10.14489/vkit.2016.11.pp.033-038

DOI: 10.14489/vkit.2016.11.pp.033-038

Мельник Э. В., Клименко А. Б., Клименко В. В., Таранов А. Ю.
ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА КОНФИГУРАЦИЙ РАСПРЕДЕЛЕННОЙ ИНФОРМАЦИОННО-УПРАВЛЯЮЩЕЙ СИСТЕМЫ ПОСРЕДСТВОМ ВЫРАВНИВАНИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ НАГРУЗКИ
(c. 33-38)

Аннотация. Исследовано влияние добавления критерия выравнивания нагрузки на вероятность безотказной работы распределенной информационно-управляющей системы в случае резервирования производительности. Предложена модель многокритериальной задачи распределения задач управления по вычислительным узлам с учетом выравнивания вычислительной нагрузки. Приведены результаты эксперимента, проведенного на программной модели.

Ключевые слова: отказоустойчивость; надежность; реконфигурация; конфигурация; информационно-управляющая система; распределенные вычисления; вероятность безотказной работы.

Melnik E. V., Klimenko A. B., Klimenko V. V., Taranov A. Yu.
DISTRIBUTED INFORMATIONAL AND CONTROL SYSTEM CONFIGURATION QUALITY IMPROVING BY THE LOAD BALANCING
(pp. 33-38)

Abstract. Contemporary Distributed Informational and Control Systems (DICS) are widespread in the area of mechatronic objects with the high criticality of failures, so the question of the fault-tolerant DICS creating is actual. While the fault-tolerance is provided by the reconfiguration, the redundancy providing method is important: it determines methods and techniques of reconfiguring procedure. The performance redundancy has been described in some studies. It was proved, that performance redundancy is suited for the DICSs of the wide rangeof objects, including aircrafts, energy systems, autonomous robots, etc. In case of failure, monitoring and control tasks are relocated from the faulted computational units to the operational ones, based on predefined system configurations. Configurations of the DICSs are developed on the design stage of the system by the solving of multicriteria optimization problem. The quality of such configurations is interconnected with the reliability function of the system reconfigured. Within this paper the configuration quality improving relates to the load balancing optimization. In other words, when the reconfiguration is based on the performance redundancy, the reliability function of the recovered system can be improved by the multicriteria configuration generation problem solving with the addition of the load-balancing criteria. This paper is devoted to the load-balancing criteria influence on the reliability function with performance redundancy research. The model of multicriteria optimization problem is represented, and the simulation results are given and discussed.

Keywords: Fault-tolerance; Dependability; Reconfiguration; Configuration; Informational and control system; Distributed computing; Reliability function.

+ - Информация об авторах (About the Authors) Click to collapse

Рус

Э. В. Мельник (Южный научный центр РАН, Ростов-на-Дону, Россия) E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript
А. Б. Клименко, В. В. Клименко, А. Ю. Таранов (Научно-исследовательский институт многопроцессорных вычислительных систем им. акад. А. В. Каляева ЮФУ, Таганрог, Россия);

Eng

E. V. Melnik (Southern Scientific Center of RAS, Rostov-on-Don, Russia) E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript
A. B. Klimenko, V. V. Klimenko, A. Yu. Taranov (Acad. A. V. Kalyaev Scientific Research Institute of Multiprocessor Computer Systems of Southern Federal University, Taganrog, Russia)

