автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.10, диссертация на тему:Разработка моделей, методов и средств создания распределенных интегрированных информационных систем для управления городским хозяйством

Государственное предприятие ИнвестинФорм

РГб од

на правах рукописи 1 3 '|335 УДК 681.3:658.52.011.56

КОВАЛЕВСКИЙ Сергей Станиславович

РАЗРАБОТКА МОДЕЛЕЙ, МЕТОДОВ И СРЕДСТВ СОЗДАНИЯ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ ИНТЕГРИРОВАННЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ГОРОДСКИМ ХОЗЯЙСТВОМ (на примере г.Москвы)

Специальность : 05.13.10 Управление в социальных

и экономических системах 05.13.16 Применение вычислительной техники, математического моделирования и математических методов в научных исследованиях

Автореферат . диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва 1996

Работа выполнена в Государственном предприятии Инвестинформ

Официальные оппоненты :

- доктор технических наук, профессор Кульба В.В.

- доктор технических наук, профессор Вишневский В.М.

- доктор технических наук, профессор Пупырев Е.И.

Ведущее предприятие : Научно-исследовательский институт информационных технологий Правительства Москвы.

/Л*»

' ЧПГ V

Защита состоится ¿¿-^ 1996г. в х ' час. на

заседании Специализированного совсга^б"

Институте проблем управления по адресу 117342, Москва, Профсоюзная ул. 65.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института проблем управления РАН.

Автореферат разослан ¿¿¿бС^МДОбг.

Ученый секретарь Специализированного совета

К.Т.Н.

Власов С.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Основным содержанием современного этапа развития человечества является переход к обществу, в котором определяющая роль принадлежит информации. Информация становится стратегическим ресурсом. Инфраструктуру общества формируют способы и средства сбора, обработки, хранения и распределения информации. Информация, информационный фонд в условиях создания, функционирования и развития систем городского управления являются главным источником эффективного принятия решений. В этих условиях одной из характерных особенностей современного этапа научно-технического прогресса является широкое и интенсивное использование математических методов, средств информатики и вычислительной техники в системах городского управления. Разрабатывается, вводится в действие и модернизируется большое число автоматизированных информационно-управляющих систем в самых различных городах России и стран СНГ. Поэтому повышение качества и эффективности создаваемых систем, сокращение сроков и затрат на их разработку и внедрение являются важными народно-хозяйственными задачами.

Крупный вклад в развитие теории и прикладных методов создания автоматизированных информационно-управляющих систем для сложных социально-экономических объектов внесли труды многих отечественных и зарубежных ученых. В их числе : А.А.Воронов, В.М.Глушков, Д.М.Гвишиани, С.В.Емельянов, Н.Н.Моисеев, Г.СПоспелов, И.В.Прангишвили, В.А,Трапезников, В.Н.Бурков, Ю.Н.Иванов, В.М.Вишневский,. Ю.СПопков, Л.Т.Кузин, В.В.Кульба, Б.Я.Советов, В.И.Скурихин, В.Ф.Кротов, А.Д.Цвиркун и другие.

Эффективное использование вычислительной техники в системах городского управления требует значительных трудозатрат на создание программного и информационного обеспечения соответствующих систем обработки данных. Одним из направлений повышения эффективности создаваемых в массовом масштабе систем является использование при их разработке формальных методов и моделей проектирования программного и информационного обеспечения и современных средств управления сверхбольшими распределенными базами данных.

Анализ содержания задач управления городским хозяйством Москвы показывает, что только распределенная интегрированная информационная система (ИИС), построенная на базе современных средств вычислительной техники и средств связи, позволит на основе достоверных и оперативных данных оптимизировать подготовку и процедуру принятия решений как руководящих органов, так и городских структур с последующим их контролем выполнения.

Решение проблем создания эффективных ИИС, функционирующих на базе быстродействующих СУРБД, позволит перейти на качественно новый, более прогрессивный уровень в использовании средств вычислительной техники ' в управлении городским хозяйством. Именно назревшая необходимость организационной перестройки технологии административного управления городом на современном уровне делают актуальной проблему разработки интегрированной информационной системы, оптимальной по архитектуре, технологии обработки заданий и управлению распределением ресурсов, от качества которой существенно зависит эффективность управления городским хозяйством.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с координационными планами научных исследований РАН по комплексной проблеме "Кибернетика" на 1986-1990гг. (раздел 1.12.4 "Разработка методологии проектирования проблемно-ориентированных АСУ"), в рамках Постановления Правительства Москвы и плана информатизации г.Москвы, планом научных работ Института проблем управления по теме "Разработка теоретических основ, методологии и промышленной технологии автоматизированного проектирования информационно-управляющих систем".

Цель роботы. Целью диссертационной работы является разработка моделей, методов и инструментальных средств создания распределенных интегрированных информационных систем и высокоэффективной системы управления сверхбольшими базами данных, а также их широкое, внедрение и использование для управления городским хозяйством (на примере г.Москвы).

Методы исследования. Основные результаты диссертационной работы получены и математически обоснованы с использованием аппарата системного анализа и исследования операций, реляционной

алгебры, теории массового обслуживания, теории графов, методов оптимизации и других разделов современной теории управления.

Научная новизна состоит в том, что в результате проведенных исследований, анализа и обобщения опыта проектирования и эксплуатации автоматизированных систем городского управления впервые :

- определены основные особенности крупных городов и регионов как крупномасштабных объектов управления. В качестве основы формализованного описания городов и регионов предложена совокупность типовых элементов и их характеристик. Выделены типовые задачи совершенствования управления хозяйственным и социальным развитием крупных городов в условиях проводимой экономической реформы;

- предложена новая информационная технология создания, ведения и использования сверхбольших баз данных с использованием разработанной высокоэффективной СУРБД НуТесЬ;

- разработаны и использованы в СУРБД НуТесЬ модификации косвенного метода реализации операций реляционной алгебры и эффективный метод доступа к данным, основанный на предложенной технологии обработки индексных массивов с использованием битовых последовательностей;

разработаны методы аналитического моделирования функционирования ИИС, основанные на расчете специальных функций свертки и вычислении функций распределения случайных величин, характерных для модели;

- поставлены и решены задачи определения оптимальных периодов обновления, реорганизации и восстановления баз данных с использованием дифференциальных массивов;

- поставлены и решены задачи выбора эффективных вариантов распределения ресурсов для обеспечения функционирования и развития ИИС; •

- на основе расширенных возможностей СУРБД НуТесЬ, принципов модульности и типизации разработана структура типовой системы информационного обеспечения крупных городов и регионов.

Практическая ценность. Предложенные модели и инструментальные средства позволяют создавать эффективные распределенные интегрированные информационные системы для

управления крупными городами и регионами. Использование предложенных методов, алгоритмов и программ проектирования ИИС и СУРБД НуТесЬ позволяет снизить трудоемкость и приведенные общие затраты на разработку, внедрение и функционирование создаваемых систем в среднем в 10 - 100 раз.

Разработанные методы* алгоритмы, программные средства и СУРБД НуТесЬ могут бьггь использованы при создании автоматизированных информационно-управляющих систем широкого класса и назначения в научно-исследовательских институтах, проектных организациях и вычислительных центрах, разрабатывающих, внедряющих и эксплуатирующих автоматизированные системы управления.

Внедрение. Эффективность разработанных в диссертационной работе методов, моделей и СУРБД НуТесИ подтверждена положительным опытом их широкого использования при проектировании ИИС различного уровня и назначения для городов Москвы, Алма-аты и др. При непосредственном участии автора они использованы при проектировании, внедрении и эксплуатации функциональных подсистем ИИС г.Москвы : (Общегородская справочная система, Информационная система Московского бюро технической инвентаризации, Информационная система Московской регистрационной палаты, Информационная система Комитета по управлению имуществом Москвы, Информационно-вычислительная сеть Налоговой инспекции по г.Москве и Управления Департамента Налоговой полиции), а также при разработке и внедрении информационной системы Международной спутниковой связи 1Ше18а1, информационной системы Налоговой службы Республики Казахстан, информационной системы Международного коммерческого управления "Аэрофлот", земельного кадастра Московской области, автоматизированной системы медицинского обслуживания Онкологического центра и поликлиники N4 Южного муниципального округа г.Москвы, нижнего звена интегрированной системы информационного обеспечения Межотраслевой Автоматизированной Системы Научно-Технической Информации (МАСНТИ) и других автоматизированных систем различного назначения.

Использование разработанных моделей, методов и СУРБД НуТесЬ позволило существенно сократить временные и стоимостные затраты на

проектирование, внедрение и эксплуатацию ИИС, повысить их функциональные характеристики. Официально подтвержденный экономический эффект от внедрения разработанных моделей, методов и СУРБД HyTech составил : 250 ООО рублей (в ценах 1986г.), 350 000$ США (по Московской регистрационной палате), 1 400 000$ США (по Налоговой службе Республики Казахстан).

Личный вклад. Все основные положения и результаты, выносимые на защиту, получены автором самостоятельно.

Аппообацкя работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на Международной конференции "Проблемы управления в чрезвычайных ситуациях." Москва, 1995г., на международных выставках "Комтек", "Информатика", "Cebit" в 1993, 1994 и 1995г.,на научных семинарах "Информационные ресурсы Москвы" в 1993-1995гг., на научно-техническом совете Института межотраслевой информации (ВИМИ), Москва, 1982г., на XIII научном семинаре "Системные исследования ГАСНТИ" - "Проблемы интеграции информационных ресурсов автоматизированных центров НТИ" Тбилиси, 1982г., на республиканской конференции "Математические методы в задачах исследования сложных систем" Пенза, 1984г., на Всесоюзном семинаре "Проблемы автоматизированной обработки информации" Москва, 1985г., на Всесоюзном семинаре молодых ученых и специалистов "Информатика" й вычислительная техника", Звенигород, 1986г., на VII региональной школе-семинаре по оптимальному проектированию и смежным вопросам, Ростов-на-Дону, 1986г., на IV Всесоюзной конференции "Проблемы техники в медицине", Тбилиси, 1986г., на V Всесоюзной школе-семинаре "Интеллектуальные банки данных", Ереван, 1986г. ■

Публикации. Результаты проведенных автором научных исследований опубликованы В 39 научных трудах.

