Статистические закономерности временных задержек и оценка быстродействия удаленного эксперимента в совмещенных телекоммуникационных и измерительно-управляющих системах в многопользовательском режиме тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.12.13, кандидат наук Салахова, Альфия Шаукатовна

• Салахова, Альфия Шаукатовна
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Салахова, Альфия Шаукатовна

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение 5 ГЛАВА 1. Средства построения и методы исследования телекоммуникационных систем дистанционного

управления учебным и научным экспериментом

1.1. Современные тенденции в области информационно

телекоммуникационных технологий

1.2. Технологии и средства построения распределенных

измерительных систем

1.2.1. CGI-интерфейс

1.2.2. Технология ActiveX /COM/DCOM

1.2.3. Java/RMI технологии

1.2.4. CORBA-архитектура

1.2.5. Протокол Data Socket (DSTP)

1.3. Обзор существующих систем дистанционного обучения и

управления учебным экспериментом в сфере инженерного

образования

1.4. Методы исследования телекоммуникационных систем

1.4.1. Аналитическое моделирование

1.4.2. Метод диаграмм интенсивности переходов

1.4.3. Асимптотический анализ марковизируемых систем

1.4.4. Тензорный метод

1.4.5. Имитационное моделирование

1.4.6. Модель трафика на основе самоподобия

1.5. Экспериментальные и аналитические исследования динамики

трафика телекоммуникационных систем

1.6. Постановка цели и задач исследования 57 ГЛАВА 2. Имитационная модель системы дистанционного

управления учебным и научным экспериментом

2.1. Система дистанционного управления экспериментом

2.1.1. Структура многопользовательской СДУ

2.1.2. Принцип работы СДУ

2.2. Временная динамика системы дистанционного управления экспериментом

2.2.1. Динамика задержек обслуживания в СДУ

2.2.2. Характеристики СДУ в рамках теории массового обслуживания

2.3. Имитационная модель СДУ

2.3.1. Применение метода Монте-Карло для моделирования СДУ

2.2.2. Структура и алгоритм имитационного моделирования многопользовательской СДУ

2.4. Разработка имитационной модели СДУ

2.4.1. Моделирование входных запросов

2.4.2. Моделирование задержки сети

2.4.3. Моделирование задержки обслуживания

2.5. Выводы 83 ГЛАВА 3. Экспериментальное исследование статистической

динамики многопользовательской системы

дистанционного управления экспериментом

3.1. Цели и задачи эксперимента

3.2. Схемы эксперимента и экспериментальное оборудование

3.3. Методика экспериментального исследования и алгоритмы обработки экспериментальных данных

3.4. Вероятностные характеристики задержки обслуживания СДУ

3.4.1. Зависимость от интенсивности входных запросов

3.4.2. Зависимость от количества пользователей

3.4.3. Зависимость от количества каналов обслуживания

3.4.4. Зависимость от типа сети передачи данных

3.5. Самоподобность структуры трафика в СДУ

3.5.1. Методика исследования самоподобия структуры трафика

3.5.2. Результаты исследования самоподобия структуры трафика

3.6. Нагрузочные характеристики СДУ

3.6.1. Экспериментальная оценка зависимости среднего времени обслуживания от интенсивности входного потока. Нагрузочные характеристики СДУ

3.6.2. Нагрузочные характеристики СДУ для различных типов сетей «сервер - пользователь»

3.7. Анализ структуры трафика СДУ

3.8. Выводы 106 ГЛАВА 4. Разработка программно-аппаратного обеспечения

многопользовательской системы дистанционного

управления экспериментом

4.1. Метод оценки конфигурации системы дистанционно управления экспериментом

4.2. Имитационное моделирование трафика СДУ

4.2.1. Формирование экспериментальной статистической базы

4.2.2. Проверка адекватности имитационной модели СДУ

4.2.3. Имитационное моделирование параметров СДУ

4.3. Разработка рекомендаций выбора конфигурации СДУ для реализации многопользовательского доступа

4.4. Разработка программно-аппаратного обеспечения СДУ

4.5. Внедрения СДУ в учебный процесс кафедры радиоэлектроники

и информационно-измерительной техники КНИТУ-КАИ

4.6. Перспективы внедрения СДУ в учебные курсы высших и средних технических учебных заведений

4.6. Выводы

Заключение

Список литературы

Приложение А

Приложение Б

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Статистические закономерности временных задержек и оценка быстродействия удаленного эксперимента в совмещенных телекоммуникационных и измерительно-управляющих системах в многопользовательском режиме»

Введение

Развитие телекоммуникационных и информационно-измерительных технологий привело к появлению и широкому использованию распределенных измерительных систем, позволяющих предоставлять дистанционный доступ к удаленному оборудованию через сети общего пользования. Создание таких систем стало возможным благодаря совмещению компьютерных измерительных и управляющих систем и сетевых телекоммуникационных технологий.

Важной задачей является внедрение дистанционных технологий для решения производственных и научно-исследовательских задач, при этом обеспечение коллективного доступа к оборудованию осуществляется на основе многопользовательских систем дистанционного управления (СДУ).

Особый интерес представляет использование таких систем в учебном процессе в сфере инженерного образования, в том числе в лабораторных практикумах и учебных экспериментах. Создание и внедрение таких систем в учебный процесс позволяет снизить затраты на обучение, повысить качество и индивидуальность обучения, предоставить доступ к уникальному оборудованию из любой географической точки и т.д.

Эффективность использования многопользовательской СДУ в значительной степени определяется параметрами потока входных запросов, конфигурацией СДУ, а также временными задержками в телекоммуникационной сети.

Современные исследования сетевого трафика показывают, что он характеризуется самоподобностью и долгосрочными временными зависимостями. Этот вопрос исследовали К.Рагк, В.Яуи, У.РахБОп, R.Mondragon, В.И. Нейман, Б.С. Цыбаков, Н.Б. Лиханов, О.И. Шелухин и д.р. В работах этих ученых показывается, что самоподобные процессы, в том числе описывающие информационные потоки данных в больших телекоммуникационных сетях, существенно отличаются от потоков, рассматриваемых в классической теории телетрафика.

Несмотря на большое количество работ в этой области, их анализ показывает, что нет систематизированных данных о влиянии самоподобных свойств трафика на качество работы многопользовательских СДУ. Поэтому исследование самоподобности трафика и ее учет при проектировании СДУ является актуальной задачей, так как наличие самоподобного трафика в сетях общего пользования оказывает влияние на качество обслуживания.

Объект исследования - процессы дистанционного управления физическим экспериментом в совмещенных телекоммуникационных и измерительно-управляющих системах.

Предмет исследования - статистические закономерности временных задержек обслуживания в системе дистанционного управления физическим экспериментом в многопользовательском режиме.

Цель диссертационной работы - повышение точности оценки быстродействия совмещенных телекоммуникационных и измерительно-управляющих систем в многопользовательском режиме

Научная задача исследования - исследование статистической динамики и закономерностей временных задержек в совмещенных телекоммуникационных и измерительно-управляющих системах.

Для достижения поставленной цели необходимо решение следующих задач:

1. Разработка методики экспериментальных исследований статистической динамики системы дистанционного управления экспериментом в многопользовательском режиме, позволяющая выявлять статистические особенности задержек обслуживания в совмещенных телекоммуникационных и измерительно-управляющих системах.

2. Экспериментальное исследование и установление статистических закономерностей динамики работы системы в многопользовательском режиме с учетом свойств телекоммуникационных сетей.

3. Разработка имитационной модели системы дистанционного управления экспериментом, позволяющая воспроизводить статистическую динамику

процессов обслуживания в системе на основе экспериментальных оценок вероятностно-временных характеристик задержек обслуживания в телекоммуникационных сетях.

4. Разработка и создание аппаратно-программного обеспечения автоматизированной учебной лаборатории с дистанционным многопользовательским доступом, реализованной на основе совмещения телекоммуникационных и измерительно-управляющих систем.

Методы исследований:

При решении поставленных задач использовались методы статистической обработки данных, теории систем массового обслуживания, методы компьютерного имитационного и статистического моделирования, методы виртуальных измерительных технологий, а также методы экспериментальных исследований в телекоммуникационных сетях.

Научная новизна работы

Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем:

1. Предложена и разработана методика экспериментального исследования статистической динамики системы дистанционного управления экспериментом в многопользовательском режиме, позволяющая выявлять статистические особенности задержек обслуживания в совмещенных телекоммуникационных и измерительно-управляющих системах.

2. Экспериментально показано, что распределения задержек обслуживания в телекоммуникационных сетях приобретают характер распределений Парето (распределений с «тяжелыми хвостами»), что приводит к существенному увеличению среднего времени обслуживания СДУ по сравнению с оценками классической теории массового обслуживания.

