автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Разработка и исследование методов адаптивного преобразования систем хранения данных, повышающих их реактивность

О

ТВЕРСКОЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

I

На правах рукописи

ИВАНОВ ВЛАДИМИР КОНСТАНТИНОВИЧ

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ АДАПТИВНОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СИСТЕМ ХРАНЕНИЯ ДАННЫХ, ПОВЫШАЮЩИХ ИХ РЕАКТИВНОСТЬ

05.13. Об - автоматизированные системы управления

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ТВЕРЬ 1991

Работа выполнена на кафедре автоматизированных систем управления Тверского ордена Трудового Красного Знамени политехнического института и в научно-производственном объединении "Дентрпрограммсистем"

Научные руководители: доктор технических наук, профессор

¡ШАРКОВ А. А.| кандидат технических наук, доцент миронов е и.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

глуздовския а а

кандидат технических наук, доцент ТЕГОЖЦКИЯ Э. Д.

Ведунья организация: Всесоюзный научно-исследовательский институт системных исследований Госплана ссср и Академии наук ссср

Защита состоится "5'" ишхрпгхси 1991 г. в "/4" часов на ааседании специализированного совета К 063.22.03 в Тверском ордена Трудового Красного Знамени политехническом институте по адресу: 170035, г. Тверь, Первомайская наб., 22 .

С диссертацией модно познакомиться в библиотеке института. Автореферат разослан "30" ¿смбаря. 1991 г.

Ученый секретарь

специализированного совета А. к ЖГУТОВ

1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ. Базы данных (БД), кап инфориаци-онная модель предметной области, являются одним из центральных звеньев современной информационной технологии при создании автоматизированных информационные систем («1С).

В настоящей работе , исходя из необходимости рационального хранения информации при высоких темпах роста объемов к сложности обработки информационных ресурсов, рассматриваются вопросы повышения эффективности функционирования БД. Так как существенное влияние на операционные показатели БД оказывает физическая организация данных, то в работе решаются задачи повышения эффективности систем хранения данных при их эксплуатации. Следует отметить, что требования обеспечения заданных операционных харастсристик вступают в противоречие с невозможностью определения в процессе проектирования точных значений исходных параметров хранения данных и степени их влияния на эффективность доступа к БД.

Учитывая тот факт, что номенклатура СУБД, использущих-ся в АИС для создания и ведения больших БД, в течении ближайших лет существенно не расширится, рассматриваемые в работе проблемы систем хранения данных, поддерживаемых этими СУБД, будут иметь актуальнее значение с учетом значительного количества проектируемых и эксплуатируемых АИС.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ Целью диссертационной работы является разработка универсальной методики повышения реактивности систем хранения данных при эксплуатации баз данных.

Для достижения указанной цели были поставлены и решены следующие задачи:

- проанализированы существующие методы создания эффективных систем хранения данных, направленные на обеспечение ааданных операционных характеристик БД;

- выбраны алгоритмы адаптация системы хранения данных в условиях неопределенности параметров ее функционирования и обоснована применимость указанных алгоритмов;

- разработана методика адаптации системы хранения данных, предназначенная для практического использования;

- экспериментально проверены принципы и методика адап-

тации системы хранения данных в условиях функционирования реальной системы БД;

- проведена оценка экономической целесообразности использования разработанной методики.

ОБЪЕКТОМ ИССЛЕДОВАНИЯ является система хранения данных: совокупность среды хранения, собственно хранимых данных и связей мэжду ними, а также отображение хранимых данных на среду хранения. При этом предполагается, что система хранения данных эволюционирует в процессе технологического цикла ЕД.

ШОЛИКА ИССЛЕДОВАНИЯ. В диссертационной работе при анализе проблемы и постановке аадач использованы труды ведущих советских и зарубежных специалистов в области проектирования и эксплуатации БД, практический опыт НПО "Дентрпрог-раммсиотем" в использовании различных методологий создания аффективных систем БД.

