автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Символьно-численные методы проектирования автоматизированных систем

кандидата технических наук
Стрижаченко, Алексей Ильич
город
Санкт-Петербург
год
1999
специальность ВАК РФ
05.13.06
цена
450 рублей
Диссертация по информатике, вычислительной технике и управлению на тему «Символьно-численные методы проектирования автоматизированных систем»

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Стрижаченко, Алексей Ильич

Введение.

1. Предметная область и ее описание в понятиях СЧ-модели.

1.1. СЧ-модель для формализации задачи проектирования автоматизированной системы.

1.1.1. Декларативная СЧ-модель и СЧ-схема.

1.1.2. ССНФ как форма ХБФ.

1.2. Автоматизированная система как объект структурного синтеза.

1.2.1. Виды проектируемых АС.

1.2.2. Виды задач проектирования АС.

1.2.3. Выделение функций АС и выбор оптимизируемых показателей.

2. Символьные методы преобразования СЧ-модели

2.1. Основы символьных преобразований

ХБФ MAB структуры ОП.

2.2. Сложность задач построения ССНФ.

2.3. Методы снижения сложности задач построения ССНФ.

3. Символьно-численные методы оптимизации.

3.1. Методы решения оптимизационных задач на ССНФ.

3.2. Методы предварительной оптимизации на исходной ХБФ.

Введение 1999 год, диссертация по информатике, вычислительной технике и управлению, Стрижаченко, Алексей Ильич

Технология проектирования технических систем, как необходимая функциональная составляющая процесса развития техносферы, в существенной степени определяет текущее состояние общества, экономики, качество среды обитания и темпы технического прогресса.

В настоящей работе исследуется ряд актуальных задач методологии и технологии проектирования автоматизированных систем (АС). Все определения и термины либо являются общепринятыми, либо вводятся и используются в контексте изучаемых вопросов.

Процесс проектирования технической системы можно рассматривать как процесс создания ее модели в виде совокупности спецификаций технических (конструктивных) элементов [ 5, 8 ].

Проектируемую техническую систему будем называть объектом проектирования (ОП). В общем случае, все компоненты, необходимые для функционирования технической системы (в частности, для АС - компоненты технического и программного обеспечения (ТО и ПО)), будем считать компонентами (частями) ОП. Кроме того, будем рассматривать проектирование как процесс создания модели ОП в виде совокупности частных моделей определенных компонентов, причем - компонентов технически реализованных, либо таких, для которых существуют спецификации, выполненные на основе опытно- конструкторских работ, доказывающие техническую реализуемость компонентов ОП с учетом заранее определенных параметрических характеристик, правил сопряжения с иными компонентами ОП, процесса технической (программной) реализации. 5

Таким образом, ограничивая класс задач проектирования, мы исключаем из рассмотрения задачи разработки и конструирования, которые часто неявно отождествляются с задачами проектирования.

Целями проектирования, в частности, являются:

1) Доказательство существования ОП, соответствующего некоторому набору определенных параметрических характеристик и заранее заданных свойств. Отметим, что в этом заключается отличие проектирования от разработки и конструирования, в процессе которых, для доказательства существования объекта разработки требуется создание действующего прототипа.

2) Выбор оптимального компонентного состава ОП из множества альтернативных компонентов.

Концепция проектирования ( с учетом введенных ограничений, имеющих цель уточнить понятие проектирования ) методологически основывается на понятии множества альтернативных вариантов (MAB) структуры ОП. В любой отрасли техники, на определенном уровне развития отрасли, возникают тенденции к стандартизации частных технических решений, унификации и стандартизации функциональных компонентов технических систем и технических элементов реализации систем - функциональных компонентов и ОП в целом. Стандартизация компонентов ОП является предпосылкой формирования технологии проектирования.

Предметную область MAB ОП можно представить как: М = { тгг | г Е 1 : q } , где

М - MAB ОП ; щ - г - й вариант структуры ОП. Эта область определяется базовой декларативной моделью л = < X, S, Z, Р > , где 6

X - множество функций, выполняемых компонентами ОП ( например, если ОП является АС (АСУ, АСУТП ) - ввод/вывод информации, вычисления, размещение и хранение информационных массивов ). Устройство, выполняющее некоторую функцию , назовем функциональным элементом ( ФЭ ).

S - множество связей компонентов ОП. Для ОП АС (АСУ, АСУТП, САПР, и т.п.) удобно рассматривать информационные связи, имея ввиду информационное взаимодействие ФЭ. В более общем смысле понятие "связь" включает в себя также функционально-техническую совместимость или несовместимость возможных компонентов ОП.

Z - множество технических элементов ( ТЭ ) реализации структуры ОП. Для предметной области проектирования автоматизированных систем ТЭ являются компонентами, реализующими программно или аппаратно функции проектируемой системы обработки информации. Для того, чтобы функция X; j Xj Е X, iE 1 : п была реализуема, необходимо существование ZjVzk&zL. | Zj, zk, zL,. e Z ; j, k, L,. G 1 : m .

Иными словами, функция x{ может быть реализована одним ТЭ zJ5 либо композицией ТЭ zk&zt. . Для каждой функции могут существовать несколько вариантов технической реализации.

Р - множество параметрических характеристик ТЭ.

P = UPZJ, ZjEZ.

Таким образом, MAB ОП характеризуется следующими свойствами:

1. Компонентная сепарабельность (разделимость) - возможность структурной декомпозиции MAB ОП на функционально-законченные компоненты.

