Введение к работе
Коренная реформа системы управления и повышение еФіоктиьностн ее уіікциошіроващія в условиях рыночной экономит яеллэтся одной из дентальных задач нашэго государства на современном отапо. Одним из основних утей повышения качества управления является создание и использование асокоэффектквных А.СУ в различных звеньях экономической структуры, ізнову которых составляет использование новых технология обработки энных на базе локальных вычислительных систем (ЛЕС).
Актуальность проблеми. Функционирование, АСУ любого уровня и назн.ч-эния, связано с вводом, обработкой, хранением и выдачей в соответствии требованиями пользователей больших объемов информации. Полноо или зстачное разрушение информационных массхшоп, а также компонент рограмнного обеспечения, связанное с возникновением сбоов и откззон ЭХНИЧ8СКИХ средств, ошибками в программах, нарушениями регламента эботц с системой со стороны пользователей и персонала ЛВС приводит к шчительннм потерям и, как следствие, к снижению эффективности ^акционирования АСУ. Значительно затраты на разработку и эксплуатацию ютом этого класса могут оказатся неоправданными, осли не гарактируотсл юовремешюэ и надежное обслукивание пользователей в реальном масштабе
ЗЄМ9ІШ.
Поэтому особую значимость приобретает задача обеспечения высокой щокности ЛВС как путем построения надежных сетей связи, объединяющих дельные ЭВМ в единую систему, так и повышения надежности программного
информационного 'беспечения ЛВС. Эффективным методом решения данной ідачи является Обеспечение бысокого уровня сохранности информационного
программного обеспечения, что связало с привлечением дополнительных юурсов. Это приводит к необходимости- выбора оптимальных решений: по іесшчеии» физической целостности данных, учитнващих требования к ідожности программного и информационного обеспечения и затраты на их ализацию. Сказанное выше обуславливает актуальность проведенных ; следований.
Цель работы. Цельо выполненных в диссертационной работе научных исс-дований является 'анализ с единых методологических позиций и разработка тодов повышения сохранности программного и информационного обеспё-ния автоматизированных систем управления различного класса и значения, функционирующих на базе ЛВС, посредством использования рмализояонных моделей и методов резервирования, дампирования, сстановдения и регистрации данных и программ, а такзта их оптимизации.
Методы исследования. Основные результаты диссертационной работі получены, к математически обоснованы с использованием аппарат! математического анализа, теории разностных, схем, методов твори вероятностей, исследования операций и математического программирования.
йаучиан новизна. В рамках единой методологии разработан обіди! подход, теспотачеекпо положения, формализованные модели и мьтоды роиония различных классов практических задач повышения сохраниості (резервирования, восстановления и регистрации) информациошшх массивов з программных модулей в ЛСУ, функционирующих на базо ЛВС. Разработанные модели и метода являются обобщением и развитием известных подходов к решении рассматриваемой проблемы и позволяют осуществлять расчет і анализ вероятностных, временных и экономических показателей различны! стратегий резервирования программных модулей и информационных массивов і ЛВС.
Предложенный комплекс моделей позволяет проводить анализ эффективности практически любых вариантов схем резервирования с учетоі. особенностей функционирования ЛВС, заключающихся в возможности использования централизованного и децентрализованного хранения резерва, іпжкійьоїіііп нескольких дисциплин обработки поступающих запросов; необходимости учота надежностных, стоимостных и временных характеристик каналов связи и ГОВМ ЛВС при анализе и выборе оптимальных стратегий, г также топологии ЛВС, задеркки сообщений и т.д.; возможности использования различных вариантов организации восстановительного резервирования.
Предложен и' исследован новый тип избыточности информационнш массивов в ЛВС, который определен как структурно - технологически! резерв. Рассмотрены метода формирования структурно - технологической резерва и оптимизации его использования.
Разработанный формализованный аппарат решения задач восстановления і дампирования информации обеспечивает выбор оптимального методі дампирования массивов данных, оптимального числа копий дифференциальны: массивов и системных журналов, оптимального числа их поколений ш критерию минимума средних эксплуатационных затрат системы н; функционирование.
Поставлена и решена задача моделирования макроскопического состоят» распределенной базы данных <РЩ) в ЛВС. Функционирование РЕД моделируется двухмерным симметричны:.; случайным блувданкои, а состояние локальных баз данных (ЛЕД) описывается при этом распределение вероятностей ее отказов. Предложенная модель макроскопического описаній РБД в динамике позволяет определить сроднее число отказвввгах ЛБД і
оизволышй момент времени.
В работе поставленії и решены оадачи анализа н синтеза дотормишро-нной и случайной систем регистрации.
Формализованное модели и методы расчета и анализа хпрактериотик ратегий резервирования модулей и массивов, оптимальных по
ЗЛИЧНЫИ ІфКТеріІЯМ ЭффеКТИВНОСТИ, БНбОра МОТОДОВ рвЯОрПИрОВЗИИН И Д1ІС-
плин-обработки запросов в ЛВС, впервно разработана и опубликован» тором либо являются развитием известных, методов пошшония сохранности, сиирящим область юс использования и учипівокадам особенности «меиония атих методов в ЛВС.
Практическая цеігяость. Іїспользованш разработанных моделей и методов івишешія сохранности программ и данных ь' АСУ, функционеругацих на базе 1С для анализа и синтеза систем резервирования, восстановления и 'Гистрации информации, обеспечивает значительное снижение вероятности і разрушения при рациональном использовании внешних запоминающих :тройств и временных ресурсов и, как следствие, снижение эксплуата-ганных затрат. Использование предлагаемых моделей и методов повышения іхраішости обеспечивает существенное снижение (на 20 - 25 %) временных стоимостных затрат на обеспечение требуемого уровня сохранности даи-IX. На основе предложенных моделей и методов разработано программное іеспечение для решения задач резервирования и восстановления даіппіх и юграмм в ЛВС, реализованное на языке ПАСКАЛЬ и предназначенное для пользования разработчиками на этапах технического и рабочего проєкти-)вания АСУ функционирующих на базе ЛВС, а тякжэ на этапах их опытной и ЮяГиШлонной эксплуатации.
Внедрение. Разработанные модели и методы повышения сохранности юграмшюго і; информационного обеспечения АСУ, функционирующих на базе іС использованы при разработке распределенной информационной системы гравления материальными ресурсами для Тульского региона АСУ « Тула -італлобеспачешге", АСУ ПО "Молдавизолит" г. Тирасполь, АСУ ПО "Элект-шппарат" г.Тбилиси, АИУС Чернобыльской зоны (Гомельский и Брянский ігиоїш). На основе прэдлокенных моделей и методов разработан ряд апдартов предприятий. Внедрение результатов диссертации позволило шысить уровень сохранности программного и информационного обеспечения среднем на 20 - 30 % при рациональном использовании ресурсов [числительных систем.
В целом внедрение разработанные моделей и методов позволило получить ГОНОМИЧ9СКИЙ эффект, состовляющий свыше 100 тно. рублей в год.
Апробация работы. Основные результаты' диссертационной работы
докладыиались автором и обсуждались на международной конференции п эгидой ЮНЕСКО (Ереван, 19Э1), 4 - ой Всесоюзной школе " Проектирован автоматизированных систем контроля и управления сложными объектам (Харьков - Туапсе, 1990), 3 - ем Всесоюзном совещании по распределены автоматизированным системам массового обслуживания (Москва, 1990), 4 ом совещании по распределенным вычислительным системам массово обслуживания (Москва - Душанбе, 1991), Меадународном симпозиуме "SAP. process '91*" (г. Бадэн - Бадан, ФРГ), Всесоазной научно - техническо: конференции "Средства и системы автоматизации управления процессам; сельскохозяйственного производства" (Паланга, 1991), Всесоюзні конференции по распределенным системам (Винница, 1990) и другі совещаниях и конференциях.
Связь диссертации с планом научных работ. Проведенные автором исследования выполнены по плану научно-исследовательских работ ордена Ленина Института проблем управления РАН - тема к 19-84 "Автоматизация проектирования типовых модульных информационно - управляющих систем' (номор государственной регистрации 32474319), в соответствии с цолевої" комплексной программой ГККТ 0.80.06 "Создавать и усовершенствовать действующие автоматизированные системы управления (АСУ) промышленными министерствами, производственными объединениями и предприятиями"., "Координационным планом НИР АН СССР на 1986-1990 годы п.1.12.4.1. "Автоматизация проектирования систем и средств управления" и заданием 2.II "Разработка теоритических основ и промышленной технологии автоматизированного проектирования информационного и программного обеспечения САПР на базе типовых модульных СОД" в рамках Комплексной программы НТП СЭВ. ;
Публикации. Результати проведенных автором научных исслодовани опубликованы в девяти печатных трудах.
Объем работы. Диссертационная работа состоит' из введения, четыре 'глав, заключения и приложения и содержит .А?.*, страниц машинописног текста, рисунков, таблиц.
