритмы) оценки целевой и экономической эффективности функционирования КВС;

> Проведена адаптация полученных алгоритмов к оценке эффективности функционирования конкретного объекта - портовой вычислительной сети.

Практическая значимость работы заключается в том, что полученные результаты исследований позволяют предприятиям и организациям проводить анализ и оценку процессов и результатов функционирования своих вычислительных сетей, принимать обоснованные и экономически целесообразные решения по внедрению новой техники и

технологий с целью совершенствования и развития эксплуатируемой сети, повышения эффективности ее функционирования.

Апробация работы. Основные научные выводы и положения, полученные в ходе диссертационного исследования, прошли апробацию в виде публикаций в печати, а также в рамках плановой научно-исследовательской работы "Математическая теория оценки эффективности и оптимизации структур и процессов функционирования, телекоммуникационных вычислительных сетей" (код 1.3.96п). В отчете по этой НИР результаты исследований нашли отражение.

Основные результаты работы по мере их получения докладывались на постоянно действующем научном семинаре кафедры вычислительных систем и телекоммуникаций (ВСС и Т) в Московском государственном университете экономики, статистики и информатики (МЭСИ).

Публикации. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в трех статьях и в итоговом отчете кафедры ВСС и Т по НИР 1.3.96П. в 1998 году.

Достоверность научных результатов и выводов подтверждается использованием научных методов исследования, современного математического аппарата и практикой применения при управлении крупной корпорацией.

Заключение диссертации по теме «Телекоммуникационные системы и компьютерные сети», Антонио Алешандре

Основные выводы и результаты.

1. В результате анализа особенностей производственно-хозяйственной деятельности (ПХД) корпоративных объединений в условиях рыночных отношений и перехода к информационному обществу и роли КВС в управлении корпорацией разработаны методологические и методические основы оценки процессов функционирования КВС, а также внедрения новой техники и технологий (НТТ) с целью совершенствования уже эксплуатируемой сети. Корпоративная вычислительная сеть и ее основные функциональные части (АС, ТСС, узлы и др.) рассматриваются как человеко- машинные системы. Методика оценки эффективности функционирования НТТ базируется на соответствующих методологических предпосылках и представляет собой совокупность логически и функционально связанных операций, последовательное выполнение которых приводит к определению значений показателей целевой и экономической эффективности.

2. В предложенном составе показателей для оценки целевой эффективности функционирования КВС и ее основных частей в качестве наиболее важных выбраны временные показатели - время доставки пакета адресату при использовании виртуальной или дейтаграммной связи между отправителем и получателем. Для определения значений этих показателей разработаны алгоритмы.

3. Предложена система частных показателей для оценки эффективности функционирования сети и внедрения НТТ с целью совершенствования эксплуатируемой КВС или ее основных частей. Разработаны алгоритмы для определения значений частных показателей.

4. В результате анализа сформулированных требований к математическим моделям оценки эффективности функционирования КВС и принципов их построения из возможных методов моделирования выбран обобщенный структурный метод (ОСМ), позволяющий с необходимой полнотой учитывать характеристики трудовой деятельности операторов сети как человеко-машинной системы. На базе этого метода предложена обобщенная структура математической модели процессов функционирования КВС, построенная путем компиляции из отдельных типовых и нетиповых функциональных элементов.

5. Разработаны типовые функциональные модули (ТФМ) для оценки целевой и экономической эффективности функционирования КВС и ее основных частей. Каждый ТФМ представляет собой формализованную последовательность математических операций, выполняемых с целью определения значения одного из показателей эффективности.

6. Апробация и внедрение полученных решений, и алгоритмов осуществлена, по заданию администрации морского порта в г. Луанде (Ангола), в ходе исследования создаваемой в этом городе портовой вычислительной сети (ПВС). Предложена структура ПВС с ориентацией на ее развитие. В результате анализа характеристик и функциональных возможностей сетевого оборудования ТСС даны рекомендации по его выбору и использованию в ПВС. Проведена адаптация основных разработанных алгоритмов к оценке целевой эффективности функционирования ПВС по главным временным показателям. Выполнена оценка эффективности функционирования ПВС по ряду показателей.

