Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Методика определения временных характеристик систем сбора и хранения хронологических данных 18
1.1 Постановка задачи исследования 18
1.2 Описание структуры системы сбора и хранения хронологических данных 18
1.3 Предлагаемое решение задачи определения временных характеристик 20
1.4 Построение цветной сети Петри систем сбора и хранения хронологических данных 20
1.5 Выводы 39
Глава 2 Методика организации хранения хронологических данных . 41
2.1 Системы хранения хронологических данных 41
2.2 Структура модели хранения данных 43
2.3 Алгоритм визуализации структуры хранилища данных 45
2.4 Применение технологии партицирования при проектировании систем хранения данных 50
2.5 Имитационное моделирования технологии партицирования с применением цветных сетей Петри 60
2.6 Выводы 74
Глава 3 Надежность систем сбора и хранения хронологических данных 75
3.1 Надежность простой системы сбора и хранения хронологических данных 77
3.2 Надежность системы сбора и хранения хронологических данных с несколькими центрами сбора данных 81
3.3 Надежность системы сбора и хранения хронологических данных с дублированием хранилища данных 85
3.4 Методика улучшения показателей надежности 89
3.5 Выводы 90
Глава 4 Методики оптимального выбора конфигурации и структури рования распределенной информационной системы сбора и хранения хронологических данных с несколькими центрами обработки дан ных 92
4.1 Методика распределения центров сбора данных по центрам обработки данных для однотипных каналов связи 92
4.2 Методика распределения центров сбора данных по центрам обработки данных с использрванием нескольких типов каналов связи 96
4.3 Выводы 100
Заключение 102
Список использованных источников
- Предлагаемое решение задачи определения временных характеристик
- Построение цветной сети Петри систем сбора и хранения хронологических данных
- Применение технологии партицирования при проектировании систем хранения данных
- Методика распределения центров сбора данных по центрам обработки данных с использрванием нескольких типов каналов связи
Введение к работе
Актуальность темы исследования. С каждым годом растет количество окружающей нас измерительной аппаратуры используемой в различных системах сбора и хранения данных. Следовательно увеличивается количество данных генерируемых этой аппаратурой. Растущие производительные мощности вычислительной техники позволяют обрабатывать большее количество информации за единицу времени. Это в свою очередь требует использования более производительных систем хранения, а также оптимизации подходов к организации сбора и хранения данных. Эти изменения создают необходимость качественного системного анализа области, позволяющего принимать верные решения при внедрении таких систем обеспечивающих бесперебойную работу систем использующих хронологическую информацию.
Степень разработанности темы исследования. Вопросы применения новых подходов к хранению данных в системах сбора и хранения данных затронуты в трудах таких авторов как Д. Манов, Ю. Чукреев, М. Успенский, В. Кур-бацкий, Н. Томин и других. Применение аппарата цветных сетей Петри рассматривается в работах Л. Дворянского, В. Дмитриева, А. Тушного. Авторы рассматриваю применение цветных сетей Петри с использованием инструментария “CPNTools”. В своих работах авторы в меньшей степени уделяют внимание новым методам организации хранения хронологических данных информационных систем.
Основой любой информационной системы является модель хранения данных. Необходимость интеграции современных информационных систем, а также необходимость обмена данными между различными информационными системами приводит к необходимости создания единой общей модели хранения. Существование такой модели сокращает затраты на организацию обмена данных между различными информационными системами. Такой моделью на сегодняшний день является общая информационная модель.
Ключевым элементом информационных систем сбора и хранения данных является база данных (БД) на основе которой происходит проектирование. Ряд авторов проводили исследования вопросов проектирования БД. В работе Дж. Вебстера рассмотрены проблемы организации хранения информации, подробно
описаны как технические, так и экономические аспекты проблемы проектирования подобных систем. В работе Саякина В. указано на необходимость выполнения работ направленных на мониторинг и поддержание системы хранения, а также на повышение эффективности хранения информации. В приведенных статьях не рассмотрены способы оптимизации хранения данных, которые доступны без приобретения дополнительного программного обеспечения. В работе Федорова В. отмечено, что стандарт общей информационной модели не накладывает ограничений на организацию хранения данных в БД, но по мнению автора удобнее хранить информацию в базах поддерживающих хранение классов объектов.
