Рыбина Технология построения динамических 2011

стержнями с поглотителями нейтронов и включению/выключению подачи поглотителя нейтронов и пароводяной смеси.

Оператору необходимо перед пуском ядерного реактора установить настройки начального состояния реактора через экранное окно, изображенное на рис.39.

При запуске прототипа пользователю предоставляется возможность выбрать один из режимов работы прототипа:

∙режим работы для специалиста по имитационному моделированию;

∙режим работы для оператора ядерного реактора.

Если пользователь выбрал режим работы прототипа «Режим работы для специалиста по имитационному моделированию», то открывается рабочее пространство для работы специалиста по имитационному моделированию (рис. 40). Специалисту по имитационному моделированию отображается визуализация работы ядерного реактора, графики зависимости мощности активной зоны реактора, концентрации поглотителя в активной зоне и температуры в барабане сепараторе от времени. Также ему предоставляется возможность задать параметры для запуска ИМ.

Рис. 38. Рабочее пространство оператора ядерного реактора

171

При функционировании прототипа ИЭС возможно моделирование ситуации выхода цепной реакции в реакторе из-под контроля, вызванное недостаточным содержанием поглотителя в реакторе, что приведет к аварии на реакторе, в этом случае срабатывает быстродействующая аварийная защита и реактор автоматически заглушается.

Рис. 39. Настройки начального состояния реактора

3.1.2. Прототип динамической ИЭС управления локальной вычислительной сетью «умного дома»

Для управления локальной вычислительной сетью (ЛВС) актуальны задачи анализа и диагностики состояния сети, управления сетью, обработки внешних воздействий и ремонта возникающих неисправностей [49], [50]. В настоящее время эти обязанности возлагаются на системного администратора, от которого требуется внимательная и напряженная работа для решения перечисленных задач. Применение методов, средств и технологий ДИС позволит снизить нагрузку на системного администратора и помочь ему в решении возникающих проблем.

172

Рассмотрим технологию построения демонстрационного прототипа динамической ИЭС управления ЛВС делового центра, обеспечивающей поддержку решения задач мониторинга состояния сети, диагностики и устранения возникающих ошибок администратором. Прототип ИЭС проводит моделирование ЛВС и обеспечивает поддержку принятия решений администратором сети.

Рис. 40. Рабочее пространство специалиста по имитационному моделированию

Краткое описание проблемной области. ЛВС – это кабельная система здания или группы зданий, предназначенная для объединения телекоммуникационного оборудования (персональных компьютеров, серверов, принтеров и т. д.). Правильно построенная ЛВС позволяет получать доступ к необходимой информации по

173

проводным и беспроводным каналам и обеспечивает защиту от несанкционированного доступа к данным.

Базовые структуры ЛВС подразделяется на несколько видов

[49], [50]:

∙«Звезда». Этот тип структуры ЛВС подразумевает подключение всех составляющих системы к единому узлу (центральному).

∙«Кольцо». Согласно этому типу структуры элементы сети объединены между собой по замкнутой цепи последовательно.

∙«Шина». При использовании этого типа структуры вся информация передается по коммуникационному каналу, который доступен для всех устройств.

Еще один тип структуры ЛВС, применяемый в крупных сетях, называется – « древовидная структура ЛВС». Такая структура представляет собой чаще всего комбинацию базовых структур. Строение данного вида структуры ЛВС имеет несколько уровней. Высший уровень – это основной транспортный канал сети, посредством которого осуществляется сообщение элементов ЛВС. Более низкий уровень (распределения) – подразумевает расположение коммутаторов, относящихся к определенным группам (ЛВС этажа, ЛВС здания и т. п.). Далее идет уровень доступа – здесь располагаются коммутаторы, ответственные за доступ серверов к ресурсам ЛВС.

Сейчас невозможно представить офис (или группу офисных зданий) без единой локальной сети. Грамотно реализованная и отвечающая современным стандартам безопасности ЛВС работает надежно и качественно, обеспечивая в офисе стабильное информационное взаимодействие, а именно:

∙совместное использование элементов сети;

∙возможность быстрого доступа к необходимой информации;

∙защиту информации;

∙использование ресурсов современных технологий (доступ в Интернет, системы электронного документооборота и проч.).

