Модели и алгоритмы оценивания оперативности распределенной обработки данных в узлах информационных систем с учетом временных затрат на актуализацию контекста

• Автор: Гиндин, Сергей Игоревич
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 116 с. : ил.

Содержание
Введение

1. Объект, цель и задачи исследования

1.1. Описание объекта исследований

1.2. Требования к оперативности функционирования ИС

1.3. Обоснование показателей и критериев оперативности функционирования ИС

1.4. Анализ моделей ИС для расчета показателей оперативности

1.5. Анализ возможностей исследования показателей оперативности ИС методами теории массового обслуживания

1.6. Постановка задачи исследования

Выводы по разделу

2. Комплекс моделей многоканальных немарковских СМО с «разогревом»

2.1. Классификация СМО
2.2. Современные методы анализа СМО
2.3. Учет влияния «разогрева» на показатели оперативности
2.4. Аппроксимация немарковских распределений с помощью распределений фазового типа
2.5. Модели многоканальных немарковских СМО с «разогревом» на основе гиперэкспоненциального распределения
2.6. Расчет вероятностно-временных характеристик оперативности для СМО с «разогревом»
Выводы по разделу
3. Программная реализация моделей СМО «с разогревом» для расчета показателей оперативности и ее тестирование
3.1. Описание программной реализации
3.2. Задание исходных данных для тестирования комплекса
3.3. Подход к тестированию программной реализации комплекса
3.4. Оценка погрешностей
Выводы по разделу
4. Практическое применение результатов исследований
4.1. Моделирование системы управления финансами
4.2. Моделирование системы управления программой лояльности
4.3. Методические рекомендации по внедрению
Выводы по разделу
Заключение
Список использованных источников
Приложение 1. Исходные тексты основных функций комплекса программ расчета характеристик оперативности ИС

Введение
Отличительной чертой современных информационных систем (ИС) является устойчивая тенденция перехода к системам, основанным на принципах распределенной обработки данных, когда процесс обработки выполняется на взаимодействующих между собой, но независимых компьютерах, в рамках совместного решения общей задачи.
Появление и широкое распространение распределенных ИС объясняется, в первую очередь, заметным развитием производства аппаратных средств, снижением себестоимости производства микроэлектронных компонентов, повышением их вычислительных характеристик при уменьшении размеров, а также повышением требований к оперативности и эффективности вычислительных систем, диктуемых решаемыми практическими задачами.
Распределенные ИС позволяют централизовать управление вычислительными ресурсами, абстрагировать их предоставление и оптимизировать их потребление по сравнению с традиционными схемами построения информационных систем, тем самым снизить конечную стоимость содержания и обслуживания ИС для ее потребителя. Значительную часть затрат на эксплуатацию распределенных систем обработки данных составляет потребление электроэнергии, которое напрямую связано с количеством эксплуатируемых вычислительных ресурсов.
При применении распределенных ИС в вычислениях на первый план выступают такие аспекты, как оперативность функционирования распределенной среды обработки данных, ограничения пропускной способности сети и защита данных, передаваемых между компонентами распределенной системы. Эти факторы способны серьезно повлиять на эффективное использование вычислительных ресурсов, являющееся на

Выводы по разделу
Появление и широкое распространение распределенных ИС делает актуальной и важной задачу оценивания оперативности их функционирования, поскольку показатели быстродействия и оперативности являются важнейшим аспектом конкурентоспособности распределенных ИС. Требования к оперативности предъявляются как на этапе функционирования, так и на этапе проектирования ИС.
При исследовании оперативности функционирования распределенных систем необходимо учитывать, что их существенной особенностью является происходящее периодически обновление вычислительного контекста. Весь объем необходимых данных по всем пользователям превышает возможности хранения, поэтому необходимые данные хранятся по частям в разных компонентах системы, и вычислительный контекст изменяется по ходу вычислительного процесса. После этого для обработки запроса требуются дополнительные затраты на актуализацию контекста, возникают задержки в обслуживании.
Способом оценивания оперативности функционирования распределенной ИС является моделирование системы при выборе в качестве показателей оперативности вероятностно-временных характеристик оперативности и их расчет их для полученной модели. Разработано большое количество моделей ИС для оценки оперативности, наиболее известные из которых относятся к теории массового обслуживания. Существующие модели плохо подходят для использования применительно к распределенным ИС, поскольку обладают рядом недостатков, ограничивающих их использование: они не учитывают дополнительные временные затраты на актуализацию контекста, которые на практике значительно влияют на показатели оперативности, а также, по большей части, используют предположение об экспоненциальном характере распределений потоков заявок в ИС.