3. Предложена и разработана имитационная модель системы дистанционного управления экспериментом, воспроизводящая динамику процессов, которая может использоваться для синтеза совмещенных телекоммуникационных и

измерительно-управляющих систем, а также для прогнозирования и анализа поведения таких систем при различных режимах работы в реальном масштабе времени без проведения трудоемких и сложных экспериментов. По результатам имитационного моделирования разработаны рекомендации, позволяющие обеспечить необходимый режим СДУ в процессе эксплуатации и внедрения.

Практическая ценность работы

Результаты экспериментальных исследований показали, что наиболее сильное влияние на задержки обслуживания оказывают интенсивность входных запросов, число каналов обслуживания, тип сети «сервер-пользователь».

По результатам оценки показателей качества работы системы дистанционного управления экспериментом на основе экспериментальных и модельных данных разработаны рекомендации, позволяющие обеспечить необходимый режим СДУ в процессе эксплуатации и внедрения.

На основе положений и рекомендаций диссертационной работы разработано аппаратно-программное обеспечение автоматизированной учебной лаборатории с дистанционным многопользовательским доступом.

Реализация результатов работы

При участии автора работы были разработаны и созданы дистанционные автоматизированные учебные лаборатории с многопользовательским доступом по общетехническим курсам: «Электроника», «Теория электрических цепей», «Радиотехнические цепи и сигналы», которые были использованы:

1) при выполнении НИР Центра дистанционных автоматизированных учебных лабораторий КНИТУ-КАИ.

2) в учебном процессе филиала КНИТУ-КАИ г. Лениногорск,

3) в учебном процессе КНИТУ-КАИ.

Достоверность полученных результатов подтверждается корректностью использования статистических методов, методов измерения и анализа задержек в телекоммуникационных сетях, совпадением результатов имитационного

моделирования и экспериментальных результатов, а также согласованностью с данными экспериментов других авторов.

Научные положения, выносимые на защиту

На защиту выносятся следующие научные положения, выдвигаемые на основе полученных в диссертационной работе результатов:

1. Экспериментальные исследования и статистические закономерности

динамики многопользовательского доступа системы дистанционного управления физическим экспериментом при работе в локальной и глобальной сетях при различных конфигурациях и режимах работы.

2. Имитационная модель системы дистанционного управления физическим экспериментом, воспроизводящая динамику процессов обслуживания потока входных запросов в совмещенных телекоммуникационных и измерительно-управляющих системах, основанная на экспериментальных данных и установленных статистических закономерностях.

3. Методика оценки конфигурации системы дистанционного управления физическим экспериментом и рекомендации, выработанные на его основе, которые позволяют обеспечить заданное среднее время обслуживания.

4. Разработанное с учетом выработанных рекомендаций аппаратно-программное обеспечение автоматизированной учебной лаборатории с поддержкой круглосуточного дистанционного многопользовательского доступа через телекоммуникационные сети (Интернет, ЛВС).

Апробация работы

Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались, обсуждались и представлялись на следующих конференциях.

1. Международная научно-практическая конференция «Образовательные, научные и инженерные приложения в среде Lab VIEW и технологии National Instruments». Москва. 17-18 ноября, 2006, 2007, 2009, 2010, 2011.

2. XIV Международная молодежная научная конференция «Туполевские чтения». Казань. 10-11 ноября 2006г.

3. Всероссийская научная конференция «Информационные технологии в науке, образовании и производстве». Казань. 2007.

4. Международная научно-техническая конференция «Проблемы техники и технологий». Казань. 25-27 ноября 2007, 2011.

5. V Международная конференция «Методы и средства управления технологическими процесами» Электроника и информационные технологии. Саранск. 2009.

6. VII Всероссийская научно-техническая конференция «Информационные технологии в электротехнике и электроэнергетике». Чебоксары. 2010, 2012.

7. Республиканский научный семинар «Методы моделирования», Казань 2013 г.

Публикации

Основные научные и практические результаты диссертационной работы опубликованы в 27 работах, в том числе в 5 научных статьях в периодических изданиях из списка ВАК, в 19 материалах международных конференций, получено 1 свидетельство на регистрацию программного обеспечения в Федеральной службе по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам (РОСПАТЕНТ).

Личный вклад автора определяется разработкой имитационной модели системы дистанционного управления экспериментом, программно-аппаратной реализацией дистанционных лабораторных практикумов по курсам «Электроника», «Теория электрических цепей» и «Радиотехнические цепи и сигналы», а также получением, обработкой и анализом экспериментальных данных.

Структура работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, общих выводов, списка использованной литературы и приложений. Она изложена на

165 страницах и содержит 70 рисунков и 5 таблиц. Список литературы включает 161 наименование.

ГЛАВА 1. Средства построения и методы исследования телекоммуникационных систем дистанционного управления учебным и научным экспериментом

1.1. Современные тенденции в области информационно-телекоммуникационных технологий

Одной из наиболее перспективных технологий в сфере информационно-измерительных систем является технология «виртуальных приборов», которая позволяет создавать системы измерения, управления и диагностики любой сложности [1]. Данная технология заключается в том, что измерительная часть приборов и систем реализуется на основе персонального компьютера и устройства ввода-вывода аналоговых и цифровых сигналов. Управление такими системами осуществляется через графический пользовательский интерфейс, созданный программно.

Благодаря гибкости в построении, виртуальные приборы (ВП) все больше вытесняют дорогостоящие автономные аппаратные решения. Максимально используя возможности компьютера и информационных технологий, ВП позволяют повысить производительность и снизить стоимость решений. Также, помимо задач измерения и управления, технология виртуальных приборов позволяет решать задачу обработки и представления измерительной информации, используя вычислительные ресурсы компьютера на котором они реализуются, что позволяет сэкономить время и затраты на разработку.

Таким образом, использование технологии виртуальных приборов при реализации автоматизированных измерительных систем (АИС) является мировой тенденцией. Это подтверждается многочисленными отечественными [2-17] и зарубежными [119-148] работами. В настоящее время можно выделить целый ряд компаний, производящих комплекты для создания виртуального оборудования. Одним из мировых лидеров в области технологии виртуальных

приборов играет фирма National Instruments [18], которая создает программные и аппаратные средства для использования не только в области промышленности, но и в сфере образования [19-27].

Благодаря интеграции виртуальных измерительных систем с телекоммуникационными сетями, появляется возможность реализации дистанционного доступа к измерительному оборудованию, что было невозможным при построении измерительных систем на основе традиционного оборудования. В частности, это позволяет создавать лаборатории, предоставляющие постоянный дистанционный многопользовательский доступ к измерительному оборудованию. Такие дистанционные лаборатории (ДЛ) могут применяться в научных, промышленных и учебных целях. Создание учебных ДЛ с многопользовательским доступом позволяет избежать многократного дублирования лабораторных стендов, и уменьшить затраты на выделение лабораторных помещений и их обслуживание. Кроме того, создаются предпосылки для унификации учебно-методического обеспечения в масштабах одной и даже нескольких специальностей, исключается необходимость в разработке однотипных методических пособий для лабораторных практикумов, базирующихся на изучении одних и тех же объектов. При этом за счет индивидуализации выполнения лабораторных работ студентами и активного участия в проведении экспериментов достигается повышение качества процесса обучения. Создание ДЛ позволяет использовать в учебном процессе уникальные установки и стенды, расположенные на значительном удалении от учебных классов, в том числе оборудование, непосредственный контакт с которым является небезопасным, обеспечивая доступ для региональных учебных заведений к лабораторным установкам ведущих университетов, а также к уникальным стендам академических и отраслевых научных организаций.

1.2. Технологии и средства построения распределенных измерительных систем

Как было отмечено выше, современный уровень развития информационных и телекоммуникационных технологий позволяет предоставлять дистанционный доступ к измерительному оборудованию. Реализация взаимодействия программных компонентов пользователей и дистанционной лаборатории между собой и измерительным оборудованием является сложной задачей и обеспечивается посредством телекоммуникационных сетей и средств построения распределенных систем. Под распределенными системами здесь будем понимать программные комплексы, составные части которых функционируют на разных компьютерах в сети.

Для построения таких распределенных измерительных систем требуются технологии, обеспечивающие взаимодействие компонентов системы через телекоммуникационные сети, при этом они должны удовлетворять следующим требованиям [28]:

- масштабируемость (возможность обслуживания различного количества пользователей);

- высокая надежность приложений;

- высокий уровень безопасности;

- простота создания приложений.

На сегодняшний день наиболее популярными технологиями построения распределенных измерительных систем являются: CGI, ActiveX, Java, CORBA, Data Socket.

1.2.1. CGI-интерфейс

CGI (Common Gateway Interface - «общий интерфейс шлюза») - стандарт интерфейса, используемого для связи внешней программы с Web-сервером [149, 29]. Программа, работающая по такому интерфейсу, называется CGI-скрипт (CGI-программа).

Для написания CGI-программы подходит любой язык программирования (например, Unix, Pearl, С, Visual Basic и т.д.), при условии, что конечным результатом будет исполняемый файл, который может читать и записывать информацию в формате, определенном в протоколе CGI.