К ЛВС «умного дома» выдвигается ряд дополнительных требований:

174

∙обеспечение обмена данными между основными узлами системы «умного дома» (центральным контроллером, панелями и пультами управления);

∙обеспечение обмена медиа данными между Медиа сервером и клиентами, а также их связь с центральным контроллером;

∙обеспечение связи системы «умного дома» и устройств пользователей (ноутбук, компьютер, КПК, мобильный телефон и проч.),

ссетью Интернет;

∙обеспечение обмена данными между устройствами пользователя и подсистемами «умного дома».

Постановка задачи. Целями разработки и функционирования прототипа динамической ИЭС являются визуализация текущего состояния ЛВС, управление сессиями и правами доступа пользователей, добавление/удаление объектов в сети, установление маршрутов, а также ремонт случайных искажений в сети и формирование рекомендаций системному администратору в случае невозможности устранения ошибки автоматически.

Имитационная модель управления локальной вычисли-

тельной сетью «умного дома». В данном случае в качестве ИМ используется модель ЛВС, которая характеризуется такими параметрами, как: состояние сети, объекты, связи между ними, и т.д.; множество контролируемых неуправляемых параметров (вектор

X ), влияющих на сеть (например, появление новых устройств); модель случайных возмущений, генерирующяя множество возму-

щений (вектор E ) таких, как внезапный обрыв связи; модель системы управления, обеспечивающяя формирование множества

контролируемых управляемых параметров (вектор U ), т.е. параметры объектов сети и др.; множество выходных параметров моде-

ли объекта управления (вектор Y ): сообщения об ошибках и их автоматическом исправлении. Тогда в соответствии с методикой

построения ИМ (раздел 1.4) M ИМ =< O,C, X ,U , E,Y , F XEU →Y > , где

∙O – м ножество объектов модели;

∙С – множество состояний системы;

∙X – м ножество входных неконтролируемых параметров;

175

∙U – множество входных контролируемых параметров;

∙E – мн ожество случайных возмущений;

∙Y – мн ожество выходных параметров;

∙F XEU →Y – функция преобразования входных параметров в выходные.

В качестве метода имитационного моделирования выбран процессный метод сканирования активности (раздел 1.3.2.). Для этого выделяются состояния системы и описываются действия, которые переводят систему из одного состояния в другое. Условия начала или окончания действия проверяются после очередного продвижения имитационного времени. Если заданные условия удовлетворяются, то происходит соответствующее действие. Для того чтобы было выполнено каждое действие в модели, сканирование условий производится для всего множества действий при каждом продвижении имитационного времени. Время изменения состояния помещения составляет постоянную величину, которая сопоставляется с интервалом сканирования активности.

Рассмотрим основные компоненты модели.

10.100.255.255);

rights:userrights[] – права пользователей; working:boolean – занятость; state:boolean – включенность;

location: string – местоположение .

176

Файл или папка

Параметры: path:string – путь ( стандартный путь Windows); rights:userrights[] – права пользователей.

Права пользователя

Параметры: user:string – имя пользователя; read:boolean – право на чтение;

write:boolean – право на запись; execute:boolean – право на ис-

полнение.

2. Состояние системы: C = (c1,c2 ,c3 ,c4 ,c5 )

c1:server[] – сервера ; c2:workplace[] – рабочие места;

c3:printer[] – принтеры; c4:router[] – маршрутизаторы; c5:connection[] – связи .

Штатными считаются все состояния, когда сеть замкнута. Нештатными – все состояния, когда сеть разомкнута.

3. Описание вектора контролируемых управляемых пара-

метров U = (u1, u2 , u3 )

u1:string – имя пользователя (администратора); 177

u2:ip – ip цели (диапазон 10.100.0.1 – 10.100.255.255); u3:string – операция :

AddObject(ip:string,type:string) – добавить объект , DelObject() – удалить объект , AddUser(user:string,password:string) – добавить пользователя, DelUser(user:string) – удалить пользователя ,

SetADRights(user:string, newrights:rights) – установить права Active Directory,

SetNTFSRights(user:string, newrights: rights) – установить права NTFS,

SetPrintRights(user:string, newrights: rights) – установить права принтера,

AddRoute(newroute:route) – добавить маршрут , DelRoute(oldroute:route) – удалить маршрут, Off(ip:string) – выключить объект .