Таким образом, несмотря на наличие достаточного количества работ в области организации сбора и хранения информации, вопросы организации хранения хронологических данных, определения временных характеристик, улучшения показателей надежности и выбора конфигурации распределенной информационной системы, требуют изучения и создания соответствующего методического аппарата.
Цели и задачи диссертационной работы: Основной целью диссертационной работы является разработка методического аппарата системного анализа для построения систем сбора и хранения хронологических данных. Поставленная цель потребовала решения следующих задач:
-
разработка методики определения временных характеристик систем сбора и хранения хронологических данных;
-
разработка методики организации хранения хронологических данных;
-
разработка методики улучшения показателей надежности систем сбора и хранения хронологических данных;
-
разработка методики оптимального выбора конфигурации распределенной информационной системы сбора и хранения хронологических данных с несколькими центрами обработки данных.
Научная новизна диссертационной работы заключается в разработка методического аппарата системного анализа при использовании хронологической информации. В ходе диссертационной работы были получены следующие результаты:
-
разработана методика определения временных характеристик систем сбора и хранения хронологических данных;
-
создана имитационная модель систем сбора и хранения данных с использованием языка сетей Петри в моделирующей системе “CPNTools”;
-
разработана методика организации хранения хронологических данных в базах данных на основе партицирования таблиц;
-
разработана методика улучшения показателей надежности систем сбора и хранения хронологических данных;
-
разработана методика оптимального выбора конфигурации распределенной информационной системы сбора и хранения хронологических данных с несколькими центрами обработки данных.
Теоретическая и практическая значимость. Результаты, изложенные в диссертационной работе, могут быть использованы для моделирования процессов сбора и хранения информации в информационных системах ЖКХ, информационных системах газораспределения, информационных системах энергокластеров и в других областях.
Разработанная методика организации хранения данных может применяться при проектировании систем хранения с целью оптимизации использования доступных ресурсов и обеспечения требуемых временных характеристик скорости доступа к хранимой информации.
Методика определения временных характеристик систем сбора и хранения хронологических данных с применением аппарата цветных сетей Петри может быть применена для вычисления таких параметров системы как: время сбора данных, минимально допустимый интервал сбора данных гарантирующий сохранения этих данных в хранилище, время доступа к хранимой информации с использованием технологии партицирования при организации хранения данных и без использования, а также для поиска узких мест таких систем.
Разработанная методика оптимального выбора конфигурации распределенной информационной системы с несколькими центрами обработки данных позволяет проектировщикам таких систем принимать управленческие решения по
размещению коммуникационного оборудования в рамках готовой инфраструктуры. На основе методики было разработано программное обеспечение автоматизирующее процесс выбора оптимальной конфигурации проектируемой системы. Методология и методы исследования. Для имитации работы систем сбора и хранения данных применялся метод имитационного моделирования основанный на использовании языка сетей Петри. Был проведен ряд экспериментов имитирующих работу таких систем при различных условиях. Использовалась теория множеств, теория графов, общие логико-вероятностные методы расчета надежности систем. При построении диаграмм методик использовались методы системно-аналитического описания по технологии SADT.
Положения, выносимые на защиту:
-
методика определения временных характеристик систем сбора и хранения хронологических данных;
-
методика организации хранения хронологических данных;
-
методика улучшения показателей надежности систем сбора и хранения хронологических данных;
-
методика оптимального выбора конфигурации распределенной информационной системы сбора и хранения хронологических данных с несколькими центрами обработки данных.
Степень достоверности и апробация результатов. Основные результаты диссертации докладывались на следующих конференциях:
-
I Межвузовской научно-практической конференции (ФГБОУ ВПО КубГ-ТУ) [].
-
II Международной научно-практической конференции (Филиал Военного учебно-научного центра Военно-воздушных сил «Военно-воздушная академия им. проф. Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина») [].
-
III Международной научно-практической конференции (Филиал Военного учебно-научного центра Военно-воздушных сил «Военно-воздушная академия им. проф. Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина») [10; ].
Публикации. Материалы диссертации опубликованы в 11 печатных работах, из них 3 статьи в рецензируемых журналах, входящих в перечень журналов ВАК при Минобрнауки РФ [–], 7 статей в научный журналах и материалы конференций. Получено одно свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ [].
