Брахнов Петро Георгійович
Факультет обчислювальної техніки та інформатики

Спеціальність    Системне програмування

e-mail: adom@inbox.ru

Магістерська робота    «Паралельне моделювання системи управління мережним динамічним об'єктом з зосередженими параметрами»

Керівник    проф. Святний В.А.

Автореферат

Актуальність проблеми
Моделювання динамічних об'єктів є актуальною проблемою для усіх галузей техніки і технологій. Різноманітні методи та засоби моделювання інтенсивно використовуються у реальних технічних проектах для перевірки вірності новітніх інженерно-технічних рішень, тим самим являючи собою важливі фактори, які гарантують якість проектування та надійність об'єктів, що створюються. Розвиток комп'ютерної техніки позитивно відбивається на предметних галузях - зростає рівень складності систем, що моделюються, вдосконалюються засоби їх моделювання. Застосування паралельних і розподілених обчислювальних систем дає можливість швидко та якісно проводити модельні експерименти для мережних динамічних об'єктів, до яких відносяться, наприклад, шахтні вентіляційні мережі. Задачі проектування, розробки систем автоматизованого управління та оперативного прийняття рішень з безпеки потребують модельної підтримки. У зв'язку з цим в останні роки розробці математичних моделей відводиться постійна увага як в Україні, так і в інших країнах. У зв'язку з великою складністю таких моделей для їх підтримки необхідне використання паралельних та розподілених обчислювальних ресурсів, побудова проблемно-орієнтованих моделювальних середовищ (ПОМС) та забезпечення диалогової пдтримки розробки, відлагодження та використання паралельних моделей. Перехід від окремих моделей до комплексного модельного забезпечення вищезазначенних задач у рамках моделювального сервісного центра (МСЦ) актуалізує комплексну побудову засобів активної взаємодії розробників та користувачів паралельних моделей з багатоплановими ресурсами центру.
Новими задачами цієї проблеми є розгляд ПОМС як об'єкта діалога користувача та розробника моделей (експерта предметної галузі) з багатоплановими ресурсами середовища, теоретичне обгрунтування та розробка засобів ефективної підтримки цього діалога на всіх етапах побудови та застосування різнопланових моделей динамічних систем. Рішенню цих задач і присвячена дана робота.

Мета роботи
Метою магістерської роботи є розробка підсистеми діалога ПОМС зі застосуванням засобів паралельного моделювання, що дозволить надати експерту предметної галузі інструмент для побудови та дослідження моделей складних динамічних систем з використанням паралельних ЕОМ, забезпечить однаковий доступ до засобів послідовного та паралельного моделювання, а також надасть можливість управління мережним динамічним об'єктом реальної складності.
Для досягнення цієї мети у роботі вирішуються наступні задачі:
1. Визначення підсистеми діалога (ПД) як системної одиниці ПОМС, формулювання вимог до ПД.
2. Розробка функціональної та алгоритмічної структури ПД ПОМС, орієнтованої на реалізацію у MIMD-системах.
(нижче на анимації зображено сутність MIMD-програмування; анімація має 10 кадрів, затримка кадрів 1-9 дорівнює 100 мс, 10 кадра - 2000 мс, 20 повторень)

3. Розробка функціональної та алгоритмічної структури ПД ПОМС для диалогової підтримки.
4. Теоретичний аналіз та розробка методіки роботи ПД ПОМС.
5. Розробка графічного дизайна ПД ПОМС, що реалізує визуальне спілкування розробника моделі з системою та належне відображення результатів моделювання.
6. Імплементація та експериментальні дослідження основних компонент ПД ПОМС.

Методи дослідження
У роботі використовується метод об'єктно-орієнтованого проектування при розробці ПД. У процесі проектування візуальних засобів ПД застосовується методологія створення діалогових систем. Використовується теорія мультіплатформового програмування для ЕОМ при імплементації програмних компонент ПОМС.
Практична цінність роботи полягає у розробці:
1. Методів інтеграції послідовних та паралельних засобів моделювання ПОМС та створенні програмних компонентів, що дозволяють забезпечити однаковий доступ до них, візуальну побудову моделей, підтримку моделювання, управління та візуалізації результатів.
2. Програмного забезпечення, що реалізує функції телеметрії та контролю параметрів об'єкта. ПЗ призначено для функціонування під керуванням ОС сімейства Microsoft Windows.
3. Розвитку об'єктно-орієнтованого підходу як принципу розробки підсистеми діалога ПОМС.

Перелік посилань
1. W.Baer, R.A.Galasov, V.V.Lapko, A.A.Pererva, D.S.Rasinkov, V.A.Svjatnyj.: Parallele Simulation von industriellen Grubenbewetterungsnetzen / Simulationstechnik 13. Simposium in Weimar, September 1999.
2. R.A.Galasov, V.V.Lapko, O.V.Moldovanova, A.A.Pererva, D.S.Rasinkov, V.A.Svjatnyj, W.Baer.: Das Simulations- und Service-Zentrum fuer automatisierte Grubenbewetterungsnetze / Simulationstechnik 14. Simposium in Hamburg, September 2000.
3. Масюк А.Л. Підсистема діалогу паралельного моделюючого середовища, орієнтованого на шахтні вентиляційні мережі. / Наукові праці ДонНТУ. Випуск 70. Серія ІКОТ: - Донецьк: ДонНТУ, 2003.
4. L.Feldmann, V.Svjatnyj, V.Lapko, E.-D.Gilles, A.Reuter, K.Rothermel, M.Zeitz: Parallele Simulationstechnik. – Problems of Simulation and Computer-Aided Design of Dynamic Systems. Collected Volume of scientific papers. Donetsk State Technical University, Donetsk, 1999, 9-19.