автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.11, диссертация на тему:Разработка специального математического и программного обеспечения многозвенных интранет-ориентированных систем обработки транзакций

804613051

На правах рукописи

КОПЫЛОВ Михаил Васильевич

РАЗРАБОТКА СПЕЦИАЛЬНОГО МАТЕМАТИЧЕСКОГО И ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ МНОГОЗВЕННЫХ ИНТРАНЕТ-ОРИЕНТИРОВАННЫХ СИСТЕМ ОБРАБОТКИ ТРАНЗАКЦИЙ

Специальность: 05.13.11 - Математическое и программное

обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

1 8 НОЯ 2010

Воронеж-2010

004613051

Работа выполнена в ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет»

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Кравец Олег Яковлевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Абрамов Геннадий Владимирович;

кандидат технических наук, доцент Крючкова Ирина Николаевна

Ведущая организация

ГОУ ВПО «Курский государственный технический университет»

Защита состоится 25 ноября 2010 года в 10 часов в конференц-зале на заседании диссертационного совета Д 212.037.01 ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет» по адресу: 394026, г. Воронеж, Московский просп., 14.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет».

Автореферат разослан «25» октября 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Барабанов В.Ф.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

В последние годы стремительное развитие получили web-технологии, под которыми понимают группу форматов и технологий передачи мультимедийных документов, используемых в крупнейшей электронной информационной системе WWW, интегрированной в Интернет. WWW является распределенной средой существования разнородных информационных ресурсов, обмен информацией между которыми возможен только благодаря Web-технологиям. Web-технологии нашли применение в локальных сетях и корпоративных интранет-ориентированных системах обработки данных, где выполняют роль универсального посредника между пользователями и различными типами информационных ресурсов.

Проектирование и эксплуатация корпоративных интранет-ориентированных систем сталкиваются с рядом проблем, среди которых: оптимизация функционирования мультисерверной многоуровневой структуры обработки транзакций; обеспечение инвариантной с точки зрения пользователей работы программных интерфейсов; реализация комплекса мероприятий, направленных на повышение производительности системы при штатных и нерегламентированных потоках входящих запросов.

Как правило, корпоративные интранет-ориентированные системы являются частично сформированными и постоянно развиваются, что, с одной стороны, связано с непрерывно меняющимися потребностями корпораций и внешней среды, а с другой - с несовершенством теоретических положений и концепций, лежащих в основе обработки транзакций.

Оптимизация функционирования таких систем исследована достаточно детально для задач управления потоками, параметры которых близки к стационарным (A.B. Тимофеев, Е.Б. Алексеев, Ю.И. Митрофанов,

A.Д. Иванников, В.П. Корячко), однако задачи учета и оптимизации обслуживания потоков путем выбора количества уровней обработки запросов в клиент-серверных системах в литературе практически не представлены.

Традиционно в научных и прикладных исследованиях идентификация параметров обслуживающих систем проводится с позиций возможностей самих систем (К.К. Колин, С.П. Ботуз, В.В. Попов, О.Б. Макаревич,

B.П. Пяткин), однако возрастающая роль оконечных приложений порождает необходимость обеспечения инвариантной работы программных интерфейсов с системными компонентами, что является малоисследованной проблемой.

Естественным следствием оптимизации параметров системы управления является необходимость реализации комплекса мероприятий, направленных на разработку специального математического и программного обеспечения многозвенных интранет-ориентированных корпоративных

систем управления для повышения их эффективности при обслуживании входящих потоков заявок, что полностью определяет актуальность диссертационного исследования.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с одним из основных научных направлений ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет» «Вычислительные системы и программно-аппаратные комплексы».

Цель работы

Целью работы является разработка специального математического и программного обеспечения многозвенных интранет-ориентированных корпоративных систем обработки транзакций для повышения их эффективности при обслуживании входящих потоков заявок.

Задачи исследования

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Исследовать проблемы использования интранет-технологий как современного инструмента применения специального программного обеспечения для повышения производительности многозвенных клиент-серверных систем.

2. Провести аналитическое моделирование двух- и трехзвенных архитектур клиент-серверной обработки транзакций с целью выявления условий для общего снижения интенсивности конечного потока, поступающего на сервер приложений, за счет снижения интенсивностей потоков, поступающих из каждого звена многозвенной системы.

3. Провести исследование потоков и средств обработки информации в локальной вычислительной сети центрального узла управления системой распределения сжиженного углеводородного газа на основе теории систем массового обслуживания, осуществить идентификацию параметров сервера и самой сети.

4. Разработать математическое обеспечение для управления удаленными диспетчерскими модулями, инвариантное к интерфейсам объектов, с которыми работают модули, на основе контейнерных классов для данных абстрактного типа и методов для обмена этими данными.

5. Создать специальное программное обеспечение технологических компонент системы управления Воронежской базой сжиженного газа для участков газонаполнения и учета реализации.

Методы исследования

В работе использованы методы системного анализа, математического моделирования, теории систем массового обслуживания, реляционной алгебры, объектно-ориентированного программирования, проектирования информационных систем.

Научная новизна работы

К результатам работы, отличающимся научной новизной, относятся:

1. Аналитические модели двух- и трехзвенных архитектур клиент-серверной обработки транзакций, отличающиеся учетом предварительной фильтрации потоков и обеспечивающие получение точного выражения для среднего времени ответа системы.

2. Критерий эффективности трехзвенной системы по сравнению с двухзвенной, отличающийся возможностью численного анализа и обеспечивающий выявление граничных условий интенсивностей потоков, при которых удается добиться выигрыша в производительности системы при добавлении промежуточного сервера.

3. Процедура рекуррентной идентификации параметров локальной вычислительной сети центрального узла системы управления, обеспечивающая учет нескольких центров обслуживания и нескольких классов заявок и отличающаяся использованием нормализующей константы, рассчитанной с применением метода Бузена.

4. Специальное математическое обеспечение для управления удаленными диспетчерскими модулями, инвариантное к интерфейсам объектов, с которыми работают модули, отличающееся применением контейнерных классов для данных абстрактного типа.

Практическая значимость работы

1. Разработаны системные компоненты управления данными на газонаполнительных станциях в виде независимых исполняемых модулей, предназначенных для сбора, хранения и экспорта данных об отвесах на газовых постах. Компоненты обеспечивают получение и сохранение данных об отвесах с постов, подключенных к компьютеру по интерфейсу 115-485, а также отображения данных из БД.

2. В составе клиент-серверной системы управления Воронежской базой сжиженного газа разработано специальное программное обеспечение учета процессов реализации газа в баллонах.

Реализация и внедрение результатов работы

Результаты исследований используются в работе Воронежской базы сжиженного газа. Эффект от внедрения разработанного программного обеспечения за 2009 год составил 224000 руб. за счет уменьшения задержек между подачей баллонов на посты газонаполнения и тем самым увеличения производительности системы управления в целом.

Апробация работы

Основные научные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на Международной научно-практической конференции «Социально-экономические проблемы России и перспективы их решения» (Краснодар, 2007); Всероссийской конференции «Новые технологии в научных исследованиях, проектировании, управлении, производстве» (Воронеж, 2008), X Всероссийской научно-технической конференции «Теоретические и прикладные вопросы современных информационных технологий» (Улан-Удэ, 2008); XVI Всероссийской научно-методической

конференции Телематика'2009 (Санкт-Петербург, 2009); ХП-ХУ Международных открытых научных конференциях «Современные проблемы информатизации» (Воронеж, 2007-2010), а также на конференциях профессорско-преподавательского состава ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет» в 2007-2010 годах.