Личный вклад автора. Содержание диссертации и основные положения, выносимые на защиту, отражают персональный вклад автора в опубликованные работы. Подготовка к публикации полученных результатов проводилась совместно с соавторами, причем вклад диссертанта был определяющим. Все представленные в диссертации результаты получены лично автором.
В настоящем диссертационном исследовании автором обоснованы теоретические положения системного анализа построения информационных систем сбора и хранения хронологических данных, создан комплексный методический аппарат объединяющий различные методики системного анализа. При этом автором лично получены следующие результаты:
-
разработана методика организации хранения хронологических данных в базах данных на основе секционирования таблиц;
-
создана имитационная модель систем сбора и хранения данных с использованием языка сетей Петри;
-
разработана методика улучшения показателей надежности систем сбора и хранения хронологических данных;
-
разработана методика определения временных характеристик систем сбора и хранения хронологических данных;
-
разработана методика оптимального выбора конфигурации распределенной информационной системы сбора и хранения хронологических данных с несколькими центрами обработки данных.
На основе методики оптимального выбора конфигурации распределенной информационной системы было разработано программное обеспечение автоматизирующее процесс выбора оптимальной конфигурации проектируемой системы.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 4х глав, заключения и библиографии. Общий объем диссертации 134 страниц машинописного текста, включая 30 рисунков, 5 таблиц и 2 приложения. Библиография включает 51 наименований на 6 страницах.
Предлагаемое решение задачи определения временных характеристик
Пример принципиальной схемы системы АСКУЭ рования импульсов, до электронных с устройством формирования цифровой информации); УСПД – устройство сбора и передачи данных, должно обеспечивать сбор и обработку информации, поступающей от ПП, а также ее передачу по телекоммуникационному каналу связи ТК на автоматизированное рабочее место АРМ; ТК – телекоммуникационный канал (проводной или радио), должен обеспечивать надежную информационную связь между УСПД, центральным вычислительным устройством и автоматизированным рабочим местом; ЦВУ – центральное вычислительное устройство, должно выполнять следующие функции: обработку, хранение, ввод, отображение и вывод информации на печать; запоминание и хранение информации; формирование астрономического времени и календаря; содержание интерфейсов запроса и приема информации от УСПД по телекоммуникационным каналам, а также интерфейсов связи с локальными сетями персональных компьютеров; АРМ –автоматизированное рабочее место, должно позволять получать необходимую информацию об энергопотреблении предприятия в реальном масштабе времени; функционально АРМ должно соответствовать ЦВУ; БП – блок питания, должен осуществлять основное и резерв 8 ное питание УСПД и не допускать сбоев в работе при переходе от одного вида питания на другое; ЭП ЦВУ – электрическое питание ЦВУ, должно осуществляться от сборок бесперебойного питания.
Система разделяется на два уровня, к нижнему уровню относится программы и оборудование, работающие на объекте учёта, а к верхнему уровню относится часть системы расположенная в центре обработки данных либо в офисах контролирующей организации. Система состоит из двух информационных комплексов: информационно-измерительный комплекс (ИИК), это часть системы от проводника электроэнергии до точки сбора показаний потребления, и информационно-вычислительный комплекс (ИВК) – часть системы от точки сбора показаний потребления до центра обработки данных, либо контролирующей организации.
Каналы связи верхнего уровня между серверами и автоматизированные рабочие местами смежных пользователей информации. Системы АСКУЭ выполняют функции автоматического контроля данных о текущем энергопотреблении по каждой точке учета на заданных интервалах, хранение собранной информации в хранилище данных, обеспечение контроля за соблюдением лимитов энергопотребления, обеспечение тарифного учёта потребления электроэнергии, контроль параметров электроэнергии, вывод расчетных параметров на терминал и на устройство печати, ведение единого системного времени, сведение баланса электроэнергии по расчетной группе на этапе наладки системы и в процессе ее эксплуатации.
Применение систем АСКУЭ позволяет позволяет получить ряд преимуществ, такие как: отсутствие необходимости в ручном снятии показаний множества точек учета, облегчение ведения учёта электроэнергии, облегчение прогнозирования затрат на электроэнергию, контроль качества электроэнергии, ведение журналов событий происходящих в системе, возможность автоматической передачи данных о количестве потреблённой электроэнергии в энергосбытовую организацию. Система предоставляет возможность анализа потребления, что позволяет выявить допущенные просчеты в организации энергопотребления, разработать соответствующие мероприятия по снижению расходов.
