|
| |
|
Слаботочка Книги где Tij. (aj, Uj) - значения показателя эффективности для г-го пути; Рг {at, - "Вероятность выбора г-го пути на направлении обмена [а aj]. . Значение показателя эффективности зависит как от алгоритма управления потоками информации в ИС (в частности, правила выбора пути передачи), так и от процессов отказов и восстановления ИС, приводящих к тому, что в каждый данный момент вместо графа G {А, В) реально существует частичный подграф G (X, Y), X А, Y В. Поэтому вместо (34.1) для конкретного подграфа можно записать п [щ, aj] = 2я [G (X, Y)]P [G (X, Y)]U [G (X, Y)], (34.2) где и [G {X, Y)] - функция связности подграфа G {X, Y): U[G{X V)] - P •- связаны, \0, если щ и uj топологически не связаны. Подграф G {X, Y) представляет собой одно из возможных состояний ИС, в котором исходная сеть может оказаться с вероятностью Р [G (Х, Y)]. Учет алгоритма управления скажется при расчете п 1G (X, Y)], причем действие алгоритма будет оцениваться в конкретной ситуации, в которой в данный момент пребывает ИС. Для каждой ситуации, т. е. для каждого подграфа G (X, Y), в соответствии с целевой функцией управления определяется оптимальный (относительно выбранных критериев) путь передачи сообщений рЛ(аг, Uj), G (X, Yj] и для этого пути находится п [р (ui, щ), G (X, Y)]. Найденное из (34.2) значение n{ai, Uj] представляет собой математическое ожидание величины этого показателя эффективности для направления обмена [а;, aj] при принятых алгоритмах управления потоками информации 1д;оответствующих весовых коэффициентах элементов ИС. " Выражение (34.2) может использоваться для вычисления многих показателей эффективности ИС. При этом порядок расчета таков: 1) вырабатывается частичный подграф G (X, Y) исходного графа G (Л, В); 2) находится U [G (X, Y)] для заданных вершин at и щ, т. е. решается задача о связности сети; 3) определяется г-й путь рг [(«г. а,), G (X, Y)] для подграфа G (X, Y) в соответствии с принятым алгоритмом управления и заданной целевой функцией; 4) определяется вероятность реализации подграфа Р (G (X, Y)]; 5) находится п [G (X, Y)] для г-го пути я[Рг («г,а,-). G (X, Y)]; 6) вычисляется одно слагаемое вида nJG (X, Y)]P IG (X, Г)] и [G (X, Г)]; 7) указанная в пп. 1-6 процедура повторяется для всех реализаций подграфов сети; 8) слагаемые, полученные в п. 6 на всех циклах расчета, суммируются. Таким образом, данная процедура является частным случаем общего расчета эффективности. Существует ряд способов ускоренного определения числа частичных подграфов G (X, Y) и путей в них с учетом реальных вероятностей отказа элементов ИС, дающих существенный выигрыш по времени по сравнению с прямьш перебором вариантов. 34.2. ОСНОВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИНТЕГРАЛЬНЫХ МИКРОСХЕМ Показатели эффективности ИС определяются в предположении, что удовлетворяются определенные требования к качеству доставки информации. Эти требования ИС оценивают качество передачи информации как в отдельных ее элементах, так и в системе в целом. К показателям качества доставки сообщений на произвольном направлении [щ, aj] относятся: показатель надежности нормальной доставки п„, определяемый вероятностью правильной передачи некоторого заданного массива информации за время, не превышающее нормы времени доставки в реальных условиях работы сети (иногда используется дополнительный показатель - показатель потерь Яц = = 1 - л„); показатель достоверности Яд, определяемый вероятностью обнаружения ошибки в сообщении заданного объема, доведенного до абонента в пределах заданного времени доставки; показатель связности пв lat, aj], определяемый вероятностью существования связи между узлами at и aj с учетом ограничений по времени доставки и требований к достоверности. Показатель связности обычно применяется для нахождения [а,, aj] или Яп [at, aj]. В частности, Яц [а щ\ приближенно можно представить в виде Яц > 1 - Ясв + я;свЛд (34.3) или Я„ < Ясв - (1 + Jcb). (34.4) что при достаточно малых Яд по сравнению с Ярв (как это и имеет место обычно на практике) позволяет считать я„ < Ясв. • • (34.5) Таким образом, прямой расчет показателя Яц, связанный с наибольшими трудностями в силу необходимости учета большого числа различных факторов, можно заменить простыми оценками через Яд и Ядв и на их основе строить косвенные оценки я„ в соответствии с (34.4) или (34.5). Показатель связности Ясв является одним из наиболее важных показателей ИС, определяющие эффективность выбранной структуры. Связность отражает способность ИС продолжать выполнение