Задачи, поставленные в работе, решались с привлечением аппарата теории множеств и теории графов, понятий теории вероятностей, приемов аналитического моделирования, концепции эволюционного моделирования, методов эволюционной струга1 урной адаптации (метода адаптивной сегментации графа).

Проверка полученных теоретических результатов осуществлялась в ходе натурных испытаний тестовых и реальных БД, управляемых СУБД "СЕТЬ",

НАУЧНАЯ НОВИЗНА диссертационной работы заключается в следупдем:

- разработаны отличные от существующих моделей комплексные и универсальные теоретико-множественная модель состава и графовая модель структуры системы хранения данных;

- для поиска оптимальной модели системы хранения данных впервые применены алгоритмы эволюционной структурной адаптации;

- разработана методика адаптации системы хранения данных, не имепввя аналогов; она может быть использована для ЕД различных предметных областей, поддерживаемыми практически любыми СУБД.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ И РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ. Результаты исследований позволяют на основе ед;шого матодо-догического подхода повысить уровень качества сознаваемой системы БД и за счет умеиъшэния издрржок проектирования сократить затраты на эксплуатацию вычислительных ресурсов. Экспериментальная проверка и практическое использование научных результатов осуществлены в процессе эксплуатации СУБД "СЕТЬ" в ОАСУ Министерства местной промышленности ВССР и при разработке диалоговой системы ьедения нормативно-справочкой информации в БелНИПИАСУ НПО "Белагроинфорн". Экономический эффект от внедрения результатов диссертационной работы составил 75,0 тыс. руб.

Результаты диссертационной работы нашли свое отражение в методических материалах "Адаптивные методы управления структурой Хранения данных-' и "Анализ программного обеспечения банков данных", а также комплекса методических материалов "Методические материалы по анализу, рекомендациям по применению и оценке качества СУБД "СЕТЬ" (организация-фондодержатель - НПО "Пентрпрограммсистем"), разработанных при непосредственном участии автора.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные результаты диссертационной работы докладывались на Четвертой Всесоюзной конференции "Системы баз данных и знаний" (Калинин, 1989), на научно-технических семинарах "Практика применения баз данных для решения информационно-поисковых задач и задач управления" (Пенза, 1988, 1989), в школе ВДНХ СССР "Методы построения интегрированных систем программного обеспечения управления данными" (Москва, 1085), на Республиканских научно-технических семинарах "Передача и обработка данных в системах упран-ления и сетях ЭВМ" (Киев, 1989, 1990), в школах ВДНХ СССР "Опыт применения СУБД в АСУ" (Мэсква, 1088) и "Оценка, качества программного обеспечения баянов данных" (Москва, 1987), на Третьей Международной научно-технической конференции "Программное обеспечение ЭВМ" (Тверь, 1990).

ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертации опубликовано 16 работ.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы из 98 наименований и приложения. В работе

содержится 110 страниц машинописного текста, 13 рисунков, 30 таблиц. Объем приложения составляет 10 страниц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В ПЕРВОЙ ГЛАВЕ рассматриваются принципы организации систем хранения данных (СХД) в АИС и влияние различных факторов на производительность (реактивность и продуктивность) системы БД в процессе ее эксплуатации. Шказано, что проектирование БД может не обеспечить заданных операционных характеристик, и это вызывает необходимость модернизации СХД -одного иэ важнейших факторов влияния на производительность доступа к данным.

Проведенный обзор современного состояния проблем организации СХД дает основание сделать вывод о том, что решение задач создания рациональной СХД заключается в выборе аффективных способов отображения схемы БД в схему хранения, представления и размещения элементов хранимой БД. В рамках первой главы классифицированы основные направления повышения эффективности СХД в условиях действия характерных для функционирования больших БД дестабилизирующих факторов: множественности и неопределенности параметров запросов к БД, допущений при выборе параметров СХД в процессе проектирования, ограничений используемой СУБД, неопределенности изменений параметров самой СХД.