АСКУЭ позволяет экономить энергоресурсы и финансы предприятия при минимальных денежных затратах на внедрение такой системы. Величина экономического эффекта для предприятия от использования АСКУЭ достигать в среднем 15-30% от среднегодового потребления энергоресурсов, период окупаемости затрат на внедрение АСКУЭ составляет 2-3 квартала. Современные АСКУЭ является измерительным инструментом, позволяющим с экономической точки зрения подойти к организации энергообеспечения. Система позволит разрабатывать и осуществлять комплекс мероприятий по энергосбережению, своевременно его корректировать, обеспечивая динамическую оптимизацию затрат на энергоресурсы в условиях изменяющейся экономической среды. АСКУЭ является основой системы энергосбережения современных промышленных предприятий [1].
В настоящее время АСКУЭ предприятия является необходимым механизмом, без которого невозможно решать проблемы расчетов за энергоресурсы с их поставщиками, непрерывной экономии энергоносителей и снижения доли энергозатрат в себестоимости продукции предприятия. С внедрением системы сни 10 жается степень человеческого участия в процессе работы энергокомплекса, часть операций передается системе. Это в свою очередь исключает принятие ошибочных управленческих решений связанных с человеческим фактором, повышает надежность системы энергообеспечения в целом. Также, управленческие решения принимаемые системой являются гораздо оперативнее решений принятых человеком, особенно в стрессовых аварийных ситуациях. Система работающая с большим количеством поступающей измерительной информации способна выявлять все отклонения показателей от нормы в автоматическом режиме и информировать оператора или руководство, только по ключевых требующим вмешательства проблемам.
Наличие систем типа АСКУЭ требует создания соответствующих методик предоставляющих инструменты для их проектирования и внедрения, позволяющих получать наиболее приемлемые конфигурации конечной системы. При этом полученная система должна удовлетворять всем техническим, временным и финансовым ограничениям заданным перед проектированием.
Построение цветной сети Петри систем сбора и хранения хронологических данных
Ключевым элементом информационных систем сбора и хранения данных является база данных (БД) на основе которой происходит проектирование. Ряд авторов проводили исследования вопросов проектирования БД. В работе Дж. Вебстера рассмотрены проблемы организации хранения информации, подробно описаны как технические, так и экономические аспекты проблемы проектирования подобных систем [6]. В работе Саякина В. указано на необходимость выполнения работ направленных на мониторинг и поддержание системы хранения, а также на повышение эффективности хранения информации [7]. В приведенных статьях не рассмотрены способы оптимизации хранения данных, которые доступны без приобретения дополнительного программного обеспечения. В работе Федорова В. отмечено, что стандарт общей информационной модели не накладывает ограничений на организацию хранения данных в БД, но по мнению автора удобнее хранить информацию в базах поддерживающих хранение классов объектов [8].
Таким образом, несмотря на наличие достаточного количества работ в области организации хранения информации в информационных системах сбора и хранения данных, вопросы организации хранения хронологических данных, определения временных характеристик, улучшения показателей надежности и выбора конфигурации распределенной информационной системы, требуют изучения и создания соответствующего методического аппарата.
Цели и задачи диссертационной работы: Основной целью диссертационной работы является разработка методического аппарата системного анализа для построения систем сбора и хранения хронологических данных. Поставленная цель потребовала решения следующих задач: 1. разработка методики определения временных характеристик систем сбора и хранения хронологических данных; 2. разработка методики организации хранения хронологических данных; 3. разработка методики улучшения показателей надежности систем сбора и хранения хронологических данных; 4. разработка методики оптимального выбора конфигурации распределенной информационной системы сбора и хранения хронологических данных с несколькими центрами обработки данных. Научная новизна диссертационной работы заключается в разработка методического аппарата системного анализа при использовании хронологической информации. В ходе диссертационной работы были получены следующие результаты: 1. разработана методика определения временных характеристик систем сбора и хранения хронологических данных; 2. создана имитационная модель систем сбора и хранения данных с использованием языка сетей Петри в моделирующей системе “CPNTools”; 3. разработана методика организации хранения хронологических данных в базах данных на основе партицирования таблиц; 4. разработана методика улучшения показателей надежности систем сбора и хранения хронологических данных; 5. разработана методика оптимального выбора конфигурации распределенной информационной системы сбора и хранения хронологических данных с несколькими центрами обработки данных.