Структура и объем работ. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, заключения и приложения и содержит 323 страницы машинописного текста, 37 рисунков, 20 таблиц, а также список литературы (183 стр., наименования).

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель исследований и основные проблемы, рассматриваемые в работе. Описаны структура диссертационной работы, взаимосвязь и краткое содержание ее разделов. Приводятся основные положения, которые выносятся на защиту.

В первой главе проведен детальный анализ структур и основных функций органов муниципального и городского управления, на основе которого определяются основные направления совершенствования управления социально-градостроительным и экономическим развитием крупных городов в условиях экономической реформы.

В России в условиях экономической реформы широким фронтом развернулась работа по совершенствованию управления городами на основе использования современных научных методов, которые в последнее время все более ориентируются на создание автоматизированных систем управления городским хозяйством. Эти системы охватывают многие важнейшие отрасли городского хозяйства и сферы социального обслуживания городского населения: строительство, общественный транспорт, местную промышленность, теплоэнергетическое и водопроводно-канализационное хозяйство города, систему коммуникаций, коммунально-бытовое обслуживание, торговлю и общественное питание, здравоохранение, просвещение, социальное обеспечение, жилищное строительство. Кроме того, в автоматизированные системы городского хозяйства входят так называемые "ресурсные" подсистемы материально-технического снабжения и трудовых ресурсов, а также функциональные подсистемы плановых и финансовых расчетов.

При разработке автоматизированных систем городов можно выделить уникальные и типовые системы. К уникальным относятся системы управления столицами, а также такими крупными городами, как С.Петербург, Новосибирск и др., так как они являются цетрами управления и культуры обширных регионов, центрами массового туризма и тд. Москва - уникальный мегаполис. На его территории расположено около 3 ООО Промышленных объектов и объектов обслуживания, органы управления, а также около 40 ООО жилых зданий. В Москве проживает 9,5 млн. человек. Гиперконцентрация

людей (8.9 тыс. чел./кв.км.), товаров, услуг, разнообразная инфраструктура города создает многочисленные и сложные проблемы, связанные с управлением этим специфическим объектом. В частности, в условиях радикальной экономической реформы возникают проблемы выбора рационального уровня децентрализации системы управления городом, разграничения компетенции между органами управления города, административных и муниципальных округов в принятии и реализации жизненно важных для населения управленческих решений. Важное значение в этой связи приобретает создание и развитие структур местного самоуправления, которое представляет собой одну из важнейших демократических осноз государственности. Городская территория - это система, в которой взаимодействуют различные виды государственной, предпринимательской и культурной деятельности, жилой фонд и люди.

Основные особенности систем управления городами состоят в том, что:

- объектом управления является город как совокупность естественных и искусственных подсистем, объединяющих в единое целое материальное производство, подсистемы обслуживания, население и окружающую среду;

- в состав объектов управления входят коллективы людей и отдельные личности, причем не только в сфере производственной деятельности, айв бьпу, на отдыхе и т.д;

- разработка математических моделей управления не всегда возможна в силу сложности и неопределенности поведения объектов системы.

К особенностям управления городом относятся .также многоканальность в реализации обратных связей; большая инерционность объектов управления на высшем уровне; большая разница во времени, необходимом для отклика высшего и низшего уровней; трудности сбора достоверной информации о состоянии объектов управления, задержка поступления ее в управляющий орган; разнообразие и стохастический характер связей в системе; большое разнообразие реально существующих структур управления на всех уровнях.

Задачи управления городом, как правило, трудно формализуемы. Вместе с тем для построения универсальной информационной системы

и математических методов решения задач городского развития необходимо адекватное математическое описание элементов этой системы.

Центральным понятием предложенного в работе математического описания городов и регионов являются следующие стандартные элементы: "производство", "обслуживание", "человек-семья" и ресурсы ("природные", "финансовые", "информационные" и до.). Определены различные типы задач анализа и синтеза системы управления развитием городов и регионов, решаемых с использованием векторных характеристик выделенных основных элементов, основные проблемы создания и управления развитием информационного обеспечения АСУ городским хозяйством (на примере г.Москвы).

Анализ содержания задач управления городским хозяйством Москвы показывает, что только интегрированная информационная система (ИИС) распределенных сверхбольших баз данных , построенная на основе современных средств вычислительной техники и средств связи, позволит с использованием достоверных и оперативных данных оптимизировать подготовку и процедуру принятия решений как руководящих органов, так и городских структур с последующим их контролем. В этой связи современная информационная технология должна обеспечить представление пользователям в регламентном режиме и по запросам информационных продуктов (МП), обладающих свойствами полноты, достоверности и надежности, актуальности и оперативности, простоты и удобства.

К основным пользователям ИИС относятся управляющие структуры города, муниципальные службы и обеспечивающие организации, информационно-аналитические Центры органов городского управления, государственные и частные предприятия, юридические и физические лица. Общее число пользователей ИИС достаточно велико : службы Правительства Москвы, префектуры, муниципальные округа, около 20 департаментов, вычислительные центры городского хозяйства, жители города и т.д.

ИИС г.Москвы создается как трехуровневая система, включающая в свой состав центральное и региональные звенья, а также конечных пользователей (клиентов). Взаимодействие пользователей с системой осуществляется через собственные АРМы, региональные звенья или путем передачи ' заявок внешним путем (почтовая связь, телеграф,

телефон и т.п.). Информация, поступающая от пользователей системы, как правило, является объектом статистической и аналитической переработки и последующего использования и распространения. Укрупненная структура информационной базы ИИС Москвы представлена на рисунке 1.

Кроме обеспечения руководства города оперативной и достоверной информацией, решаются задачи информационной поддержки реализации городских программ и исполнения требований законодательства совместно несколькими службами городского управления (программы приватизации жилья, предприятий, инвентаризация имущества, создание земельного кадастра, регистрация отношений собственности, залога, оформление актов купли-продажи). Только в условиях информационного взаимодействия городских ИС могут быть решены задачи контроля за уплатой налогов, борьбы с организованной преступностью, с недобросовестным

предпринимательством и т.д.

Таким образом интеграция городских информационных систем стала в настоящее время насущной необходимостью, так как дхтьнейшес развитие рыночного сектора экономики поставило ряд задач, которые могут быть решены только в условиях интеграции основных информационных систем (ИС) служб городского управления.

По своей сути ИИС г.Москвы является большой человеко-машинной системой, что предопределяет сложность ее проектирования, эксплуатации и развития. Такие системы не могут быть созданы за короткий интервал времени, поэтому одни фрагменты ИИС уже могут эксплуатироваться, другие - проектироваться, а третьи - только исследоваться. Методологической основой таких разработок должен являться принцип комплексного системного подхода, смысл которого применительно к ИИС заключается в планировании всех этапов разработки от предпроектного анализа потребностей пользователей и возможностей перспективных средств вычислительной техники до внедрения системы в эксплуатацию с целью обеспечения оптимальных условий для достижения информационной системой поставленных целей функционирования.

Интеграция различных ендов информации, необходимость многоаспектного и информационного обслуживания различных пользователей в рамках одной распределенной сети ставит при

Аналитический Центр

Нормативно-правовое обеспечение

Система информационного обслуживания Правительства Москвы и Мэрии -Г

- домовладения. | - экология.

| - инженерные коммуникации. | - кадастр. 1 ~ • • •

^ - археология.

Система делопроизводства

Комплекс общественных связей Комплекс социальной заняты Комплекс городского хозяйства Комплекс перспективного развития города Имущественно- земельный комплекс

ТГ

Система информационного обслуживания административно-территориальных округов

Система информационного обслуживания муниципальных округов

Рис.1

проектировании ИИС совокупность проблем, к основным из которых относятся : синтез структуры ИИС г.Москбы, как крупно-масштабной развивающейся системы, решение задач оптимального управления ресурсами в процессе развития ИИС; создание высокоэффективной технологии и средств управления локальными и распределенными базами данных разработка методов и средств моделирования и оценки эффективности функционирования ИИС; разработка методов стандартизации и унификации доступа к информационным ресурсам системы; разработка методов планирования развития ИИС, включая вопросы расширения обслуживаемых территорий, расширение- круга решаемых народно-хозяйственных задач, расширение состава пользователей и т.д.

Предложенная в работе концепция комплексной информатизации системы управления в г.Москве и создания перспективных технологий автоматизированной поддержки деятельности органов управления базируется, в первую очередь, на новейших достижениях в области использования сетей ЭВМ, средств создания, ведения и управления локальными и распределенными базами данных большого и сверхбольшого объемов, содержащих актуальную информацию, ее многоаспектного использования заинтересованными учреждениями и организациями.

На основе проведенного анализа эффективности Систем управления базами данных различных типов сформулированы основные требования к ее характеристикам в интегрированных информационных системах управления городом. Показано, что муниципальные и городские распределенные базы данных относятся к классу условно-постоянных с относительно низкой динамикой изменений, основным критерием выбора СУРБД для которых является максимальная производительность при выполнении локальных и распределенных запросов.

Во второй главе предложена новая информационная технология создания, ведения и использования сверхбольших баз данных на базе разработанной высокоэффективной СУРБД HyTech.

Среди развитых реляционных СУРБД, которые потенциально могут использоваться при создании ИИС г.Москвы, в настоящее время наибольшее распространение получили СУРБД Oracle, Ada bas, Sybase, Ingres, Informix, Pr ogres и др. Эти программные

продукты предназначены для работы на различных аппаратных платформах и ориентированы на хранение и обработку больших распределенных реляционных баз данных, обеспечивая необходимую надежность хранения, целостность, защту информации от искажений, обработку £¡21-запросов и т.д. Однако реляционные СУРБД требуют использования сложной технологии для сокращения объема избыточных данных и обеспечения эффективной работы с базами данных больших объемов (из-за сложности организации связи между таблицами). Кроме того, простая связь данных, обеспечиваемая реляционной моделью, затрудняет определение БД сложной структуры (связь "многие ко многим" - обычно не поддерживается стандартными средствами и при необходимости реализуется программными методами, что резко сокращает эффективность обработки данных).

