автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.11, диссертация на тему:Концепция открытых систем в проектировании информационных систем прикладного характера

МОСКОВСКИЙ ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОНИКИ И МАТЕМАТИКИ

„ - '. <•-»

^ V _г(Государственный Технический Университет)

л о,

и

На правах рукописи

Чжу - Чуань Шэн

Концепция открытых систем в проектировании информационных систем прикладного характера

Специальность 05.13.11 "Математическое и программное обеспечение

вычислительных машин, комплексов, систем н сетей."

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва -1997

Раб от выполнена в институте машиноведения им. А.Л. Блаюнраьова Российской Академии Наук (Совместная Российско-Вьетнамская Лаборатория)

Научный руководитель:

доктор технических наук лрфессор

Афанасьев В.Н.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук профессор

Саксонов Е.А.

кандидат технических наук старший научный сотрудник

Ананьин А.Н.

Ведущая организация - Московский Инженерно-физический Институт

Кафедра Информатики и Процессов управления

Защита состоится ___1997 года в_часов

на заседании Специализированного Совета Д 063.68.0S при Московском Институте Электроники и Математики по адресу:

Москва, Большой Трехсвятительский пер?, дои 3/12, МИЭМ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института.

Автореферат разослан "_" _1997 года.

Ученый секретарь Специализированного Совета Кандидат технических наук доцент

Буишков С.Е..

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность и постановка проблемы^ Одной из характерных особенностей современного этапа научно-технического прогресса является широкое и интенсивное использование математических методов, средств информатики и вычислительной техники во всех сферах человеческой деятельности. В часгносги, разрабатывается, вводится в действие и модернизируется большое число автоматизированных банковских систем. Почтому повышение качества и эффективности создаваемых систем, сокращение сроков и затрат на их разработку и внедрение являются важными задачами.

Эффективное использование вычислительной техники в банках требует значительных трудозатрат на создание интегрированных информационных систем. Ключевым условием успешной реализации любой крупной информационной системы можно считать применение современных технологий, опирающиеся на промышленные стандарты. За последние несколько лет в компьютерном мире прочно утвердился термин "Открытые Системы", и под этим девизом сегодня работают многие компании, предлагающие решения на рынке информационных систем. Открытые системы - это прежде всего соответствие стандартам всех компонент информационной системы: аппаратуры, программного обеспечения, пользовательского интерфейса. Это гарантирует взаимодействие систем между собой на всех уровнях - от электрических сигналов до программного интерфейса. Единообразие пользовательского интерфейса позволяет сэкономить время и средства на обучение персонала.

Сегодня технология "клиент/сервер" получает все большее распространение, однако сама по себе она не предлагает универсальных рецептов. Она лишь дает общее представление о том, как должна быть организована современная распределенная информационная система. В то же время реализации этой технологии в конкретных программных продуктах и даже в видах программного обеспечения различается весьма существенно.

Выбор стратегии клиент/сервер принимается из соображений стратегии. Как

правило, эти системы дороже мейнфреймов. Например,- стоимость нового

специального приложения клиент/сервер для 140 пользователей сопоставим с

г

расходами на эксплуатации;того же приложения в течение четырех лет на АЯ/4(К).

Даже если второе приложение клиент/сервер будет наполовину дешевле, все равно сэкономить вряд ли удастся (Forrester Reseach Corp. USA, 1995).

Однако, есть другие более ощутимые выгоды использования технологии клиен г/сервер. В системах, реализованных на базе этой технологии, больше внимания уделяется производительности труда конечных пользователей (Metropolitan Life Insurance Corp., USA). Достаточным обоснованием принятия Открытой Системы, как правило, является соответствие проекта главной цЫи организации - первоклассному обслуживанию клиентов. Иногда Открытые Системы оправдывают себя косвенно, обеспечивая главное для информационных систем - способность быстро развиваться и гибкость.

/

Три основных аргумента в пользу перехода на архитектуру клиент/сервер:

• улучшение обслуживания клиентов;

• расширение возможностей сотрудничества;

• реорганизация бизнес-проектов.

Однако, достичь желаемого результата можно только в случае, если эти аргументы учтены в корпоративной стратегии. Переход на архитектуру клиент/сервер не должен являться отдельным проектом, а входить в программу создания новой информационной системы организации. При этом информационная система может включать мейнфрейм, систему клиент/сервер и сети.