Посредством CGI - технологии создается шлюз для передачи данных, полученных от удаленного пользователя.

Общий принцип работы CGI выглядит следующим образом [30]:

1. Получение Web-сервером информации интернет - обозревателя клиента.

2. Анализ и обработка полученной информации. Данные извлекаются из HTML-формы и передаются для обработки CGI-программе. Если данные не могут быть обработаны, они передаются соответствующему приложению, выполняющемуся на том же компьютере.

3. Пересылка нового HTML-кода интернет - обозревателю клиента. Одним из важных преимуществ CGI-технологии является независимость

от клиентского программного обеспечения.

Недостатки данной технологии заключаются в небольшой скорости обработки и повышенной загрузке сервера, поскольку при обработке каждого запроса сервер запускает отдельный процесс.

CGI-технология использовалась, например, при создании дистанционной лаборатории ReLOAD Университета Лидса Великобритании [142].

1.2.2. Технология ActiveX /COM/DCOM

Созданная фирмой Microsoft, технология ActiveX облегчает процесс написания сетевых приложений.

Управляющие элементы ActiveX являются самостоятельными элементами и выполняются в пределах программной оболочки, называемой «ActiveX-контейнер» [31].

Стандарт ActiveX позволяет программным компонентам взаимодействовать друг с другом по сети независимо от языка программирования, на котором они написаны. Благодаря возможности

встраивания и отображения в HTML-странице, ActiveX объекты используются для дополнения функциональных возможностей Web-сайтов: создание эффекта мультимедиа, интерактивных объектов и сложных приложений [32].

Наличие библиотек разработчика значительно упрощает процесс программирования. К недостаткам этой технологии можно отнести необходимость использования только операционной системы Windows, а также низкий уровень безопасности. Это ограничивает использование технологии в глобальных сетях.

ActiveX-объекты создаются на основе технологии DCOM (Distributed Component Object Model - распределенная компонентная объектная среда), являющейся расширением технологии СОМ [33].

Для реализации удаленного взаимодействия клиента и сервера в технологии COM/DCOM используется механизм объектный вариант вызова удаленной процедуры (RPC, remote procedure call), в соответствии с которой распределенное клиент-серверное приложение передает специальное сообщение по сети, а результаты ее выполнения возвращаются приложению клиента в другом сообщении. Для реализации такой схемы необходимы специальные компоненты на стороне клиента и сервера - суррогаты (client stub и server stub).

Один из примеров использования ActiveX технологии - система дистанционных лабораторий ACEL (Национальный Институт Сербии (НИС)).

1.2.3. Java/RMI технологии

Java - объектно-ориентированный язык программирования, разработанный компанией Sun Microsystems [150].

Программы на языке Java транслируются в специальный байт-код, который выполняется на виртуальной машине Java (JVM) - программой, обрабатывающей байтовый код. Кроме этого Java представляет собой программную платформу, включающая в себя JVM и интерфейс прикладного программирования на Java (API).

Модуль Java интегрируется в использующую его html страницу только после загрузки и выполнения самостоятельного приложения (программы), называемой апплетами. Но медленная работа небольших по размерам апплетов, а также их функциональная ограниченность объясняют довольно редкое применение Java -технологий в виде апплетов при построении систем дистанционного управления.

Технология Java позволяет оснастить Интернет — страницу интерактивностью, формировать формат всплывающих окон, создавать различного вида анимацию.

Достоинства данного языка программирования - независимость байт-кода от операционной системы и оборудования. Также особенностью данной технологии является гибкая система безопасности (например, от несанкционированного доступа), так как исполнение программы полностью контролируется виртуальной машиной.

RMI - технология построения распределенных приложений, основанная на технологии Java. RMI-технология поддерживает передачу данных из одного адресного объекта в другое. Для этого используется технология сериализации объекта. Поддержка технологией распределение объектов по локальным и глобальным сетям, а также легкость написания и использования Java модели, позволяет использовать RMI при построении распределенных систем дистанционного управления.

К недостаткам RMI-технологии можно отнести возможность написания приложений только на языке Java, что ограничивает использование технологии в больших промышленных системах.

Java-технология была применена при построении системы ReLOAD (Real Labs Operated At a Distance) и дистанционной лаборатории Университета Хановер (Германия).

\

1.2.4. CORBA-архитектура

CORBA (Common Object Request Broker Architecture) - архитектура для построения распределенных объектных приложений, созданная некоммерческой организацией OMG (Object Management Group) [34]. Компоненты CORBA могут быть написаны на различных языках программирования и работать под различными операционными системами.

Как и DCOM, технология CORBA основывается на взаимодействии типа «клиент-сервер». Механизм коммуникации заключается в следующем. Клиент, запрашивая команду на исполнение, вызывает метод, реализуемый удаленным объектом (сервером). Сервис инкапсулируется с помощью интерфейса, описанного на специальном языке IDL.

В отличие от технологии COM/DCOM, в технологии CORBA сервер объектов и клиентское приложение находятся, как правило, на разных машинах. Принцип взаимодействия клиента и сервера выглядит следующим образом:

1. Программа клиент при помощи приложения stub направляет запрос объекту ORB (Object Required Broker), встроенному в приложение клиента;

2. Получив запрос, ORB формирует запрос во внешнюю сеть и перенаправляет запрос на нужный сервер;

3. На сервере доступ к объекту сервера разграничивается объектом BOA (Basic Object Adapter) и распределяется по нужным узлам.

Трехуровневая архитектура и специальный язык IDL для создания интерфейсов позволяет использовать CORBA для создания распределенных телекоммуникационных систем. Применение технологии CORBA при построении телекоммуникационных систем дистанционного управления показано в работах [135, 151]. Однако высокие сложность и стоимость реализации систем на основе технологии COBRA ограничивают ее использование при проектировании распределенных измерительных систем.

1.2.5. Протокол Data Socket (DSTP)

Технология Data Socket, созданная компанией National Instruments, это новая технология Интернет-программирования, которая упрощает обмен данными по сети между компьютерами, которые могут работать под управлением программам, разработанных на языках программирования различного типа (LabVIEW, С++, Visual Basic, Java) [35, 152]. В основе данной технологии лежит протокол TCP/IP, при этом программисты могут организовывать передачу данных через Интернет, не прибегая к системному TCP программированию.

Преимуществом технологии Data Socket является возможность работы с данными различных форматов (логические, числовые, строки и т.д.). При передаче данные автоматически преобразуются в поток байтов, что существенно упрощает процесс сбора и передачи данных при использовании технологии Data Socket. Data Socket состоит из двух частей: интерфейса программирования Data Socket API и сервера. Интерфейс программирования обеспечивает обмен различными типами данных с применением различных языков программирования. Data Socket сервер обеспечивает обмен данными по сети.

В работах [8,36] описана дистанционная лаборатория многопользовательского доступа УПиОС, разработанная Сибирским Федеральным Университетом, созданная с использованием технологии Data Socket.

1.3. Обзор существующих систем дистанционного обучения и управления учебным экспериментом в сфере инженерного образования

На данном этапе развития все более актуальными становятся системы дистанционного обучения, поскольку они позволяют обеспечить доступ большого числа студентов к высококачественным образовательным услугам. В рамках реализации приоритетного национального проекта «Образование» с

2009г. создается информационно-коммуникационная инфраструктура, с целью формирования единого образовательного пространства за счет онлайн-доступа педагогов и обучающихся к информационным образовательным ресурсам, современным технологиям обучения, научно-методическим материалам и источникам знаний, а также организации эффективной обратной связи [37].

Примером системы дистанционного обучения, которая активно внедряется в высших учебных заведениях России, является среда Blackboard [38]. Это среда поддержки образовательного процесса, которая с помощью современных информационных технологий позволяет обеспечивать дистанционное взаимодействие преподавателей и студентов. Система позволяет осуществлять доступ из любой точки мира через сеть Интернет без установки дополнительного программного обеспечения на компьютере клиента. Главным недостатком данной системы является отсутствие возможности организации работы с реальным экспериментальным оборудованием, что ограничивает ее применение в инженерном образовании. Для этих целей целесообразно использовать интеграцию подобных систем с системами, позволяющими осуществлять дистанционный доступ к реальным лабораторным установкам. Примеры таких систем рассмотрим более подробно в данном разделе диссертации.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Салахова, Альфия Шаукатовна, 2013 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Евдокимов Ю.К., Линдваль В.Р., Щербаков Г.И. Lab VIEW для радиоинженера от виртуальной модели до реального прибора. Практическое руководство для работы в программной среде Lab VIEW. - М.: LVR Пресс, 2007. - 400 с.

