Автореферат (1091076), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Под узломпонимаетсясовокупностьОЦВК,объединённыхвзависимостиоткоммуникационного уровня оснащенности охватываемой узлом территории.Узел состоит из одного ядра, к которому подключены ОснТПО (WS, AS иDBS) ОЦВК. Ядро состоит из одного ОбщТПО (AS’’ и DBS’’), совокупностихранилищ данных (DBS’’’) и представителей (ОснТПО’: WS’, AS’ и DBS’).Представитель и хранилище данных выделяются для конкретного ОЦВК.Основное назначение представителя – обслуживать запросы к его ОЦВК издругих ОЦВК.

БД (DBS) ОЦВК и БД (DBS’) его представителясинхронизированы посредством репликации данных. Это позволяет лекторамконкретного ОЦВК взаимодействовать с учащимися из других ОЦВК так,как будто эти учащиеся из этого же ОЦВК. Кроме того, это позволяетразграничиватьсервераконкретногоОЦВКиегопредставителя,обслуживающие запросы пользователей, соответственно, только из этого жеОЦВК и из других ОЦВК.

Хранилище содержит редко используемые данные,чтобы уменьшить вычислительную нагрузку в ОЦВК и в его представителе.Разработанная в диссертации архитектура ВКИСЭО обеспечивает:ОЦВК равными техническими возможностями предоставления ИСЭО;сохранение целостности данных и структуры ВКИСЭО; высокий уровеньмасштабируемости и надежности функционирования ВКИСЭО.В третьей главе разработаны метод и алгоритмы, обеспечивающиеэффективную распределенную обработку данных и прикладных процессов вВКИСЭО.Разработана даталогическая модель распределенных данных дляВКИСЭО (далее – ДМРД) (рисунок 2), обеспечивающая эффективнуюраспределенную обработку данных.Организация распределенных данных на основе ДМРД позволяет:исключать необходимость копирования записей между ОЦВК; настраиватьвзаимодействие ИСЭО в процессе их функционирования, а не на этапе ихсоздания или доработки; снизить требование к СУБД, поскольку целостность14и распределенная обработка данных обеспечиваются на прикладном уровне;воспринимать распределенные данные так, как будто они хранятся в одномОЦВК; осуществлять фильтрацию и локализацию записей, хранящихся вдругом ОЦВК, а также получать некоторые данные из таких записей безобращения к ним; хранить историю модификации данных.Для краткости дальнейшего изложения используются понятия: обычное отношение – это отношение в терминологии реляционной БД; интегральное отношение – это отношение на основе ДМРД; интегральная запись – эта запись интегрального отношения, в которойданные из его таблиц ДМРД берутся либо за конкретную дату, либо текущие; интегральная первичная запись (далее – первичная запись) – эта основнаяинтегральная запись, которая хранится только в том ОЦВК, в котором онабыла создана.

Если такая запись ссылается на запись из другого ОЦВК, то внем создается соответствующая интегральная вторичная запись (далее –вторичная запись) – эта вспомогательная интегральная запись, содержащаяданные для фильтрации и локализации её первичной записи, а также дляполучения некоторых данных из её первичной записи без обращения к ней.Рисунок 2 – Даталогическая модель распределенных данных для ВКИСЭО15Примечания к рисунку 2: При создании интегральной записи обязательно заполняется «ПервичныеКлючи_1», атакже могут быть заполнены только следующие таблицы интегрального отношения: в первичной записи – «Свойства_2», «ВнешниеКлючи_3» и «КодыОрганизаций_3_1»; во вторичной записи – «ПоскСвойства_22» и «ПоискВнешКлючи_33». «ПервичныеКлючи_1».

Хранит первичные ключи интегральных записей, а также длявторичных записей хранит данные о местонахождении их первичных записей: «ПервичныеКлючи_1». Хранит первичный ключ интегральной записи, а также длявторичной записи хранит данные о местонахождении их первичных записей:АтрибутОписаниеСодержит значение «ПервичныеКлючи_1.ID» первичной записи изID_РеальныйОЦВК, которое указано в «КодОрганизации»Код ОЦВК, который содержит первичную запись с ID, который указанКодОрганизациив «ПервичныеКлючи_1.ID_Реальный»СтатусСтатус записи: OPEN – открыта; CLOSE – закрыта; DELETE – удаленаДатаЗакрытияДата закрытия или удаления записи «Свойства_2». Хранит свойства сущности (т.е. не ссылки на записи) первичной записи:АтрибутОписаниеСвойство_n n-е свойство сущностиСтатусСтатус записи: OPEN – открыта; CLOSE – закрыта «ПоискСвойства_22». Хранит для вторичной записи некоторые данные из «Свойства_2»первичной записи.

