автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Исследование гибкого инструментального комплекса для интеллектуальной системы административного управления в корпоративных АСУП

На правах рукописи

БАРАНОВ Игорь Юрьевич

ИССЛЕДОВАНИЕ ГИБКОГО ИНСТРУМЕНТАЛЬНОГО КОМПЛЕКСА ДЛЯ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ АДМИНИСТРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ В КОРПОРАТИВНЫХ АСУП

Специальность 05.13.06 — Автоматизация и управление технологическими

процессами и производствами (промышленность)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Орел 2006

Работа выполнена в Академии ФСО России

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Пирогов Владимир Витальевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Константинов Игорь Сергеевич

кандидат технических наук Андреев Владимир Олегович

Ведущая организация: Институт проблем информатики Российской

академии наук (Орловский филиал)

Защита состоится 26 декабря 2006 г. в 16 часов на заседании диссертационного Совета Д 212.182.01 при Орловском государственном техническом университете по адресу: 302020, г. Орел, Наугорское шоссе, 29. Факс: (48б2)-41-98-18; (4862)-41-66-84.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Орловского государственного технического университета.

Автореферат разослан " ноября 2006 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

доктор технических наук, /

профессор /О, г.?} А. И. Суздальцев

(К

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальное!!» темы. Стремление к индивидуальному удовлетворению конкретного клиента требует производств, имеющих гибкую структуру бизнес-процессов, что вызывает к жизни новые подходы, концепции и методологии. Одна из таких концепций, CALS (Continuous Acquisition and Life cycle Support — непрерывные поставки и поддержка жизненного цикла изделия), является сегодня целым направлением информационных технологий и означает непрерывность информационного взаимодействия с заказчиком в ходе формализации его потребностей, формирования заказа, процесса поставки и системность подхода к информационной поддержке всех процессов жизненного цикла изделия, в том числе процессов обслуживания, ремонта, утилизации и т. д.

Современные гибкие автоматизированные предприятия (ГАПр) — это сложные системы преобразования потоков заказов в потоки изделий и имеющие иерархически-модульную организацию. Под группу заказов в ГАПр организуются виртуальные предприятия, и их работа обеспечивает выполнение этих заказов с определенным качеством. В рыночных условиях, при нестационарных потоках заказов и производственных ситуаций, эффективность ГАПр может падать. В связи с этим проводится совершенствование составляющих ГАПр, в том числе корпоративных автоматизированных систем управления предприятием (АСУП) путем обнаружения и устранения в них узких мест. Одно из направлений совершенствования АСУП — это интеллектуализация систем административного управления, содержащих экспертные системы, базы знаний, порождающие распределенные гибридные комплексы моделирования (например, распределенный гибкий инструментальный комплекс первого поколения (А. А. Воробьев)) объединенных на основе специализированных программных платформ. Широко используются комплексы CASE-средсггв, ориентированные на распределенные объектно-ориентированные технологии удаленного взаимодействия приложений (ÇORBA, DCOM и др.). Информационная поддержка жизненного цикла изделия включает в себя и сопровождение одного из важных компонентов АСУП — вычислительных систем (ВС). Повышение сложности современных корпоративных АСУП делает актуальным совершенствование существующих систем администрирования ВС по направлению их дальнейшей автоматизации и интеллектуализации.

В диссертационном исследовании использованы работы Волковой В.Н., Денисова A.A. (теория систем и системный анализ), Олифера В.Г., Олифер H.A. (компьютерные сети и администрирование), Королева JI.H., Крейгона X., Кор-неева В.В. (архитестура вычислительных систем), Блохина В.Г., Глудкина О.П., Гурова А.И., Ханина М.А. (методы проведения экспериментов), Таненбаума Э., Стен М. Вана (распределенные системы), Цикина И.А. Никитина А.Б., Полякова A.A., Розовой Н.К., Синепола B.C., Сороцкого В.А. (технологии и программные средства groupware) и др.

Объектом исследования в работе является интеллектуальная распределенная система административного управления потоками задач администрирования вычислительных систем в АСУП.

Предметом исследования - модели организации и функционирования инструментального комплекса в составе сети администрирования вычислительных систем.

Целью работы является повышение эффективности процессов сопровождения систем администрирования вычислительных систем АСУП за счет разработки распределенного гибкого инструментального комплекса второго поколения.

Основные задачи диссертационного исследования:

— разработать базу рекурсивных головных функциональных моделей компонентов АСУП (в том числе вычислительных систем) для методик их совершенствования (прототипирования);

— найти модифицированную головную функциональную модель организации распределенного гибкого инструментального комплекса (РГИК) вычислительных систем для интеллектуальной системы их сопровождения (с использованием критерия превосходства);

— разработать распределенную базу моделей и методик в составе: баз знаний об организации систем сопровождения, открытого электронного словаря-справочника администратора, базы тестирования и алгоритмов для полунатурного моделирования (тестирования) вычислительных систем и их компонентов;

— разработать уточненные модели для оценки работоспособности и оперативности альтернатив системы взаимодействия приложений на основе технологий СОКВА и ПСОМ.

Основные результаты, выносимые на защиту:

1. Модель (прототип) первой очереди базы рекурсивных головных функциональных моделей компонентов АСУП (в том числе вычислительных систем) для методик их совершенствования.

2. Модифицированная головная функциональная модель организации распределенного гибкого инструментального комплекса вычислительных систем.

3. Информационно-логические модели открытого электронного словаря-справочника администратора, базы тестирования и алгоритмов полунатурного моделирования вычислительных систем и их компонентов.

4. Прототип, уточненные полунатурная и аналитическая модели для оценки работоспособности и оперативности альтернатив систем взаимодействия приложений на основе технологий СОИВА и ОСОМ, а также научно-технические предложения по созданию распределенного гибкого инструментального комплекса второго поколения.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Впервые предложена абстрактная модель организации интеллектуальных сетей сопровождения ВС в корпоративных АСУП с использованием рас-

пределенных гибких инструментальных комплексов (с учетом теории интеллектуальных систем и зарегистрированной полезной модели).

2. В ее рамках с использованием методки выдвижения и проверки гипотез разработано подмножество абстрактных головных моделей для прототи-пирования распределенных гибких инструментальных комплексов.

3. На основе полученных абстрактных головных моделей и архитектуры известных прототипов разработано ядро РГИК и его расширения со следующими аспектами новизны - наличия: в электронном словаре-справочнике компонентов для ликвидации терминологических конфликтов и доступа к моделирующим системам; в подсистеме тестирования - формализованного алгоритма выбора и настройки ВС (со свойствами рекурсивности и итеративности).

4. Для РГИК ВС разработаны полунатурная и математическая модели системы взаимодействия приложений (СВП) на основе технологий СОЯВА и ИСОМ, отнесенная к типу моделей системы массового обслуживания М/М/\/г< сс/РР/Я. Для математической модели СВП разработана методика проверки ее адекватности. На основе результатов, полученных при моделировании, обосновано использование в РГИК ВС системы взаимодействия приложений на технологии СОЮЗА.

Научная и практическая значимость. Полученные научные результаты дают существенный вклад в методики построения сетей административного управления, в том числе распределенных интеллектуальных систем сопровождения вычислительных систем в АСУП.

Полученные результаты диссертационной работы подтверждены соответствующими актами о практическом использовании и обеспечивают:

1. Повышение эффективности сетей сопровождения ВС в корпоративных информационно-вычислительных сетях (КИВС).

2. Получение более корректных оценок работоспособности и производительности указанных выше альтернатив систем взаимодействия приложений для РГИК, в том числе непосредственно у заказчика при использовании рекомендаций диссертационной работы.

3. Использование у заказчика разработанных в диссертации баз тестирования и отдельных тестов из них.

4. Уточнение и систематизацию основных понятий для сетевых специалистов-администраторов, а также разрешения терминологических конфликтов за счет создания открытого электронного словаря-справочника с возможностью доступа к моделирующим системам.

Достоверность результатов диссертационной работы обеспечивается:

1. Использованием методик прототипирования.

2. Выполнением контрольных примеров (тестированием на контрольных примерах) для основных полученных результатов.

3. Использованием известных методик оценки адекватности (верности) при построении соответствующих моделей.

Методы и средства исследований. При решении диссертационных задач использовались: методы представления данных и знаний; методы логиче-

ского и объектно-ориентированного программирования; теория эффективности целенаправленных процессов; методы планирования статистических экспериментов; методы статистического имитационного моделирования; теория массового обслуживания; методы организации и административного управления информационных (локальных) вычислительных сетей.