2. Арбузов Ю.В., Ануфриев Ю.В., Берилов A.B. и д.р. Интернет-лаборатория «Основы электроники» - http://www.pilab.ru

3. Баран Е.Д., Любенко А.Ю. Лабораторный практикум для дистанционного обучения общетехническим дисциплинам // Образовательные, научные и инженерные приложения в среде Lab VIEW и технологии National Instruments: Сб. тр. Междунар. науч.-практич. конф. «Образовательные, научные и инженерные приложения в среде Lab VIEW и технологии National Instruments». 15 ноября. М., 2006. - С. 35-39

4. Корнеева М.А., Аненков В.В., Винниченко Л. А., Литвин В.О., Коновальцева Л.В. Виртуальный лабораторный практикум по естественным наукам // Образовательные, научные и инженерные приложения в среде Lab VIEW и технологии National Instruments: Сб. тр. Междунар. науч.-практич. конф. «Образовательные, научные и инженерные приложения в среде Lab VIEW и технологии National Instruments». 34 декабря. М., 2010. - С.96- 99.

5. Евдокимов Ю.К., Сагдиев Р.К., Кирсанов А.Ю., Храмов Л. Д. Электронный лабораторный практикум по курсу «Электрические станции, сети и системы» // Образовательные, научные и инженерные приложения в среде Lab VIEW и технологии National Instruments: Сб. тр. Междунар. науч.-практич. конф. «Образовательные, научные и инженерные приложения в среде Lab VIEW и технологии National Instruments». 34 декабря. М., 2010. - С. 145-148.

6. Батоврин В.К., Бессонов A.C., Мошкин В.В. Организация лабораторных практикумов с удаленным доступом // Образовательные, научные и инженерные приложения в среде Lab VIEW и технологии National Instruments: Сб. тр. Междунар. науч.-практич. конф. «Образовательные, научные и

инженерные приложения в среде Lab VIEW и технологии National Instruments». М., 2009.-С. 115-119

7. Генин Л.Г., Листратов Я.И., Свиридов В.Г., Свиридов Е.В., Разуванов Н.Г. Использование уникальных экспериментальных стендов в режиме удаленного компьютерного доступа для развития учебного лабораторного практикума в техническом ВУЗе // Образовательные, научные и инженерные приложения в среде LabVIEW и технологии National Instruments: Сб. тр. Междунар. науч.-практич. конф. «Образовательные, научные и инженерные приложения в среде LabVIEW и технологии National Instruments». М., 2009. -С.140-145

8. Зандер Ф. В., Коваленок В. И., Худоногов Д. Ю. Устройства приема и обработки сигналов. Версия 1.0 [Электронный ресурс]: автоматизированный лабораторный практикум с применением Internet-технологий // Красноярск: ИПК СФУ, 2008. - 152с.

9. Зимин А. М., Аверченко В. А., Лабзов С. Ю. и др. Программно-аппаратный комплекс для удаленной спектральной диагностики плазмы через сеть Интернет // ФНТП-2001: Мат. конф. Петрозаводск, 2001. Т. 2. - С. 13-17.

10. Жариков М.С., Шауэрман М.С., Попов A.A., Комплекс лабораторных стендов для дистанционного обучения // Информационные технологии в мире телекоммуникаций: Сборник тезисов докладов Всероссийской студенческой научно-практической конференции. - М.: МТУ СИ, 2007. - С 6-8.

11. Глинченко А.С, Егоров Н.М, Комаров В.А, Сарафанов A.B. Исследование параметров и характеристик полупроводниковых приборов с применением интернет-технологий. - М.: ДМК Пресс, 2008. - 352с.

12. Карякин А.И., Листратов Я.И., Свиридов В.Г., Свиридов Е.В., Разработка проекта и создание опытного образца лабораторного стенда для изучения элементов аппаратно-программного обеспечения систем автоматизации в рамках АЛП УД // Образовательная среда - 2003: Тезисы доклада на выставке-форуме, ВВЦ. - Москва, 2003. - С. 190-193.

13. Зандер Ф. В. Аппаратно-програмный комплекс с удалённым доступом «Устройства приёма и обработки сигналов» (АПК УПиОС)// 2 секция -Радиоэлектроника и телекоммуникации // Среде LabVIEW и технология National Instruments: Труды образовательной конференции. - Москва, Россия, 2008. - С.3-7.

14. Петров В.В. Виртуальные лабораторный работы по дисциплине «Метрология, стандартизация и технические измерения» // Девятая международная научнопрактическая Конференция Образовательные, научные и инженерные приложения в среде LabVIEW и технологии National Instruments: Сборник трудов конференции Москва, Россия 34 декабря, 2010 г. - С. 47-50.

15. Белавин В.А. Квливидзе В.А. Радченко В.В. Рахимов А.Т. Удаленный эксперимент в физическом практикуме на базе Учебных Лабораторных Компле ксов http://umk.sinp.msu.ru.

16. Син В.Ф., Хан С.Г. Автоматизированный лабораторный практикум «Фотоэлектрическая станция АУЭС» в режиме удаленного доступа // Девятая международная научнопрактическая Конференция Образовательные, научные и инженерные приложения в среде LabVIEW и технологии National Instruments: Сборник трудов конференции Москва, Россия 34 декабря, 2010 г. - С. 69-72.

17. Интернет - лаборатория «Робототехника» http://fms.bmstu.ru

18. Официальный сайт фирмы National Instruments www.ni.com

19. Образовательные, научные и инженерные приложения в среде LabVIEW и технологии National Instruments: Сб. тр. Междунар. науч.-практич. конф. «Образовательные, научные и инженерные приложения в среде LabVIEW и технологии National Instruments». - М., 2003. - 259с.

20. Образовательные, научные и инженерные приложения в среде LabVIEW и технологии National Instruments.: Сб. тр. Междунар. науч.-практич. конф. «Образовательные, научные и инженерные приложения в среде LabVIEW и технологии National Instruments». - М., 2004. - 385с.

21. Образовательные, научные и инженерные приложения в среде LabVIEW и технологии National Instruments.: Сб. тр. Междунар. науч.-практич.

И, I I * ' 1

'í I* '

г ti i

конф. «Образовательные, научные и инженерные приложения в среде Lab VIEW и технологии National Instruments». - М., 2005. - 351с.

22. Образовательные, научные и инженерные приложения в среде Lab VIEW и технологии National Instruments: Сб. тр. Междунар. науч.-практич. конф. «Образовательные, научные и инженерные приложения в среде Lab VIEW и технологии National Instruments». - М., 2006. - 489с.

23. Образовательные, научные и инженерные приложения в среде Lab VIEW и технологии National Instruments: Сб. тр. Междунар. науч.-практич. конф. «Образовательные, научные и инженерные приложения в среде LabVIEW и технологии National Instruments». - М., 2007. - 421с.

24. Образовательные, научные и инженерные приложения в среде LabVIEW и технологии National Instruments: Сб. тр. Междунар. науч.-практич. конф. «Образовательные, научные и инженерные приложения в среде LabVIEW и технологии National Instruments». - М., 2008. - 438с.

25. Образовательные, научные и инженерные приложения в среде LabVIEW и технологии National Instruments: Сб. тр. Междунар. науч.-практич. конф. «Образовательные, научные и инженерные приложения в среде LabVIEW и технологии National Instruments». - М., 2009. - 452с.

26. Образовательные, научные и инженерные приложения в среде LabVIEW и технологии National Instruments: Сб. тр. Междунар. науч.-практич. конф. «Образовательные, научные и инженерные приложения в среде LabVIEW и технологии National Instruments». - М., 2010. - 287с.

27. Образовательные, научные и инженерные приложения в среде LabVIEW и технологии National Instruments: Сб. тр. Междунар. науч.-практич. конф. «Образовательные, научные и инженерные приложения в среде LabVIEW и технологии National Instruments». - М., 2011. - 384с.

28. Полозов P.O. Современный программный комплекс. Технология CORBA // «Системы безопасности», - 2005, №65. http://house-control.org.ua.

29. Ерижоков A.A. Информация о CGI http://www.xserver.ru/computer/langpr ogr/cgi/.

30. Юджин Э.К. Руководство разработчика по CGI http://www.xserver.ru/co mputer/langprogr/cgi/.

31. Технология ActiveX http://kb.mozillazine.org/ActiveX.

32. Технология ActiveX http://emanual.ru/show/55/.

33. Введение в технологии OLE и ActiveX http://www.rusdoc.ru/material/lang /other/activex/active.

34. Официальный сайт компании OMG http://www.omg.org/

35. Патрахин В.А., Кравец М.А. Технология Data Socket Connection как универсальное средство сетевого обмена в среде Lab VIEW // Пикад 2/2004. -С.30-35.

36. Сетевая лаборатория Сибирского федерального округа www.alpsib.ru.

37. http://www.vpgroup.m/Portals/7/materials/VPGROUP-Blackboard_Learn-100000.pdf.

38. http://www.blackboard.com

39. Пуха Ю. CORBA/II0P и Java RMI. Основные возможности в сравнении // Системы управления базами данных, 1997. http://www.osp.ru.

40. Галкин A.M. Исследование вероятностно-временных характеристик и протоколов построения маршрутов в сетях Metro Ethernet // Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук, 2008. -19с.