Публикации

Основные результаты диссертации опубликованы в 18 научных работах, в том числе 2 - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ. В работах, опубликованных в соавторстве и приведенных в конце автореферата, лично соискателю принадлежат: [6, 7, 18] - аналитические модели двух- и трехзвенных архитектур клиент-серверной обработки транзакций; [2, 9] -критерий эффективности трехзвенной системы по сравнению с двухзвен-ной; [1, 18] - идентификация параметров локальной вычислительной сети центрального узла системы управления; [14, 15, 16] - процедуры и результаты тестирования информационной инфраструктуры; [2, 13, 17] - математическое обеспечение для управления удаленными диспетчерскими модулями; [8, 11] - системные компоненты управления данными на газонаполнительных станциях в виде независимых исполняемых модулей; [10, 12, 17] - специальное программное обеспечение учета процессов реализации газа в баллонах; [11, 18] - методология снижения потоков, поступающих из каждого звена, приводящая к общему снижению интенсивности конечного потока, поступающего на сервер приложений.

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего в себя 118 наименований, и приложения. Основная часть работы изложена на 152 страницах, содержит 14 таблиц и 55 рисунков.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность исследования, сформулированы цель и задачи исследования, их научная новизна и практическая значимость полученных результатов, приведены сведения об апробации и внедрении работы.

В первой главе исследованы задачи проектирования многозвенных клиент-серверных систем. Основное внимание уделено теоретическому обоснованию рационального проектирования многозвенных систем и созданию соответствующего специального программного обеспечения.

Исследованы проблемы использования интранет-технологий как современного инструмента применения специального программного обеспечения многозвенных клиент-серверных систем. Показано, что интранет-технологии создают условия для непрерывного процесса разработки и модификации ПО, следующего за изменяющимися потребностями пользователей, постоянным развитием как программного, так и аппаратного обеспечения. Проведенный анализ проблемы разработки многозвенных клиент-

серверных систем показал, что в ходе анализа и синтеза структуры и состава клиентского и серверного оборудования необходима предварительная идентификация параметров потока заявок на обслуживание к центральному серверу или базе данных.

Показано, что существующие подходы к созданию математического и программного обеспечения информационных систем в части идентификации могут быть улучшены за счет применения марковского моделирования на этапе исследования характеристик и принятия решения о выборе количества уровней и архитектуры проектируемой программной системы. В силу сложности объекта и неизбежного использования упрощающих предположений полученные результаты необязательно будут оптимальными, поэтому в практическом плане будет получено близкое к оптимальному решение - фактически, будет проведено рациональное проектирование многозвенных систем.

Таким образом, актуальна задача теоретического обоснования, разработки и внедрения средств моделирования, анализа и создания методов идентификации параметров потока заявок на обслуживание к центральному серверу или базе данных при реализации специального математического и программного обеспечения информационных систем.

В работе проанализированы особенности создания специального программного обеспечения для управления распределенными программными комплексами с использованием СОМЛЭСОМ-технологий. Эти технологии особенно эффективны при интеграции в единую информационную систему программных компонент различных производителей, с разными системными интерфейсами и наборами параметров. Подобно тому, как клиенты СОМ имеют прозрачный доступ к объектам в динамических библиотеках и локальных процессах, БСОМ обеспечивает прозрачный доступ к объектам в удаленных процессах. Фактически самое трудное в достижении подобной прозрачности - это обеспечить диспетчирование взаимодействия объектов, исполняющихся в разных процессах независимо от того, выполняются эти процессы на одной машине или нет. Установлено, что разработке специального программного обеспечения компонент системы управления транзакциями должна предшествовать алгоритмическая и программная проработка компонент диспетчерского модуля.

Показано, что специальное программное обеспечение компонент системы управления приемом и распределением сжиженного газа необходимо для такого управления комплексом, при котором команды управления и обработки данных вводятся через клиентский модуль управления, а далее пересылаются на диспетчерские модули, которые обрабатывают и возвращают необходимые данные. Рассмотрены варианты технологий интеграции компонент «1С:Предприятие» и весового оборудования в системе управления приемом и распределением сжиженного газа. Поставлен ряд

задач проектирования специального программного обеспечения компонент системы управления приемом и распределением сжиженного газа. Общий дизайн исследования приведен на рис. 1.

Диспетчерские модули

Моделирование архитектур

Управление диспетчерскими модулями_

Идентификация параметров сети и сервера_

СПО управления процессами базы сжиженного газа

Рис, I. Обобщенная структура системы и место в ней исследуемых задач

Во второй главе проведен теоретический анализ многозвенных клиент-серверных архитектур с позиции установления «точки» эффективности перехода на архитектуру следующей размерности.

Для этого многозвенные архитектуры «клиент - сервер» рассмотрены как средство повышения производительности обработки транзакций с позиций теории систем массового обслуживания. В частности, показано, что поскольку конечная очередь событий, поступающая на сервер базы данных, складывается из независимых очередей событий каждой ветви (звена многозвенной системы), уменьшение потоков, поступающих из каждой ветви, должно привести к общему уменьшению интенсивности конечного потока, поступающего на сервер приложений.

Наиболее простым способом увеличения производительности системы (понимаем способность обработки входящих потоков), как правило, является повышение производительности аппаратной части комплекса. Другим способом решения данной проблемы является создание промежуточного сервера, так называемого сервера приложений, осуществляющего функции предварительной обработки данных. Структура такой модели по-

казана на рис. 2, схема - на рис. 3. Задача серверов приложений заключается в отслеживании внесенных изменений в БД с последующим информированием пользователей, желающих модифицировать эти данные. Событиями в модели являются все поступления заданий и все завершения обслуживания. Диаграмма переходов состояний трехзвенной модели, приведенной на рис. 2, показана на рис. 4.

Рис. 2. Архитектура трехзвенной системы: X, - обслуживающие приборы; и, - события, порождаемые приложениями-клиентами; <3, <3, -очереди транзакций

Рис. 3. Схема движения транзакций в звене 1 трехзвенной системы: Ь, - вероятности откатов транзакций в первом и втором звеньях

1-АЬ Ч-АИ-цЛ

цЬ (Л

Рис. 4. Диаграмма переходов состояний трехзвенной модели

С использованием формулы Литтла и теоремы Джексона, а также естественных (с учетом особенностей решаемой задачи) выражений Я, = Я получено выражение для среднего времени обслуживания транзакции:

Я, - Я /1, - 6,А

где Л, и /Ц - интенсивности поступления заданий в обслуживающие приборы Г,, 2; , - соответствующие средние производительности обслуживающих приборов.

Получена аналитическая модель - дифференциально-разностное уравнение, выражающее йр{IV, 1)!Л как функцию от X, ц„ Ь, и вероятностей р тех состояний, из которых состояние N=(N(,N2) может быть достигнуто за один шаг:

+М, 0 - Ъ{ )р[( Ы, +1, М2), /] + МгР[{, К + 0,0 (2)

Проанализируем, в каком случае удастся добиться выигрыша в производительности системы при добавлении промежуточного сервера. Получен следующий аналитический критерий эффективности трехзвенной системы относительно двухзвенной:

+ (3)

Из-А.

На рис. 5 приведены графики для двухзвенной и трехзвенной систем. Точка В (максимальная интенсивность поступления события для двухзвенной системы) будет расположена левее точки С (максимальная интенсивность поступления события для трехзвенной системы), то есть двух-звенная система достигает предельно допустимой интенсивности поступления события раньше, чем трехзвенная. Требуется определить значение X, начиная с которого трехзвенная система эффективней двухзвенной. На ри-

---Двухчвенная система -Трех-.венная система

Рис. 5. Сравнение двухзвенной и трехзвенной систем

Так как двухзвенная система имеет граничным условием значение X = точке пересечения графиков на рис. 5 будет соответствовать

Дополнительное условие положительности средней интенсивности поступления события в систему дает соотношение между и

^>(1-6, к- (5) Для к обслуживающих приборов формула (1) принимает вид

(6)

Л

где р, - коэффициент использования г'-го сервера, т.е. отношение

После преобразования (6) можно получить выражение для зависимости среднего времени обслуживания от вероятностей Ь, и интенсивностей обслуживания каждого промежуточного сервера приложений. Исследование такого многомерного случая является направлением дальнейшего развития тематики изучения клиент-серверных систем.

