Методология введения количественного анализа в язык описаний и спецификаций требований к алгоритмам протоколов интеллектуальных сетей

Методология введения количественного анализа в язык описаний и спецификаций требований к алгоритмам протоколов интеллектуальных сетей

Формализован процесс приоритетного обслуживания мультимедийного трафика базовыми интеллектуальными узлами коммутации интеллектуальных сетей. Предложена методология введения математических моделей количественного анализа в процесс спецификации и описания требований к протоколам базовых интеллектуальн...

Full description

Saved in:
Bibliographic Details
Date:2005
Main Author: Биляк, В.И.
Format: Article
Language:Russian
Published: Інститут програмних систем НАН України 2005
Subjects:
Інтелектуальні мережі
Online Access:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/1376
Tags: Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:Методология введения количественного анализа в язык описаний и спецификаций требований к алгоритмам протоколов интеллектуальных сетей/ В.И. Биляк // Проблеми програмування. — 2005. — N 4.— С. 73-83. — Бібліогр.: 15 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-1376
record_format dspace
spelling Биляк, В.И.
2008-07-28T18:57:56Z
2008-07-28T18:57:56Z
2005
Методология введения количественного анализа в язык описаний и спецификаций требований к алгоритмам протоколов интеллектуальных сетей/ В.И. Биляк // Проблеми програмування. — 2005. — N 4.— С. 73-83. — Бібліогр.: 15 назв. — рос.
1727-4907
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/1376
681.324
Формализован процесс приоритетного обслуживания мультимедийного трафика базовыми интеллектуальными узлами коммутации интеллектуальных сетей. Предложена методология введения математических моделей количественного анализа в процесс спецификации и описания требований к протоколам базовых интеллектуальных узлов коммутации. Представлен фрагмент языка описания, моделирования и спецификации SMDL.
ru
Інститут програмних систем НАН України
Інтелектуальні мережі
Методология введения количественного анализа в язык описаний и спецификаций требований к алгоритмам протоколов интеллектуальных сетей
The methodology of quantitative analysis introduction in specification and description language of requirement to intelligent networks protocols algorithms
Article
published earlier
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
title Методология введения количественного анализа в язык описаний и спецификаций требований к алгоритмам протоколов интеллектуальных сетей
spellingShingle Методология введения количественного анализа в язык описаний и спецификаций требований к алгоритмам протоколов интеллектуальных сетей
Биляк, В.И.
Інтелектуальні мережі
title_short Методология введения количественного анализа в язык описаний и спецификаций требований к алгоритмам протоколов интеллектуальных сетей
title_full Методология введения количественного анализа в язык описаний и спецификаций требований к алгоритмам протоколов интеллектуальных сетей
title_fullStr Методология введения количественного анализа в язык описаний и спецификаций требований к алгоритмам протоколов интеллектуальных сетей
title_full_unstemmed Методология введения количественного анализа в язык описаний и спецификаций требований к алгоритмам протоколов интеллектуальных сетей
title_sort методология введения количественного анализа в язык описаний и спецификаций требований к алгоритмам протоколов интеллектуальных сетей
author Биляк, В.И.
author_facet Биляк, В.И.
topic Інтелектуальні мережі
topic_facet Інтелектуальні мережі
publishDate 2005
language Russian
publisher Інститут програмних систем НАН України
format Article
title_alt The methodology of quantitative analysis introduction in specification and description language of requirement to intelligent networks protocols algorithms
description Формализован процесс приоритетного обслуживания мультимедийного трафика базовыми интеллектуальными узлами коммутации интеллектуальных сетей. Предложена методология введения математических моделей количественного анализа в процесс спецификации и описания требований к протоколам базовых интеллектуальных узлов коммутации. Представлен фрагмент языка описания, моделирования и спецификации SMDL.
issn 1727-4907
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/1376
citation_txt Методология введения количественного анализа в язык описаний и спецификаций требований к алгоритмам протоколов интеллектуальных сетей/ В.И. Биляк // Проблеми програмування. — 2005. — N 4.— С. 73-83. — Бібліогр.: 15 назв. — рос.
