ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ СИСТЕМА АДМИНИСТРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СЕТЬЮ ВУЗА

ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ СИСТЕМА АДМИНИСТРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СЕТЬЮ ВУЗА
Предлагаемая полезная модель относится к области вычислительной техники, а именно к административному управлению корпоративными информационно-вычислительными сетями (КИВС), построенными в соответствии с требованиями Эталонной модели взаимодействия открытых систем Международной организации по стандартизации (ISO) и предназначена для административного управления развитием (упреждающего управления) корпоративной информационно-вычислительной сетью вуза.
Известна интеллектуальная система поддержки операторов (ИСПО) сложных систем (Кулида Е.Л., Лебедев В.Г., Чесноков A.M. Проектирование интеллектуальных систем поддержки операторов сложных обьектов // Автоматизация проектирования. - 1999, .№1), ориентированная на помощь оператору в оперативном управлении сложными объектами, например КИВС вуза. Система ИСПО содержит: интеллектуальный монитор, управляющий функционированием системы и потоками данных, получающий через каналы связи информацию о состоянии обьекта управления и внешней среды, управляющий распределением задач управления по блокам, построением функциональной схемы обработки информации на уровне отдельных компонент системы, реализующий взаимодействие между блоками и компонентами системы и источниками данных, согласовывающий локальные решения от локальных подсистем; блок приема и обработки входной информации, осуществляющий проверку информации на достоверность, идентификацию ситуации, формирование перечня задач, требующих принятия решения, и отображение информации; информационно-поисковый блок, построенный на основе гипертекст и предназначенный для информационной поддержки оператора, содержит справочную подсистему, подсистему архивирования и подсисG06F 15/16
тему защиты информации; блок базы знаний, машины вывода, отражающих временную логику происходящих событий на объекте и во внешней среде, и настройки системы для взаимодействия лица, принимающего решения, и ИСПО; блок моделирования работы КИВС вуза и состояния среды, использующий для построения прогнозных моделей (моделей развития) данные из базы данных, модели из базы моделей, соответствующие методы из библиотеки аналитических методов и базу знаний на основе размытой логики с машиной логического вывода из состава блока базы знаний, машины вывода и настройки системы для имитационного моделирования.
Недостатками описанного прототипа являются: а) использование баз знаний при прогнозном моделировании системы, требуюших непомерно долгого и сложного процесса заполнения, особенно для такого сложного объекта с неполной информацией как КИВС вуза; б) отсутствие возможности верификации применяемых аналитических методов и имитационных моделей при практическом внедрении; в) отсутствие механизма оценки возможных функциональных сбоев и отказов прогнозной модели, что в совокупности снижает качество оценки производительности КИВС вуза.
Целью полезной модели является повышение качества административного управления производительностью КИВС вуза.
Эта цель достигается тем, что интеллектуальная система административного управления (ИСАУ) КИВС вуза содержит: блок приема и обработки входной информации, информационно-поисковый блок, блок настройки системы, блок моделирования производительности сети, интеллектуальный монитор, взаимодействующий с остальными блоками посредством прямых и обратных информационных связей, при этом блок моделирования производительности сети содержит универсальную подсистему математического и имитационного моделирования, специализированную подсистему полунатурного и натурного моделирования, виртуальный стенд моделирования, распределенную базу верифицированных моделей и экспертных процедур их
выбора, при этом универсальная подсистема математического и имитационного моделирования, специализированная подсистема полунатурного и натурного моделирования, распределенная база верифицированных моделей и экспертных процедур их выбора связаны с интеллектуальным монитором прямыми и обратными информационными связями через подсистему управления запросами, а распределенная база верифицированных моделей и экспертных процедур их выбора дополнительно связана прямыми и обратными информационными связями с универсальной подсистемой математического и имитационного моделирования и специализированной подсистемой полунатурного и натурного моделирования, которая связана прямыми и обратными информационными связями с виртуальным стендом моделирования.
На фигуре 1 представлена информационно-структурная схема ИСАУ развитием КИВС, где цифрами обозначены: 1 - внешняя среда (Internet и другие информационно-вычислительные общего пользования и ведомственные сети) , 2 - объект управления (службы и подсистемы КИВС с контуром оперативного управления), 3 - интеллектуальный монитор, 4 - блок приема и обработки информации, 5 - информационно-поисковый блок, 6 - блок настройки системы, 7 - блок моделирования производительности ИСАУ КИВС, I, 1, Ь - прямые и обратные информационные связи между ИСАУ КИВС и внешней средой и объектом управления, II - V - прямые и обратные информационные связи между интеллектуальным монитором и блоками приема и обработки информации, информационно-поисковым, настройки системы и моделирования производительности КИВС. На фигуре 2 представлена информационно-структурная схема блока моделирования производительности ИСАУ КИВС, где цифрами обозначены: 8 - подсистема управления запросами, 9 - универсальная подсистема математического и имитационного моделирования, 10 - специализированная подсистема полунатурного и натурного моделирования, 11 - распределенная база верифицированных математических, имитационных, полунатурных и натурных моделей и экспертных процедур их выбора, 12 - виртуальный стенд моделирования, V прямая и обратная информационная связь между подсистемой управления запросами и интеллектуальным монитором, VI - прямые и обратные информационные связи между подсистемой управления запросами и универсальной подсистемой математического и имитационного моделирования, специализированной подсистемой полунатурного и натурного моделирования и распределенной базой верифицированных математических, имитационных, полунатурных и натурных моделей и экспертных процедур их выбора, VII прямые и обратные информационные связи между универсальной подсистемой математического и имитационного моделирования и распределенной базой верифицированных математических, имитационных, полунатурных и натурных моделей и экспертных процедур их выбора, VIII - прямые и обратные информационные связи между специализированной подсистемой полунатурного и натурного моделирования и распределенной базой верифицированных математических, имитационных, полунатурных и натурных моделей и экспертных процедур их выбора, IX - прямые и обратные информационные связи между специализированной подсистемой полунатурного и натурного моделирования и виртуальным стендом моделирования.