Несмотря на то, что в области создания больших информационных систем трудятся огромные коллективы ученых и практиков и сегодня имеются впечатляющие результаты этих работ (например, всемирная информационная система Internet), следует отметить, что самая динамичная область знаний, которой в настоящее время является информатика, и расширяющаяся сфера приложений требуют развития таких методов реализации технологии, при которых система будет отвечать ужесточающимся требованиям не зависимо от того,когда она была создана.

В этой связи анализ состояния проблемы проектирования информационных систем и разработки методики создания подобных систем вне зависимости от их прикладного характера является актуальной проблемой не только в научном плане, но и важной а практическом.

г

Цель работы: В настоящей диссертационной работе на основе концепции открытых систем рассматриваются вопросы проектирования информационных систем банковской сферы, проводится анализ программных и аппаратных средств, имеющихся на рынке,

использование которых возможно для создания информационной системы и производится ее проектирование.

Методы исследования. Основные результаты диссертационной работы получены с использованием аппарата системного анализа и исследования операций, теорией вероятностей, математической статисгики, а также современных методов программирования.

Научная новизна. На основе анализа современных концепций проектирования информационных систем предложена методология выбора структуры программного обеспечения компьютерных систем различного предназначения (операционные системы, базы данных, инструментальные средства, сетевое программное обеспечение). Разработана методология создания банковских информационных систем. Сформулирован критерий выбора периодов дампирования и восстановления баз данных. Для решения задачи оптимизации этих процессов предложена методология ветвей и границ. Используя метод алгоритмического конструирования Нестационарных систем управления с неполной информацией, разработанный для математического конструирования динамических систем, ст ¡тезирован алгоритм оптимизации стохастических моделей экономических процессов для задач прогнозирования курсовой стоимости ценных бумаг.

Практическая ценность. Предложенная метология создания информационных систем используется для создания банковской комьютерной системы. Результаты диссертационной работы может быть использована для проектирования информационных систем различного назначения.

Внедрение. Эффективность разработанной в диссертации методологии проектирования информационных систем подтверждена положительным опытом создания информационной системы Китайского Банка.

Аниробация работы. Основные результаты работы докладывались на научных семинарах Института машиноведения им. A.A. Благонравова.

Публикации. Основные положения диссертации изложены в книге "Информационныетехнологии управления финансовыми потоками".

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из Введения, четырех глав, Заключения, списка литературы и приложений и содержит 144 страницы машинописного текста, 29 рисунков, 6 таблиц. Библиография содержит 46 наименований, из них 15 на английском языке,

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ г

Ньедунис. Обосновывается выбор темы исследований, ее актуальность, научное и практическое значение. Описывается структура работы, приводятся основные положения, выносимые на защиту.

Глава I. Приведены концептуальные основы современных информационных систем, приведена динамика развития наиболее применяемого стандартного программного обеспечения, оценка его развитая в ближайшие годы.

При построении информационных систем с использованием концепции открытых систем, которая на 90% связана с международными стандартами, ст оимость оборудования становится намного ниже, чем у систем, не использующих эту концепцию, и "Открытая Архитектура" системы делает ее намного более гибкой'для построения сетей и различных интерфейсов. Сам термин "Открытые системы" базируется на операционных системах семейства UNIX. UNIX-испытанная и надежная операционная система. Этим объясняется то, что UNIX из года в год расширяет сферу своего влияния и использования. Объединение различных конфигураций UNIX-платформ требует минимальных усилий, благодаря поддержке основными производителями лишь нескольких стандартных технологий, в частности набора коммуникационных протоколов TCP/IP, сетевой файловой системы Network File System (NFS), стандарта оконного интерфейса X Window, графического стандарта Motif и интерфейса прикладного программирования (API интерфейса) Posix.

_с__

из

1угнх

Рис.1.1. Стандарты концепции Открытых систем

В работе проведен анализ развития иЬПХ-подобных операционных систем, интеграционных процессов, происходящих в этой области, даются рекомендации по выбору этой определяющей составляющей программного обеспечения информационных систем.

Основными направлениями совершенствования реляционных баз данных являются:

-увеличение производительности. Одним из новых способов увеличения производительности базы данных-сокращение числа конфликтов на сервере, при которых несколько процессов пытаются одновременно обратиться к одним и тем же данным. Традиционный способ "блокировки" приводит к тому, что транзакции образуют очередь и ждут доступа в режиме последовательной обработки. Выход из этого положения-сетдание нескольких версий данных. При этом каждая транзакция может иметь свою собственную копию данных и, следовательно, никакого ожидания не требуется. К тому же, множественность версий поддерживает динамическую схему-возможность изменения определений таблиц данных в процессе функционирования системы;