work_keys_str_mv AT bilâkvi metodologiâvvedeniâkoličestvennogoanalizavâzykopisaniiispecifikaciitrebovaniikalgoritmamprotokolovintellektualʹnyhsetei
AT bilâkvi themethodologyofquantitativeanalysisintroductioninspecificationanddescriptionlanguageofrequirementtointelligentnetworksprotocolsalgorithms
first_indexed 2025-11-27T07:15:40Z
last_indexed 2025-11-27T07:15:40Z
_version_ 1850803267135602688
fulltext Інтелектуальні мережі © В.И. Биляк, 2005 ISSN 1727-4907. Проблеми програмування. 2005. № 4 73 УДК 681.324 В.И. Биляк МЕТОДОЛОГИЯ ВВЕДЕНИЯ КОЛИЧЕСТВЕННОГО АНАЛИЗА В ЯЗЫК ОПИСАНИЙ И СПЕЦИФИКАЦИЙ ТРЕБОВАНИЙ К АЛГО- РИТМАМ ПРОТОКОЛОВ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ СЕТЕЙ Формализован процесс приоритетного обслуживания мультимедийного трафика базовыми интеллек- туальными узлами коммутации интеллектуальных сетей. Предложена методология введения математи- ческих моделей количественного анализа в процесс спецификации и описания требований к протоко- лам базовых интеллектуальных узлов коммутации. Представлен фрагмент языка описания, моделиро- вания и спецификации SMDL. Введение Бурное развитие интеллектуальных сетей (ИС) в странах Европейского Союза (ЕС) определило формирование ряда проек- тов, где научно-исследовательские и сугубо проектные составляющие подчинены еди- ной цели построения глобальной сети, объ- единяющей национальные научно-образо- вательные сети (NREN) [1,2]. В главном проекте GEANT [3], цель которого – по- строение широполосной транспортной платформы (ШТП) для ИС НИИ и вузов стран Европы, определено ключевое звено в создании ШТП – разработка базовых интел- лектуальных узлов коммутации (БИУК) [4]. Для проектирования и разработки та- ких компонентов для ШТП необходимы специализированные системы специфика- ции требований, которые базируются на ин- струментально-технологических комплек- сах (ИТК) моделирования. Однако на сего- дня даже самые лучшие ИТК не обеспечи- вают решения задач спецификации с коли- чественным анализом надежности и произ- водительности компонентов сети. Так, на- пример, среди известных 14 только в одном ИТК (Net Architect, компания Datametrics System, США [5]) предпринята попытка дать количественный анализ производи- тельности сети в целом. Но и этот ИТК ре- шает не задачи спецификации требований к аппаратно-программным средствам (АПС) (кстати, стоимость программного обеспе- чения предлагаемых ИТК колеблется от 10 000$ до 50 000$ [5]), а задачи консал- тинга АПС тех или иных компаний раз- работчиков [6]. Исходя из вышеизложенного про- блема разработки специализированного программного обеспечения (СПО) для ИТК проектирования АПС актуальна. Главным при этом является введение в языки специ- фикаций количественного анализа – созда- ние языка моделирования описаний и спе- цификаций: SMDL. На начальном этапе создания языков спецификаций были разработаны языки программирования с визуализацией проце- дур алгоритмов для описания и специфика- ции требований к относительно простым АПС (например, АПС для электронных АТС). Это языки SDL, Estelle, LOTOS [7]. В настоящее время для специфика- ции требований к АПС телекоммуникаци- онных сетей используется целая система языков описаний, спецификаций и тес- тирования: SDL, MSC, ASN1, TTCN, GDMO, которая, по замыслу, должна под- держивать разработку АПС для узлов ком- мутации пакетов (УКП) [8]. Однако инте- грация этих языков позволяет обеспечивать спецификации главным образом для про- стых протоколов УКП (УКП сетей Frame Relay), да и только на канальном и физиче- ском уровнях. Например, в [9] приведена спецификация битового потока на физиче- ском уровне с использованием SDL-2000. Основными недостатками базового языка SDL в указанной системе [8] явля- ются: 1. Отсутствие в спецификациях ко- личественного анализа требований, предъ- являемых к АПС на сетевом и канальном уровнях функционирования УКП. Інтелектуальні мережі 74 2. Отсутствие системного анализа процессов функционирования постоянно