автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.16, диссертация на тему:Методы измерения и оценки временных характеристик алгоритмов

РГБ, ОД 1 3. ИЮН 2000

На прайчх румч1Н.:к

СьЛЬКИН Михаил Ьладислувонич -

МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ И ОЦЕНКИ ВРЕМЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК АЛГОРИТМОВ (ПА ПРИМЕРЕ РАСПРЕДЕЛЕННОЙ ВЫЧИСЛИ'IЕЛЫЮП СЕТИ)

Специальное 1ь 05.11.16 -«Информационно-измертельиые сисимы

Автореферат диссертации на соискание ученой сгенепн кандида та технических наук

'Гула 2000

РаГкна выполнена на кафедре «Электронные вычислительные машины»» в Тульском государственном университете.

I ¡аучиын руководитель - • доктор технических паук, профессор,

ЛАРКИН Е.В.

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

ОсадчийВ.И.

- кандидат технических наук ВарсакопВ.С.

Ведущая организация - ЗАО «Транзас».

Защита состоится «_» О/о 2000 г. в _Г± часов на заседании диссертационного совета К 063.47.09 в Тульском государственном университете (300600, г. Тула, проспект им. Ленина, 92, 9-101).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан «_» 0 2000 г.

Ученый секретарь л'.сцнационного совета

К В. Ларкин

V . .у,

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОГЫ

Актуальность темы. Современный этап развития сет ¿11 ЭВМ и средла телекоммуникаций характеризуется увеличением количества пол:, ¡ова гелей распределенных вычислительных сетей. Этот процесс наблюдается во многих сферах деятельности человека: при комплексированяи систем автоматизации проектирования, АСУ технологическими процессами, сбора, хранении и анализа информации в медицинских учреждениях, робототехннчсскпх сиатсм, конторских и банковских систем. С увеличением числа пользователей систем обработки, хранения и анализа данных, распределенных во времени и пространстве, возникает необходимость формирования большого количества заявок. В формировании потока заявок участвуют пользователя; программное обеспечение распределенной вычислительной сети и сама распределенная вычислительная сеть. В указанной ситуации возникает задача повышения эффективности использования распределенных вычислительных сетей, которая решается путем упорядочивания процесса формирования заявок в распределенной вычислительной сети, для чего существует необходимость иметь достоверные данные о параметрах потока формируемых заявок.

Перечисленные выше обстоятельства обусловили выбор обт»екта исследования диссертации. который мо;кет быть охарактеризован как распределенная вычислительная сеть, т.е. совокупности .территориально распределенных ЭВМ, соединенных с помощью одной или большего числа линий связи.

Неотъемлемой частью задачи повышения эффективности использования распределенных вычислительных сетей является задача измерения и оценки временных характеристик их программного обеспечения с учетом работы пользователя в распределенной вычислительной сети.

Указанные обстоятельства определили выбор предмета исследован;!н диссертации, который может быть охарактеризован как методы измерения и оценки временных характеристик алгоритмов программного обеспечения в распределенных аппаратно-программных комплексах исследуемого класса.

Как правило, состав и функциональные взаимосвязи в аппаратных средствах определяются на ранних этапах проектирования распределенных вычислительных сетей и в дальнейшем редко подвергаются изменениям. На том же этапе разрабатываются и утверждаются нормативные документы, регламентирующие системные соглашения между разработчиками программного обеспечения. Вследствие этого алгоритмы управления доступом к информации в сети и их программная реализация остаются единственными варьируемыми параметрами для управления г оаметрами потока заявок с учетом ограничении, накладываемых системными соглашениями.

Целью диссертационной работы является создание обобщенной методики измерения и оценки временных характеристик алгоритмическая о и программного обеспечения распределенной вычислигельной сети, оценка работы

пользователя распределенной вычислительной сети между двумя его обращениями « сеть, а также реализация обобщенной методики в программно-аппаратном комплексе для выработки рекомендаций по ускорению обслуживания потока заявок и распределенной вычислительной сети, являющейся объектом измерения.

В соответствии с поставленной целью автором решены следующие задачи:

. - разработан аппаратно-программный комплекс для измерения вре-мешшх характеристик алгоритмов и оценки параметров по измеренным характеристикам;

- разработаны методы измерений временных характеристик алгоритмов распределенных вычислительных сетей, на базе которых разработай комплекс алгоритмов и программ, позволяющий оценивать временные характеристики исполняемых модулей программного обеспечения распределенной вычислительной сети, даны рекомендации по его использованию в интерактивном и автоматическом режимах;

- получены зависимости общего вида для расчета значений параметров типовых законов, аппроксимирующих результирующий закон плотности распределения вероятности времени исполнения алгоритма программного обеспечения распределенной вычислительной сети при известном виде и параметрах составляющих законов по критерию минимума квадратичной ошибки;

- проведены экспериментальные исследования, подтверждающие эффективность методов оценки временных характеристик в аппаратно-программном комплексе.

Вопросами развития теории параллельных систем, к которым относится распределенная вычислительная сеть, и аналитических методов их исследования посвящены работы отечественных ученых: В.М. Глушкова, В.Е. Котова, A.A. Маркова (случайные процессы), A.A. Маркова (теория алгоритмов), В.В Овчинникова, Е.В. Бойченко, A.B. Фролова (сети ЭВМ) И.В. Прангишвили, И В Жожикашвили и др., а также зарубежных специалистов: Дж. Питерсона, Д. Форрари, С.А. Петри, Д. Кенига, Д. Штойяна, В. Кальфа и др.

Методы исследования. В работе используются методы теории полумар-ког.скич процессов, теории систем массового обслуживания, теории вероятностей. Разработка алгоритмов и программ осуществлялась на основе объектно-орпептироианпого подхода к организации данных и алгоритмов.

Научная чотппа работы заключается в следующем.

!. Разработаны .методы измерений н оценки временных характеристик ылиюнешои алгоритмов программного обеспечения распределенной вычис-.'ilUOI-HOit сои.

2. Получены аналитические зависимости для pacMt ов числовых характеристик результирующего закона плотности распределения вероятное ш времени между двумя обращениями пользователя в сеть.

3. На основе измерительной информации и структурно-параметрического анализа алгоритмов и программ распределенной вычислительной сети, предложена методика выбора аппроксимации аналитическим законом распределения времени выполнения алгоритма программного обеспечения распределенной вычислительной сети.

4. Получены аналитические выражения для определения ошибки аппроксимации результирующего закона плотности распределения вероятности времени выполнения алгоритма экспоненциальным и нормальным законами.

Практическая ценность работы заключается в применении теоретических положений и выводов диссертации для решения практических задач ' оценки временных характеристик программного обеспечения в системах исследуемого класса:

1. Разработано алгоритмическое и программное обеспечение, позволяющее оценивать временные характеристики алгоритмов исполняемых модулей программного обеспечения распределенной вычислительной сети

2. На основе измерительной информации, полученной о ряде экспериментов, произведена оценка временных характеристик работы пользователя в распределенной вычислительной сети.

3. Разработан алгоритм определения времени выполнения линейных блоков алгоритма исполняемого модуля программного обеспечения распределенной вычисл пельной сети.

4. С целью наглядного представления результатов работы был разработан и реализован алгоритм rpad ического представления структуры исполняемого файла программного обеспечения распределенной вычислительной сети.

Реализация результатов диссертационной работы. Прикладные результаты работы внедрены:

- в муниципальной больнице №1 г. Тулы с общим экономическим эффектам за один год 20600 руб в ценах 1998 г. Работа направлена на упорядочивание обслуживания распределенной базы данных сети MEDNET при коллективном использовании базы данных службами и отделами муниципальной больницы №1 г. Тулы;

- в разработках Всероссийского научно-исследовательского института «Сигнал» с экономическим эффектом 184600 руб. за 1999-2000 гг. в ценах 2000 г. Работа направлена на улучше. ие временных характеристик алгоритмических структур для систем управления приводами наведения объектов специального назначения, а также при разработках ЛВС в НГ1К-1.