Интеллектуальная САУ развитием КИВС функционирует следующим образом. Интеллектуальный монитор 3, получая информацию о состоянии актуальных по производительности объектов КИВС 2 и внешней среды 1, обрабатывает ее (проверяет на достоверность, идентифицирует ситуацию, формирует перечень задач, требующих принятия решения) в блоке приема и обработки 4, сравнивает с аналогичными ситуациями из подсистемы архивирования информационно-поискового блока 5. Если сравниваемые ситуации одинаковы, то для прогнозного управления используются ранее использовавшиеся решения, в противном случае интеллектуальный монитор 3 формирует формализованный запрос на моделирование и направляет его в подсистему управления запросами 8 блока моделирования производительности
KPffiC 7. Подсистема управления запросами 8 формирует запрос, получает список и выбирает из распределенной базы 11 соответствующие запросу интеллектуального монитора 3 заранее верифицированные модели, затем реплицирует их в универсальную и специализированную подсистемы 9 и 10 для гибридного (математического, имитационного, полунатурного и натурного) моделирования. Гибридное моделирование осуществляется путем передачи подсистемой управления запросами 8 выходных результатов одной модели в качестве входных для другой. Для верификации проведенного математического, имитационного и полунатурного моделирования и выявления функциональных отказов и функциональных сбоев гибридной модели собирается и испытывается натурная аппаратно-программная модель актуальных по производительности объектов КИВС на виртуальном стенде моделирования 12. Функциональный отказ или функциональный сбой гибридной модели устраняется путем необходимого повторения математического, имитационного и полунатурного моделирования с измененными параметрами или использования других моделей из списка, представленного базой 11. Результаты моделирования обрабатываются подсистемой управления запросами 8 и возвращаются в формализованном виде в интеллектуальный монитор 3. Интеллектуальный монитор 3 формирует решение (из списка разрешенных решений) на управление, передает его через каналы связи объекту управления для внедрения и одновременно заносит его в подсистему архивирования информационно-поискового блока 5. Блок настройки системы 6 осушествляет взаимодействие лица, принимающего решение (администратора ИСАУ KPffiC вуза) и ИСАУ KPffiC вуза для поддержки процесса моделирования и принятия решения в сложных случаях. Реализация структуры интеллектуальной САУ (ИСАУ) КИВС вуза основана на клиент-серверном подходе, когда ИСАУ КИВС вуза разделяется на несколько серверов, каждый из которых выполняет набор функций соответствующего блока. Клиентами являются программы, отрабатывающие управляющее воздействие администратора
ИСАУ КИВС вуза, запрашивающие выполнение функции, посылая серверу сообщение. Компонентами блока моделирования производительности являются сервер подсистемы управления запросами 8, содержащий программу диспетчеризации запросов, клиентские вычислительные машины универсальной подсистемы математического и имитационного моделирования 9 содержат универсальные пакеты моделирования (MathCAD, MatLab, GPSS, LabView и др.), клиентские вычислительные машины специализированной подсистемы полунатурного и натурного моделирования 10 содержат BenchMark-тесты и программы моделирования, формирующие план проведения полунатурного и натурного моделирования на виртуальном стенде моделирования. Виртуальный стенд моделирования 12 представлен набором программно-аппаратных средств - серверов, персональных ЭВМ, активного и пассивного сетевого оборудования, используемых в учебном процессе вуза, объединенных через центральную кроссовую панель (ручной или электронный коммутатор), на которой формируется вариант альтернативы объекта управления (службы, подсистемы КИВС или КИВС в целом) для моделирования. Распределенная база верифицированных математических, имитационных, полунатурных и натурных моделей 11 реализована в виде базы данных имен и атрибутов каждой модели, их месторасположения в КИВС вуза и экспертных процедур выбора моделей, построенных на продукционной модели вида «Если ..., То ....
Выполнение блока моделирования 7 в виде подсистем 8 -ь10, распределенной базы 11, виртуального стенда моделирования 12 позволяет избавиться от формирования и сложной и долгой настройки базы знаний за счет более простой и быстродействующей базы данных для моделей и экспертных процедур их выбора, а также позволяет использовать для структурной настройки гибридной модели не элементарные, а типовые агрегированные модели, представляющие собой модули для сборки такой модели. Верификация применяемых аналитических методов и имитационных моделей, устранение
функциональных сбоев и функциональных отказов прогнозной модели на полунатурных и натурных моделях повышает точность прогнозирования и, в конечном итоге, качество административного управления производительностью KPffiC вуза. Кроме того, экспериментальные проверки работы блока моделирования производительности, включая подсистему управления запросами, ряд компонентов универсальной и специализированной систем моделирования, составляющих полунатурных и натурных моделей из распределенной базы моделей показали для различных типов запросов его приемлемые работоспособность и производительность, низкие требования к ресурсам, позволяющие сократить время принятия решения на административное управление развитием KPIBC вуза.