В качестве основного критерия эффективности СХД в работе принят показатель средней реактивности СХД для группы запросов к БД, критичных по скорости исполнения (эта группа запросов в дальнейшем называется эффективной). Средняя реактивность СХД V характеризует среднее время доступа к данным при исполнении каждого запроса и можэт быть определена через среднее количество обрадений к элементам СХД для каждого запроса.

Таким образом, решаемая задача повышения эффективности СХД в оОпем виде может быть сформулирована следующим образом: определять вид к количественные характеристики таких преобразований СХД, при которых минимизируется суммарное ко-

личество обрапений к эдомектам СХД при исполнении некоторой группы запросов, вменениям могут подвергаться среда хранения, структуры хранимых данных и связей меиду ними, отобра--лениэ данных на среду хранения. При этом дслапы соблюдаться ограничения на обгамныа характеристик: элементов СХД и ограничения, накладываемые параметра«;: используемой СУБД.

В первой главе обосновывается выбор метода репенг.я указанной задач;: - эволюционной структурной адаптации СХД, заполняемой по графовой модели с использованием результатов измерений параметров'запросов на доступ i: данным и параметров самой CJK па некотором интервале времени. Отмечается, что эффективное использование традиционных мзтодов, используемых при физическом проецирован;::: БД, затруднено ;:а-аа необходимости априорного знания характеристик сред;/ Функционирования СХД.

ВТОРАЯ ГЛАВ.'» поезяпена разрзйстгк прпвдн^ол адаптации СХД. В ней приводится описание разрабстшшмс математических моделей и выбранных алгоритмов адаптации.

Предполагается, что при Функционировании СХД постоянно чередуются два этана: этап структурной адаптации модели СХД, с пок^^ю которой имитируется струстурнк'е изменения СХЛ, и этап использования реальной СХЛ, приведенной в соответствие с наиболее эффективной синтезированной моделью. На этапе стругауркой адаптации осуществляется: выбор критерия sdilo;:-тивности и исходной модели СХД для адаптации; синтез тюп.т? моделей с помогав допустим;« случайно выбранных операций изменения структуры исходной модели; отбор эффективных структур и формирование группы эффективных моделей. Гл этапе использования осуг*эствляется: выбор эффективной модели, удовлетворяли ограничениям, заданным для реальной СХЛ: приведение реальной СХД в соотгетствие с эффеютвпой моделью и оценка функционирования по условии достижения заданного значен/л критерия эффективности. г,

Для практического применения этой принципиальной схемы адаптивного преобразования СХД разработаны модели состава и структуры СХД, а такте произведен выбор конкретных алгоритмов адаптации.

б

В качестве подели состава СХЦ предд^-ается теорети-ко-мнолзстьеннзя модель (ТЫ-модель), которая определяет ках-„ьй элемент СХД, его параметры и место в системе. При этом СХД интерпретируется как совокупность среды хрг 1ения А -{ a¡_ }, хранимой БД R.- { LSp> и отображения хранимой ЕЛ на среду хранения. Здесь CL-l- область хранения (например, набор данных), представляющая собой конкатенацию La¿ элементов (блоков) длиной Ca¿ ; ISp - < %.¿o , RJ-n^, Rdm,,..., fódmj, .... >, где в соответствии с схемой БД Rd"-

основной файл данных, КЛт- зависимый файл данных, - файл связи, обеспечивающий соь.лестный доступ к основному ( JldO ) к зависим!«,! ( Йс!т) файлам дан и их. Каждый файл SLd или Й.Е. есть подмножество ки - 1 1 У, где 1 - хранимая запись (совокупность хранимых записей, расположенная в одном элементе области хранения называется агрегатом). Так>а заданы отобра-гзпия: : А —-Т , где Т » { ■tj. > - мноудство типов запоминающих устройств (ЗУ) па данной ЭВМ, j- -1,3 ; Qa: А — Ни, где Mu «- < > - множество ЗУ среды хранения данной ЭВМ, и. - ТТЛ.; Qm: Ни —*■ М . где М > - множество

ЗЕМ, поддерживающих среду хранения, к »1,К . TU-модель СХД представляется совокупностью С - < Da, ЗУс. , 1JS , 3)<1 > , где 15а - описатель среди хранения, X>t - описатель файлов дгш-ких и свагеП, J>£ - описатель связанных наборов файлов, DJ -описатель и отображения хранимой 1Щ на среду хранения.