В работе на основе анализа операций реляционной алгебры предложены методы повышения эффективности функционирования, систем управления сверхбольшими базами данных. Предложена классификация операций реляционной алгебры, в соответствии с которой выделены массовые реляционные операции с непосредственной реализацией и унитарные операции, выполняемые в несколько этапов и при реализации которых используется возможность индексации и кластеризации. Подмножество операций реляционной алгебры над нормализованными отношениями представлено в табл.1. Представленное множество операций покрывает все языковые интерфейсы распространенных реляционных СУРБД. Особенностью реляционных операций, связанных с интеграцией данных является возможность порождения значения вычисляемых атрибутов, входящих в схемы результирующих отношений. Вычисления производятся на основе арифметических выражений пал значениями атрибутов исходных отношений. Арифметические выражения могут входить также и в состав селектирующих выражений. Все реляционные операции разбиваются на два класса. Первый составляют операции первичной обработки. Сюда входят операции селекции по условию, проекции отношения без удаления дублей, конвертирования и присваивания. Эти унарные операции являются массовыми и могут быть реализованы как в буферной памяти ЭВМ, так и непосредственно в устройствах массовой памяти (УМП). Поскольку указанные операции выполняются за один просмотр отношения, то сложность их оценивается в О(п), где п

Слож- Наименование операции Система интег- Язык Язык

ность рации БСШ ОВЕ

Селекция + + +

0(11) Проекция без удаления +

дублей

Конвертирование + +

Присваивание + + +

Проекция с удалением

дублей + + +

Объединение + + *

Пересечение + + +

Разность . + +

2 Соединение + 4-

0(п ) Соединение по условии + +

Ограничение + - -

Неполное соединение ♦ - -

Декартово произведение Агрегатные функции + - -

+ + +

Сравнение . + + +

Сортировка + + +

-кардинальность отношения-операнда. Второй класс составляют такие массовые операции над отношениями, сложность которых оценивается как 0(и2). Сюда включаются бинарные операции реляционной алгебры, а также унарные операции проекции с удалением дублей, операции с использованием группировки (group by). С некоторыми допущениями сюда включена операция сортировки отношений.

Для анализа и классификации алгоритмов интерпретации операций важно выделить два существенных критерия. Первый критерий классификации определяется методами материализации результирующих отношений, которые определяют, в каком виде формируется результат операций. Можно выделить два метода формирования результата : прямой (или непосредственный) и косвенный. При использовании прямого метода в результате каждой операции, независимо от структур хранения в УМП, формируется в явном виде отношение, которое в отличие от исходного отношения, называется промежуточным или рабочим. Это рабочее отношение может явиться в свою очередь операндом для следующей операции в последовательности, реализующей один запрос, или быть результирующим отношением запроса, которое выдается как результат целиком или покортежно. При использовании косвенного метода результатом операции являются вспомогательные структуры данных, по которым можно воссоздать результирующее отношение. В качестве таких структур могут быть использованы множества или списки идентификаторов кортежей; всевозможные битовые шкалы отображения кортежей или атрибутов, которые формируют результирующее отношение; кортежи исходных отношений, помеченные маркерными битами. При использовании косвенного метода материализация результирующего отношения проводится в самом конце запроса при выводе результата.

Таким образом, способ формирования результирующих отношений полностью определяет не только алгоритмы интерпретации каждой операции, но и алгоритм реализации запроса в целом. Поскольку косвенный метод формирования результата связан со специальными (нетрадиционными) структурами хранения отношений в УМП, все алгоритмы реализации реляционных операций разбиваются на два класса в зависимости от метода формирования результата в массовых операциях первого типа (селекции и проекции) над

отношениями в устройствах массовой памяти. Косвенный метод формирования результата селекции над отношениями в УМП характерен в основном для баз данных, в которых поддерживаются структуры хранения типа траспонированных отношений.

Кроме того, от метода материализации результирующих отношений зависят не только алгоритмы интерпретации операций, но и аппаратурные решения. Обычно отмечается два очевидных преимущества прямого метода материализации по сравнению с косвенным : универсальность и применимость для всех операций реляционной алгебры, инвариантность относительно структур хранения в устройствах массовой памяти.

В интегрированной распределенной информационной системе) значительно меняются соотношения времен формирования идентификаторов кортежей и результирующего отношения. При малом числе записей-целей косвенный метод будет реализован в десятки и даже сотни раз быстрее прямого метода, а при больше?.! числе записей целей ситуация является прямо противоположной.

В работе для каждого типа алгебраической операция рассмотрено эквивалентное ей выражение на языке реляционного исчислешш. С использованием данного языка доказан ряд утверждений, обеспечивающих эквивалентность различных преобразований при обработке данных. Например, пусть Л(а1,в2,...,ая) и В{Ы,Ь2.....Ьп) два

отношения с атрибутами а\,а2.....от и Ы,Ь2,...,Ьп соответственно. Пусть

Р предикат, использующий только атрибуты отношения А, тогда' {А]отес1 _1о _В).<е!ес: _оп\Р} = = (А.чек& _0я[Р])у'сгяее?_/о_ В.

Доказательство этого правила основано на коммутативности связки И. Если записать эквивалентную формулу в символике реляционного исчисления, обозначая через УР{г 1,г2) предикат соединения, включающий члены вида (г1.а! = г2.62), где г 1 и г2 -леременные-кортех<и, то нужная эквивалентность непосредственно очевидна :

(ВП,г2)(г1 € А) а(г2 6 В) л Л{г\,г2) л Р(г 1) = = (Зг1,г2)(г1еЛ)л.Р(г1)л(г2еВ)л^г1>г2).

Можно обобщить приведенную выше эквивалентность, если представить предикат селекции Р в виде конъюнкции четырех предикатов : РА , затрагивающих только отношение А, предиката РВ,

затрагивающего только В, предиката РЯ, включающего все то, что нельзя включать в РА, РВ или РС\ каждый из предикатов РА, РВ, РС или РЛ может быть пустым, что соответствует константе "истина" (т.е. селекция не производится). Тогда имеем :

(А*В)5е1ес(ес1_оп[РА_апс1_РВ_(ии1_РС_апс!_Р11] = = ((Лле/ес/еЛ_ол[/М_ат/_ РС])* *(Вье1еаес1_оп[РВ_ап(1_РС§)ве1еаес1_ог{РЯ]

Показано, что операции реляционной алгебры можно осуществлять с помощью "правил подстановки", по аналогии с упрощением обычных алгебраических выражений.

В соответствии с изложенной выше классификацией рассмотрены массовые реляционные операции с непосредственной материализацией. Унарные операции сложности О(п) - селекции и вертикальной фильтрации - над отношениями реляционной базы данных могут выполняться или непосредственно в процессах первичной обработки, или в два этапа : часть селекции и вертикальной фильтрации в процессорах первичной обработки, а оставшаяся часть селекции выполняется над рабочей областью. Второй этап совпадает е унарной операцией над рабочей областью и реализуется в процессорах вторичной обработки программным путем. Кроме того, при реализации унарных операций над отношением базы данных могут быть использованы возможности шщексации и кластеризации.

Рассмотрена реализация бинарных операций над двумя отношениями баз данных. Показано, что настройка индексов и связей (путей доступа) в схемах хранения на будущую операцию соединения существенно повышает эффективность операции, особенно если велика кардинальность отношений. Общим недостатком метода, основанного на индексах и связях, является их жесткая привязка к операции только по заданным априори атрибутам соединения. Показано, что реализация операции полусоединения отношений посредством битовых шкал отображения атрибутов базируется на атрибутном хранении отношений. Для атрибута соединения должна храниться бинарная таблица, ставящая в соответствие каждому значению атрибута однозначный порядковый номер (код) этого значения. Соединяемые отношения хранятся в виде несортированной совокупности кортежей. Операция полусоединения реализуется посредством двух просмотров каждого отношения. После первых

просмотров отношений формируются битовые шкалы. Одновременно с каждым отношением связывается столбец номеров значений атрибута соединения. При втором просмотре одного из отношений на выход посылаются кортежи, для которых битовая шкала / = 1 где » - значение поля столбца номеров атрибута А, соответствующего данному кортежу и связанного с исходным отношением. Таким образом формируется сужение отношения. Аналопгшо просматривается другое отношение, а затем выполняется операция соединения.

Реализация операции соединения при транспонированном хранении отношений осуществляется посредством сортировки списков идентификаторов кортежей (ИК). Перед выполнением операции предполагается наличие двух временных бинарных отношений : tempi (ИК1, S} и tempi (ИК2, S), задающих пары <идентификатор кортежа, значение атрибута>, соответственно, для обоих исходных отношений. Эти временные отношения могут быть получены как результат предварительной селекции исходных отношений по какому-либо критершо с использованием кластеризации и индексации или посредством полного просмотра множеств значений атрибутов в обоих отношениях. На первом этапе выполняется сортировка этих бинарных отношений по значениям S. Если teir.pl непосредственно получено из одного из соотношений, то оно уже будет отсортировано, так как атрибут S является для этого отношения главным ключом. Отношение tempi всегда требует сортировки, так как атрибутное хранение предполагает сортированность по значениям ИК2. После сортировки выполняется операция соединения двух бинарных отношений и образование тернарного отношения tempi = tempi*tempi со схемой (ИКЗ, ИК1, ИК2).

Рассмотренная операция легко реализуется аппаратурою в реляционном.спецпроцессоре как модификация операции слияния двух сортированных бинарных отношений. Очевидно, что косвенная материализация результирующего отношения как метод конструирования кортежей результирующего отношения с использованием тернарного отношения неэффективна, и поэтому требуется разработка специальных алгоритмов выполнения последовательности операций реляционной алгебры без получения промежуточных отношений в явном виде.

Одной из самых критических характеристик современных СУР БД является их низкая реактивность при работе с большими и сверхбольшими базами данных, при отработке сложных многоключевых и межтабличных запросов и при работе в сетевой среде с большим числом пользователей. В работе предложены следующие способы повышения быстродействия реляционных СУРБД :

- для первого класса реляционных операций (для атомарных и сложных запросов в пределах одного отношения) разработка новой технологии обработки индексных массивов, реализующей идею битовых последовательностей;

- для второго класса реляционных операций разработка технологии косвенного метода материализации результирующих отношений (для локальных и распределенных БД);

- для выполнения транзакций в реальном масштабе времени и обеспечения согласованного взаимодействия держателей информации (узлов РБД) - использование дифференциальной организации файлов БД.