41. Назаров A.A., Неволько М.П., Пичугин С.Б. Аналитические соотношения для расчёта производительности спутниковой сети связи с множественным доступом // Изв. РАН. Техническая кибернетика. 1993. № 6. — С. 90-97.

42. Цыбизов A.A. Оценка эффективности сетей связи // ISSN 1995-4565. Вестник РГРТУ. № 3 (выпуск 29). Рязань, 2009. - С.25-30.

43. Феррари Д. Оценка производительности вычислительных систем. Москва "Мир" 1981.-576с.

44. Вишневский В.М. Теоретические основы проектирования компьютерных сетей // Техносфера, М., 2003. - 512с.

45. Варжапетян А.Г. Имитационное моделирование на GPSS/H: учебное пособие // А. Г. Варжапетян; ГУАП. — СПб., 2007. — 384 с.

46. Советов Б.Я. Яковлев С.А. Моделирование систем. Практикум: Учеб. пособие для вузов/ Б.Я. Советов, С.А. Яковлев. - 3-е изд., стер. - М.: Высш. Шк., 2005. - 295 с.

47. Петров В.В., Платов В.В. Исследование самоподобной структуры телетрафика беспроводной сети // Радиотехнические тетради. . 2004. № 30. - С. 58 - 62.

48. Треногин Н.Г., Соколов Д.Е. Фрактальные свойства сетевого трафика в клиент - серверной информационной системе // Вестник НИИ СУВПТ, 2005. -С. 163-172.

49. Шелухин О.И., Тенякшев А.М., Осин A.B. Фрактальные процессы в телекоммуникациях. Монография / Под ред. О.И.Шелухина - М.: Радиотехника, 2003.-480 с.

50. Шелухин О.И., Осин A.B., Смольский С.М. Самоподобие и фракталы. Телекоммуникационные приложения // ФИЗМАТЛИТ, ISBN 978-5-9221-09499; 2008 г.- 368с.

51. Цыбаков Б.С. Модель телетрафика на основе самоподобного случайного процесса. "Радиотехника", 1999 г., № 5. - С.24-31.

52. Федер Е. Фракталы: Пер. с англ. - М.: Мир, 1991. - 254 с.

53. Шредер М. Фракталы, хаос, степенные законы. - Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2001. - 528 с.

54. Крылов В.В., Самохвалова С. С. Теория телетрафика и ее приложения. СПб.: БХВ-Петербург, 2005. - 288 с.

55. Зеленцов Б.П. Математические модели на основе процесса размножения и гибели объектов // Соровский образовательный журнал. 2001, том 7, № 6. - С. 92-97.

56. Кирпичников А.П. Прикладная теория массового обслуживания // Казань, Изд-во Казанск. Гос. Ун-та, 2008. - 118 с.

I I

1 ; -\

57. Романцев B.B. Аналитические модели систем массового обслуживания: Учеб.пособие/СПбГЭТУ (ЛЭТИ). СПб., 1998. - 67с.

58. Ивченко Г.И., Каштанов В.А., Коваленко И.Н. Теория массового обслуживания: Учеб. пособие для вузов. - М.: Высш. школа, 1982. - 256 с.

59. Б.С.Гольдштейн, A.A. Зарубин Контакт-центры мультисервисных сетей связи http://dvo.sut.ru/libr/skiri/i279gold/7.htm

60. Назаров A.A. Исследование компьютерных сетей связи с протоколами случайного множественного доступа // Вестник Томского государственного университета. 2000, № 271. - С. 72 - 73.

61. Цой С.А. Исследование математических моделей сетей связи с динамическим протоколом случайного множественного доступа и конечным числом станций // Вестник Томского государственного университета. 2000, № 271.-С. 110-126.

62. Назаров A.A., ЦоЙ С.А. Исследование явления трехстабильности в двухканальных сетях связи с примитивным входящим потоком // Обработка данных и управление в сложных системах. - Томск: Изд-во Том. ун-та, 2004. -Вып. 6.-С. 149-160.

63. Назаров A.A., Цой С.А. Исследование явления трехстабильности в двухканальных сетях связи с примитивным входящим потоком // Обработка данных и управление в сложных системах. Вып. 6. - Томск. 2004. - С. 149-160.

64. Назаров A.A., Юревич H.M. Исследование явления бистабильности в сети с протоколом Алоха для конечного числа станций // Автоматика и телемеханика. 1996. № 9. - С.91-100.

65. Кузнецов Д.Ю., Назаров A.A. Определение асимптотической плотности распределения вероятностей для сетей связи с адаптивными протоколами случайного множественного доступа для бесконечного числа станций // Вестник Томского государственного университета. 2001, № 271. - С. 55 - 58.

66. Назаров A.A. Устойчивое функционирование нестабильных сетей связи с протоколом случайного доступа // Проблемы передачи информации. - 1997. -№2.-С. 101-111.

67. Назаров А.А., Шорох C.JI. Исследование управляемого несинхронного множественного доступа в спутниковых сетях связи с оповещением о конфликте // Проблемы передачи информации . - 2000. - №1. - С. 77-89.

68. Крон Г. Тензорный анализ сетей. - М.: Сов. радио, 1978. - 720 с.

69. Пономарев Д. Ю. Тензорный метод для телекоммуникационных сетей // Труды КГТУ. 2006. № 2-3 - 49-56 с.

70. Скасырский П.В. Использование тензорной методологии при описании систем // Сб. трудов Международной конференции «Информационные системы и технологии», 2007. - 3-4 с.

71. Руин А.А. Исследование вероятностно-временных характеристик региональных сетей, построенных на базе технологии устойчивых пакетных колец: Автореф. дис. канд. техн. наук. - СПб. 2003. - 16 с.

72. Сочнев А. Н. Формирование имитационных моделей на основе позиционных инвариантов сетей // Труды КГТУ. 2006. № 2-3. - 67-75 с.

73. Нейман В.И. Самоподобные процессы и их применение в теории телетрафика // Труды MAC. - 1999. - №1(9). - С. 11-15.

74. Ильницкий С.В. Самоподобный (self-similar) входной поток в системах М/М/1 и G/M/1 // www.teletraffic.ru/public/pdi7IlnickisMM12004.pdf.

75. Сарафанов А.В., Комаров В.А. Разработка математической модели многопользовательского режима функционирования аппаратно-программных комплексов с удаленным доступом // Теоретический и прикладной научно-технический журнал «Информационные технологии» №3(151) 2009. - С. 67-74.

76. Комаров В. А., Сарафанов А. В. Имитационное моделирование процесса функционирования многопользовательских распределенных измерительно-управляющих систем // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки №4(16) 2010. - С. 38-47.

77. Комаров В.А. Синтез многопользовательских распределенных измерительно-управляющих систем // Автореферат диссертации, 2009. - 20с.

78. Салахова А.Ш. Фрактальные свойства динамики обслуживания в телекоммуникационной системе дистанционного управления экспериментом /

А.Ш. Салахова, Д.В. Шахтурин // Нелинейный мир, 2010. - т.8. - №6. - С. 376383 с.

79. Салахова А.Ш. Экспериментальное исследование статистической динамики системы дистанционного управления экспериментом в многопользовательском режиме /А.Ш. Салахова, А.Ю. Кирсанов // Нелинейный мир, 2009. - т.7'2. - №5. - С. 87-91.

80. Салахова А.Ш. Имитационное моделирование системы дистанционного управления экспериментом / Ю.К. Евдокимов, А.Ш. Салахова // Образовательные, научные и инженерные приложения в среде Lab VIEW и технологии National Instruments: Сборник трудов 9-й международной научно-практической конференции (Москва, 3-4 декабря 2010 г.). - М.: РУДН, 2010. -С. 379-381.

81. Бендат Дж., Пирсол А. Прикладной анализ случайных данных. - М.: Мир, 1989.-540 с.

82. Метрология и электрорадиоизмерения в телекоммуникационных системах / Под ред. В.И. Нефедова. - М.: Высшая школа, 2001. - 206 с.

83. Салахова А.Ш. Имитационная модель системы дистанционного управления экспериментом / Ю.К. Евдокимов, А.Ш. Салахова, A.B. Трибунских // Динамика нелинейных дискретных электротехнических и электронных систем: Материалы 9 всероссийской научно-практической конференции (Чебоксары, 4-6 июня 2011г.). - Чебоксары: Изд-во Чуваш, ун-та, 2011. -С. 115-118.

84. Среда программирования Lab VIEW фирмы National Instruments. Режим доступа: http://www.ni.com/labview/

85. Св-во гос. per. прогр. для ЭВМ №2011617355 (21.09.2011). Имитационная модель системы дистанционного управления экспериментом. / А.Ш. Салахова, Ю.К. Евдокимов. - №2011617355, Заявл. 21.07.2011.

