3 Автоматизированное проектирование структуры мсс

3.1 Требования к программному обеспечению

Для значительного повышения производительности труда проектировщиков и тем самым снижение стоимости разработки сетей связи необходимы современные индустриальные методы проектирования на базе широкого использования систем автоматизированного проектирования (САПР) сетей связи, включающих в свой состав комплекс средств программного, информационного, технического и других видов обеспечения. Составной частью программного обеспечения САПР сетей связи являются ППП оптимизации и анализа сетей связи. При хорошо налаженном взаимодействии человек и ЭВМ способны совместно решать такие проблемы, которые не могут быть решены ими по отдельности, при этом на каждого возлагаются те аспекты проблемы, которые он решает наилучшим способом.

Сегодня в условиях увеличения затрат на создание программного обеспечения (ПО) и повышения трудоёмкости этих работ разработку прикладной программы рассматривают как комплекс научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ. Стоимость ПО начинает превосходить стоимость использующих их вычислительных средств.

ПО, предназначенное для оптимизации и анализа МСС ориентируется на проведение многовариантных структурно-сетевых расчётов и представляет собой программные комплексы многоцелевого назначения.

Прикладные программы пакета должны быть удобны для широкого круга проектировщиков с различным уровнем подготовки. Вид задания исходной информации должен быть удобным для широкого круга проектировщиков с различным уровнем подготовки. Вид задания исходной информации должен быть прост и близок к виду, принятому в данной проблемной области. Информация, необходимая для управления процессом оптимизации и выбора значения настроечных параметров алгоритмов, должна быть понятна пользователю и иметь как можно меньший объём. Наиболее предпочтительным является режим автоматического выбора настроечных параметров. Выходная информация должна включать интегральные и дифференциальные характеристики оптимального проекта, значения управляемых переменных в экстремальных точках Х*, а также характеристики управления процессом оптимизации и траекторию движения оптимизируемой точки. Сложная структура целевой функции и функций-ограничений ставит особо жёсткие требования ко времени поиска экстремума. Желательно, чтобы самостоятельные, но чрезвычайно трудоёмкие задачи поиска стартовой топологии и начального реализуемого плана РП возлагались на ППП.

В целом ПО должно характеризоваться высокой надёжностью, эффективностью поиска и возможностью замены модулей.

3.2 Разновидности оптимизационных задач

Гибкость и мобильность ПО в значительной мере зависят от того, насколько полно учтены многовариантность исходных данных и разновидности постановок задач оптимизации и анализа.

Исследования конца 60-х – начала 70-х годов перечеркнули распространённое ошибочное мнение о том, что процесс создания ПО – это только процесс написания программ [3]. Дальнейшие наблюдения показали, что основные затраты концентрируются на фазе модификации имеющихся программ для новых применений. Это подчёркивает значимость этапа работ, связанного с формированием требований к ПО.

Конкретизируем состав вектора Х с учётом вышеописанных компонентов СМ

где R – число ступеней иерархии;

= (n₂, n₃, …, n _r, … n _R;)

n _r – число УК на r-й ступени;

= (k_1,2, k_2,3, … , k_r-1,r … , k_R-1,R, k₂, k₃, … , k_r… , k_R);

k_r-1,r - локальная степень вершины межступенчатой подсети (r – 1, r)-й ступени;

k_r - локальная степень вершины подсети r-й ступени;

= (W_1,2, W_2,3, … , W_r-1,r … , W_R-1,R, W₂, W₃, … , W_r… , W_R);

W_r-1,r -тип структуры межступенчатой подсети;

W_r -тип структуры зоновой подсети r-й ступени;

= (x₂^(p), x₃^(p), … , x^(p)_R-1)

x_r^(p) – доля транзитного потока p-го приоритета от общего потока p-го приоритета, поступающего на УК r-й ступени иерархии;

= (s₂, … , s_r, … , s_R);

s_r - число ЦТО на r-й ступени иерархии;

= (C_1,2, C_2,3, … , C_r-1,r … , C_R-1,R, C₂, C₃, … , C_r… , C_R);

C_r-1,r – пропускная способность канала (r – 1, r)-й межступенчатой подсети;

C_r – пропускная способность канала зоновой подсети r-й ступени;

=(G₂, G₃, … , G_r… , G_R);

G_r – производительность УК r-й ступени иерархии.

Размерность вектора Х определяется классом решаемой задачи оптимизации. Может быть выделено несколько частных задач (см. таблицу 4). В последнем столбце приведены подвекторы, нахождение которых составляет содержание частной задачи. Поскольку принята гипотеза о равномерном размещении ОП и УК, частная задача размещения УК не рассматривается. Расчёт стоимостных и вероятностно-временных характеристик процесса доставки (Т_qj (Х), Q_pj (X)) и ТО (k_э0) может быть произведён на базе компонент вектора Х и исходных данных.

Можно выделить оптимизационные задачи:

1. Структурную (включает частные задачи А₁, А₂, А₃);

2. Эксплуатационную (решению подлежит частная задача А₄);

3. Функциональную (топология графа полагается известной, решению подлежат А₂, А₃, а также частная задача выбора наиболее предпочтительной дисциплины обслуживания очередей).

В зависимости от целей исследования могут быть выделены следующие задачи анализа (табл. 5):

- оценки интегральных и дифференциальных характеристик существующей сети (проекта сети) – В₁;

- исследования характера зависимости интегральных и дифференциальных характеристик от входных данных и внешних условий – В₂;

- исследования характера зависимости интегральных и дифференциальных характеристик от внутренних параметров сети – В₃.