Математические модели и алгоритмы оптимизации размещения данных транзакционных систем

• Автор: Горобец, Виталий Владимирович
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Новочеркасск
• Количество страниц: 210 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ МОДЕЛЕЙ И СПОСОБОВ ПОСТРОЕНИЯ ТРАНЗАКЦИОННЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ

1.1. Архитектура и информационные процессы транзакционных систем

1.2. Анализ альтернативных вариантов построения архитектуры транзакционных систем

1.3. Анализ технологий и структуры облачной среды

1.4. Эталонная архитектура облачных вычислений

1.5. Технологии оптимизации производительности транзакционных систем

1.6. Анализ существующих подходов к распределению баз данных в информационных системах
1.7. Обзор математических моделей, используемых в транзакционных системах на базе различных архитектурных решений
1.8. Обобщенная постановка задачи распределения фрагментов баз данных
в транзакционных системах
1.9. Выводы по главе
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ОЬТР-СИСТЕМ, ФУНКЦИОНИРУЮЩИХ В ОБЛАЧНОЙ СРЕДЕ
2.1. Модель транзакционной системы для развертывания в облачной среде
2.2. Модель транзакционной системы с репликацией фрагментов базы данных для развертывания в облачной среде
2.3. Проблема оптимизации структуры распределенных баз данных для облачных ОЬТР-систем
2.4. Модель для оптимизации размещения фрагментов РБД в узлах сети облачной структуры по критерию минимума среднего объема трафика
2.5. Модель для оптимизации размещения фрагментов РБД в узлах сети облачной структуры по критерию минимума стоимости трафика
2.6. Модель для оптимизации размещения фрагментов РБД в узлах сети облачной структуры по критерию максимума суммарной ценности реплик фрагментов
2.7. Выводы по главе

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ ОПТИМИЗАЦИИ СТРУКТУРЫ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ БАЗ ДАННЫХ И ИССЛЕДОВАНИЕ ПРЕДЛОЖЕННЫХ МОДЕЛЕЙ И АЛГОРИТМОВ
ЗЛ. Разработка алгоритмов решения задачи оптимизации структуры
распределенных баз данных
3.2. Исследование модели транзакционной системы для развертывания в облачной среде
3.3. Исследование модели транзакционной системы с репликацией фрагментов базы данных для развертывания в облачной среде
3.4. Исследование модели для оптимизации размещения фрагментов РБД в узлах сети облачной структуры по критерию минимума среднего
объема трафика
3.5. Исследование модели для оптимизации размещения фрагментов РБД в узлах сети облачной структуры по критерию минимума стоимости трафика
3.6. Исследование модели для оптимизации размещения фрагментов РБД в узлах сети облачной структуры по критерию максимума суммарной ценности реплик фрагментов
3.7. Выводы по главе
ГЛАВА 4. ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РАЗРАБОТАННЫХ МОДЕЛЕЙ
И ИХ ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ АРХИТЕКТУРЫ ТРАНЗАКЦИОННЫХ СИСТЕМ
4.1. Программная реализация инструментария для построения и исследования облачных транзакционных информационных систем
4.2. Структура программных комплексов биллинговых ОЬТР-систем, разрабатываемых в ООО НПП «ЛТТ»
4.3. Оптимизация структуры программных комплексов биллинговых ОЬТР-систем, разрабатываемых в ООО НПП «ЛТТ»
4.4. Построение системы электронного документооборота в облачной инфраструктуре
4.5. Сопряжение верхнего уровня АСУ ТП с ОЬТР-системой на базе облачной инфраструктуры
4.6. Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ А - Свидетельство о государственной регистрации
программы для ЭВМ
ПРИЛОЖЕНИЕ Б - Акт внедрения результатов диссертационного
исследования в ООО НПП «ЛТТ»
ПРИЛОЖЕНИЕ В - Акт внедрения результатов диссертационного
исследования в ОАО «ПО Водоканал»
ПРИЛОЖЕНИЕ Г - Акт внедрения результатов диссертационного
исследования в учебный процесс ЮРГПУ (НПИ) имени М.И. Платова
ПРИЛОЖЕНИЕ Д — Диаграмма классов программы моделирования и оптимизации размещения фрагментов базы данных в облачной среде

[41], причем оно может объединяться с другими архитектурами, рассмотренными выше (разделением, репликацией, распределенным управлением). Результаты запросов к БД сохраняются выделенными кэширующими серверами. Чаще всего эти серверы сохраняют результаты выполнения запросов в собственной основной памяти, поэтому доступ к кэшу оказывается настолько быстрым, насколько это возможно, что особенно важно для систем оперативной обработки информации. Также стоит отметить, что число кэширующих серверов может изменяться в любое время в зависимости от нагрузки.
Рис. 1.12. Кэширование
Поскольку организации и заказчики начинают понимать удобство, индивидуальный сервис и экономию средств от применения облачной технологии в сфере крупномасштабной обработки транзакций, количество Интернет-приложений, спроектированных с учетом специфических особенностей данной технологии, будет иметь логарифмический рост. А это, в свою очередь, требует пересмотра взглядов на процесс и средства проектирования распределенных OLTP-систем, построенных на базе облака.
Анализ показал, что большинство современных средств проектирования транзакционных систем не учитывает специфику одного из самых перспективных направлений - облачных технологий. Приложение, спроектированное без ориентации на модель своего будущего функционирования, не сможет в полной степени использовать ее преимущества. Это приведет не только к проблемам при работе с системой, но и к отказу от ее использования в принципе. Однако в этом направлении уже ведутся разработки систем автоматизированного проектирования (САПР) для создания облачных систем [42-44]. Например, компания HP [44] предлагает портфель программных и аппаратных решений HP Cloud System для