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Zhang Y., Jiang J. J. Bibliographical Review on Reconfigurable Fault-Tolerant Control Systems // Annual Reviews in Control. 2008. V. 32, № 2. P. 229 – 252.
2. Bartley G. F. Boeing B-777: Fly-by-Wire Flight Controls / C. R. Spitzer (Ed.) // The Avionics Handbook. CRC Press, Boca Raton, FL, 2001.
3. Briere D., Favre C., Traverse P. Electrical Flight Controls, from Airbus A320/330/340 to Future Military Transport Aircraft: A Family of Fault-Tolerant Systems / C. R. Spitzer (Ed.) // The Avionics Handbook. CRC Press, Boca Raton, FL, 2001.
4. Мельник Э. В., Горелова Г. В. Имитационное моделирование вариантов резервирования в распределенных информационно-управляющих системах с децентрализованной организацией // Изв. ЮФУ. Сер. Технические науки. 2013. № 3. С. 184 – 193.
5. Горелова Г. В., Мельник Э. В. Эффект выравнивания вычислительной нагрузки процессорных устройств в высоконадежных распределенных информационно-управляющих системах // Мехатроника, автоматизация, управление. 2012. № 11. С. 29 – 35.
6. Костенко В. А. Проблемы разработки итерационных алгоритмов для построения расписаний с одновременным нахождением необходимого количества ресурсов и их характеристик // Искусственный интеллект. 2002. № 2. С. 141 – 150.
7. Korobkin V., Melnik E., Klimenko A. Fault-Tolerant Architecture for the Hazardous Object Information Control Systems // 9th Intern. Conf. on Application of Information and Communication Technologies – AICT’2015 (IEEE Catalog Number CFPI556H-PRT). Rostov-on-Don, Russia, 14 – 16 Oct. 2015. Rostov-on-Don, 2015. P. 274 – 276.
8. Строгонов А. Долговечность интегральных схем и производственные методы ее прогнозирования // ChipNews. 2002. № 6. С. 44 – 49.
9. Melnik E., Korobkin V., Klimenko A. System Reconfiguration Using Multiagent Cooperative Principles // Proc. of the First International Scientific Conference “Intelligent Information Technologies for Industry” (IITI’16). 2016. V. 451 (Series “Advances in Intelligent Systems and Computing”). P. 385 – 394.
10. Klimenko A., Klimenko V., Melnik E. The Parallel Simulated Annealing-Based Reconfiguration Algorithm for the Real Time Distributed Control Fault-Tolerance Providing // 9th Intern. Conf. on Application of Information and Communication Technologies – AICT’2015 (IEEE Catalog Number CFPI556H-PRT). Rostov-on-Don, Russia, 14 – 16 Oct. 2015. Rostov-on-Don, 2015. P. 277 – 280.

Eng

1. Zhang Y., Jiang J. J. (2008). Bibliographical review on reconfigurable fault-tolerant control systems. Annual Reviews in Control, 32(2), pp. 229-252. doi: 10.1016/j.arcontrol.2008.03.008
2. Spitzer C. R. (Ed.), Bartley G. F. (2001). Boeing B-777: Fly-by-Wire flight controls. The Avionics Handbook. CRC Press, Boca Raton, FL.
3. Spitzer C. R. (Ed.), Briere D., Favre C., Traverse P. (2001). Electrical flight controls from Airbus A320/330/340 to future military transport aircraft: a family of fault-tolerant systems. The Avionics Handbook. CRC Press, BocaRaton, FL.
4. Mel'nik E. V., Gorelova G. V. (2013). Simulation modelling of options in distributed information management systems with a decentralized organization. Izvestiia IuFU. Tekhnicheskie nauki, (3), pp. 184-193. [in Russian language]
5. Gorelova G. V., Mel'nik E. V. (2012). The effect of the equalization processing of the processor devices load in a highly reliable distributed information management systems. Mekhatronika, avtomatizatsiia, upravlenie, (11), pp. 29-35. [in Russian language]
6. Kostenko V. A. (2002). Problems of development of iterative algorithms for constructing schedules with the simultaneous finding the required number of resources and their characteristics. Iskusctvennyi intellekt, (2), pp. 141-150. [in Russian language]
7. Korobkin V., Melnik E., Klimenko A. (2015). Fault-tolerant architecture for the hazardous object information control systems. Application of Information and Communication Technologies – AICT’2015 (IEEE Catalog Number CFPI556H-PRT). Rostov-on-Don, Russia, 14 – 16 Oct. 2015. Rostov-on-Don, pp. 274-276.
8. Strogonov A. (2002). The durability of integrated circuits and manufacturing methods of its forecasting. ChipNews, (6), pp. 44-49. [in Russian language]
9. Melnik E., Korobkin V., Klimenko A. (2016). System reconfiguration using multiagent cooperative principles. Proc. of the First International Scientific Conference «Intelligent Information Technologies for Industry» (IITI’16). V. 451 (Series «Advances in Intelligent Systems and Computing»), pp. 385-394.
10. Klimenko A., Klimenko V., Melnik E. (2015). The parallel simulated annealing-based reconfiguration algorithm for the real time distributed control fault-tolerance providing. Application of Information and Communication Technologies – AICT’2015 (IEEE Catalog Number CFPI556H-PRT). Rostov-on-Don, Russia, 14 – 16 Oct. 2015. Rostov-on-Don, pp. 277-280.

+ - Заказать электронную версию статьи (Purchase digital version of a single article) Click to collapse

Рус

Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).

Стоимость статьи 350 руб. (в том числе НДС 18%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.

После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.

Для заказа статьи заполните форму:

{jform=1,doi=10.14489/vkit.2016.11.pp.033-038}

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

The cost of a single article is 350 rubles. (including VAT 18%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.

After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.

To order articles please fill out the form below:

{jform=2,doi=10.14489/vkit.2016.11.pp.033-038}