2. Функциональная сепарабельность - возможность функциональной декомпозиции на структурно-разделимые компоненты по уровням иерархии вплоть до терминальных ( неразделимых) компонентов. 7

В соответствии с принятой моделью MAB ОП задачу проектирования можно рассматривать как задачу выбора структуры МГЕ ¡1.

Содержательная интерпретация подобной модели проектирования позво ляет обозначить текущие методологические проблемы проектирования АС и наметить практические пути их решения.

Современное состояние процесса проектирования характеризуется следующими основными особенностями:

- экономическая и технологическая конкуренция производителей остро ставит задачу сокращения сроков проектирования, повышения качества проектных решений, снижения стоимости производимых технических систем.

- предельная нагрузка на биосферу влечет за собой необходимость решения задачи повторного использования технических компонентов, модульной модернизации объектов техники с минимальными затратами, перехода от массового к мелкосерийному и заказному производству без снижения его эффективности.

- сохранение инвестиций при возрастании удельного веса затрат на средства автоматизации в общем объеме капиталовложений является требованием, конфликтующим с рыночным предложением новых технологий средств ВТ, обладающих лучшими рабочими характеристиками.

Тенденции развития проектирования АС полностью соответствуют общим тенденциям прогресса в проектировании и производстве технических систем, в частности:

1) Растет число международных стандартов [ 29, 30, 34, 37, 65, 67, 76 ].

2) Особое внимание уделяется стандартизации интерфейсов [ 29, 30, 34, 8

3) Расширяется функциональное и параметрическое разнообразие стандартизованных технических и программных компонентов АС, растет их номенклатура.

4) Тенденция к модульной модернизации компонентов АС стала преобладающей [19 ].

5) Требование сопрягаемости с существующими системами при производстве ТО и ПО стало требованием, не вызывающим дискуссий.

Рассмотрим основные этапы истории развития проектирования АС.

Исторически, методы проектирования АС развивались и совершенствовались в четырех основных направлениях, косвенно подтверждая характером своего развития предположение о том, что сложные системы невозможно проектировать в рамках использования одного метода или подхода ( не имея ввиду системный).

Эти четыре основных направления следующие:

1) Эвристический выбор, т.е. - выбор на основе знаний и опыта проектировщика.

2) Декомпозиция и применение частных методов ( эвристических, оптимизационных и методов моделирования ) для подсистем и методов типовых решений для подсистем. Методы типовых решений естественно отнести к группе методов декомпозиции, хотя их можно было бы выделить в отдельную группу.

3) Выбор на основе моделирования.

4) Оптимизационные методы.

Как правило, в задачах проектирования сложных АС применяются методы из разных вышеперечисленных групп с возможным преобладанием одного из методов, как следствия особенностей решаемой задачи. 9

Существует большое количество работ, посвященных методам проектирования АС. Рассмотрим работы, наиболее известные и характерные для каждого из рассматриваемых направлений развития методов проектирования АС.

1. Методы эвристического выбора.

Традиционно, методы, основанные на использовании знаний и опыта проектировщика, являлись основными методами проектирования сложных технических систем. При этом, применение математических моделей в расчетах базировалось на качественных оценках экспертом-проектировщиком предпосылок их использования.

В монографии [ 20 ] детально рассматриваются этапы проектирования АС и различные методы, применяемые как в проектировании подсистем, так и системы в целом. Большое внимание уделяется эвристическим методам, в частности, дано развернутое описание и рецептура применения метода взвешенных сумм для выбора программных и технических компонентов АС. Для выбо ра ЭВМ рекомендуется таблица, включающая около сотни показателей с весами, учитывающими их относительную важность. Эксперту предлагается присвоить каждому показателю для рассматриваемого варианта выбора ЭВМ рейтинг в соответствии с десятибалльной шкалой. Рейтинги перемножаются с весами, результаты складываются. В итоге получается суммарная оценка качества варианта ТС АС. Подобные рекомендации рецептурного типа даны для оценки и выбора вариантов функциональной, структурной и компонентной реализации подсистем, альтернатив реализации этапов проекта. Набор таких рецептов ( не исключающий применение оптимизационных методов, в частности - известных методов математического программирования ) и единая методика их применения объединены в комплексную технологическую схему

10

КОМОСТ ( конструктивная модель стоимости ). КОМОСТ отличается детальностью проработки и применением метрологического подхода, т.е. использования эмпирических данных о компонентах и подсистемах АС как основы для выработки рекомендаций и эвристик.

Работа [ 90 ] содержит развернутое рассмотрение вопросов проектирования ЛВС. В ней дана детальная методика выбора ЛВС и компонентов для ее реализации. Рекомендации достаточно подробны и основываются на использовании труда специалистов- экспертов в ходе процедур оценки и выбора.

Похожие подходы к проектированию, основанные на наборах эмпирических правил и подробных рецептах, предлагаются для предметных областей проектирования САПР и АСТПП в работе [ 104 ].

Практические руководства по проектированию АС, вышедшие в последние годы, мало чем отличаются от аналогичных работ двадцатилетней давности в смысле преобладания в них методик рецептурно-эмпирического характера [ 108, 112].

Особо следует остановиться на реинжиниринге. Это популярное направление ведет начало от статьи [ 109 ]. Далее следовала книга [ 110], ставшая бестселлером и инициировавшая, в конечном итоге, производство специальных программных средств реинжиниринга. Анализ книги [110] показывает, что суть реинжиниринга основывается на акценте на старом тезисе о том, что нельзя автоматизировать процессы производства и управления без учета новых возможностей, предоставляемых новыми ПО и ТО. Более того, реинжиниринг предлагает в качестве основного правила [ 110, гл. 5 ] брать новые средства ТО и ПО и, анализируя их возможные ( ранее, при отсутствии этих средств, немыслимые ) применения, строить новые "бизнес-процессы". Однако, предлагается методика проектирования АС, полностью свободная от математических методов, и имеющая целью "разбудить пытливый ум" проектировщиков. Реинжиниринг следует отнести к крайнему варианту эвристического подхода,

11 полностью основанному на рецептах, базирующихся во многом на субъективных суждениях.