Для разработки инструментальных средств по каждому из этих направлений детально проанализированы особенности реализации различных методов доступа к базам данных (табл.2.).

Для анализа эффективности различных методов доступа введем необходимые обозначения :

Ш - длина последовательного файла в блоках, ЕВР - коэффициент полезного блокирования, МШК-\NRIEBF]- число блоков в файле,

БВЛ - время доступа к блоку при последовательном доступе, КВА - время доступа к блоку при произвольном доступе, КМ - число записей в БД, ИШ - число записей-целей запроса, К- коэффициент блокирования.

В силу того, что для нескольких условий множество записей-целей получается в результате объединения множеств записей-целей отдельных условий записи, оценка количества обращений для такого вида запроса равна сумме оценок для запросов с одним условием записи :

■ I

где I - общее число атомарных запросов,

класс пользовательских приложений методы доступа

ПОЛУЧИТЬ ВСЕ, ПОЛУЧИТЬ КНОГИЕ (10 - 100%) Последовательный Физически последовательная организация (смежная память) Связанная последовательная организация (несмежная память)

ПОЛУЧИТЬ УНИКАЛЬНУЮ (одну ИЛИ НИ ОДНОЙ) Прямой Произвольный Индексно - произвольна Индексно - последовательный Бинарное дерево В - дерево Поиск по TRIE - структуре

ПОЛУЧИТЬ НЕКОТОРЫЕ (0 - 10%) Мультисписхозый Инвертированный Секционно - инвертированный Двусзязанное дерево

г, = R( поиск в индексег) + Л'( поиск в ивдексе2) + R ( поиск в списке указателей доступа \

индекс 1 - индекс типов элемента, ивдекс2 - индекс значения элементов.

Представив ассоциатор в виде матрицы и оглавления, а

промежуточные результаты поиска расположив в специально

подготовленном битовом буфере, получим оценку количества обращений к БД : Л = 5>ь

I

где i - общее число атомарных запросов,

п =(NM*NR)/(NTR*EBF).

Если воспользоваться достоинством инвертированных списков, для которых характерно быстрое исполнение логического отрицания (в В-деревьях для этого потребуется совершить обход дерева в привоположном направлении), то в случае, если rizNM/2, можно легко оптимизировать алгоритм обработки запросов. При этом число обращений к БД определяется следующим образом:

г< = \р* [%"[ 12-р]+\]+{Ш - р)* [Sign{Pi - NM / 2] +1].

Таким образом с помощью данного приема удается избавиться от самого существенного слагаемого - сортировки промежуточных результатов, которая занимает значительную долю времени выполнения запроса.

Сравнение верхних и нижних оценок для В-деревьев и для инвертированных списков показывает, что разница времени поиска состаьляет для реальных больших баз данных сотни и тысячи раз. Инвертированные списки обеспечивают самый быстрый метод доступа к записям-целям как при простом, так и при многоключевом поиске. Поэтому СУРБД, построенная на инвертированных списках, особенно эффективна, если используется БД больших объемов (сотни тысяч, миллионы и десятки миллионов записей), занимающие сотни Мбайт и Гбайты. Анализ также показывает, что реализация инвертированных списков наилучшим образом подходит для косвенного метода выполнения операций второго класса. Полученные результаты относятся не только к процедурным языкам или к распространенным пакетам для разработки приложений, но и к непроцедурным языкам высокого уровня (QBE, SQL и т.д.).

Разработанная в диссертации новая технология доступа к данным не только позволила значительно ускорить выполнение реляционных операций в запросах SQL за счет исключения чтения самих данных на этапе поиска (сссбешго важно для удаленных баз данных интегрированной информационной системы), но и позволила расширить синтаксис языка SQL стандарта ANSI -39.

С использованием предложенных модификаций операций реляционной алгебры в базах данных и соответствующих методов доступа разработанэ система управления сверхбольшими базами данных (HyTech), защищенная патентом Российской Федерации.

СУРБД HyTech - это совокупность программных средств, предназначенных для создания, ведения к управления сверхбольшими реляционными базами данных. СУРБД HyTech позколяет пользователям обращаться sc данным с помощью специальных языков SQL и QBE, а. также через Call-mггерфейс из языков программирования С и Pascal. В состав утилит СУРБД HyTcch входят :

средства для разработки пользовательских приложений (HT_Vision и HT_Designer),

- интегрировавшая среда пальзсватсля-нспрограммисга,

- средства просмотра и редактирования содсряашого баз данных (HT_Browse),

- Call- интерфейс с СУРБД HyTech для подключения обрабатывающих программ на языках С и Pascal,

- интерпретатор языка HL/SQL,

- сервер баз данных (HT_SQL).

СУРБД HyTech функционирует под управлением следующих операционных сред : MS_BOS,OS/2,Windows,Windows_NT,Unix,Netware.

Возможность связи СУРБД HyTech с Unix из MS_DOS производится, по протоколу UUCP (g-протокол). Это позволяет передавать и принимать почтовые сообщения между абонентами, работающими в эпсс средах. В отличие от известной программы DOS_UUCP, предлагаемая система реализована в виде компактного модуля, способного работать в фоновом режиме (TSR - 60Кб.) и обеспечивать возможность организации пссЕдо-онлайнового режима связи (имеется ввиду ергшшзацля повторного соединешш в случае неполучения ответа на запрос в течение одного сеанса связи). Также обеспечивается автоматизация взаимодействия абонентов. В случае

к

разрыва связи после того, как запрос послан, пользователь в любом случае дождется ответа : так как программа сама дозванивается на Unix станцию. Гибкость программному обеспечению придает настройка с , помощью системы параметров на различные дисциплины организации передачи данных между абонентами сети (продолжительность связи, допустимые времена ожидания, времена работы абонентов, адресаты и т.д.). .

Фрагменты результатов тестирования СУР БД HyTech на IBM РС/486/40 Мгц/4 Мб., диск - 112 Мбайт, приведены в таблице 3 и 4, а в таблице 5 дано сравнение с известными СУБД. Объем БД - 500 ООО записей. Длина записи - 97 байт.

В третьей главе представлена аналитическая модель функционирования ИИС в виде многофазной системы массового обслуживания, предназначенная для анализа свойств системы, оценки ее основных характеристик по обслуживанию пользователей. Предложенная модель позволяет получать оценки суммарного среднего времени пребывания заявок в системе, времени пребывания и ожидания каждого типа заявок на различных участках их обработки в ИИС. Алгоритмическая реализация модели ИИС как многофазной СМО базируется на расчете специальных функций свертки и вычислений функций распределения случайных величин, характерных для модели.

Задача анализа ИИС формулируется следующим образом : на вход системы, состоящей из L последовательных участков обработки информации (ОИ), поступает К типов заявок (от К источников). Приоритеты заявок на каждом участке ОИ задаются матрицей расписания Л/, где вектор этой матрицы mt определяет порядок обработки заявок на /-ом участке ОИ. Известны К функций распределения интервалов поступления каждого типа заявок в систему и К* L функций распределения времени обработки каждой заявки на каждом участке. Вид функций - произвольный, а форма представления -табличная.

Предполагается, что заявка i2-ro типа может быть передана на обработку j+1 участок только в случае обработки на /-ом участке. Если при этом у + 1 участок занят обработкой заявок ¡,-го типа, то до тех пор, пока заявки /,-го типа не будут обработаны заявка /2-го типа будет "частично" находиться в состоянии ожидания, (на этот момент загрузка заявки j, меньше нуля).

Тип запроса Время выполнения

Query 1.1 select count(«) from bench where k2 - 2; 5.0 сек.

Query 4.4 select count(*> from bench where (klk between 850 and 950) and (klO = and (k25 between 3 ar.d 4); 11.0 сек.

Query 6.5 select count(*) froa bench bl, bench b2 where bl.klOO » 49 and M.K2501C = Ь2.к500к and Ь2.к25 - 19; 96.0 сек.

Таблица 4

Тип теста Время (в сек.)

Мшшм. Срздн. 1 Максим.

Загрузка БД - перевод во внутренний формат, - создание всех индекссз. . 18 минут

Поиск по одному ключу Допустимые знаки соотношения : ■= . !=, <( >. =>, <=. [..]. Min, Мах. 0.05 0.1 0.2

Сложный поиск по двум ключам Допустимые логические соотношения : OR. AND. NOT. 0.2 4.5 9.0

Сложный поиск по множеству [Н] ключей (включая скобочные вложения). Н * 0.1 N « 2.25 N * 4. 5

Диаграммы для 157 770 записей Биржевой базы данных Диаграммы для 107 648 записей базы данных "отдела кадров"

1. Объем базы данных во внутре HyTech 16.975 ШИШ— FoxPro 28.556 ШДШИЙЭИИ? ■ Paradox 29.376 ИШвЭДВВня! 2. Поиск по "маске", с. HyTech 32 НИ Paradox 154 НМЯИИ— FoxPro 168 3. Поиск по 5 ключам (связки И HyTech 56 Ш_ Paradox 134 FoxPro 198 4. Вставка/удаление/изменение : шем формате : Мб. HyTech 7 926 ■ИШ111ШШ1Д Paradox 8 167 ВВИНЯ FoxPro 8 181 HyTech 12.0 ЩЩ Paradox 68.0 МйяйШНИ FoxPro 75.0 ВМШИнЯгеШМ1 и ИЛИ), с. HyTech 32.0 НЕЙ_ Paradox 88.0 ЕяШЮДВШа FoxPro 85.0 ИИ^иИЯЩ аписи. с. HyTech 0.3 |__ FoxPro 3.2 ШШШ Paradox 5.7 «а^^ааиав^

5. Время начитываяия результатов поиска в таблицу QBE - Answer, с. Min. Avr, Мах соответственно). HyTech 1.5 M ||И|| j 12.0 1 29.0 1 Foxpro 2.0 (ШШШеШш 63.6 и—и ш.о ЯШ_ Paradox 2.3 ВЩЕШШ@198.0 ЩШяЖЯШШЯ 470.0 ШШЁШ?ШШт

Кроме того, на основе предложенной аналитической модели многофазных СМО типа GIG IN проведены исследования процесса сходимости />(*,/) к стационарному виду Р(х), где P{x,i)- распределение

числа заявок в СМО.