В качестве модели структуры СХД, используемой в алгоритмах адаптивного преобразования СХД, специально ралраОота-на графовая модель СХД (Г-модедь), глторая с привлечением параметров TU-модели и^датикпявт CXJ¡ а иидч иг<м«мн»1и;егос!Н гра^а. Г-модель эадпется гр?4ом tu. « ( Йи., В ), где Ra ^ < V - конечное мчогество хранимых записей "с с восом (длиной) L > О; В » Í € > - множество ребер. Беса ребер образуют матрицу ¡j бр^Л ^»р , где вес ребра, свяаыва-юдаго fn-ю вершину с (1-й. Считается, что О, если при доступе к искомой хранимой записи происходит обращение от записи к записи ; - о означает отсутствие такого сбрвдэния. 3 обдам случае схему доступа AS к искомой хранимой ваписи можно разложить на слодудяие шаги: (1) дос-

туп к 2 -й записи (2) в элементе (агрегате) (3) 1-й области хранения, расположенной на (4) и.-м запоминапгем устройстве (5) ¿-го типа, управляемом (0) к-й ЭВМ. 11а кал-дом ^-м шге выполняется локальная схема доступа ЛБд. -^ ( Ьа., Ъг , ЕЗ , Ьс1 ) и происходит Вд.6 В сбрапвний к Д^ 6 Си. хранимым записям ( £ ■* Г^З ). причем В^. П -

0 и Ад. П 0 . Набор элементов СХД, К которым осу-

иествляется доступ при реализации схемы А^ , могао представить в виде графа - ( А^ , Вд.), в котором калдая верейка есть подграф графа Совокупность графов Гд. к является Г-моделью СХД, а представление элементов СХД в виде Г^. называется уровнем Г-модели. Определения множеств верпин и ребер всех градов Г^. представлено в табл.

Обкий алгоритм структурной адаптации Г-модели, конкретизирующий принципиальную схему адаптивного преобразования СХД, основан на алгоритме, предложенном Л. /V Растригикыч, и доработан автором применительно к рассматриваемой проблематике систем хранения данных. Указанный обвдй алгоритм, состоящий из отдельных процедур, позволяет осуществить синтез новых моделей с помощью допустимых случайно выбранных операций изменения структуры исходной модели к отбор эфйектчвшлс структур с целью формирования группы аффективных моделей. В составе алгоритма можно выделить два основных подзлгоротма: оптимизация сегментированного графа и устранение нарушений ограничений. В основе оптимизации сегментации (или агрегации) графа лежит минимизация суммарного количества обращений к элементам СХД. Агрегированный граф получается из графа объединением его вершин в сегменты. Задача оптимизации агрегации графа формулируется следующим образом:

НИ Т-к — с«

т 0 „

где т. - число сегментов графа Г^. ; ,

я - мноигства номеров вериия графа Г^. . агрегированных в $-ни к-м сегментах соответственно;

- вес ребра, свяэывапяэго I -п вершину ¿-го сегмента с ^-А вершиной 1с-го сегмента.