Теоретическнс результаты работы внедрены в учебных курсах «Высокопроизводительны-; сети ЭВМ» и «Сети ЭВМ и средства телекоммуникаций» на кафедре ЭВМ Тульского государственного университета.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доклад!,¡вались на следующих конференциях и семинарах. 1. «Микроэлектроника и информатика - 98» (г. Москва, 1998 г.) 2. XV научная сессия, посвященная Дню Радио (г. Тула, ТулГУ, 1998 г.). 3. XII-ая международная .техническая научная конференция «Математические методы в технике и технологиях» (г. Нижний Новгород; 1998 г.). 4. Молодежная научная конференция «XXV Га-гаринские чтения» (г. Москва, МГАТУ, 1999 г.). 5. XII-ая научно-техническая конференция «Пути совершенствования ракетно-артиллеристских комплект сов, методов их эксплуатации и ремонта», (г. Тула, ТАИИ, 1999). 6. II-ая Всероссийская научно-техническая конференция (г. Нижний Новгород: НГТУ, 2000). 7.Военно-научная конференция №36 (г. Санкт-Петербург: ВАУ, 1999 г ) S. Научно-техническая конференция молодых специалистов, аспирантов и студентов «Техника XXI века глазами молодых специалистов» (г. Тула, Тульский Дом науки и техники, 2000). 9. Научно-практические конференции профессорско-преподавательского состава ТулГУ (г. Тула 1997-99 г.г.).

Публикации. По результатам исследований опубликовано 10 печатных работ.

Характеристика работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов и заключения, изложенных на 138 страницах машинописного текста, содержит 28 рисунков, 16 таблиц, список использованной литературы из 92 наименований, 3 приложения, изложенных на 40 страницах машинописного текста, акты внедрения в учебный и производственные процессы.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении содержится обоснование актуальности темы исследования, сформулированы цели и задачи диссертационной работы, дано краткое изложение результатов по основным разделам.

В первом разделе на основе анализа отечественной и зарубежной научной и патентной литературы определен объект измерения, а именно, распределенная вычислительная сеть, представляющая собой совокупность ЭВМ, соединенных средствами передачи данных, причем каждая ЭВМ управляется пользователями, работающими по определенному алгоритму.

Схема формирования потока заявок в распределенной вычислительной сечи между двумя обращениями пользователя в сеть представлена на рис. 1.

("Muibu BjKMeübbíXXujHiKltrí bvíiiK j*jcripe/|c-'n.-Kn;/H íiL.,..ít>i.i,ic,ü.:iuíi ce «и | ----------

f Польз. )

»ременных í н oiteif»»i л

iii.c. 1И1.« er ' яврмкте^.гсштл

Л fnoujt)

i

byCUiKlül* MijldKÍ ,iá »1 i

7/юО)'

Рис.1. Формирование потока заявок в распределенной вычислительной сети между друмя обращениями пользователя в сеть.

Показано, что в распределенной вычислительной сети в формировании потока заявок участвуют три субъекта. Первый субъект - это ЭВМ, работающая по алгоритму, заложенному в программное обеспечение. Второй субъект - это пользователь, который работает по определенному алгоритму. Третий субъект - это непосредственно сама распределенная вычислительная сеть, участвующая в операциях по пересылке информации.

Рассмотрены основные существующие методы измерения временных интервалов в распределенной вычислительной сети и сделан вывод о том, что характеристики распределенных систем рассматриваемого класса могут оцениваться непосредственно в «натурном»' (физическом) эксперименте. Однако подобный подход непродуктивен, поскольку после запуска системы в эксплуатацию оказывается достаточно сложно вносить модификации по результатам анализа. В связи с этим целесообразным является использование методов аналитического моделирования с использованием априорной информации, полученной по результатам измерений в распределенной вычислительной сети. На основании анализа методов моделирования распределенных вычислительных сетей сделан вывод о том, что исследование поведения во времени распределенных вычислительных сетей возможнй с помощью аппарата случайных процессов. Выбор случайных процессов, используемых для описания и анализа распределенных вычислительных сетей, зависит от их структуры и типа, от лредположг ий о независимости или зависимость встречающихся случайных величин, от вида их функций распределении.

В качестве базовой модели выбран полумарковский процесс. Анализ модели распределенной вычислительной сети, построенной с помощью полумарковских процессов, позволил оценить временные характеристики на

I В(

осиокашш измерений параметров выполнения алгоритмов пользователями распределенной вычислительной сети.

Отмечено, что и работе пользователя в распределенной вычислительной сети большой удельный вес занимают процессы, происходящие между предъявлением изображения компьютером я принятием решения пользователем, осуществляемого с помощью таких средств взаимодействия, как клавиатура, снеговое перо, трек-болл, мышь и др. Достаточно редко 'встречаются такие виды дея1елыгостн пользователя, в которых ему представляется небольшое количество несложной информации и даются жесткие, однозначные правила ее обработки, позволяющие немедленно выполнять нужное действие. В этих случаях реакция пользователя минимальна ft задержка, накладываемая алгоритмом работы пользователя на время выполнения траекторий алгоритма исследуемого файла весьма мала. Значительно более распространенным является такой вид деятельности пользователя, при котором ему приходится иметь дело с достаточно большим количеством сложной информации. В таких случаях не всегда возможно сформулировать жесткие правила обработки информации и указать пользователю однозначные связи между стимулами и ответственными реакциями, поэтому в содержание деятельности пользователя входят восприятие н преобразование информации, направленные на приведение ее к виду, пригодному для решения задач.

Указано, что одним из основных критериев качества проектирования распределенной вычислительной сети является минимизация суммарной задержки обработки запроса пользователя и повышение общей эффективности функционирования распределенной вычислительной сети.

Во втором разделе предложена полумарковская модель алгоритма, определяемая четверкой М= [G, l\ F(t), О], в которой:

G = {A, Z} - упорядоченное множество, представляющее структуру процесса; Л - конечное множество состояний, совпадающее с множеством А - {¡ii, ..., а,-, ..., ctj) операторов алгоритма; Z- множество переходов в сопряженные состояния процесса, совпадающее с множеством связей между операторами алгоритма; Р = [ри] - вложенная цепь Марк в а, представляющая собой матрицу вероятностей переходов размерностью JxJ\ F(t) = \f4(t}} -(./x/j-мерная матрица законов распределения; Q = [q}, ..,, </„•..., qj\ - J-мернип вектор-строка начального распределения вероятностей.

Начальными состояниями полумарковского процесса являются состояния, совпадающие с подмножеством В с А начальных операторов алгоритма. Эшм состояниям соответствуют вероятности q, образующие вектор Q.

Поглощающими состояниями полумарковского процесса являются те и 1о ько те состояния, которые соответствуют операторам некоторого подмножества А".

Ошечено, что анализ алгоритмов сводится к решению следующих задач.

- О -

- определение закона распределения времени пребывания полумар-ковскрго процессам в некотором подмножестве состояний;

- определение закона распределения времени достижения некоторого подмножества состояний IV с А из состояний подмножества V с: А (частным случаем этой задачи является задача определения временя достижения состояний Е из В)

- вычисление вероятности достижения некоторого подмножества состояний IV с А из состояний подмножества V с А в течение некоторого наперед заданного интервала временят.

■ Указано, что выполнение алгоритма, описанного множеством (?, представляет собой процесс блужданий по состояниям полумарковского процесса, начинающийся в В(У) и завершающийся а Н(IV).

Введено понятие траектории решения алгоритма распределенной вычислительной сети, которое может быть охарактеризовано по отношению к полумарковскому процессу как состояния, в которые последовательно попадает процесс при движении из начальной точки в конечную.

Показано, что при отсутствии условных переходов алгоритм программного обеспечения распределенной вычислительной сети имеет линейную структуру и переход из начальной точки в конечную возможен лишь по единственной траектории,

В случае наличия во множестве операторов алгоритма оператора условного перехода (вперед) переход из начальной точки в конечную возможен пр двум различным траекториям, каждая из которых реализуется с определенной вероятностью/3) = р и рз = (1-р).