Реализация результатов работы. На основе теоретических и экспериментальных исследований спроектированы и реализованы ряд прототипов РГИК ВС и их компонентов в корпоративных АСУГТ, получены методики и средства совершенствования РГИК, которые приняты и используются в ряде предприятий: для разработки проектов создания перспективной автоматизированной системы управления документооборотом ОКБ "Протон", г. Орел; в системе административного управления КИВС ДМУП "Орелгорэлектротранс"; при разработке типовых проектных компонентов технологического назначения для создания окружных и региональных информационно-аналитических центров в НИИ "Контур", г. Москва; в практической и учебной деятельности ГОУ "ГЦИПК" (г. Обнинск), ОРАГС (г. Орел), ОрЮИ МВД России (г. Орел), ЦПС Спецсвязи России в Смоленской области.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы были доложены и обсуждены на Международных конференциях "Информатизация правоохранительных систем (г. Москва, Академия управления МВД России, 2002 г.), X Международной открытой научной конференции "Современные проблемы информатизации" (г. Воронеж, ГТУ, 2006 г.), Всероссийской научно-технической конференции "Проблемы создания и развития ИТКС специального назначения" (г. Орел, ВИПС, 1999, 2001, 2003 гг.), Всероссийской научно-технической конференции "Новые информационные технологии в научных исследованиях и в образовании" (г. Рязань, ГРТА, 2000 г.), в одной монографии (г. Орел, ОГУ, 2003 г.).

Публикации. По результатам исследований по теме диссертации опубликованы 16 печатных работ.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников из 91 наименования и 8 приложений. Основная часть работы изложена на 160 страницах машинописного текста, включая 48 рисунков и 3 таблицы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, определены цель и задачи исследований, указаны научная новизна и практическая ценность работы, представлены основные положения, выносимые на защиту, а также сведения об апробации и реализации результатов работы.

В первой главе диссертации приведены результаты анализа современных корпоративных автоматизированных систем управления предприятиями, развития информационных технологий в них, определена возможность повышения их эффективности за счет интеграции, автоматизации и интеллек-

туализации систем административного управления, входящих в состав корпоративных АСУП.

Современные корпоративные АСУП имеют иерархически-компонентную организацию, в том числе сеть функциональных подсистем управления (5фпу) и поддерживающие ее корпоративные информационно-вычислительные сети (5кивс)-

В сети ¿фпу выделяются компоненты управления: персоналом, бухгалтерского учета, управления складскими запасами и т. д.; основными технологическими процессами предприятия. Сеть Skhbc обладает свойствами иерархической модульной организации, сетецентричности, мультисерверности, мультисервисности, мультипортовости, открытости, гибкости, отказоустойчивости, экономичности, многомерной управляемости (оперативной управляемости), реорганизуемое™ (генерируемости), информационной безопасности. В ней сети масштаба рабочих групп, отделов или предприятия могут быть представлены кортежем вида:

Зкивс =< SBC, STKC, Scjy, гfQfßc >, (1)

где ¿вс - совокупность вычислительных систем (аппаратное, системное и прикладное программное обеспечение); Stkc - совокупность телекоммуникационных средств; Sow - совокупность служб административного управления; гкивс - взаимосвязи между компонентами кортежа.

В сетях масштаба отделов или предприятия имеется множество типов ВС (рабочие станции, серверы, персональные ЭВМ, кластеры), которые поддерживают информационные серверы (серверы баз данных, электронной почты, vfeÄ-серверы, серверы обмена файлами и др.).

Для эффективного администрирования КИВС корпоративных АСУП используется архитектура "агент-менеджер", а также платформенный подход (СА-Unicenter TNG компании Computer Associates, HP Open View, Tivoli Enterprise производства IBM, PATROL компании BMC Software, EcoSYSTEMS производства Compuware). Кроме базовых платформ сетевого и системного администрирования важную роль играют платформы разработки и сопровождения информационных систем предприятия на всех этапах жизненного цикла (например, IBM Software Development Platform (Rational). Ряд интегрированных информационных систем представлены на рынке российскими компаниями: "БОСС" (компания АйТи), "Парус" ("Корпорация Парус"), "Галактика" ("Корпорация Галактика") и др.

Существующие системы административного управления (САУ), в том числе сопровождением ВС, обладают рядом недостатков, в частности слабой интеграцией используемых в них моделей различного типа. Актуально их совершенствование, в том числе по направлениям большей степени автоматизации, интеграции, интеллектуализации. В этой связи развивается направление построения гибких интегрированных комплексов моделирования с сетевой архитектурой.

Для этого автор предлагает провести исследование и разработку в интеллектуальной САУ РГИК второго поколения (РГИКвс) коллективного пользования. Он отличается платформенной организацией, высокой степенью интеграции и элементами интеллектуальности.

Во второй главе рассматриваются организационные модели для корпоративных АСУП и ее компонентов. В том числе — обобщенные макро информационно-логические модели (ИЛМ). Они учитывают иерархически-модульную организацию корпоративных АСУП с рекурсивными атрибутами в виде комплексов организационных свойств (КОС) и методами, функциональными моделями, алгоритмами и реализациями (МФАР):

ИЛМкасуп - <ИМО, КОСТ", МФА1*"К, гилм>

(2)

где КАСУП — корпоративная АСУП, ИМО - иерархически-модульная организация, КОС1** - рекурсивное представление комплекса организационных свойств, МФАР1** - рекурсивное представление методов, функциональных моделей, алгоритмов и реализаций, Пим— отношения между элементами кортежа.

Эта модель упрощается, то есть представляется рядом приближений, в том числе сетью ИМО головных функциональных схем с иерархией рекурсивно заданных атрибутов узлов и связей. В ней путем многофакторной проверки чувствительности (в том числе на основе накопленного опыта) выделяется "дерево" узких мест. Относительно него формируется и "работает" сеть совершенствования выделения узких мест корпоративной АСУП. Приближенная структура ИМО показана на рисунке 1.

Структура ИМО задается путем априорной декомпозиции (эвристической структуризации). Компоненты этой иерархии имеют близкие организационные свойства (параллелизм, гибкость, распределенность и др.). Это позволяет говорить об их рекурсивном пред-

АСУП

Т

АСУ

организационными процессами

I

Интегрирования! КИВС

ВС

Компоненты ВС

Рисунок 1. Приближенная структура иерархически-модульной организации корпоративной АСУП и ее компонентов ставлении.

Атрибуты МФАР — это комплексные атрибуты (методы, функционально-организационные модели, алгоритмы и реализации) для корпоративных АСУП и ее компонентов (в том числе КИВС и ВС). Такая ИЛМ может иметь гипермедийные (текстовые, графические, алгебраические) формы представления.

Эти общие и частные ИЛМ, в том числе и "дерево" узких мест, могут отображаться в компьютерно-ориентированные модели (например, в Ыт1-, хт1-

форматы). Соответственно образуются базы абстрактных рекурсивных спецификаций, которые используются в методиках прототипирования головных функциональных схем РГИК. Эти объекты и системы их сопровождения в общем случае имеют исходную организацию, представляемую моделью ODP-OSI {Open Distributed Processing (открытая распределенная обработка), Open Systems Interconnection (международная программа стандартизации обмена данными между компьютерными системами различных производителей)). Упрощенное представление "дерева" узких мест КИВС в виде соответствующей иерархии дано на рисунке 2. На рисунке показана используемая далее рекурсивная потоковая модель вида "объ-__;___

ект Сопровождения — че- ( Гибкая КИВС А

ловеко-компыогерная ^(поток КИВС-экземпляров - поток экземпляров Scon КИВС) J

система его сопровож- I

дения". В системах сопровождения выполня-

( Поток ВС-экземпляров - поток экземпляров Scon ВС )

егся one ование с об- ' ' .

ется оперирование С О S-j"iOTOK рэмС-экземпляров - поток экземпляров Scon РЭМсЛ

новляемыми конфигура- ^_(РЭМС для ВС - это ядро Scon ВС)_J

торами для соответст- |

вующих объектов СО- (поток экземпляров РГИК ВС - поток экземпляров Scon РГИк)

провождения. 4--1_/

Обновляемый Scon - сеть сопровождения

конфигуратор — ЭТО РЭМС-распределенная эхспертно-моделирующая система

обобщенное представ- Рисунок 2. Упрощенное представление "дерева" узких мест ление соответствующих КИВС в виде потоковой модели

пакетов системных и

прикладных программ, аппаратных конфигураторов, обеспечивающих структурную и параметрическую настройку функциональных компонентов КИВС и ВС для эффективной работы в нестационарных условиях (используется рекурсивно).

Основой методики прототипирования для головных функциональных схем РГИК является совместное использование головных функциональных схем от близких прототипов РГИК и уточняющих (проверяющих) их абстракций из базы головных функциональных схем (в том числе потоковая модель <ODP-OSIAMMkcc, ОБК>, где АММ и КСС - модели сетевого взаимодействия "агент-менеджер-менеджер" и "клиент-сервер-сервер", ОБК - обновляемый конфигуратор). На основе обзора и обобщения головных функциональных схем современных корпоративных АСУП и их компонентов получено множество абстрактных спецификаций для этой базы.