Таблица

Г-модель СХД: версины и ребра гра£ов Гк

Уровень Г-мо-дэли ь!мОл£СТБО ВОрОИН Множество ребер

п Агрегат хранимых записей Количество обращений к хранимым записям агрегата при доступе к исгаыой хранимой записи

Цпокзство элементов области хране-ннл ¡количество оСрацоний к элементам сб-,_1сти хранения (блокам) при доступе к искомому агрегату

г3 ¡лЮЛ^СТР.О областей хранения на одной ЗУ Количество обращений к областям . хранения ЗУ при доступе к искомой области

Ь Совокупность мно-квс.7П областей хранения, размещенных » совокупности однотипных ЗУ Гллнчестьо обращений к областям хранения, разк.эи£1Ш1А1 па однотня-тк ЗУ,' при доступе к искомой об ласти хранения, разметанной на ЗУ того >«е типа

г5 Совокупность кчо-кеств областей хранения, ргаме-ййнных в памяти эш Количество обращения к областям хранения, размезенним на ЗУ типа, отличного от типа ЗУ, на котором разметана искомая область хранения

Совокупность мно- . ивств областей хранения, калмсе из которых размерено в узле (ЭВМ) сети Количество обращений к узлам (ЭВМ) сети при доступе к искомой области хранения, размеренной в памяти некоторой ЗЕЫ

При этом агрегация графа Г^ однозначно определяется совокупность» I -С ,..., 1т>. Данный алгоритм предусматривает следующие операции над графами: ± «ч. (перенос -Я вершины из £-го сегмзнта в к-Л, и (обмен вершинами (.нлду £ -м и к-м сегментами). Эти операции имег,. весьма точные эквиваленты среди реальных изменений СХД.

Разработанные математические модели СХД и система алгоритмов адаптации Г-модели служат основой для разработки практической методики, содержащей порядок проведения анализа СХД, построения моделей, выполнения требуемых г-счетов.

ТРЕТЬЯ ГЛАВА содержит описание разработанной автором универсальной методики адаптивного преобразования СХД, предназначенной для практического применения в действующих системах БД в г^у.п.погхо с используемой СУБД. Основные этапы разработанной методики адаптивных преобразований СХД следующие:

1) Выбор эффысгизной группы запросов (выбор запросов, критичных по времени доступа к хранимым данным).

") Выбор критерия эффективности: средней роактивгости СХД V? для выбранной группы запросов, абсолютной реактивности СХЛ для глхдого а, -го запроса из выбранной группы или рролуоиюл способности СХД и-'*. Определение порогового анапенил критерия эффективности.

3) "сстреские ТМ-модели СХД: С = ( Ъг,

45 Построение Г-модели СХД, в том числе:

- ы>бор уровней Г-модели (графов Г^. ) для адаптации;

- определение исходной агрегации гррфа Г^. ;

- определение ограничений (предельных весов вершин) вида С . Р^ 4 Г," . где и - размер и допустимый размер элементов СХД ; ^ и Р^ - значение и допустимое для СУБД значение п.-го параметра СУБД; _

- определение и выбор аналитических выражений для расчета значений В^ - ^ ( , С).

5) Измерение значений V/, и расчет средней реактивности СХД. *

6) Измерение значений пармстроп запросов (конкретный состав параметров специфичен для каждого уровня Г-модели).

7) Структурная адаптация Г-модели (выполнение алгоритма адаптации графа П. ).

8) Модификация исходной ТМ-модели в соответствии с синтезированной эффегсгивной Г-моделью и приведение реальной СХД в соответствие с модифицированной ТН-моделью.

9) Провеока эфйектиЕности СХД в условиях функционирования системы БД.

С ^гласно принлтым определениям связь между , М и V/* (количеством обращений к элементам СХД для ^ -ого запроса, средним количеством обраданий к элементам СХД для каждого запроса из эффективной группы, количеством оСрадашй к данному элементу СХД в единицу времени соответсвенно) и множеством ребер В^ на соответствующих уровнях Г-модели очевидна. Б соответствии с этим методика предусматривает процедуру определения аналитических выражений для вычисления значений В^. • к^торьга должны использоваться при оценке эффективности моделей.

