Ученые Пензенского государственного университета разработали веб-приложение, которое позволяет моделировать работу сетей и инженерных систем еще до их сборки и ввода в эксплуатацию. Программа построена на основе автоматного программирования и концептуальных графов.
Идея разработки заключается в том, чтобы представить будущую систему в виде графа. Его вершины обозначают отдельные узлы, а ребра — связи между ними. Затем такой граф преобразуется в реактивный агент, поведение которого можно исследовать в разных сценариях.
Пользователь может создать структуру автомата в графическом редакторе концептуальных графов или описать ее вручную. Для каждой вершины задаются необходимые параметры, включая коэффициент перехода на следующий узел и временную задержку обработки пакета.
После запуска моделирования приложение показывает несколько вариантов прохождения пакета от начальной до конечной вершины. Для каждого сценария доступны данные о маршрутах потоков, времени обработки, нагрузке на отдельные узлы, коэффициентах вершин и общей статистике прохождения трафика. Моделирование можно проводить вручную либо автоматически с генерацией трафика с помощью псевдослучайных чисел.
При этом пользователю не нужно менять программный код под каждую новую задачу. Достаточно представить ее в форме автомата, который затем моделируется. Такой подход позволяет использовать приложение для разных типов систем.
Разработчики рассматривают применение программы в компьютерных сетях, кластерных вычислениях и дата-центрах. Моделирование может использоваться, например, для оценки распределения вычислений и нагрузки при работе с большими объемами данных или распределенном обучении алгоритмов искусственного интеллекта.
Еще одно направление — инженерные коммуникации. В такой модели узлами могут быть элементы электросетей, водопровода или канализации, а ребрами — соединяющие их линии и трубы. Для каждого элемента можно задать собственный вес, задержку и направление потока. Это позволяет заранее оценивать нагрузку и пропускную способность отдельных участков системы.
Приложение уже используют в учебном процессе студенты ИТ-специальностей. С его помощью они на практике изучают автоматы и реактивные алгоритмы, разбирая переходы между узлами и моделируя работу сложных систем.
Разработка прошла первое пилотное тестирование. По его результатам приложение корректно формировало статистику прохождения трафика, маршруты потоков, нагрузку на узлы и время обработки. Код также подготовлен для отечественных операционных систем. На программу получено государственное свидетельство о регистрации программы для ЭВМ.
Разработкой занимался научный коллектив кафедры «Вычислительная техника» ПГУ под руководством доктора технических наук, профессора Сергея Зинкина.
Источник: Минобрнауки России
Читайте также:
Изобретение российских ученых повысит надежность оптоволоконной передачи данных
В России создан фотокатализатор для очистки воды и воздуха под видимым светом