Сделан вывод о том, что для оценки временных характеристик алгоритмов на базе полученной р"нее измерительной информации, выполнение которых может быть представлено в виде полумарковского процесса А/ = [О, }', 1?(0, 0\, сводится к задаче выделения всех траекторий решения, обладающих некоторыми заранее заданными свойствами. Расчеты временных характеристик процессов для выделенных траекторий не представляют существенных трудностей и сводятся К выполнению операций свертки, умножения, суммирования и деления.

Отмечено, что совокупное множество траекторий образуе- полную группу событий, т.е. справедливо тождество

■ - 14

Выяснено, что трудности вычислений при выделении траекторий реше ния определяются структурой исследуемого алгоритма распределенной вычислительной сети, способом описания исследуемой структуры и эффективностью методов выделения траекторий решения.

Функция плотности распределения вероятности времени исполнения алгоритма определяется выражением:

fr^htptfMl ы

где р,.~ вероятность выполнения алгоритма по /-ой траектории; /¡(¿) - функция плотности распределения вероятности времени исполнения i'-ой траектории, и - общее число траекторий.

Очевидно, что время реализации г-ой траекторий процесса представля-ег собой множество операторов, время выполнения каждого из которых также является случайной величиной, описываемой некоторой функцией плотности распределения вероятностей /¡j(t). В этом случае функция плотности распределения /¡(t) времени реализации всей траектории является сверткой функций плотностей распределения соответствующих операторов:

где * определяет префиксную операцию свертки.

Разработан метод экспериментального определения времен» реакции пользователя на предоставляемую ему информацию программным обеспечением распределенной вычислительной сети. ,

Время реакции пользователя в условиях дефицита времени рассчитывается, исходя из выполнения следующего условия:

шах ^ min ~ min>

где Тц - время цикла решения задачи программного обеспечения, обусловленное требованиями к программному обеспечению; тг - время собственно реакции пользователя; г3 - время исполнительных действий, ,

На примере обработки данных эксперимента по отысканию пользователем на диалоговом окне информационного объекта, содержащего определенный набор символов, показано, что время реакции имеет статистическую оценку и этой оценкой является статистическое среднее случайной величины.

Сделан вывод о том, что даже если законь1 распределения времен реализации отдельных траекторий отличаются лишь в моментных характеристиках, обобщенная функция плотности распределения будет иметь вид, в общем случае не сводимый к типичным законам распределения.

В третьем разделе рассмотрены вопросы аппроксимации результирующею закона плотности распределения вероятности времени исполнения алгоритма в распределенной вычислительной сети.

-И -

Показано, что функция /,.(() может быть аппроксимирована одним из известных законов распределения с функцией плотности распределения

<р{},а\,аг.....а„), а ошибка аппроксимации определяется выражением

00

/(ЛМ-^.^.яг.--.^))2^'.

которое в данном случае является мерой близости аппроксимирующего закона плотности распределения вероятности времени исполнения алгоритма в распределенной вычислительной сети к реальному (критерием качества аппроксимации) и стремиться к минимуму в точках, определяемых системой уравнений

йа^ йе (¡а2

йе йа„

- = 0

= 0

в о

Рассчитано, что /-ее уравнение системы с учетом ошибки аппроксимации запишется в виде:

———' 8 с/а,

п (М , .

Щ • Л(0

и-1 V"1

~<р{1,аиа2,.,.,ап)

\ 2 ^ л

с]аг

что преобразовывается к виду

'Г» .....

Ф, '

ЙЧА'^]

Ли

\

>и*

Решение задачи аппроксимации: /Г(г) функцией ,а2.....<•<„) состоит в нахождении оптимальных по критерию минимума ошибки параметр ров Д|, «2,..,, ап и определяется решением системы уравнений

'п ( и \

2>- Д,Л(0

М V-'"1 Г И

*,/,(<)

.'»1

У»1

] ^^.....

£/0[

•.О

Фг

■Л

я,, <(,',..

-Ш

?ГА (и , ! ЛПс/^.а,;«-?,...,о„) 7 , *(/<<?(/, я,, а,,... ,о„)

I $р{мЩ ^— .....—

относнгелыю а,. Ошибка аппроксимации в этом случае должна стремиться к минимуму,

Найдены аналитические зависимости числовых характеристик результирующей функции плотности распределения вероятности времени выполнении алгоритма - математического ожидания Мг{<} и дисперсии Dr {/}ыо известным числовым характеристикам М, {;} и D({r} составляющих законов

» п II » п

MJ /<=1 -СС И

{'} = 2 {'}+ М? {t}-2Mr Им, if}).

1.

Числовые характеристики fr(t), найденные по этим формулам могут быть использованы для определения параметров аппроксимирующего закона tp(t,auaz,...,an). Показано, что в этом случае ошибка аппроксимации е будет больше £•„„„. V

Таким образом, параметры «ь а2> а,, аппроксимирующего /r(t) закона <p{t, ,а2,...,а„) могут быть найдены двумя методами:

1) путем решения полученной системы уравнений относительно f 1, а2:..., С1а, что обеспечит наименьшую ошибку аппроксимации ¿roin по критерию минимума ошибки;

2) путем нахождения числовых характеристик fr[t) и цх дальнейшего использования для определения параметров ai, Oj а,„ что приводит к ошибке аппроксимации

Получены аналитические зависимости для параметров наиболее распространенных распределений - экспоненциального и нормального, а также оценены ошибки аппроксимации результирующего закона плотности распределения вероятности времени исполнения алгоритма.

При аппроксимации результирующего закона плотности распределения вероятности времени выполнения алгоритма экспоненциальным законом система уравнении состоит из одного уравнения:

i

Цр/М) .'=1

cia\ s da%

-00

где правая часть может быть преобразована к виду:

а левая часть выражения содержит сумму взвешенных плотностей распределения вероятностей времен выполнения отдельных траекторий алгоритм;), которые, в общем случае, могут описываться различными законами распределения.

При аппроксимации результирующего закона плотности распределения вероятности времени выполнения алгоритма нормальным законом система уравнений примет вид:

[

N

2>/Л') >=1

-осЦ~1

с1<р2{иа\,аг)

с1а\

¿<рг(<,аъа2) (!а\

и

, где

с/а-)

-СО 1

(/а?

7 , ^<рг(гиаиаг) 7 } РгЪ.Оиаг) \

2 т

_I

<л

2/а'

па\ -/2

¡Л,

ка-,

является константой: | ('] > аь а2)

<1а

Л = 0.

Левая часть первого уравнения системы содержит сумму взвешенных плотностей распределения вероятностей времен выполнения отдельных траекторий алгоритма, которые, в общем случае, могут описываться различными законами распределения, а второе уравнение системы может быть записано в виде:

/

1 аа?

1

1 +

1

2-/яа1\ аг)

где правая часть может быть преобразована к виду:

1

2.ТИ,'

па->

^£1)11 _ т\ )м'2

Л,

1 +

я42а2)

24к\

В четвертом разделе содержится описание программного комплекса анализа временных характеристик алгоритмов и программ, основанною на теоретических положениях, изложенных во втором и третьем разделах

В установке, использованной для проведения эксперимента реплтовлн пакет программ, который позволяет декомпилировать заданный исполняемый модуль в целях выявления линейных участков, определении к:>чееп:енн> |\ и

е

ч

Г

с

количественных характеристик операторов каждого участка, определения траекторий решения алгоритма и их характеристик, а также представление траекторий в графическом виде. Экспериментатор - эксперт оценивает полученную информацию, производит необходимые изменения, а также указывает точки старта и стопа таймера на линейных участках разобранного алгоритма исполняемого модуля программного обеспечения распределенной вычислительно)! сети. Полученная таким образом информация записывается в файл для последующей автоматизированной обработки.

Структурная схема экспериментальной установки приведена на рис. 2.