Таким образом, в диссертации решена актуальная научно-практическая задача формирования математического аппарата для оценки эффективности процессов функционирования корпоративных вычислительных сетей, представляющих собой сложные человеко-машинные системы.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Антонио Алешандре, 1999 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Варакин Л.Е. Интеллектуальная сеть как основа интеграции сетей электросвязи // 100 лет радио. - М.: Радио и связь, 1995.

2. Рубин Н.М., Добронравов A.C., Дорохов B.C. - Экономико-математические методы и модели в планировании и управлении в отрасли связи: учеб. - 3-е изд., доп. и перераб. М.: Радио и связь, 1993.

3. Губинский А.И. Надежность и качество функционирования эргатических систем. Л.: Наука, 1982.

4. Дмошинский Г.М., Серегин A.B. Телекоммуникационные сети России. - М.: Архитектура и строительство России, 1993.

5. Епихин В.В. Некоторые характеристики сетей связи и методы их исследования // Проблемы распределения информации. - М., 1984.

6. Захаров Г.П., Лазарев В .Г., Ле Моли Дж., Николаева Г.В., Пийль е.и., Ховен A.B. // Интеллектуальные коммуникационные технологии информационных сетей. - Тез. докл. Всемирного конгресса "Информационные коммуникации, сети, системы и технологии". М., 1993.

7. Зайченко Ю.П. Динамические задачи структурного синтеза распределенных вычислительных сетей // Механизация и автоматизация управления. - Киев, 1986.

8. Кулаков Ю.А., Луцкий Г.М., - Компьютерные сети. Киев. "Юниор"

1998.

9. Лазарев В.Г., Горбатов В.А. - Цифровые сети интегрального обслуживания. Основы концепции и принципов построения // Автоматика и вычислительная техника. - Рига. Зинатие, 1991 - №1.

10. Лаура А.Чаппелл и Ден Е.Хейкс. Анализатор локальных сетей NetWare. - М.: Лори, 1995.

11. Методика (основные положения) определения экономической эффективности использования в народном хозяйстве новой техники, изобретений и рационализаторских предложений. - М.: Экономика, 1987.

12. Методологические и методические основы, методики, формализованные алгоритмы и машинные программы оценки технико-экономической эффективности СЭОРЭ СЧМ специального назначения. Этапный отчет за 1987-89 г.г. по НИР № 93, М. : МЭСИ, 1989.

13. Мизин И. А., Кулешов А.П. Протоколы информационно-вычислительных сетей. Справочник. - М.: Радио и связь, 1990.

14. Назаров C.B. Локальные вычислительные сети. Книги 1,2 и 3. - М.: Финансы и статистика, 1994-95.

15. Нанс Б. Компьютерные сети. Перевод с англ. - М.: Восточная книжная компания, 1996.

16. Пятибратов А.П. Информатизация общества: экономика и эффективность Киев: "Наукова думка", 1993, 140с.

17. Пятибратов А.П. Человеко-машинные системы: эффект эргономического обеспечения. - М.: Экономика, 1987, 200 с.

18. Пятибратов А.П. Математическая теория оценки эффективности и оптимизации структур и процессов функционирования телекоммуникационных вычислительных сетей (TBC). Отчет по НИР 1.3.96.П. Этап №1: "Разработка методологических основ, системы показателей, методик, алгоритмов и ЭММ оценки эффективности структур и процессов функционирования региональных и локальных TBC в условиях рыночных отношений". М.: МЭСИ, 1996.

19. Пятибратов А.П., Гудыно Л.П., Кириченко A.A. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. Учебник для вузов под ред. А.П.Пятибратова. - М.: Финансы и статистика, 1998.

