Synthesis of local area network structure in uncertain conditions of initial information

Abstract

The problem of taking into account the uncertainty of the initial information is identified in the tasks of the structure synthesis of local area networks. The analysis of the factors generating uncertainty is carried out, the sources of uncertainty are singled out and the approac hes to formalization and research of uncertainty are systematized. Probabilistic-statistical, interval, fuzzy and deterministic approaches were reviewed, as well as statistical, subjective, logical interpretations of probability and stochastic description, concept of interval-probabilistic approach, continuously determined and discretely determined models. The formulation of the problem was formed and it was proposed to apply the theory of fuzzy sets to formalize and study an uncertainty in synthesizing the structure of the local computing network, the main elements of which are user points, the centers of processing of the information, switching devices and communication channels. The implementation of information and computing works which sources are subs criber points, is assigned to the centers of information processing. It is assumed the popularity of volumes of information and computing works and geographical coordinates of the location of network elements. A model for a research problem based on a cost criterion has been developed. Cost parameters are divided into well-defined and having an uncertain nature. Fuzzyparameters are proposed to describe the membership functions of the form "approximately equal" or "is approximately in the interval". Restrictions on technical capabilities of information processing centers, switching devices, traffic in communication channels are singled out. The technology of model research based on the idea of solving the problems of linear programming in fuzzy statement is proposed. The technology provides the decision maker with information about the network structure, its cost and the level of ownership of the solution. The results of the work can be used in the analysis of approaches to solving problems of structural-topological synthesis of local area networks, design, development and implementation of appropriate software solutions.

Ідентифікована проблема врахування невизначеності вихідної інформації в задачах синтезу структури локальних обчислювальних мереж. Проведено аналіз факторів, що породжують невизначеність, виділені джерела невизначеності і систематизовані підходи до формалізації і дослідження невизначеності. Розглянуті ймовірнісно-статистичний, інтервальний, нечіткий і детермінований підходи, а також статистична, суб'єктивна, логічна інтерпретація ймовірності і стохастичний опис, концепція інтервально-ймовірнісного підходу, модель безперервно-детермінована і дискретно-детермінована. Сформульовано постановку задачі і запропоновано застосовувати теорію нечітких множин до формалізації і дослідження невизначеності при синтезі структури локальної обчислювальної мережі, основними елементами якої є абонентські пункти, центри обробки інформації, комутаційні прилади та канали зв'язку. Виконання інформаційно-обчислювальних робіт, джерелами яких є абонентські пункти, покладено на центри обробки інформації. Припускається, що обсяги інформаційно-обчислювальних робіт і географічні координати розташування елементів мережі є відомими. Розроблено модель задачі дослідження на основі критерію вартості. Параметри вартості розділені на чітко задані і ті, що мають невизначену природу. Нечіткі параметри запропоновано описувати функціями належності виду "приблизно дорівнює" або "знаходиться приблизно в інтервалі". Виділено обмеження на технічні можливості центрів обробки інформації, комутаційних приладів, трафік в каналах зв'язку. Запропоновано технологію дослідження моделі, яка заснована на ідеї вирішення задач лінійного програмування в нечіткої постановці. Технологія забезпечує особу, яка приймає рішення, інформацією про структуру мережі, її вартість та рівень приналежності рішення. Результати роботи можуть бути використані при аналізі підходів до вирішення задач структурно-топологічного синтезу локальних обчислювальних мереж, проектуванні, розробці та впровадженні відповідних програмних рішень.