развивающихся АПС систем связи: нет ана- лиза потоковых моделей (на сетевом уровне) с выходом на сигнальные модели (канальный уровень) для таких новых ре- жимов передачи, как режим передачи муль- тимедийных трафиков (ММТ) для систем видеоконференц-связи. В статье рассматривается введение математических моделей количественного анализа в процесс спецификации требований, предъявляемых к протоколам АПС, поддерживающим режим передачи ММТ в ШТП ИС [10]. Цель заключается в формировании методологии расширения существующего языка SDL-2000 [11] посредством введения количественного анализа требований, предъявляемых к АПС – базовым интеллек- туальным узлам коммутации (БИУК) [12]. Для достижения этой цели рассмат- ривается решение следующих задач: 1. Формализация процесса приори- тетного обслуживания мультимедийного трафика (ММТ) интеллектуальным узлом коммутации. 2. Математическая модель количест- венного анализа процессов приоритетного обслуживания. 3. Анализ формальных моделей SDL, где введение процедур моделирования в процесс верификации алгоритмов должно обеспечивать количественный анализ. 4. Формирование объектно-ориенти- рованной модели описания, включающей средства количественного анализа. 1. Формализация процессов приоритет- ной передачи мультимедийного трафика для системы видеоконференц-связи Проблема анализа синхронизации передачи ММТ от распределенных абонен- тов затрагивает относительно сложные ма- тематические модели приоритетного (абсо- лютные и относительные приоритеты) об- служивания разнородных (по интенсивно- стям поступления) потоков требований многоканальными системами с подстраи- ваемыми под каждый канал оптимальными размерами памяти. Создание таких моделей требует предварительного исследования особенностей взаимовлияния процессов коммутации и буферизации с учетом обес- печения синхронизации ММТ. При этом главным является обеспечение адекватности моделей реальным процессам, а следова- тельно, и необходимой точности количест- венного анализа [6,8]. В статье рассматривается пример наиболее простой системы видеоконфе- ренц-связи (ВКС), где ММТ видеоконфе- ренции формируется двумя его составляю- щими: ММТ1 и ММТ2 (интенсивность по- токов информации от двух распределенных абонентов должна соответствовать задан- ному соотношению 2 / 1 λλ= зад n ). Типич- ным примером такой системы ВКС может быть коллегиальное обсуждение принимае- мого решения [12]. Руководитель с помо- щью ВКС принимает информацию как от ведущего (“докладчика” проекта решения – ММТ1), так и от ведомого (“оппонента”, корректирующего проект решения ММТ2) Приведенная на рис.1,а схема АПС БИУК иллюстрирует сущность и синхрони- зации и параллельной обработки ММТ АПС с разделенным мультибуфером [12]. Сис- тема включает блоки мониторинга и кор- рекции приоритетной передачи и блоки бу- ферной памяти (ББП), кроссточечных ком- мутаторов (КК) и селекторы (СЕЛ). В отли- чие от существующих АПС УКП в АПС БИУК введен блоки мониторинга (БМ) и коррекции приоритетного трафика (БКПТ). В первом отслеживается обеспечение заданного соотношения синхронизируемых потоков ММТ (интенсивность потока 21 λλ h≤ ), а во втором формируются сигналы коррекции. Процессы буферизации и коммутации остались без изменений. Ко- личество буферов в этом случае зависит от числа “n” портов ввода/вывода (в общем случае nn × ). Прибывающие пакеты вна- чале заносятся в первичный блок (БМ) и на- капливаются в нем, а после в случае необ- ходимости через БКПТ поступают в ББП параллельно через входы с помощью КК. За один период выполняется операция чтения четырех ячеек, благодаря чему достигается высокая пропускная способность. Так как операции записи (занесения) и чтения вы- полняются параллельно, то мультиплекси- Інтелектуальні мережі 75 рование и демультиплексирование, как та- ковые, не требуются. Существенным отличием АПС БИУК от АПС УКП является дополнительное вве- дение к операциям коммутации и буфериза- ции еще одной операции – синхронизации ММТ (блоки БМ и БКПТ), которые форми- руют при необходимости задержку приори- тетного потока в ММТ. Селекция выходных очередей с уче- том задержек синхронизации показана на рис.1,б, каждая выходная очередь обслужи- вается в режиме: первым пришел – первым обслужен (FIFO). Выходы КК теперь уже зависят от пакетов, находящихся в буфер- ной памяти с указанием (меткой) выходного порта назначения. Функция управления КК заключается в выполнении простейшей коммутации: соответствующего чтения выходной информации из выходной очереди для выходного порта. 