Другой вариант эвристического подхода - реализация эмпирических правил проектирования в виде программной системы. Наиболее типичная и законченная форма реализации - программная система обработки знаний, моделирующая рассуждения эксперта. В качестве характерного примера экспертной системы проектирования АС можно назвать систему R1 [ 62 ]. Система R1 предназначалась для определения конфигурации вычислительных систем. Промышленная версия системы R1 - система XCON [ 88 ]. R1 ( как и XCON ) содержала базу знаний в виде набора рекомендованных экспертами правил выбора компонентов АС в зависимости от спецификации заказа. Для создания R1 (XCON) использовался специализированный язык OPS 5. Алгоритм поиска решения на множестве правил реализовал механизм прямого логического вывода. Система была сдана в эксплуатацию в 1980 г., тогда в ней содержалось около 500 правил. К 1984 г. база знаний XCON насчитывала более 3000 правил. Особенность системы заключалась в том, что она в принципе не рассматривала все возможные варианты реализации заказных конфигураций вычислительных систем, отсекая в процессе решения альтернативные ветви дерева поиска.

Системой с жесткой программной реализацией набора правил компоновки специфицированных и проблемно-ориентированных вычислительных комплексов была система автоматизации проектирования, описанная в работе [ 95 ]. Система содержала базу данных о технических и программных средствах, подсистему компоновки и подсистему генерации проектно-заказной документации. В этой системе в качестве правил комплексирования использовались требования логической, конструктивной и электрической компоновок, реализованные в виде программных модулей. Здесь по сути мы также имеем дело с преимущественно эвристическим подходом к проектированию, хотя система содержала модуль моделирования нагрузки на общую шину, результат работы

12 которого использовался в подсистеме конструкторской компоновки для поиска оптимальной конфигурации комплекса по критериям минимума длины общей шины или минимума стоимости.

2. Методы декомпозиции с дальнейшим применением эвристического подхода, моделирования, оптимизационных методов и методов типовых решений для подсистем.

Данный комплексный подход является широко распространенным, выросшим из практики создания АС и имеющим богатую историю применения [ 1, 14, 32, 36, 38, 54, 56, 64, 66, 82, 85, 91 ]. Сущность декомпозиционного подхода очевидна - решение проблемы проектирования сложной системы путем разделения (декомпозиции ) проектируемой системы на более простые подсистемы, проектирование подсистем с использование наиболее подходящих в каждом конкретном случае методов, и - на завершающем этапе - синтез проекта системы из проектов подсистем. В этом достоинство декомпозиционного подхода, позволяющего, и - в общем - успешно, бороться со сложностью решаемых задач ( мы обходим здесь вопрос о стоимости такой борьбы ). И в этом же его недостаток - отсутствие единой строгой сквозной методологии проектирования. Типичный пример - попытка в работе [ 20 ] построить такую методологию, что привело к созданию громоздкого набора частных методик, изобилующих эвристиками. Заметим по этому поводу, что природа любой эвристики заключается именно в том, что если эвристика работает в N случаях, то вовсе необязательно она должна или будет работать в N+1 случае ее применения, иначе - это уже не эвристика, а закон.

Исследования проблем проектирования сложных АС с использованием декомпозиционных методов, проводимые в течение ряда лет на кафедре Сис

13 темотехники и ЭВМ СЗПИ, показали, что единая сквозная строгая методология проектирования сложных АС может быть построена на базе теории структурного синтеза [ 4, 8 ].

3. Выбор на основе моделирования.

Применение моделирования [2, 15, 42, 83, 113 ] для оценки альтернативных вариантов проектируемой АС обычно обусловлено тем, что на практике при объединении компонентов системы возникает параметрический эмержент-ный или системозначный эффект [ 58 ], который либо трудно, либо невозможно вывести из параметрических характеристик компонентов. При этом, как правило - если существуют зависимости между параметрами компонентов и системы, то возможно использование аналитического моделирования; если такие зависимости пока неизвестны, то применяют имитационное моделирование. И, если имитационное и аналитическое моделирование допустимо при построении систем из компонентов уже выпускаемых большими партиями в виде промышленных образцов и исследованных в ходе эксплуатации [ 50 ], то для новой техники сами изготовители рекомендуют испытания на реальных образцах в процессе инсталляции новых систем [ 100 ]. Моделирование либо исследование реальных образцов компонентов систем и систем, построенных из различных наборов технических и программных компонентов, является единственным способом получения информации о параметрических характеристиках MAB ОП, используемых в ходе решения задачи выбора варианта АС оптимизационными методами.

4. Оптимизационные методы.

Оптимизационные методы при проектировании АС [ 5, 8, 22, 52, 53, 106 ] применяются тогда, когда необходимо ( и возможно ) рассмотреть и оценить либо все альтернативные варианты построения АС ( точные методы ), либо достаточно репрезентативное из подмножество ( приближенные методы ).

Процесс проектирования АС в этом случае можно рассматривать как решение задачи оптимального синтеза структуры [ 4,8 ] АС с учетом критериев оптимальности, определенных на основании опыта эксплуатации подобных систем и требований конечных пользователей, а в более абстрактной математической постановке - как задачу дискретной оптимизации.