Приведем пример численного анализа граничных нагрузок многозвенных клиент-серверных систем. В диссертации дано табулирование средней интенсивности X в зависимости от параметров Ь\, Ць ц2 Один из результатов приведен на рис. 6. Установлено, что чем меньше ¿1 тем более устойчивой к росту нагрузок является система. Увеличение Ь\ влечет за собой большее «отсечение» некорректных запросов и резко сужает возможную полосу Ць ц2 Начиная с некоторого момента, целесообразно введение еще одного дополнительного (транзитного) сервера предварительной обработки транзакций.

В третьей главе основное внимание уделено способам и средствам идентификации параметров распределенной системы управления транзакциями на примере информационной системы Воронежской базы сжиженного газа. Осуществлено построение математических моделей потоков и средств обработки информации в локальной вычислительной сети центрального узла управления системой распределения сжиженного углеводородного газа на основе теории систем массового обслуживания и последующая идентификация параметров модели.

Для вычисления параметров модели сети применены итерационные методы, основанные на ВСМР-теореме, теореме Нортона и формуле Литт-ла. Система представлена в виде замкнутой смешанной стохастической сети, состоящей из М центров с дисциплинами обслуживания FIFO, PS, IS, в которой циркулируют заявки R классов клиентов. Маршрут сообщения задается стохастической матрицей Р= || Рч ||, где P,¡ - вероятность того, что сообщение, уходящее из /-го центра, перейдет в j-й центр (/,_/= \,М) и

KÍ

Рч = 1. Для определения потоков, циркулирующих в стационарном ре-

У-1

жиме замкнутой СМО, введены коэффициенты передачи e¡, представляющие собой общую интенсивность потока сообщений в /'-й центр сети и удовлетворяющие системе линейных уравнений

м

е,=ИеЛ. (7)

/=i

В системе R классов клиентов, Н локальных сегментов, один общий сервер приложений и один общий сегмент, причем клиенты класса j генерируют запросы с интенсивностью А/ и направляют их вверх по иерархической цепочке сегментов I... Не предельными скоростями Vh (h=lH) к серверу согласно маршрутной матрице Pt (r=lR), своей для каждого класса заявок.

Для расчета основных характеристик сети введем ряд обозначений. Состояние сети представим в виде вектора п = (п,, п2,..., пм), где n¡ = (/?,,, ..., л*) и п,г - число сообщений г-го класса в /-м центре. Вероятность того, что сеть находится в одном из возможных состояний, обозначим Р(п). Величина п1Г должна удовлетворять следующим условиям:

1) 4¿r>0, i=iM,r=lR;

я м

2) X X nf ~ ^ , где Л - общее число сообщений в сети;

г=I /-1

М

3) 2Х = N, ,г=П7?.

м

Теперь множество возможных состояний сети можно определить следующим образом:

Б0\',, Ы,.....Мя, М)={ 11,0 < п,г < Ыг,I< / < М, 1 < г < Л, 2 = л'г } . (8)

Итак, построена аналитическая модель (8) иерархической системы, состоящей из: 18-станции с параметром Лг, зависящим от класса г клиента; устройства, моделирующего работу сервера с интенсивностью и коэффициентом передачи для заявок класса г; одноканальных устройств ..5-1, моделирующих работу сегментов связи, с интенсивностями обслуживания У//а и коэффициентами передачи е/ для заявок класса г. В качестве критерия оптимизации параметров применен коэффициент использования сегментов

^=М>*АЦ^)->тах, (9)

где г=1, Я, 5=2,5, Хг - интенсивность генерации запросов клиентами класса Л ^а (Ь=Гя) - скорость передачи данных по сегменту /г,/а - средний размер результирующего файла.

Разработана процедура рекуррентной идентификации параметров локальной вычислительной сети центрального узла системы управления, обеспечивающая учет нескольких центров обслуживания и нескольких классов заявок и отличающаяся использованием нормализующей константы, рассчитанной с применением метода Бузена: м

см(А0= I ГШ«,) , (10)

лбХ(Л'Л') '=1

где N - общее количество заявок в сети МО, М- число приборов в сети,

множитель Ъ,(г\\) имеет вид: 7.1 {п:) =

с \л/

.Ми

Б(Ы, М) - пространство со-

стояний сети:

м _

Б(Ы.М)= {п = (и„и2,...,/7м), £ = N , „,> 0, /=1,Л/}. (11)

/=1

Введем в рассмотрение функцию

т

g(n,m) = I ГШ«,) • (12)

Очевидно, что #(К,М) = Gм(N) и ё<п,М) = См(п), п=0,Ы.

При т>1 получаем рекуррентный алгоритм:

g(n,m) = g(n,m-l) + xmg(n-l,m). (13)

По данным моделирования получены зависимости пропускной способности сети от среднего времени обслуживания заявок для трех типичных для предприятия классов программных клиентов. Показано, что сеть в состоянии обеспечить нормальные условия для работы всех служб даже в

режиме пиковых нагрузок.

Проведено полунатурное тестирование разработанной сетевой инфраструктуры для проверки сбалансированности спроектированной сети. При проведении тестирования сервера AOS (Axapta Operation Server) разворачивались на двух серверах, собранных в единый кластер, сервера MS SQL также функционировали на двухузловом кластере. На рис. 7 представлена схема тестовой конфигурации.

Тестирование выполнялось в три этапа: генерация справочников системы; наполнение базы данных; создание заказов и их обработка. Именно на этом этапе выполнялись замеры производительности.

Результаты тестирования (определение производительности серверного оборудования при заданном количестве пользователей и запросов на сервер приложения AOS) вычислялись средствами модуля Benchmark Tool после завершения всех запущенных сценариев и приведены в табл. 1.

Таким образом, проведенное полунатурное тестирование разработанной сетевой инфраструктуры подтвердило сбалансированность сети.

Дисховый массив НР ЕУА4400

Рис. 7. Схема тестовой конфигурации

_____ Таблица 1

Параметр Значение Комментарии

AOS Средняя нагрузка на процессорах 74% Нагрузка на сервера распределяется неравномерно (на первый сервер 62%, на второй - 86%)

SQL Средняя нагрузка на процессорах 94% По мере выполнения теста нагрузка растет практически квадратично до 90%, затем мало меняется

SQL Количество страниц RAM прочитанных / записанных на диск 0.3

SQL Время бездействия дисковой подсистемы 28% Изменяется в диапазоне от 2% до 43%

Четвертая глава посвящена описанию специального математического и программного обеспечения специализированной интранет-системы, реализованного в процессе работы и внедренного в деятельность Воронежской базы сжиженного газа.

Автоматизированная система оперативного управления Воронежской базой сжиженного газа имеет распределенную структуру локальной вычислительной сети, управляемой интранет-системой. При этом вся основная информация находится на сервере в виде единой базы данных, являющейся разделяемым ресурсом для рабочих станций, представляющих собой автоматизированные рабочие места (АРМ). На рабочих станциях располагаются специализированные программы, реализующие функции соответствующих АРМ. Общая структура комплекса программных средств приведена на рис. 8.

Диспетчерские модули

Специализированные АРМ

Системное управление диспетчерскими модулями

Газонапол- Газ о напол- (

нитель ныи нитель ныи

пост пост 1 1

СПО управления процессами базы сжиженного газа

СПО учета процессов реализации газа в б аллонах

СПО управления данными на газонаполнигельных станциях

Рис. 8. Общая структура комплекса программных средств

Математическое обеспечение системного управления диспетчерскими модулями в виде серверного приложения интранет-системы функционирует в соответствии с алгоритмом, представленном на рис. 9. Реализованы алгоритмы обработки и вывода, а также контейнерные классы для данных абстрактного типа и методы для обмена этими данными. Построен алгоритм, позволяющий получать данные из удаленных диспетчерских мо-

дулей, не имея сведений об интерфейсах объектов, с которыми работают модули.

