Дідук В. А. Моделі, методи та засоби розроблення архітектур реконфігурованих гетерогенних комп'ютерних систем

Об'єктом дослідження є процеси розроблення реконфігурованих гетерогенних комп'ютерних систем. Мета роботи полягає у підвищенні ефективності побудови архітектур комп'ютерних систем і мереж за рахунок розробки моделей, методів та засобів розроблення реконфігурованих гетерогенних комп'ютерних систем. Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити такі задачі: провести аналіз існуючих моделей і методів автоматизованого проектування комп'ютерних систем і мереж для визначення шляхів підвищення ефективності їх роботи; розробити динамічну інформаційну модель гетерогенних комп'ютерних систем; розробити модель системи автоматизованого проектування реконфігурованих гетерогенних комп'ютерних систем, здатних здійснювати реконфігурацію в режимі реального часу; розробити математичні моделі і методи розв'язання топологічних задач в гетерогенних комп'ютерних системах та мережах; розробити метод маршрутизації в комп'ютерних бездротових мережах на основі мурашиного алгоритму із зменшеним часом знаходження оптимального маршруту передачі даних; розробити програмне та апаратне забезпечення, яке реалізує отримані теоретичні положення; провести експериментальні дослідження розроблених комплексів. Практичне значення одержаних результатів полягає в такому: розроблена динамічна інформаційна модель гетерогенних комп'ютерних систем та мереж дозволяє проводити реконфігурацію архітектури комп'ютерної системи залежно від розв'язуваного завдання. Отримані результати дають можливість гнучко інтегрувати різні елементи одних комп'ютерних систем в інші, створюючи таким чином багатофункціональні гетерогенні системи. Це дозволяє, зокрема, впроваджувати пожежно-охоронні датчики і сповіщувачі у вже існуючі комп'ютерні системи, що істотно зменшує час і фінансові ресурси на розробку системи; розроблено систему автоматизованого проектування гетерогенних комп'ютерних систем і мереж, що дозволяє забезпечити збереження конфіденційності інформації шляхом чіткого розподілу прав доступу користувачів до ресурсів проекту на початковому етапі проектування. В системі передбачена можливість внесення коректив в критерії оптимізації проекту на будь-якій стадії виконання; розроблений метод побудови архітектур гетерогенних комп'ютерних систем і мереж дозволяє автоматизувати процес їх проектування, а також створювати гетерогенні комп'ютерні системи з можливістю реконфігурації в режимі онлайн; розроблені програмні продукти з використанням об'єктно-орієнтованих мов програмування дозволяють моделювати топологічні структури розміщення мережевих вузлів і ліній їх сполучення; розроблено зразки апаратного забезпечення для гетерогенних комп'ютерних систем і мереж, робота яких базується на розроблених теоретичних положеннях; проведені розрахунки на прикладі побудови пожежно-охоронної сигналізації для Кривалієвського ринку м. Черкаси показали, що використання розроблених у роботі моделей побудови гетерогенних комп'ютерних систем і мереж дозволяє економити до 24 % виділених коштів порівняно з дротовими технологіями і до 10 % порівняно з бездротовими технологіями побудови систем; результати дисертаційного дослідження впроваджені в навчальному процесі трьох вищих навчальних закладів: в Черкаському національному університеті ім. Б. Хмельницького, Черкаському державному технологічному університеті і Чорноморському державному університеті ім. Петра Могили (м. Миколаїв), а також в ПП "Бастіон" (м. Черкаси). Наукова новизна одержаних результатів: вперше отримана динамічна інформаційна модель гетерогенних комп'ютерних систем та мереж, яка, на відміну від існуючих, дає можливість реконфігурувати комп'ютерні системи в режимі реального часу залежно від особливостей розв'язуваних завдань; удосконалено модель системи автоматизованого проектування комп'ютерних систем за рахунок зміни архітектури шляхом забезпечення додаткових взаємозв'язків між модулями, а також введення модуля керування та розрахунку параметрів мережі, що дозволило підвищити ефективність розроблення комп'ютерних систем, а також проводити реконфігурацію гетерогенних комп'ютерних систем у режимі реального часу; отримав подальший розвиток метод розроблення архітектури гетерогенних комп'ютерних систем за рахунок спільного розв'язку задач покриття та розміщення різнорідних компонент, що дозволяє створювати гетерогенні комп'ютерні системи з оптимальними типами взаємозв'язків і функціями компонент системи; отримав подальший розвиток метод маршрутизації в комп'ютерних бездротових мережах на основі мурашиного алгоритму за рахунок звуження області визначення вірних рішень, що дозволило скоротити час знаходження оптимального маршруту передачі даних.