Рис.2 Структурная схема экспериментальной установки

Для определения временных характеристик алгоритмов и программ управления доступом к сети были разработаны программные средства, решающие следующие подзадачи:

- декомпиляция заданной Программы в целях выявления линейных участков, определение качественных и количественных характеристик операторов каждого участка, определение траекторий решения алгоритма и их характеристик, а также представление траекторий в графическом виде;

- определение временных характеристик каждого из линейных участков программы и оценка закона распределения времени выполнения каждой траектории выполнения алгоритма в программе с учетом реакции пользователя программного обеспечения;

- оценка плотности распределения вероятности результирующего закона распределения времени выполнения алгоритмов программы с учетом алгоритма работы пользователя с программным обеспечением.

Определит)«; »феменных характеристик каждого из линейных участков прщрамчы и оценка закона распределения времени выполнения каждой тра-е тVIj«иit ы an .¡меняя ашорпгма в исполняемом модуле программного обеспе-

чения распределенной вычислительной сети производится в автоматическом режиме после загрузки ранее полученных данных. Программа запускает высокоточный счетчик (таймер), связанный с кварцевым генератором ЭВМ по команде ((таймер старт» и останавливает по команде «таймер стон», ранее указанным экспертом, после чего производится анализ полученной информации. Она предоставляется в графическом (построение гистограммы) и текстовом (в виде текстового файла) виде.

При проведении эксперимента было произведено 10000 замеров времени исполнения каждой траектории алгоритма исполняемого файла. Результаты опытов представлены в виде статистического ряда в таблице 1, где /, -обозначение /-того разряда; пи ~ число наблюдений в данном интервале; п -общее число наблюдений; р - частота, соответствующая Данному разряду.

Таблица 1. __'_ Статистический ряд

I, 7; 8 8; 9 9; 10 10; 11 И; 12 12; 13 13; 14 ИГ*; 15 (

м, 9 44 160 358 6170 2795 . 443 12 |

пр1 9,2 45,3 163,6 401,2 6156,4 2789,2 441,7 11,5 )

Пользуясь теоретическим нормальным законом распределения была проверена согласованность теоретического и статистического распределений для последовательности выполнения ряда математических операций по формуле:

■ г ищ-пр,)г зЗХ /=1 "Р1

где к - число разрядов статистического ряда.

Определено число степеней г свободы как число разрядов к минус число наложенных связей (в данном случае = 3): г = 8 - 3 = 5.

По табличным значениям были найдены для г = 5: при х1 =3,00 р = 0»70; при х1 = 4.35 р = 0,70.

Следовательно, искомая вероятность р при ^2=3,94 г1рнблнженно равна 0,56. Эта вероятность малой не является; поэтому был сделан вывод: .гипотезу о том, что время выполнения математической операции распределено по нормальному закону, можно считать правдоподобной.

Поставлен эксперимент, по результатам которого оценена задержка, накладываемая алгоритмом работы пользователя на время выполнения траекторий алгоритма в исполняемом модуле распределенной вычислительной сети.

Целью эксперимента явилось получение оценочных величин времени поиска и счета изображений, предъявленных на мониторе полыователю, р:1-

ботающего с программным обеспечением в распределенной вычислительной сети. В результате эксперимента необходимо.было получить значение времени поиска и счета изображений, предъявленных на мониторе пользователю, проверить полученную зависимость времени поиска от числа фиксаций, получить зависимость времени счета числа элементов диалогового окна ог объема поля и числа информационных элементов диалогового окна,-а также оценить влияние объема поля Лг - габаритных размеров диалогового окна на точность работы испытуемого.

В экспериментах приняли участие четыре пользователя, хорошо знакомых с условиями эксперимента. Все пользователи прошли предварительную тренировку на программном обеспечении.

Испытуемым нц мониторе предъявлялось диалоговое окно программы, содержащее 10, 20, 30, 40 и 50 объектов с буквенно-цифровыми формулярами различного содержания. По необходимости содержание каждого из полей могло быть изменено по специальным программам.

В связи с тем, что время реакции является случайной величиной, подчиненной статистическим закономерностям, значения которой для определенного размера поля N и априорной вероятности рц группируются около опытного значения, при построении графиков использовались средние значения времени реакции. Усреднение производилось для каждого испытуемого по числу шагов (либо по диапазону изменения числа шагов, если опытных данных для точечного усреднения было не достаточно); помимо этого проводилось усреднение по всем четырем испытуемым.

Результаты эксперимента представлены в таблице 2.

Зависимость времени

TaarHnwJL__ реакции пользователя от объема поля

Объ- Испыту- Испыту- Испыту- Испыту- Среднее

ем емый I емый 2 емый 3 емый 4 значение

поля »ы Г, сек «сп Т, сек "оп Т, сек Пщ Т, сек Ион Т, сек

Г ю 1 95 6,56 83 6,07 94 7,62 90 5,16 362 6,37

20 63 9,04 57 8,76 53 12,6 54 8,82 227. 9,75

30 32 14,95 36 14,40 35 17,60 36 11,62 139 14,63

40 18 17,10 17 17,30 15 23,40 16 14,75 66 17,94

48 16 20,50 17 22,70 17 31,80 17 17,80 67 23.30

Для ориентировочного определения огибающей аппроксимирующего закона функции плотности распределения времени выполнения алгоритма

пользователя определены третий и четвертый моменты. Асимметрия найдена

•

по формуле S\ = —, где ^ - Шх>~П1х) п\ = о,088, <r3 п

/ ^ N 4

а эксцесс - по формуле: Ек~~, где //4 = ----- -0,28.

сг4 п

Полученные сравнительно малые значения Sk. log и Ек log позволили высказать предположение о том, что распределения, п, ~f{T„) приближаются к нормальному.

Была проверена сходимость полученных закономерностей к нормаль-

2 2 ному закону по критерию % и было получено % =6,02, что соответствует

вероятности сходимости р = 0,33. Указанная вероятность не является малой,

поэтому был сделан следующий вывод: предположение о том, что величина

log7; распределена по нормальному закону, можно считать оправданным,

что позволяет использовать разработанные методы анализа, типичные для

нормального закона распределения.

Алгоритмы работы: пользователя в распределенной вычислительной сети и программного обеспечения были оценены теоретически по разработанной методике и измерены экспериментальным путем, на основании чего можно сделать вывод, что эти оценки укладываются в ошибку эксперимента -10%. ■ '

В заключении сформулированы основные результаты и выводы работы.

В приложении приводятся примеры программной реализации алгоритмов, позволяющих оцецить временные характеристики исполняемых программных модулей распределенной вычислительной сети: среднее время исполнения, дисперсию среднего времени исполнения, а таким отобразить в графическом виде выделенные линейные участки из алгоритмов этих модулей.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

1. На основе измерительной информация и структурно-параметрического анализа алгоритмов и программ распределенной вычислительной сети, разработана методика выбора аппроксимации аналитическим законом распределения времени выполнения алгоритма программного обеспечения распределенной вычислительной сети.

2. Разработаны методы измерений и оценки временных характеристик компонентов алгоритмов программного обеспечения распределенной вычислительной сети.

3. Получены аналитические зависимости числовых характеристик результирующего закона плотности распределения верочиюои времени выполнения алгоритма от моментов составляющих законов.

4. Полнены аналитические выражения для определения ошибки аппроксимации результирующего закона плотности распределения вероятности времени выполнения алгоритма экспоненциальным и нормальным законами.

5. Получены зависимости общего вида для расчета значений параметра экспоненциального и нормального законов, аппроксимирующего результирующий закон плотности распределения вероятности времени исполнения алгоритма при известном виде и параметрах составляющих законов по критерию минимума квадратичной ошибки.

6. Получены аналитические выражения для определения ошибки аппроксимации результирующего закона плотности распределения вероятности времени исполнения алгоритма экспоненциальным и нормальным законами.

7. Разработано алгоритмическое и программное обеспечение, позволяющее оценивать временные характеристики алгоритмов исполняемых модулей программного обеспечения распределенной вычислительной сети.

8. На основе измерительной информации, полученной в ряде эксперт ментов произведена оценка временных характеристик работы пользователя в распределенной вычислительной сети.

9. Разработан комплекс алгоритмов и программ, позволяющий оценивать временные характеристики исполняемых модулей программного обеспечения распределенной вычислительной сети и обеспечивающий визуализацию структуры анализируемого программного обеспечения распределенной вычислительной сети.