-параллельная обработка передачи данных. Новым подходом увеличения производительности базы данных является всевозможное использование различных форм параллельных операций, включая многопотоковость и параллельное выполнение запросов. Многопотоковая архитектура позволяет избегать состояния простоя (например, во время операций ввода/вывода) путем создания "облегченных" процессов, использующих меньшие ресурсы сервера. Параллельная обработка заключается в разбиении отдельных запросов на части, которые можно выполнять на различных серверах. Главной задачей при этом является оптимальное разбиение программ на части, которые можно будет выполняться одновременно;

■ •распределение данных. Оптимальное распределение данных технологически. сложно и сильно зависит от заданных организационных требований на время реакции, целостность данных, степень готовности, интероперабелыюсть, и множество других факторов, среди которых всегда есть взаимопротиворечивые. Предлагаемые технологии включают удаленные вызовы процедуры, и триггеры, работающие совместно как некоторые разновидности языка ассемблера для распределения данных в сетях;

-переносимость приложений. Один из важнейших признаков концепции открытых систем;

-интероперабельносгь (способность работать в разнообразных сетях). При проектировании информационных 'систем используются в настоящее время языки 4-го поколения (технология, известная в мире как "4GL"). За последний годы языки 4-го поколения приобрели стабильность, получили распространение на широком диапазоне компьютерных платформ и могут обеспечить работу больших организаций и предприятий, их филиалов и отделений с операционной системой UNIX, установленной на различных типах ЭВМ.

Даже удачно спроектированные системы со временем перестают удовлетворять тем или иным потребностям развивающихся организаций. Если не принимать во внимание чисто организационные недоработки, указанное явление в основном связано с недостатками применяемых инструментальных средств. Вычисления в среде клиент/сервер (КС) -лздна из наиболее быстро развивающихся технологий в компьютерной отрасли. Эта технология предполагаег разбиение прикладной программы на логически различные компоненты (клиентские и серверные), которые выполняют свои специфические функции.

/

архитектура должна выбираться на основе строго сформулированных требований и только после тщательного анализа требований проектировать структуру системы. Переход с двухуровневой архитектуры на трехуровневую рекомендуется, если возникают следующие ситуации: 1

• число параллельных подключений к базе данных превышает 50;

• приложение вызывает разделяемые функнии, реализующие логику системы, и

У

активно использует хранимые процедуры; /

• широко применяется кэширование данных, кторое проще реализовать не на уровне клиента, а на выделенном сервере приложений;

• приложение должно функционировать в глобальной сети с территориально распределенными узлами;

• требуется проверка полномочий пользователей, обращающихся к базам данных.

Приведем характеристики прикладного программного продукта, определяющие его выбор.

-продукт и цена

• качество продукта (надежность, пополняемость кода, неподверженность "вирусам", простота использования);

• функциональность продукта (согласованность со стандартами, простота интеграции, безопасность, характерны» особенности, исполнение);

• применяемость продукта;

• прибыльность применения продукта.

• -поддержка

• доступность технической поддержки и ее эффективность;

• качество технической поддержки;

• предпродажная работа (доступность ознакомления для разработчиков, деловое взаимодействие с сотрудниками фирмы, переговоры);

• маркетинговая поддержка продукта (распространение бета и демо-версий, обучение и тренинг, сопровождение, реклама).

•сотрудничество

• легкость организации совместной работы;

неконфликтность с другими организациями-производителями программных средств.

Проанализированы основные программные продукты, обслуживающие компьютерные сети. Обоснован выбор сетевого протокола TCP/IP. Рассмотрены проблемы обеспечения безопасности и доступа в информационных системах тина INTRANET. Даны рекомендации по выбору соответствующего программного обеспечения и методов организации работы информационной системы.

Глава 2. На основании анализа организации работы ряда коммерческих банков, сформулированы требования, который должны отвечать проектируемые

автоматизированные банковские системы и предложены технологии организации

>

основных видов деятельности Банка. Результаты этой главы могут быть использованы как проектировщиками автоматизированных банковских сисгем, так и банками, стоящими перед проблемой выбора подходящей системы. Положения, ставшие основой для проектирования компьютерной системы, определялись задачами, стоящими перед банком, как основной структурной единицей сферы денежного обращения, осуществляющим все виды банковских услуг, связанных с организацией платежей й расчетов, ведением счетов юридических и физических лиц, хранением денежных средств, кредитованием и выполнением прочих банковских операций. При этом учитывалось, что внедрение Компьютерной Системы в банке должно идти по пути использования подхода, минимизирующего затраты на: созДание системы, обучение персонала, поддержание функционирования системы и ее развитие.