2. Аналитическая модель как средство количественного анализа специфицируе- мых требований Рассмотренные выше компоненты БИУК (рис.1,а) можно представить в виде группы систем массового обслуживания (СМО). Каждая СМО характеризуется m приборами (m - количество КК), на которые поступают независимо друг от друга два пуассоновских потока требований (пакетов) с параметрами 1 λ и 2 λ соответственно (это потоки 1 П и 2 П с временами обслужива- ния, подчиняющимися экспоненциальным законам с параметрами 1 µ и 2 µ ). Считается, что поток 1 П (трафик от БИУК N1 веду- щего) обладает абсолютным приоритетом по отношению к потоку 2 П (трафик БИУК N2 ведомого), т.е. обслуживание потока 2 П может происходить только тогда, когда в очереди для 1 П нет ни одного требования. Потоки 1 П и 2 П образуют свои отдельные очереди в каждом ББП1 и ББП2. При этом очередь 1 П предшествует очереди 2 П . Максимальное количество пакетов в оче- n*n KK Входные порты Запись к БИУК1 n A A A Очередь №1 к БИУК1 Очередь №2 к БИУК2 Очередь №n к БИУКn Селекция очередей по заданным адресам б) БМ1 ББП1 ББП2 ББПn СЕЛ СЕЛ СЕЛ n*n KK Выходные порты v v n к БИУК N1 v а) БКПТ1 БМ2 БКПТ2 БМn БКПТn Введение синхронизации к БИУК N2 к БИУК Nn Рис.1. Функциональная схема базового узла коммутации с коррекцией синхронизируемых потоков данных и разделенным мультибуфером Інтелектуальні мережі 76 реди для потока 1 П равно 1r (здесь 1r – емкость ББП). Если в очереди для потока 1 П находятся 1r пакетов, то вновь поступивший пакет этого потока теряется. Если на обслуживании находится один (или несколько) пакетов потока 2 П и поступает пакет потока 1 П , то он вытесняет из обслу- живания один из пакетов потока 2 П , кото- рый становится первым в очередь ожида- ющих требований пакетов 2 П . В расширенной трактовке Д. Кен- далла [10] рассматриваемая СМО опреде- ляется как j ifrmMM |||| 22 , где выбор из очереди без приоритета i=0, с относи- тельным приоритетом i=1 и абсолютным i=2; пакет теряется j=0 и вытесняется из очереди j=2. Общее количество пакетов потока 2 П , которые могут одновременно нахо- диться в СМО, равно 2 rm + (при этом в системе отсутствуют пакеты потока 1 П ). Вновь поступивший 1 2 ++ rm пакет теря- ется. Рассматривая СМО, обслуживающую только поток 1 П , можно оценить стацио- нарные вероятности состояний системы i P (вероятностей того, что в системе в про- извольный момент времени находится i па- кетов, где 1 ,0 rmi += ) [12]:            +≤< −×         ≤         = ,1,1 1 0 ,1 1 0 ! ! rmim mimm i P mi i i P i P µ λ µ λ , (1) где 1 0 1 1 ! 1 1 ! 1 1 0 −                   ∑ = ∑ + += −×         +         = m i rm mi mimm i i i P µ λ µ λ . Для определения вероятностей iP того, что в стационарном режиме в СМО будет пакетов 2 П ровно i ( 2,0 rmi += ), некоторые из которых могут обслужива- ться, сначала создается система линейных дифференциальных уравнений для оценки вероятностей )(tiP , зависящих от времени t. Затем для стационарного режима ( ∞→t ) получим систему линейных алгебраических уравнений для нахождения i P . Обозначим вероятность того, что в СМО находится одновременно i пакетов потока 1 П и j потока 2 П , а )/( jiP – условную вероятность нахождения в СМО i пакетов потока 2 П . Тогда по известной формуле для условной вероятности i PjiP ij R ×= )/( с учетом того, что i PjiP =)/( при любом j в силу абсолютного приоритета потока 1П , получим j Q i P ij R ×= 1,0 rmi += ; 2,0 rmj += ) . (2) Аналогично получаются уравнения для остальных i P , и система алгебраических уравнений для определения стационарных вероятностей потерь пакетов i P ( 2,0 rmi += ) принимает вид [12] ∑ − = = 1 0 1202 m i QiPP µλ ; 22122 ) 2 0 2( 021 ) 1 0 2 ( P m i iPPPP m i iP m ∑ − = ++=∑ − = + − µµλµλ ; );12(,) 1 0 )1( 1 ( 12 ) 0 1 1 2 ( 122 22 −≤≤∑ −− = ++∑ = −+ +−=∑ − = +∑ − = −+ + mjP jm i iPj j i imiP j P j P jm i iPj j i imiP jµµ λµµλ ;1 1 12) 1 2( 2 2 +∑ = −+ +−=∑ = −+ mP m i imiP mPmP m i imiP µ µ λλ (3) ); 1-r(1, 1 1 12 ) 1 2 ( 22 2 ≤≤++∑ = −+ +−+=+∑ = −+ j jm P m i imiP jm P jm P m i imiP µ λµλ 1222 ) 1 2 −+=+∑ = − rmPrmP m i imiP λµ . Інтелектуальні мережі 77 Заменив последнее уравнение в (3) новым для него уравнением с учетом из нормирующего условия 1 2 0 =∑ + = rm j jP , получим ∑ −+ = −=+ 12 0 1 2 rm j jPrmP . (4) Решив систему уравнений (3) с уче- том (4), определим значения вероятности потери 2rmP + пакетов потока 2 П , что дает возможность найти среднее число потерь непреимущественного потока 2 П за доста- точно большой промежуток времени t. По- скольку среднее количество пакетов потока 2 П , приходящих в СМО за время t, равно t2λ , то среднее число потерянных пакетов будет t rm P 22 +λ . 3. Введение графических форм в язык спецификаций количественного анализа Главным в специфицировании тре- бований с количественным анализом (в том числе и к протоколу синхронизации) явля- ется введение новых графических форм в SDL – введение визуализации в анализ эф- фективности поддержания заданного соот- ношения 2 1 λ λ η = ММТ. Для случая, когда по- ток 1 П (от БИУК1) имеет преимуществен- ный приоритет, а 2 П (БИУК2) – непреиму- щественный, визуализация количественного анализа выполняется для примера двух ва- риантов функциональной структуры (рис.1, а: количество кроссточечных коммутаторов 6)1( =m и 12)2( =m с интенсивностью об- служивания каждым 3=µ ). Необходимо оп- ределить такие допустимые значения при- оритетного потока в мультибуферной струк- туре ( 11 rББП = и 22 rББП = ), при которых потери непреимущественного потока 2 П не превышали бы требуемого порога потерь 2P с наперед заданным значением 2 1 λ λ η = зад . На рис.2 приведены графики потерь 2P в зависимости от заданного соотношения интенсивностей потоков 1 λ и 2 λ для двух Рис.2. График зависимости вероятности потерь пакетов второго потока от увеличения интенсивностей потоков 1 λ и 2 λ : 11 =r , 22 =r (__________); 41 =r , 82 =r (----------); ЗНФ – зона синхронизируемой передачи, 2 2 1 == λ λ η зад Інтелектуальні мережі 78 вариантов функциональной структуры БИУК 6)1( =m и 12)2( =m 1 ББП и 2 ББП ( 1 1 =r , 2 2 =r и 4 1 =r , 8 2 =r ) для каждого вари- анта функциональной структуры. Как следует из графиков, удвоение кроссточечных коммутаторов (от 6 до 12) расширяет диапазон коммутируемых тра- фиков не менее чем в два раза. В качестве специфицированных требований к границам диапазона значений определена интенсив- ность 2 λ такая, при которой не требуется ограничивать 1 λ , которая будет находиться в заданных пределах зоны синхронизации ММТ. Времена текущих задержек оценива- ются при этом по формуле imi r задi T µ 1= , где 3=µ и i m – количество КК по каждому коммутируемому каналу передачи (рис.1,а). Таким образом, количественными оценками специфицируемых требований для первого варианта БИУК (прием ММТ) будут 1,0 1 = пер T и 2,0 2 = пер T ( 1 1 =r , 2 2 =r ) или 4,0 1 = пер T и 8,0 2 = пер T ( 4 1 =r , 8 2 =r ), а для второго 05,0 1 = пер T и 1,0 2 = пер T или 2,0 1 = пер T и 4,0 2 = пер T соответственно. Исходя из вышеизложенного можно сделать вывод о том, что графическая форма спецификации требований к пара- метрам протокола БИУК вполне может обеспечивать анализ синхронизации ММТ. При этом в случае линейной зависимости 2 1 λ λ η = от увеличения (уменьшения) сетевых ресурсов (r,m) должно сохраняться заданное соотношение интенсивностей приоритетно- го 1 λ и неприоритетного 2 λ потоков: 2 1 λ λ η = зад (в случае пуассоновских потоков 1 2 перT перT зад =η [12 ] ). 