10. Прикладные результаты работы внедрены: в муниципальной больнице №1 г. Тулы с общим экономическим эффектом за один год 20600 руб. в ценах 1998 г., а также в разработках Всероссийского научно-исследовательского института «Сигнал» с экономическим эффектом 184600 руб. за 19992000 гг. в ценах 2000 г. Теоретические результаты работы внедрены в учебных курсах «Высокопроизводительные сети ЭВМ» и «Сети ЭВМ и средства телекоммуникаций» на кафедре ЭВМ Тульского государственного университета

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1 Селькин М.В., Савин Н.И. Моделирование систем управления базами данных медицинской информации. // Известия Тульского государственного университета. Серия Математика. Механика. Информатика. Т. 2. -П„т. 3. Информатика - Тула.: ТулГУ, 1997. - С. 65-73.

2. Ллркин ЕВ., Селькин М.В. Взаимные ожидания в информационно-медицинских сетях как объект моделирования сетями Петри-Маркова. // Известия Тульского государственного университета. Серия Вычислительная юмшка Автоматика Управление Т. 1. - Вып. 3. Управление - Тула.: ГулГУ., 1998. - С 105-108.

3. Селькин MB. Использование стандартизации информационных технологий в здравоохранении. // Микроэлектроника и информатика - 98. Тезисы докладов межвузовской научно-технической конференции. Часть 2. Москва: МГИЭТ (ТУ), 1998. - С. 31-38.

4. Селькин М.В. Исследование коллизий в телекоммуникационных сетях систем здравоохранения и страхования; // XV научная сессия, посвященная Дню Радио. / Тезисы докладов /. - Тула: ТулГУ, 1998 - С. 64.

5. Ларкин Е.В., Селькин М.В. Повышение эффективности выполнения множества распределенных вычислительных процессов в вычислительной сети // Математические методы в технике и технологиях. XII-ая международная техническая научная конференция. / Тезисы докладов /. - г. Нижний Новгород: НГТУ, 1998. - С. 27.

6. Ларкин Е.В., Селькин М.В. Формирование оптимизационных моделей систем управления базами данных с применением сетей Петри-Маркова. // XXV Гагаринские чтения. / Тезисы международной молод, конференции / -М.:ЛАМТЭС, 1999.-Том 1.С. 429.

7. Селькин М.В. Оптимизированные модели систем управления базами данных, моделируемые сетями Петри-Маркова // Пути совершенствования ракетно-артиллеристских комплексов, методов их эксплуатации и ремонта. / Тезисы XII НТК /. - Тула: ТАИИ, 1999 - С. 37. •.

8. Селькин М.В. Моделирование систем управления базами данных сетями Петри-Маркова // Тезисы докладов военно-научной конференции №36. - г, Санкт-Петербург: ВАУ, 1999 - С. 45.

9. Селькин М.В., Котов В.В. Особенности формирования периферийных областей изображений при многокадровой фильтрации // Компьютерные технологии в науке, проектировании и производстве. / Тезисы докладов И Всероссийской научно-технической конференции. В 11 частях. Масть IV. -Нижний Новгород: НГТУ, 2000 г. - С. 11.

10. Селькин М.В., Титов C.B. Моделирование распределенных вычислительных процессов в вычислительной сети И Техника XX! века глазами молодых специалистов. / Научно-техническая конференция молодых специалистов, аспирантов и студентов /. - Тула: Тульский Дом науки и техники, 2000.-С. 39.

Подписано в печать .-, г- .,.. Формат бумаги 60x84 1/16 Бумага Timor {.!-{• ,V.'2

Офсетная печать Усл. печ. л - Уел кр.-огг. Уч и и я ;__Тираж • _ «к»

Заказ г п .

Тульский государственный уштерситег ЗООоОО, Тула, ир.'сп Лсимм, ч'~ Релаышонно-и ¡лак-н-сыт цен ip Тульского госудлрсткн.-: \ ни,':-,го а ЗООьОО, Тула, ул Ьолдина. 151.

ВВЕДЕНИЕ.

1. РАСПРЕДЕЛЕННЫЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СЕТИ. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ И ОЦЕНКА ВРЕМЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК.

Введение.

1.1. Распределенная вычислительная сеть. Основные определения.

1.2. Действия пользователя в распределенной вычислительной сети.

1.3. Семиуровневая сетевая архитектура распределенной вычислительной сети.

1.4. Наиболее часто применяемые структуры РВС.21 /

1.5. Описание различных подходов к измерению временных интервалов в распределенной вычислительной сети.

Выводы.

2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ АЛГОРИТМОВ РАСПРЕДЕЛЕННОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СЕТИ.

Введение.

2.1. Модель описания алгоритмов в виде полумарковского процесса.•.

2.2. Структурный анализ алгоритмов распределенной вычислительной сети.

2.3. Статистическое распределение времени реакции пользователя.

2.4. Обобщенная функция плотности распределения времени реализации алгоритма в отдельном узле распределенной вычислительной сети.

2.5. Оценка функции плотности распределения вероятности времени реализации отдельной траектории.

2.5.1. Экспоненциальный закон.

Выводы.

3. МЕТОДЫ АППРОКСИМАЦИИ РЕЗУЛЬТИРУЮЩЕГО ЗАКОНА ПЛОТНОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕРОЯТНОСТИ ВРЕМЕНИ ИСПОЛНЕНИЯ АЛГОРИТМА В РАСПРЕДЕЛЕННОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СЕТИ.

Введение.

3.1. Постановка задачи аппроксимации результирующего закона пдот'ности' распределения вероятности времени исполнения алгоритма.

3.2. Аппроксимация результирующего закона плотности распределения вероятности времени исполнения алгоритма экспоненциальным законом.

3.3. Аппроксимация результирующего закона плотности распределения вероятности времени исполнения алгоритма нормальным законом.

3.4. Оценка ошибки аппроксимации результирующего закона плотности распределения вероятности времени исполнения алгоритма.

3.4.1. Ошибка аппроксимации экспоненциальным законом.

3.4.2. Ошибка аппроксимации нормальным законом.

Выводы.

4. ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС АНАЛИЗА ВРЕМЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК #

АЛГОРИТМОВ И ПРОГРАММ.

Введение.

4.1. Описание экспериментальной установки.

4.2. Программа поиска траекторий алгоритмов.

4.3. Программа исследования характеристик траекторий алгоритмов.'.

4.4. Экспериментальное определение оценочных значений величин времени реакции пользователя.

Выводы.

Актуальность темы. Современный этап развития сетей ЭВМ и средств телекоммуникаций характеризуется увеличением количества пользователей распределенных вычислительных сетей [1-4]. Этот процесс наблюдается во многих сферах деятельности человека: при комплексированди систем автоматизации проектирования, АСУ технологическими процессами, сбора, хранения и анализа информации в медицинских учреждениях [53-56], робото-технических-систем [16], конторских и банковских систем. С увеличением числа пользователей распределенных во времени и пространстве систем обработки, хранения и анализа данных возникает ряд проблем, что снижает эффективность использования распределенной вычислительной сети. Эти проблемы связаны с упорядочиванием обработки большого количества заявок [5-7]. В формировании потока заявок участвуют пользователи, программное обеспечение распределенной вычислительной сети и сама распределенная вычислительная сеть. В указанной ситуации возникает задача повышения эффективности использования распределенных вычислительных сетей [8-10], которая решается путем измерения в распределенной вычислительной сети и оценкой временных характеристик алгоритмов работы пользователя и программного обеспечения.

Перечисленные выше обстоятельства обусловили выбор объекта исследования диссертации, который может быть охарактеризован как распределенная вычислительная сеть, т.е. совокупность территориально распределенных ЭВМ, соединенных с помощью одной или большего числа линий связи, осуществляющих первичную обработку, накопление и организацию множественного доступа к сформированному массиву данных [3].