Компьютерная Система банка должна удовлетворять требованиям всех нормативных актов, регламентирующих банковскую деятельность на территории, на которой осуществляется как основная, так "филиальная" и корреспондентская деятельность Банка, и в то же время быть достаточно гибкой. Кроме этого:

1. Компьютерная Система банка должна не только обеспечивать возможность получения выходных форм, но и позволять оперативно анализировать состояние банка, вести банковские договоры, анализировать состояние кредитных ресурсов и их прогнозирование.

2. Компьютерная Система банка долж(>а быть ориентирована на банковского работника, т.е. организована по принципу дружественного интерфейса и разветвленной системы помощи в каждом из программных блоков.

3. Компьютерная Система банка должна обеспечивать:

• многовалютную и многопрофильную работу в режиме реального времени;

• сбоеустойчивость обработки информации,

• архивацию документов на магнитных носителях,

• электронную передачу денежных средств при помощи телекоммуникационных каналов,

(

• защиту от компьютерного мошенничества,

» неяисимо£ть от конкретного поставщика аппаратных средств,

• способность системного интегрирования,

• перенос программного обеспечения и алгоритмов.

4. Компьютерная Система банка должна проектироваться и создаваться как

система, использующая новейшие банковские технологии, аппаратные средства и

программное обеспечение, отвечающие международным стандартам и прошедшие

экспертизу в известных банках мира. Она должна отвечать принципу создания

"Открытых систем", т.е. систем, работающих на платформе семейства ОС UNIX,

что позволит в значительной мере удовлетворить требования, сформулированные

г

выше.

5. Реализация Проекта по созданию Компьютерной Системы банка и привлечение с этой целью партнеров должно способствовать установлению банковских корреспондентских отношений с другими банками за рубежом. Компьютерная Система банка должна открыть новые виды коммерческих услуг.

6. При реализации проекта по компьютеризации банка должен использоваться принцип минимизации затрат и максимального привлечения потенциала банка. Кроме того, банк, работая с представителями фирмы над установкой оборудования, инсталяцией и модификацией новейшего банковского программного обеспечения, в дальнейшем будет готов к оказанию коммерческих услуг другим банкам.

7. Обучение персонала работе в Компьютерной Системе банка не должно быть черезмерно сложным, обеспечивая быструю адаптацию сотрудников при развитии Системы и смене места работы в банке.

Приведенные выше концептуальные положения, полное!ью соответствуют динамике развития современных банков. Их реализация открывает новые возможности и перспективы как в коммерческой сфере, 1ак и в деятельности по поддержке талантов и умов, широкой благотворительности.

Панковская информационная система должна иметь оптимальное соотношение "цена/нроизводительноегь", что может быи> доетитнуто благодаря использованию новейших технологий, включающих в себя такие элементы как:

f

1 Язык программирования 4-ю поколения;

2 Система управления реляционными базами данных (СУРБД); ....._

3 Структурированный язык запросов (SQL);

4 Множество автоматизированных процессов вычисления;

5 Установки но умолчанию, определяемые пользователем.

И работе сформирована функциональная структура программного обеспечения банковской информационной системы, ее ядра, описаны основные ее модули.

г

Рассмотрены вопросы организации дампирования и восстановления информации в банковской компьютерной системе.

Использование дампирования является эффективным средством повышения сохранности информационного обеспечения вычислительных систем. Однако частая реорганизация базы данных в системах с такой организацией обработки информации отрицательно сказывается на их эффективности в связи с вынужденными прерываниями вычислительного процесса на дампирование основных массивов бээы данных и затратами машинного времени на архивацию дифференциальных массивов. С другой сгороны, увеличение периода реорганизации приводит к увеличению времени восстановления информации, увеличению времени доступа к базе данных, что недопустимо в банковской системе, работающей в режиме реального времени. В связи с этим возникает проблема выбора оптимального по заданному критерию эффективности периода реорганизации базы данных. Естественно, подобная проблема возникает в банках, имеющих большое количество рабочих мест, имеющих территориалыю-расн ре деленную структуру, предоставляющих 1 услуги тина "Клиент/Банк".

Небольшие коммерческие банки проводят реорганизацию своих баз данных, как правило, при закрытии операционного дня.