Приводится пример использования предложенной модели для анализа характеристик системы медицинского поликлинического обслуживания населения. Применительно к ней ставится и решается задача идентификации входного потока заявок на медицинское обслуживание, для отдельных участков которого известны виды функций распределения выходного потока, времени обслуживания, времени занятости, а также математическое охсидание и дисперсия перечисленных величин. Для решения поставленной задачи разработана и использована модификация метода диффузионной аппроксимации. Разработанное программное и математическое обеспечение, реализующее модели многофазных СМО, вошли в состав автоматизированной системы обработки информации на базе СУРБД HyTech медицинской профилактики в поликлинике N 4 Южного муниципального округа г.Москвы.

В четвертой главе рассмотрены постановка и решение задач оптимальной организации дампирования и восстановления информации в СУРБД HyTech, использующей системную хсурналнзацшо и дифференциальные массивы (ДМ).

Использование ДМ является эффективным средством повышения сохранности информационного обеспечения вычислительных систем. Однако частая реорганизация БД в системах с такой организацией обработки отрицательно сказывается на их эффективности в сзязи с вынужденными прерываниями вычислительного процесса на дампирование основных массивов БД и затратами машинного времени на архивацию дифференциальных массивов С другой стороны, увеличение периода реорганизации приводит к увеличению времени восстановления информации, увеличению времени доступа к БД, что недопустимо в. системах реального времени. В связи с этим возникает необходимость выбора оптимального по заданному критерию эффективности периода реорганизации БД.

Кроме того, поскольку основные и ДМ резервируются идентичными копиями, возникает необходимость выбора оптимального

числа их копий, а также оптимального числа хранящихся поколении основных и дифференциальных массивов.

В работе поставлены и решены задачи оптимизации дампирования и восстановления информации по критерию минимума средних эксплуатационных затрат.

Средние эксплуатационные затраты на функционирование системы резервирования и восстановления с использованием ДМ складываются из затрат на дампирование БД и архивацию ДМ, стоимости резервных носителей информации, средних затрат на обновление и использование БД (затрат на обработку и восстановление в указанном интервале времени), затрат на плановую реорганизацию БД, а также средних потерь в случае возможного разрушения массива и его резерва.

Задача оптимизации по критерию минимума средних эксплуатационных затрат системы резервирования и восстановления с использованием ДМ формулируется следующим образом :

т

где : Т - период реорганизации БД, у - число поколений дампов БД, к - число копий дампов БД, п - число копий ДМ, , потери, которые несет система в случае отказа, и - интенсивность запросов на обновление БД, ц- интенсивность запросов на использование БД, Г-исследуемый период времени функционирования системы, ги-.стоимость носителя с основным массивом БД (занимаемой памяти), г^-стоимость носителя ДМ, г„- стоимость единицы времени ЭВМ, -вероятность успешной обработки запроса на обновление, - время обработки запроса на обновление, р(п,к,у) - вероятность успешной плановой реорганизации, р(п,к,у) - вероятность успешной обработки запроса на использование, <„Дг) - среднее время обработки запроса на использование, /„„ДТ-) - среднее время реорганизации БД. Последние четыре величины функционально зависят от вероятности успешного восстановления и среднего времени восстановления, и которые

являются функциями периода реорганизации, числа поколений дампов, числа копий дампов и дифференциальных массивов.

Поставленная задача является частично-целочисленной задачей математического программирования, где переменная Т - непрерывная, а переменные п,к,у -целочисленные.

Определение в явном виде Тоц как Функции переменных п,к,у •связано с нахождением положительного корня уравнения }\ = 0, т.е.

-JL*

Г

Производя ряд преобразований, получаем :

Тор

1

Р* Y* Vl* Z m

где

Найденное значение Т япляется точкой минимума функции F(n,k,T,y), так как выполняется условие F"{n,kJ,y)> 0.

Проверяя условия Fu[n,k,T,y)>0,

>о

Г г

заключаем, что приведенное значение действительно является точкой минимума, которое свидетельствует о выпуклости функции р(п,к,Т,у) по Т.

В случае, когда п = к = 1, то есть когда БД и ДМ не резервируются копиями получаем, что ;

Topi

[{ты+ Tj*Zm + V(r>Xy)}*

Для решения приведенной частично-целочисленной задачи математического программирования предлагается использовать алгоритм, суть которого заключается в следующем. Исходная задача частично-целочисленного программирования преобразуется к виду :

р{п,к,То„,у) „^ > Шп, >

то есть к задаче нелинейного целочисленного математического программирования, для решения которой используется схема "ветвей и границ":

I. В процессе ветвления для выбранной <£ вершины

очередного уровня дерева ветвления осуществляется разбиение множества допустимых решений вершины на два подмножества вида :

где д^.бц соответственно левая и правая границы интервала изменения переменной на предыдущем шаге ветвления (в породившей вершине).

При £ = 1,ао = 1,6о =Махп.

2. Для каждого из подмножеств решается релаксационная задача, не учитывающая условия цел очи сл е н н ости переменных п,к,у, решение которой является оценкой подмножества решений в данной вершине дерева ветвления.

3. Выбирается вершина с наименьшей оценкой подмножества решений. Если в результате решения релаксационной задачи в этой вершине получено целочисленное решение, то оно является оптимальным решением исходной задачи. В противном случае полученное решение округляется до целочисленных значений, среди которых выбирается то, которое обеспечивает наибольшую близость значений целевой функции к оценке.

4. Полученное целочисленное значение (рекорд) сравнивается с оценками всех висячих вершин, тс из.вершин, для которых оценки не меньше рекорда, исключаются из дальнейшего рассмотрения.

5. Сравнивается значение рекорда с оценками всех висячих вершин дерева ветвления. Если оно огличатеся от оценок на величину, большую заданной, ветвление продолжить (п.1.), иначе текущее значение рекорда считается оптимальным решением.

Рассмотрим функционирование системы в режиме, когда в одном цикле реорганизации ведется т многоэкземплярных копий ДМ.

Процесс функционирования системы представлен на рис.2.

Рис. 2

В системе имеется БД и т многоэкземплярных копий ДМ, в которых накапливаются все Запросы на обновление БД. После периода времени Т (период реорганизации) ДМ сливаются с БД и получается новое поколение БД.

На этом рисунке "удачное окончание" соответствует успешной реорганизации БД, "неудачное окончание 1" соответствует разрушению m многоэкземплярных копий ДМ независимо от сохранности БД, "неудачное окончание 2* - состояние, соответствующее разрушению обрабатываемого поколения БД при сохранности ДМ.

Время выборки данных из БД определяется выражением :

где Е,(Г)=а+р*Т,-

a,ß - характеристики системы.

Вероятность успешного использования системы на базе ДМ, то есть вероятность успешного выполнения запроса пользователя :

Среднее время обновления:

Вероятность успешного использования системы на базе ДМ, то сеть вероятность успешного выполнения запроса пользователя :

Pitp - Y\* PimUf + 7г * Ры*р>

где TZ^=\-qltM,.

Вероятность успешной реорганизации БД :

Р=Ры*Рлп,

К,= 1-й,-. •

Вероятность разрушения БД при сохранном ДМ во время реорганизации :

Среднее время реорганизации БД с учетом наличия m многоэкземплярных копий ДМ :

Полученные выражения для опеределения характеристик системы резервирования и восстановления сведены в табл.5.

Табл.5

Характеристики Примечание

Е(Т)=Г,*Е,{Т)+г,*Е,{Т) Е,(Т) = а+0*Т

/'л.Ы = !-'/! Р^и, = 1 - ?<,„„,,

^ {т) = т*Еок*.

Р=Ры*~Р7п

В = Чы*Р*.

—_1 -{РЬ^Ч^" И* ГвОГ - £> Г40Г • .1 -Ры*Чл.

Поставлены и решены задачи выбора оптимального периода обновления текущих информационных массивов распределенной базы данных ИИС для различных стратегий обновления. В качестве критерия оптимизации используется минимум суммарных потерь, связанных с выдачей устаревшей информации и затратами на ее обновление.

Текущие информационные массивы состоят из некоторого множества информационных элементов, содержание которых изменяется в общем случае в случайные моменты времени в соответствии с законом распределения входных потоков изменений. Информация о содержании этих элементов требуется также в случайные моменты в зависимости от закона распределения потока обращений' к массиву.

Если до обращения к информационному массиву произошло изменение содержания ряда информационных элементов, но обновления не произошло, то система несет потери, связанные с выдачей устаревшей информации. Если же обновление информационного массива производится после каждого изменения содержания любого информационного элемента, то потери в системе будут велики за счет частого использования программ обновления.

Выделены следующие стратегии обновления текущих информационных массивов на заданном интервале времени Т.

Стратегия!. Обновление производится через время г после окончания предыдущего обновления, независимо от количества изменений и обращений к массиву за это время, но при условии, что за время г произошло хотя бы одно изменение массива.

Стратегия2. Обновление производится после ¿/-го изменения текущего информационного массива.

СтратегияЗ. Обновление производится после //-го изменения, но не позже времени т после предыдущего обновления.

Стратегия^. Обновление производится при каждом обращении к массиву при условии, что с момента предыдущего обновления произошло хотя бы одно изменениг.

При использовании этих стратегий поставлена и решена типовая задача планирования обновлений текущих информационных массивов : для текущего информационного массива с заданными характеристиками потока изменений и потока обращений необходимо так выбрать г -период обновления в заданном классе стратегий, чтобы обеспечивался минимум функционала суммарных потерь, связанных с выдачей устаревшей информации и с затратами на обновленке информационных массивов.

Исследованы различные варианты задачи определения оптимальных периодов обновления текущих информационных массивов при различных законах их обновления и использования и различных ведах функции суммарных потерь. Полученные результаты использованы для повышения эффективности функционирования ИИС г.Москвы.

В пятой главе исследуется общая задача синтеза структуры ИИС на основе использования агрегативно-декомпозиционного подхода, который характеризуется альтернативно-графовой формализацией задач синтеза, использованием комплекса оптимизационных имитационных, расчетных и семантических моделей и их взаимосвязи.