Понятие "запрет к данным" в работе конкретизируется и определяются основные универсальные операции запроса: НЕТ поиск и выборка хранимой записи и в области хранения 0>1),

добавление г. в а.^ ), ЦРЬ(модификация Ъ в а;),1>Е1. (удаление X. из )• 8£ТМ( поиск и выборка X £ ЙЛт через в связанном наборе 1.2 ), £ЕТ0 (поиск 1: выборка % £ В<1о через Вг1щ в ЦЖ (включение в 1£);

иК^С исключение гбЫт. из ).

В качестве основного критерия эффективности в работе используется показатель средней реактивности СХД V/ . вычисляемый слелувдим образом:

X К б-

где X - количество запросов в эффективной группе;

р(^) - относительная частота исполнения <^-ого запроса;

6- - количество уровней Г-модели;

В^ - множество ребер на ^-ом уровне Г-модели для ^,-ого запроса, причем В^^В^;

К}.- коэффициент размерности.

Конкретные оценки Бу специфичны для каждого уровня Г-модели. В работе приводятся рекомендации по их определе-

нии. Исходя из их аналитических оценок, можно перейти к вычислению значения средней реактивности СХД. В этом случае количество обращений к блокам файлоп БД (элементам области хранения) при доступе к искомому блоку - определяется следуадим образов

f>'jLo l&Lm C'Cl

+ > (3)

oH m«l i'i

где Rcl^o " число основных файлов данных в 1-й области хранения;

E^im* R-^L " число зависимых Файлов данных и файлов оязей соответственно для 0-го основного файла данных;

Qg, Qm, Q¿ - число обоавдэний к агрегата!.; основного и зависимых файлов данных и файлов связей соответственно (численные оцешси могут Сыть получены при использовании аналитических моделей для различных методов доступа);

о.пг.Е - номера основного и зависимых файлов данное и файлов связей соответственно.

В четвертой главе дано описание примерог использования методики и отдельных ее элементов.

ЧЕТВЕРТАЯ ГЛАВА содержит материалы по экспериментальной прогзрке и практической реализации методов адаптивного преобразования СХД. Гыполнена оценка адекватности разработанной ТЫ-модели тестовым и реальным СХД, поддерживаемыми СУБД "СЕТЬ". Показана полнота и корректность описаний среды хранения, данных и связей между ними, отобрахэнля данных на среду хранения. Экспериментально доказана адекватность выбранных аналитических моделей для расчета количества обращений к элементам СХД и общего временя доступа к хранимым данным. При этом подробно рассматривался наиболее сложный уровень Гг г-модели СХД (доступ к сблокированным разнотипным записям БД, разметенных в нескольких файлах о заданной структурой хранения) .

Три серии 31сспериментов по загрузка разнотипных записей БД и решению задачи разуэлования изделий, проведенных на различных СХД, показали, что отклонения фактических данных от расчетных по различным структурам данных в целом не про-

БЫСШШ 5 - 12 X .

В четвертей главе приводится подробное описание применения методики адаптации СХД в ГВЦ Министерства местной промышленности БССР (г. Минск) на информационной базе ОАСУ для БД подсистемы "Управление производственными мощностями" (рис. 1), поддеротваемой СУБД "СЕТЬ". В качестве эффективной группы запросов Сил выбран комплекс программ загрузки и массовой корректировки основных типов записей, а в качестве критерия эффективности -^средняя реактивность СХД IV , причем принято соотношение V/ = 0,8 , где - сукеству-вдая средняя реактивность по данной группе запросов. Далее, с исп'-л! зованием средств управления метаданными СУБД "СЕТЬ" были построены модель и Г-модель СХД (для адаптации выбран уровень Г^, , определены начальные значения параметров Г-модели для калдого файла данных и связей, приняты ограничения доступ;!!« ресурсов и СУБД, определены функционалы целевой фушеции, исобходи(.!ые для расчетов), "а море ни;; начальных значений критерия эффективности на выбранном интервале времени дали значение 12800 обращений к элементам области хранения. Также были измерены параметры запросов эффективной группы (количество исполненных операций СЕГ, , 2.ЕТМ, ИМК) и текущие параметры СХД ( С>Т1 - относительное количество хранимых записей в области переполнения; с!' -среднее количество экземпляров записей, выбираемых при исполнении операций запросов).

