Комплекс програмних засобів перетворення GL-моделей відмовостійких багатопроцесорних систем з симетричним резервуванням
| dc.contributor.advisor | Романкевич, Олексій Михайлович | |
| dc.contributor.author | Чеботарьов, Дмитро Віталійович | |
| dc.date.accessioned | 2024-12-26T08:09:13Z | |
| dc.date.available | 2024-12-26T08:09:13Z | |
| dc.date.issued | 2024 | |
| dc.description.abstract | Актуальність теми. Надійність багатопроцесорних систем є ключовим фактором у багатьох приладах, об’єктах та транспортних засобах. Для забезпечення надійності, її треба розраховувати, тому розрахунок надійності таких систем є критично важливою задачею, одним з інструментів вирішення якої є теорія граф-логічних моделей - GL-моделей. Одним із способів опису поведінки відмовостійких багатопроцесорних систем (ВБС) є GL-моделі. За їх використання можна проводити експерименти над моделями багатопроцесорних систем для виявлення потенційних слабких місць ВБС для подальшого їх усунення . За рахунок цього, архітектори ВБС можуть пришвидшити та покращити процесс розробки систем. Програмна реалізація алгоритмів побудови різних GL-моделей зменшує витрати часу на розробку системи. Модель, що розглядається є моделлю небазової системи, що складається з двох підсистем - моделей, котрі є взаємопов’язані через симетричне резервування їх процесорів. Така система потенційно може бути більш надійною ніж базова ВБС. Об’єктом дослідження є побудова та модифікація базових та небазових GL-моделей, що описують поведінку відмовостійких багатопроцесорних систем у потоці відмов. Предметом дослідження є формування і модифікація реберних функцій GL-моделі системи, що складається з пари підсистем з симетричним резервуванням. Мета роботи: Створення комплексу програмних засобів побудови та перетворення реберних функцій GL-моделей ВБС з симетричним резервуванням, аналіз впливу модифікацій та порівняння його з впливом модифікацій, коли вихідними є базові моделі. Методи дослідження В роботі використовуються різні розділи дискретної математики, теорії графів, теорії GL-моделей, теорії програмування, математичну логіку. Наукова новизна полягає в наступному: Розроблено алгоритм та програму побудови GL-моделі та її модифікації для ВБС з симетричним резервуванням та виконано експерименти над нею. Проаналізовано результати експериментів і показано, що розроблена модифікація адекватно відображає поведінку системи у потоці відмов, і модифікована модель може бути використана для розрахунку надійності системи. Практична цінність отриманих в роботі результатів полягає в тому, що розроблені програмні засоби можуть пришвидшити виконання експериментів з GL-моделями ВБС з симетричним резервуванням і тим самим підвищити точність розрахунку їх надійності. Також, завдяки обраній архітектурі програми, її частини можна використовувати як шаблон для створення рішень для інших моделей, що дозволяє пришвидшити створення таких рішень. Особистий внесок магістранта полягає у: розробці комплексу програмних засобів побудови та модифікування GL-моделей, в тому числі GL-моделі системи з пари підсистем з симетричним резервуванням; проведенні експериментів для дослідження впливу модифікації моделей на їх поведінку у потоці відмов; аналіз та підведення результатів дослідження. Апробація роботи. Основні положення і результати роботи були представлені та обговорювались на XVII науковій конференції магістрантів та аспірантів «Прикладна математика та комп’ютинг» ПМК-2024 та на XI Міжнародній науково-технічній Internet-конференції «Сучасні методи, інформаційне, програмне та технічне забезпечення систем керування організаційно-технічними та технологічними комплексами» НУХТ. Структура та обсяг роботи. Магістерська дисертація складається з вступу, п’яти розділів та висновків. У вступі подано загальну характеристику роботи, зроблено оцінку сучасного стану проблеми, обґрунтовано актуальність напрямку досліджень, сформульовано мету і задачі досліджень, показано наукову новизну отриманих результатів і практичну цінність роботи, наведено відомості про апробацію результатів і їхнє впровадження. У першому розділі описується побудова, історія, ідея теорії GL-моделей. У другому розділі аналізуються існуючі рішення та висвітлюється невирішена проблема модифікації небазових моделей та вплив таких модифікацій на поведінку моделей у потоці відмов. У третьому розділі детально наведені алгоритми побудови обраної GL-моделі, обрані методи модифікації моделі та їх алгоритми. У четвертому розділі детально описується реалізація програмного комплексу, його структура, рішення побудови та використані методи програмування. У п’ятому розділі описуються результати експериментування над моделями з використанням розробленого програмного забезпечення, аналіз цих результатів, наведені статистичні дані. У висновках представлені результати проведеної роботи. Магістерська дисертація складається з чотирьох розділів, висновків по кожному розділу та загальних висновків по роботі в цілому, списку використаних літературних джерел (16 найменувань). Повний обсяг дисертації – 142 сторінки, у тому числі 91 сторінка основного тексту, 8 рисунків, 4 таблиці. Ключові слова: ВБС, GL-модель, небазова модель, модифікація моделі. | |
