ЗАСТОСУВАННЯ ГРАФОВИХ МОДЕЛЕЙ ДЛЯ ДОСЛІДЖЕННЯ ХАРАКТЕРИСТИК КОМП’ЮТЕРНИХ МЕРЕЖ

Abstract

Статтю присвячено застосуванню графових моделей у дослідженні процесів комп’ютерної оптимізації передавання інформації мережею. Теорія графів дозволяє моделювати взаємозв’язки між структурами мережі та оптимізувати їх, є науковим підґрунтям для отримання мережевого ефекту від партнерської співпраці. Дуги орієнтованих графів ілюструють вплив одних структур на інші, доступ до інформації та ступінь повноважень у мережі. За рахунок застосування інформаційно-комунікаційних технологій відбувається візуалізація мережевих взаємовідносин, яка приводить до зменшення важливості просторових зв’язків, підвищуючи цим якісні характеристики надання мережевих послуг. Відтак теорія графів у дослідженні комп’ютерних мережевих структур виявляє взаємозв’язки між структурами. Їх поведінка досліджується з урахуванням обмежень та можливостей, накладених мережами, з метою подальшої оптимізації структури останніх. Комп’ютерна реалізація дослідження ґрунтується на застосуванні методу Форда – Фалкерсона з побудовою програмного коду. У середовищі Matlab створено програмний код за модульним принципом, який працює в режимі діалогу з користувачем. Зв’язок модулів відбувається за допомогою звернення до них за відповідними параметрами. Усі необхідні дані модуль приймає і повертає у формі параметрів виклику трьох підпрограм. У роботі висвітлено постановку задачі оптимізації передавання інформації від джерела до стоку, причому потік по дугах не має перевищувати пропускної спроможності. Метод проходження інформації – пошук у глибину. Мережевий граф побудовано за матрицею інцидентностей з ваговими коефіцієнтами, що відповідають пропускній спроможності дуг. У роботі досліджено потоки у комп’ютерних мережах на основі алгоритму Форда – Фалкерсона, проведено опис програмного коду в MatLab, який можна використовувати для моделювання різних за величиною графів, розглянуто приклад застосування графових моделей для аналізу комп’ютерної мережі, знайдено максимальний потік і побудовано орієнтований граф розподілу потоку в мережі. Результати досліджень (максимальний потік) можна побачити у головному вікні програми, а у вікні “Орієнтований граф” відображається оптимальний спосіб передавання інформації від джерела до стоку з урахуванням пропускних спроможностей дуг.