4. Описание и спецификация процессов передачи моделями сценариев В отличие от языка SDL (версия SDL-92) в SDL-2000 предпринята попытка ввести так называемые “разорванные” мо- дели отдельных групп состояний – модели сценариев. Это шаг к полным моделям опи- сания динамики процессов функционирова- ния узлов коммутации (УК) [8,9]. При разработке алгоритмов протоко- лов вначале возникает необходимость ана- лиза области применения УК в рамках бу- дущих специфицированных требований к его АПС. Для анализа знание и опыт – важ- ные факторы, но естественные языки дока- зали неадекватность выполнения задач ана- лиза при формализации. Четкие обозначе- ния необходимы для обеспечения общего понимания системы и моделей процессов ее функционирования, что позволяет прове- рять на модели выполнение специфициро- ванных требований (прежде чем будет по- трачено слишком много времени на макети- рование). Необходимыми моделями для ана- лиза пока являются отдельные сценарии процесса передачи (они зафиксированы в MSC-2000 [13]). Модели на языке SDL-2000 можно использовать, расширяя его моде- лями UML [14]. Особенность этих интегри- руемых моделей заключается в том, что диаграммы изменяются, развиваются и мо- гут иметь много различных версий (даже если в конце сохраняется только одна). Но полной динамики поведения системы пока нет. В заключительной модели системы можно проследить развитие начальной мо- дели. Однако количественного анализа не только динамики процесса, но и сценариев нет. Для приведенного выше примера в рамках ITU рекомендации Q.703 (сигналь- ная система № 7) рассматривается передача сообщений как цепочки пакетов сетевого уровня, приведенная в [11]. Из нескольких функций сетевого уровня взята функция оп- ределения допустимого приоритетного по- тока, где модуль сигнала выравнивания по- токов рассматривается как генератор обрат- ных связей с помощью интерфейса с ка- нальным уровнем. Для определения пре- дельных значений потока 1 λ при приеме программа синхронизации формирует сигнал сдерживания потока 1 λS (см. рис.2). Начальная модель (как исходный Інтелектуальні мережі 79 сценарий) системы передачи ММТ для ВКС рассматривается как “контекстная модель”, показывающая главные блоки системы и интерфейсы. Это обычно начальная версия заключительной спецификации параметров протокола сетевого уровня, которая для приведенного примера является диаграммой SDL-G. Анализ моделей спецификации пред- ставлен диаграммами на рис. 3-6, которые содержат: • интерфейс I1i_f для передачи паке- тов и приема сигнала об ограничении при- оритетного потока; • два интерфейса с частью сетевого уровня to_daed и from_daed; • два агента (сигнала) DAED1 и DAED2 типа DAEDtype со следующими сигналами: - определения превышения потока 1 λ (мониторинг получаемых пакетов) DAEDR; - определения сигнала SUERM, если обработка значения 21 ληλη тр = включена с монитором анализа тр η (рис.7); - определения новых значений 1 λ для выравнивания ММТ (БИУК1 – передача) DAEDT. Блок level1interface на рис.3 исполь- зует блок DAEDTYPE с пакета DAEDpack. Сквозная передача сигнала имеет две формы DAED модулей, связанных каналь- ным уровнем. На рис.4 тип DAEDtype ис- пользуется дважды, как DAED1 и DAED2. Диаграмма, которая содержит типы сигна- лов, часто называется “системной моде- лью”. Для иллюстрации принимаем, что оп- ределены две системы для интерфейса ка- нального уровня: один без (рис.3) и один с коррекцией потока 1 λ (рис.4). Поэтому надо использовать два экземпляра агента DAEDR (сигнала) (рис.4). Эти две различные специ- фикации могут в дальнейшем использо- ваться как основа тестов соответствия. Рис.3. Канальный уровень интерфейса Q.703 Рис.4. Канальный уровень интерфейса Q.703 с обработкой соотношения тр η λ λ ≤ 2 1 Інтелектуальні мережі 80 Многократно используя один и тот же блок в обеих точках канала, можно обес- печить передачу с прикрепленными име- нами интерфейса: l1I-f, to_daed и from_daed. В простых системах (рис.5) экземп- ляры системы показываются как SDL-G – определения (типа блока или процесса), которые имеют подразумеваемое опре- деление типа, которое может многократно использоваться в нескольких местах одина- ковых спецификаций SDL, и их свойства могут быть унаследованы (необходимость специализированных типов). Например, в двусторонних системах это необходимо для описания приемопередатчика, т.