86. Салахова А.Ш. Экспериментальное исследование динамики системы дистанционного управления экспериментом в многопользовательском режиме // Образовательные, научные и инженерные приложения в среде Lab VIEW и

технологии National Instruments: Сборник трудов 8-й международной научно-практической конференции (Москва, 3-4 декабря 2010 г.). - М.: РУДН, 2009. -С. 232-235.

87. Салахова А.Ш. Экспериментальное исследование и имитационная модель динамики телекоммуникационной системы дистанционного управления экспериментом // Информационные технологии в электротехнике и электроэнергетике: материалы VII Всероссийской научно-технической конференции, Чебоксары 2010г. - С. 195-196.

88. Кирсанов А.Ю. Дистанционный эксперимент на основе совмещения телекоммуникационных и измерительно-управляющих систем// Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Казань, 2007г. - 186с.

89. Салахова А.Ш. Дистанционные автоматизированные учебные лаборатории и технологии дистанционного учебного эксперимента в техническом ВУЗЕ / Ю.К. Евдокимов, А.Ш. Салахова, А.Ю. Кирсанов // Открытое образование, 2009. - №5. - С. 101-116.

90. Салахова А.Ш. Система дистанционных автоматизированных учебных лабораторий по общетехническим инженерным дисциплинам с многопользовательским доступом через сеть / Ю.К. Евдокимов, А.Ю. Кирсанов, А.Ш. Салахова, A.B. Трибунских // Проблемы техники и технологий: Сборник трудов IX Международной научно-технической конференции. Казань, Россия. 25-27 ноября, 2008. - 472с.

91. Салахова А.Ш. Автоматизация лабораторных экспериментов по электронике на базе N1 ELVIS // XIV Туполевские чтения: Сб. международной молодежной научной конференции (Казань, 10-11 ноября 2006г.). Том V. -Казань: Изд-во Казан, гос. техн. ун-та, 2006. - С. 63.

92. Салахова А.Ш. Применение измерительной станции N1 Elvis для создания автоматизированного лабораторного практикума по курсу «Теории электрических цепей» / А.Ш. Салахова, А.Ю. Кирсанов // Образовательные, научные и инженерные приложения в среде Lab VIEW и технологии National

Instruments: Сборник трудов Международной научно-практической конференции. Москва, Россия. 17-18 ноября, 2006. - С. 105-107.

93. Салахова А.Ш. Аппаратное и программное обеспечение дистанционного лабораторного практикума по курсу «Основы теории цепей» // Проблемы техники и технологий: Сборник трудов IX Международной научно-технической конференции. Казань, Россия. 25-27 ноября, 2008. - 474 с.

94. Комплект виртуальных измерительных приборов для учебных лабораторий N1 ELVIS II: Руководство пользователя- перевод на русский язык: учебный центр "Центр технологий National Instruments" Новосибирский государственный технический университет Российский филиал корпорации National Instruments, 2008. - 37 с.

95. Салахова А.Ш. Методика экспериментального исследования динамики работы системы дистанционного управления экспериментом в многопользовательском режиме в локальной сети / А.Ю. Кирсанов, А.Ш. Салахова // Проблемы техники и технологий: Сборник трудов IX Международной научно-технической конференции. Казань, Россия. 25-27 ноября, 2008. - 475 с.

96. Салахова А.Ш. Методика экспериментального исследования динамики системы дистанционного управления в многопользовательском режиме в локальных и глобальных сетях // Методы и средства управления технологическими процессами: V Международная. - 2009 выпуск 1 (5) - 2009. http://fetmag.mrsu.ru/2009-l/pdf/dynamics_of_remote_control.pdf-0420900067/0076

97. Салахова А.Ш. Экспериментальное исследование и имитационная модель динамики системы дистанционного управления экспериментом в многопользовательском режиме / Ю.К. Евдокимов, А.Ш. Салахова // Нелинейный мир, 2011. -т.9-№8.-С. 507-515.

98. Салахова А.Ш. Экспериментальное исследование динамики телекоммуникационной системы дистанционного управления экспериментом / Ю.К Евдокимов, А.Ш. Салахова // Динамика нелинейных дискретных

электротехнических и электронных систем: Материалы 9 всероссийской научно-практической конференции (Чебоксары, 4-6 июня 2011 г.). - Чебоксары: Изд-во Чуваш, ун-та, 2011. - С. 7-9.

99. Гуда А.Н., Бутакова М.А., Москат Н.А. Модели оценки параметров телекоммуникационного трафика в автоматизированных информационно-управляющих системах // Вопросы современной науки и практики, университет им. В.И. Вернадского. №4-6(29). 2010 - С. 71-86.

100. Беврани X., Аничкин К. Оценка параметров распределения с тяжелыми хвостами с помощью эмпирического распределения — МКО — 2005, ч. 2.-С. 493-501.

101. Анализ свойства самоподобия трафика веб ресурса http://www.kp.kareli

a.ru.

102. Салахова А.Ш. Фрактальные свойства сетевого трафика в телекоммуникационной системе дистанционного управления учебным экспериментом / Ю.К. Евдокимов, А.Ш. Салахова // Проблемы техники и технологий телекоммуникаций: Сборник трудов IX Международной научно-технической конференции, Казань 21-24 ноября, 2011. - С.447-449

103. http://technet.microsoft.com/en-us/library/bb490968.aspx.

104. Шахтурин Д.В., Евдокимов Ю.К. Экспериментальное исследование связи динамики задержек сообщений с фрактальной размерностью топологии коммуникационной сети // Вестник КГТУ им. А.Н. Туполева. - №1(61). - 2011. - С.82-88.

105. Евдокимов Ю.К., Шахтурин Д.В.Фрактальный анализ инфокоммуникационных потоков в больших системах и сетях // Нелинейный мир, 2011. - т.9. - №11. - С. 726-734.

106. Евдокимов Ю.К., Денисов Е.С., Шахтурин Д.В. и др. Фрактальный анализ флуктуаций и статистической динамики для количественной оценки сложных систем // Динамические явления в сложных системах / под ред. А.В. Мокшина-Казань: Изд-во МОНРТ, 2011.- С. 103-126.

107. Салахова А.Ш. Аппаратно-программное и методическое обеспечение дистанционной автоматизированной учебной лаборатории по электронике // Информационные технологии в науке, образовании и производстве: Материалы всероссийской научной конференции, Казань Изд-во Казан.гос.техн.ун-та, 2007. - С.749.

108. Салахова А.Ш. Автоматизированный дистанционный лабораторный практикум по курсу «Радиотехнические цепи и сигналы» / А.Ю. Кирсанов, А.Ш. Салахова // Образовательные, научные и инженерные приложения в среде LabVIEW и технологии National Instruments: Сб. трудов Международной научно-практической конференции, Москва, Российский университет дружбы народов, 2007. - С.523.

109. Салахова А.Ш. Аппаратное и программное обеспечение дистанционного лабораторного практикума по курсу «Радиотехнические цепи и сигналы» / А.Ю. Кирсанов, А.Ш. Салахова // Проблемы техники и технологий: Сборник трудов IX Международной научно-технической конференции. Казань, Россия. 25-27 ноября, 2008. - С 474.

110. Салахова А.Ш. Дистанционная лаборатория с многопользовательским доступом по общетехническим дисциплинам // Ю.К. Евдокимов, А.Ш. Салахова, А.Ю. Кирсанов // Методы и средства управления технологическими процессами: V Международная конференция, Электроника и информационные технологии. - 2009 выпуск 1 (6) - 2009. http://fetmag.mrsu.ru/2009-1 /pdf/Remote_Lab.pdf. - 0420900067/0060

111. Салахова А.Ш. Создание дистанционных автоматизированных учебных лабораторий по общетехническим учебным дисциплинам // Ю.К. Евдокимов, А.Ш. Салахова, А.Ю. Кирсанов // Информационные технологии в электротехнике и электроэнергетике: материалы VII Всероссийской научно-технической конференции, Чебоксары 2010г. - С.197-198.

112. Салахова А.Ш. Автоматизированный дистанционный лабораторный парктикум по курсу «Электроника» на платформе N1 ELVIS II // А.Ю. Кирсанов, А.Ш. Салахова, Д.В. Шахтурин // Образовательные, научные и

(> ► 1 ', ' i' ■>

\ ' и и , ■ » I I * 1 '

инженерные приложения в среде LabVIEW и технологии National Instruments: Сб. трудов Международной научно-практической конференции, Москва, Российский университет дружбы народов, 2011. - С.337-339.

113. Концепция модернизации российского образования на период до 2010г.: Положение к приказу Минобразования России от 11.02.2002 №393.

114. Национальная образовательная инициатива «НАША НОВАЯ ШКОЛА» http://www.krskstate.ru/dat/File/krao/projektl .pdf

115. Проект «Создание учреждений инновационного типа - «Школьный технопарк»: М. - 2008г., http:// www.afsedu.ru

116. Салахова А.Ш. Дистанционные и виртуальные информационные технологии в современном школьном образовании // Ю.К. Евдокимов, А.Ш. Салахова, А.Ю. Кирсанов // Школьные технологии (Научно-практический журнал), №5, 2010г. - С.71-79.