С использованием такой методики прототипирования получено ядро головной функциональной схемы РГИКвс, представленной на рисунке 3. Далее это ядро экспертно расширяется. Основные обозначения на рисунке 3: САУ^р. гик — встроенные в РГИК средства администрирования (в том числе #Я£/УРАОС-средства обучения администраторов, использующих РГИК); База сщ> БазажакрпоСПц - базы спецификаций для ВС и организации экспертизы (в том числе очно-заочной); ПЛТ — платформенная организация; CORBA (Common

Object Request Broker Architecture) — промышленный стандарт на архитектуру взаимодействия элементов распределенных систем, DCOM (Distributed Component Object Model) — распределённая модель компонентных объектов; ПНМ - полунатурное моделирование.

Эти актуальные расширения рассматриваются

в главе 3.

В третьей главе

рассматривается разработка актуальных расширений РГИКвс.

Известен РГИК первого поколения* специа-•лизированный для выполнения потока задач администрирования операционных систем. РГИКвс должен выполнять эти задачи, а также потоки задач сопровождения аппаратных ВС-серверов и клиентских ВС. Разработанный РГИКвс должен обеспечивать решение потока задач сопровождения ВС в корпоративных АСУП и в этой связи использовать распределенную базу моделей и методик (РБММ). При разработке компонентов РБММ использован принцип подобия и рекурсивного представления. Исходно организация абстрактного компонента в РБММ представлена в виде:

САУ иве

РГИК

Информационно-вычислительная сеть РГИК с ормоделью osi (ЛВС типа Ethernet с платформенной организацией), web-службой и службой обмена сообщениями

Рисунок 3. Ядро головной функциональной схемы РГИКвс версии 1

JIMOq~ <ЛМПкох, ЦЦ, МП, МС, Гшо>,

(3)

где ЛМОкох - логическая модель представления комплекса объектов хранения (КОХ) (в частности, КОХ = ИЛМ); МД, МП, МС - методы доступа, поиска, сопровождения для КОХ; Гдмо - их отношения; Q - тип базы компонента:

Q = Бспц (ЭСА), Бтсг, Бмм, -Бим Бсгд, Бш Бозэ, Бцеьр, ...,

(4)

где Бспц - база спецификаций КИВС и ВС, в том числе электронный словарь-справочник администратора; Бтст — база тестирования; Бмм — база математических моделей; Бим — база имитационных моделей; Бстд - база стендов для проведения полунатурного моделирования; Бги — база гибридного комплекса

" Воробьев А.А. Разработка якгеллеетуальной системы административного управления процессами настройки операционных систем АСУП/Диссертация на соискание ученой степени к.т.к по специальности 05.13.06. - Орел: ОГТУ.2005.

моделей; Бозэ — база методик экспертизы, в том числе для проведения очно-заочной экспертизы; Бнец1 — база спецификаций для конкретных аппаратно-программных продуктов РБММ, и др.

Важным компонентом РБММ в головной функциональной модели РГИКвс является открытый для совместного использования и сопровождения электронный словарь-справочник администратора (ЭСА). Для эффективной работы администраторов сети сопровождения ВС в КИВС словарь-справочник должен качественно отражать предметную область администрирования. Автором была поставлена и решена задача по разработке пригодной ИЛМ ЭСА. Для этой цели выбраны альтернативы ИЛМ словаря-справочника с учетом заданных показателей качества, таких как полезность, полнота, непротиворечивость терминов, быстродействие при поиске информации, совместимость (с другими словарями и литературными источниками), возможность компьютерной реализации и др. При решении административных задач в качестве критерия выбора альтернативы выбран критерий пригодности.

Обоснование ИЛМ проведено с использованием методов экспертного оценивания. В качестве методики экспертизы в работе выбран метод экспертных оценок и выполнен ряд обязательных этапов, обеспечивающих корректность процедур (от постановки цели экспертного оценивания до обработки экспертных оценок). В качестве меры согласованности мнений экспертов использован дисперсионный коэффициент конкордации:

1У = -

\га

(6)

где й =

(=1 ¿=1

:>>(, ~ 0,5л»(и +1) 7=1

т — количество экспертов, j = 1,т; п — количество альтернатив ИЛМ ЭСА, 1 = 1,и; Гу — место, которое заняла 1-я альтернатива в ранжировкеу'-м экспертом; й?/ - отклонение суммы рангов по ;-й альтернативе от среднего арифметического сумм рангов по п альтернативам.

В результате проведения количественной оценки степени согласованности мнений экспертов коэффициент конкордации (Ж=0,77) показал хорошую достоверность по согласованности между собой рядов рангов, построенных каждым экспертом (на практике достоверность считается хорошей, если Ж=0,7...0,8). Наименьшая сумма рангов получена для альтернативы ИЛМ ЭСА, удовлетворяющая критерию пригодности по выбранным показателям и выполняющая важные функции по выработке согласованных мнений экспертов (за счет специализированного терминологического базиса), а также управляющей подсистемы РГИКвс (за счет локального и удаленного выполнения аналитических и полунатурных моделей (тестов)).

Дня сопровождения ВС в КИВС на этапах жизненного никла корпоративной АСУП важным является комплекс алгоритмов выбора и настройки различных компонентов ВС. Он обладает свойствами рекурсивности, итеративности, использует базы тестов. В связи с многоаспектным (по группам компонентов ВС и их внутригрупповой оценке) подходом при оценке, выборе и настройке компонентов ВС возможно построение "дерева" альтернативных алгоритмов сопровождения.

Для повышения полноты операций настройки и выбора основных компонентов ВС, повышения структуризации (связности) различных типов алгоритмов и повышения оперативности работы общего алгоритма за счет более формализованных переходов разработаны альтернативы алгоритма оценки, выбора и настройки компонентов ВС. Выбор пригодной альтернативы по критерию превосходства проведен с помощью экспертного оценивания (аналогично методике оценивания ЭСА). В результате экспертизы по критериям пригодности и превосходства выбрана альтернатива алгоритма исследования заданной конфигурации ВС со свойством рекурсивности (подобия) и ограниченным числом шагов внутриузловой модернизации. Проверка реализуемости и работоспособности рекурсивного подхода к выполнению процедур оценки, выбора и настройки компонентов ВС выполнена на примере алгоритма анализа характеристик и тестирования центрального процессора.

В работе разработаны и сформулированы правила сборки аппаратно-программных комплексов в КИВС корпоративных АСУП, композиция правил взаимодействия средств тестирования на основе продукционной модели типа "Если (условие), то (действие)".

В корпоративных АСУП и их собственных распределенных автоматизированных системах основного и административного управления широко используется экспертиза при решении задач оценки и выбора соответствующих альтернатив управляющих воздействий. При сопровождении ВС применяются различные направления совершенствования методик и средств экспертизы (их логических, и реализационных моделей организации). Организация подобных экспертиз достаточно трудоемкая задача, которую можно облегчить с помощью автоматизации получения и обработки оценок в диалоговом режиме, для чего предложена распределенная экспертно-моделирующая система (РЭМС). РЭМС — это особый тип человеко-компьютерной сети, содержащей резидентную составляющую и потомков. Особенностью такого типа сети является процедура пошагового создания системы очно-заочной экспертизы с виртуальными моделями РГКМ (распределенного гибридного комплекса моделей) и дальнейшая модернизация с постепенным наращиванием РГКМ-модельных составляющих (получаемых из т1егпе1/Шгапе1-сетей, других РГКМ-источников, а также собственных РГКМ-разработок). То есть система экспертизы дополняется систематически обновляемой РБММ для поддержки различных объектов экспертизы (рисунок 4; обозначение на рисунке: ОЗЭ -очно-заочная экспертиза).

Предлагаемая модифицированная методика автоматизированной очно-заочной экспертизы на базе "сетевого" подхода позволяет организовать: опера-

тивный доступ экспертов к территориально (глобально — в случае использования internet) распределенным информационным базам по вопросам экспертизы; поиск и применение в экспертизе распределенных по сети моделей различного типа (из распределенных баз Q выражения (4)); моделирование процессов и систем на удаленных инструментальных стендах; гибридное моделирование при организации виртуальных гибких инструментальных комплексов; получение дополнительной для экспертизы информации от экспертных систем и систем поддержки и принятия решения; взаимодействие территориально разобщенных экспертов от обмена мнениями через общедоступный для всех форум или чат до индивидуального опроса (переписки) руководителем экспертизы каждого эксперта отдельно (или втайне) от остальных.