Неотъемлемой частью задачи повышения эффективности использования распределенных вычислительных сетей является задача измерения и оценки временных характеристик их программного обеспечения с учетом работы пользователя в распределенной вычислительной сети [10]. Однако использование классических теорий для анализа возникающих задержек часто требует упрощающих предположений, так как более реалистичные предположения делают содержательный анализ чрезвычайно сложным [3].

Указанные обстоятельства определили выбор предмета исследований диссертации, который может быть охарактеризован как методы измерения и оценки временных характеристик алгоритмов программного обеспечения в распределенных аппаратно-программных комплексах исследуемого класса.

Как правило, состав и функциональные взаимосвязи в аппаратных , средствах определяются на ранних этапах проектирования распределенных вычислительных сетей и в дальнейшем редко подвергаются изменениям [49]. На том же этапе разрабатываются и утверждаются нормативные документы, регламентирующие системные соглашения между разработчиками программного обеспечения [6]. Вследствие этого модели процессов решения задач и алгоритмы их реализации остаются единственными варьируемыми параметрами для уменьшения времени вычислений с учетом ограничений, накладываемых системными соглашениями [10].

Временные характеристики алгоритмов распределенной вычислительной сети можно частично измерить, а частично оценить по ранее измеренной информации [7].

Целью диссертационной работы является создание обобщенной методики измерения и оценки временных характеристик алгоритмического и программного обеспечения распределенной вычислительной сети, оценка работы пользователя распределенной вычислительной сети между двумя его обращениями в сеть, а также реализация обобщенной методики в программно-аппаратном комплексе для выработки рекомендаций по ускорению обслуживания потока заявок в распределенной вычислительной сети, являющейся объектом измерения. «

В соответствии с поставленной целью автором решены следующие задачи: !

- разработан аппаратно-программный комплекс для измерения временных характеристик алгоритмов и оценки параметров по измеренным характеристикам;

- разработаны методы измерений временных характеристик алгоритмов распределенных вычислительных сетей, на базе которых разработан комплекс алгоритмов и программ, позволяющий оценивать временные характеристики исполняемых модулей программного обеспечения распределенной . вычислительной сети, даны рекомендации по его использованию в интерактивном и автоматическом режимах;

- получены зависимости общего вида для расчета значений параметров типовых законов, аппроксимирующих результирующий закон плотности распределения вероятности времени исполнения алгоритма программного обеспечения распределенной вычислительной сети при известном виде и параметрах составляющих законов по критерию минимума квадратичной ошибки;

- проведены экспериментальные исследования, подтверждающие эффективность методов оценки временных характеристик в аппаратно-программном комплексе.

Вопросами развития теории параллельных систем, к которым относится распределенная вычислительная сеть, и аналитических методов их исследования посвящены работы отечественных ученых: В.М. Глушкова, В.Е. Ко-това, A.A. Маркова (случайные процессы), A.A. Маркова (теория алгоритмов), В.В Овчинникова, Е.В. Бойченко, A.B. Фролова (сети ЭВМ), И.В. Прангишвили, И.В. Жожикашвили и др., а также зарубежных специалистов: Дж. Питерсона, Д. Феррари, С.А. Петри, Д. Кенига, Д. Штойяна, В. Кальфа и ДР [12-52].

Методы исследования. В работе используются методы теории полумарковских процессов, теории систем массового обслуживания, теории вероятностей [12-52]. Разработка алгоритмов и программ осуществлялась на основе объектно-ориентированного подхода к организации данных и алгоритмов [17-30].

Научная новизна работы заключается в следующем.

1. На основе измерительной информации и структурно-параметрического анализа алгоритмов и программ распределенной вычислительной сети, предложена методика выбора аппроксимации аналитическим законом рас- » пределения времени выполнения алгоритма программного обеспечения распределенной вычислительной сети.

2. Разработаны методы измерений и оценки временных характеристик компонентов алгоритмов программного обеспечения распределенной вычислительной сети.

3. Получены аналитические зависимости числовых характеристик результирующего закона плотности распределения вероятности времени выполнения алгоритма от моментов составляющих законов.

4. Получены аналитические выражения для определения ошибки аппроксимации результирующего закона плотности распределения вероятности времени выполнения алгоритма экспоненциальным и нормальным законами.

Практическая ценность работы заключается в применении теоретических положений и выводов диссертации для решении практических задач оценки временных характеристик ПО в системах исследуемого класса:

1. Разработано алгоритмическое и программное обеспечение, позволяющее оценивать временные характеристики алгоритмов исполняемых модулей программного обеспечения распределенной вычислительной сети.

2. На основе измерительной информации, полученной в ряде экспериментов произведена оценка временных характеристик работы пользователя в распределенной вычислительной сети.

3. Разработан алгоритм определения времени выполнения линейных блоков алгоритма исполняемого модуля программного обеспечения распределенной вычислительной сети.

4. С целью наглядного представления результатов работы был разработан и реализован алгоритм графического представления структуры исполняемого файла программного обеспечения распределенной вычислительной сети.

Реализация результатов диссертационной работы. Прикладные результаты работы внедрены:

- в муниципальной больнице №1 г. Тулы с общим экономическим эффектом за один год 20600 руб. в ценах 1998 г. Работа направлена на упорядочивание обслуживания распределенной базы данных сети МЕЭ1ЧЕТ при коллективном использовании базы данных службами и отделами муниципальной больницы №1 г. Тулы.

- в разработках Всероссийского научно-исследовательского института «Сигнал» в части оптимизации алгоритмических структур для систем управления приводами наведения объектов специального назначения.

Теоретические результаты работы внедрены в учебных курсах «Высокопроизводительные сети ЭВМ» и «Сети ЭВМ и средства телекоммуникаций» на кафедре ЭВМ Тульского государственного университета.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на следующих конференциях и семинарах. 1. «Микроэлектроника и информатика - 98» (г. Москва, 1998 г.). 2. XV научная сессия, посвященная Дню Радио (г. Тула, ТулГУ, 1998 г.). 3. ХП-ая международная техническая научная конференция «Математические методы в технике и технологиях» (г. Нижний Новгород, 1998 г.). 4. Молодежная научная конференция «XXV Гагаринские чтения» (г. Москва, МГАТУ, 1999 г.). 5. ХП-ая научно-техническая конференция «Пути совершенствования ракетно-артиллеристских комплексов, методов их эксплуатации и ремонта», (г. Тула,

ТАИИ, 1999). 6. П-ая Всероссийская научно-техническая конференция (г. Нижний Новгород: НГТУ, 2000). 7.Военно-научная конференция №36 (г. Санкт-Петербург: ВАУ, 1999 г.) 8. Научно-техническая конференция молодых специалистов, аспирантов и студентов «Техника XXI века глазами молодых специалистов» (г. Тула, Тульский Дом науки и техники, 2000). 9. Научно-практические конференции профессорско-преподавательского состава ТулГУ (г. Тула 1997-99 г.г.).

Публикации. По результатам исследований опубликовано 10 печатных работ.

Характеристика работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения, изложенных на 135 страницах машинописного текста, содержит 29 рисунков, 16 таблиц, список использованной литературы из 92 наименований и приложения.

Основные результаты работы отражены в следующем:

1. На основе измерительной информации и структурно-параметрического анализа алгоритмов и программ распределенной вычислительной сети, разработана методика выбора аппроксимации аналитическим законом распределения времени выполнения алгоритма программного обеспечения распределенной вычислительной сети. у

2. Разработаны методы измерений и оценки временных характеристик компонентов алгоритмов программного обеспечения распределенной вычислительной сети.

3. Получены аналитические зависимости числовых характеристик результирующего закона плотности распределения вероятности времени выполнения алгоритма от моментов составляющих законов.

4. Получены аналитические выражения для определения ошибки аппроксимации результирующего закона плотности распределения вероятности времени выполнения алгоритма экспоненциальным и нормальным законами. у

5. Получены зависимости общего вида для расчета значений параметра экспоненциального и нормального законов, аппроксимирующего результирующий закон плотности распределения вероятности времени исполнения алгоритма при известном виде и параметрах составляющих законов по критерию минимума квадратичной ошибки.