117. Салахова А.Ш. Инновационный подход к проведению производственной практики студентов инженерных специальностей на основе технологии виртуальных приборов и мультимедиа / Ю.К.Евдокимов, Р.Г.Насырова, Д.В.Погодин, А.Ю.Кирсанов, А.Ш.Салахова, Р.И.Насыров // Открытое образование №6(83), 2010г. - С.35-39.

118. Салахова А.Ш. Инновационные учреждения - «Школьный технопарк» в системе модернизации школьного образования /Ю.К. Евдокимов, А.Ш. Салахова // Школьные технологии (Научно-практический журнал), №1, 2011г. -С.51-58.

119. Costas S. Tzafestas, Nektaria Palaiologou, Manthos Alifragis Virtual and Remote Robotic Laboratory: Comparative Experimental Evaluation // IEEE TRANSACTIONS ON EDUCATION, VOL. 49, NO. 3, AUGUST 2006. - pp. 360369.

120. Bjarne A. Foss, Kjell E. Malvig, Tori. Eikaas Remote experimentation -new content in distant learning // International Conference on Engineering Education, August 6 - 10, 2001 Oslo, Norway. - pp. 25-32.

121. M.B. Naumovic, D. Zivanovic Remote Experiments in Control Engineering Education Laboratory // iJOE - Volume 4, Issue 2, May 2008. - pp. 48-53.

122. Sevak Khachadorian, Harald Scheel, Christian Thomsen, Pieter de Vries Deployment of Remote Experiments The OnPReX course at the TU Berlin // IEEE EDUCON Education Engineering 2010 - The Future of Global Learning Engineering Education, April 14-16, 2010, Madrid, SPAIN, - pp. 1065-1070.

123. Cheng K.W.E., Chan C.L., Cheung N.C. and Sutanto D. Virtual Laboratory

Development for Teaching Power Electronics. EPE-PEMC 2004 Riga, Latvia.

Sept. 2004.-pp. 104-110.

124. Jian-jun Z.Yi.J. and Chun F.S.: A Lab VIEW - based, Interactive Virtual Laboratory for Electronic Engineering Education. Int. J. Engng Ed. Vol. 21, No. 1, 2005.-pp. 94-103.

125. Peek C. S., Crisalle O. D., Deapraz S. and Gillet D.: The Virtual Control Laboratory Paradigm: Architectural Design Requirements and Realization Through a DC-Motor Example; Int. J. Engng Ed. Vol. 21, No. 6, 2005. - pp. 1134-1147.

126. Darko Hercog, Bojan Gergic, Suzana Uran, Karel Jezernik, A DSP-Based Remote Control Laboratory // IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS, Vol. 54, no. 6, December 2007. - pp. 357-3068.

127. Ingvar G., Thomas O., Henrik A., Johan Z., Lars H. A Remote Electronics Laboratory for Physical Experiments using Virtual Breadboards // Proceedings of the 2005 American Society for Engineering Education Annual Conference & Exposition Copyright 2005, American Society for Engineering Education.

128. S.H. Chen, R. Chen, V. Ramakrishnan, S.Y. Hu, Y. Zhuang Development of Remote Laboratory Experimentation through Internet. http://vlab.ee.nus.edu.sg/vlab.

129. M. Reza Emami, Michael G. Helander Remote Access Laboratories for Engineering Education // The 3rd CDEN/RCCI International Design Conference on Education, Innovation, and Practice in Engineering Design Toronto, Canada, 2006. -pp. 189-194.

130. Bohne A. Faltin N., Wagner B. Synchronous Tele-Tutorial Support in a Remote Laboratory for Process Control // INNOVATIONS 2004: World Innovations in Engineering Education and Research, ISBN 0-9741252-1-0, June 20, 2004. - pp. 317-329.

131. Paul I-Hai Lin and Melissa Lin Design and Implementation of an Internet-Based Virtual Lab System for eLearning Support // Proceedings of the 2001 ASEE Annual Conferences. - pp. 773-778.

132. G. Moczar, T. Csubak, and P. Varady Distributed Measurement System for Heat Metering and Control, IEEE Trans, on Instrum. Meas., Vol. 51, pp. 691-694, August 2002. - pp. 28-30.

133. J. Cas, D. Hercog, R. Safaric Web Based Educational Tool for Neural Network Robot Control // iJOE International Journal of Online Engineering - www.i-joe.org.

134. M. V. Paulet, Oana Maria Neacsu, M. Cretu, A. Salceanu Distance-Learning using LabVIEW // IEEE TRANSACTIONS ON EDUCATION, Vol 42, No 4., November 99. - pp 247-254.

135. Wang J., Lu W. A Web-Based Environment for Virtual Laboratory with CORBA Technology // International Journal of Computer Processing of Oriental

LanguagesVol. 16, No. 4 (2003) - pp.261-274.

136. C. Schmid Remote Experimentation in Control Engineering // Proc. American Control Conference, 2000. - pp. 2951-2954.

137. Jagadeesh Chandra A.P, R.D Sudhaker Samuel Web-Based Collaborative Learning Architecture for Remote Experiment on Control of Bioreactor's Environment // JOURNAL OF SOFTWARE, VOL. 4, NO. 2, APRIL 2009. - pp. 116-123.

138. M. Ozvoldova, F. Schauer, M. Beno Remote free fall experiment for dynamic studies // 3rd International Symposium for Engineering Education, 2010, University College Cork, Ireland. - pp. 52-55.

139. S. Odeh, E. Abdelghani Laboratory experimentation for supporting collaborative working in engineering education over the internet // International Journal of Human and Social Sciences 4, 2009. - pp. 742-748.

140. Ayse Yayla, Aynur Akar Web based real time laboratory applications of analog and digital communication courses with Lab VIEW access // World Academy of Science, Engineering and Technology 29 2007. - pp. 51-55.

141. H. Cimen, D. Yabanova, M. Nartkaya, S. M. Cinar Web Based Remote Access Microcontroller Laboratory // World Academy of Science, Engineering and Technology 44 2008. - pp. 192-195.

142. M.C. Levesley, P. Culmer, K. Page, J. Gallagher, A.P.H. Weightman, B.B. Bhakta, A.Tennant Development and evaluation of personalized remote experiments in an engineering degree // 2006. An Application of Remotely Controlled Experiments to Perform Feedback-Damping Control of a Vibrating Beam. Proceedings of the 2nd IASTED International Conference on Education and Technology, Calgary, Canada, - pp. 233-238.

143. Sanchez, J., Morilla, F., Dormido, S., Aranda, J., Ruiperez, P., 2000. Virtual and remote control Labs using Java: A qualitative approach. IEEE.

144. Andre, T., Thompson, EA., 2002. Project ExCEL: Web-based scanning electron microscope for K-12 education' Journal of Engineering Education. - pp. 203-210.

145. A. Khamis, M. Pérez Vernet, K. Schilling A remote experiment on motor control of mobile robots Proceedings of the 10th Mediterranean Conference on Control and Automation - MED2002 Lisbon, Portugal, July 9-12, 2002. - pp. 119125.

146. Hideki Hirano, Daisuke Yoshizawa, Masami Iwatsuki A Remote Experiment System on Robot Vehicle Control for Engineering Educations Based on World Wide Web // October 19 - 22, 2005, Indianapolis, IN 35th ASEE/IEEE Frontiers in Education Conference. - pp. 29- 35.

147. Darko Hercog, Bojan Gergic, Suzana Uran, Karel Jezernik A DSP-Based Remote Control Laboratory // IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS, VOL. 54, NO. 6, DECEMBER 2007. - pp.3057-3068.

148. R. Barcena Real Experiments Remotely Controlled Through The World Wide Web // 5th WSEAS / IASME International Conference on ENGINEERING EDUCATION (EE'08), Heraklion, Greece, July 22-24, 2008. - pp.259-264c.

149. Philip A. Koryaka CGI - Simple Common Gateway Interface Class http://www.xserver.ru/computer/langprogr/cgi/.

150. Wain R., Ashworth M. A Java GUI and Distributed CORBA Client-Server Interface // Technical Report DL-TR-2005-002, June 2005. - 26p.

151. R. Marin, P. J. Sanz, , P. Nebot, R. Wirz A multimodal interface to control a robot arm via Web: A Case Study on Remote Programming // Autonomous Robots 15, Kluwer Ac Pub., the Netherlands, 2003. - pp. 283-297

152. DataSocket Transfer Protocol (dstp) Overview http://www.ni.com.

153. M.B. Naumovic Modeling of a didactic magnetic levitation system for control education // Proc. TELSIKS2003, Nis,, October 2003. - pp. 783- 786.

154. Paul I-Hai Lin and Hal Broberg, "Internet-Based Monitoring and Controls for HVAC Applications," IEEE Industry Applications Magazine, January/February 2002. - pp. 49-54.