Исходная агрегация Г-модели соответствовала случайно выбранному отображению типов записей в два файла данных. В результате применения предложенных алгоритмов адаптации была получена эффективная агрегация г-модели, которая улучтает расчетное суммарное количество обращений к бло)сам файлов данных (значение В^) исходной агрегации на 13 7. и соответствует отображению типов записей ПРЕДПРИЯТИЕ, ЦЕХ, НАЛИЧИЕ ИНХОРМАЦИИ, П1Д ОБРАБОТКИ в один файл данных, г, ОБОРУДОВАНИЕ, ОТРАСЛЬ, ЦЕХ В ОТРАСЛИ, ПРОДУКЦИЯ, ТРУДОЕМКОСТЬ, ПРОГ-РАУШ1 - в другой. После выполнения требуеиых изменений реальной СХД (отображения данных на среду хранения и количества блоков для каждого файла данных) фактическое улучшение значения составило 14 X, а улучшение достигнутой средней реактивности запросов эффективной группы составляет 24 X и

Рис. 1. Графическое изображение укрупненной структуры БД "Производственные мощности" превышает требуемое (рис. 2).

Оиенка экономической эффективности предложенных методов адаптации СХД осуществляется по следующей формуле:

Э - ( Ск - С\ ) - ( Ak + üfc. ) . (*)

где Э - экономия затрат на любом этапе использования СХД с заданной продолжительностью;

- стоимость доступа к БД без ее реорганизации, выполняемой в соответствии с синтезированной эффективной TU-моделью СХД;

С 1с - стоимость доступа к БД после реорганизации;

Ale - стоимость адаптации модели СХД; стоимость реорганизации СХД-

! ////I - значения величин Вг и V/ до адаптации; | > - значения величин В^ и V? после адаптации.

\ Рис. 2. Соотношение суммарного количества обращений к

блокам файлов БД (а) и средней реактивности запросов (С) до и после адаптации СХД

В четвертой главе приведен расчет экономической эффективности использования предложенных методов адаптации СХД.

В ЗАКЛЮЧЕНИИ изложены основные результаты диссертационной работы:

1. Проведен анализ методов обеспечения заданных операционных характеристик (реактивности и пропускной способности системы хранения данных) на основных этапах технологического цикла системы БД.

2. Обосновано применение метода эволюционной структурной адаптации графа для решения задачи повышения средней реактивности системы хранения данных в условиях неопределенности дестабилизирующих факторов.

3. Разработаны теоретико-множественная модель состава и графовая модель структуры системы хранения данных, позволяющие эффективно использовать указанный метод.

4. Разработана система алгоритмов адаптации системы хранения данных, основанная на алгоритме адаптивной сегментации графа, которая предусматривает поиск аффективной Г-модели с соблюдением заданных ограничений на объемные характе-ритики БД.

5. Разработана методика адаптации системы хранения данных, ориентированная на практическое использование в действующих системах ЕД. Даны конкретные рекомендации по определению критерия эффективности и измерении его значений, построению моделей , измерению параметров запросов, проверке достижения заданной эффективности.

6. Выполнена оценка адекватности разработанных моделей тестовым и реальным системам хранения данных, поддерживаемым СУБД "СЕТЬ". Доказана полкота и корректность описаний. В проведенных экспериментах отклонения расчетных данных от фактических не превысили 5-12 X.

7. Практическое использование разработанной методики для БД различных АИС показало ее эффективность. Так, для подсистемы О АСУ "Управление производственными мощностями" фактическое улучшение критерия эффективности (средней реактивности системы хранения данных) составило X . Общий экономический эффект от внедрения результатов диссертационной ра боты составил 75,0 тыс. руб.