Теоретическая и практическая значимость. Результаты, изложенные в диссертационной работе, могут быть использованы для моделирования процессов сбора и хранения информации в информационных системах ЖКХ, информационных системах газораспределения, информационных системах энергокластеров и в других областях.
Разработанная методика организации хранения данных может применяться при проектировании систем хранения с целью оптимизации использования доступных ресурсов и обеспечения требуемых временных характеристик скорости доступа к хранимой информации.
Методика определения временных характеристик систем сбора и хранения хронологических данных с применением аппарата цветных сетей Петри может быть применена для вычисления таких параметров системы как: время сбора данных, минимально допустимый интервал сбора данных гарантирующий сохранения этих данных в хранилище, время доступа к хранимой информации с использованием технологии партицирования при организации хранения данных и без использования, а также для поиска узких мест таких систем.
Разработанная методика оптимального выбора конфигурации распределенной информационной системы с несколькими центрами обработки данных позволяет проектировщикам таких систем принимать управленческие решения по размещению коммуникационного оборудования в рамках готовой инфраструктуры. На основе методики было разработано программное обеспечение автоматизирующее процесс выбора оптимальной конфигурации проектируемой системы.
Положения, выносимые на защиту: 1. методика определения временных характеристик систем сбора и хранения хронологических данных; 2. методика организации хранения хронологических данных; 3. методика улучшения показателей надежности систем сбора и хранения хронологических данных; 4. методика оптимального выбора конфигурации распределенной информационной системы сбора и хранения хронологических данных с несколькими центрами обработки данных. Степень достоверности и апробация результатов. Основные результаты диссертации докладывались на следующих конференциях: 1. I Межвузовской научно-практической конференции (ФГБОУ ВПО КубГ-ТУ) [9]. 2. II Международной научно-практической конференции (Филиал Военного учебно-научного центра Военно-воздушных сил «Военно-воздушная академия им. проф. Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина») [10]. 3. III Международной научно-практической конференции (Филиал Военного учебно-научного центра Военно-воздушных сил «Военно-воздушная академия им. проф. Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина») [11; 12]. Публикации. Материалы диссертации опубликованы в 11 печатных работах, из них 3 статьи в рецензируемых журналах, входящих в перечень журналов ВАК при Минобрнауки РФ [13–15], 7 статей в научный журналах и материалы конференций. Получено одно свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ [16].
Личный вклад автора. Содержание диссертации и основные положения, выносимые на защиту, отражают персональный вклад автора в опубликованные работы. Подготовка к публикации полученных результатов проводилась совместно с соавторами, причем вклад диссертанта был определяющим. Все представленные в диссертации результаты получены лично автором.
В настоящем диссертационном исследовании автором обоснованы теоретические положения системного анализа построения информационных систем сбора и хранения хронологических данных, создан комплексный методический аппарат объединяющий различные методики системного анализа.
Применение технологии партицирования при проектировании систем хранения данных
Преимущества технологии партицирования проявляются, как правило только тогда, когда исходная таблица достигает большого объема. Точное количество записей при котором применение технологии партицирования даст выигрыш при её использовании зависит от приложения использующего базу данных, этот порог вычисляется эмпирически, но как правило технология дает преимущество при условии, что размер таблицы превышает объем физической памяти сервера базы данных.
В настоящее время, технологию партицирования поддерживает большинство современных СУБД. Например, PostgreSQL поддерживает разбиение через наследование таблиц. Каждая партиция должна быть создана как потомок родительской таблицы (шаблона). Сама родительская таблица, остается пустой и используется только для предоставления доступа ко всему набору данных и при создании новых таблиц наследников.
Партицирование таблицы базы данных может быть основано на различных критериях:
1. разбиение определенного ключевого столбца или набора столбцов на “диапазоны”, не имеющих перекрытие между значениями в различных партициях. Примером может послужить разбиение по диапазонам дат (сбора хронологической информации) или диапазонам идентификаторов (номеров точек учета) для конкретных бизнес-объектов;
2. разбиение значений явным образом на основе бизнес-логики приложения до запроса сохранения новой записи в базу данных.