Рис. 9. Алгоритм функционирования клиент-серверного приложения

Разработаны системные компоненты управления данными на газонаполнительных станциях в виде независимых исполняемых модулей, работающих под управлением MS Windows, выполненные в виде утилит, предназначенных для сбора, хранения и экспорта данных об отвесах на газовых постах. Компоненты обеспечивают получение и сохранение данных об отвесах с постов, подключенных к компьютеру по интерфейсу RS-485, а также отображение данных из БД.

Утилита сбора данных обеспечивает получение и сохранение данных об отвесах с постов, подключенных к компьютеру по интерфейсу RS-485. Данные об отвесах хранятся на SQL-сервере Interbase/Firebird. Утилита экспорта данных позволяет просматривать данные об отвесах, сохраненные на SQL-сервере в среде интранет, и обеспечивает экспорт выбранных данных в файлы следующих форматов: XLS; RTF; HTML; DBF. Пример структуры выгруженного файла DBF, содержащего итоговые данные об утерянных отвесах, приведен в табл. 2.

В составе клиент-серверной интранет-системы управления Воронежской базой сжиженного газа разработано специальное программное обеспечение учета процессов реализации газа в баллонах, зарегистрированное в ФАП ВНТИЦ. Эффект от внедрения разработанного программно-

го обеспечения за 2009 год составил 224000 руб. за счет уменьшения задержек между подачей баллонов на посты газонаполнения и тем самым увеличения производительности системы управления в целом. Программное обеспечение реализовано средствами внутреннего языка системы 1С предприятие. Пример выдачи приведен на рис. 10.

Таблица 2

Структура выгруженного файла РВР, содержащего итоговые данные

Поле Тип Описание

ГО N9 Уникальный номер БД

РОЗТ N2 Номер газового поста

ИАТЕ Э8 Дата последнего обнуления данных

Т1МЕ С8 Время последнего обнуления в формате чч:мм

ЯЕБТБ ТОТАЬ N9 Величины дозы, полной тары, остатка и величины залитого в баллон газа в граммах

БиМБ ЯЕЗТСОЗТБ N9 Стоимость в копейках

Клиент Товар Остаток Загктъм газ

Сторонние оо га мзащи 2010180 66429600

01 -Сервис 2010160 66429600

01-Сервис Гв5 баллон 20кг 2010180 в®429600

Итого 2010180 66429600

<... г...... ., >"

Рис. 10. Результат формирования отчета "Реализация в баллонах"

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

В процессе выполнения диссертационного исследования были получены следующие основные результаты:

1. Показано, что поскольку конечная очередь событий, поступающая на сервер базы данных многозвенной архитектуры «клиент-сервер», складывается из независимых очередей событий каждого звена, снижение потоков, поступающих из звеньев, должно привести к общему снижению интенсивности конечного потока, поступающего на сервер приложений.

2. Построены аналитические модели двух- и трехзвенных архитектур клиент-серверной обработки транзакций, отличающиеся учетом предварительной фильтрации потоков и обеспечивающие получение точного выражения для среднего времени ответа системы.

3. Получен аналитический критерий эффективности трехзвенной системы по сравнению с двухзвенной, отличающийся возможностью численного анализа и обеспечивающий выявление граничных условий интен-сивностей потоков, при которых удастся добиться выигрыша в производительности системы при добавлении промежуточного сервера.

4. Проведена с использованием рекуррентных методов идентификация параметров локальной вычислительной сети центрального узла систе-

мы управления, обеспечивающая учет нескольких центров обслуживания и нескольких классов заявок и отличающаяся использованием нормализующей константы, рассчитанной с применением метода Бузена.

5. Разработано математическое обеспечение для управления удаленными диспетчерскими модулями, инвариантное к интерфейсам объектов, с которыми работают модули, отличающееся применением контейнерных классов для данных абстрактного типа.

6. Разработаны системные компоненты управления данными на газонаполнительных станциях в виде независимых исполняемых модулей, предназначенных для сбора, хранения и экспорта данных об отвесах на газовых постах. Компоненты обеспечивают получение и сохранение данных об отвесах с постов, подключенных к компьютеру по интерфейсу 115-485, а также отображение данных из БД.

7. В составе клиент-серверной системы управления Воронежской базой сжиженного газа разработано специальное программное обеспечение учета процессов реализации газа в баллонах, зарегистрированное в ФАП ВНТИЦ. Эффект от внедрения разработанного программного обеспечения за 2009 год составил 224000 руб. за счет уменьшения задержек между подачей баллонов на посты газонаполнения и увеличения производительности системы управления.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Кравец О.Я. Учет неоднородных сред передачи данных в модели гетерогенной интегральной корпоративной информационно-управляющей системы / О.Я. Кравец, А.Э. Говорский, М.В. Копылов // Системы управления и информационные технологии: научно-технический журнал. М. 2008. №3.1(33).-С. 160-168.

2. Говорский А.Э. Особенности сквозного цикла моделирования и проектирования многозвенной клиент-серверной системы / А.Э. Говорский, М.В. Копылов, О.Я. Кравец // Системы управления и информационные технологии: научно-технический журнал. М. 2010. №1(39). - С. 27-32.

Статьи и материалы конференций

3. Копылов М.В. К исследованию граничных нагрузок многозвенных клиент-серверных систем / М.В. Копылов // Территория науки. 2007. 4(5). -С. 487-495.

4. Копылов М.В. Обработка информации на основе объектно-ориентированного подхода: данные, программы, информационные системы / М.В. Копылов // Социально-экономические проблемы России и перспективы их решения: материалы Междунар. науч.-практ. конф. - Воронеж: Научная книга, 2007. Ч. 2. - С. 83-85.

5. Копылов М.В. Обработка информации на основе объектно-

ориентированного подхода: основные принципы / М.В. Копылов // Социально-экономические проблемы России и перспективы их решения: материалы Междунар. науч.-практ. конф. - Воронеж: Научная книга, 2007. Ч. 2. -С. 80-82.

6. Копылов М.В. Модель двухзвенной архитектуры «клиент-сервер» / М.В. Копылов, О-Я. Кравец // Современные проблемы информатизации в моделировании и анализе сложных систем: сб. тр.- Воронеж: Научная книга, 2007. Вып. 12.-С. 177-183.

7. Копылов М.В. Модель трехзвенной архитектуры «клиент-сервер» / М.В. Копылов, О-Я. Кравец // Современные проблемы информатизации в проектировании и телекоммуникациях: сб. тр. - Воронеж: Научная книга, 2007. Вып. 12.-С. 352-358.

8. Копылов М.В. Специальное программное обеспечение сбора, хранения и экспорта данных об отвесах на газовых постах на основе технологии Xbase / М.В. Копылов, Е.А. Солдатов, О.Я. Кравец // Информационные технологии моделирования и управления. - 2007. №9(43). - С. 1113-1116.

9. Копылов М.В. Особенности поведения многозвенных клиент-серверных систем на граничных нагрузках / М.В. Копылов, О .Я. Кравец // Информационные технологии моделирования и управления. 2007. №6(40). С. 675-683.

10. Солдатов Е.А. Программный модуль «Оперативный учет реализации сжиженного газа в баллонах» / Е.А. Солдатов, М.В. Копылов. - М.: ФАП ВНТИЦ, 2007. Инв. №50200701186.

11. Копылов М.В. Особенности реализации СПО управления данными на газонаполнительных станциях / М.В. Копылов, Е.А. Солдатов, О .Я. Кравец // Современные проблемы информатизации в проектировании и информационных системах: сб. тр. - Воронеж: Научная книга, 2008. Вып. 13.-С. 482-486.

12. Копылов М.В. Автоматизация учета процессов реализации газа в баллонах: структура и интерфейсы программного модуля / М.В. Копылов, Е.А. Солдатов // Информационные технологии моделирования и управления. 2008. Вып. 4(47). - С. 430-447.

13. Копылов М.В. Технологии интеграции компонент «ЮПредприятие» и весового оборудования в системе поддержки принятия решений / М.В. Копылов, Е.А. Солдатов, О.Я. Кравец // Современные проблемы информатизации в анализе и синтезе технологических и программно-телекоммуникационных систем: сб. тр. - Воронеж: Научная книга, 2008. Вып 13. - С. 362-367.