Пусть:

Т - период реор| анизации базы данных;

Т* - исследуемый период времени функционирования системы;

^ - среднее время обновления базы данных;

1»р(Т) - среднее время обработки запроса на использование базы данных;

г

(к, (Т> среднее время реорганизации базы данных;

ты - среднее время существования копий дампов базы данных;

т*« - среднее время существования копий собственно дампов;

к - число к пий дампов базы данных;

п - число копий дампов;

у - число поколений дампов базы данных;

V) • интенсивность запросов на лбновление базы данных;

V] - интенсивность запросов на использование базы данных;

г» - стоимость единицы времени работы системы;

7« - сгоимость отката системы;

7ы - стоимость носителя с основным массивом базы данных;

Сформирован критерий эффективности периода реорганизации данных. Средние эксплуатационные затраты на функционирование системы резервирования и восстановления с использованием дифференциальных массивов складываются из затрат на дампирование базы данных и их архивацию, сгоимосж ре>ерпнмх носителей информации, средних затрат на обновление и использование базы данных, затрат на плановую реорганизацию базы данных, средних потерь и случае возможного разрушения массива и его резерва.

¿лш - стоимость носителя с дампами;

Роь* - вероятность успешной обработки запроса на обновление базы данных;

Р|(п,к,у) - вероятность успешной обработки запроса на обновление базы данных;

/

Рг(п,к,у) - вероятность успешной плановой реорганизации базы данных. Тогда:

Т*

— • (к • Тк + п • т, ) • г„ - усредненная по периоду ;

Т

реорг анизации базы данных стоимость под держки к • копий дампов базы данных и

п - копий собственно дампов;

+ (I-Ры..>гь] - затраты на обновление базы данных; . г

у2.Т*'[1«р'2ш +■ (1-Р|(п.к.у))*2ь] -затраты на использование базы данных;

у*(п*гм + к«А|ш) - стоимость эксплуатации к • копий

дампов базы данных и о - копий собственно дампов; Т*

г— • [<г«о (Т) «^т + (1-Рд(п,к,у)>2ь]-затраты на плановую реорганизацию Т

базы данных.

Таким образом, критерий средних эксплуатационных затрат можно записать в виде:

Т*

>У)----- (к • Тк + II • ) • 2Ш + Vl•T*^[t(>b^^2^>^,» + +

т

+ У2.Т*«[1ар.2т (1-Р1(П,к,у»2ь) + у.(п>2м + к.^ш) + Т*

+ ~ • (и(Т) ,га + (1-Р^п,к,у)>гь]. (2.1)

Т

Сформированный критерий качества (2.1) используется дня выбора оптимального периода реорганизации базы данных.

Минимум функционала J(n,k,T,y) no Т отыскиваетия с использованием метода, предложенного в работах Ковалевского С.С. Исходная задача частично-целочисленного программирования преобразуется к виду:

J°(n,k,T,y) = njin J(n,k,T,y),

то есть к задаче нелинейного целочисленного математического программирования, для решения которой можно использовать метод "ветвей и границ". С помощью предложенного, можно исследовать различные варианты задачи определения оптимальных периодов обновления текущих информационных массивов при различных конкретных и задаваемых желаемых (успешчая обработка запросов, успешная плановая реорганизация базы данных и т.п.) параметрах

I

информационной системы.

/

/

Глава 3. В данной главе рассматриваются теоретические и практические аспекты проектирования многоплатформенной компьютерной сети. Освещены вопросы, связанные с архитектурой и топологией сети, выбором оборудования и математического обеспечения.

Рассмотрены наиболее популярные на сегодняшний день компьютерные платформы.

Проведено проектирование типовой информационной системы для организационно-финансовых организаций. '

В Приложении 1 приведены распечатки тексты командных файлов,

выполняющихся компьютерами различных платформ и необходимых для

/

поддержания работоспособности сети.

Проведен анализ совместимости протоколов сетей (IEEE, ТСРЛР, NetBIOS, DNA, Сетевой Операционной Системы NetWare) и сравнение стандартов IEEE и Token Ring фирмы IBM.

Проведен анализ применяемого оборудования для совместимости протоколов (оборудование дня сеги ARCNet, оборудование для J1BC тина Token Ring,

IS

оборудование Ethernet для высокопроизводительных ЛВС типа NetWare). Рассмотрены вопросы межсетевого взаимодействия.

Проведен анализ математического обеспечения для совместимости сетей (LAN Workplace фирмы Novell, Novix for NetWare фирмы Fire Fox, UniLink фирмы MCS, NFS фирмы Novell, Сервисы VMS для MS-DOS).

/

Сформулированы требования, предъявляемые к техническим средствам распределенной информационной системы. Представлены варианты технической реализации на примере информационной компьютерной системы Банка.