При использование технологии партицирования необходимо учитывать следующие ограничения:
1. Нет никакого автоматического способа проверить, что все используемые таблицей ограничения являются взаимоисключающими. Безопасным решением является создание специальных процедур генерирующих партиции, создающих и изменяющих ассоциированные объекты хранящиеся в них.
2. Процесс изменения схемы базы данных занимает больше времени и является более сложным по сравнению с простой модификацией схемы. Это вызвано необходимостью проверки ограничений наложенных на схему. Если предполагается частая модификация схемы базы данных, эти процедуры необходимо реализовывать с помощью специальных процедур, которые производят деактивацию ограничений, модификацию схемы базы данных, проверку данных на соблюдение условий отключенных ограничений и последующую активацию ограничений. Данная процедура увеличивает сложность управления структурой системы в целом.
3. Процесс изменения структуры таблицы также занимает больше времени и является более сложным по сравнению с модификацией обычной таблицы. Что также вызвано необходимостью проверки ограничений наложенных на конкретную таблицу. Если предполагается частая модификация таблиц базы данных, эти процедуры необходимо реализовывать с помощью специальных процедур, которые производят деактивацию ограничений, производить модификацию каждой таблицы базы данных, проверку данных на соответствие условиям отключенных ограничений и последующую активацию ограничений. Данная процедура также увеличивает сложность управление структурой системы в целом.
4. При использовании ручного режима оптимизации таблиц или других аналитических команды СУБД, необходимо запустить их на каждой партиции отдельно.
5. Параметризованные запросы не могут будет оптимизированы, так как планировщик не может знать заранее, данные из каких партиций попадут в конечный результат, так как значение параметра может выбрать во время выполнения. По той же причине, следует избегать встроенные функции такие как функция получения текущего времени.
6. Ограничений партиций должны быть организованны просто с точки зрения планировщика запросов используемой базы данных, чтобы исключить возможность посещений партиций данные которых не поступят в результат. Необходимо использовать простые условия равенства для разделов партиций. Хорошей практикой является использование в качестве параметра ограничений данных хранимых в партиции только столбцов с возможностью разбиения на константы.
7. Количество допустимых партиций (использовании которых дает преимущество в сравнении с простой таблицей) ограничено 100-ми. Это значение примерно и зависит от конкретного приложения.
Перед внедрением технологии партицирования на рабочей системе необходимо удостоверится что описанные ограничения позволят получить требуемый результат. Кроме технологии партицирования можно рассмотреть два других способа решения проблемы достаточно быстрого доступа к данным. К ним относятся технологии репликации и технологии шагдинга.
Репликация – это синхронное или асинхронное копирование данных с ведущих серверов на ведомые сервера базы данных. Репликация требует некоторых изменений в приложении работающем с базой данных, так как необходимо читать данные с разных серверов базы данных, что может создавать некоторые трудности. Также, необходимо будет учесть временные задержки возникающие в процессе репликации (задержка копирования данных). В случае синхронной репликации не придется заботится о задержке чтения, но это отразится на скорости отработки запросов на изменение или вставку данных. Репликация является наращиваемым решением. Если не хватает ведомых серверов их количество можно увеличить. Принцип выбора ведомого сервера для обработки системы не имеет значения на уровне приложения, основной задачей становится задача балансировки нагрузки на все ведомые сервера. Существует предельный максимум количества ведомых серверов, это связано с проблемами производительности ведущего сервера. Репликация помогает изолировать нагрузку по критерию запроса. Если какие либо запросы выполняются значительно дольше остальных, их возможно вынести на отдельный ведомый сервер оптимизированный специально под их обработку.
Методика распределения центров сбора данных по центрам обработки данных с использрванием нескольких типов каналов связи
Задача структурирования данных информационной системы сбора и хранения данных решена с помощью методики представленной в главе 2.
Для оценки положительного экономического эффекта от применения предложенной методики были рассмотрены два варианта внедрения системы сбора и хранения данных. Первый вариант использует метод распределения центров сбора данных по центрам обработки данных использующий принцип подключения к ближайшему доступному узлу. Второй вариант использует для расчета разработанную методику оценки затрат внедрения системы сбора и хранения данных. Результаты проведенных экспериментов представлены в таблице 4.1.