6. Получены аналитические выражения для определения ошибки аппроксимации результирующего закона плотности распределения вероятности времени исполнения алгоритма экспоненциальным и нормальным законами.

7. Разработано алгоритмическое и программное обеспечение, позвоУ ляющее оценивать временные характеристики алгоритмов исполняемых модулей программного обеспечения распределенной вычислительной сети.

-1288. На основе измерительной информации, полученной в ряде экспериментов произведена оценка временных характеристик работы пользователя в распределенной вычислительной сети.

9. Разработан комплекс алгоритмов и программ, позволяющий оценивать временные характеристики исполняемых модулей программного обеспечения распределенной вычислительной сети и обеспечивающий визуализацию структуры анализируемого программного обеспечения распределенной У вычислительной сети.

10. Прикладные результаты работы внедрены: в муниципальной боль- -нице №1 г. Тулы с общим экономическим эффектом за один год 20600 руб. в ценах 1998 г., а также в разработках Всероссийского научно-исследовательского института "Сигнал". Теоретические результаты работы внедрены в учебных курсах "Высокопроизводительные сети ЭВМ" и "Сети ЭВМ и средства телекоммуникаций" на кафедре ЭВМ Тульского государственного университета.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Фролов A.B., Фролов Г.В. Локальные сети персональных компьютеров. Монтаж сети, установка программного обеспечения. 2-е издание, стереотипное - М.: Диалог-МИФИ, 1994. - 176 с. - Библиотека системного программиста; Т. 7.

2. Блэк Ю. Сети ЭВМ: Протоколы, стандарты, интерфейсы. М.: Мир, 1990.-506с.

3. Бертсекас Д., Галлагер Р. Сети передачи данных. М.: Мир, 1989.-544 е., ил.

4. Бойченко Е.В., Кальфа В., Овчинников В.В. Локальные вычислительные сети. М.: Радио и связь, 1985. - 304с.

5. Запольский А.П., Пыхтин В.Л., Чистяков А.Н., Шкляр В.Б. Персональные компьютеры единой системы ЭВМ. М.: Финансы и статистика, 1988.- 143с.

6. Бутрименко A.B. Разработка и эксплуатация сетей ЭВМ. М.: Финансы и статистика, 1981. - 256с.

7. Задков В.Н., Пономарев Ю.В. Компьютер в эксперименте. Архитектура и программные средства систем автоматизации. М.: Наука, 1988. -376с.

8. Прангишвили И.В., Подглазов B.C., Стецюра Г.Г. Локальные микропроцессорные вычислительные сети. М.: Наука, 1984.

9. Богуславский Л.Б., Дрожжинов В.И. Основы построения сетей для автоматизированных систем. М.: Энергоатомиздат, 1990,- 506с.

10. Игнатьев В.М., Ларкин Е.В. Анализ производительности ЭВМ//Учеб. пособие Тула: ТулГТУ, 1994. 104 с.-Bo

11. Феррари Д. Оценка производительности вычислительных систем/Под ред. В.В. Мартынюка. М.: Мир, 1981 - 576с.

12. Кёниг Д., Штойян Д. Методы теории массового обслуживания/Под ред. Г.П. Климова. М.: Радио и связь, 1981,- 128 е., ил.

13. Прабху Н. Методы теории массового обслуживания и управления запасами (изучение основных случайных процессов)./Под ред. д-ра техн. наук проф. И.Н. Коваленко. М.: Машиностроение, 1969 - 365 с.

14. Лескин A.A., Мальцев П.А., Спиридонов А.М. Сети Петри в мо- , делировании и управлении JL: Наука, 1989 - 133 с.

15. Питерсон Дж. Теория сетей Петри и моделирование систем. М.: Мир, 1984.-264 с.

16. Кузьмук В.В. Сети Петри и моделирование параллельных процессов. Киев, 1985 - 65 с. (Препр. / АН УССР. Ин-т проблем моделирования в энергетике; №17).

17. Игнатьев В.М., Ларкин Е.В. Временные характеристики алгоритмов в системах с прерываниями // Проектирование ЭВМ. Рязань: РГРТА. 1994. - с.29 -40.9

18. Ларкин Е.В Поиск информации в накопителях внешних запоминающих устройств//Алгоритмы и структуры систем обраб. информ. Тула: ТПИ, 1990.-е. 55-60.

19. Игнатьев В.М., Ильин А.А: Специализированные алгоритмы цифровой обработки информации в реальном времени и их реализация: Учеб. пособие. Тула: ТПИ, 1991. - 82с.

20. Молчанов И.Н. Введение в алгоритмы параллельных вычислений. -Киев: Наук, думка, 1990. 128с.

21. Хокни Р., Джессхоуп К. Параллельные ЭВМ. Архитектура, программирование и алгоритмы. М.: Радио и связь, 1986. - 392с.

22. Прангишвили И.В., Виленкин С.Я., Медведев И.Л. Параллельные ЭВМ: Архитектура, программирование и алгоритмы. М.; Радио и связь, 1986.-392с.

23. Свали М., Тхуласираман К. Графы, сети и алгоритмы. М.: Мир, 1984.-455с.

24. Кристофидес Н. Теория графов: Алгоритмический подход. М.: * Мир, 1978.-432с.

25. Сильвестеров Д.С. Полумарковские процессы с дискретным множеством состояний. М.: Сов. Радио, 1980. - 272с.

26. Кузьмук В.В. Методика алгоритмического описания и моделирования параллельных процессов управления Киев: Наук. Думка, 1981 - 56 с.

27. Евстигнеев В.А. Применение теории графов в программировав нии/Под ред. А.П. Ершова. М.: Наука, 1985. - 352с.

28. Барский А.Б. Планирование параллельных вычислительных процессов. М.: Машиностроение, 1980. - 192с.

29. Овсеевич И.А. Алгоритмы обработки экспериментальных данных. М.: Наука, 1986. - 155с.

30. Марков A.A. Теория алгоритмов//Тр. мат. ин-та им. В.А. Стекло-ва АН СССР.- 1954.-375с.

31. Vasiljev V.V., Kusmuk V.V. Methods and facilities of concurrent process simulation//Proc. of 14th IMACS World Congr. on System Simulation and Sei. Simulation.-Oslo. 1985.-3,-P. 191-193.

32. Васильев В.В., Кузьмук В.В., Лисицын Е.Б. Сети Петри и моделирование асинхронных процессов в вычислительных устройствах//Докл. АН УССР. Сер А.- 1987,-№2,-С. 73-76.

33. Ризкин И.Х. Машинный анализ и проектирование технических систем. -М.: Наука, 1985. 160с.

34. Кузьмук В.В. Управляющие сети и микропрограммное моделирование параллельных процессов. — Киев, 1983,- 72 с. (Препр./АН УССР. Инт электродинамике; №333).

35. Игнатьев В.М., Ларкин Е.В. Сети Петри-Маркова для моделирования параллельных процессов//Приборы и прибор, системы: Тез. докл. Все-рос. конф. Тула: ТулГТУ, 1994. С. 41

36. Жожикашвили В.А., Вишневский В.М. Сети массового обслуживания. Теория и применение к сетям ЭВМ. М.: Радио и связь, 1988,- 192с.

37. Васильев В.В., Кузьмук В.В. Сети Петри, параллельные алгоритмы и модели мультипроцессорных систем. К.: Наук, думка, 1990. - 216с.

38. Котов В.Е. Сети Петри. М.: Наука, 1984. - 160с.

39. Калашников В.В., Рачев С.Т. Математические методы построения стохастических моделей обслуживания. М.: Наука, 1988. - 312с.

40. Барский А.Б. Параллельные процессы в вычислительных системах. Планирование и организация. М.: Радио и связь, 1990. - 256с.

41. Игнатьев В.М., Ларкин Е.В. Сети Петри-Маркова: Учеб. Пособие. Тула: ТГУ, 1997. - 163с.

42. Харкевич А.Д. Массовое обслуживание передачи информации. -М.: Наука, 1969. 195с.