Эти данные используются для фильтрации первичных записей по ихвторичным записям, а также для получения некоторых искомых данныхАтрибутОписаниеСвойство_k k-е свойство сущности, где k ≤ n (n из «Свойства_2»)СтатусСтатус записи: OPEN – открыта; CLOSE – закрыта «ВнешниеКлючи_3».

Хранит внешние ключи (ссылки на записи) первичной записи:АтрибутОписаниеID_mm-й идентификатор (ссылка) на записьСтатусСтатус записи: OPEN – открыта; CLOSE – закрыта «ПоискВнешКлючи_33». Хранит для вторичной записи некоторые внешние ключи из«ВнешниеКлючи_3» первичной записи, которые ссылаются на записи из ОЦВК,содержащего данную вторичную запись. Эти внешние ключи используются дляполучения искомых данных из записей, на которые они ссылаются, а также дляфильтрации первичных записей по их вторичным записям:АтрибутОписаниеh-й идентификатор (ссылка) на запись из ОЦВК, содержащегоID_hданную вторичную запись, где h ≤ m (m из «ВнешниеКлючи_3»)СтатусСтатус записи: OPEN – открыта; CLOSE – закрыта «КодыОрганизаций_3_1».

Хранит для первичной записи коды ОЦВК, содержащихзаписи, на которые ссылаются соответствующие внешние ключи из «ВнешниеКлючи_3»:АтрибутОписаниеm-й код ОЦВК, в котором находится запись с ID,КодОрганизации_mкоторый указан в «ВнешниеКлючи_3.ID_m»16Вдиссертацииразработаналгоритмпреобразованияобычногоотношения в интегральное отношение. Этот алгоритм можно использовать нетолько для создания и дальнейшего развития различных БД ВКИСЭО, нотакже для адаптации БД (с произвольной структурой и наполнением)независимого ОЦ, который необходимо интегрировать в ВКИСЭО.На основе ДМРД разработаны алгоритмы распределенной обработкиданных в ВКИСЭО.

Достоинства этих алгоритмов обусловлены ДМРД,благодаря которой они характеризуются следующими особенностями:минимальным объёмом передаваемых данных; прозрачностью расположенияданных; надежностью получения результата запроса; гибкостью в настройкевыполнения запросов; скоростью выполнения запросов.Когда части распределенного прикладного процесса могут выполнятьсяв разных ОЦВК, то распределенная обработка таких процессов должна бытьсоответствующим образом регламентирована. С этой целью проведен анализобщеизвестных стандартов IDEF0 и IDEF3, чтобы выявить основныесоставляющие прикладных процессов.

На основе результатов этого анализа иДМРД разработана даталогическая модель прикладных процессов (ДМПП),обеспечивающая эффективную обработку сквозных процессов в ВКИСЭО.ДМПП позволяет воспринимать распределенный прикладной процесс так, какбудто он выполняется в одном ОЦВК, хотя каждая его часть выполняется всоответствии с требованиями конкретного ОЦВК. При этом взаимодействиеИСЭО настраивается в процессе их функционирования, а не на этапе ихсоздания или доработки.