своих функций при выходе из строя отдельных ее элементов и частей и зависит как от структуры ИС, так и от принятых в ней алгоритмов управления потоками сообщений. Определение связности реальной ИС представляет собой достаточно трудную задачу. Это объясняется тем, что при задании допустимых задержек Тр и показателей достоверности Яд связность определяется не только наличием или отсутствием связи между некоторой парой узлов щ и щ сети, но и необходимостью учета только тех прямых и транзитных путей, выбор которых обеспечит допустимые задержки и коэффициенты потерь достоверности. Показатель достоверности Яд /г-го пути р направления обмена [щ, щ] <4tAfe(«ь «7)1 = S Kj(ak,ai)+ 2 д(«т)- Таким образом, среди всех возможных путей между щ и aj выбираются только те, для которых одновременно выполняются условия по заданным нормам времени доставки и достоверности сообщений. Указанные выше показатели эффективности можно представить в виде матриц 1!ян [щ, 1Яп [щ, !Ясв Ыи 1Яд [аь aj\\\ для всех пар элементов. Записанные в таком виде показатели эффективности позволяют оценить качество передачи внешних сообщений в ИС в целом, что представляет непосредственный интерес для пользователей сети. Иногда вместо таких матриц для оценки того или иного показателя качества ИС в целом пользуются некоторыми средними оценками. Например, средний показатель потерь сообщений в ИС Яц [G (Л, В)] можно представить в виде Яп[е(Л, Б)] = -п[щ, а] V[ai, ajVV{Щ, a-j, i. i I. i где V[ai,aj\lYi V]aj, a-]-доля объема информации по направлению [аj, Оу] по отношению ко всему объему У, V\ai, аЛ, циркулирующему в ИС. в качестве интегрального показателя эффективности ИС желательно выбрать такую обобщенную характеристику сети, которая, с одной стороны, имела бы ясный физический смысл, а с другой стороны, по возможности была бы функционально связана с наиболее важными частными показателями эффективности ИС. Таким показателем качества ИС может служить норма надежности нормальной доставки (лк)- Для произвольного направления обмена информацией [щ, aj] Лд = я„£ {I ~ R (То)} + Яд, где Лд - реальный показатель достоверности, определенный с учетом фактической надежности элементов ИС; R (Тр) - стационарный коэффициент оперативной готовности; Яд - показатель достоверности, определенный в предположении, что входящие в путь р для пары [а, aj] элементы ИС имеют абсолютную надежность, но действующие на них помехи и сбои имеют реальные статистические характеристики. Отсюда " " {l-R(To[fib aj])} где Е - некоторый коэффициент пропорциональности. 34.3. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТРАКТА ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ В общем случае тракт передачи данных (ТПД) можно рассматривать как совокупность параллельно включенных непрерывных каналов связи (ИКС), организованных в линиях связи различного типа с помощью аппаратуры частотного или временного уплотнения, устройств преобразования сигналов (модемов) и устройств повьш1ения достоверности (УПД), обеспечивающих передачу и защиту от ошибок информации на определенном прямом направлении связи, соответствующем ребру bij на графе, представляющем ИС. Основными характеристиками тракта являются: общая (максимальная) производительность тракта, определяемая суммой где pW(fci;) - производительность fe-ro канала передачи данных, входящих в состав тракта; индивидуальные коэффициенты потерь достоверности информации фц) в каждом из входящих в тракт каналов (иногда пользуются понятием среднего коэффициента потерь достоверности информации тракта, определяемого как средневзвешенное по всем каналам); вероятность правильной передачи в тракте массива информации некоторого заданного объема за время, не большее некоторого нормативного времени; вероятность потери сообщения в тракте с учетом ограничения на допустимое время передачи; показатели надежности тракта: коэффициент готовности (или коэффициент простоя), средняя наработка на отказ, среднее время восстановления, коэффициент оперативной готовности. Характер искажений в канале связи в значительной степени определяется видом связи (кабельная, радио, космическая и т. п.). Вероятность искажений кодовой комбинации длины п Рп П -"р, где о - показатель группирования, однозначно определяемый через параметры соответствующей математической модели канала; р - средняя вероятность ошибок в канале. Вероятность рп входит в качестве основной составляющей в анали- 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 [180] 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 |