Таким образом, предлагаемые актуальные расширения РГИКвс позволят обеспечить интегрированный поток задач сопровождения аппаратных ВС-серверов и клиентских ВС в КИВС АСУП.

В четвертой главе приведена экспериментальная оценка прототипов СВП для организации РГИКвс- С учетом методов планирования и проведения экспериментов выполнена проверка работоспособности и оценивания производительности существующих прототипов СВП. Для этого были выбраны показатель оперативности и требования к его значению, исходные данные для проведения эксперимента, сформулированы ограничения, поставлена задача на эксперимент, сформулированы факторы эксперимента и его уровни; определены совокупность откликов по каждому фактору и числа реплик эксперимента; обеспечена ран-домизированность эксперимента; выбрана методика обработки результатов; разработан план проведения эксперимента.

Целями экспериментальной проверки явилось: оценивание работоспособности прототипов трех типов СВП РГИКвс на базе технологий BaiAPI (СВП-I), DCOM (СВП-П) и CORBA (СВП-III) при одинаковых условиях испытаний (равное количество серий испытаний, одинаковая конфигурация аппаратно-программных средств сервера и клиентов, одинаковый тип и скоростные характеристики сети взаимодействия и т. д.) и с учетом равных показателей результативности (количества источников нагрузки) и ресурсоемкости (количества используемой оперативной памяти и размера файла подкачки

Розэ, Рсу— протоколы экспертизы и системы управления

Рисунок 4. Представление РЭМС

ЭВМ); проверка гипотезы о пригодности исследуемых типов СВП для обеспечения работоспособности РГИКвс КИВС корпоративной АСУП.

В соответствии со сформированной ранее системой оперативно-технических требований к СВП РГИК и результатами, полученными при анализе экспериментальных данных, сделан вывод, что исследуемые прототипы пригодны для работы в составе РГИКВс-

В связи с ограниченностью мощности эксперимента (количество клиентов не более десяти), разработана математическая модель СВП РГИКвс. С точки зрения теории массового обслуживания СВП РГИКвс представляет собой многоканальную систему параллельного управляемого преобразования входных потоков запросов в потоки выходных результатов. С учетом принятых ограничений уточненная модель функционирования СВП РГИКвс отнесена по классификации Кендалла-Башарина к типу М/М/У/г< аУРГ/Л. Результаты математического моделирования и экспериментальные данные приведены в таблице 1.

Таблица 1

Сопоставление результатов математического моделирования с экспериментальными данными

Количество источников нагрузки Время отклика (сек)

СВП-1 СВП-П СВП-Ш

экспер. (ср.зн.) ^ эксп модель 'расч отк-лон. разброс % экспер. (ср-зн.) ^ ЭКСП модель ^расч егтк-лон. разброс, % экспер. (ср.зн.) ^ эксп модель, ^расч егтк-лон. раз-бро с,%

1 2,1 2,1 0 0 1,839 1,839 0 0 1,71 1,71 0 0

2 2,207 2,268 -0,06 2,76 1,888 1,987 -0,10 5,24 1,925 1,847 0,08 4,05

3 2,351 2,461 -0,11 4,68 2,096 2,156 -0,06 2,86 1,97 2,004 -0,03 1.73

4 2,66 2,683 -0,02 0,86 2,289 2,350 -0,06 2,66 2,177 2,184 -0,01 0,32

5 2,948 2,940 0,01 0,27 2,511 2,576 -0,06 2,59 2,317 2,394 -0,08 3,32

6 3,245 3,239 0,01 0,18 2,765 2,838 ■0,07 2,64 2,598 2,638 -0,04 1,54

7 3,545 3,590 -0,04 1,27 3,13 3,146 -0,02 0,51 3,003 2,923 0,08 2,66

8 3,932 4,003 •0,07 1,81 3,443 3,507 -0,06 1,86 3,213 3,259 -0,05 1,43

9 4,368 4,489 -0,12 2,77 3,814 3,933 -0,12 3,12 3,687 3,655 0,03 0,87

10 4,962 5,062 -0,10 2,02 4,268 4,435 -0,17 3,91 4,055 4,122 -0,07 1,65

Проведена проверка адекватности математической модели. Для проверки адекватности было достаточно оценить отклонение предсказанного математической моделью значения выходного параметра /^с от результатов эксперимента (среднего значения функции отклика) гзксп в точке Хг факторного пространства. Если дисперсия адекватности а2 „а не превышает дисперсии эксперимента 2 ('„„„):

о2од<о-2(*эхс„), (9)

то полученная математическая модель адекватно представляет результаты эксперимента; в противном случае проверка гипотезы об адекватности проводится с помощью ^-критерия.

Оценка дисперсии адекватности осуществляется следующим образом:

где N - число реплик эксперимента.

Дисперсии экспериментов с2 определяются как среднее значение всех дисперсий функции отклика в параллельных опытах эксперимента:

Для вычисления значений ^Ожп) использованы результаты измерения времени реакции СВП в эксперименте (вычислены дисперсии для каждого уровня фактора эксперимента, затем определены средние значения дисперсий для прототипов СВП).

Результаты расчетов сведены в таблицу 2 (исходные данные для расчетов получены из таблицы 1).

Таблица 2

Результаты расчета дисперсий адекватности и эксперимента

Прототип СВП СГ2ад сг2((зт,) Проверка неравенства (9)

СВП-1 0,002220 0,011689 Неравенство выполняется

СВП-П 0,002116 0,012247 Неравенство выполняется

СВП-Ш 0,002929 0,011531 Неравенство выполняется

Дня всех трех прототипов СВП неравенство выполняется. Таким образом, величина минимального приращения выбранного критерия качества, определяемого по времени отклика и вычисляемого по статистикам эксперимента при последовательном варьировании параметров моделирования (репликам) во всем диапазоне лежит в «трубке» статистических зависимостей, чувствительность математической модели является высокой и она адекватна д ля описания нагрузки на прототипах СВП РГИК при количестве клиентов И= 1 ..10.

Используя математическую модель, определено максимальное количество клиентов, которое способна "обслужить" одна СВП без дублирования своих функций с учетом того, что запрос от клиента находится в очереди не больше 60 с (до окончания тайм-аута и'еб-браузера). В результате моделирования выявлено, что при оптимистичных оценках (без учета сопутствующих факторов и ограничений модели) СВП-Ш сохранит работоспособность по обслуживанию при одновременном обращении 47 клиентов, в отличие от СВП-1 (40 клиентов) и СВП-П (44 клиента). При увеличении нагрузки от одного клиента в 2,5 раза (0,2 Эрл), качество обслуживания будет ниже: СВП-1 - 33 клиента, СВП-П - 36, СВП-Ш — 38. Однако, с учетом ограничений (общая поступающая

нагрузка должна удовлетворять правилу Тптн< V, то есть полная нагрузка не должна превышать 1 Эрл) и сопутствующих факторов (задержки коммуникационной среды на всех уровнях от клиента до сервера моделирования, задержки при обработке запроса по постановке его в очередь на уровне операционной системы, время на запуск программной среды моделирования и т. д.) реальное количество обслуженных клиентов будет еще ниже.

В случае поведения источников нагрузки (клиентов СВП), отличных от рассмотренных (например, при ненадежных каналах клиент не ждет ответа с результатами расчетов, а генерирует с определенной периодичностью повторный запрос и т. д.), необходимо осуществлять поиск и идентифицировать другие типы моделей (имитационные или полунатурные). К примеру, грубая имитационная модель СВП РГИКвс в первом приближении при подобном поведении 10-ти клиентов демонстрирует, что около 7,4% заявок не будут обслужены, при этом среднее время нахождения в очереди составит 54,6 с, что близко к предельному значению тайм-аута (Т=60 с).

Таким образом, с учетом полученных прогнозных значений в качестве предложения при разработке конкретных прототипов СВП для успешной работы РГИКвс КИВС корпоративной АСУП необходимо построение взаимосвязанной виртуальной сети нескольких СВП на основе системы взаимодействия приложений СОКВА с учетом их параллельной работы и равномерного распределения поступающей нагрузки.

В заключении формулируются основные результаты работы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Разработана первая очередь базы рекурсивных головных функциональных моделей компонентов АСУП и их функциональных компонентов (в том числе вычислительных систем) д ля методик их совершенствования.

2. С использованием разработанной базы получены архитектура и расширенная головная функциональная модель распределенного гибкого инструментального комплекса вычислительных систем для интеллектуальной системы их сопровождения (с учетом полезной модели №17375,2000 г.).

3. Для ядра РГИК ВС разработаны информационно-логические модели компонентов распределенной базы моделей и методик, в том числе открытого электронного словаря-справочника администратора, базы тестов с рекурсивным и итеративным алгоритмом для полунатурного моделирования (тестирования) вычислительных систем и компонентов систем административного управления их сопровождения.