Кроме этого, на основе ДМПП разработаны общиеалгоритмы организации и выполнения прикладных процессов.Дана оценка эффективности разработанному в диссертации новомуметоду распределенной обработки данных и прикладных процессов дляВКИСЭО. Оценка проводилась в сравнении с существующим методом“широковещательный опрос”, который оказался наиболее пригодным дляВКИСЭО согласно полученным в диссертации результатам сравнительногоанализа. Обозначим через ВКШО вычислительный комплекс на основе этого17метода.Полученыследующиерасчетыколичеств записей, которыенеобходимо проверить при поиске данных из k-го ОЦ:R 1 U jUk в ВКИСЭО:nR в ВКШО:i 1Ukikk 1  n   h ixk ;j1 i 1R 1 Uk ( ni 1R 1 U kjikkikx 1 i 1j  n ikj ) ,j1 i 1где: R – количество интегрированных ОЦ;U k – количество учащихся в k-м ОЦ;k n ij – количество обычных/первичных записей, которые были созданыв j-м ОЦ i-м пользователем из k-го ОЦ;k h ij – это количество вторичных записей в k-м ОЦ, первичные записикоторых были созданы в j-м ОЦ i-м пользователем из k-го ОЦ.Если допустить, что для ВКИСЭО и ВКШО каждый показатель имеетравное предельное значение, то входе расчетов было установлено, что2ВКИСЭО превосходит ВКШО в R /( 2R  1) раз.

Иными словами, благодаряновому методу повышается эффективность функционирования ВКИСЭО вусловиях увеличения количества ОЦ за счет линейного возрастаниясложности поиска данных, в то время как при реализации существующегометода сложность поиска данных возрастает квадратично. При этом былоустановлено, что сложность создания, изменения или удаления данныхвозрастает почти одинаково. Кроме этого, проведенный сравнительныйанализ нового метода и существующих методов показал его эффективность.В четвертой главе на основе полученных в диссертации результатовразработаны методы и алгоритмы решения задач разгрузки серверов исинхронизации распределенных данных в ВКИСЭО, а также принципы егофункционирования. Кроме этого, рассмотрены вопросы практическогоприменения результатов диссертационной работы.Поскольку обучаемые конкретного ОЦВК могут изучать части курсов вразных ОЦВК, то у таких ОЦВК могут возникать ситуации, требующиерешения задачи разгрузки их представителей.

Разработаны алгоритмы иформулы расчета основных показателей для решения этой задачи.18Для простоты дальнейшего изложения будет использоваться понятие“лектор-курс”, под которым понимается ИСЭО, состоящий из конкретноголектора и преподаваемого им курса (или унифицированной части курса).Для ВКИСЭО разработаны алгоритмы обработки запроса и очередизапросов на обучение, учитывающие: максимальное допустимое количествоучащихся лектора-курса; очередь учащихся на обучение с лектором-курсом;порядок принятия учащегося на обучение из очереди, учитывая, что онможет отказаться от данного обучения к этому моменту. В этих алгоритмахпроблемным шагом является шаг, на котором проверяется возможностьлектора-курса принять учащегося на обучение.

Эта возможность основана намаксимальном допустимом количестве учащихся для лектора-курса, котороезависит от его рентинга востребованности. Для устранения этой проблемыбыла сформулирована и решена соответствующая математическая задача.Рейтинг h-го лектора-курса (h  [1, N ]) вычисляется по формуле: Ch, если C max  0rh   C max,1, если C  0max(1)где: C h – количество учащихся, которые обучаются с h-ым лекторомкурсом; C max – максимальное количество учащихся, которые обучаются слектором-курсом (среди всех лекторов-курсов):Cmax  max( Ch ) ;N –количество всех лекторов-курсов конкретного ОЦВК.Получена формула для расчета максимального допустимого количестваучащихся, которые могут быть у h-го лектора-курса (h  [1, N ]):NSh  rh  S0 /  rk ,(2)k 1где: S0 – максимальное допустимое количество учащихся для представителя.Кроме того, может возникнуть ситуация, когда существует N1 ( N1  1 )00лекторов-курсов с ненулевым рейтингом, при этом обнаружено N ( N  1)лекторов-курсов, у которых пока отсутствуют учащиеся на обучении190( N  N1  N ), тогда рейтинги последних лекторов-курсов равны нулю.Получена формула для расчета максимального допустимого количества00учащихся для f-го лектора-курса c нулевым рейтингом (f  [1, N ], N  1 ):N1S  ( (Sn  C n )  Pn / 100) / N 0 ,0f(3)n 1где Pn – процент (значение может рассчитываться по алгоритму) от остаткамаксимального допустимого количества учащихся, которых n-й лектор-курс(n  [1, N1 ]) ещё может принять на обучение.

Характеристики

Список файлов диссертации