Введение к работе
Актуальность темы. Диссертация посвящена принципам построения, развития и оптимизации информационной системы (ИС), построенной на распределенной реляционной базе данных.
При разработке системы такого класса возникает ряд задач, среди которых наиболее важными являются следующие:
обмен данными между серверами при наличии неустойчивой связи,
поддерживание в актуальном состоянии структуры распределенных баз данных,
формирование форм ввода и вывода данных,
анализ производительности и оптимизация работы системы.
В имеющихся средствах стандартных системах управления базами данных, таких как, например, MS SQL SERVER, ORACLE для решения первой задачи разработан механизм репликаций, но при неустойчивой связи между серверами работа данного механизма вызывает сильные затруднения.
В динамично развивающихся информационных системах, где задействованы десятки серверов с базами данных, существенную роль играют временной и человеческий факторы. Данные вопросы рассматриваются во многих иностранных системах, но эти системы дорогостоящие. Современное развитие таких систем сводится преимущественно к односерверному варианту и предполагает оптиковолоконную связь между сервером и основными пользователями системы. В российских условиях с большими территориально-распределенными предприятиями реализовать такую систему затруднительно.
При обмене данными между серверами в стандартных механизмах не учитывается изменение структуры данных. В диссертации предлагается метод, при помощи которого сначала с центрального сервера передается
структура данных. После ее актуализации на остальных серверах передаются данные с учетом измененной структуры.
Очень важной проблемой при работе информационных систем является задача сбора и обработки данных, а также представление результатов обработки данных с учетом распределенной структуры многосерверной системы.
Большинство систем, с которыми человек имеет дело, являются сложными. Попытка их математического описания с помощью детерминированных моделей приводит к большой погрешности. При решении задач анализа и проектирования таких систем приходится считаться с тем, что случайность является определяющей для процессов, протекающих в системах. При этом пренебрежение случайностью приводит к искажению реальных процессов, к ошибкам в выводах и практических рекомендациях.
Работа корпоративной информационной системы может быть
описана с помощью теории массового обслуживания. Первые задачи данной теории были изучены в начале XX века. В нашем случае необходимо описывать работу сервера с запросами, которые поступают с клиентских мест. Построение математической модели позволит оценивать работу системы, а также оптимизировать ее производительность.
Таким образом, актуальной научной проблемой является создание и практическая реализация методов построения корпоративных информационных систем, включающих модели обмена структуры данных и самих данных между серверами, создание и передача форм ввода данных и построения отчетов, а также анализ производительности системы и оптимизация ее работы.
Цели и задачи диссертационной работы. Целью работы является разработка методов управления динамической многосерверной информационной системой при наличии неустойчивой связи между серверами. Для достижения поставленной цели в работе решены следующие задачи:
разработка алгоритма передачи данных и структур данных между серверами с неустойчивой связью,
метод создания редактора форм для ввода данных в клиентских приложениях на распределенных серверах,
построение клиентского приложения, вид и функционал которого зависят от номера шаблона, записанного в базе данных,
разработка клиентского приложения для создания отчетных форм,
создание метода организации взаимодействия функциональных элементов в информационной системе, основанного на анализе данных системы,
анализ откликов сервера и оптимизация его работы.
Методика исследований. В работе использовались методы системного анализа, теории информационно-измерительных систем, теории массового обслуживания, системно-технического проектирования, системного и структурного программирования, объектно-ориентированного программирования.
Степень обоснованности научных положений и выводов. Достоверность результатов работы обоснована четкой постановкой решаемых проблем, сравнением эффективности работы системы, в которой реализованы предлагаемые в работе механизмы, связи и методы, с ранее разработанными многосерверными информационными системами. Основные положения диссертации опубликованы и докладывались на многочисленных конференциях.
Научная новизна работы заключается в следующем:
предложен новый алгоритм управления многосерверной информационной системой, основанный на анализе данных и запуске в работу функциональных элементов сервера;
построена модель репликации структуры данных при наличии неустойчивой связи между серверами, который основан на последовательной
передаче изменения структуры данных и самих данных в последовательных пакетах;
разработан метод сбора и передачи данных в распределенной системе, который заключается в создании на центральном сервере формы сбора данных, репликации формы и таблиц хранения данных на распределенные серверы и обратной репликации данных на центральный сервер;
предложены новые алгоритмы репликаций отчетных форм и управления многосерверной информационной системой при неустойчивой связи.
Научная и практическая ценность. Предложенные технологии создания многосерверной информационной системы можно использовать для:
создания систем управления распределенными техническими объектами,
разработки динамично развивающихся систем с распределенной базой данных, где есть неустойчивая связь между серверами,
построения информационно-управляющей системы с распределенной базой данных.
Реализация результатов работы. Результаты работы внедрены в учебном процессе в институте радиоэлектроники и информационных технологий Нижегородского государственного технического университета им. Р.Е. Алексеева, что подтверждено актом о внедрении, а также в ООО «Андор» при создании многосерверной управляющей информационной системы, что подтверждено актом внедрения.
Личный вклад автора. Теоретические положения, изложенные в диссертации, принадлежат соискателю лично. Программная реализация и внедрение полученных результатов выполнены совместно с соавтором к.ф.-м.н., доцентом кафедры прикладной математики института радиоэлектроники и информационных технологий Нижегородского
государственного технического университета Кулагиным Н.В. Все результаты, выносимые на защиту, являются новыми и актуальными, а развитые практические подходы оригинальны.
Апробация основных положений и результатов проведенного исследования. Основные результаты работы докладывались на: II Всероссийской молодежной научно-технической конференции " Будущее технической науки" (г. Н. Новгород, 2004 г.), Международных конференциях "Дифференциальные уравнения и их приложения " (г. Саранск, 2006, 2008, 2010 гг.), Международных научных школах "Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ" (г. Саранск, 2005, 2007, 2009 гг.), VII, VIII Международной молодежной научно-технической конференции " Будущее технической науки" (г. Н. Новгород, 2008, 2009, 2011 гг.), Международной конференции "Перспективы развития телекоммуникационных систем и информационные технологии" (г. Санкт-Петербург, 2008 г.), Международной научно-технической конференции "Информационные системы и технологии" (г. Н. Новгород 2010, 2011 г.), научных семинарах кафедры прикладной математики института радиоэлектроники и информационных технологий Нижегородского государственного технического университета им. Р.Е. Алексеева, на объединенных научных семинарах кафедры прикладной математики МГУ им. Н.П. Огарева и Средневолжского математического общества.
Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 17
печатных работах, из них авторских 4. Из них 2 статьи в изданиях, которые
ВАК рекомендует для публикации результатов диссертаций на соискание
ученых степеней доктора и кандидата наук. Получено свидетельство о
государственной регистрации программы для ЭВМ № 2011614249.
Структура и объем работы. Работа состоит из введения, четырех глав, разбитых на пункты, заключения, списка литературы из 135 наименований. Объем работы 112 страниц.