Агрегативно-декомпозиционный подход включает два

взаимосвязанных этапа : последовательную декомпозицию реализуемых системой целей, функций, задач, а тахже используемых массивов и процедур, и агрегирование (объединение) их на соответствующем уровне детализации для генерирования вариантов построения системы.

Задачи, возникающие при использовании агрегативно-декомпозиционного подхода, включают практически весь набор типовых операций: агрегирование, декомпозиция, композиция, координирование, детализация, выделение типовых структурных элементов, отображение структур.

Структура интегрированной информационной системы s(t) в каждый момент времени t определяется множеством элементов £(<), их взаимосвязей /¡(f), собственными X{t) и плановыми W{t) характеристиками элементов, то есть :

A{I) = xshU'Ï

л

X{t)^{Xllizl{t)},

jy(t) = {Wl/iel(i)};T={t},

где /(/)- множество индексов элементов системы в период /,

Яи(') - отображение множества E(t) в себя,

АеЛ(/) - множество возможных структурных отношений

элементов в период /.

Каждому элементу е,(') e£(f) в период t соответствует множество его собственных характеристик;^/) = [х,Ь)Н ^KÙ.j е.л(')}. где J,{i) -множество индексов собственных характеристик элементов в период планирования t, то есть на множествах £(/) и x(t) задано отношение соответствия 'Fkr для каждого периода планирования t :

SfÉr = {(«,, Xi (l))U, s £(/), Xi (t) S X(t)].

Каждый элемент ef является составной частью, развивается • и функционирует в ее рамках и, следовательно, кроме собственных характеристик в процессе развития обладает некоторыми системными,, внешними по отношению к нему плановыми характеристиками ffi(/),

которые отражают распределение плановых заданий, выполняемых системой, по ее элементам :

«Йг = {(а, X,(/))/е, е E(l), (/) с *(/)j,

где Ri(t) - множество индексов плановых характеристик элемента с, в период планирования t. На множествах E(t) и W(i) задается отношение соответствия для каждого периода планирования t :

4'kr = {(*■ W, (/)) / г, g E(t), Wi (') С W{t)}.

Собственно характеристиками элементов ИИС служат : информационная производительность, пропускные способности технологических подразделений, параметры различных вариантов развития элементов и т.п. К плановым характеристиками относятся, например : объем входных документов и запросов, уровень запасов в технологических подразделениях, ресурсные, временные и другие ограничения и т.п.

В общем случае задача проектирования и управления развитием ИИС заключаемся в нахождении рационального плана построения и развития системы, включающего размещение, определение размеров и характеристик элементов системы в динамике их развития и функционирования, выбор укрупненной технологии развития элементов, включая сроки их ввода в эксплуатацию, выбор вариантов развития элементов, соотношения между модернизацией действующих информационных систем и новой разработкой, направления и объемов пересылаемых данных, определение потребности в капитальных вложениях (и других ресурсах) с распределением их между узлами ИИС и во времени.

Как' показала практика создания городских информационных систем общая задача проектирования и управления развитием ИИС имеет две основные модификации. Пусть векторы yN[t) и уг{<)

отражают выбор собственных характеристик для систем обработки и передачи данных соответственно, a Zv (') - определяет плановое

задание системе в целом, a Z\<(() и Z,(t) - определяют плановое

задание по ее элементам. Тогда при решении задач первого типа будут заданы состав элементов системы F.{t) = N(l)uG(t), их взаимосвязи A(t), множество допустимых значений характеристик x(t) и ^(î) и плановое задание системе Zv (')• Требуется определить распределение плановых заданий по совокупности различных элементов системы Z«(') и данных ZN{t), а также их собственные характеристики y„(t) и >,(<)•

В задачах второго типа, характерных для долгосрочного планирования развития ИИС, наряду с распределением плановых заданий, выбором вариантов развития и функционирования элементов системы, определяется траектория развития структуры системы.

Заданы допустимое множество элементов системы и их взаимосвязей

множество собственных *(/) и плановых w(t) элементов и плановое задание системе в целом Z£ (<). Требуется определить : С('), Zw(0» Zr{l), >«('). y,(i), оптимизирующие заданный функционал

F[zAt),zÀt).yAi).y,(t)Mi]

при выполнении ограничений :

на информационную производительность

пропускную способность

связанных с Собственными характеристиками элементов

связанных с плановыми заданиями элементов

общесистемного характера /<[гЛ'),г,Ь\с (/),/] 5 я,(0; структурных

0{')<=М

В качестве критерия оптимальности используется минимум затрат на развитие системы либо максимум достигаемой "эффективности" в конце планируемого периода или интегрально на всем горизонте планирования. Наиболее распространенными ограничениями являются : капитальные затраты на создание И развитие элементов системы, интенсивность их использования, технологические, балансные, а также другие условия, обеспечивающие выполнение заданной стратегии создания и развития ИИС.

С использованием критерия оптимальности второго типа поставлена и решена задача распределения средств, выделенных нз развитие ИИС, по различным участкам и звеньям ИИС,

Пусть задан исходный вариант реализации информационной системы, состоящей из / последовательных участков обработки информации. Качество функционирования системы характеризуется максимальным значением унимодальной аддитивной целевой функции (в общем случае - произвольного вида) :

1

при выполнении ограничений :

I

где р{к,хк) - размер эффекта, полученного за счет использования информации, получаемой от решения ¿-ой заявки (Аг-ый документ/запрос),

В" - существующий текущий бюджет системы. Переменная - ресурс, который принимает различный физический смысл: в первой постановке задачи - время прохождения

через участки обработки информации - Ви> в0 второй постановке -количество средств обработки информации.

Заданы также общие средства £>' на развитие системы, которые можно вкладывать в развитие тех или иных участков.

Требуется определить вариант развития ИИС, для которого при использовании средств £)' целевая функция принимает максимальное значение :

I

при выполнении ограничений :

¿¿КЫ^ + Я1.

I ,

Запишем функцию Лагранжа для данной задачи :

Нх) = Ы>, *,)«(/,») -&-& ]

Дифференцируя ее как сложную функцию, получим : 4х, dg¡ dg¡

I

Оптимальное распределение ресурсов х, находится из решения данной системы уравнений. Поскольку аналитический вид функций и заранее неизвестен, допустим, что для существующей

системы обработки информации, решением является матрица

{количество средств обработки информации на / -ом участке для к-ой задачи) и матрица времени обслужившим |ви|.

Применительно к поставленной задаче оптимизации доказана следующая лемма.

Лемма. Пусть вектор ^ = - вектор средств

обработки информации, оптимальный по критерию F при ресурсе то есть является решением задачи развития, где :

Тогда для любого 1=\,Ь и любого к = \,К выполняется неравенство:

Му.М-ММ^о,

где = - элемент вектора

оптимального по критерию F, при ресурсе £>° + £>' •

Доказательство. Покажем, что если матрица Цуу щ1 оптимальна по критерию /•", то вьшолняется неравенство :

О-

Действительно. если в оптимальной матрице ¡¡лг„,,| :

N{p,\,d).N{p,i,d).N(p,r,d) где N{j,r,d) = N{j,r) + D,

при некотором к = j,i= 1 вьшолняется неравенство :

N{j,i,d)iN{j,i),

то есть

N{j,i,d) + a = N(j,i),a>Q и при каком-либо l = r,k- р N(p,i,d) = N(p,i)+b,a = 6,

N(j,r,d) = N{j,r) + D,

то есть увеличение значения элемента вектора произошло за счет выделяемого ресурса £>, для упрощения доказательства допустим, »fro N(j,r) - единственный элемент.

Обобщение этого случая на большее число средств не представляет особого труда. Тогда матрице \Мср,\ соответствует меньшее значение функции F, чем матрице ||лг|, которая отличается "транспозицией" числа а из элемента N{p,r) в элемент N(j,i).

Исключая в силу аддитивности целевой функции F из рассмотрения совпадающие строки матриц ¡Л^Ц и получим в

матрицах по две строки :

. . M/rU) . N(j,i,d-a) ■ N{pX(j) ■ N{jAd)

м=

где N

N(j,r,d + D)l N(j,r,d+a) |[ N(j, l,d) . N(j,i,d) . N{j,r,d+D)II N{pXd) . N{j,i,d) ■ N{j,r,d) J' j,i,d) = N(j,i),

N{j,r,d) = N(p,r). Рассмотрим вычисление

^(WlMlH).

Сократив элемент с индексами (_/,г) в обеих матрицах на D, получим два различных решения задачи. Их отличие состоит в том, что к = 2, при котором F SO, что противоречит предположение об оптимальности матрицы ||//0,i|- Таким образом лемма доказана.

Следствие. Увеличение ресурса D, отпускаемого на развитие ИИС не может привести к сокращению количества средств обработки информации на каком-либо технологическом участке.

Обозначим U U - эффект, связанный с временем обработки заявок к-го типа в системе. Он определяется в виде

где • Т - разница между начальной и конечной продолжительностью обработки информации,

Е„ - нормативный коэффициент эффективности затрат.

С использованием этих результатов разработан эффективный алгоритм решения поставленных задач.

Рассмотренная модель выбора структуры и вариантов развития ИИС была использована для разработки плана внедрения СУРБД HyTech в отраслевые и территориальные подсистемы ИИС г.МоскЬы.

В шестой главе представлена разработанная на основе использования расширенных возможностей СУРБД HyTech и принципов модульности и типизации структура типовой системы информационного обеспечения ИИС крупных городов и регионов. Гибкость типовой системы обеспечивается не только характеристиками разработанной СУРБД, но и совмещением файл-сервера и телекоммуникационного сервера с SQL - сервером БД.

Структура типовой информационной системы служб управления городским хозяйством г.Москвы представлена на рис.3 .

Гибкость программно-технологического решения позволяет в зависимости от набора решаемых задач :

- совместить файл-сервер с SQL -сервером баз данных (сервер БД выполнен в виде NLM модуля),

- совместить телекоммуникационный сервер с SQL -сервером БД,

- все три сервера установить на разных машинах,

- все три сервера установить на одной машине.

