NAU Harvester System
Аналітичне конструювання системи оптимального управління комп'ютерною мережею
Наукові журнали Національного Авіаційного Університету
View Archive Info| Field | Value | |
| Title |
Аналітичне конструювання системи оптимального управління комп'ютерною мережею
АНАЛІТИЧНЕ КОНСТРУЮВАННЯ СИСТЕМИ ОПТИМАЛЬНОГО УПРАВЛІННЯ КОМП’ЮТЕРНОЮ МЕРЕЖЕЮ ANALYTICAL CONSTRUCTION OF OPTIMUM CONTROL COMPUTER NETWORKS |
|
| Creator |
Савченко, Аліна Cтаніславівна; Національний авіаційний університет
Моденов, Юрій Борисович; Національний авіаційний університет Климова, Асія Сабірівна; Національний авіаційний університет Чуба, Ірина Вікторівна; Національний авіаційний університет Куликовський, Руслан Миколайович; Національний авіаційний університет |
|
| Subject |
Інформаційні технології
комп’ютерна мережа; система управління; критерій оптимізації; обчислювальна потужність 004.7:681.5 (045) Информационные технологии компьютерная сеть; система управления; критерий оптимизации; вычислительная мощность 004.7:681.5 (045) Information Technology computer network; control system; optimization criterion; computing power 004.7:681.5 (045) |
|
| Description |
Стаття присвячена розробці системи управління комп’ютерною мережею. Для синтезу системи управління складним технічний об’єктом — комп’ютерною мережею, — доцільно застосовувати методи оптимізації, засновані на мінімізації функціоналів якості управління. Від виду цільового функціоналу оптимізації залежить якість системи управління комп’ютерною мережею: швидкодія, точність, обсяг додаткових управляючих дій (інформаційних сигналів) тощо. Мета роботи полягає у порівнянні систем оптимального управління при аналітичному конструюванні за різними критеріями. Аналітичне конструювання системи управління комп’ютерною мережею, оптимальної за критерієм Лєтова-Калмана та узагальненої роботи А. О. Красовського показало переваги останнього методу. Труднощі методу аналітичного конструювання за критерієм Лєтова–Калмана, пов’язані з великим обсягом необхідних обчислень. Задача аналітичного конструювання за критерієм узагальненої роботи зводиться до розв’язання лінійного матричного рівняння, в той час, як аналітичне конструювання за критерієм Лєтова-Калмана потребує розв’язання нелінійного матричного рівняння. Трудомісткість рішення на основі критерію узагальненої роботи суттєво (приблизно в n/α раз) менше, ніж при синтезі за методом Лєтова–Калмана. Ця різниця особливо помітна для об’єктів високої розмірності, якими є комп’ютерні мережі. В роботі представлені порівняльні характеристики необхідної обчислювальної потужності для системи управління, сконструйованої за критерієм Лєтова-Калмана і узагальненої роботи. Показано, що функціонал узагальненої роботи дає перевагу в обчислювальній потужності приблизно у 104 оп/сек при однаковій кількості параметрів моніторингу мережі. Проаналізовано також залежності необхідної обчислювальної потужності від ступеня розрідженості матриці стану мережі (для різних режимів роботи.)
Статья посвящена разработке системы управления компьютерной сетью. Для синтеза системы управления сложным техническим объектом - компьютерной сетью, - целесообразно применять методы опмизации, основанные на минимизации функционалов качества управления. От вида целевого функционала оптимизации зависит качество системы управления компьютерной сетью: быстродействие, точность, объём дополнительных управляющих действий (информационных сигналов) и др. Цель работы заключается в сравнении систем оптимального управления при аналитическом конструировании по различным критериям. Аналитическое конструирование системы управления компьютерной сетью, оптимальной по критерию Летова-Калмана и обобщенной работы А. А. Красовского показало преимущества последнего метода. Трудности метода аналитического конструирования по критерию Летова-Калмана, связанные с большим объемом необходимых вычислений. Задача аналитического конструирования по критерию обобщенной работы сводится к решению линейного матричного уравнения, в то время, как аналитическое конструирование по критерию Летова-Калмана требует решения нелинейного матричного уравнения. Трудоемкость решения на основе критерия обобщенной работы существенно (примерно в n / α раз) меньше, чем при синтезе методом Летова-Калмана. Эта разница особенно заметна для объектов высокой размерности, которыми являются компьютерные сети. В работе представлены сравнительные характеристики необходимой вычислительной мощности для системы управления, сконструированной по критерию Летова-Калмана и обобщенной работы. Показано, что функционал обобщенной работы дает преимущество в вычислительной мощности примерно в 104 оп / сек при одинаковом количестве параметров мониторинга сети. Проанализированы также зависимости необходимой вычислительной мощности от степени разреженности матрицы состояния сети (для разных режимов работы). This article is about developing a computer network control system. In order to synthesize the control system of a complex technical object - a computer network - it is advisable to use optimization methods based on the minimization of control quality functionals. The quality of the computer network control system depends on the type of optimization target functionality: speed, accuracy, amount of additional control actions (information signals), etc. The purpose of the work is to compare the optimal control systems for analytical design by different criteria. Analytical design of a computer network control system, optimized by the Letov-Kalman criterion and generalized work by A. Krasovsky showed the advantages of the latter method. The difficulties of the analytical method of the Letov-Kalman criterion are related to the large volume of necessary calculations. The problem of analytic construction by the criterion of generalized work is reduced to solving a linear matrix equation, while analytical construction by the Letov-Kalman criterion requires solving a nonlinear matrix equation. The complexity of the solution on the basis of the criterion of generalized work is significantly (approximately n / α times) less than in the synthesis by the Letov-Kalman method. This difference is particularly noticeable for high-dimensional objects such as computer networks. The paper presents the comparative characteristics of the required computing power for a control system designed according to the Letov-Kalman criterion and generalized work. Generalized work functionality is shown to have an advantage in computing power of approximately 104 op / s with the same number of network monitoring parameters. The dependences of the required computing power on the degree of sparse matrix of the network state matrix (for different modes of operation) are also analyzed. |
|
| Publisher |
National Aviation University
|
|
| Contributor |
—
— — |
|
| Date |
2019-12-31
|
|
| Type |
—
— — |
|
| Format |
application/pdf
|
|
| Identifier |
http://jrnl.nau.edu.ua/index.php/SBT/article/view/14317
10.18372/2310-5461.44.14317 |
|
| Source |
Наукоємні технології; Том 44, № 4 (2019); 417-425
Science-based technologies; Том 44, № 4 (2019); 417-425 Наукоемкие технологии; Том 44, № 4 (2019); 417-425 |
|
| Language |
uk
|
|