Анотація до роботи:

Потапенко В.А. Модульні середовища для мережного розподіленого моделювання складних динамічних систем. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за фахом 01.05.02 – математичне моделювання та обчислювальні методи. – Інститут проблем моделювання в енергетиці ім. Г.Е. Пухова НАН України, Київ, 2003.

Дисертаційна робота присвячена розвитку методів організації процесів моделювання в гетерогенному мережному середовищі, які орієнтовані на роботу з моделями складних динамічних систем, зокрема хіміко-технологічних процесів.

У дисертації розглянуті існуючі підходи до візуального моделювання складних динамічних систем. Дано огляд сучасних засобів організації розподілених моделюючих середовищ і WEB-орієнтованих систем. Проаналізовано основні недоліки успадкованих систем моделювання на прикладі середовища DIVA.

У роботі пропонуються моделі і методики організації розподілених моделюючих середовищ, інваріантних стосовно програмних і апаратних платформ їх компонентів. Синтез даних моделей у програмні модулі дозволить реалізувати реально діючі РМС. Як інструмент для створення моделей РМС використовувався об'єктно-орієнтований аналіз і мова UML.

Для перевірки працездатності запропонованих моделей РМС у дисертаційній роботі були розроблені і реалізовані програмні модулі, як для серверної, так і для клієнтської частин. Ці модулі можуть бути повторно використані в процедурах реинжиниринга типових систем моделювання. Реалізовано графічний інтерфейс користувача, що забезпечує наочну візуалізацію досліджуваного технологічного процесу, у зручному виді представляє результати моделювання, забезпечує можливість керування процесом моделювання інтерактивно.

Методом імітаційного моделювання досліджено і виявлено основні характеристики, що впливають на ефективність роботи розроблених мережних РМС. Досліджено вплив таких параметрів, як: інтенсивність і тип вхідного потоку запитів, продуктивність серверних вузлів РМС, пропускної здатності каналів зв'язку на середній час обробки запиту.

Основні результати роботи використовувалися для проведення досліджень, моделювання та тренінгу персоналу складного технологічного процесу виробництва оцтової кислоти на Северодонецькому підприємстві «АЗОТ», у процесі виконання науково-дослідних робіт на кафедрі електронні обчислювальні машини ДонНТУ, а також впроваджені в навчальні процеси ДонНТУ.

Еволюція обчислювальних систем та засобів комунікації відкрила принципово нові можливості для моделювання складних динамічних систем, у першу чергу, на базі архітектури «клієнт-сервер» як найбільш перспективного рішення для реалізації програмного забезпечення РМС у гетерогенному середовищі.

Проведені дослідження показали, що існуючі технічні засоби і апаратно-програмне забезпечення дозволяють здійснювати стійкий та надійний доступ до ресурсів розроблених WEB-орієнтованих розподілених моделюючих середовищ. При цьому використання об’єктно-орієнтованого підходу на всіх стадіях проектування програмного забезпечення модулів РМС дозволяє максимально ефективно використовувати існуючи ресурси та в мінімально короткий термін досягти бажаного результату.

Запропоновані підходи до організації інтерфейсних модулів розподіленого моделюючого середовища дають можливість користувачеві зосередитися переважно на дослідженні моделі з використанням принципів та термінів, знайомих користувачеві як експертові в даній предметній області.

У процесі роботи над дисертацією були отримані наступні основні теоретичні і практичні результати.

1. Запропонована архітектура модульної організації РМС, яка забезпечує:

зниження порога складності системи та максимально паралельне виконання робіт з її розробки, розвитку й супроводу за рахунок незалежної розробки та налагодження окремих модулів;

можливість поступового розвитку системи за рахунок еволюції та заміни окремих модулів;

високу гнучкість й можливості адаптування системи до конкретних умов використання;

розширення можливостей інтеграції системи з іншими програмними продуктами за рахунок використання об'єктних інтерфейсних модулів для зв'язку з зовнішніми системами.

2. Досліджені й запропоновані методи впровадження сучасних інформаційних технологій для реалізації реінжиніринга успадкованих систем моделювання складних динамічних систем та технологічних процесів з метою додання можливостей мережної роботи та сучасних інтерфейс них засобів. Запропоновані підходи до реінжинірингу складних систем забезпечують повторне використання неоднорідних інформаційних ресурсів та, як наслідок, продовжують життєвий цикл систем у цілому.

3. Виконано реінжиніринг типової блочно-орієнтованої системи моделювання DIVA, що дозволило значно розширити її функціональні можливості для ефективного дослідження моделей динамічних систем реальної складності.

4. Виконано дослідження розроблених РМС у режимі мережного моделювання в мережах з різною топологією і різною пропускною здатністю каналів зв'язки і виявлені основні характеристики, що впливають на продуктивність РМС.

5. Розроблено тренажер складного технологічного процесу виробництва оцтової кислоти, що дозволяє ефективніше здійснювати підготовку обслуговуючого персоналу, який керує технологічною установкою.

6. На базі розроблених модулів РМС введено в експлуатацію багатофункціональний моделюючий сервер з доступом через Інтернет.

Публікації автора:

1. Потапенко В.А. Web-ориентированное моделирование как часть распределенной моделирующей среды // Проблемы моделирования и автоматизации проектирования: 52. науч. тр. –Д.: ДонНТУ, 2002. – С. 27-34.

   Потапенко В.А. Реализация клиент-серверного подхода в рамках реинжиниринга системы DIVA // Информатика, кибернетика и вычислительная техника: 39. науч. тр. – Д.: ДонНТУ, 2002. – С. 222-226.

   Аноприенко А.Я., Забровский С.В., Потапенко В.А. Современные тенденции развития тренажерных систем и их модельного обеспечения // Прогрессивные технологии и системы машиностроения: 10. науч. тр. – Д.: ДонГТУ, 2000. – С. 3-7.

   Аноприенко А. Я., Забровский С.В., Потапенко В.А. Использование технологии CORBA в распределённом моделировании сложных технологических систем // Обчислювальна техніка та автоматизація: 38. наук. пр. – Д.: ДонДТУ, 2002. – С. 186-190.

   Забровский С.В., Мацак С.А., Потапенко В.А., Сисюкин В.С. Опыт использования сети Интернет в качестве распределенной среды моделирования // Проблеми моделювання та автоматизації проектування динамічних систем: 29. наук. пр. – Д.: ДонДТУ, 2001. – С. 254-259.

   Потапенко В.А. Подходы к организации распределенных моделирующих сред на базе промежуточного программного обеспечения технологии CORBA // Труды Межд. научн. практ. семинара «Практика и перспективы развития институционного партнерства». – Донецк, 2003. – С 165-171.

   Святный В.А., Аноприенко А.Я., Потапенко В.А. Модульные среды для сетевого распределенного моделирования сложных динамических систем // Труды Межд. конф. «Современные проблемы информатизации в технике и технологиях»: Выпуск 8. – Воронеж, 2003. – С. 122-123.

   Потапенко В.А., Шахов С. М., Шрамко М. В. Использование технологий распределённых объектов для реализации учебного тренажёра сложной технологической системы // Збірка праць магістрантів: 1. – Д.: ДонНТУ, 2002. – С. 914-918.