лот. Пояснювальна записка Другий (магістерський) (рівень вищої освіти)

• Название: Пояснювальна записка Другий (магістерський) (рівень вищої освіти)
• Дата: 09.06.2022
• Размер: 4.57 Mb.
• Имя файла: 2019_M_CITAM_Voskoboynyk_Ye_I.doc
• Тип: Пояснювальна записка; #581771
• страница: 1 из 8

М іністерство освіти і науки України

Харківський національний університет радіоелектроніки

Факультет	Автоматики і комп’ютеризованих технологій
(повна назва)
Кафедра	Комп’ютерно-інтегрованих технологій, автоматизації та мехатроніки
(повна назва)

АТЕСТАЦІЙНА РОБОТА

Пояснювальна записка Другий (магістерський)

(рівень вищої освіти)

Структурно-топологічна оптимізація комп’ютерних мереж роботизованих систем

(тема)

Виконав: студент			2	курсу, гр.	КТРСм-18-1
______________ Воскобойник Є.І._______________
(прізвище, ініціали)
Спеціальність		151 Автоматизація
та комп'ютерно-інтегровані технології
освітньої програми		Комп'ютеризовані
та робото технічні системи
(код і повна назва напряму)
Тип програми	осівтньо-професійна___________
(повна назва освітньої програми)
Керівник	проф. Безкоровайний В. В.
(посада, прізвище, ініціали)

Допускається до захисту зав. кафедри			Невлюдов І.Ш.
	(підпис)		(прізвище, ініціали)

2019 р.

Х арківський національний університет радіоелектроніки

Факультет	Автоматики і комп’ютеризованих технологій
Кафедра	Комп’ютерно-інтегрованих технологій, автоматизації та мехатроніки
Рівень вищої освіти	другий (магістерський)
Спеціальність	151 Автоматизація та комп'ютерно-інтегровані технології
Тип програми	Освітньо-професійна
Освітня програма	Комп'ютеризовані та робототехнічні системи
(код і повна назва)

ЗАТВЕРДЖУЮ:
Зав. кафедри
(підпис)
«_____»____________ 2019 р.

ЗАВДАННЯ

НА АТЕСТАЦІЙНУ РОБОТУ

студентові	Воскобойник Єлизаветі Ігорівні
	(прізвище, ім’я, по батькові)
1. Тема роботи		Структурно-топологічна оптимізація комп’ютерних мереж
роботизованих систем
затверджена наказом по університету від				04.11. 2019 р. № 1652 Ст
2. Термін подання студентом роботи до екзаменаційної комісії						23.12.2019 р.
3. Вихідні дані до роботи			Об’єкт – комп’ютерна мережа роботизованої
системи. Функція – структурно-топологічна оптимізація комп’ютерної мережі
роботизованої системи. Технічне забезпечення: IBM- сумісний персональний
комп’ютер. Додаткові дані: програмний засіб з графічним віконним
інтерфейсом.
4. Перелік питань, що потрібно опрацювати в роботі
4.1 Вступ.
4.2 Огляд та аналіз сучасного стану проблеми структурно-топологічної
оптимізації комп’ютерних мереж роботизованих систем.
4.3 Математична модель задачі структурно-топологічної оптимізації мережі за
за вартісним критерієм.
4.4 Методи топологічної оптимізації мережі.
4.5 Результати експериментів та їх аналіз.
4.6 Висновки.

5. Перелік графічного матеріалу із зазначенням креслеників, схем, плакатів,
комп’ютерних ілюстрацій (слайдів)	Демонстраційний матеріал, представлений
у форматі презентації PowerPoint (*.ppt) – 12 с. формату А4.