Программное обеспечение SQL сервера баз данных позволяет осуществлять поиск необходимой информации непосредственно из всех

Телекоммуникационный файл SQL

сервер Сервер Сервер БД

Vfinâows HT, Unix Unix, OS netware Windows HT, Unix

SPX/IPX. файловый SPX/IPX. файловый SPX/IPX. файловый

Ethernet Ethernet Ethernet

Обцая вина

Ethernet Ethernet

SPX/IPX. файловый ... SPX/IPX, файловый

DOS. Windows, АРМы DOS. Windows. АРМы

Рабочие станции

Рис.3

баз данных, входящих в состав интегрированной информационной системы. •

Пользователь формирует запрос из перечня предлагаемых ему реквизитов, на базе которого формируется SQL запрос и пересылается на SQL сервер БД и при необходимости - на телекоммуникационный сервер. Пользователь может воспользоваться различными вариантами формирования запроса: языками SQL, QBE или QBF, а также, режимом "смотри и выбирай".

Сервер баз данных на основе словарного обеспечения производит разбиение SQL запроса на дерево логических SQL подзапросов и поиск информации либо непосредственно в локальной базе данных, либо в других объектах ИИС путем пересылки подзапроса через телекоммуникационный сервер в необходимую БД. Полученные данные собираются на сервере баз данных, где происходит его окончательное завершение (выполнение сложных реляционных операций : соединение, пересечение, группировка, сортировка и т.д.).

После отработки запроса формируется обратный пакет и в зависимости от того, какой был запрос ("on-line", "off-line"): происходит либо отсылка его пользователю, , либо он кладется в соответствующий "почтовый ящик". Если для отработки подзапроса в локальной БД данных "не хватило", то сам "сервер" выступает в роли "клиента": автоматически разбирает SQL запрос на логические SQL подзапросы и отсылает их к своим "уатам-сыновьям" и т.д.

Разработанный телекоммуникационный сервер (ТКС) предназначен для взаимодействия между разнородными ИС и создания распределенных ИС. ТКС обладает широкими возможностями для оптимальной настройки и адаптации технологии информационного взаимодействия к конкретным техническим характеристикам распределеной ИС и используемых телекоммуникационных каналов. ТКС используется для передачи любого блока информации (сообщения) как в закодированном, так и в незакодированном виде. Система администрирования позволяет выбирать эффективные маршруты прохождения информации и оперативно реагировать на сбои и временную неработоспособность отдельных участков сети.

Технология взаимодействия сервера баз данных SQL HyTech и ТКС в типовой информационной системе представлена на рис.4.

Рис.4.

Блок "Анализ и декомпозиция запросов" реализует функции языкового процессора, обеспечивая интерпретацию языков запросов и формирование элементарных запросов.

Блок "Выбор метода доступа" выполняет функции логического управления данными, обеспечивающие отображение структуры данных пользователей в логическую структуру распределенной БД, выбор и оптимизацию путей доступа.

Блоки формирования запросов осуществляют физическое управление данными, включающее преобразование логического уровня представления информации в физический и выбор канала связи. .

Блок "Синтез результатов" формирует ответ на запрос результатам отработки элементарных запросов.

Информация о структуре и текущем состоянии узлов хранится В БД (блоки "Логическая структура " и "Сетевой каталог").

Запросы от терминалов или прикладных программ поступают в блок анализа и декомпозиции, где каждый запрос разбивается на элементарные запросы. Затем в блоке выбора метода доступа определяются узлы, в которые посылаются элементарные запросы, используя информацию о логической структуре и текущем состоянии узлов. После отработки элементарных запросов формируется ответ на полный запрос, используя результаты работы блока анализа и декомпозиции.

Приводятся примеры эффективного использования разработанных математических моделей, методов и инструментальных средств СУБД НуТесЬ при проектировании и внедрении функциональных подсистем ИИС г.Москвы : (Общегородская справочная система. Информационная система Московского городского бюро технической инвентаризации, Информационная система Московской регистрационной палаты, Информационная система Комитета по управлению имуществом Москвы, Информационно-вычислительная сеть Налоговой инспекции по г. Москве и Управления департамента Налоговой полиции по г.Москве).

В приложении к диссертации приведены материалы, подтверждающие практическое использование и внедрение полученных автором научно-методических результатов.

ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

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

1. Проанализированы основные тенденции изменения структур управления хозяйственным и социальным развитием крупных мегаполисов РФ в условиях экономической реформы, определены основные направления совершенствования управления социально-градостроительным и экономическим развитием крупных городов.

Определены основные особенности крупных городов и регионов как крупномасштабных объектов управления. Показано, что основные задачи управления городом слабо формализованы, а для построения интегрированной информационной системы и использования матемапгческих методов решения задач городского развития необходима разработка адекватного математического описания основных элементов города (региона). В качестве основы формализованного описания городов и регионов предложена совокупность типовых элементов,- к основным из которых относятся : "производство", "обслуживание", "человек-семья", "ресурсы". Определены типовые задачи анализа и синтеза системы управления развитием городов и регионов, решаемых с использованием векторных характеристик выделенных основных элементов.

2. Определен ряд проблемных первоочередных задач ц области совершенствования управления хозяйственным и социальным развитием крупных городов в условиях проводимой экономической реформы, а также основные проблемы создания и управления развитием информационного обеспечения распределенной АСУ городским хозяйством. •

Определена структура интегрированной информационной системы г.Москвы, множество ее пользователей, требований и основные задачи, связанные с их обслуживанием.

Показано, что городские и муниципальные базы данных относятся к классу условно-постоянных с относительно низкой динамикой изменений, а основным критерием разработки соответствующих СУРБД является производительность при выполнении локальных и распределенных запросов. На основе анализа эффективности систем

управления базами данных различных типов сформулированы основные требования к ее характеристикам СУРБД в интегрированных информационных системах.

3. Предложена новая информационная технология создания, ведения и использования сверхбольших баз данных с использованием разработанной высокоэффективной СУРБД HyTech.

4. На основе детального анализа особенностей реализации операций реляционной алгебры средствами СУРБД сформулированы предложения по их модификации с целью повышения эффективности функционирования систем управления сверхбольшими базами данных. Разработаны модификации косвенного метода реализации операций, существенно сокращающие объемы пересылаемых данных и общее время обработки. '

Разработан эффективный метод доступа к данным, основанный на предложенной технологии обработки индексных массивов с использованием битовых последовательностей. Предложенный метод позволяет не только ускорить выполнение реляционных операций в запросах SQL за счет исключения чтения данных на этапе поиска, но и расширить синтаксис языка SQL

. С использованием предложенных модификаций операций реляционной алгебры в базах данных и соответствующих методов доступа разработана система управления сверхбольшими базами данных (HyTech), защищенная патентом Российской Федерации, и получившая сертификат качества Минобороны РФ и лаборатории доктора Добба. Приведены сравнительные оценки СУРБД HyTech, с аналогичными системами, показывающие ее существенные преимущества по ряду основных характеристик на порядок и более.

5. Предложена аналитическая модель фуккционировашгя ИИС в виде многофазной системы массового обслуживания, позволяющая рассчитывать времена пребывания заявок на различных участках обработки данных. Получены аналитические выражения для оценки суммарного среднего времени пребывания заявок в многофазной СМО, времени пребывания и времени ожидания каждого типа заявок на различных участках (фазах обслуживания). Разработана алгоритмическая реализация модели ИИС как многофазной СМО, основанная на расчете специальных функций свертки и вычислений функций распределения случайных величин, характерных для модели. С использованием

предложенной модели многофазной СМО проведен анализ характеристик систем медицинского поликлинического обслуживания населения. Поставлена и решена задача идентификации входного потока заявок на медицинское обслуживание, для отдельных участков которого известны виды функций распределения выходного потока, времени обслуживания, времени занятости, а также математическое ожидание п дисперсия перечисленных величин. Для решения поставленной задачи разработана и использована модификация метода диффузионной аппроксимации.

6. Получены аналитические выражения для определения средних эксплуатационных затрат на функционирование систем резервирования и восстановления информационных массивов. Поставлена задала определения оптимального периода реорганизации, оптимального числа поколений основных и дифференциальных массивов, а также оптимального числа их резервных копий, минимизирующего средние затраты на функционирование системы. Данная задача сведена к задаче нелинейного целочисленного программирования, для решения которой предложено использовать метод, реализующий схему ветвей и границ.

7. Поставлены и решены задачи выбора оптимального периода обновления текущих информационных массивов распределенной базы данных ИИС для различных стратегий обновления. В качестве критерия оптимизации используется минимум суммарных потерь, связанных. с выдачей устаревшей информации и затратами на ее обновление. Исследованы различные варианты данной задачи при различных законах обновления и использования текущих информационных массивов и различных видах функции суммарных потерь. Полученные результаты использованы для повышения эффективности функционирования ИИС г.Москвы.

8. Поставлена и решена общая задача синтеза структуры управления развитием интегрированной информационной системы, а также рассмотрены две основные модификации задачи. В качестве общего критерия оптимальности используются минимум затрат на развитие системы либо максимум достигаемой "эффективности" в конце планируемого периода или интегрально на всем горизонте планирования. В качестве ограничений используются капитальные затраты на создание и развитие элементов системы, их производительность и пропускную способность, технологические,

балансные, а также другие условия, обеспечивающие реализацию выбранного варианта создания и развития ИИС.

С использованием в качестве критерия оптимальности аддитивной функции эффективности ИИС поставлена и решена задача распределения средств, выделенных на развитие ИИС, по различным участкам и звеньям ИИС. Разработан эффективный алгоритм решения поставленной задачи.

Рассмотренные модели выбора структуры и вариантов развития ИИС были использованы для разработки плана внедрения СУРБД HyTecli в отраслевые и территориальные подсистемы ИИС г.Москвы. Принятый вариант реализации плана (критерий эффективности -максимум Числа оснащенных СУРБД HyTech узлов ИИС при ограничениях на общие приведенные затраты и технологическую совместимость) приведен в приложении к диссертации.

9. На основе использования расширенных возможностей СУРБД HyTech и принципов модульности и типизации разработана структура типовой системы информационного обеспечения ИИС крупных городов и регионов. Гибкость типовой системы обеспечивается не только характеристиками разработанной СУРБД, но и совмещением файл-сервера и телекоммуникационного сервера с SQL - сервером БД. Описаны основные свойства и характеристики разработанного программного, информационного и технического обеспечения типовой системы, а также особенности их выбора и проектирования.