14. Копылов М.В. Тестирование модели ИТ-инфраструктуры на основе современных программно-аппаратных средств Microsoft Axapta / М.В. Копылов, Е.А. Солдатов, О.Я. Кравец // Информационные технологии моделирования и управления. 2008. №6(49). - С. 696-707.

15. Копылов М.В. Результаты тестирования модели информационной

инфраструктуры / М.В. Копылов, Е.А. Солдатов, О .Я. Кравец II Современные проблемы информатизации в проектировании и информационных системах: сб. тр. - Воронеж: Научная книга, 2009. Вып. 14 - С. 503-506.

16. Солдатов Е.А. К постановке вычислительного эксперимента по тестированию модели информационной инфраструктуры / Е.А. Солдатов, М.В. Копылов, О.Я. Кравец // Современные проблемы информатизации в анализе и синтезе технологических и программно-телекоммуникационных систем: сб. тр. - Воронеж: Научная книга, 2009. Вып. 14. - С. 340-346

17. Копылов М.В. Автоматизация проектирования системы управления приемом и распределением сжиженного газа / М.В. Копылов, О .Я. Кравец, Е.А. Солдатов // Современные проблемы информатизации в моделировании и социальных технологиях: сб. тр.; под ред. д-ра техн. наук, проф. О .Я. Кравца. - Воронеж: Научная книга, 2010. Вып. 15. - С. 254-258.

18. Аналитические основы моделирования и проектирования многозвенной клиент-серверной системы / М.В. Копылов, А.Э. Говорский, Е.А. Солдатов, О .Я. Кравец // Информационные технологии моделирования и управления. 2010. №1(60). - С. 49-60.

Подписано в печать 21.10.2010. Формат 60x84/16. Бумага для множительных аппаратов. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 90 экз. Заказ №.399

ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет» 394026 Воронеж, Московский просп., 14

Введение.

1. Проблемы проектирования многозвенных клиент-серверных Интранет-систем для увеличения скорости обработки транзакций.

1.1. Интранет-технологии как современный инструмент реализации специального программного обеспечения многозвенных клиент-серверных систем.

1.2. Особенности создания специального программного обеспечения для управления распределенными программным и комплексами с использованием СОМ/БСОМ-технологий.

1.3. Технология интеграции компонент «1С:Предприятие» и весового оборудования в системе управления приемом и распределением сжиженного газа.

1.4. Задачи проектирования специального программного обеспечения компонент системы управления приемом и распределением сжиженного газа.

1.5. Постановка задач работы.

2. Теоретический анализ многозвенных архитектур как средства увеличения скорости обработки транзакций.

2.1. Многозвенные архитектуры «клиент — сервер» как средство повышения производительности обработки транзакций.

2.2. Аналитические модели многозвенных архитектур «клиент сервер».

2.3. Анализ эффективности трехзвенной архитектуры.

2.4. Исследование больших размерностей и граничных нагрузок многозвенных клиент-серверных систем.

2.5. Выводы.

3. Параметрическая идентификация локальных компонент системы управления транзакциями.

3.1. Идентификация параметров локальной вычислительной сети центрального узла системы управления.

3.2. Идентификация параметров сервера.

3.3. Особенности функционирования при пиковых нагрузках.

3.4. Полунатурное тестирование модели инфраструктуры на основе современных программно-аппаратных средств Microsoft Axapta

3.5. Выводы.

4. Реализация и внедрение результатов исследования.

4.1. Структура и функции специального программного обеспечения в составе клиент-серверной системы управления Воронежской базой сжиженного газа.

4.2. Алгоритмическое и программное обеспечение препроцессора командной строки и модуля системного диспетчирования.

4.3. Специальное программное обеспечение учета процессов реализации газа в баллонах.

4.4. Особенности реализации специального программного обеспечения управления данными на газонаполнительных станциях.

4.5. Выводы.

Актуальность темы

В последние годы стремительное развитие получили web-технологии, под которыми понимают группу форматов и технологий передачи мультимедийных документов, используемых в крупнейшей электронной информационной системе WWW, интегрированной в Интернет. WWW является распределенной средой существования разнородных информационных ресурсов, обмен информацией между которыми возможен только благодаря Web-технологиям. Web-технологии нашли применение в локальных сетях и корпоративных интранет-ориентированных системах обработки данных, где выполняют роль универсального посредника между пользователями и различными типами информационных ресурсов.

Проектирование и эксплуатация корпоративных интранет-ориентированных систем сталкиваются с рядом проблем, среди которых: оптимизация функционирования мультисерверной многоуровневой структуры обработки транзакций; обеспечение инвариантной с точки зрения пользователей работы программных интерфейсов; реализация комплекса мероприятий, направленных на повышение производительности системы при штатных и нерегламентированных потоках входящих запросов.

Как правило, корпоративные интранет-ориентированные системы являются частично сформированными и постоянно развиваются, что, с одной стороны, связано с непрерывно меняющимися потребностями корпораций и внешней среды, а с другой - с несовершенством теоретических положений и концепций, лежащих в основе обработки транзакций.

Оптимизация функционирования таких систем исследована достаточно детально для задач управления потоками, параметры которых близки к стационарным (Тимофеев А.В., Алексеев Е.Б., Митрофанов Ю.И., Иванников А.Д., Корячко В.П.), однако задачи учета и оптимизации обслуживания потоков путем выбора количества уровней обработки запросов в клиент-серверных системах в литературе практически не представлены.

Традиционно в научных и прикладных исследованиях идентификация параметров обслуживающих систем проводится с позиций возможностей самих систем (Колин К.К., Ботуз С.П., Попов В.В., Макаревич О.Б., Пяткин В.П.), однако возрастающая роль оконечных приложений порождает необходимость обеспечения инвариантной работы программных интерфейсов с системными компонентами, что является малоисследованной проблемой.

Естественным следствием оптимизации параметров системы управления является необходимость реализации комплекса мероприятий, направленных на разработку специального математического и программного обеспечения многозвенных интранет-ориентированных корпоративных систем управления для повышения их эффективности при обслуживании входящих потоков заявок, что полностью определяет актуальность диссертационного исследования.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с одним из основных научных направлений Воронежского государственного технического университета «Вычислительные системы и программно-аппаратные комплексы».

Цель работы

Целью работы является разработка специального математического и программного обеспечения многозвенных интранет-ориентированных корпоративных систем обработки транзакций для повышения их эффективности при обслуживании входящих потоков заявок.

Задачи исследования

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Исследовать проблемы использования' интранет-технологий как современного инструмента применения специального программного обеспечения для повышения производительности многозвенных клиент-серверных систем.

2. Провести аналитическое моделирование двух- и трехзвенных архитектур клиент-серверной обработки транзакций с целью выявления условий для общего снижения интенсивности конечного потока, поступающего на сервер приложений, за счет снижения« интенсивностей потоков, поступающих из каждого звена многозвенной системы.

3. Провести исследование потоков и средств обработки информации' в локальной вычислительной сети центрального узла управления системой распределения сжиженного углеводородного газа на основе теории систем массового обслуживания, осуществить идентификацию параметров сервера и самой сети.

4. Разработать математическое обеспечение для» управления удаленными диспетчерскими модулями, инвариантное к интерфейсам объектов, с которыми работают модули, на основе контейнерных классов для данных абстрактного типа и методов для обмена этими данными.

5. Создать специальное программное обеспечение технологических компонент системы управления Воронежской базой сжиженного газа для* участков газонаполнения и учета реализации.

Методы исследования

В работе использованы методы системного анализа, математического моделирования, теории систем массового обслуживания, реляционной алгебры, объектно-ориентированного программирования, проектирования информационных систем.

Научная новизна работы

К результатам работы, отличающимся научной новизной, относятся:

1. Аналитические модели двух- и трехзвенных архитектур клиент-серверной обработки транзакций, отличающиеся учетом предварительной фильтрации потоков и обеспечивающие получение точного выражения для среднего времени ответа системы.

