Разработка математической модели оптимизации структуры распределенной информационной системы

• Автор: Шляхова, Наталья Ивановна
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Ставрополь
• Количество страниц: 144 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР РАСПРЕДЕЛЕННЫХ ИНФОРМА1 ИОННЫХ

СИСТЕМ

1.1 Понятие распределенной информационной системы .

1.2 Анализ математических моделей проектирования и оптимизации структуры

распределенных информационных систем .

1.3 Математический аппарат нечетких множеств и нечеткой логики при анализе и

синтезе ситем

1.4 Постановка задачи исследования

Выводы
2 ПОСТРОЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ОПТИМИЗАЦИИ СТРУКТУРЫ
РАСПРЕДЕЛЕННОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ
2.1 Построение математической модели оптимизации структуры распределенной
информационной системы в терминах теории четких множеств
2.2 Построение математической модели оптимизации структуры распределенной
информационной системы в терминах теории нечетких множеств
2.3 Разработка метода вычисления значений функций принадлежности и
построения нечетких отношений .
Выводы.
3 РАЗРАБОТКА МЕТОДА РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ НЕЧЕТКОГО СИ1ГГЕЗА СТРУКТУРЫ
РАСПРЕДЕЛЕННОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
ГЕНЕТИЧЕСКОГО АЛГОРИТМА И НЕЧЕТКОЙ ЛОГИКИ
3.1 Применение нисходящих нечетких логических выводов для синтеза структуры
распределенной информационной системы
3.2 Применение генетического алгоритма для решения задачи нечеткого синтеза
структуры распределенной информационной системы
3.3 Выбор оптимальных харакгсристик генетического алгоритма и генетических
операторов
3.3.1 Характеристики генетического алгоритма.
3.3.2 Оператор отбора.
3.3.3 Оператор кроссинговера .
3.3.4 Оператор мутации
3.3.5 Критерий останова.
3.4. Реализация генетического алгоритма
Выводы.
4 РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ НЕЧЕТКОГО
СИНТЕЗА СТРУКТУРЫ РАСПРЕДЕЛЕННОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ
4.1 Структура классов программного комплекса, реализующего генетический
алгоритм синтеза структуры распределенной информационной системы .
4.2 Алгоритм работы программного комплекса.
4.3 Порядок работы с программным комплексом на примере оптимизации структуры распределенной информационной системы НОУ ВПО СевероКавказский гуманитарнотехнический институг г. Ставрополя
Выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ЛИТЕРАТУРА


Разработка хметода решения задачи нечеткого синтеза структуры распределенной информационной системы с использованием нечеткой логики и генетического алгоритма. Разработка программного комплекса, реализующего генетический алгоритм с гибкой системой настроек и допускающего его использование в задачах оптимизации для произвольных предметных областей. При решении поставленных в диссертационной работе задач использовались: методы системного анализа, исследования операций, теории вероятности и математической статистики, теории множеств, теории нечетких множеств, нечеткой логики, генетические алгоритмы, методы программирования и объектно-ориентированного моделирования. Построена и внедрена математическая модель оптимизации структуры распределенной информационной системы, отличающаяся от известных методов и моделей, в том числе основанных на теории СМО тем, что более эффективна для решения плохоформализуемых задач, при этом обеспечивает заданное качество решения, при меньших требованиях к вычислительным ресурсам ПЭВМ. Указанная математическая модель позволяет описать весь комплекс характеристик системы, выбрать список параметров, влияние которых важно при анализе работы системы. Разработан метод вычисления значений функций принадлежности и построения нечетких отношений на основе обобщения и модификации метода попарных сравнений и прямого 1рупиового метода. Предложенный модифицированный метод отличается тем, что при экспоненциальной сложности задачи он оценивается полиномиальной функцией сложности. Вычисление норхмированных значений функций принадлежности производится при учете мнения всех заинтересованных в реализации проекта экспертов, при этом система голосования застрахована от ситуации, когда группа экспертов по каким-либо причинам не дает объективную оценку реализациям объекта. Разработан метод решения задачи нечеткого синтеза структуры распределенной информационной системы с использованием нечеткой логики и генетического алгоритма, отличающийся возможностью получения квазиоптималыюго решения для сложных задач, для решения которых специальных методов не существует. Известные решения применимые только для частных задач, обычно сводятся к построению многокаскадных схем пошагового вывода и их применение к задачам рассматриваемого типа затруднено. НОУ ВПО «Северо-Кавказский гуманитарно-технический институт» за счет снижения суммарной стоимости проекта на 7%. Практическая ценность результатов диссертационной работы заключается в разработке программного комплекса решения задачи нечеткого синтеза структуры распределенной информационной системы с использованием языка С# корпорации Microsoft. Программный комплекс реализует генетический алгоритм с гибкой системой настроек и допускает его использование в задачах оптимизации для произвольных предметных областей. Математическая модель оптимизации структуры распределенной информационной системы, позволяющая получить экономический эффект. Метод вычисления значений функций принадлежности и построения нечетких отношений на основе обобщения и модификации метода попарных сравнений и прямого группового метода. Метод решения задачи нечеткого синтеза структуры распределенной информационной системы с использованием нечеткой логики и генетического ал- t горитма. Программный комплекс, реализующий генетический алгоритм в задаче нечеткого синтеза структуры распределенной ИС. Достоверность полученных результатов подтверждается корректным использованием теоретических и практических методов обоснования полученных результатов. Основные выводы и положения диссертационной работы подтверждены использованием при их получении известных, проверенных практикой моделирования на ЭВМ теоретических методов исследования, а также применением разработанных методов при решении конкретных задач предприятия, что подтверждается актами внедрения результатов работы. Экспериментальные исследования и тестирование разработанных алгоритмов и программного комплекса показали непротиворечивость полученных результатов и реально полученного экономического эффекта. НОУ ВПО «Северо-Кавказский гуманитарно-технический институт» г. Ставрополя.