ОПТИМІЗАЦІЯ РОЗПОДІЛЕНИХ КОРПОРАТИВНИХ ІНФОРМАЦІЙНИХ СИСТЕМ З ВИКОРИСТАННЯМ ЕВОЛЮЦІЙНИХ ОБЧИСЛЕНЬ І ОБ’ЄКТНОГО МОДЕЛЮВАННЯ

Краткое содержание

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ ДИСЕРТАЦІЇ

У першому розділі «Аналіз стану досліджень в області корпоративних інформаційних систем (КІС)» наведено огляд і аналіз способів логічної і фізичної організації, моделей, а також методів оптимізації розподілених корпоративних інформаційних систем.

Розподілена корпоративна інформаційна система - це один із складних видів комп'ютерних систем, які створюються для крупних промислових підприємств і різних корпорацій для організації обміну інформацією про результати діяльності і, найголовніше – для оперативного прийняття управляючих рішень. Великі сучасні корпорації, як правило, об'єднують декілька підприємств (організацій), які територіально можуть розміщуватися в різних містах або областях країни, тобто є розподіленими. Зв'язок між комп'ютерами в таких системах забезпечується за допомогою локальних і глобальних обчислювальних мереж, а дані зберігаються в розподілених базах даних. Аналіз технологій РКІС дозволив виділити її основні складові компоненти, а також виявити процеси, що протікають в РКІС, які необхідно враховувати при побудові моделі РКІС.

Були проаналізовані наступні моделі РКІС: система узгоджених моделей, графові моделі, моделі систем масового обслуговування, об'єктно-орієнтовані моделі. Аналіз робіт з моделювання РКІС показав, що розроблені моделі не дозволяють повно описати функціонування РКІС і можуть бути використані тільки при великій кількості припущень і наближень. Найбільш повно функціонування РКІС може бути описано за допомогою об'єктно-орієнтованої моделі.

Дана математична інтерпретація задачі оптимізації РКІС та проведено аналіз методів оптимізації РКІС. Показано, що для оптимізації такого класу задач використовуються точні і наближені методи оптимізації, причому у зв'язку з великою розмірністю та неоднорідністю завдання оптимізації РКІС точні методи застосовувати неможливо, знаходження оптимального рішення дає метод повного перебору конфігурацій РКІС, але його застосування приводить до надмірних часових витрат у зв'язку з великою розмірністю задачі. Для скороченого перебору доцільно використовувати еволюційні методи оптимізації, серед яких розглянуто генетичні методи (GA), методи поведінки натовпу (PSO) і методи колонії мурах (ACO).

Аналіз методів оптимізації показав, що для оптимізації РКІС найбільш доцільно використовувати генетичні алгоритми як метод, що скорочує повний перебір варіантів конфігурацій, але цей метод вимагає адаптації і модифікації для оптимізації РКІС з урахуванням особливостей її структури і функціонування.

У другому розділі «Розробка об’єктної моделі розподіленої корпоративної інформаційної системи» в ході проведеного аналізу у складі РКІС були виділені дві групи компонентів: компоненти інформаційного і апаратного забезпечення.

До компонентів інформаційного забезпечення належать усі компоненти РКІС, пов'язані з даними, і не пов'язані з технічним забезпеченням інформаційної системи. В якості типових компонентів інформаційного забезпечення були виділені наступні:

- Додаток - клієнтська програма, що запускається з визначеної періодичністю з робочої станції на сервері, характеризується набором запитів, що формуються додатком у процесі роботи. Додаток може виконуватися або на сервері БД, або на сервері додатків.

- Запит на модифікацію і вибірку даних. Запит формується до конкретного набору даних; місце обробки запиту визначається розподіленням набору даних між серверами. Кожний запит може ініціювати послідовність інших запитів (підзапитів).

- Набір даних (таблиця) - логічний набір даних, який має назву. Набори даних можуть бути довідковими, статичними або динамічними.

До компонентів апаратного забезпечення належать компоненти комп’ютерного та мережевого обладнання РКІС. До типових компонентів фізичної архітектури були віднесені наступні:

Робоча станція - місце запуску користувальницьких додатків і формування запитів;

Сервер додатків – сервер, який зберігає і виконує складні додатки, продуктивність сервера оцінюється в умовних одиницях – JOP – кількість тестових операцій, виконуваних в секунду [3];

Сервер баз даних - використовується для обробки і читання/запису інформації, продуктивність такого сервера вимірюється в умовних одиницях TPC – кількість транзакцій в секунду;

Мережевий пристрій - пристрій (як правило, концентратор, комутатор або маршрутизатор), до якого підключаються комп'ютери для струк-туризації локальної мережі віддаленої філії.

Вузол комп'ютерної системи - сукупність серверів та /або робочих станцій і мережевих пристроїв, територіально розташованих в одному місці.

Були розроблені класи, що описують кожен з типових компонентів РКІС. Для створення моделей було застосовано уніфіковану мову моделювання UML.

Модель РКІС є сукупністю взаємодіючих моделей об'єктів розроблених класів. У моделі реалізовано алгоритм моделювання, що керується подіями. Це найбільш поширена реалізація послідовного моделювання, при якій в якості наступного значення модельного часу вибирається мінімальний час події зі списку подій. Кожний об'єкт працює за власним алгоритмом до тих пір, поки він не змінює свій локальний час при виконанні деякої події.

Контроль стану об'єктів системи проводиться за допомогою об'єктів класу «Подія». Ці об'єкти створюються в процесі моделювання, коли один із об'єктів системи змінює свій стан, тобто змінює свій модельний час.

Для опису структури РКІС і управління процесом моделювання в модель додано об'єкт класу, який містить методи, що забезпечують синхронізацію роботи всіх об'єктів системи, що моделюється, – TCISModel.

Перед початком моделювання з бази даних моделі, яка містить відомості про структуру РКІС зчитуються стартові дані для моделювання. На основі цих даних в об'єкті «Модель РКІС» створюються списки об'єктів класів, що описують типові компоненти РКІС.

Після цього запускається основний цикл обробки подій. Об'єкти типових компонентів генерують події, які додаються до списку подій. Основний цикл обробки подій складається з трьох процесів: вибірки події зі списку, обробки події і протоколювання. При протоколюванні в базу даних моделі заноситься інформація про подію, час її початку і час закінчення обробки.

По закінченні моделювання проводиться розрахунок критерію ефективності і параметрів завантаженості окремих компонентів РКІС.

В якості методу просування модельного часу обрано принцип планування подій в дискретно-подієвому імітаційному моделюванні. Система моделюється шляхом простежування характерних подій в модельному часі, для кожного з яких існує програма обробки події. Розвиток в часі системи, що моделюється, здійснюється шляхом виконання програм обробки подій в порядку зростання часу їх виникнення. Основна властивість програми обробки події полягає у тому, що при її виконанні модельний час не просувається.