2. Критерий эффективности трехзвенной системы по сравнению с двухзвенной, отличающийся возможностью численного анализа и обеспечивающий выявление граничных условий интенсивностей потоков, при которых удается добиться выигрыша в производительности системы при добавлении промежуточного сервера.

3. Процедура рекуррентной идентификации параметров локальной вычислительной сети центрального узла системы управления, обеспечивающая учет нескольких центров обслуживания и нескольких классов заявок и отличающаяся использованием нормализующей константы, рассчитанной с применением метода Бузена.

4. Специальное математическое обеспечение для управления удаленными диспетчерскими модулями, инвариантное к интерфейсам объектов, с которыми работают модули, отличающееся применением контейнерных классов для данных абстрактного типа.

Практическая значимость работы

1. Разработаны системные компоненты управления данными на газонаполнительных станциях в виде независимых исполняемых модулей, предназначенных для сбора, хранения и экспорта данных об отвесах на газовых постах. Компоненты обеспечивают получение и сохранение данных об отвесах с постов, подключенных к компьютеру по интерфейсу 118-485, а также отображения данные из БД.

2. В составе клиент-серверной системы управления Воронежской базой сжиженного газа разработано специальное программное обеспечение учета процессов реализации газа в баллонах.

Реализация и внедрение результатов работы

Результаты, исследований используются в работе Воронежской базы-сжиженного^ газа. Эффект от внедрения разработанного программного обеспечения за'2009 год составил 224000 руб. за счет уменьшения задержек между подачейг баллонов на посты газонаполнения и тем самым увеличения производительности системы управления в целом.

Апробацияработы

Материалы представлены и обсуждены на Международной'научно-практической» конференции «Социально-экономические проблемы России и перспективы их решения» (Краснодар, 2007); Всероссийской конференции «Новые технологии в научных исследованиях, проектировании; управлении, производстве» (Воронеж, 2008), X Всероссийской научно-технической конференции «Теоретические и прикладные вопросы * современных информационных технологий» (Улан-Удэ;- 2008); XVI-.Всероссийской научно-методической конференции^ Телематика'2009 (Санкт-Петербург, 2009); Х11-ХУ Международных открытых научных конференциях «Современные проблемы информатизации» (Воронеж, 2007-2010), а. также на конференциях профессорско-преподавательского состава ВГТУ в 2007-2010 годах.

Публикации

Основные результаты диссертации опубликованы в 17 публикациях, в том числе двух статьях в изданиях, рекомендованных ВАК России [19, 50]. В работах, опубликованных в соавторстве и приведенных в списке литературы, лично соискателю принадлежит: в [38, 39," 40] — аналитические модели двух- и трехзвенных архитектур клиент-серверной обработки транзакций; в [19, 41] - критерий' эффективности трехзвенной системы» по-сравнению с двухзвенной; в [38, 50] — идентификация параметров локальной вычислительной сети центрального узла системы управления; в [45, 47, 75] — процедуры и результаты тестирования информационной инфраструктуры; в [19, 42, 48] — математическое обеспечение для управления удаленными диспетчерскими модулями; в [44, 46] - системные компоненты управления данными на газонаполнительных станциях в виде независимых исполняемых модулей; в [42, 43, 74] - специальное программное обеспечение учета процессов реализации газа в баллонах; в [38, 41] - методология снижения потоков, поступающих из каждого звена, приводящая к общему снижению интенсивности конечного потока, поступающего на сервер приложений.

Структура и объем работы

Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего в себя 118 наименований, и приложения. Основная часть работы изложена на 152 страницах, содержит 14 таблиц и 55 рисунков.

Во введении обоснована актуальность исследования, сформулированы цель и задачи исследования, их научная новизна и практическая значимость полученных результатов, приведены сведения об апробации, и внедрении работы.

В первой главе проведен анализ проблем проектирования многозвенных клиент-серверных интранет-систем для увеличения скорости- обработки транзакций.

Показано, что проблемы проектирования многозвенных клиент-серверных систем являются весьма многообразными и сложными. В исследовании основное внимание уделено теоретическому обоснованию рационального проектирования многозвенных систем и созданию соответствующего специального программного обеспечения. Исследованы проблемы использования интранет-технологий как современного инструмента применения специального программного обеспечения многозвенных клиент-серверных систем.

Изучены особенности создания специального программного обеспечения для управления распределенными программным и комплексами с использованием СОМ/ОСОМ-технологий. Рассмотрены варианты технологий интеграции компонент «1С: Предприятие» и весового оборудования > в системе управления приемом и распределением сжиженного газа; Поставлен ряд задач проектирования специального программного обеспечения компонент системы управления приемом и распределением сжиженного газа.

Отсутствие общей идеологии и обобщенной модели многозвенных клиент-серверных Интранет-систем в значительной мере сдерживает разработку эффективных методов проектирования специального математического и программного обеспечения таких систем, что в значительной мере обуславливает актуальность исследования.

Во второй главе проведен теоретический, анализ многозвенных архитектур как средства увеличения скорости обработки транзакций многозвенных клиент-серверных архитектур с позиций установления «точки» эффективности перехода на архитектуру следующей размерности.

Для этого многозвенные архитектуры «клиент - сервер» рассмотрены как средство повышения производительности обработки транзакций с позиций теории систем массового обслуживания. В частности, показано, что поскольку конечная очередь событий, поступающая на сервер базы данных, складывается из независимых очередей событий каждой ветви (звена многозвенной системы), снижение потоков, поступающих из каждой ветви, должно привести к общему снижению интенсивности конечного потока, поступающего на сервер приложений.

Далее построены аналитические модели двух- и трехзвенных архитектур клиент-серверной обработки транзакций. Получено точное выражение для среднего времени ответа, определенного как среднее время между поступлением данного задания в систему и его уходом.

Приведен пример численного анализа ситуации, когда действительно удастся добиться выигрыша в производительности системы при добавлении промежуточного сервера. В частности, для получения выигрыша при добавлении промежуточного сервера его производительность должна быть выше производительности сервера БД. Также исследованы граничные условия для интенсивностей потоков.

Получено выражение для расчета необходимых параметров клиент-серверных систем высших размерностей. Кроме того, приведен пример численного анализа граничных нагрузок многозвенных клиент-серверных систем.

В третьей главе рассматриваются особенности параметрической идентификации локальных компонент системы управления транзакциями распределенной информационной системы Воронежской базы сжиженного газа.

Осуществлено построение математических моделей потоков и средств обработки информации в локальной* вычислительной сети центрального узла управления системой распределения сжиженного углеводородного газа на основе теории систем массового обслуживания.

Проведена идентификация с использованием итерационных методов параметров локальной вычислительной сети центрального узла системы управления как замкнутой смешанной стохастической сети, состоящей из нескольких центров с дисциплинами обслуживания FIFO, PS, IS, в которой циркулируют заявки нескольких классов клиентов. Осуществлена аналитическая идентификация параметров сервера как многокомпонентной системы.

Реализовано тестирование разработанной сетевой инфраструктуры для проверки сбалансированности спроектированной сети.

Четвертая глава посвящена описанию специального математического и программного обеспечения, реализованного в процессе работы и внедренного в деятельность Воронежской базы сжиженного газа.

Рассмотрены структура и функции специального программного обеспечения в составе клиент-серверной системы управления Воронежской базой сжиженного газа исходя из особенности объектной области.

Описано математического обеспечения специальных инструментов на основе стандартных SQL запросов, алгоритмы их обработки и вывода, а также контейнерные классы для данных абстрактного типа и методы для обмена этими данными.

Приведен алгоритм, позволяющий получать данные из удаленных диспетчерских модулей, не имея сведений об интерфейсах объектов, с которыми работают модули.

