Разработка и исследование систем моделирования сетевых объектов протокольного объектов

 

 

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

СЕВАСТОПОЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИНСТИТУТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И УПРАВЛЯЮЩИХ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ

 

 

 

 

 

 

Кафедра информационных технологий и компьютерных систем

 

 

 

 

 

ТЕХНИЧЕСКИЙ ОТЧЕТ

по педагогической практике

тема магистерской работы: «Разработка и исследование систем моделирования сетевых объектов протокольного объектов»

 

 

 

 

Выполнил:

ст. гр. ИВТ/м-22о

Мирхалыкова Л.Т.

рук. практики:

доц., к.т.н.

Мащенко Е.Н.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Севастополь

2016

СОДЕРЖАНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ			3
	1 ПЛАН ЛЕКЦИИ		4
	2 СОДЕРЖАНИЕ ЛЕКЦИИ		6
		2.1 Ситуационное управление	6
		2.2 Язык таблиц событий	9
		2.3 Использование ЯТС для моделирования  систем информационного взаимодействия	11
	3 ТЕСТИРОВАНИЕ		18
		3.1 Список тестов к лекции	19
		3.2 Ключи к тестовым вопросам	21
ПРИЛОЖЕНИЕ А			22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Вузовская лекция - главное звено дидактического цикла обучения. Ее цель - формирование ориентировочной основы для последующего усвоения студентами учебного материала. В жизни современной высшей школы (ВШ) лекцию часто называют "горячей точкой". Слово "лекция" происходит от латинского "lection" - чтение. Лекция появилась в Древней Греции, получила свое дальнейшее развитие в Древнем Риме и в средние века. Яркие страницы в историю развития лекционной формы обучения в России вписал основатель первого отечественного университета М. В. Ломоносов, по достоинству ценивший живое слово преподавателей. Он считал необходимым систематически и настойчиво учиться красноречию, под которым разумел "искусство о всякой данной материи красно говорить и тем преклонять других к своему об оной мнению". И поэтому он советовал лекторам "разум свой острить через беспрестанное упражнение в сочинении и произношении слов, а не полагаться на одни правила и чтение авторов".

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 ПЛАН  ЛЕКЦИИ

 

Тема: Разработка и исследование систем моделирования сетевых объектов протокольного объектов

Цель занятия: Получить основные понятия о системе моделирования, построенной с использованием ЯТС

Задачи:

а) образовательная:

б) развивающая:

в) воспитательная:

В результате проведения занятия обучающийся должен

Иметь понятие о ТС, системах протокольного взаимодействия, понятие и ситуационном управлением и уметь представлять системы в виде ТС.

Норма времени: 2 часа

 

Тип занятия: лекционное

 

№ п/п	Этапы	Содержание учебного материала	Время
1.	Установочный (организационный момент)	Приветствие. Проверка присутствующих на занятии. Оценка внешнего вида. Формулировка темы, цели, задач занятия, мотивации обучения	5 мин.
2.	Определение содержания материала (плана лекции): 1)Основные понятия ситуационного управления  2)ЯТС  3)Использование ЯТС для моделирования систем информационного взаимодействия(пример)	Определение методов, средств изложения материала (формулировка проблемы, приведение примеров, данных исследований, опыта работы)	65 мин.
3.	Закрепление изученного материала	Формулировка вопросов по содержанию, экспресс — опрос, ответ преподавателя на вопросы обучающихся по материалу лекции	10 мин.
4.	Подведение итогов занятия	Определение результативности занятия в соответствии с поставленной целью	8 мин.
5.	Определение задания для самостоятельной работы обучающихся	Перечень заданий, определение формы выполнения	2 мин.

