WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

Поскольку локальные системы обычно создаются на различных программных платформах, то при формировании ссылочного массива должны создаваться необходимые структуры данных для формирования запросов к локальным системам. Здесь важное значение имеет возможность формирования интегрированных запросов к нескольким локальным системам одновременно и формирование результатов обработки таких запросов. Показано, что особенность обработки интегрированных запросов заключается в том, что ответы из локальных систем поступают не одновременно, и требуется ожидать получения всех ответов для формирования интегрированного ответа.

В связи с динамичностью информации в локальных системах, данные там могут изменяться, удаляться и добавляться, поэтому необходимо отслеживать динамику их изменения в ссылочном массиве, чтобы при обработке запросов к интегрированной системе иметь возможность через ссылочный массив получать доступ только к актуальным данным и формировать ответы на запросы.

Определены показатели качества (эффективности) применения ссылочных массивов в интегрированной системе, связанные с длительностью ожидания обработки запросов и возможностью использования при обработке запросов актуальных данных.

Сформулированы основные задачи, которые необходимо решить для оценки (количественного выражения) и повышения качества обработки информации в интегрированной информационной системе, построенной на основе ссылочных массивов:

- актуализация ссылочного массива, обеспечивающая своевременное внесение изменений в ссылочный массив для использования при обработке запросов достоверной и актуальной информации, основным параметром актуализации является период ее проведения, а качество процесса актуализации характеризуется вероятностью исполнения запроса с актуальными данными;

- организация работы центра обработки запросов к ссылочному массиву, предусматривающая определение его состава и дисциплины (режима) обслуживания запросов, здесь основными параметрами являются количество серверов, режимы обработки запросов, а качество организации определяется длительностью обработки запросов и загрузкой оборудования.

Таким образом, сформулированы цели и задачи анализа и оптимизации работы ссылочных массивов в интегрированной системе обработки информации.

В третьей главе приводятся результаты разработки и исследования математических моделей для решения задач анализа работы информационной системы со ссылочными массивами.

Разработаны модели для анализа и оптимизации процесса актуализации ссылочного массива. Исследовался случай, когда в локальные системы поступают пуассоновские потоки изменений. Модели учитывает возможность штрафов за работу с неактуальными данными в ссылочном массиве, а также затраты на проведение актуализации. Кроме того, модели позволяют учитывать интенсивности потоков изменений в локальных системах и интенсивность потока запросов пользователей к интегрированной системе. В качестве функционала для поиска оптимального периода актуализации T по одной из моделей, получен, например, аддитивный функционал вида:

T 1 d S(T ) = [a + [ (T - k)]b].

k=1 T Здесь a, b – весовые коэффициенты, имеющие смысл затрат на актуализацию и штрафов за работу с неактуальными данными; d – длительность интервала работы системы (d >> T), – суммарная интенсивность потоков изменений в локальных системах.

Разработана математическая модель для анализа процесса обработки запросов к ссылочному массиву в синхронном режиме, когда следующий запрос может формироваться только после обработки предыдущего. Такой режим характерен при работе в реальном времени. В качестве модели применяется замкнутая K- канальная система массового обслуживания (СМО) c N источниками запросов. Особенностью модели является то, что в качестве обслуживающего устройства может рассматриваться группа разнотипных серверов. Это обобщает известные результаты, полученные при исследовании подобных систем. Получены уравнения для расчета вероятностей состояний системы pij (i - длина очереди запросов, j – число занятых серверов), на основе которых вычисляются характеристики системы:

– вероятность простоя серверов: p0,0 ;

– среднее время ожидания запроса в очереди:

N-K-* pm,K[(m -1)b1(K) + b1 (K);

m=N -K -– средняя длина очереди запросов: mpm,K ;

m=– среднее количество занятых клиентских рабочих мест:

N -K -1 K N - (m + K) pm,K -.

np0,n m=0 n=Показаны возможности обобщения полученных результатов для случаев, когда клиенты системы формируют разнотипные запросы, а серверы работают в многозадачном режиме. Для этого использованы обобщенные функции распределения длительности обработки запросов и длительности формирования запросов:

N N ij M ij M i=i=G(t) = [ ]G (t) B(t,1) = Bj (t,1)) j M N (, и, M N j =j=ij ij j =1 i=j=1 i=Bj (t,1) где – функция распределения длительности обработки запроса j типа на сервере, когда этот запрос на сервере единственный, M – число типов запросов; ij – интенсивность потока запросов типа j, посылаемых Gj (t) клиентом номер i, – функция распределения длительности формирования запроса типа j.

Исследована работа центра обработки запросов к ссылочному массиву в асинхронном режиме с различными алгоритмами диспетчеризации потоков запросов между серверами. Необходимость этих исследований обусловлена тем, что особенностью интегрированных систем является обслуживание очень большого числа пользователей, и образующиеся при этом режиме потоки запросов целесообразно перераспределять по серверам.

Исследования проводились с использованием в качестве моделей работы каждого сервера СМО типа M/G/1/.

Исследована работа центра обработки запросов при одинаковых серверах (однородная система обработки), что бывает на практике достаточно часто. В этом случае каждый сервер может обработать любой запрос и используется простейшая диспетчеризация, когда запрос отправляется на любой свободный сервер.

Характеристики системы вычисляются, по известным формулам для СМО типа M/M/K/:

– вероятность того, что в системе находится n пользователей:

p (b1)n,1 n K n! pnj =1, pn =, p0 b1 K j n= ( )n K, n > K K! K здесь вероятность простоя всех серверов вычисляется по формуле:

j K -j (b1)n (b1)K p0 = ( + )- ;

n=0 n! (K -1)!(K - b1) q0r = p(K-r), (r =1,...,K) – вероятность простоя ровно r серверов: ;

K +j (b1 ) Q1 = p– среднее число запросов в очереди: ;

(K - 1)!(K - b1 ) – среднее время ожидания запросом в очереди W1 = Q1 / – средняя Qk = W1c длина очереди запросов k типа:.

k Отметим, что в формулах используется обобщенное время обработки запроса, введенное в работе, что позволяет развить известные результаты для систем с несколькими входящими потоками.

Аналогичные результаты получены для случая, когда в центре обработки запросов используются разнотипные серверы. Однако, при этом остро возникает необходимость диспетчеризации (распределения) запросов по серверам. В качестве алгоритмов диспетчеризации использовались алгоритмы программного управления, что позволило провести декомпозицию многосерверной системы на ряд односерверных подсистем с известными параметрами входящих потоков. Так, исследовались алгоритмы с жестким закреплением отдельных пользователей (клиентов) или приложений за серверами.

Полученные результаты позволяют не только проводить анализ работы центра обработки запросов, но и синтезировать его структуру путем выбора количества серверов и их параметров для повышения эффективности работы всей интегрированной информационной системы путем оптимизации характеристик центра обработки запросов.

В четвертой главе приводятся результаты адаптации и применения разработанных методов и математических моделей при создании специализированных интегрированных систем обработки информации о физических лицах, имеющиеся в базах данных различных учреждений.

Приведены результаты разработки структуры системы, состав ссылочного массива данных. Показаны возможности применения математических моделей для расчета показателей качества работы систем и повышения эффективности обработки запросов.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ По результатам проведенных в диссертации исследований и реализации предложенных методов организации работы и математических моделей для построения и анализа специализированной интегрированной системы можно сделать следующие выводы.

1. В диссертации решена важная задача повышения эффективности применения ссылочных массивов данных в интегрированных системах обработки информации.

2. Проведен анализ современных подходов к построению интегрированных систем обработки информации, который позволил выделить достоинства и недостатки различных методов интеграции и выбрать для исследования метод интеграции на основе ссылочных массивов.

3. Исследованы особенности, установлены наиболее важные связи и закономерности в процессах создания, обслуживания и применения ссылочных массивов в интегрированных системах обработки информации. Разработаны критерии эффективности применения ссылочных массивов. Определены задачи интегрированной системы, решение которых целесообразно проводить с применением ссылочных массивов.

4. Проведен анализ процесса обработки информации с использованием ссылочных массивов. Выделены основные задачи, решение которых необходимо при создании интегрированной системы на основе ссылочных массивов, связанные с актуализацией данных в ссылочном массиве и организацией работы центра обработки запросов.

5. Разработаны алгоритмы формирования и актуализации ссылочных массивов, обеспечивающие возможность поиска необходимых данных в локальных системах, возможность формирования запросов к локальным системам при обращении к ссылочному массиву, актуальность данных в ссылочном массиве.

6. Разработаны математические модели для расчета характеристик интегрированной системы при применении ссылочных массивов.

Модели позволяют выбрать период актуализации ссылочного массива с учетом динамики изменения данных в локальных системах, определить число серверов при создании центра обработки запросов к интегрированной системе. Модели учитывают специфику формирования запросов и возможные режимы работы серверов.

7. Разработанные методы построения системы и математические модели использованы при создании и организации работы специализированных интегрированных систем обработки информации, что позволило повысить скорость и качество обработки запросов. Разработанные модели и алгоритмы использованы также в учебном процессе при подготовке студентов.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ 1. Бодров А. А. Задачи организации витрин данных в интегрированных информационных системах. Известия Тульского государственного университета. Вып. 15.– Тула: Издво ТулГУ, 2006.– С. 73–76.

2. Бодров А. А., Забелин О. А. Модели работы многосерверного центра обработки запросов. Известия Тульского государственного университета. Вып. 14.– Тула: Изд-во ТулГУ, 2006.– С. 46–51.

3. Бодров А. А. Интеграция баз данных с использованием ссылочных массивов. Препринт.– М.: МИЭМ, 2007.– 24 с.

4. Бодров А. А., Зязин С. Н. Модель работы сервера с синхронной обработкой запросов // Организационно-управляющие системы на транспорте и в промышленности. Сб. научных трудов.– М.: МАДИ, 2007.– С. 14–20.

5. Бодров А. А., Зязин С. Н., Миролюбов А. Л. Модели пакетной обработки запросов // Организационно-управляющие системы на транспорте и в промышленности. Сб. научных трудов.– М.: МАДИ, 2007.– С. 21–29.

6. Бодров А. А. Методы и модели актуализации ссылочных массивов данных в интегрированных информационных системах. Препринт.– М.: МИЭМ, 2008.– 18 с.

Подписано в печать 15.01.09. Формат 6090/16.

Бумага офсетная. Печать трафаретная. Гарнитура «Times New Roman» Усл. печ. л. 1,25. Тираж 100 экз. Заказ 09/05.

Отпечатано в Издательском центре ТГПУ им. Л. Н. Толстого.

300026, Тула, просп. Ленина, 125.

Pages:     | 1 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»