6. Консультанти розділів роботи (п.6 включається до завдання за наявності консультантів згідно з наказом, зазначеним у п.1 )

Найменування розділу	Консультант (посада, прізвище, ім’я, по батькові)	Позначка консультанта про виконання розділу
		Підпис	Дата

КАЛЕНДАРНИЙ ПЛАН

№	Назва етапів роботи	Терміни виконання етапів роботи	Примітка
1	Аналіз роботизованих систем як	11.11.19
	об’єктів керування
2	Огляд методів оптимізації	18.11.19
	комп’ютерних мереж
3	Математична постановка задачі	20.11.19
	топологічної оптимізації
	комп’ютерних мереж
4	Розробка алгоритмів розв’язання	30.11. 19
	задачі
5	Розробка програмного забезпечення	01.12. 19
	та експерименти
6	Оформлення пояснювальної	12.12.19
	записки
7	Подання роботи до ЕК	18.12.19

Дата видачі завдання	04.11.2019 р.
Студент			Воскобойник Є.І.
	(підпис)		( прізвище, ініціали)
Керівник роботи			проф. Безкоровайний В. В.
	(підпис)		(посада, прізвище, ініціали)

АНОТАЦІЯ

Магістерська атестаційна робота: 85 с., 10 табл., 31 рис., 3 додатки, 31 джерел; графічний матеріал – 12 аркушів.
КОМП’ЮТЕРНА МЕРЕЖА, ОПТИМІЗАЦІЯ, ПРОЕКТУВАННЯ, РОБОТИЗОВАНА СИСТЕМА, СТРУКТУРА, ТОПОЛОГІЯ
Об’єкт дослідження – комп’ютерні мережі роботизованих систем.

Предмет дослідження – топологічні структури комп’ютерних мереж роботизованих систем.

Мета магістерської атестаційної роботи – дослідження методів структурно-топологічної оптимізації комп’ютерних мереж роботизованих систем.

Методи дослідження – метод кластеризації k-means, метод інтерактивної побудови мережі.

У магістерській атестаційній роботі досліджено вплив структури і топології на ефективність централізованих трирівневих комп’ютерних мереж роботизованих систем. Проведено аналіз існуючих методів топологічної оптимізації мереж.

Результати: науковий – модифікація методу структурно-топологічної оптимізації комп’ютерних мереж роботизованих систем на основі кластеризації k-means; практичний – алгоритми та програмне забезпечення для розв’язання задачі оптимізації комп’ютерних мереж модифікованим методом на основі кластеризації k-means і інтерактивним методом.

Результати магістерської атестаційної роботи апробовані на 1 міжнародній конференції, матеріали якої реферуються у наукометричній базі даних "РІНЦ/RSCI".

ANOTATION

Master's thesis: 72 pages, 10 tables, 31 figures, 3 applications, 30 sources; graphic material – 12 sheets.
COMPUTER NETWORK, OPTIMIZATION, DESIGN, ROBOT SYSTEM, STRUCTURE, TOPOLOGY
Object of research – computer networks of robotic systems.

The subject of research is the topological structures of computer networks of robotic systems.

The purpose of the master's appraisal work is to research methods of structural-topological optimization of computer networks of robotic systems.

Research Methods – k-means clustering method, interactive network construction method.

In master's degree work the influence of structure and topology on the efficiency of centralized three-tier computer networks of robotic systems is investigated. The analysis of the existing methods of topological optimization of networks is carried out.

Results: scientific – modification of the method of structural-topological optimization of computer networks of robotic systems based on k-means clustering; hands-on – algorithms and software to solve the problem of computer network optimization with a modified k-means clustering method and an interactive method.

The results of the master's appraisal work were tested at 1 international conference, the materials of which are referenced in the scientific and scientific database "RINC / RSCI".