Математические методы решения задач дискретной оптимизации разработаны достаточно хорошо. Однако решение их на практике наталкивается на трудности, которые заключаются во-первых - в экспоненциальной сложности многих, как общих так и частных задач дискретной оптимизации [ 31, 99 ] и, во-вторых - в отсутствии достаточно общих практических методов приведения содержательных описаний задач дискретной оптимизации к таким постановкам, которые допускают применение эффективных алгоритмов поиска оптимума. Иными словами, при наличии, в настоящее время, в арсенале математических инструментов достаточного количества эффективных, в том числе полиномиальных, алгоритмов решения задач дискретной оптимизации [ 99 ], отсутствует технология привязки реальных задач проектирования АС к тем или иным эффективным алгоритмам.

Из теории структурного синтеза и исследования возможностей ее приложения ( СЧ-методов ) к задачам синтеза АС следует, что СЧ-методы оптимального проектирования АС, по сравнению с вышеописанными основными группами методов, позволяют обеспечить:

I) - единый методологический подход к постановке и решению задачи проектирования АС на основе методологии структурного синтеза сложных объектов техники [ 4, 8 ], включающий в себя этапы:

1) Содержательного анализа задачи проектирования.

2) Декомпозиции задачи проектирования на подзадачи с учетом сепарабельности глобальных параметрических характеристик [ 99 ] альтернативных компонентов функционально-технической структуры АС, что позволяет снизить размерность задачи поиска оптимальной структуры АС в целом.

3) Синтеза оптимальной структуры АС в целом по критериям, выражающимся через глобальные параметрические характеристики.

II) - систематический подход к учету особенностей предметной области как к фактору существенного снижения сложности задачи оптимизации, что заключается в методе последовательных переформулировок постановки задачи синтеза структуры АС с пробным прогоном задачи оптимизации.

III) - целенаправленное использование стандартизованных альтернативных функционально-технических компонентов проектируемой АС.

IV) - двухэтапное решение собственно задачи оптимизации структуры проектируемой АС:

1 ЭТАП. Задача построения сингулярной скобочной нормальной формы (ССНФ) на MAB. Эта задача решается один раз и, в худшем случае, характеризуется экспоненциальной сложностью [ 4 ]. На этом этапе эмпирически доказывается существование реалистической модели структуры АС в форме ССНФ. Здесь следует особо отметить, что альтернативные структуры АС обычно отличаются уникальными наборами компонентов и связей между ними, иными словами - могут быть представлены графами произвольной и достаточно "прихотливой" топологии. Поэтому пробное построение ССНФ позволяет оце

16 нить возможность решения задачи оптимизации в контексте сложности вычислений быстрее, нежели теоретическое исследование модели. Далее, в случае неудачи построения ССНФ на конкретной ЭВМ ( нехватка ресурсов памяти ) производится переформулировка (упрощение или декомпозиция ) задачи по критериям эксперта-проектировщика.

2 ЭТАП. Задача поиска оптимальной структуры АС на MAB, представленном в виде ССНФ, построенной на первом этапе. Эта задача может решаться многократно в диалоговом или автоматическом режиме с учетом различных критериев, параметрических характеристик, весов оптимизируемых показателей, и допусков на параметрические характеристики компонентов ( возможных отклонений параметрических характеристик компонентов от наилучших значений ). Сложность решения задачи второго этапа - линейная.

Целью диссертационного исследования является разработка единого комплекса методов проектирования автоматизированных систем, обеспечивающего построение эффективных инженерных технологий сквозного проектирования АС, сокращение сроков проектирования, повышение качества и обоснованности проектных решений за счет более полного использования информационного фонда проектных и технических решений, сокращение затрат на проектирование и развитие АС.

Актуальность и важность решения этих задач вытекает из краткого вышеприведенного анализа состояния проблемной области проектирования АС.

В качестве базовой методологии, наиболее адекватной поставленной цели исследования, выбрана рассмотренная ранее методология структурного синтеза.

Общая научная задача, следующая из намеченной цели, заключается в том, чтобы - на основе конкретизации методов структурного синтеза и с учетом особенностей предметной области проектирования АС - исследовать возможность создания новых, достаточно простых и эффективных способов сквозного проектирования АС, включающих в себя:

- представление MAB структуры ОП предметной области проектирования АС в структурно-параметрической форме, допускающей применение СЧ-процедур дискретной оптимизации;

- методы символьного преобразования MAB структуры ОП и методы численного решения оптимизационных задач, пригодные для практического использования в реальных задачах проектирования АС с учетом проблем комбинаторной сложности вычислений.

Из формулировки общей научной задачи следует необходимость рассмотрения следующих вопросов:

1. Исследование структурных и параметрических характеристик предметной области проектирования АС с учетом формальных требований и ограничений общей модели структурного синтеза на основе логико-комбинаторного подхода. Выявление особенностей предметной области, влияющих на сложность вычислительных процедур проектирования АС.

2. Исследование возможностей построения наиболее простых в смысле вычислительной сложности моделей MAB структуры ОП на основе учета особенностей предметной области проектирования АС, ее компонентного состава и множества параметрических характеристик. Разработка методов редукции сложности задачи структурирования MAB ОП.

3. Исследование методов структурного синтеза и алгоритмов построения MAB структуры ОП в виде ССНФ для целей последующей оптимизации в контексте сложности реальных процедур синтеза на заданной предметной области проектирования АС.

4. Разработка специальных эффективных алгоритмов символьных преобразований MAB структуры ОП и специальных численных методов и алгоритмов поиска оптимальной структуры ОП на основе общих методов и алгоритмов

18 структурного синтеза в целях повышения размерности реально решаемых оптимизационных задач.