е. много- кратное использование с обеих сторон. 5. Введение контекстных параметров для описания специализированных типов блоков/процессов системы Для объектно-ориентированного мо- делирования необходима специализация типов блоков/процессов системы. Ее можно выполнить, используя контекстные пара- метры [9,10], для которых фактические па- раметры нужно определить прежде, чем ис- пользуется тот или иной их тип. Как пример тип suerm_type представлен (рис. 5) после определения и оценки параметров сигнала: для сигнала задержать поток 1 λS так, чтобы было достигнуто за счет изменения 1 λ заданное значение η . Таким образом, формальные контек- стные параметры вводятся после определе- ния типа блока (после имени типа и заклю- чены в < >). При этом контекстным пара- метром, являющимся признаком сигнала, могут быть блок, процесс, переменная дан- ных, интерфейс, процедура, исключение или таймер (тип для блока, или процесса, или данных). На рис.5. приведена диаграмма монитора – специализированного модуля Рис.5. Монитор частот, превышающих заданное значение 21 ληλ тр > Інтелектуальні мережі 81 формирования сигнала с контекстным па- раметром коррекции потока 1 λ . Контекстные параметры и виртуаль- ные типы могут ограничивать указанные фактические параметры и переопределять типы в рамках заданных ограничений. По умолчанию для ряда контекстных параметров могут быть указаны диапазоны ограничений. Точно так же входные порты БИУК могут соединяться с каналами, которые передают соответствующие пакеты с учетом сигналов, поддерживающих заданный режим их передачи. На рис. 6 ограничение daedg должно быть связано с блоком, основанным на daedrtype. 6. Формирование объектно-ориентиро- ванных моделей поведения системы Программы группируются в модули с учетом их предназначения для одного типа (одного класса), что позволяет исполь- зовать их в нескольких системах. Модули программ могут также использоваться в пределах других программных систем и обычно имеют иерархию зависимостей ме- жду собой. На рис. 6 приведена интегральная модель двух систем, представленных на рис. 4 и 5, реализованная в виде пакета. Ка- ждый интерфейс здесь содержит определе- ние соответствующих сигналов или ссылок к сигналам посредством use (см. from_daed). Интерфейсы могут также включать опреде- ления или использование двух других кана- лов связи между процессами: удаленные процедуры и удаленные переменные. Символы классов нижних двух бло- ков могут быть заданы произвольно. Они определяют некоторые ссылочные свойства связанного типа, для того чтобы пользо- ватель не обращался к другой диаграмме для их описания. Средние блоки могут со- держать такие свойства признака, как пе- ременные. Более низкие по иерархии блоки могут содержать такие свойства поведения, Рис.6. Интегральная объектно-ориентированная модель канального уровня (ITU Рекомендации Q.703) Інтелектуальні мережі 82 как имя процедуры и ее параметры (сортировка или сигналы, используемые в theinputs ссылочного объекта). На рис. 6 ис- пользование символов класса иллюстриро- вано только для daedt_type, который имеет переменное свойство признака (su_bits) или свойство поведения процедуры (in- sert_zeros). В процессе разработки алго- ритма необходимо сначала определить мо- дули блоков, а затем разрабатывать кон- кретный тип блока. Реальное определение свойств обработки (например, для модуля анализа) должно находиться в интерфесном типе, при этом инструментальные средства анализа должны создавать графические об- разы анализа (см.