ЗМІСТ

Перелік умовних позначень, символів, одиниць, скорочень і термінів.........	7
Вступ ……………………………………………………………………………	8
1 Огляд та аналіз сучасного стану проблеми структурно-топологічної оптимізації комп’ютерних мереж роботизованих систем...................................................................................................................	10
1.1 Огляд роботизованих систем як об’єктів керування...........................	10
1.2 Огляд комп’ютерних мереж у складі роботизованих систем..............	13
1.3 Аналіз методів оптимізації мереж роботизованих систем...................	20
1.4 Постановка мети та задач дослідження.................................................	26
1.5 Висновки до 1 розділу.............................................................................	28
2 Математичне забезпечення задачі структурно-топологічної оптимізації комп’ютерних мереж роботизованих систем....................................................	29
2.1 Постановка задачі топологічної оптимізації мереж............................	29
2.2 Математична модель задачі топологічної оптимізації мережі за вартісним критерієм.............................................................................................	30
2.3 Методи топологічної оптимізації мережі..............................................	32
2.4 Висновки до 2 розділу.............................................................................	37
3 Розробка програмного забезпечення та експерименти.................................	38
3.1 Вибір мови програмування.....................................................................	38
3.2 Вибір середовища розробки....................................................................	48
3.3 Проектування бази даних обладнання мережі......................................	51
3.4 Опис програмного забезпечення............................................................	58
3.5 Результати експериментів та їх аналіз...................................................	63
3.6 Висновки до 3 розділу.............................................................................	70
4 Охорона праці....................................................................................................	72
4.1 Аналіз умов праці у лабораторії.............................................................	72
4.2 Електробезпека у лабораторії.................................................................	74
4.3 Виробнича санітарія у приміщенні лабораторії....................................	75
4.4 Безпека в надзвичайних ситуаціях.........................................................	78
4.5 Висновки 4 розділу..................................................................................	79
Загальні висновки.................................................................................................	81
Перелік джерел посилання..................................................................................	82
Додаток А Текст програми..................................................................................	86
Додаток Б Посібник користувача.......................................................................	112
Додаток В Графічний матеріал атестаційної роботи........................................	124

ПЕРЕЛІК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ, СИМВОЛІВ, ОДИНИЦЬ,

СКОРОЧЕНЬ І ТЕРМІНІВ

ANSI – American National Standards Institute.

CENELEC – Comite Europeen de Normalisation Electrotechnique.

EIA – Electronic Industries Alliance.

IEC – International Electrotechnical Commission.

ISO – International Organization for Standardization.

JDK – Java Development Kit.

JVM – Java Virtual Machine.

OS – Operating System.

TDD – Test-Driven Development.

TIA – Telecommunications Industry Associastion.

Wi-Fi – Wireless Fidelity.

WORA – Write once, run anywhere.

ІТ – інтернет технології.

КП – комутаційний пристрій.

ОГД – об’єкт господарської діяльності.

ООП – об’єктно-орієнтоване програмування.

ПЗ – програмне забезпечення.

ПК – персональний комп’ютер.

СУБД – система управління базами даних.

ВСТУП

Більшість сучасних підприємств автоматизують виробничі процеси та впроваджують роботизовані системи для збільшення конкурентоспроможності та прибутковості підприємства. Для оптимального управління роботизованими системами використовують комп’ютерну техніку, однак це породжує проблему необхідності об’єднання елементів системи у мережу для спільного користування ресурсами, зберігання та обміну інформацією. Комп’ютерна мережа є системою обробки інформації між елементами мережі, яка будується з огляду на необхідні структурно-топологічні особливості мережі. Через те, що апаратно-програмні засоби роботизованих систем і обчислювальної техніки оновлюються досить часто, виникає необхідність в оновленні або оптимізації структури мережі в короткі терміни та з мінімальними витратами. Завдання перепроектування структури мережі роботизованої мережі складне і включає врахування топологічних особливостей мережі та вибір необхідної для побудови технології. Своєчасність та надійність виконання інформаційно-обчислювальних робіт напряму залежить від структури мережі та прараметрів мережі.

Необхідність частої модернізації роботизованих систем та систем управління ними обумовлює необхідність структурно-топологічної оптимізації комп’ютерних мереж роботизованих систем. Це обумовлює актуальність задач структурно-топологічної оптимізації комп’ютерних мереж роботизованих систем.

Об’єкт дослідження – комп’ютерні мережі роботизованих систем.

Предмет дослідження – топологічні структури комп’ютерних мереж роботизованих систем.

Мета магістерської атестаційної роботи – дослідження методів структурно-топологічної оптимізації комп’ютерних мереж роботизованих систем.

Для досягнення мети необхідно:

– провести огляд роботизованих систем як об’єктів керування, також огляд комп’ютеризованих мереж у складі роботизованих систем.

– обрати та удосконалити метод структурно-топологічної оптимізації централізованих комп’ютерних мереж роботизованих систем;

– розробити програмний засіб для вирішення завдання структурно-топологічної оптимізації комп’ютерних мереж роботизованих систем;

– провести дослідження ефективності методів оптимізації мереж.

Для розв’язання задачі структурно-топологічної оптимізації мережі використовуються метод кластеризації