20. Пятибратов А.П. Математическая теория оптимизации эргономического обеспечения кибернетических человеко-машинных систем. Этапный (1993г.) и итоговый (1994г.) отчеты по НИР. М.: МЭСИ, 1993-94.

21. Пятибратов А.П. Математическая теория оценки эффективности и оптимизации процессов функционирования ТВС. Итоговый отчет по НИР 1.3.96.П. - М.: МЭСИ, 1998.

22. Технология электронных коммуникаций - Т.25. Сети NETWARE: телекоммуникации и базы данных. - М.: Экотрендз, 1992.

23. Хоникатт Джерри. Использование Internet. 2-е издание. Перевод с англ. - К.: Диалектика, 1997.

24. Челлис Дж., Перкинс Ч., Стриб М. Основы построения сетей. М.: Лори, 1987.

25. Шатт С. Мир компьютерных сетей, перевод с английского С.М.Тимачева, под редакцией М.А.Мазина. Киев. 1996.

26. Шнитман В.З., Кузнецов С.Д. Аппаратно-программные платформы корпоративных информационных систем. Информационно аналитические материалы Центра Информационных Технологий

f http://citforum.ru).

27. Abramson N., The ALONA System - Another Alternative for Computer Communications, Proc. 1987 Fall Joint Сотр. Conf., Arlington, Va., 1987, AFIPS Press.

28. Agrawala,A.K., Agre, J.R., Gordon, K.D., The Slotted vs. The Token-Controled Ring: A Comparative Evaluation, Proc. COMPSAC 1988, Chicago, IL., 1988, IEEE.

29. Aimes, G.T., Lazowska, E.D., E.D., The Bohavior of Ethernet-Like Computer Communications Networks, Proc. 7 & Symp. On Operating Systems Principles, Asilomar Grounds, CA., 1989.

30. Blair, G.S., Shepherd,D., A Performance Comparison of Ethernet and the Cambridge Digital Communication Ring, Computer Networks 6, 1988.

31. Chang S., A Model for Distributed Computer System. Desing, IEEE Transactions on System, Man and Cybernetics, Vol. SCM-5. No.6,1986.

32. Digital Equipment Corporation et, the Ethernet. Local Area Network, Data Link Layer and Physical Specification, Version 2.0, Digital Equipment Corporation, Maenad, November, 1992.

33. Hendel R.Interworking of ATM with Other Network Technologies Telecom International.- 1995-V. 18-N. 1.

34. Lazarev V.G., Nikolaeva G.V. E.I.Pijl Method of the Service Component Interaction System Design for the Intelligent Network - Proceedings International Telegraphic Seminar. New Telecommunication Services for Developing Network. St. Petersburg, 1995.

35. Monika Comunicacao de dados e Redes de computadores Brazil: Centro de Texnologias de informacao - 1997.

36. Shoch J. and Hupp J Measured Performance of an Ethernet LAN, Communication of the ACM, Vol. 23, number 12 December 1984.

37. Svan L, Hyper bus Performance, An unpublished performance study from Network System Corporation, Minneapolis, 1988.

38. Saucer C.H. and MacNair E.A. Simulation of Computer Communication System, Prentice - Nail Inc. Englewood Cliffs, 1989.

39. Sohraby K. "Carrier Sense Multiple on the bus topology", Department of Electrical Engineering, University of Toronto, Ontario. 1996.

40. Williams H.P.: Mode Building in Mathematical Programming. John Wiley and Sons, 1986.

41. Корпоративные территориальные сети связи. Сборник статей. Выпуск 3. - М.: Информсвязь, 1987.

42. Сети и системы связи. Сборник статей. Выпуск 5. - М.: Телепорт,

1997.

Линн М. Бремнер, Энтони Ф. Изи, Ол Сервати. Internet (корпоративные сети). Основы новейших технологий Internet. - Минск.: Поппури, 1998.