| dc.description.abstractother | Relevance of the Topic. The reliability of multiprocessor systems is a key factor in many devices, objects, and vehicles. Ensuring reliability requires its calculation, making the assessment of such systems a critically important task. One tool for addressing this is the theory of graph-logical models, or GL-models. GL-models provide a method for describing the behavior of fault-tolerant multiprocessor systems (MPS). Using these models enables experiments to identify potential weaknesses in MPS, which can then be mitigated. This helps MPS architects accelerate and enhance the system development process. The software implementation of algorithms for building various GL-models significantly reduces the time required for system development. The model under consideration is a non-basic system model consisting of two subsystems interconnected through symmetrical redundancy of their processors. Such a system has the potential to be more reliable than a basic MPS. Object of Research. The construction and modification of basic and non-basic GL-models that describe the behavior of fault-tolerant multiprocessor systems in a failure flow. Subject of Research. The formation and modification of edge functions in a GL-model of a system consisting of a pair of subsystems with symmetrical redundancy. Objective of the Study. The development of a software suite for constructing and transforming edge functions of GL-models of MPS with symmetrical redundancy, analyzing the impact of modifications, and comparing it to the effects of modifications in basic models. Methods of Research. The study employs various branches of discrete mathematics, graph theory, GL-model theory, programming theory, and mathematical logic. Scientific Novelty. An algorithm and software for constructing and modifying GL-models for MPS with symmetrical redundancy were developed, and experiments were conducted on these models. The results demonstrate that the developed modifications adequately reflect system behavior in a failure flow and that the modified model can be used to calculate system reliability. Practical Value. The developed software tools enable faster execution of experiments with GL-models of MPS with symmetrical redundancy, thereby improving the accuracy of their reliability calculations. Additionally, due to the chosen architecture, parts of the software can be used as templates for creating solutions for other models, accelerating the development of such solutions. Personal Contribution of the Author. The author contributed by developing a software suite for constructing and modifying GL-models, including a GL-model of a system consisting of two subsystems with symmetrical redundancy, conducting experiments to investigate the impact of model modifications on their behavior in a failure flow, and analyzing and summarizing the research findings. Presentation of Results. The main findings and results were presented and discussed at the XVII Scientific Conference of Graduate and Postgraduate Students "Applied Mathematics and Computing" (PMC-2024) and at the XI International Scientific and Technical Internet Conference "Modern Methods, Information, Software, and Technical Support of Control Systems for Organizational-Technical and Technological Complexes" (NUFT). Structure and Scope of the Work. The master's thesis comprises an introduction, five chapters, and conclusions. The introduction provides an overall description of the study, an assessment of the current state of the problem, a justification of the relevance of the research direction, formulation of the study's aim and objectives, presentation of the scientific novelty of the results, practical significance, and information on the presentation and implementation of the results. The first chapter describes the construction, history, and theoretical foundations of GL-models. The second chapter analyzes existing solutions and highlights the unresolved problem of modifying non-basic models and the impact of such modifications on their behavior in a failure flow. The third chapter details the algorithms for constructing the selected GL-model, the chosen modification methods, and their algorithms. The fourth chapter describes the implementation of the software suite, its structure, architectural solutions, and programming methods used. The fifth chapter presents the results of experiments conducted on the models using the developed software, analyzes these results, and provides statistical data. The conclusions summarize the study's findings. The master's thesis consists of four chapters, conclusions for each chapter, general conclusions for the entire study, and a list of references (16 sources). The total volume of the thesis is 142 pages, including 91 pages of main text, 8 figures, and 4 tables. Keywords: MPS, GL-model, non-basic model, model modification. | |
| dc.format.extent | 143 с. | |
| dc.identifier.citation | Чеботарьов, Д. В. Комплекс програмних засобів перетворення GL-моделей відмовостійких багатопроцесорних систем з симетричним резервуванням : магістерська дис. : 123 Комп'ютерна інженерія / Чеботарьов Дмитро Віталійович. – Київ, 2024. – 101 с | |
| dc.identifier.uri | https://ela.kpi.ua/handle/123456789/71345 | |
| dc.language.iso | uk | |
| dc.publisher | КПІ ім. Ігоря Сікорського | |
| dc.publisher.place | Київ | |
| dc.subject | ВБС | |
| dc.subject | GL-модель | |
| dc.subject | небазова модель | |
| dc.subject | модифікація моделі | |
| dc.subject | MPS | |
| dc.subject | GL-model | |
| dc.subject | non-basic model | |
| dc.subject | model modification | |
| dc.subject.udc | 004.42 | |
| dc.title | Комплекс програмних засобів перетворення GL-моделей відмовостійких багатопроцесорних систем з симетричним резервуванням | |
| dc.type | Master Thesis |
Файли
Контейнер файлів
1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
- Назва:
- Chebotarov_DV_KV31mp_magistr_2024.docx
- Розмір:
- 6.09 MB
- Формат:
- Microsoft Word XML
Ліцензійна угода
1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
- Назва:
- license.txt
- Розмір:
- 8.98 KB
- Формат:
- Item-specific license agreed upon to submission
- Опис: