Введение к работе
Актуальность темы
В последние годы стремительное развитие получили web-технологии, под которыми понимают группу форматов и технологий передачи мультимедийных документов, используемых в крупнейшей электронной информационной системе WWW, интегрированной в Интернет. WWW является распределенной средой существования разнородных информационных ресурсов, обмен информацией между которыми возможен только благодаря Web-технологиям. Web-технологии нашли применение в локальных сетях и корпоративных интранет-ориентированных системах обработки данных, где выполняют роль универсального посредника между пользователями и различными типами информационных ресурсов.
Проектирование и эксплуатация корпоративных интранет-ориентированных систем сталкиваются с рядом проблем, среди которых: оптимизация функционирования мультисерверной многоуровневой структуры обработки транзакций; обеспечение инвариантной с точки зрения пользователей работы программных интерфейсов; реализация комплекса мероприятий, направленных на повышение производительности системы при штатных и нерегламентированных потоках входящих запросов.
Как правило, корпоративные интранет-ориентированные системы являются частично сформированными и постоянно развиваются, что, с одной стороны, связано с непрерывно меняющимися потребностями корпораций и внешней среды, а с другой – с несовершенством теоретических положений и концепций, лежащих в основе обработки транзакций.
Оптимизация функционирования таких систем исследована достаточно детально для задач управления потоками, параметры которых близки к стационарным (А.В. Тимофеев, Е.Б. Алексеев, Ю.И. Митрофанов, А.Д. Иванников, В.П. Корячко), однако задачи учета и оптимизации обслуживания потоков путем выбора количества уровней обработки запросов в клиент-серверных системах в литературе практически не представлены.
Традиционно в научных и прикладных исследованиях идентификация параметров обслуживающих систем проводится с позиций возможностей самих систем (К.К. Колин, С.П. Ботуз, В.В. Попов, О.Б. Макаревич, В.П. Пяткин), однако возрастающая роль оконечных приложений порождает необходимость обеспечения инвариантной работы программных интерфейсов с системными компонентами, что является малоисследованной проблемой.
Естественным следствием оптимизации параметров системы управления является необходимость реализации комплекса мероприятий, направленных на разработку специального математического и программного обеспечения многозвенных интранет-ориентированных корпоративных систем управления для повышения их эффективности при обслуживании входящих потоков заявок, что полностью определяет актуальность диссертационного исследования.
Диссертационная работа выполнена в соответствии с одним из основных научных направлений ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет» «Вычислительные системы и программно-аппаратные комплексы».
Цель работы
Целью работы является разработка специального математического и программного обеспечения многозвенных интранет-ориентированных корпоративных систем обработки транзакций для повышения их эффективности при обслуживании входящих потоков заявок.
Задачи исследования
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1. Исследовать проблемы использования интранет-технологий как современного инструмента применения специального программного обеспечения для повышения производительности многозвенных клиент-серверных систем.
2. Провести аналитическое моделирование двух- и трехзвенных архитектур клиент-серверной обработки транзакций с целью выявления условий для общего снижения интенсивности конечного потока, поступающего на сервер приложений, за счет снижения интенсивностей потоков, поступающих из каждого звена многозвенной системы.
3. Провести исследование потоков и средств обработки информации в локальной вычислительной сети центрального узла управления системой распределения сжиженного углеводородного газа на основе теории систем массового обслуживания, осуществить идентификацию параметров сервера и самой сети.
4. Разработать математическое обеспечение для управления удаленными диспетчерскими модулями, инвариантное к интерфейсам объектов, с которыми работают модули, на основе контейнерных классов для данных абстрактного типа и методов для обмена этими данными.
5. Создать специальное программное обеспечение технологических компонент системы управления Воронежской базой сжиженного газа для участков газонаполнения и учета реализации.
Методы исследования
В работе использованы методы системного анализа, математического моделирования, теории систем массового обслуживания, реляционной алгебры, объектно-ориентированного программирования, проектирования информационных систем.
Научная новизна работы
К результатам работы, отличающимся научной новизной, относятся:
1. Аналитические модели двух- и трехзвенных архитектур клиент-серверной обработки транзакций, отличающиеся учетом предварительной фильтрации потоков и обеспечивающие получение точного выражения для среднего времени ответа системы.
2. Критерий эффективности трехзвенной системы по сравнению с двухзвенной, отличающийся возможностью численного анализа и обеспечивающий выявление граничных условий интенсивностей потоков, при которых удается добиться выигрыша в производительности системы при добавлении промежуточного сервера.
3. Процедура рекуррентной идентификации параметров локальной вычислительной сети центрального узла системы управления, обеспечивающая учет нескольких центров обслуживания и нескольких классов заявок и отличающаяся использованием нормализующей константы, рассчитанной с применением метода Бузена.
4. Специальное математическое обеспечение для управления удаленными диспетчерскими модулями, инвариантное к интерфейсам объектов, с которыми работают модули, отличающееся применением контейнерных классов для данных абстрактного типа.
Практическая значимость работы
1. Разработаны системные компоненты управления данными на газонаполнительных станциях в виде независимых исполняемых модулей, предназначенных для сбора, хранения и экспорта данных об отвесах на газовых постах. Компоненты обеспечивают получение и сохранение данных об отвесах с постов, подключенных к компьютеру по интерфейсу RS-485, а также отображения данных из БД.
2. В составе клиент-серверной системы управления Воронежской базой сжиженного газа разработано специальное программное обеспечение учета процессов реализации газа в баллонах.
Реализация и внедрение результатов работы
Результаты исследований используются в работе Воронежской базы сжиженного газа. Эффект от внедрения разработанного программного обеспечения за 2009 год составил 224000 руб. за счет уменьшения задержек между подачей баллонов на посты газонаполнения и тем самым увеличения производительности системы управления в целом.
Апробация работы
Основные научные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на Международной научно-практической конференции «Социально-экономические проблемы России и перспективы их решения» (Краснодар, 2007); Всероссийской конференции «Новые технологии в научных исследованиях, проектировании, управлении, производстве» (Воронеж, 2008), X Всероссийской научно-технической конференции «Теоретические и прикладные вопросы современных информационных технологий» (Улан-Удэ, 2008); XVI Всероссийской научно-методической конференции Телематика'2009 (Санкт-Петербург, 2009); XII-XV Международных открытых научных конференциях «Современные проблемы информатизации» (Воронеж, 2007-2010), а также на конференциях профессорско-преподавательского состава ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет» в 2007-2010 годах.
Публикации
Основные результаты диссертации опубликованы в 18 научных работах, в том числе 2 – в изданиях, рекомендованных ВАК РФ. В работах, опубликованных в соавторстве и приведенных в конце автореферата, лично соискателю принадлежат: [6, 7, 18] – аналитические модели двух- и трехзвенных архитектур клиент-серверной обработки транзакций; [2, 9] – критерий эффективности трехзвенной системы по сравнению с двухзвенной; [1, 18] – идентификация параметров локальной вычислительной сети центрального узла системы управления; [14, 15, 16] – процедуры и результаты тестирования информационной инфраструктуры; [2, 13, 17] – математическое обеспечение для управления удаленными диспетчерскими модулями; [8, 11] – системные компоненты управления данными на газонаполнительных станциях в виде независимых исполняемых модулей; [10, 12, 17] – специальное программное обеспечение учета процессов реализации газа в баллонах; [11, 18] – методология снижения потоков, поступающих из каждого звена, приводящая к общему снижению интенсивности конечного потока, поступающего на сервер приложений.
Структура и объем работы. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего в себя 118 наименований, и приложения. Основная часть работы изложена на 152 страницах, содержит 14 таблиц и 55 рисунков.