4. Разработаны полунатурная и уточненная математическая модели для оценки работоспособности и оперативности альтернатив СВП на основе технологий СОКВА и БСОМ, отнесенная к типу моделей системы массового обслуживания М/М/у/г<аУРР/К. Сравнение результатов математического моделирования с экспериментальными данными показало, что СВП на базе СОКВА обеспечит время отклика не больше значений, полученных в ходе экспериментальных исследований и работоспособность на 5—17% выше дру-

гих прототипов. Адекватность выбранной математической модели позволяет использовать ее для приближенной оценки.

СПИСОК ОСНОВНЫХ ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Баранов И. Ю., Пирогов В. В., Христенко Д. В. Интеллектуальная система административного управления развитием корпоративной информационно-вычислительной сети // "Датчики и системы". №6,2001. — с. 42-46.

2. Баранов И. Ю., Пирогов В. В., Христенко Д. В. Интеллектуальная система административного управления информационно-вычислительной сетью вуза // Свидетельство на полезную модель № 17375, 2000 г.

3. Баранов И. Ю. Моделирование электронного словаря-справочника администратора системы административного управления корпоративной информационно-вычислительной сети // Монография. Теоретические и практические проблемы естественно-научных, правовых и социальных дисциплин развивающегося информационного общества: В 3 ч. Часть 1. — Орловский государственный университет; Орел, 2003. - 115 е.: Депонированная научная работа в ВИНИТИ №2210-В2003,2003. - с. 85-94.

4. Баранов И. Ю. Информационно-логическая модель электронного словаря-справочника администратора корпоративной информационно-вычислительных сети // Депонированная научная работа в ВИНИТИ 04.04.2002, №620-В2002. - 12 с.

5. Баранов И. Ю., Пирогов В. В. Структурная модель системы идентификации и спецификации для системы административного управления развитием службой обмена сообщениями корпоративной информационно-вычислительной сети // XI Международная конференция "Информатизация и информационная безопасность правоохранительных органов". - Москва, 2002. - 6 с.

6. Баранов И. Ю., Пирогов В. В., Христенко Д. В. Архитектура системы управления развитием корпоративной информационно-вычислительной сети // Сборник трудов Всероссийской научно-технической конференции "Новые информационные технологии в научных исследованиях и в образовании". -Рязань: ГРТА, 2000. - с.74-75.

7. Баранов И. Ю., Воробьев А. А. Сравнительный анализ объектно-ориентированных технологий ОСОМ и СОКВА // Сборник материалов 3-й Всероссийской научной конференции «Проблемы создания и развития ИТКС СН». Часть 2. - Орёл: Академия ФАПСИ, 2003. - с. 83-85.

8. Баранов И. Ю., Пирогов В. В., Христенко Д. В., Воробьев А. А. Разработка методики формирования и актуализации базы моделей оценки производительности для службы административного управления развитием информационно-коммуникационного центра // Депонированная научная работа в ВИНИТИ №1505-В99, 1999. - 42 с.

9. Баранов И. Ю., Пирогов В. В., Христенко Д. В., Лебеденко Е. В. Управление распределенным гибридным моделированием для службы адми-

нистративного управления развитием ИКЦ // Сборник трудов 2-й Всероссийской конференции "Проблемы развития ИТКС специального назначения". -Орел: ВИПС, 1999.

10. Баранов И. Ю., Пирогов В. В., Христенко Д. В., Афанасьев В. В. Исходная модель организации интеллектуального контура системы административного управления развитием корпоративной информационно-вычислительной сети // Актуальные проблемы информатизации в ОВД. Кафедральный сборник работ преподавателей. — Орел: ОрЮИ МВД РФ, 2000. -с. 14-16.

11. Баранов И. Ю., Пирогов В. В. Концептуальная модель определенного типа интеллектуального управления корпоративной информационно-вычислительной сетью // Сборник трудов 9-й научно-технической конференции по криптографии "Проблемы построения, развития и защиты телекоммуникационных систем". Секция 14. - Орел: Академия ФАПСИ, 2001.

12. Баранов И. Ю., Пирогов В. В., Воробьев А. А. Методика сравнительного анализа альтернатив распределенных систем управления гибридным моделированием объектов корпоративных информационно-вычислительных сетей// Депонированная научная работа в ВИНИТИ №621-В2002,2002. - 17 с.

13. Баранов И.Ю., Крюков О.В., Козачок В.И., Цибуля А.Н., Семкин С.Н. Сравнительный анализ протоколов службы обмена сообщениями // Депонированная научная работа в ВИНИТИ №1383-В2002,2002. - 60 с.

14. Баранов И. Ю., Пирогов В. В., Воробьев А. А., Лебеденко Е. В. Методика сравнительного анализа распределенных систем управления гибридным моделированием объектов КИВС // Сборник научных трудов. Выпуск №14. -Орел: Академия ФАПСИ, 2003. - с.70-80.

15. Баранов И. Ю. Разработка архитектурных решений информационно-вычислительных сетей автоматизированных информационных систем органов управления субъекта Российской Федерации // НИР "Регион-АИС", НИИП ФАПСИ при Президенте РФ, вх. 801 от 29.12.2001 г. - 40 с.

16. Баранов И. Ю., Айгистов К. Э., Переверзев И. Н. Повышение эффективности деятельности администратора корпоративной информационно-вычислительной сети // Сб. трудов XI международной открытой научной конференции "Современные проблемы информатизации в информационных системах и телекоммуникациях". - Воронеж: "Научная книга", 2006. - с. 425-426.

Баранов Игорь Юрьевич

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 21.11.2006 г. Формат 60x84/16. Печать офсетная. Бумага офсетная. Гарнитура «Times New Roman». Усл. печ. л. 1.16. Тираж 100 экз. Заказ № 614.

Отпечатано в типографии Академии ФСО России 302034, г. Орел, ул. Приборостроительная, 35

Список сокращений.

Введение

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ КОРПОРАТИВНЫХ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯМИ.

1.1. Организационно-техническое представление организации КАСУП как объекта управления

1.1.1. Гибкие производственные системы

1.1.2. Цели управления корпоративными информационно-вычислительными сетями.

1.2. Анализ систем административного управления в корпоративных информационно-вычислительных сетях.

1.2.1. Платформы и приложения системного и сетевого администрирования

1.2.2. Обзор подходов к административному управлению корпоративными сетями

1.2.3. Обобщенная модель управления в системе административного управления корпоративными информационно-вычислительными сетями

1.2.4. Концептуальное представление многомерности управления в корпоративных информационно-вычислительных сетях

1.2.5. Показатели качества интеллектуальных систем административного управления и показатели производительности при сопровождении вычислительных систем в корпоративных информационно-вычислительных сетях

1.3. Описание проблемы и постановка задачи

1.4. Выводы по главе

ГЛАВА 2. ОРГАНИЗАЦИОННЫЕ МОДЕЛИ ГИБКИХ ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ ДЛЯ АДМИНИСТРИРОВАНИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ КАК АКТУАЛЬНЫХ КОМПОНЕНТОВ АСУП

2.1. Введение

2.2. Особенности представления информационно-логических и организационных моделей распределенных гибких инструментальных комплексов

2.3. Актуальные типы рекурсивных информационно-логических моделей

2.3.1. Абстрактная модель представления функционирования для функциональных компонентов человеко-компьютерной системы

2.3.2. Актуальные ормодели головной функциональной схемы для функциональных компонентов человеко-компьютерной системы

2.3.3. Головная функциональная схема рекурсивного представления платформенной организации функциональных компонентов

2.4. Человеко-компьютерная сеть типа автоматизированной системы административного управления (АСАУФк)

2.4.1. Особенности исходной модели потока задач администрирования функциональных компонентов

2.4.2. Особенности исходного представления САУВС1рФк и САУ^соп-компонентов для функциональных компонентов

2.5. Общая задача поиска организации распределенного гибкого инструментального комплекса второго поколения для системы административного управления функциональных компонентов

2.5.1. Спецификация головной функциональной схемы распределенного гибкого инструментального комплекса второго поколения.

2.5.2. Пояснения к организации серверов баз спецификаций и полунатурного моделирования

2.6. Проверка гипотез о возможности переноса типов компонентов из РГИК-I в РГИКвс

2.7. Выводы по главе

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА АКТУАЛЬНЫХ РАСШИРЕНИЙ РАСПРЕДЕЛЕННОГО ГИБКОГО ИНСТРУМЕНТАЛЬНОГО КОМПЛЕКСА ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ

В СЕТИ ГИБРИДНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ.

