Казанский государственный технический университет им. А.Н.Туполева Доклад: «Экспериментальное исследование динамики работы системы дистанционного управления в глобальной и локальной сетях» Кирсанов А.Ю. Центр дистанционных автоматизированных учебных лабораторий [http://www.kai.ru/univer/labview/] Актуальность работы Современный уровень развития компьютерных, информационных и сетевых технологий позволяет с малыми материальными и временными затратами автоматизировать существующие измерительные процессы, исключая использование классических, часто малофункциональных, морально и физически устаревших измерительных приборов. Появляется принципиальная возможность для организации дистанционного доступа к автоматизированным измерительным системам. Создание систем дистанционного управления экспериментом является на сегодняшний день достаточно актуальной задачей, находящей востребованность в сфере инженерно-технического образования. 1 Основные публикации по вопросам создания системы дистанционного управления экспериментом 1. Евдокимов Ю.К., Кирсанов А.Ю. Организация типовой дистанционной автоматизированной лаборатории с использованием LabVIEWтехнологий в техническом вузе. Сборник трудов Международной научнопрактической конференции «Образовательные, научные и инженерные приложения в среде LabVIEW и технологии National Instruments». Москва, Россия. 14-15 ноября, 2003. – 15-17 с. 2. Щербаков Г.И., Евдокимов Ю.К., Линдваль В.Р., Кирсанов А.Ю. Организация и построение типовой дистанционной автоматизированной лаборатории на основе LabVIEW-технологии для общетехнических инженерных дисциплин технического университета. Труды XI международной научно-методической конференции «Наукоемкие технологии образования». Таганрог: ТРТУ, 2003, 177-179с. 3. Кирсанов А.Ю., Трибунских А.В. Разработка системы передачи данных для инженерного дистанционного образования в техническом ВУЗе. Тезисы докладов Всероссийской научно-технической конференции «Информационно-телекоммуникационные технологии». Сочи, 19-26 сентября 2004г.// Всерос. науч.-техн. конф.: Тез. докл. – М.: 2 Издательство МЭИ, 2004. – 223-225с. Основные публикации по вопросам создания системы дистанционного управления экспериментом 4. Кирсанов А.Ю. Разработка системы управления распределенными лабораторными ресурсами ВУЗа для организации дистанционного инженерного образования. Тезисы докладов Всероссийской научнотехнической конференции «Информационно-телекоммуникационные технологии». Сочи, 19-26 сентября 2004г. // Всерос. науч.-техн. конф.: Тез. докл. – М.: Издательство МЭИ, 2004. – 221-223с. 5. Евдокимов Ю.К., Кирсанов А.Ю., Трибунских А.В. Автоматизированная дистанционная лаборатория по курсу «Электроника»: алгоритмическое и аппаратное обеспечение, методическая поддержка // В сборнике данной конференции. 3 При внедрении системы дистанционного управления в учебный процесс необходимо обеспечение многопользовательского режима работы в реальном масштабе времени. Должны быть известны такие параметры как максимальное количество удаленных пользователей N, одновременно обращающихся к системе и время реакции системы (ВРС) Т. Важным является знание зависимости Т от N, определяющей динамику работы системы. Постановка задачи Ставится задача экспериментального исследования системы дистанционного управления экспериментом с целью накопления экспериментальной статистики и определения динамики ее работы. 4 Структурная схема СДУ Удаленные студенты (УС) Интернет, ЛВС Сервер Блок обработки запросов Обработчик очереди Data Socket-сервер Разделы взаимодействия с УС Основные компоненты системы, определяющие величину ВРС Т: 1) линия сервер-пользователь; 2) блок обработки запросов; 3) очередь запросов; 4) измерительный ресурс. T = tп + to + tи , Блок обработки результатов Разделы взаимодействия с ИР ЛВС Измерительный ресурс (ИР) (1) где tп – длительность передачи данных (запроса на измерение либо результатов) по линии сервер-пользователь; to – длительность обработки данных на сервере; tи – дли тельность процедуры измерений. СДУ – система дистанционного управления 5 Методика экспериментального исследования СДУ Рис. 2. Схема записи в запрос текущих значений времени при прохождении контрольных точек СДУ T = t10 - t1, где t1 – момент времени отправки запроса на измерение от УП; t10 – момент времени получения результатов измерений. (2) 6 Методика экспериментального исследования СДУ Рис. 3. Предполагаемый характер динамики СДУ при фиксированном времени измерения = 0,1; 0,2; 0,4; 1; 2; 4 запр/с – интенсивность входного потока запросов на измерения. 7 Методика экспериментального исследования СДУ Ставится задача исследования зависимости динамики работы СДУ от следующих факторов: 1) быстродействия линии сервер-пользователь; 2) дней недели (рабочие дни с понедельника по пятницу); 3) времени суток. Типы линий сервер-пользователь: 1) модемное подключение через телефонную линию (максимальная скорость передачи данных 31 кбит/с); 2) выделенная Интернет-линия (максимальная скорость передачи данных 10 Мбит/с); 3) ЛВС – 10 Мбит/с; 4) ЛВС – 100 Мбит/с. Интервалы времени суток: 1) 8.00 – 12.00; 3) 15.00 – 18.00; 2) 12.00 – 15.00; 4) 18.00 – 21.00. 8 Тестирующее приложение Пользовательский интерфейс тестирующего приложения Результаты экспериментальных исследований а) модемное соединение; б) выделенная Интернет-линия; в) ЛВС – 10 Мбит/с; г) ЛВС – 100 Мбит/с; Рис. 4. Графики динамики работы СДУ при использовании различных типов линий сервер-пользователь 9 Результаты экспериментальных исследований Рис. 5. Графики обобщенных динамических зависимостей Таблица1. Численные значения Т, с для различного типа линий сервер-пользователь Значения интенсивности входного потока, запр/с 0,1 0,2 0,4 1 2 4 Модемное соединение 7,32 11,7 17,94 46,71 172,31 431,26 Выделенная линия 1,025 0,92 0,67 0,76 1,82 48,79 ЛВС 10 Мбит/с 0,28 0,27 0,24 0,24 0,302 58,84 ЛВС 10 Мбит/с 0,32 0,17 0,21 0,13 0,13 0,14 10 Результаты экспериментальных исследований а) модемное соединение; в) ЛВС – 10 Мбит/с; б) выделенная Интернет-линия; г) ЛВС – 100 Мбит/с; Рис. 6. Графики функций плотности вероятности величины ВРС Т 11 Заключение Полученные результаты исследования динамики работы СДУ позволяют оценить ее производительность в многопользовательском режиме при различных условиях работы. Динамические зависимости в сочетании с полученными функциями р(Т), необходимы для построения математической модели, позволяющей в дальнейшем предсказать поведение реальной системы в зависимости от тех или иных условий, исключая необходимость проведения реальных экспериментов. 12 Конец презентации