5. Разработка методов построения моделей АС и постановки оптимизационных задач в рамках методологии структурного синтеза, приводящих к более простым в смысле сложности вычислений моделям, и к повышению размерности реально решаемых задач.

6. Разработка рекомендаций по эффективному применению СЧ-методов в инженерной практике.

7. Проверка и исследование разработанных методов и алгоритмов в ходе машинных экспериментов.

19

Заключение диссертация на тему "Символьно-численные методы проектирования автоматизированных систем"

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Научная новизна выполненного диссертационного исследования заключается в создании комплекса методов, реализующих на единой теоретической основе единый подход к проектированию автоматизированных систем на всех этапах процесса проектирования - от постановки задачи до получения оптимального решения:

1. В ходе исследования структурно-компонентного состава и параметрических характеристик предметной области проектирования АС установлена адекватность базовых моделей методологии структурного синтеза для описания множества альтернативных вариантов структуры проектируемой системы и структурно-компонентного параметризованного представления MAB АС в понятиях функциональных компонентов, функционально-технических компонентов, межкомпонентных связей, нетерминальных и терминальных компонентов, аддитивных параметрических характеристик.

2. Разработаны методы символьных преобразований представления MAB структуры ОП применительно к предметной области проектирования АС на основе методологии структурного синтеза и с учетом сложности задач структурирования MAB АС.

3. Разработаны методы снижения сложности структурирования MAB АС, в частности, метод простой декомпозиции MAB АС, метод декомпозиции без потери вариантов и с переводом алгоритма структурирования в режим времени выполнения.

109

4. Разработаны и исследованы метод и алгоритм поиска оптимальной структуры АС в диалоговом режиме. Время поиска оптимального решения зависит линейно от длины входного массива символов ССНФ.

5. Разработаны методы предварительной оптимизации на исходной ХБФ - метод фиксации компонентов и метод исключения запретов, позволяющие существенно повысить размерность реально решаемых задач проектирования автоматизированных систем.

Практическая ценность результатов работы:

1. Разработана общая технология проектирования АС символьно-численными методами и рекомендации по ее практическому использованию.

2. Разработана технология проектирования и перепроектирования для класса задач построения АС на основе структурированной кабельной системы, модульных устройств сегментации трафика и распределенных баз данных. Предложены типовые ССНФ специального вида для представления МАВ структуры подобных АС.

3. Обоснована экономическая эффективность СЧ-подхода к проектированию АС.

4. Разработаны программные средства, реализующие СЧ-методологию проектирования АС. Проведены вычислительные эксперименты, подтверждающие результаты теоретических исследований поведения алгоритмов структурирования и оптимизации на ССНФ в смысле вычислительной сложности СЧ-процедур проектирования.

Результаты исследований внедрены:

1. В государственном научно-исследовательском и проектном институте "Механобр" при разработке ПО САПР.

110

2. В госбюджетной НИР СЗПИ "Разработка телекоммуникационной инфраструктуры института и методик ее использования в учебном процессе".

3. При постановке и чтении курсов "Вычислительные комплексы, системы и сети" и "Сети ЭВМ и средства телекоммуникаций" для специальности 220100 - вычислительные машины, комплексы, системы и сети.

На защиту выносятся:

1. СЧ-схема - методологически единый подход к проектированию АС.

2. Принципы и методы построения СЧ-модели множества альтернативных вариантов проектируемой АС как составная часть СЧ-схемы - методологи чески единого подхода к проектированию АС.

3. Методы символьного преобразования СЧ-модели MAB АС.

4. Методы снижения сложности структурирования MAB АС.

5. Метод и алгоритм поиска оптимальной структуры АС в диалоговом режиме.

6. Методы предварительной оптимизации на исходной ХБФ.

7. Метод построения СЧ-технологий проектирования АС.

8. Метод проектирования АС на базе использования типовых ССНФ.

Библиография Стрижаченко, Алексей Ильич, диссертация по теме Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)

1. Алиев P.A. Методы интеграции в системах управления производством. - М.: Энергоатомиздат, 1989.-271 с.

2. Альянах И.Н. Моделирование вычислительных систем. Л.: Машиностроение, 1988.-223 с.

3. Анкудинов Г.И. Вопросы теории плекс-языков //Кибернетика. Киев, 1978. -№ 3. - С. 44-49.

4. Анкудинов Г.И. Методология структурного синтеза сложных объектов на основе логико-комбинаторного подхода: Дис. . доктора техн. наук: 05.13.01, 05.13.06.-Л., 1989.-310 с.

5. Анкудинов Г.И. Об одном общем подходе к синтезу структуры алгоритмов, устройств и систем //Кибернетика. Киев, 1982. - № 1. - С. 55 - 68.

6. Анкудинов Г.И. Основы теории и проектирования САПР. Вып. 1. Системное проектирование и структурный синтез:Текст лекций. СПб.: СЗПИ, 1993.-63 с.

7. Анкудинов Г.И. Символьно-численные методы в задачах дискретного программирования с логическими ограничениями //Кибернетика. Киев, 1989. -№3.-С. 51-55.

8. Анкудинов Г.И. Синтез структуры сложных объектов: логико-комбинаторный подход. Л.: Изд-во Ленингр.ун-та, 1986. - 260 с.

9. Анкудинов Г.И., Анкудинов И.Г., Стрижаченко А.И. Интеллектуальные САПР в машиностроении //Машиностроение и автоматизация произподства: Межвуз. сб. Вып. 10. СПб.: СЗПИ, 1998. - С. 141 - 145.112

10. Анкудинов Г.И., Стрижаченко А.И. Метод оптимизации развития АИС, выполненных на базе ЛВС//Проблемы системотехники и АСУ: Межвуз. сб. Л.: СЗПИ, 1991.-С. 119- 124.