3.1. Представление РГИКвс в виде распределенной информационной системы

3.2. Разработка распределенной базы моделей, методик и спецификаций объектов вычислительных систем и службы обмена сообщениями корпоративной информационно-вычислительной сети

3.2.1. Подобие и рекурсивное представление исходной логической модели организации распределенной базы моделей и методик

3.2.2. Модели представления распределенной базы моделей и методик.

3.2.3. Разработка информационно-логической модели представления распределенной базы моделей и методик вычислительных систем и службы обмена сообщениями корпоративной информационно-вычислительной сети

3.2.4. Модель гиперсети информационно-логической модели распределенной базы моделей и методик на основе гипертекстовой технологии

3.3. Разработка модели представления электронного словаря-справочника администратора для РБММ в РГИКвс

3.3.1. Информационно-логическая и дата-логическая модели представления электронного словаря-справочника

3.3.2. Постановка задачи на разработку информационно-логической модели электронного словаря-справочника

3.3.3. Организация экспертизы по выбору информационно-логической модели электронного словаря-справочника

3.3.4. Выбор дата-логической модели электронного словаря-справочника

3.4. База тестирования и алгоритмы полунатурного моделирования вычислительных систем и их компонентов.

3.4.1. Модели спецификации актуальных объектов вычислительных систем при их идентификации и спецификации

3.4.2. Разработка алгоритма процедур оценки, выбора и настройки компонентов вычислительных систем

3.4.3. Аналитические модели актуальных компонентов вычислительных систем в терминологии систем массового обслуживания.

3.4.4. Имитационные модели актуальных компонентов вычислительных систем в терминологии системы массового обслуживания

3.4.5. Полунатурные (benchmark) модели актуальных компонентов распределенной корпоративной информационно-вычислительной сети КАСУП

3.5. Разработка системы распределенной автоматизированной очно-заочной экспертизы

3.6. Выводы по главе

ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ОЦЕНКА ПРОТОТИПОВ СИСТЕМЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПРИЛОЖЕНИЙ ДЛЯ ОРГАНИЗАЦИИ РГИК ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ

4.1. Модель представления функционирования распределенного гибкого инструментального комплекса корпоративной информационно-вычислительной сети КАСУП.

4.1.1. Концептуальная модель представления функционирования распределенного гибкого инструментального комплекса

4.1.2. Распределенная многозвенная организация распределенной системы управления запросами и распределенной системы управления сопровождением

4.2. Выбор альтернатив системы взаимодействия приложений для организации РГИКвс

4.2.1. Альтернативы системы взаимодействия приложений РГИКвс

4.2.2. Оценка совместимости и превосходства систем взаимодействия приложений

4.3. Экспериментальная проверка альтернатов системы взаимодействия приложений.

4.3.1. Постановка задачи на экспериментальную проверку альтернатив системы взаимодействия приложений.

4.3.2. Анализ результатов экспериментальной проверки.

4.3.3. Формализация задачи обработки запросов СВП в РСУЗ РГИК для математического и имитационного моделирования.

4.3.4. Математическая модель фрагмента СВП РГИКвс.

4.3.5. Сравнительный анализ результатов моделирования и эксперимента Проверка адекватности математической модели

4.4. Выводы по главе

Стремление к индивидуальному удовлетворению конкретного клиента требует производств, имеющих гибкую структуру бизнес-процессов, что вызывает к жизни новые подходы, концепции и методологии. Одна из таких концепций, CALS (Continuous Acquisition and Life cycle Support - непрерывные поставки и поддержка жизненного цикла изделия), является сегодня целым направлением информационных технологий и означает непрерывность информационного взаимодействия с заказчиком в ходе формализации его потребностей, формирования заказа, процесса поставки и системность подхода к информационной поддержке всех процессов жизненного цикла изделия, в том числе процессов обслуживания, ремонта, утилизации и т. д.

Современные гибкие автоматизированные предприятия (ГАПр) - это сложные системы преобразования потоков заказов в потоки изделий и имеющие иерархически-модульную организацию. Под группу заказов в ГАПр организуются виртуальные предприятия, и их работа обеспечивает выполнение этих заказов с определенным качеством. В рыночных условиях, при нестационарных потоках заказов и производственных ситуаций, эффективность ГАПр может падать. В связи с этим проводится совершенствование составляющих ГАПр, в том числе корпоративных автоматизированных систем управления предприятием (АСУП) путем обнаружения и устранения в них узких мест. Одно из направлений совершенствования АСУП - это интеллектуализация систем административного управления, содержащих экспертные системы, базы знаний, порождающие распределенные гибридные комплексы моделирования (например, распределенный гибкий инструментальный комплекс первого поколения [40, 41]) объединенных на основе специализированных программных платформ. Широко используются комплексы CASE-средств, ориентированные на распределенные объектно-ориентированные технологии удаленного взаимодействия приложений (CORBA, DCOM и др.). Информационная поддержка жизненного цикла изделия включает в себя и сопровождение одного из важных компонентов АСУП - вычислительных систем (ВС). Повышение сложности современных корпоративных АСУП делает актуальным совершенствование существующих систем администрирования ВС по направлению их дальнейшей автоматизации и интеллектуализации.

Объектом исследования в работе является интеллектуальная распределенная система административного управления потоками задач администрирования вычислительных систем в АСУП.

Предметом исследования - модели организации и функционирования инструментального комплекса в составе сети администрирования вычислительных систем.

Целью работы является повышение эффективности процессов сопровождения систем администрирования вычислительных систем АСУП за счет разработки распределенного гибкого инструментального комплекса второго поколения.

Основные задачи диссертационного исследования:

- разработать базу рекурсивных головных функциональных моделей компонентов АСУП (в том числе вычислительных систем) для методик их совершенствования (прототипирования);

- найти модифицированную головную функциональную модель организации распределенного гибкого инструментального комплекса (РГИК) вычислительных систем для интеллектуальной системы их сопровождения (с использованием критерия превосходства);

- разработать распределенную базу моделей и методик в составе: баз знаний об организации систем сопровождения, открытого электронного словаря-справочника администратора, базы тестирования и алгоритмов для полунатурного моделирования (тестирования) вычислительных систем и их компонентов;

- разработать уточненные модели для оценки работоспособности и оперативности альтернатив системы взаимодействия приложений на основе технологий CORBA и DCOM.

Основные результаты, выносимые на защиту:

1. Модель (прототип) первой очереди базы рекурсивных головных функциональных моделей компонентов АСУП (в том числе вычислительных систем) для методик их совершенствования.

2. Модифицированная головная функциональная модель организации распределенного гибкого инструментального комплекса вычислительных систем.

3. Информационно-логические модели открытого электронного словаря-справочника администратора, базы тестирования и алгоритмов полунатурного моделирования вычислительных систем и их компонентов.

4. Прототип, уточненные полунатурная и аналитическая модели для оценки работоспособности и оперативности альтернатив систем взаимодействия приложений на основе технологий CORBA и DCOM, а также научно-технические предложения по созданию распределенного гибкого инструментального комплекса второго поколения.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Впервые предложена абстрактная модель организации интеллектуальных сетей сопровождения ВС в корпоративных АСУП с использованием распределенных гибких инструментальных комплексов (с учетом теории интеллектуальных систем и зарегистрированной полезной модели).

2. В ее рамках с использованием методки выдвижения и проверки гипотез разработано подмножество абстрактных головных моделей для прототи-пирования распределенных гибких инструментальных комплексов.

3. На основе полученных абстрактных головных моделей и архитектуры известных прототипов разработано ядро РГИК и его расширения со следующими аспектами новизны - наличия: в электронном словаре-справочнике и компонентов для ликвидации терминологических конфликтов и доступа к моделирующим системам; в подсистеме тестирования - формализованного алгоритма выбора и настройки ВС (со свойствами рекурсивности и итеративности).

4. Для РГИК ВС разработаны полунатурная и математическая модели системы взаимодействия приложений (СВП) на основе технологий CORBA и DCOM, отнесенная к типу моделей системы массового обслуживания M/M/v/r<co/FF/R. Для математической модели СВП разработана методика проверки ее адекватности. На основе результатов, полученных при моделировании, обосновано использование в РГИК ВС системы взаимодействия приложений на технологии CORBA.

Научная и практическая значимость. Полученные научные результаты дают существенный вклад в методики построения сетей административного управления, в том числе распределенных интеллектуальных систем сопровождения вычислительных систем в АСУП.

Полученные результаты диссертационной работы подтверждены соответствующими актами о практическом использовании и обеспечивают:

1. Повышение эффективности сетей сопровождения ВС в корпоративных информационно-вычислительных сетях (КИВС).

2. Получение более корректных оценок работоспособности и производительности указанных выше альтернатив систем взаимодействия приложений для РГИК, в том числе непосредственно у заказчика при использовании рекомендаций диссертационной работы.