Представлены разработанные системные компоненты управления данными на газонаполнительных станциях в виде независимых исполняемых модулей, работающих под управлением MS Windows, выполненные в виде утилит, предназначенных для сбора, хранения и экспорта данных об отвесах на газовых постах. Компоненты обеспечивают получение и сохранение данных об отвесах с постов, подключенных к компьютеру по интерфейсу RS-485, а также отображения данные из базы данных.

Даны особенности специального программного обеспечения учета процессов реализации газа в баллонах в составе клиент-серверной системы управления Воронежской базой сжиженного газа.

В заключении приведены основные результаты работы.

В приложении представлен акт внедрения разработанного специального математического и программного обеспечения.

4.5. Выводы

1. Разработаны инструменты на основе стандартных SQL запросов, алгоритм их обработки и вывода, а также контейнерные классы для данных абстрактного типа и методы для обмена этими-данными.

2. Разработаналгоритм, позволяющий получать данные из .удаленных диспетчерских модулей, не имея сведений об интерфейсах объектов, с которыми работают модули.

3. Разработаны системные компоненты управления данными на газонаполнительных станциях, в виде независимых исполняемых модулей, работающих под управлением ОС MS Windows, выполненные в виде утилит, предназначенных' для сбора, хранения; и экспорта данных об отвесах^ на; газовых постах. Компоненты обеспечивают; получение и? сохранение; данных об отвесах с постов; подключенных к компьютеру по интерфейсу RS-485, а также отображения данные из БД.

4. В составе клиент-серверной системы управления Воронежской базой; сжиженного газа разработано специальное программное обеспечение учета процессов^ реализации газа в баллонах. Эффект от внедрения* разработанного программного обеспечения за 2009 год составил 224000; руб. за счет уменьшения задержек между подачей баллонов на посты газонаполнения и тем самым увеличения производительности системы управления в целом:

Заключение

Целью работы являлась разработка специального математического И; программного обеспечения многозвенных интранет-ориентированных корпоративных систем обработки транзакций для повышения их эффективности при обслуживании входящих потоков заявок. В процессе выполнения работы получены следующие основные результаты:

1. Показано, что поскольку конечная очередь событий, поступающая на сервер базы- данных многозвенной« архитектуры «клиент — сервер», складывается из'независимых очередей событий'каждого звена, снижение потоков, поступающих из каждого звена, должно привести к общему снижению интенсивности конечного потока, поступающего на сервер приложений.

2. Построены аналитические модели двух- и трехзвенных архитектур клиент-серверной обработки транзакций, отличающиеся учетом предварительной фильтрации потоков и обеспечивающие получение точного выражения для среднего времени ответа системы.

3. Получен аналитический критерий* эффективности трехзвенной системы по сравнению с двухзвенной, отличающийся возможностью численного анализа и обеспечивающий выявление граничных условий интен-сивностей потоков, при которых действительно удастся добиться выигрыша в производительности системы при добавлении промежуточного сервера.

4. Проведена с использованием рекуррентных методов идентификация параметров локальной вычислительной сети центрального узла системы управления, обеспечивающая учет нескольких центров обслуживания и нескольких классов заявок и отличающаяся использованием нормализующей константы, рассчитанной с применением метода Бузена.

5. Разработано математическое обеспечение для управления удаленными диспетчерскими модулями, инвариантное к интерфейсам объектов, с которыми работают модули, отличающееся применением контейнерных классов для данных абстрактного типа.

6. Разработаны системные компоненты управления данными на газонаполнительных станциях в виде независимых исполняемых модулей, предназначенных для сбора, хранения и экспорта данных об отвесах на газовых постах. Компоненты обеспечивают получение и сохранение данных об отвесах с постов, подключенных к компьютеру по интерфейсу 118-485, а также отображения данные из БД.

7. В составе клиент-серверной системы управления Воронежской базой сжиженного газа разработано специальное программное обеспечение учета процессов реализации газа в баллонах, зарегистрированное в ФАП ВНТИЦ. Эффект от внедрения разработанного программного обеспечения за 2009 год составил 224000 руб. за счет уменьшения задержек между подачей баллонов на посты газонаполнения и тем самым увеличения производительности системы управления в целом.

1. Автоматизация дискретного производства/ Б.Е.Бонев, Г.Й. Боха-чев, И.К.Бояджиев и др.; Под общ. ред. Е.И.Семенова, Л.И.Волчкевича. -М.: Машиностроение, 1987; София: Техника, 1987. 376 с.

2. Архангельский А.Я. Программирование в C-H-Builder 6 и 2006. -М.: Бином, 2006.-1184 с.

3. Ахаян Р., Горев А., Макашарипов С. Эффективная работа с СУБД. СПб.: Питер, 1997. - 540 с.

4. Бахвалов JL Компьютерное моделирование длинный путь к сияющим вершинам?// Компьютерра, №40 (217), с.26-36.

5. Беляев В.И., Ривкин М.Н. Огас1е7 новое поколение распределенных СУБД// Мир ПК, N 8,1993.

6. Бертсекас Д., Галлагер Р. Сети передачи данных. М.: Мир, 1989.

7. Богуславский Л.Б. Управление потоками данных в сетях ЭВМ. -М.: Энергоатомиздат, 1984.

8. Бокс Д. Сущность технологии СОМ. СПб, 2001.

9. Боуман Д., Эмерсон С., Дарновски М. Практическое руководство по SQL. Киев: Диалектика, 1997.

10. Ю.Братцева Е.В., Черенин В.П. Алгоритмы агрегатирования. Сообщения по прикладной математике, ВЦ АН СССР, М., 1990.

11. П.Бромберг И. Система контроля этапов жизненного цикла ПО// Открытые системы, 1998, №6.

12. Буриков А.Д., Малинковский Ю.В., Маталыцкий М.А. Теория массового обслуживания: Учебное пособие по спецкурсу. Гродно, 1984. -108 с.

13. Бусленко В.Н. Автоматизация имитационного моделирования сложных систем. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит. - 1977.

14. Буч Г., Якобсон А., Рамбо Дж., Орлов G.A. UML. Классика CS. -СПб.: Питер, 2005.

15. Вентцель Е.С., Овчаров JL А; Теория вероятностей; М., 1969,368 с.

16. Вентцель E.G., Овчаров JI.A; Теория случайных процессов и ее инженерные приложения: М.: Наука. Гл. ред.,физ:-мат. лит; - 1991.

17. Гамильтон С. Управление цепочками поставок с Microsoft Axapta. М.: Альпина Бизнес Букс, 2005, 352 с.

18. Ги К. Введение в локально-вычислительные сети. М.: Радио и связь, 2000 - 190 с.

19. Дрожжинов В.И. От теста не уйдешь// Мир ПК, N 2, 1993.24:Елманова Н:, Трепалин С., Тенцер A. Delphi и технология СОМ. -СПб: Питер, 2003. 698 с.

20. Кениг Д., Штоян Д. Методы теории массового обслуживания.- М.: Радио и связь, 1981. 127 с.

21. Клейнен Дж. Статистические методы в имитационном моделировании. М.: Статистика, 1978. - Вып. 1.-221 е.; Вып. 2 - 335 с.

22. Клейнрок JI. Вычислительные сети с очередями. М.: Мир, 1979.600с.

23. Когаловский М.Р. Энциклопедия технологий баз данных: эволюция технологий. Технологии и стандарты. Инфраструктура. Терминология. М.: Финансы и статистика, 2002. - 800 с.

24. Компания «Валатера» создала систему управления розничными продажами на базе Microsoft Axapta. http://www.itcontent.ru/archives/2005/10/.

25. Конвей Р., Максвелл В., Миллер JI. Теория расписаний: Пер с англ. / Под ред. Г.П. Башарина. М.: Наука, 1975 - 159 с.

26. Копылов B.C. Проблемы управления информационными структурами в системе распределения сжиженного газа. Воронеж: ВГПУ, 1998. 89 с.

27. Копылов М.В. К исследованию граничных нагрузок многозвенных клиент-серверных систем// Территория науки. 4(5), 2007.