10. Приведены примеры эффективного использования разработанных математических моделей, методов и инструментальных средств СУРБД HyTech при проектировании и внедрении функциональных подсистем ИИС г.Москвы : (Общегородская справочная система, Информационная система Московского городского бюро технической инвентаризации, Информационная система Московской регистрационной палаты, Информационная система Комитета по управлению имуществом Москвы, Информационно-вычислительная сеть Налоговой инспекции по г. Москве и Управления Департамента Налоговой полиции по г.Москве). В приложении к диссертации приведены официальные документы, подтверждающие эффективность внедрения полученных в работе теоретических результатов и практических рекомендаций. Подтвержденный актами о внедрении экономический эффект составил около 9 млрд. рублей.

Совокупность полученных в диссертации теоретических и практических положений позволяет сделать вывод, что ее результатом является теоретическое обобщение и решение научно-исследовательской проблемы, имеющей . важное народнохозяйственное значение -разработка теоретических основ, моделей, методов и средств создания распределенных интегрированных информационных систем, для управления городским хозяйством.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Моздор C.B., Лаврентьев B.C., Устинов И.В., Ковалевский С.С. Постановка и решение задачи развития интегрированной системы информационного обеспечения. - В кн.: Проблемы интеграции информационных ресурсов автоматизированных центров НТИ. -Тбилиси, 1982г.

2. Вайрадян A.C., Лаврентьев B.C., Ковалевский С.С.. Методика выбора комплекса средств обработки информации интегрированной системы информационного обеспечения. "Системные исследования ГАСНТИ."- Тбилиси, 1982,4.1, с. 134-136. .

3. Лаврентьев B.C., Ковалевский С.С.. Алгоритм выбора комплекса средств обработки информации в АСУ. В кн.: Вопросы проектирования и эксплуатации управляющих вычислительных систем.- М.:Энергоатомиздат, 1983, с.34-37.

4. Вайрадян A.C., Лаврентьев B.C., Ковалевский С.С. Подход к оценке времени обработки задач в АСУ. "Математические методы в задачах исследования сложных систем". Пенза, 1984, с.95-97.

5. Ковалевский С.С. Исследование метода диффузионной аппроксимации для моделирования процессов обработки информации в АСНТИ.- В кн. Вопросы проектирования и эксплуатации управляющих вычислительных систем. - М.: Энергоатомиздат, 1985, с. 25-27.

6. Новиков В.Т., Лаврентьев B.C., Королев B.C., Ковалевский С.С., Потемкин Е.Л. Задача управления в автоматизированных системах профилактического осмотра населения. В кн.: Вопросы проектирования

и эксплуатации управляющих вычислительных систем. - М.: Энергоатомиздат, 1985, с.118-120.

7. Кузнецов М.В., Хомутов А.Б., Лаврентьев B.C., Ковалевский С.С., Круглое А.Н. Требования к комплексу программ, реализующих ввод информации для СМ ЭВМ. В кн. Проблемы автоматизированной обработки информации. М. 1985г.

8. Вайрздян А.С., Лаврентьев B.C., Ковалевский С.С., Круглов А.Н. Реализация комплекса программ ввода информации для СМ ЭВМ. В кн. Проблемы автоматизированной обработки информации. М. 1985г.

9. . Розанов В.В., Ковалевский С.С.. Подсистема автоинтервьюирования как часть АСУ поликлиническим обслуживанием. В кн.: Тезисы докладов IV Всесоюзной научно-технической конференции "Проблемы техники в медицине". - Тбилиси, 1986, с.71.

10. Лаврентьев B.C., Ковалевский С.С.. Автоматизация. задач управления здравоохранением. В кн. Тезисы докладов Всесоюзного семинара молодых ученых и специалистов. - М.: Наука, 1986, с.55.

11. Ковалевский С.С., Малярский А.Н., Зайцев К.С. СУБД HyTech - шаг к реальному масштабу времени. МИР ПК N S, 1991г.

12. Ковалевский С.С. и др. Московская милиция выбирает отечественное обеспечение. Коммерсант- Daily N10. 1992г.

13. Ковалевский С.С., Малярский А.Н., Зайцев К.С. и др. Новости о СУБД HyTech. HyTech News 1/8. "СКАЗ_М", М., 1992г.

14. Ковалевский С.С. Rushmore в России. Computer World. N 48/92. '

15. Ковалевский С.С. и др. Вести из СКАЗ_М. Бизнес - телеграф. Программное обеспечение. N 17, 1992г.

16. Ковалевский С.С., Малярский А.Н., Зайцев К.С. и др. "Объектно-ориентированные БД". "Объединенный интеллект", М., 1993г.

17. Зайцев К.С., Ковалевский С.С. и др. Автоматизация рабочих мест налоговых инспекций по г.Москве. Учебно-информационный центр при ГНИ по г.Москве. М.: 1993г.

18. Ковалевский С.С., Малярский А.Н., Зайцев К.С. Взгляд на серверы баз данных. МИР ПК N 4, 1993г.

19. Зайцев К.С., Ковалевский С.С. и др. Администрирование баз данных в ИБС "Налог-Сеть-Москва". Учебно-информационный центр при ГНИ по г.Москве. М.: 1993г.

20. Ковалевский С.С., Малярский А.Н., Зайцев К.С. СУБД HyTech и ее использование в АСУ. Автоматика и телемеханика N 2, 1994г.

21. Ковалевский С.С., Малярский А.Н., Зайцев К.С. и др. HyTech 2.0. Язык баз данных SQL. "Объединенный интеллект", М.,1994г.

22. Зайцев К.С., Ковалевский С.С. и др. Работа с базами данных в локальных вычислительных сетях. Учебно-информационный центр при ГНИ по г.Москве. М.: 1994г.

23. Ковалевский С.С., Малярский А.Н., Зайцев К.С., и др. Базы данных : "Популярно об актуальном." "Объединенный интеллект", М., 1994г. .

24. Зайцев К.С., Ковалевский С.С. и др. СУБД HyTech. Учебно-информационный центр при ГНИ по г.Москве. М.: 1994г.

25. Ковалевский С.С., Матярский А Н., Зайцев К.С., Нечаев В.В. СУБД HyTech 2.0. Монитор 1994г.

26. Ковалевский С.С;, и др. СУБД HyTech 2.0. Сети N1, 1994г.

27. Ковалевский С.С., и др. СУБД HyTech как эффективное средство организации информационного обеспечения органов управления. В кн. Проблемы управления в чрезвычайных ситуациях. М., 1995г.

28. Ковалевский С.С. и др. Система управления базами данных : 'HyTech" "Объединенный интеллект", М., 1994г.

29. Епифанов П.П., Зайцев К.С., Ковалевский С.С. СУБД HyTech 2.0 : информационные системы служб городского управления Москвы. Сети N 1, 1995г.

30. Ковалевский С.С. Дифференциальная организация файлов баз данных и особенности оперативного управления в чрезвычайных

ситуаций. В кн. Проблемы управления в чрезвычайных ситуациях. М., 1995г.

31. Зайцев К.С., Ковалевский С.С. СУБД HyTech : опыт создания распределенных информационных систем городского управления Москвы. КомТек-95. М., 1995г.

32. Ковалевский С.С., Зайцев К.С., Епифанов П.П. Информационные системы служб управления городским хозяйством на базе СУБД HyTech. информационного обеспечения органов управления. В кн. Проблемы управления в чрезвычайных ситуациях. М., 1995г.

33. Ковалевский С.С. Модели, методы и инструментальные средства в реализации автоматизированных систем управления в чрезвычайных ситуациях. В кн. Проблемы управления в чрезвычайных ситуациях. М., 1995г.

34. Литвиненко В.П., Ковалевский С.С. АИС Мое Ком Имущества. Регистрация имущественных правоотношений. Научно-техн.центр ИРМ. М.,'1995г.

35. Гармащ И.Б., Зайцев К.С., Ковалевский С.С. Реляционная СУБД HyTech. DBMS N 1, 1995г.

36. Литвиненко В.П., Ковалевский С.С. АИС МосКомИмущесгва. Состояние и перспективы развития АИС. Тезисы докл. Межд.конф. "Компью-маркетинг". М., 1996г.

37. Ковалевский С.С., Косяченко С.А. Препринт. Задачи определения оптимальных периодов обновления и реорганизации баз данных с использованием дифференциальных массивов. М.\ ИПУ, 1996г.

38. Бенедиктов С.Б., Ковалевский С.С. АИС Имущественно-земельного комплекса Москвы. Тезисы докл. Мезед.конф. "Компыо-маркетинг". М., 1996г.

39. Олехнович В.Г., Ковалевский С.С. АИС МосКомИмущесгва. Регистрация имущественных правоотношений в Москве. Тезисы докл. Межд.конф. "Компью-маркетинг". М., 1996г.

ЛИЧНЫЙ ВКЛАД АВТОРА В СОВМЕСТНЫЕ РАБОТЫ

Личный вклад автора в совместные публикации : 11-3,9,10,17-19] - предложены и реализованы методы анализа и синтеза интегрированных информационных систем, (4-6,10] разработана модель системы массового обслуживания типа ОДл/ТМ, [710,15,17,27,31] - предложена общая методология проведения работ по разработке алгоритмического, программного и информационного обеспечения АСУ, [11,12,17-19,22,26] - разработана постановка задачи создания СУБД для работы с сверхбольшими базами данных, [1315,21,22,26-28,34] - разработаны новые методы доступа к базам данных и технология выполнения реляционных операций, (16-19,21,23,24,26-28] - разработана общая схема автоматизированного проектирования и развития информационных систем, [12-15,18,20-22,30,31] - предложены методы анализа существующих технологий доступа к данным, (2325,29,32,34] - разработаны методы анализа информационных потребностей пользователе!! с целью определения оптимальней архитектура АИС, (16,26-28,30-31] - разработаны . и программно реализована новая технология выполнения распределенных запросов к БД, [19,25,28,30-39] - предложена и разработана система управления БД с дифференциальной организацией файлов.

3ак.1232. Тир. 100. II78Û6,Москва, Профсоюзная,65 Институт проблем управления