3. Использование у заказчика разработанных в диссертации баз тестирования и отдельных тестов из них.

4. Уточнение и систематизацию основных понятий для сетевых специалистов-администраторов, а также разрешения терминологических конфликтов за счет создания открытого электронного словаря-справочника с возможностью доступа к моделирующим системам.

Достоверность результатов диссертационной работы обеспечивается:

1. Использованием методик прототипирования.

2. Выполнением контрольных примеров (тестированием на контрольных примерах) для основных полученных результатов.

3. Использованием известных методик оценки адекватности (верности) при построении соответствующих моделей.

Методы и средства исследований. При решении диссертационных задач использовались: методы представления данных и знаний; методы логического и объектно-ориентированного программирования; теория эффективности целенаправленных процессов; методы планирования статистических экспериментов; методы статистического имитационного моделирования; теория массового обслуживания; методы организации и административного управления информационных (локальных) вычислительных сетей.

Реализация результатов работы. На основе теоретических и экспериментальных исследований спроектированы и реализованы ряд прототипов РГИК ВС и их компонентов в корпоративных АСУП, получены методики и средства совершенствования РГИК, которые приняты и используются в ряде предприятий: для разработки проектов создания перспективной автоматизированной системы управления документооборотом ОКБ "Протон", г. Орел; в системе административного управления КИВС ДМУП "Орелгорэлектрот-ранс"; при разработке типовых проектных компонентов технологического назначения для создания окружных и региональных информационно-аналитических центров в НИИ "Контур", г. Москва; в практической и учебной деятельности ГОУ "ГЦИПК" (г. Обнинск), ОРАГС (г. Орел), ОрЮИ МВД России (г. Орел), ЦПС Спецсвязи России в Смоленской области.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы были доложены и обсуждены на Международных конференциях "Информатизация правоохранительных систем (г. Москва, Академия управления МВД России, 2002 г.), X Международной открытой научной конференции "Современные проблемы информатизации" (г. Воронеж, ГТУ, 2006 г.), Всероссийской научно-технической конференции "Проблемы создания и развития ИТКС специального назначения" (г. Орел, ВИПС, 1999, 2001, 2003 гг.), Всероссийской научно-технической конференции "Новые информационные технологии в научных исследованиях и в образовании" (г. Рязань, ГРТА, 2000 г.), в одной монографии (г. Орел, ОГУ, 2003 г.).

Публикации. По результатам исследований по теме диссертации опубликованы 16 печатных работ.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников из 91 наименования и 8 приложений. Основная часть работы изложена на 160 страницах машинописного текста, включая 48 рисунков и 3 таблицы.

Основные результаты, полученные в диссертационной работе:

1. Разработана первая очередь базы рекурсивных головных функциональных моделей компонентов АСУП и их функциональных компонентов (в том числе вычислительных систем) для методик их совершенствования.

2. С использованием разработанной базы получены архитектура и расширенная головная функциональная модель распределенного гибкого инструментального комплекса вычислительных систем для интеллектуальной системы их сопровождения (с учетом полезной модели № 17375,2000 г. [50]).

3. Для ядра РГИКвс разработаны информационно-логические модели компонентов распределенной базы моделей и методик, в том числе открытого электронного словаря-справочника администратора, базы тестов с рекурсивным и итеративным алгоритмом для полунатурного моделирования (тестирования) вычислительных систем и компонентов систем административного управления их сопровождения.

4. Разработаны полунатурная и уточненная математическая модели для оценки работоспособности и оперативности альтернатив СВП на основе технологий CORBA и DCOM, отнесенная к типу моделей системы массового обслуживания M/M/v/r<ao/FF/R. Сравнение результатов математического моделирования с экспериментальными данными показало, что СВП на базе CORBA обеспечит время отклика не больше значений, полученных в ходе экспериментальных исследований и работоспособность на 5-17% выше других прототипов. Адекватность выбранной математической модели позволяет использовать ее для приближенной оценки.

Основные теоретические положения диссертации практически подтверждены разработкой и использованием в производственных условиях и для учебных целей.

На основании изложенного можно считать, что основная цель диссертации достигнута и поставленные задачи решены.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Рачков М. Ю. Оборудование и основы построения ГАП. М: Высшая школа, 1991.-166 с.

2. Соломенцев Ю. М, Сосонкин В. Л Управление гибкими производственными системами. М.: Машиностроение, 1988. - 352 с.

3. Интегрированная АСУ автоматизированных производств/Под ред. Б.ИЧерпакова. -М.: ЭНИМС, 1992.-304 с.

4. Применение системы "АЛИСА" для решения задач управления ГПС механообработки: Методические рекомендации/ Олевский В. М., Судов Е.В., Мельников О. М., Эп-штейн А. К. М.: ЭНИМС, 1988. - 34 с.

5. Судов Е. В., Серов А. А. Оценка возможности использования радиальных последовательных интерфейсов при построении АСУ производственными участками// Интегрированная АСУ автоматизированных производств. Сборник научных трудов ЭНИМС. -М., 1992. с. 233-239.

6. Горнев В. Ф., Емельянов В. В. Овсянников М. В. Оперативное управление в ГПС. М.: Машиностроение, 1990. 256 с.

7. Адамов Е. О., Дукарский С. М. Основные принципы построения автоматизированного машиностроительного производства М.: ИАЭ-4111/16, 1985.

8. Васильев В. Н. Организация, управление и экономика гибкого интегрированного производства в машиностроении. М: Машиностроение, 1986. - 312 с.

9. Телешевский В. И. Принципы построения компьютеризированных систем обеспечения качества// http://mv\v.osp.ni/ар/1999/01/21.htm. 05.04.06 г.

10. Берман А М. Принципы создания автоматизированной системы технологической подготовки производства для автоматизированного завода// Станки и инструмент, №3. -1991.-е. 12-14.

11. Альперович Т. А., Баранов В. В., Давыдов А. Н., Сергеев С. К., Судов Е. В., Черпаков Б. И. Компьютерно-интегрированные производства и С А Z^S-техноло ги и в машиностроении: Учебное пособие/ Под ред. Б. И. Черпакова. М.: ГУП "ВИМИ", 1999. - 512 с.

12. Передовые технологии автоматизации. Краткий каталог продукции ПРОСОФТ// http://mvw.pro so ft. ru. 14.04.2004 г.

13. Http://mv\v.rtsoft-training.rn/-p=6001.htm. 15.04.2004 r.

14. Http://mvw.asutp. ru/-p=6000.htm. 21.04.2004 r.

15. Любашин A. H. Промышленные сети// mvw.asulp.rii/-p=600353.htm. -21.04.2004г.

16. Советов Б. Я., Яковлев С. А. Моделирование систем: Учебник для вузов по специальности "Автоматизированные системы обработки информации и управления". 2-е изд., перераб. и доп. -М: Высшая школа, 1998. - 319 с.

17. Засецкий А. В., Иванов А. Б., Постников С. Д., Соколов И. В. Контроль качества в телекоммуникациях и связи. Часть И, под редакцией А.Б. Иванова. М.: Компания САЙРУС СИСТЕМС, 2001. -336 с.

18. Пятибратов А. П. и др. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации: Учебник/ А. П. Пятибратов, JI. П. Гудыно, А. А. Кириченко; Под ред. А.П. Пятибратова. -М.: Финансы и статистика, 1998. -400 с.

19. Якубайтис Э. А. Информационные сети и системы. Справочная книга. М: Финансы и статистика, 1996. - 368 с.

20. Нанс Б. Компьютерные сети: Пер. с англ. М.: Восточная Книжная Компания, 1996.-400 с.

21. Семенов М. Система PATROL, управление распределенными ресурсами// Открытые системы. -№3,1998 г.

22. Иванов П Управление информационными системами: базовые концепции и тенденции развития // Открытые системы. -№4, 1999 г.

23. Системы искусственного интеллекта// Курс лекций. Йошкар-Ола: Марийский государственный университет. http://www.marstu.mari. т/ mm lab/ home/AI/index.html.

24. Htip://www.ibm.com/ru/services/. -28.03.2006.

25. Колесов А. Формирование платформы IBM Software DevelopmentИ http://www.bvtemag.ru/Article.asp?ID=4021. 28.03.2006.

26. Олифер В. Г., Олифер Н А Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. СПб.: Издательство "Питер", 1999. 672 с.

27. Аничкин С. А., Белов С. А. и др. Протоколы информационно-вычислительных сетей/ Под ред. Мизина И. А., Кулешова А. П. Справочник. М.: Радио и связь, 1990. -504 с.

28. Столяров М., Трифаленков И На пути к управляемым информационным системам// Jetlnfo. -№3,1999. -http://mvw.ietinfo.com/1999/3/l/articleI.3.1999.html.