 

Оснащение: проектор, ноутбук

Литература: для создания лекции использовалось следующее:

1. Хемди А. Таха Глава 18. Имитационное моделирование // Введение в исследование операций = Operations Research: An Introduction. — 7-е изд. — М.: «Вильямс», 2007. — С. 697-737. — ISBN 0-13-032374-8
2. Введение в технику работы с таблицами решений / Г. Фрайтаг, В. Годе, Х. Якоби [и др.]. — М.: Энергия, 1979. — 88 с.
3. Поспелов Д.А. Ситуационное управление: теория и практика / Д.А. Поспелов. — М.: Наука, 1986. — 288 с.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 СОДЕРЖАНИЕ  ЛЕКЦИИ

 

 

2.1 Ситуационное  управление

 

Принято считать, что метод ситуационного управления относится к наиболее перспективным методам, позволяющим для широкого класса систем решать задачу поиска (в процессе адаптации) алгоритмов работы системы управления.

Центральным моментом и объектом ситуационного управления является управленческая ситуация. Само слово «ситуация» часто используется в самых разнообразных аспектах и порой неотделимо от таких понятий как состояние, событие, процесс, положение и т.д. М. Мескон, М. Альберт и Ф. Хедоури под ситуацией понимают «конкретный набор обстоятельств, оказывающих существенное влияние на работу организации в данный момент». Такой подход является весьма спорным и противоречивым, однако выделяет основные элементы, которые могут быть использованы для определения ситуации.

Позднее Д. Поспелов расширяет понятие ситуации, добавляя в него информацию о связях между объектами: «текущая ситуация — совокупность всех сведений о структуре объекта и его функционировании в данный момент времени». Все сведения подразумевают также причинно-следственные связи, которые могут выражаться множеством последовательных событий или процессов. В этом смысле ситуация кардинально отличается от состояния и события, которые могут соответствовать только одному моменту времени. 

Для того, чтобы определить принципы ситуационного управления вводят понятие полной ситуации как совокупности, состоящей из состояния (текущей ситуации), знаний о состоянии системы управления в данный момент и знаний о технологии управления. Элементарный акт управления можно представить в следующем виде: Si: Qj --Uk--> Qi, где Si-полная ситуация; Qj - текущая ситуация, Uk - способ воздействия на объект управления(одношаговое решение).

Смысл этого соотношения заключается в следующем. Если на объекте управления сложилась ситуация Qj, и состояние системы управления и технологическая схема управления, определяемые Si, допускают использование воздействия Uk, то оно применяется, и текущая ситуация Qj превращается в новую ситуацию Qi. Подобные правила преобразования называются логико-трансформационными правилами (ЛТП) или корреляционными правилами, полный список которых задает возможности системы управления воздействовать на процессы, протекающие в объекте.

В силу конечности числа различных воздействий все множество возможных полных ситуаций распадается на n классов, каждому из которых будет соответствовать одно из возможных воздействий на объект управления. Другими словами, должны существовать такие процедуры, которые позволили бы классифицировать полные ситуации так, чтобы из них можно было образовать столько классов, сколько различных одношаговых решений есть в распоряжении системы управления. Эти процедуры можно назвать процедурами классификации. Если для некоторых полных ситуаций невозможно указать единственное одношаговое решение, то можно включить эту ситуацию в несколько классов. Но из-за такого пересечения классов возникает задача выбора того или иного решения, подходящих для данной полной ситуации. Для осуществления подобного выбора нужны специальные процедуры экстраполяции последствий принятия решения. С их помощью можно на основании знаний об объекте управления и его функционировании заранее оценить результаты применения выбранного воздействия и сравнить полученные прогнозы всех возможных для данной полной ситуации воздействий. Процедура экстраполяции ситуаций является основой ситуационного моделирования.

Описание текущей ситуации, сложившейся на объекте управления, должно подаваться на вход Анализатора. Его задача состоит в оценке сообщения и в определении необходимости вмешательства системы управления в процесс, протекающий в объекте управления. Если текущая ситуация не требует такого вмешательства, то Анализатор не передает ее на дальнейшую обработку. В противном случае описание текущей ситуации поступает в Классификатор.

Классификатор, используя информацию, хранящуюся в нем, относит текущую ситуацию к одному или нескольким классам, которым соответствуют одношаговые решения. Эта информация передается в Коррелятор, в котором хранятся все ЛТП.