11. Анкудинов Г.И., Стрижаченко А.И. Оценка эффективности автоматизации структурного синтеза/Сев.-Зап. заоч. политехи, ин-т.- Л., 1988. 10 с. - Деп. 27.06.88, № 5108.-В88.

12. Анкудинов Г.И., Стрижаченко А.И. Символьно-численные методы решения оптимизационных задач на И-ИЛИ-графах с контурами /Сев.-Зап. заоч. политехи. ин-т. Л., 1988. - 9 с. - Деп. 07.07.88, №5479. - В88.

13. Анкудинов Г.И., Стрижаченко А.И. Структурный синтез систем дистанционного обучения, использующих Internet //Информационные технологии в дистанционном обучении. СПб.: СЗПИ, 1998. - С. 76 - 81.

14. АСУ на промышленном предприятии: Методы создания: Справочник / С.Б. Михалев, P.C. Седегов, A.C. Гринберг и др. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 400 с.

15. Байцер Б. Микроанализ производительности вычислительных систем. М.: Радио и связь, 1983. - 360 с.

16. Баранов В.Ф., Стрижаченко А.И. Моделирование проектных решений дро-бильно-измельчительных комплексов на ПЭВМУ/Обогащение руд.- СПб., 1993. -№ 1-2. С. 54 - 59.

17. Баранов В.Ф., Стрижаченко А.И. Некоторые результаты моделирования на ПЭВМ проектных решений комплексов среднего и мелкого дробления при различном аппаратурном оформлении //Обогащение руд. СПб., 1993. - № 5-6. - С. 44 - 50.

18. Батлер Б., Мэйс Т. Большой скачок //PC MAGAZINE/RE. 1995. - № 1. -С. 20-48.

19. Бойл П. Модульные концентраторы //PC MAGAZINE/RE. 1996. - Спецвыпуск №2.-С. 118- 134.

20. Боэм Б.У. Инженерное проектирование программного обеспечения. М.: Радио и связь, 1985. - 512 с.

21. Буч Г. Объектно-ориентированный анализ и проектирование с примерами приложений на С++, 2-е изд. М.: "Издательство Бином", СПб: "Невский диалект", 1998.-560 с.

22. Выбор микроЭВМ для информационных систем /Н.М. Соломатин, Р.Т. Шертвитис, М.М. Макшанцев. М.: Высш. шк., 1987. - 120 с.

23. Вычислительные комплексы, системы и сети: Методические указания к курсовому проектированию/Г.И. Анкудинов, И.Б.Арефьев, А.И. Стрижаченко. Л.:СЗПИ, 1990.-32 с.

24. Гальперович Д.Я. Горизонтальная проводка для скоростных ЛВС //Сети-1995.- № 1.- С. 48 -54.

25. Гальперович Д.Я. Горизонтальная проводка категории 5 //LAN MAGAZINE/Русское издание. 1996. - № 8. - С. 51 - 55.

26. Гальперович Д.Я. Кабельные системы категории 5 //Сети. 1995. - № 6. -С. 74-81.

27. Гаррис Дж. Адаптеры Fast Ethernet: подготовка к переходу на новые скорости //PC MAGAZINE/RE. 1996. - Спецвыпуск № 2. - С. 42 - 67.

28. Гилмор М. Перспективы развития кабельных систем //Сети и системы связи.-1997. №6. -С. 38-41.

29. Гук М. Аппаратные средства IBM PC. СПб.: Питер, 1996. - 224 с.

30. Гук М. Локальные сети Novell. СПб.: Питер, 1996. - 288 с.

31. Гэри М., Джонсон Д. Вычислительные машины и труднорешаемые задачи. М.: Мир, 1982.-416 с.

32. Дал У., Дейкстра Э., Хоор К. Структурное программирование. М.: Мир, 1975.-247 с.

33. Дейт К.Дж. Введение в системы баз данных. 6-е изд. - К.: Диалектика, 1998. - 784 с.114

34. Дженнингс Ф. Практическая передача данных: Модемы, сети и протоколы. М.: мир, 1989.-272 с.

35. Дженсен Б. Сверхмощные серверы //PC MAGAZINE/RE. 1996. - Спецвыпуск №2.-С. 106-117.

36. Зелковиц М., Шоу А., Геннон Дж. Принципы разработки программного обеспечения. М.: Мир, 1982. - 368 с.

37. Интерфейсы систем обработки данных: Справочник/A.A. Мячев, В.Н.Степанов, В.К.Щербо; Под ред. А.А.Мячева. М.: Радио и связь, 1989. -416 с.

38. Йодан Э. Структурное проектирование и конструирование программ. М.: Мир, 1976.-416 с.

39. Калянов Г.Н. CASE структурный системный анализ ( автоматизация и применение ). М.: "ЛОРИ", 1996. - 242 с.

40. Каталог сетевых продуктов //LAN MAGAZINE/Русское издание. 1996. -Без номера. - 240 с.

41. Каталог сетевых продуктов //LAN MAGAZINE/Русское издание. 1997. -Без номера. - 214 с.

42. Клейнрок Л. Вычислительные системы с очередями. -М.Мир, 1979 600 с.

43. Коновер Дж. Коммутаторы третьего уровня для корпоративных интрасетей //Сети и системы связи. 1997. - № 5. - С. 40 - 47.

44. Коновер Дж. Сегментирующие концентраторы повышают производительность сети //Сети и системы связи. 1997. - № 5. - С. 16-20.