29. Вознюк М. А., Мусаев А. А, Елшин А. В. Теоретические основы квалиметрии информационных систем. СПб.: ВУС, 1999. - 108 с.

30. Кукушкин А, А. Теоретические основы автоматизированного управления. Часть 2. Основы управления и построения автоматизированных информационных систем: Пособие. Орел: ВИПС, 1999. - 209 с.

31. Анфилатов В. С., Емельянов Д. Е., Кукушкин А. А. Системный анализ в управлении: Учебное пособие. -М.: Финансы и статистика, 2002. 368 с.

32. Кукушкин А. А. Теоретические основы автоматизированного управления. Часть 1. Основы анализа и оценки сложных систем: Пособие. Орел: ВИПС, 1998. - 254 с.

33. ISO/ТС 97/SC 21 N1371 ISO/DP 7498/4. Information Processing Systems — OSI Reference Model — Part 4: Management Framework.

34. Клир Дж. Системология. Автоматизация решения системных задач: Пер. с англ. -М: Радио и связь, 1990. 544 с.

35. ГОСТ 34.003-90. Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Автоматизированные системы. Термины и определения. Дата введения 01.01.92.

36. Иванов А. Ю., Полковников С. П., Ходасевич Г. Б. Военно-технические основы построения и математическое моделирование перспективных средств и комплексов автоматизации. СПб.: ВАС, 1997. - 419 с.

37. Справочник по теории автоматического управления/ Под ред. А. А. Красовского. М: Наука, Главная редакция физико-математической литературы, 1987. - 712 с.

38. Воробьев А. А. Разработка интеллектуальной системы административного управления процессами настройки операционных систем АСУП/ Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.13.06. Орел: ОГ-ТУ, 2005.

39. Петухов Г. Б. Основы теории эффективности целенаправленных процессов: Учебник. Часть 1. Методология, методы, модели. -М.: МО СССР, 1989. 660 с.

40. Сухомлин В. А. Введение в анализ информационных технологий: Курс лекций// http://mvw.sukhomlin.oit.cmc.msu.ni\AnalizeIT\index.htm. -21.04.2005 г.

41. Гаврилова Т. А., Хорошевский В. Ф. Базы знаний интеллектуальных систем. -СПб.: Питер, 2000.-284 с.

42. Ресурсы Microsoft BackOffice: Exchange Server и Systems Management Server. Пер. с англ. СПб.: BHV - Санкт-Петербург, 1998. - 1008 с.

43. Крейгон X. Архитектура компьютеров и ее реализация: Пер. с англ. М.: Мир, 2004.-416 с.

44. Воробьев А. А., Баранов И. Ю. Сравнительный анализ объектно-ориентированных технологий DCOM и CORBAII Сборник материалов 3-й Всероссийской научной конференции "Проблемы создания и развития ИТКС СН". Орёл: Академия ФАПСИ, 2003. Часть 2. - с. 83-85.

45. Пирогов В. В., Баранов И. Ю., Христенко Д. В. Интеллектуальная система административного управления информационно-вычислительной сетью вуза// Полезная модель №17375. 2000.

46. Морозов В. П., Тихомиров В. П., Хрусталев Е. Ю. Гипертексты в экономике. Информационная технология моделирования: Учебное пособие. ~М.: Финансы и статистика, 1997.-256 с.

47. Купер И. Р. Обзор отечественных гипертекстовых технологий// Теория и практика общественно-научной информации, выпуск 13. 1997. - http: //www,inion.ru/product/ kuperl3.htm.

48. Теория прогнозирования и принятия решений. Учебное пособие. Под ред. С. А. Саркисяна. М.: Высшая школа, 1977. - 351 с.

49. Волкова В. Н., Денисов А. А. Основы теории систем и системного анализа: Учебник для студентов вузов, обучающихся по специальности "Системный анализ и управление". СПб.: Издательство СПбГТУ, 1997. - 510 с.

50. Острейковский В. А., Теория систем: Учебник для вузов по специальности АСО-ИУ. М.: Высшая школа, 1997. - 240 с.

51. КаранчукВ. П. и др. Основы применения ЭВМ. -М.: Радио и связь, 1988.

52. Performance Benchmarks for Computers Running Exchange Server 2003/ http://www.microsoft.com/exchange/evaluation/default.mspx. -26.03.2005.

53. Http://h71019. www7.hp. com/Active Answers/downloads/ BenchmarkExchange2003 DL585.pdf.- 26.03.2005.

54. Семейство процессоров Intel Xeon/ http://mvw. intel. cont/cdV products/ services/ emea/ rus/browse/processors/ 164854.htm. 26.03.2005.

55. Серверные платформы Intel SRSH4 и SPSH4/ hltp://developer, intel. riv'design/ servers/ buildingblocks/srsh4spsh4/index.htm. 26.03.2005.

56. Воробьев А. А., Гришаков В. Г., Лебеденко Е. В., Молчанов А. В. Архитектура распределенной базы моделей сети гибких инструментальных комплексов // Военный институт правительственной связи,- Орел, 1999 г. Деп. в ВИНИТИ. №1501-В36 от 10.02.1999 г.

57. Таненбаум Э., Стен М. Ван. Распределенные системы. Принципы и парадигмы. -СПб.: Питер, 2003.-877 с.

58. Норенков И П. Основы автоматизированного проектирования: Учебник для вузов- М: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2000. 360 с.

59. Ковалев В. Корпоративное веб-приложение совсем не сложно. Часть 1. Теория. -http:/Av\v\v. mesa. m/d7. shtml.

60. Остапенко А. Пишем IS API-расширение. http://rsdn. га/'article/ met/ wrisapi.xml.

61. Корнышев Ю. H., Пшеничников А. П., Харкевич А. Д. Теория телетрафика: учебник для вузов. М: Радио и связь, 1996. - 272 с.

62. Слама Д., Джейсон К, Перри Р. Корпоративные системы на основе CORBA: Учебное пособие/Пер. с англ. -М.: Издательский дом "Вильяме", 2000. 368 с.

63. Литвак Б. Г. Экспертная информация: Методы получения и анализа. М.: Радио и Связь, 1982.

64. Евланов Л. Г., Кутузов В. А. Экспертные оценки в управлении. М.: Экономика, 1978.- 133 с.

65. Монтгомери Д. К. Планирование эксперимента и анализ данных: Пер. с англ. -Л.: Судостроение, 1980. 384 с.

66. Блохин В. Г., Глудкин О. П., Гуров А. И., Ханин М. А. Современный эксперимент: подготовка, проведение, анализ результатов. -М.: Радио и связь, 1997. -232 с.

67. HTML 4.0 Specification W3C Recommendation, revised on 24-Apr-1998//http://mvw. w3. ore/TR/REC-html40/.

68. Extensible Markup Language (XML) 1.0. W3C Recommendation 10-February-1998.

69. Атанов Г. А., Деятельностный подход в обучении. Донецк, "ЕАИ-пресс", 2001. -160 с.

70. Факторный, дискриминантный и кластерный анализ. М.: Финансы и статистика, 1989.-215 с.

71. Новиков Д. А., Петраков С. Н. Курс теории активных систем. М.: СИНТЕГ,1999. -104 с.

72. Есаян А. Р. Рекурсия информатике; Учебное пособие для студентов педагогических вузов: Ч. 1: Корзина разнообразных задач. Тула: Изд-во ТГПУ им. JL Н. Толстого,2000. 90 с.

73. Комплексная корпоративная система управления предприятием // http://mv\v. tbsoft. ги/.

74. Тарарыкин С. В. и др. Методы и средства параметрической оптимизации и настройки микропроцессорных систем управления / С. В. Тарарыкин, А. В. Пучков, В. В. Тютиков. -Вестн. ИГЭУ, 2001. Вып. 1. С. 51-56.

75. Стандарт ISO 9004:2000. Системы менеджмента качества. Руководящие указания по улучшению деятельности (Quality management systems. Guidelines for performance improvements).

76. Реализация баз данных MS SQL 7.0. Учебный курс (c CD-ROM). Microcoft Corp. -M.: Русская редакция, 2000. 528 с.

77. Качмарек С. Д. Microsoft Systems Management Server 2003. M.: ЭКОМ, 2006. -784 с.

78. Корнеев В. В. Параллельные вычислительные системы. М.: "Нолидж", 1999. -320 с.

79. Object Management Group, 1Ъе Common Object Request Broker: Architecture and Specification, версия 2.5, сентябрь 2001. mm.omg.org.

80. Levy M. COM Internet Services // msdn. microsoft, com/ library/ default, asp? url=/library/en-us/dndcom/html/cis.asp.

81. Королев JI. H. Архитектура электронных вычислительных машин. -М.: Научный мир, 2005. 272 с.