По диссертационной работе имеются следующие публикации:

1. Адаптивные методы управления структурой хранения данных. Методический материал. - Калинин: НПО "Иентрпрог-

раммсистем", 1990. - 67 с.

2. Анализ программного обеспечения банков данных. Методический материал. - Калинин: КПО "Центрпрограммсистем", 1986. - 97 о.

3. Иванов ЕК. Анализ эксплуатационных параметров СУБД "СЕТЬ". // ЙЛНХ СССР. Материалы школы 'Ч'йтоды построения ин-тегри рованпых систем программного обеспечения управления данными". - Калинин: КПО "Центрпрограммсистем", 1985, с. 85-88.

4. Иванов Е К. Методы и технология адаптивного управления структурой хранения данных для СУБД. // Научно-технический сминар "'Передача и обработка данных в системах управления и сетях ЭЗЫ". Тез. докл. - Киев: КПП, 1989, с. 60-63.

5. Иванов ЕК Опыт и особенности экспериментального внедрения СУБД "СЕТЬ". - Приборы и системы управления. 1989, N 4, о. 10-11. .

6. Иванов Е К. и др. Опыт экспериментального внедрения СУБД "СЕТЬ". // ВДНХ СССР. Материалы школы "Методы построения интегрированных систем црограммного обеспечения управления данными". - Калинин: ИГО "Центрпрограмчсистсм", 1985, с. 122- 1?б.

7. Иванов Я К. Принципы и методшса адаптивного управления струт-урой хранения данных. // Четвертая Всесоюзная конференция "Системы баз данных и знаний". Тезисы докладов. Секция 4. - Калинин: НПО "Центрпрограммсистем", 1989, с. 30-32.

8. Исследование функциональных характеристик СУБД "СЕТЬ" в условиях экспериментального внедрения на объекте народного хозяйства: отчет о НИР (заключит.) / НШ "Центрпрограммсистем": рук. Иванов Е К - ГР 01.84.0022673. - Калинин: НПО "Центрпрограммсистем". - 76 с.

9. Методика анализа качества и исследования эксплуатационных характеристик СУБД. Методический материал. - Калинин: НТО "Центрпрограммсистем", 1988. - 77 с.

10. Методические материалы по анализу, рекомендациям по применению и оценке кзчества СУБД "СЕТЬ". Комплекс методических материалов. - Калинин: НПО "Центрпрограммсистем", 1983.

11. Миронов Е И., Иванов Е К. Метод адаптивного управ-

ления структурой хранения данных. //III Международная конференция "Программное обеспечение ЭВМ". Тез. докл. Секция 5. - Тверь: НПО "Центрпрограммсистем", 1990, с. 28-30.

12. Миронов а И., Иванов а К. Организация хранения данных: адаптивный подход. // Научно-технический семинар "Практика применения баз данных для решения информационно-поисковых задач и задач управления". Тез. докл. - Пенза: ПДНГП, 1989, о. 16-18.

13. Миронов а И. Иванов а К Реализация методов адаптивного управления структурами хранения данных. // Научно-технический семинар "Передача и обработка данных в системах управления и сетях ЭВЫ". Тез. докл. - Киев: ИЛИ, 1990, с. 43-45.

14. Наумов А. а , Вендров А. М., Иванов а К. Программное обеспечение банков данных (прагматический подход). - Программные продукты и системы, 1988, N 2-3, с. 5-10.

15. Наумов А. Е , Вендров А. М., Иванов а К. Оценка качества промшленно-сопровождаемых и экспериментальных СУБД. // Четвертая Всесоюзная конференция "Системы баз данных и знаний". Тезисы докладов. Секция а - Калинин: НПО "Центр-программсистем", 1989, с. 8-9.

16. Система управления базами данных "СЕТЬ" (СУБД "СЕТЬ"). Руководство администратора баз данных. Проектирование баз данных. ГР 50860001116. - Калинин: НПО "Центрпрог-раммсистем", 1986 - 130 с.