Осуществлено проектирование банковской компьютерной сети (с учетом уже имеющейся в наличии части необходимого оборудования), которая состоит:

- г сервер базы данных • серверы приложений

VAX 3000 (OS VMS 5,5); SPARCscrver 20 xl; SPARCserver 10 x2; SPARC ervcr S xl; SPARCclassic x3

(все серверы приложений имеют OS Solaris 2.4);

пользовательские интерфейсы

IBM PC до 250

(компьютеры рабочих мест имеют OS DOS 6.22 и/или Windows 95).

Один из серверов приложений (SPARCserver 10) является коммутационным, осуществляющим связь с внешними организациями, банками, филиалами Банка и удаленными клиентами. Второй SPARCserver 10 предназначен для обслуживания сети автоматических кассовых аппаратов (до 50). Сервер SPARCserver 5 обслуживает отдел информатизации Банка, в котором должно вестись администрирование информационной системы и разработка новых компьютерно-технологических решений.

Вся сеть делится на сегменты, каждый из которых включает только лишь однородное оборудование и соединяется друг с другом только через одно звено.

Подсети IBM PC образуют 7 локальных сетей, имеющих собственные серверы приложений.

О качестве общей топологии для всей сети выбрана топология типа "шина". Это упрощает монтаж сети и снижает ее стоимость. Выбирая физический носитель, руководствуемся критерием: пропускная способность носителя, удобство его . использования, сравнительная дешевизна носители по сравнению с другими, | высокая надежность работы носителя. Всем этим критериям отвечает носитель гипа "толстый" Ethernet. При этом выборе обеспечиваются приеилимые характеристики сети:

• скорость передачи данных: 10 Мбит/с; - число рабочих станций: меньше 1024;

• максимальная длина сегмента: меньше 500 метров.

( "

I

Для сетевого оборудо! шия IBM PC в качестве носителя применим "тонкий" Ethernet, так как этот носитель удобен'в эксплуатации и значительно дешевле .остальных носителей.

В качест ве стандарта для физического уровня сегн выбирается 1ЕЕЁ 802.3.

Для уменьшения трафика ао сои каждый сегмент (локальная сеть) соединяется с основным кабелем сети через филыр, пропускающий только те пакеты, которые адресованы станциями из других сегментов. Это важно для обеспечения надежности и организации системы безопасности. В качестве фильтра применяется LAN Bridge 200 фирмы Digital.

В каждом сегменте установлен сетевой yipmuep "общею пользования" фирмы Hewlett Packard, на который можно выводить данные с любой хост-машины локальной сети.

Для обеспечения надежности электропитания применим источники бесперебойною питания Ul^ но одному на каждый сегмент (всего - 8 UPS). При отклонении напряжения сети or номинальною более, чем на два процента или при аналогичном отклонении частоты сети, источники бесперебойного питания переходят в автономный режим (bypass). При эюн дальнейшее питание сети в течение некоторого времени (10 минуИ осуществляют аккумуляторы, а затем, при

возврате номинальных характеристик, UPS переключаются в нормальный режим работы. Времени, в течение которого работают UPS при полном отключении внешней электросети, вполне достаточно дня корректного выключения системы (backup).

В качестве основного сетевого протокола для серверов приложений Sun

f

используется протокол TCP/IP как наиболее универсальный и распространенный протокол, для локальных сетей IBM PC - протокол IPX/SPX, а для сегмента VAX -DECNET.

Общим протоколом, обеспечивающим совместимость сетей, является TCP/IP. Это решение объясняется тем, что операционная система серверов приложений Solaris включает в себя сетевые протоколы TCP/IP, NFS.NFS+, а также поддерживает „• протокол DECNET.

Для совместимости с TCP/IP на IBM PC применим пакет LAN Workplace фирмы Novell.

г

На машинах типа VAX применим пакет UCX фирмы Digital. Этот пакет позволяет обеспечить полную совместимость с TCP/IP, запуская процессы, поддерживающие TELNET и RLOGIN, что дает возможность входить в VAX с любого узла сети, а также NFS, что позволяет использовать VAX в качестве части распределенной файловой системы.

Построенная компьютерная сеть, как этап создания банковской интегрированной информационной системы, является типичным примером часто встречающимся типом соединения локальных сетей. Достоинством ее является относительная простота, сравнительно низкая стоимость, возможность наращивания сети за счет присоединения дополнительных узлов и-*сегментов, удобство при использовании сети, наличие общего протокола, позволяющего осуществлять связь между любыми двумя узлами сети, наличие нескольких серверов, оказывающих большое количество разнообразных сетевых услуг. К одной из этих услуг относится совместное использование основных ресурсов каждой платформы, таких как,, например, принтеров. Конфигурация оеги, ее техническое и базовое программное обеспечение позволяют позволяют ее интегрировать в более крупные, глобальные сети.