4. Описание вектора неконтролируемых управляемых па-

раметров X = ( x1, x2 , x3 , x4 ) x1:string – имя пользователя;

x2:ip – ip источника (диапазон 10.100.0.1 – 10.100.255.255); x3:ip – ip цели (диапазон 10.100.0.1 – 10.100.255.255); x4:string – операция :

Login(user:string,password:string) – удаленный вход на сервер, ReadFile(filepath:string) – считать файл,

WriteFile(filepath:string, source:string) – записать файл , ExecuteFile(filepath:string) – запустить файл ,

ChangeRights(objectname:string, newrights:string) – изменить права доступа,

Print(source:string) – печать локального файла на принтере, UnPrint() – сбросить печать пользователя ,

Ping() – проверка доступа к адресу, ChangePass(newpass:string) – смена пароля доступа к объекту.

5. Случайные возмущения: E = (e1 ) e1:string – событие:

ChangeADRights(ip:string, user:string, newrights: rights) – изменение прав Active Directory,

178

ChangeRoute(ip:string, newroute:route) – изменение маршрута,

DelRoute(ip:string, oldroute: route) – удаление маршрута, Off(ip:string) – выключение объекта,

BreakLink(ipfrom:string, ipto:string) – обрыв линии.

6. Выходы: Y = ( y1, y2 )

y1:boolean – успешность выполнения; y2:string – комментарий :

Null – нет комментариев,

”Unknow n” – неизвестная причина.

Архитектура прототипа динамической ИЭС управления локальной вычислительной сетью «умного дома». Архитектура прототипа динамической ИЭС управления ЛВС «умного дома» построена на основе классической архитектуры динамической ИЭС. Архитектура прототипа динамических ИЭС управления ЛВС «умного дома» представлена на рис. 41. Рассмотрим основные компоненты представленной архитектуры:

∙подсистема моделирования внешнего мира соответствует описанию имитационной модели решаемой задачи;

∙база знаний состоит из двух частей, описанных средствами ЯПЗ G2: правил, описывающих функционирование ИМ и правил, использующихся для решения задачи;

∙решатель и рабочая память реализованы средствами системы G2;

∙диалоговый компонент используется для взаимодействия с системным администратором (отображает информацию о текущем

179

состоянии модели и выдает рекомендации по действиям, которые следует предпринять).

Используемые классы и объекты. Рассмотрим основные клас-

сы, объекты и их атрибуты, созданные для реализации прототипа ИЭС:

∙ModelObject – общий класс объекта, принадлежащего систе-

ме;

∙Атрибуты: ID – integer, State – truth-value;

∙Подклассы: IPModelObject – вид объекта, имеющего свой IP;

∙Атрибуты: IP – integer;

∙Подклассы: Printer – принтер ;

∙Атрибуты: Users – userlist, Rights – rightlist;

∙Working – truth-value, Location – string;

∙Server – сервер ;

∙ Атрибуты: Users – userlist, Data – filelist, Location – stri ng;

∙Workplace – рабочее место;

∙Атрибуты: Type – text, Location – string;

∙Подклассы: PC – стационарный компьютер, Laptop – ноутбук, Mobile – мобильный телефон;

∙Router – общий класс для различных видов роутеров;

∙Атрибуты: Routes – routelist;

∙Подклассы: WifiRouter – беспроводной роутер;

∙Атрибуты: Routes – routelist;

∙WireRouter – проводной роутер;

∙Атрибуты: Routes – routelist;

∙Modelconnect – общий класс связи;

∙Атрибуты: Using – truth-value;

∙Подклассы: Wire – проводная связь, Wifi – беспроводная связь, Packet – пакет , идущий по сети;

∙Атрибуты: PID – integer, Type – text, Params – text, Location –

integer;

∙File – некий файл;

∙Атрибуты: Path – text, Rights – rightslist;

∙Filelist – список файлов;

∙Rights – права ;

180