45. Корриган П. Основы проектирования сети //LAN MAGAZINE/Русское издание. 1997. - № 2. - С. 52 - 56.

46. Кроуз Т., Пенрод Дж. Как выбирать сервер //Сети. 1995. - № 4. - С. 44-56

47. Кузнецов О.П., Адельсон-Вельский Г.М. Дискретная математика для инженера. М.: Энергоатомиздат, 1988. - 480 с.

48. Куин Л., Рассел P. Fast Ethernet К.: Издательская группа ВНУД998 - 448 с115

49. Липский В. Комбинаторика для программистов. — М.: Мир, 1988. 213 с.

50. Локальные вычислительные сети: Справочник. В 3-х кн. Кн. 3: Организация функционирования, эффективность, оптимизация /C.B. Назаров, Н.В.Ашихмин, A.B. Луговец и др. ; Под ред. C.B. Назарова. М.: Финансы и статистика, 1995248 с.

51. Мак-Клеллан Р. Балансирование между производительностью и функциональностью. Испытание коммутаторов //Сети. 1996. - № 3 - 4. - С. 38 - 44.

52. Мамиконов А.Г., Кульба В.В., Косяченко С.А., Ужастов И.А. Оптимизация структур распределенных баз данных а АСУ. М.: Наука, 1990. - 240 с.

53. Методические рекомендации по построению локальных вычислительных сетей /Под. Ред. C.B. Назарова. М.: МО СССР, 1990. - 296 с.

54. Мизин И.А. Системные концепции проектирования территориальных сетей ЭВМ и систем обмена данными общего назначения. В кн.: Кибернетика и вычислительная техника /Под ред. В.А. Мельникова. Вып.2. - М.: Наука, 1986.-С. 28-49.

55. Михалевич B.C., Волкович В.Л. Вычислительные методы исследования и проектирования сложных систем. М.: Наука, 1982. - 286 с.

56. Многоуровневое структурное проектированеи программ: Теоретические основы, инструментарий /Е.Л. Ющенко, Г.Е. Цейтлин, В.П. Грицай, Т.К.Терзян. М.: Финансы и статистика, 1989. - 208 с.

57. Молостов В.И., Храмцов A.B. Сетевые анализаторы //Сети. -1995.- № 4— С. 96- 100.

58. Николаев В.И., Брук В.М. Системотехника: методы и приложения. Л.: Машиностроение, 1985. - 199 с.

59. Нотон П. Java. Справочное руководство. М.: Восточная Книжная Компания, 1996.-448 с.

60. Ньюман Дж. Основы построения структурированной кабельной системы //Сети и системы связи.-1996. ч. I. - № 7. - С. 22 - 29; ч. И.- № 10,- С.22 - 28.116

61. Подиновский В.В. Ногин В.Д. Парето-оптимальные решения многокритериальных задач. М.: Наука, 1982. - 254 с.

62. Построение экспертных систем. /Под ред. Ф. Хейес-Рота, Д. Уотермана, Д. Лената. М.: Мир, 1987. - 441 с.

63. Программирование на JAVA. Путеводитель /С.Симкин, Н.Бартлетт, А.Лесли. К.: НИПФ "ДиаСофт Лтд.", 1996. - 736 с.

64. Программные системы. М.: Мир, 1988. - 288 с.

65. Программные средства машинной графики. Международный стандарт GKS /Г. Эндерле, К. Кэнси, Г. Пфафф. М.: Радио и связь, 1988. - 480 с.

66. Пронин Е.Г., Могуева О.В. Проектирование бортовых систем обмена информации. М.: Радио и связь, 1989. - 240 с.

67. Протоколы информационно-вычислительных сетей: Справочник/С.А.Аничкин, С.А.Белов, А.В.Бернштейн и др.; Под ред. И.А.Мизина, А.П.Кулешова. М.: Радио и связь, 1990. - 504 с.

68. Ричардсон Р. Глубины OpenDoc //LAN MAGAZINE/Русское издание. -1996. Апрель.-С. 106-110.

69. Робсон М., Уллах Ф. Практическое руководство по реинжинирингу бизнес-процессов. М.: Аудит, ЮНИТИ, 1997. - 224 с.

70. Роджерсон Д. Основы СОМ. М.: Издательский отдел "Русская редакция" ТОО "Channel Trading Ltd.", 1997. - 376 с.

71. Семерия Ч. Совместная работа коммутаторов и маршрутизаторов при построении расширяемых сетей //Сети. 1996. - № 1. - С. 82 - 90.

72. Сешнс Р. Распределенные объекты //LAN MAGAZINE. 1997. - № 2. -С.64-69.

73. Сиколенко В.В. Работа СУБД Oracle в распределенных архитектурах //Сети. 1995.- №8.-С. 86-93.

74. Смирнов И.Г. Структурированные кабельные системы. -М.: ЭКО-ТРЕНДЗ, 1998.- 178 с.117

75. Сталлингс У. Фрактальная структура трафика опровергает прежние предположения //ComputerWeek-Moscow. 1997. - № 19. - С. 28.

76. Стандарты по локальным вычислительным сетям: Справочник / В.К.Щербо, В.М.Киреичев, С.И.Самойленко; Под ред. С.И.Самойленко -М.: Радио и связь, 1990. 304 с.

77. Стрижаченко А.И. Архитектура системы управления виртуальным предприятием машиностроения //Машиностроение и автоматизация производства: Межвуз. сб. Вып. 10. СПб.: СЗПИ, 1998. - С. 146 - 151.

78. Стрижаченко А.И. Представление знаний в системе структурного синтеза //Методы и средства представления знаний. Л.: ЛДНТП. - 1990. - С. 22 - 27 .