Недостатком дайкой сети является сравнительно невысокая скорость передачи данных, обусловленная выбором носителя, который обусловлен экономическими причинами, но вполне удовлетворяющая перспективным требованиям Банка.

Глава 4. В настоящем разделе диссгртации рассмотрнваются методы краткосрочного прогнозирования, а тауже их применение к прогнозированию некоторых реальных рядов биржевого и внебиржевого валюгно-финансового и' фондового рынка (на примере котировки доллара США к рублю России).

Для прогнозирования курса какого-либо финансового инструмента традициошю применяются два взаимодополняющих друг друга подхода: технический н фундаментальный анализ. Технический анализ предполагает исследование курса финансового инструмента на основе тех значеинй, которые сложились ь прошлой динамике курса. Этот метод удобен при краткосрочном анализе, поскольку изменение курса в течение короткого времени обладает определенной инерцией.

I /

В работе конструируются алгоригмы краткосрочного прогноза н поэтому в качестве исходных данных принимаются только предыдущие члены прогнозируемого ряда. На основании сравнения поведения этих моделей в различных реальных ситуациях, а также их реакции на стандартные входные потоки, даны рекомендации (алгоритмы) нх применения. Используя модифицированное уравнение Винера-Хопфа, синтезированы алгоритмы адаптивного прогноза, обеспечивающие предельно оптимально« получение оценок временных рядов прн неизвестных значениях ковариационных функций. Эти алгоритмы могуг быть применены для различных моделей временных рядов. Эффективность синтезированных алгоритмов проверяется на задаче

прогнозирования курсовой стоимости ценных бумаг.

>

Рассмотрено действие наиболее представительных адаптивных моделей на временных рядах курсов некоторых финансовых инструментов с подбором параметров адаптации, способствующих наиболее точному отражению моделью поведения ряда. Для этого введем модень временного ряда. Осуществлен синтез адаптивной прогнозирующей модели, настраиваемой по текущим наблюдениям. При этом не используются данные о значениях ковариационных функций как прогнозируемой переменкой, так и помехи.

Модели, рассмотренные в настоящей главе, являются обобщением многих моделей, которые используются в экономике.

Сезонные модели. Эти модели используются для описания повторяющихся сезонных эффектов. Можно выделить два основных моделей. '

Модели первого типа имеют вид:

х» + 5«=а|.1

где динамика величина а, , характеризует тенденцию развития процесса:

И, Гм,..., Г| ,«| - коэффициенты сезонности (здесь в - количество фаз в полном цикле).

Модели второго типа записываются в виде:

Х| = & + в(, а 1,1 + ц,

г

где динамика величины а^, характеризует тенденцию развития процесса; и,, им,..., и,.(<| - аддитивные коэффициенты сезонности.

Рассмотрим упрощенный вариант модели Уицгерса, содержащую только сезонный эффект.

А -

+ (1-а|)а,,,.,, О < а| <1;

А

{, = ац -—- + (1-«1)Гм . 0<а2<1.

Л

Л Л

Как видно, ац является взвешенной суммой текущей оценки х, / Гш, полученной путем очищения от сезонных колебаний фактических данных. В качестве коэффициента сезонности берегся его наиболее поздняя оценка, сделанная для аналогичной фазы цикла. Затем оценка а|,ц, полученная по первому уравнению,

периодически вида сезонных

Модель имеет вид: х,

»1,1 = сх|---

Л

Г,..

используется для получения новой оценки коэффициента сезонности по второму уравнению.

Прогноз следующего члена ряда:

АЛА ^

Х|(0 = а|.,Г, н|.

Более общим выражением для прогноза на V шагов вперед будет. х.(0 = амГи„,

Если прогнозы составляются на 01 резок времени, больший, чем / , то повторно используется / наиболее свежих оценок коэффициентов сезонности.

Полная сезонная модель Уинтерса с линейным ростом аналоги'ша, рассмотренной выше:

А Х( А А

»и58 а! ----+(1 -аО(ам.| + а:.,., ) 0<а| <1;

А

1 Гц >

/л X, *

/ А - Щ--+ (1 - а») Гп . О •< «а < 1;

л »1.1

, .А А А А

аи = аз (аи - 8|,ц) + (I - а5) а^м , 0 < а3 < 1;

А А А А

х, 0) = (в|Л+ та2,,)Г,./,».