43. Ларкин Е.В. Временные характеристики однородных параллельных систем обработки информации. Тула: ТГТУ, 1994. - с. 20-26.

44. Королюк B.C., Турбин А.Ф. Полумарковские процессы и их приложения. Киев: Наукова думка, 1976 - 184 с.

45. Ларкин Е.В Временные характеристики параллельно выполняемых операторов//Алгоритмы и структуры систем обраб. информ. Тула: ТПИ, 1989.-с. 20-26.

46. Казаков В.А. Введение в теорию марковских процессов и некоторые радиотехнические задачи. М.: Советское радио, 1973. - 232с.

47. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. М:: Наука, 1964. - 576с.

48. Ларкин Е.В. Сети Петри-Маркова для моделирования параллельных процессов // Приборы и прибор, системы: Тез. докл. Всерос. конф. Тула: ТГТУ, 1994. - с.41.

49. Ларкин Е.В. К оценке временных характеристик алгоритмов диалога пользователя и ЭВМ в системах коллективного ¿пользования // Алгоритмы и структуры систем обработки информации.- Тула: ТПИ. 1988. с. 3340.

50. Ларкин Е.В. Некоторые случаи «соревнований» в многопроцессорных системах // Алгоритмы и структуры систем .обраб. информ. Тула: ТГТУ, 1994.-с. 26-38.

51. Новопашенный Г.Н. Информационно-измерительные системы: Учеб. Пособие для специальности «Информационно-измерительная техника» вузов. М.: Высш. школа, 1977.

52. Королюк B.C., Турбин А.Ф. Полумарковские процессы и их приложения. К.: Наук, думка, 1976. - 184с.

53. Селькин М.В., Савин Н.И. Моделирование систем управления базами данных медицинской информации. // Известия Тульского государственного университета. Серия Математика. Механика. Информатика. Т. 2. I

54. Вып. 3. Информатика Тула.: ТулГУ., 1997. - С. 65-73.

55. Селькин М.В. Использование стандартизации информационных . технологий в здравоохранении. // Микроэлектроника и информатика 98. Тезисы докладов межвузовской научно-технической конференции. Часть 2. Москва: МГИЭТ (ТУ), 1998. - С. 31-38.

56. Селькин М.В. Исследование коллизий в телекоммуникационных сетях систем здравоохранения и страхования. // XV научная сессия, посвященная Дню Радио. / Тезисы докладов /. Тула: ТулГУ, 1998 - С. 64.

57. Ларкин Е.В., Селькин М.В. Формирование оптимизационных моделей систем управления базами данных с применением сетей Петри-Маркова. // XXV Гагаринские чтения. / Тезисы международной молод, конференции /. М.: ЛАМТЭС, 1999. - Том 1. С. 429.

58. Селькин М.В. Оптимизированные модели систем управления базами данных, моделируемые сетями Петри-Маркова // Пути совершенствования ракетно-артиллеристских комплексов, методов их эксплуатации и ремонта. / Тезисы XII НТК /. Тула: ТАИИ, 1999 - С. 37.

59. Селькин М.В. Моделирование систем управления базами данных сетями Петри-Маркова // Тезисы докладов военно-научной конференции №36. г. Санкт-Петербург: ВАУ, 1999 - С. 45.

60. Обзор спецификаций стандарта ТОР 3.0//Телекоммуникационные протоколы автоматизированных учреждений. М.: Патент, 1993. - 150 е., ил. - Технологии электронных коммуникаций; Т. 4.

61. Протоколы информационно-вычислительных сетей: Справочник/Аничкин С.А., Белов С.А., Берштейн A.B. и др.; Под ред. И.А. Мизина, А.П. Кулешова. М.: Радио и связь, 1990. - 504 е., ил.

62. Noe J.D., Nutt G.J. Makro-E-Nets for Representation of Parallelen Systems// IEEE Trans, on Elektr. Comp., 1973,- 22, N 8, P. 718-727.

63. Nutt G.J. The Formulation and Application of Evaluation Nets//TR 72-07-02, CSG, Univers, Washington, 1972,-170 p.

64. Игнатьев В.М., Ларкин E.B. Восприятие информации в системахискусственного интеллекта: Учеб. пособие. Тула: ТГТУ, 1994. - 88с.

65. Ломов Б.Ф., Венда В.Ф., Забродин Ю.М. Психологические проблемы взаимной адаптации человека и машины в системах управления. М.: Наука, 1980 - 320с.

66. Орлик C.B. Многоуровневые модели в архитектуре клиент-сервер. М. Бином, 1998. - 234 е., ил.

67. Веселов E.H. Интегрированная система МАСТЕР для ПЭВМ. -М.: Финансы и статистика, 1989. 319с.

68. Ломов Б.Ф. Проблемы инженерной технологии. М.: Наука,1967.

69. Кабикин В.Е. Диагностика оперативного мышления. К.: Наук, думка, 1977.- 110 с.

70. Ломов Б.Ф. Человек и техника. М.: Советское радио, 1966 - 243с.

71. Литвак И.И., Ломов Б.Ф., Соловейчик И.Е. Основы построения аппаратуры отображения в автоматизированных системах. М.: Советское радио, 1975 - 286 с.

72. Венда В.Ф. Инженерная психология и синтез систем отображения информации. М.: Машиностроение, 1975 - 214 с.

73. Антомонов Ю.Г., Кабикин В.Е. К вопросу построения аналогов работы оператора. Надежность комплексных систем «человек-техника». -Ч. 1. Л., 1969-е. 23-25.

74. Бойко Е.И. Время реакции человека. М.: Медицина, 1964 - 440с.

75. Галактионов А.И. Представление информации оператору. (ИсIследование деятельности человека-оператора производственных процессов). М.: «Энергия», 1969 135 с.

76. Генес B.C., Мадиевский Ю.М. О контроле состояния и повышения бодрости операторов в системе «человек-машина». Бионика. Тезисы докл. на Второй укр. республ. конф. - К.: 1968 - с 131-133.

77. Завалишина Д.Н., Пушкин В.Н. О механизмах оперативного мышления Вопр. психологии, № 3, 1964 - с. 32-38. .*•

78. Закаровский Г.М. Психофизиологический анализ трудовой деятельности. М.: Наука, 1966 - 113 с.

79. Зинченко В. П., Зинченко П.И. Исследование памяти в связи с задачами инженерной психологии. Проблемы инженерной психологии, вып. 3, 1965 -с. 3-19.

80. Зинченко В. П., Майзель Н.И., Назаров А.Н., Цветков A.A. Ана- . лиз деятельности человека-оператора. // Инженерная психология. М. - 1964 -с. 203-221.

81. Зинченко В. П., Майзель Н.И., Фаткин JI.B. Деятельность операsтора в режиме информационного поиска. Вопросы психологии, № 2, 1965 -с. 14-18.

82. Киколов А.И. Умственно-эмоциональное напряжение за пультом управления. М.: Медицина, 1967 -167 с.

83. Кринчик Е.П. Зависимость времени реакции выбора от величины индивидуальной и средней информации. // Система «человек и автомат». -М., 1965 -с. 147-153.

84. Ломов Б.Ф., Прохоров А.И. К вопросу о контроле за состоянием человека-оператора. // Вопросы бионики. М., 1967 - с 249-252.- 138

85. Майзель Н.И. Анализ деятельности оператора автоматизировнIной системы управления. // Инженерно-психологические требования к сис- . темам управления. М., 1967 - с.5-20.

86. Рокотова Н.А., Горбунова И.М. О некоторых чертах программирования последовательности действий человека. Проблемы космической биологии, №7, 1967 - с.61-86.

87. Рокотова Н.А. К вопросу о способах формирования человеком последовательности действий. Проблемы космической биологии, №6, 1967 - с.189-196.

88. Lorns S., Darrow W. Eye movements, EEG, GSR and EKG during mental multiplications. EEG and Clin. Neurophysiol., 14, N 5," 1962 - p. 739 -746.

89. Neisser U., Novic R., Lasar R. Searching for ten targets simultaneously. Perceptual and Motor Skills, 1963, 17, N 2, p.955-961.