рис.2) с учетом совме- стимости результатов анализа с заданными режимами передачи ММТ. Таким образом, введение количест- венного анализа специфицированных тре- бований (см. рис.4-6) с визуализацией ре- зультатов (см.рис.2) для описания (см. рис.1) процесса передачи ММТ может су- щественно сократить экспериментальные исследования и испытания при проектиро- вании и разработке алгоритмов для АПС БИУК. Заключение Сформулированы основные концеп- туальные положения создания расширения языка SDL (точнее, его интеллектуализа- ции) вследствие введения в него средств количественного анализа специфицируемых требований. В качестве основных положе- ний определены следующие: 1. Формализация систем и, главное, процессов взаимодействия их составляю- щих (см. рис.1), которая должна быть поло- жена в основу аналитических [12], имита- ционных [15] моделей, количественного анализа эффективности разрабатываемых алгоритмов АПС (см.рис.2). 2. Детализация описания динамики процессов функционирования вследствие введения сценариев критических ситуаций, т.е. состояний, требующих коррекции пове- дения системы (см.рис.3 ,4). 3. Введение контекстных параметров для унификации описания специализиро- ванных компонентов системы с последую- щим созданием объектно-ориентированной модели его поведения (см.рис.5,6) В отличие от последней версии языка описания и спецификации (SDL-2000), реа- лизуемого на канальном и физическом уровнях эталонной модели (ЭМ) взаимодей- ствия открытых систем (ВОС), рассмотрена принципиально новая методология. Она по- зволяет расширить языка за счет введения модулей количественного анализа с визуа- лизацией результатов анализа моделируе- мых процессов. Создав фрагмент языка описания, моделирования и спецификации с количественным анализом требований, предъявляемых к выбираемым вариантам алгоритмов АПС, можно предлагаемую ме- тодологию развить, доведя ее до сетевого уровня ЭМ ВОС с введением нового стан- дарта на модифицированный язык SMDL. 1. Research Networking in Europe // European Com- mosion. – 2001. – 42 p. 2. Project Pages // Belgium. EC – Research networking in Europe. – 2002. – P.35-47. 3. Research Networking. The GEANT Network. – www.cordis.org. 4. Ластовченко М.М., Биляк В.И. Концепция форми- рования многофункциональных базовых узлов ком- мутации для широкополосных сетей связи // УсиМ. – 2005. – №3. – C.26-34. 5. Стернс Т. Учимся моделировать // Сети. – 1998. – №3. – C.130-135. 6. Биляк В.И. Архитектура инструментально- технологической системы проектирования аппа- ратно-программных компонент широкополосных се- тей // Матеріали молодіжної наук. конф. – Киев НАН України. – 2003. – С.30-37. 7. Гольдштейн Б.С. Сигнализация в сетях связи. Т1 // Радио и связь. – 1998. – 417с. 8. Ластовченко М.М., Биляк В.И. Проблемы созда- ния инструментально-технологических систем про- ектирования аппаратно-программных средств интел- лектуальных сетей // Пробл. программирования. – 2004. – №2/3. – С.497-504. 9. Reed B. SDL-2000 for New Millennium Systems // Telelektronic. – 2002. – P.81-96. 10. Гольдштейн Б.С., Ехриель И.М., Рерле Р.Д. Интеллектуальные сети. – М.: Радио и связь, 2000. – 585с. 11. SDL-2000. – www.sdl-forum.org 12. Ластовченко М.М., Ярошенко В.Н., Биляк В.И. Математические аспекты проектирования интеллек- туальных коммутационных систем передачи ММТ // Математ. машины и системы. – № 6. – 2001. – С.56-69. 13. ITU-T. Message Sequence Chart (MSC). – Geneva. – 1999. (Z.120 (11/99).) 14. Бьюркандер М. Графическое программирование с использованием UML и SDL // М.: Открытые сис- темы. – 2001. – №1. – С.48-51. Інтелектуальні мережі 83 15. Ионин Г.Л., Седол Я.Я., Супе В.В. Язык моделиро- вания ПАЛМ . – Рига: ПГУ им. П.Стучки. – 1982. – 107с. Получено 05.07.05 Об авторе Биляк Виталий Иванович, младший науч. Сотрудник Место работы автора: Институт программных систем НАН Украины, 03680, Киев-187, пр. Акад. Глушкова, 40 Тел.: 403 1410 E-mail: bil_vitaliy@mail.ru

Similar Items