Коррелятор определяет то ЛТП, которое, должно быть использовано. Если такое правило единственное, то оно выдается для исполнения. Если же таких правил несколько, то выбор лучшего из них производится после обработки предварительных решений в Экстраполяторе, после чего Коррелятор выдает решение о воздействии на объект.

Если Коррелятор или Классификатор не могут принять решения по поступившему описанию текущей ситуации, то срабатывает Блок случайного выбора и выбирается одно из воздействий, оказывающих не слишком большое влияние на объект, или же система отказывается от какого-либо воздействия на объект. Это говорит о том, что система управления не располагает необходимой информацией о своем поведении в данной ситуации.

Процесс решения оперативной проблемы есть не столько выбор одного варианта из нескольких возможных (как это принято в эвристических машинных программах), сколько формирование варианта, ведущего к решению. Этот принцип и использован в методе ситуационного управления. Суть его состоит в том, что ЭВМ строит внутри себя систему отношений или модель управляющего объекта, а дальнейшая стратегия управления формируется на основе динамики этой модели. Метод ситуационного управления., являясь итогом психологических исследований процесса решения задач, может выполнять двоякую функцию. С одной стороны, это путь построения программ, позволяющих автоматизировать такие управленческие процессы, которые до этого не могли быть переданы ЭВМ или автоматизировались не лучшим образом. С другой стороны, такой метод может быть рассмотрен как математический инструмент описания реальной мыслительной деятельности оператора в процессе решения сложных задач по оперативному управлению. Все это позволяет по-новому подойти к решению проблемы распределения функций между человеком и ЭВМ в системе управления, поскольку применение метода позволяет передать машине решение многих задач, которые раньше были доступны лишь человеку. 

 

2.2  Язык таблиц событий

 

Опираясь на разработанный М. Хамби язык таблиц решений, авторы предлагают использовать более универсальный язык таблиц событий, средства которого позволят компактно описывать поведение систем управления высокой сложности и привлекать для его реализации объектно-ориентированные языки программирования типа Java. Язык ТС опирается на абстрактную конечно-автоматную модель, превосходит ее по выразительным средствам, что обеспечивает его применение практически во всех областях жизни.

Язык ТС позволяет конструировать сложные иерархические системы управления, начиная от построения первичной спецификации системы, ее модификации и в конечном итоге проектирования. При этом описание систем осуществляется в непроцедурном стиле, что обеспечивает рефакторинг  полученной системы. Применение языка ТС позволяет обеспечить способ естественно-языкового описания необходимой информации, а также сблизить позиции системного аналитика, разработчика и заказчика, позволяя четко описывать как саму задачу, так и необходимые для решения действия.

Использования языка таблиц событий изначально привносит в работу исследовательский момент, поскольку в основе уже существующих систем автоматизированного проектирования лежат сложные формальные языки.

Язык ТС позволяет проводить как синтез, так и анализ комбинационного автомата; преимущества использования ЯТС таковы: при решении задачи синтеза – наглядность, а при решении задачи анализа – возможность достижения логической корректности спецификации. Использование ЯТС позволяет выявить на самом раннем этапе проектирования среди всего множества ошибок даже те, которые можно счесть наиболее грубыми нарушениями в первичной спецификации: неполноту, избыточность, противоречивость. ЯТС можно с успехом применять  для осуществления «реинженеринга» сложных технических систем.

ЯТС позволяет представить первичную спецификацию в виде набора взаимосвязанных таблиц. ТС должна обладать свойствами полноты и безызбыточности. Любая ТС должна иметь один вход в список условий и один или более выходов — на конец алгоритма или в вызываемую таблицу (для деревьев таблиц событий). Переход от дерева таблиц событий к более мощному — графовому средству представления систем управления позволяет организовывать циклические фрагменты алгоритмов, что осуществляется двумя типами взаимодействий между таблицами: безусловным переходом и переходом с возвратом. Во втором случае действия, определяемые таблицей нижнего уровня иерархии, должны изменять хотя бы одно элементарное условие, характеризующее исходное (прерванное) событие.