Полученные методики позволяют проектировать информационные системы сбора и хранения хронологических данных применяемых в системах ЖКХ, информационных системах газораспределения, информационных системах энергокластеров и в других областях. Разработанное вспомогательное программное обеспечение позволяет автоматизировать вычисление конфигурации проектиру 100
Оценка положительного экономического эффекта от применения предложенной методики Объект эксперимента Эффект (снижение стоймости) Система учета электроэнергии -14.3% Система учета потребления газа -2.9% емой системы при известной матрицы затрат на размещение центров сбора и обработки данных, матрицы времени сбора, передачи и записи данных и матрицы вероятностей безотказной работы каналов связи.
В результате проведенных исследований были получены следующие результаты: 1. Сформулирована проблема распределения центров сбора данных по центрам обработки данных. 2. Разработана методика распределения центров сбора данных по центрам обработки данных в условиях минимизации стоимости подключения и ограничениях на время сбора, передачи, хранения данных и надежность для однотипных каналов связи. 3. Построена IDEF-0 диаграмма методики распределения центров сбора данных по центрам обработки данных для однотипных каналов связи. 4. Разработана методика распределения центров сбора данных по центрам обработки данных в условиях минимизации стоимости подключения и ограничениях на время сбора, передачи, хранения данных и надежность с использованием нескольких типов каналов связи. 5. Построена IDEF-0 диаграмма методики распределения центров сбора данных по центрам обработки данных с использованием нескольких типов каналов связи. 6. Разработано вспомогательное программное обеспечение позволяющее решить задачу распределения центров сбора данных по центрам обработки данных.
Диссертационная работа посвящена разработке методического аппарата системного анализ при использовании хронологической информации, включающей разработку методики определения временных характеристик систем сбора и хранения хронологических данных, методику организации хранения хронологической информации, методику улучшения показателей надежности и методику оптимального выбора конфигурации и структурирования распределенной информационной системы сбора и хранения хронологических данных с несколькими центрами обработки данных. В результате выполнения диссертационной работы получены следующие научные и практические результаты: 1. Получена имитационная модель с применением аппарата цветных сетей Петри позволяющая вычислять временные характеристики системы сбора и хранения хронологических данных при использовании различного оборудования. 2. Получена методика вычисления темпоральных параметров систем сбора и хранения данных с применением аппарата цветных сетей Петри. 3. Построена IDEF-0 диаграмма методики вычисления темпоральных параметров систем сбора и хранения данных. 4. Получена имитационная модель с применением аппарата цветных сетей Петри позволяющая вычислять временные характеристики систем хранения хронологических данных с применением и без применения технологии партицирования. 5. Получена методика организации хранения хронологических данных. 6. Построена IDEF-0 диаграмма методики организации хранения хронологических данных. 7. Рассчитаны показатели надежности для распределенной системы сбора и хранения хронологических данных с несколькими центрами обработки данных. 103 8. Определены наиболее значимые элементы системы сбора и хранения данных. 9. Разработана структурная схема системы сбора и хранения хронологических данных с дублированием сервера базы данных. 10. Проведен сравнительный анализ надежности системы сбора и хранения данных без применения дублирования и с применением. 11. Разработана методика повышения надежности информационных систем сбора и хранение хронологических данных. 12. Разработана методика распределения центров сбора данных по центрам обработки данных в условиях минимизации стоимости подключения и ограничениях на время сбора, передачи, хранения данных и надежность для однотипных каналов связи. 13. Построена IDEF-0 диаграмма методики распределения центров сбора данных по центрам обработки данных для однотипных каналов связи. 14. Разработана методика распределения центров сбора данных по центрам обработки данных в условиях минимизации стоимости подключения и ограничениях на время сбора, передачи, хранения данных и надежность с использованием нескольких типов каналов связи. 15. Построена IDEF-0 диаграмма методики распределения центров сбора данных по центрам обработки данных с использованием нескольких типов каналов связи. 16. Разработано вспомогательное программное обеспечение позволяющее решить задачу распределения центров сбора данных по центрам обработки данных. Полученные методики прошли проверку при внедрении на предприятиях ООО “СофтПро” и ЗАО “Тбилисскаярайгаз”, где были получены соответствующие акты внедрения. Полученные методики и программное обеспечение может применяться при разработке различного рода систем сбора и хранения хронологической информации внедряемых в настоящее время.
Похожие диссертации на Разработка методического аппарата системного анализа при использовании хронологической информации