79. Стрижаченко А.И. Символьно-численные методы структурного синтеза в системах поддержки виртуального машиностроительного производства //Машиностроение и автоматизация производства: Межвуз. сб. Вып. 9. СПб.: СЗПИ, 1998.-С. 113-117.

80. Стрижаченко А.И. Сложность символьных вычислений на скобочных фор-мах//Проблемы системотехники и АСУ: Межвуз. сб.- Л.:СЗПИ, 1989.-С. 45 49.

81. Стрижаченко А.И. Технология проектирования автоматизированных систем символьно-численными методами //Проблемы системотехники и АСУ: Межвуз. сб. Л.: СЗПИ, 1990. - С. 44 - 48 .

82. Структурное проектирование надежных программ встроенных ЭВМ / A.A. Штрик, Л.Г. Осовецкий, И.Г. Мессих.-Л.: Машиностроение, 1989. 296 с.

83. Технология системного моделирования /Е.Ф. Аврамчук, А.А.Вавилов, C.B. Емельянов и др.; Под общ. ред. C.B. Емельянова и др. М.: Машиностроение, 1988.- 520 с.

84. Турчин C.B. CiscoFusion: архитектура для коммутируемых сетей //Сети. -1996.-№3-4.-С. 46-56.118

85. Удовиченко Е.Т., Койфман Ю.И., Банин Ю.А. Комплексные автоматизированные системы управления качеством: (Методы и средства проектирования).-М.: Издательство стандартов, 1989. 192 с.

86. Уитман А. Переход к коммутируемым сетям //Сети и системы связи. — 1996 № 1.-С. 44-50.

87. Уитман А., Колхеп Р.Дж. Коммутирующие концентраторы: новый рубеж сетевой технологии //Сети. 1995. - № 8. - С. 31 - 40.

88. Уотермен Д. Руководство по экспертным системам. М.: Мир, 1989 - 388 с.

89. Федотов А.Е. Технология управления распределенными сетями //Сети и системы связи. 1996. - № 1. - С. 56 - 59.

90. Флинт Д. Локальные сети ЭВМ: архитектура, принципы построения, реализация. М.: Финансы и статистика, 1986. - 359 с.

91. Фокс Дж. Программное обеспечение и его разработка. М.: Мир, 1985. -368 с.

92. Формальная логика /Под ред. И.Я Чупахина, И.М.Бродского. Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1977. - 360 с.

93. Френк А. Миграция к быстрой сети //LAN MAGAZINE/Русское издание. -1996.- №4.-С. 35-41.

94. Хогдал С. Коммутаторы Ethernet сетевые ускорители //Сети. - 1995.- № 2. -С. 49-57.

95. Хрущев С.Н. Автоматизация проектирования специфицированных и проблемно-ориентированных комплексов СМ ЭВМ. //ВТ соц.стран. -М.: Финансы и статистика, 1987. Вып. 22. - С. 71 - 82.

96. Цвиркун А.Д. Основы синтеза структуры сложных систем. М.: Наука, 1982. - 200 с.

97. Чаппелл Л.А., Хейнс Д.Е. Анализ локальных сетей NetWare: Рук. Novell.-М.: "ЛОРИ", 1995.-596 с.119

98. Чеппел Д. Технология ActiveX и OLE. М.: Издательский отдел "Русская редакция" ТОО "Channel Trading Ltd.", 1997. - 320 с.

99. Шевченко В.Н. Качественные вопросы целочисленного программирования. М.: Физматлит, 1995. - 192 с.

100. Шершульский В. Рой Робинсон: "Мы просто работали над совершенствованием своих машин ." //ComputerWeek-Moscow. 1996. -№42,- С. 36-37,43.

101. Шолл Ф. Азбука планирования нагрузки //LAN MAGAZINE/Русское издание.-С. 38-43.

102. Шэнк Д.Д. Руководство Novell. Технология клиент/сервер и ее приложения. М.: "ЛОРИ", 1995. - 418 с.

103. Эккерсон В. В поисках лучшей архитектуры клиент-сервер //Сети. 1995.-№ 4. - С. 72 - 79.

104. Энгельке У.Д. Как интегрировать САПР и АСТПП: Управление и техноло гия. М.: Машиностроение, 1990. - 320 с.

105. Яблонский С.В. Введение в дискретную математику. М.: Наука, 1979. -272 с.

106. Янбых Г.Ф., Столяров Б.А. Оптимизация информационно-вычислительных сетей. М.: Радио и связь, 1987. - 232 с.

107. Bux W. Performance Issues//Lecture Notes in Computer Sci. 1985. - V. 184.-P. 109-161.

108. Edwards P. Systems analysis and design McGRAW - HILL - 1993. - 521 p.

109. Hammer M. Reengineering work: Don't Automate, Obliterate. Harward Business Review. - July-August, 1990. - P. 104 - 112.

110. Hammer M., Champy J. Reengineering the corporation: a manifesto for business revolution. HarperBusiness. - 1993. - 233 p.

111. Kauffels F.-J. Practical LANs analysed. Ellis Horwood Limited. - Chichester.-1989. - 336 p.120

112. Kendall K.E., Kendall J.E. Systems analysis and design. 2nd ed. - Prentice Hall, Inc. - 1992 - 759 p.

113. Stuck B.W., Arthurs E. A Computer and Communications Network Performance Analysis Primer. Prentice-Hall, Inc., 1985. - 593 p.

114. Syslo M.M., Deo N., Kowalik J.S. Discrete Optimization Algorithms. Pren tice-Hall, Inc., 1983. - 542 p.