155. Nikolay R. Kakanakov Experimental analysis of client/server application in embedded systems //ELECTRONICS'2005. - pp. 998-1002.

156. Crovella M.E., Bestavros A. Self-Similarity in World Wide Web Traffic: Evidence and Possible Causes. - IEEE/ACM Trans, on Networking, 1997, v.

5, № 66. - p. 835-846.

157. Leland W.E., Taqqu M.S., Willinger W., Wilson D.V. On the Self-Similar Nature of Ethernet Traffic (Extended version). - IEEE/ACM Trans. On

Networking, 1994, v. 2, № 1. - p. 1-15.

158. V. Paxson, S. Floyd Wide-Area Traffic: The Failure of Poisson Modeling, IEEE/ACM Transactions on Networking, 1995, v. 3. - p. 226-244.

V ti

159. Walter Willinger, Murad S. Taqqu, Robert Sherman and Daniel V. Wilson, "Self-Similarity Through High-Variability: Statistical Analysis of Ethernet LAN Traffic at the Source Level". IEEE/ACM Transactions on Networking, Vol. 5, No. 1, 1997.-p. 71-86.

160. D.V. Lande, A.A. Snarskii Self-similarity properties in a queuing network model. M.: Editorial URSS, 2009. - 264 p.

161. N1 ELVIS: Educational Design and Prototyping Platform http://www.ni.com/nielvis/.

ПРИЛОЖЕНИЕ А Имитационная модель многопользовательской СДУ

П.А. Имитационная модель многопользовательской СДУ

Имитационная модель СДУ реализована в программной среде ЬаЬУ1Е]¥ 8.5 согласно алгоритму, приведенному в Главе 2 настоящей диссертации.

Программа позволяет задавать

- параметры системы: число каналов обслуживания, время обслуживания макета, тип сети передачи данных «сервер-пользователь»;

- параметры входного потока запросов: количество пользователей, интенсивность входных запросов;

- параметры моделирования: число измерений, количество циклов измерений, по которым производится усреднение,

а также оценивать показатели функционирования: среднее время ожидания и нагрузочная способность.

Лицевая панель приложения приведена на рисунке П.А.1., а программный код основной программы имитационной модели СДУ - на рисунке П.А.2.

РЕЖИМ ЭКСПЛУАТАЦИИ

ПАРАМЕТРЫ СИСТЕМЫ

_

- - 'Д; к

Требуемое

число измерений г1 ■1500

н-- Ш, '. - - '•; N

Число

пользователей |20

т

Колличество 7 ..... '

макетов !

Параметры ПВЗ

Тип сети "сервер пользователь'

Очередь запросов

Время обслуживания макета

0

X. зап./сек.

РЕЗУЛЬТАТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ

5,55-

4,543,5-1 32,521,510,5-'

Распределение задержки обслуживания

О 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Output

Результаты расиста БВХ

Ф

гЯ° 11,60213

Отправитель

juser.7

—. ' л. Получатель

lab 01

Среднее время ;~576 ожидания, с

Нагрузочная g способность

Расчет

¿„¡Д f|ftfrt juÜL ¿ff% наш. а.

S10P

Рисунок - П.А. 1. Лицевая панель имитационной модели многопользовательской СДУ

Рисунок - П.А.2. Программный код основной программы имитационной модели СДУ

Число макетов

Рисунок - П.А.З. Программный код организации очереди запросов имитационной модели СДУ

Работа программы состоит из следующих этапов:

1. Формирование потока входных запросов;

2. Вычисление задержки сети «пользователь-сервер»;

3. Имитация обработки входных запросов в сервере (очереди запросов);

4. Вычисление времени ожидания в макете;

5. Вычисление задержки сети «сервер-пользователь»;

6. Оценка времени обслуживания запросов;

7. Оценка статистических параметров СДУ.

Алгоритмы и программная реализация подпрограмм моделирования входных запросов и сетевых задержек приведены в разделах 2.4.1 и 2.4.2 настоящей диссертации.

Очередь организована по принципу first in, first out (FIFO «первый пришел - первый обслужен»). Запрос помещается в очередь в случае занятости всех обслуживающих макетов. Алгоритм работы подпрограммы, моделирующей очередь запросов в главном сервере, приведен в разделе 2.4.3, а его программная реализация изображена на рисунке П.А.З.

По результатам моделирования вычисляются среднее время обслуживания и нагрузочная способность системы. Также на экран выводится распределение задержки обслуживания.

Имитационная модель может использоваться для моделирования временной динамики задержек сообщений в СДУ и производить априорную оценку эффективности ее работы.

На данное программное обеспечение было получено Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ «Имитационная модель системы дистанционного управления экспериментом» №2011617355 от 21.09.2011.

i 1

гогпупгт

КЙШАШ ФВД13РАШ

СВИДЕТЕЛЬСТВО

о государственной регистрации программы для ЭВМ

№ 2011617355

Имитационная модель системы дистанционного управления экспериментом

Правообладатель(ли): Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева (К11)

Автор(ы): Салахова Алъфия Шаукатовна, Евдокимов Юрий Кириллович (Ш!)

Заявка № 2011615500

Дата поступления 21 ИЮЛЯ 2011 Г. Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 21 сентября 2011 г.

Руководитель Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам

Б. П. Симонов

ПРИЛОЖЕНИЕ Б Программное обеспечение для экспериментального исследования временной динамики многопользовательской СДУ

П.Б. Программное обеспечение для экспериментального исследования временной динамики многопользовательской СДУ

Программное приложение для экспериментального исследования временной динамики СДУ разработано в программной среде LabVIEW 8.5. Данное программное приложение было разработано для экспериментального исследования временной динамики СДУ и позволяет фиксировать моменты времени прохождения запросами контрольных точек, таких как входной буфер главного сервера, запись запроса в очередь и т.д. Лицевая панель этого программного приложения приведена на рисунке П.Б.1.

Полученные результаты

Адреса соединении _

Сервер лрмм данных ¡основной) d:tfj 10 84.0.22/internetserver Сервер приема денных |дополн1«--епьнъ;й}.

Л 4M 1ГЯ-Ч. fb.и в»»».»МП»«»»SWMV- - . * -■» - * ' »LuMMUjLluia *<••*

I dstp:M0.84.0,22/герс rt Idstpä/Л0.84,0,22/testi п g

Статус соединения с осноенв-м сервером приема данных

Статус соединения с доп. сервером istatus code ;:|Ö

Статус соединения с сераером status <¿71 code -' 0

¿SSiÄSiÄS. - _

Рисунок - П.Б. 1. Лицевая панель программного приложения для экспериментального исследования временной динамики СДУ

Поля «Адрес соединения» используются для задания адресов Data-Socket -серверов приема-передачи данных.

Окно, представленное на рисунке П.Б.4 служит для индикации ошибки подключения к главному серверу.

УаЬк у] ссйе Го

ришаг« у! ссс!с Г О

а«1н сойе фз

Рисунок - П.Б.4. Окно индикации об ошибках соединения Программный код приложения для экспериментального исследования временной динамики многопользовательской СДУ приведен на рисунке П.Б.5.

Рисунок - П.Б.5. Программный код приложения для экспериментального исследования временной динамики многопользовательской СДУ

В процессе работы программы осуществляется формирование входных запросов по Пуассоновскому закону и их передача на измерение через интерфейс клиентской части программного обеспечения СДУ. Задание интенсивности формирования запросов осуществляется с помощью массива числовых окон, представленного на рисунке П.Б.2. По умолчанию заданы следующие значения интенсивностей: 0,1 запр./с, 0,5 запр./с, 1 запр./с, 1,5запр./с, 2 запр./с, 2,5 запр./с, 3 запр./с, 3,5 запр./с, 4 запр./с. Количество запросов, формируемых для каждой интенсивности, задается в соответствующем окне (рисунок П.Б.2). по умолчанию задано значение 150 запросов.

Количество

гапрьсоа для каадэго интервала

Теку^ин интервал, мс

Номер

гапросз

Номер ответе

Режим непрерывного формирования запросов

Массив числовых окон для задания интенсивности входных запросов

Рисунок - П.Б.2. Окно для задания параметров эксперимента

Параметры эксперимента

Клавиша непрерывного формирования запросов позволяет осуществлять эксперимент циклически (в нажатом состоянии). По умолчанию данная клавиша отжата и выполняется только один цикл измерения.

\ Остановка эксперимента

\ Запуск эксперимента Рисунок - П.Б.З. Окно управления экспериментом В выходной файл записывались времена прохождения контрольных точек, фиксируемые в структуре запроса. Предусмотрена отправка выходного текстового файла на главный сервер.

Для запуска программы необходимо нажать клавишу «Запуск эксперимента», для принудительной остановки эксперимента служит клавиша «Остановка эксперимента». Выход из программы осуществляется при остановленном эксперименте клавишей «Выход из программы».