Рассмотренные ранее в данной работ« модели и синтезированный на основе модифицированного уравнения Вииера-Хопфа алгоритм оптимизации прогноза в условиях неполной информации были применены для прогноза ежедневных прогнозов временных рядов, характеризующих курсовую стоимость ценных бумаг. Исходной информацией был ряд курсовой стоимости доллар США с 1) марта 1994 года по 01 июня 1993 года. Выбор этого временного ряда объясняется тем, 'гго этот период характеризовался череэвычайной нестабильностью курсовой стоимости рубля и такими аномальными явлениями как "черный вторник" (11 октября 1994г.).

Алгоритм прогноза имеет вид:

Л А А

х»н = а„.| Г„ц + т о»|,

АЛА А

а.м = а, + Г,(х.-х1),

Л А Л А

Г.м - í. + a, (к, - к.),

/

Ех/

I 141 — X»-------•

Ех/

Результаты сравнительного тестирования функционирования синтезированного алгоритма представлены . в Приложении 2. Сравнение производится с прогнозирующим процессом Тейла и Веджа с линейным ростом.

Заключение, Сформулированы основные результаты работы. Приложения.

В Приложении I приведены тексты командных файлов, выполняющих компьютерами различных платформ и необходимых для поддержания работоспособности сети. f

В Приложении 2 приведены результаты сравнительного тестирования функционирования синтезированного алгоритма прогнозирования с прогнозирующим процессом Тейла и Веджа с линейным ростом.

ВЫВОДЫ

В результате проведенных исследований получены следующие основные теоретические и практические результаты:

1. Проанализированы основные тенденции развития программных средств

разработки и обеспечения автоматизированных информационных систем.

Проектирование информационных систем должно отвечать жестким требованиям

стандартизации, предъявляемых как к техническим средствам, так и к

программному обеспечению. Следование стандартам Открытых Систем

гарантирует не только применимость стандартных инструментальных средств,

развитие и тиражируемое^ разрабатываемых приложений, но и значительно

сократить расходы на совершенствование технической базы уже работающих

систем. Приведены концептуальные основы современных информационных систем,

приведена динамика развития наиболее применяемого стандартного программного

обеспечения, дана оценка его развития на ближайшие годы.

г

2. На основании анализа организации работы ряда коммерческих банков, сформулированы требования, которым должны отвечать проектируемые автоматизированные банковские системы "четвертого поколения" и предложены технологии организации основных видов деятельности Банка. Результаты этой главы могут быть использованы как проектировщиками автоматизированных банковских систеи, так и банками, стоящими перед проблемой выбора подходящей , системы.

3. Построена компьютерная сегь, как этап создания банковской интегрированной информационной системы, является типичным примером часто встречающимся типом соединения локальных сетей. Достоинством ее является относительная простота, сравнительно низкая стоимость, возможность наращивания сети за счет присоединения дополнительных узлов н сегментов, удобство при использовании сети, наличие общего протокола, позволяющего осуществлять связь : тежду любыми двумя узлами сети, наличие нескольких серверов, оказывающих большое количество разнообразных сетевых услуг. К одной из лих услуг относится совместное использование основных ресурсов каждой платформы, таких как, например, принтеров. Конфигурация сети, ее техническое и базовое программное обеспечение позволяют ее интегрировать в более крупные, глобальные сет и.

4. Решена задача оптимальною выбора периодов »обновления текущих информационных массивов распределенной базы данных для интегрированной информационной системы. В качестве критерия выбора периодов дампирования « восстановления базы данных выбран минимум суммарных потерь.

5. Реализованы в виде таблиц Microsoft Excel девять моделей, применяемых на практике для прогнозирования стоимости ценных бумаг, иностранной валюты, некоторых показателей деятельности предприятий, эмитирующих цепные бумаги. Практическая ценность рассмотренных моделей состоит в возможности быстро получить количественную оценку очередного члена ряда.

6. Используя метод алгоритмического конструирования нестационарных систем управления с неполной информацией, разработанный для математического конструирования динамических систем, синтезирован алгоритм оптимизации стохастических моделей экономических процессов. Тестовые проверки работ синтезированной модели с оптимизацией на реальных данных показали, что ее

прогнозные оценки дают наименьшую среднеквадратическую ошибку по сравнению с моделями, не обладающие свойством адаптации.

ПУБЛИКАЦИИ АВТОРА ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Афанасьев В.Н., Чжу-Чуань Шэн, Информационные технологии управления финансовыми потоками. Изд-во Института машиноведения им. A.A. Благонравовя РАН, 1996 год, 86 спр,