Задание на курсовую работу [1]
Вариант 3.
Задана топология информационно-измерительной системы:
Рисунок 1 - Заданная топология системы связи трехступенчатой
иерархической структуры ИИС
Расстояние между первой и второй ступенью l2 = 30 м.
Расстояние между первой и третьей ступенью l3 = 35 м.
Координаты по оси X объектов первой ступени, м:
X11 = 20; X12 = 25.
Координаты по оси X объектов второй ступени, м:
X21 = 15; X22 = 20; X23 = 35; X24 = 40; X25 = 25.
Координата по оси X объекта третьей ступени, м: X31 = 35; X32 = 40.
Средняя длина линий связи l0 = 5 м.
Расстояние от центрального органа управления до объектов 1-й ступени:
lу = 35 м.
Интенсивности отказов:
– объектов первой ступени λ1 = 0,42×10-4 c-1;
– объектов второй ступени λ2 = 0,434×10-5 c-1;
– объектов третьей ступени λ3 = 0,118×10-5 c-1;
– промежуточных линий связи иерархической системы λпл = 0,283×10-5 c-1;
– линий связи централизованной системы λл = 0,387×10-5 c-1;
– центрального объекта управления централизованной системы
λцо = 0,118×10-5 c-1.
ВВЕДЕНИЕ
ИИС предназначены для автоматизированного сбора измерительной информации о параметрах объекта (в качестве которого может выступать окружающая среда или производственный процесс) и передачи ее на центральный орган для дальнейшего анализа и принятия решения. Информационно-измерительные системы являются составной частью систем автоматического управления.
ИИС могут строиться как на основе сетевой вычислительной техники общего назначения, так и на основе специализированной аппаратуры.
Традиционно ИИС обладают иерархической топологией или топологией типа «звезда», которые в наибольшей степени соответствуют особенностям решаемых подобными системами задач, хотя в них может быть применена и шинная архитектура. [3]
Особенностями информационно-измерительных систем (ИИС) нового поколения являются:
– расширение функциональных возможностей в отношении сбора, адаптации, распределения, за счет перепрограммирования в процессе обработки формируемых массивов измерительной информации и управления сложными автоматическими комплексами и системами;
– повышение таких показателей, как точность и достоверность измерений, за счет усреднения и статистической обработки измерительных данных с учетом влияния внешних факторов. [1]
Любая информационная система состоит из следующих элементов:
Центральный орган – служит для централизованного сбора и обработки информации, поступающей со всех датчиков (ветвей), а также обеспечивает возможность централизованного контроля;
Промежуточные узлы – служат для сбора информации с нескольких линий (ветвей) и передачи ее в один канал (наподобие сетевых концентраторов);
Объекты конечной ступени представляют собой датчики или другие источники измерительной информации, поступающей в систему, они служат для сбора инфор-
мации о текущем состоянии контролируемого параметра и последующей ее передачи в сеть;
Линии связи – объединяют объекты и узлы системы в единую иерархическую централизованную структуру и служат для передачи информационного сигнала от объектов низшей ступени к объектам высшей, вплоть до центрального органа.
Линия связи является одним из самых дорогостоящих элементов ИИС, стоимость которого зачастую превосходит стоимость остального аппаратного обеспечения, и во многом определяют затраты на построение системы и ее надежность. Таким образом, при разработке ИИС ставится задача поиска наиболее оптимального расположения ступеней иерархии системы для обеспечения минимальной суммарной длины линий связи при сохранении количества промежуточных ступеней на достаточно низком уровне, при этом, как правило, расположение объектов первого уровня иерархии и центрального органа регламентируется особенностями технологического процесса и не может быть произвольным образом изменено. [2]
Целью работы является определение типа топологии и оптимального пространственного расположения объектов ИИС, при котором минимизируется суммарная длина линий связи системы и увеличивается ее надежность. [1]
1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТИПА ТОПОЛОГИИ ИИС
Под топологией понимают конфигурацию графа, узлами которого служат компьютеры и сетевое оборудование, а ребрами – физические связи между ними.
По степени территориальной рассредоточенности элементов сети различают глобальные, региональные и локальные вычислительные сети (ГВС, РВС и ЛВС).
По характеру реализуемых функций сети делятся на вычислительные (основные функции таких сетей – обработка информации), информационные (для получения справочных данных по запросам пользователей), и смешанные, в которых в некотором непостоянном соотношении выполняются вычислительные и информационные функции.
По способу управления ТВС делятся на сети с централизованным (в сети имеется один или несколько управляющих органов), децентрализованным (каждая АС имеет средства для управления сетью) и смешанным управлением, в которых в определенном сочетании реализованы принципы централизованного и децентрализованного управления.
По технологии передачи информации сети делятся на широковещательные сети и сети с маршрутизацией информации. В широковещательных сетях взаимодействие АС производится следующим образом. Существует единый канал связи, совместно используемый всеми машинами в сети. Сообщения, называемые в некоторых случаях пакетами, посылаемые одной машиной, получаются всеми машинами сети. Поле адреса данного пакета указывает, кому предназначается данная информация. При получении пакета машина сверяет его адрес со своим собственным, если адрес совпадает, то пакет обрабатывается. Иначе он отбрасывается. Сети с маршрутизацией информации, напротив, состоят из большого количества соединенных между собой пар машин, возможно, соединенных не напрямую, а опосредованно. Тогда существует несколько возможных путей от источника к получателю. Поэтому с помощью коммуникационных систем сети решается задача выбора оптимального (например, кратчайшего по времени доставки кадра) маршрута.
По типу организации передачи данных сети с маршрутизацией информации делятся на сети с коммутацией каналов и коммутацией пакетов. В эксплуатации также находятся сети, в которых используются смешанные системы передачи данных.
При выборе топологии в сети принято учитывать следующие моменты.
1) Состав необходимого сетевого оборудования.
2) Характеристики сетевого оборудования.
3) Возможность расширения сети.
4) Способ управления сетью (взаимодействия компьютеров в сети).
Все сети в настоящее время стоятся на основе трех базовых топологий:
1. Шина.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.