28. Копылов М.В. Обработка информации на основе объектно-ориентированного подхода: основные принципы// Социально-экономические проблемы России и перспективы их решения: матер. Между нар. НПК.: в 2-х ч. Воронеж: «Научная книга», 2007. Ч. 2 - 2007.

29. Копылов М.В., Говорский А.Э., Солдатов Е.А., Кравец О.Я. Аналитические основы моделирования и проектирования многозвенной клиент-серверной системы// Информационные технологии моделирования и управления. Вып. 1(60), 2010.

30. Копылов М.В., Кравец О.Я. Модель двухзвенной архитектуры «клиент-сервер»// Современные проблемы информатизации в моделировании и анализе сложных систем: Сб. трудов. Вып. 12. Воронеж: «Научная книга», 2007.

31. Копылов М.В., Кравец О.Я. Модель трехзвенной архитектуры «клиент-сервер»// Современные проблемы информатизации в проектировании и телекоммуникациях: Сб. трудов. Вып. 12.- Воронеж: "Научная книга", 2007.

32. Копылов М.В., Кравец О.Я. Особенности поведения многозвенных клиент-серверных систем на граничных нагрузках// Информационные технологии моделирования и управления. Вып. 6(40), 2007.

33. Копылов М.В., Солдатов Е.А. Автоматизация учета процессов реализации газа в баллонах: структура и интерфейсы программного модуля// Информационные технологии моделирования и управления. Вып. 4(47), 2008.

34. Копылов М.В., Солдатов Е.А., Кравец О.Я. Результаты тестирования модели информационной инфраструктуры// Современные проблемы информатизации в проектировании и информационных системах: сб. трудов. Вып. 14.- Воронеж: "Научная книга", 2009.

35. Копылов М.В., Солдатов Е.А., Кравец О.Я. Специальное программное обеспечение сбора, хранения и экспорта данных об отвесах на газовых постах на основе технологии Xbase// Информационные технологии моделирования и управления. Вып. 9(43), 2007.

36. Копылов М.В., Солдатов Е.А., Кравец О.Я. Тестирование модели ИТ-инфраструктуры на основе современных программно-аппаратных средств Microsoft Axapta// Информационные технологии моделирования и управления. Вып. 6(49), 2008.

37. Кортезе Э. Что такое Internet?// БИЗНЕС УИК, №3, 1996.

38. Кравец О.Я., Говорский А.Э., Копылов М.В.Учет неоднородных сред передачи данных в модели гетерогенной интегральной корпоративной, информационно-управляющей системы// Системы управления и информационные технологии. №3(33), 2008.

39. Кульгин М. Технологии корпоративных сетей. Энциклопедия. — СПб.: Питер, 2000. — 509 с.

40. Ладыженский; Г.М. Система; обработки распределенных транзакций TUXEDO // Открытые системы, 1993, Весна.

41. Ланг К., Чоу Д. Публикация баз данных в Интернете. СПб.: Символ-Плюс, 2004.

42. Левенчук А. Интранет предлагает решения для корпорации// Рынок ценных бумаг, №16, 1996.

43. Либерти Д. С++. Энциклопедия пользователя. М.: ДиаСофт,2001'.

44. Майсрс Г. Надежность программного обеспечения. М.: Мир,1980.

45. Независимый ERP портал. ERPONLINE.RU и Бизнес-сеть "Kinetics": http://www.erp-online;ru/.58.0берг Р.Дж. СОМ+: Технология, основы и программирование. Практическое руководство по Windows 2000 DNA. М., 2000.

46. Общецелевая система моделирования GPSS/360. Вводные руководящие материалы для пользователей: Пер. с англ. /Под ред. О.В. Голова. о' ■ ( . >нова. М.: НИИТЭХИМ, 1974. 183с.бО.Орфали Р., Харки Д., Эдварде Дж. Основы CORBA. М., 1999.

47. Петренко А., Бритвина Е., Грошев С., Монахов А., Петренко О. Тестирование сетевой инфраструктуры// Открытые системы; 09/2003.

48. Профессиональные стандарты в области информационных технологий. М.: АП КИТ, 2008. - 616 с.

49. Разработка системы моделирования дискретных процессов (ППП СМДП-В). Руководство программиста. Часть 1-4. АПК.00035-01 33 35.1981.

50. Ривкин М.Н. Распределенные СУБД// Мир ПК, N5, 1993. 65:Роджерсон Д. Основы СОМ. Microsoft Corp., 1997.бб.Ройс У. Управление проектами по созданию программного обеспечения. М.:Лори, 2002.

51. Рофейл Э., Шохауд Я. СОМ и СОМ+: Полное руководство. М.,2000:

52. Рохилла С., Натан С., Мэлхотра С. Microsoft ADO;NET разработка профессиональных проектов. СПб.: BHV-Петербург, 2003.

53. Саймон А.Р. Стратегические технологии баз данных: менеджмент на 2000 год. М.: Финансы и статистика, 1999. - 479 с.

54. Система Axapta. Администрирование. http://www.booksgid.com/ operatingsystemsdatabases/5330-sistema-axapta.-administrirovanie.html.

55. Смородинский A.B., Ривкин М.Н. Системы управления базами данных и оболочки экспертных систем для персональных компьютеров. -Тверь, 1991.

56. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем: Курсовое проектирование. М.: Высш. шк., 1988. - 135 с.

57. Создание Intranet. Официальное руководство Microsoft. СПб.: BHV, 1998.

58. Солдатов Е.А., Копылов М.В. Программный модуль «Оперативный учет реализации сжиженного газа в баллонах». М.: ФАП ВНТИЦ, 2007. Инв. №50200701186.

59. Столлингс В. Современные компьютерные сети. М.: Питер. -2003. - 783 с.

60. Страуструп Б. Язык программирования С++. М.: Бином, 1999.

61. Тейксер С., Пачеко К. Delphi 5: Руководство разработчика. Т. 2. Разработка компонентов и работа с базами данных. М.: ИД «Вильмс», 2000.

62. Технология системного моделирования/ Е.Ф. Аврамчук, А.А. Вавилов, C.B. Емельянов и др. / Под ред. С.В, Емельянова. М.: Машиностроение, 1988. - 320 с.

63. Томсетт Р. Радикальное управление ИТ проектами. М.: Лори,2005.

64. Toy Д. Настройка SQL. Для профессионалов. СПБ.: Питер, 2004.- 333 с.

65. Трельсен Э. Модель СОМ и применение ATL 3.0. М., 2001.

66. Трепалин C.B., Тенцер А., Елманова Н.З. Delphi, язык и среда программирования. Учебные курсы. СПб.: Питер, 2002. - 640 с.

67. Троелсен Э. С# и платформа .NET. СПб.: Питер, 2002.

68. Феллер В. Введение в теорию вероятностей и её приложения: в 2-х т. М.: МирД967. - т.1, 498 с.

69. Цимбал А. Сравнительный анализ технологий CORBA и СОМ. -www. interface. ru.

70. Чеппел Д. Технологии ActiveX и OLE. Microsoft - Русская редакция, 1997.

71. Черняк JL Intranet объективная реальность, данная нам// Рынок ценных бумаг, №3, 1997.

72. Шеннон Р. Имитационное моделирование систем искусство и наука. - М.: Мир, 1978. - 418 с.

73. Шеннон Р. Основы имитационного моделирования. М.: Радио и связь, 1983.

74. Широков B.JL, Лысяков Ю.М. Временные задержки в сети микроЭВМ с шиной Q-bus // Тез. докл. всесоюзного научного семинара. "Локальные вычислительные сети: Опыт реализации и перспективы развития".- М.: МЦНТИ. 1986. - С.84-88.

75. Шрайбер Т.Дж. Моделирование на GPSS. М.: Машиностроение, 1980.-512 с.

76. Эккель Б. Философия Java. СПб.: Питер, 2003.

77. Box D. Essential COM. Addison Wesley Longman, Inc., 1998:

78. Colby J. et al. Practical Intranet Development. A-Press, 2003, 338 p.

79. Dustin E., Rashka J., Paul J. http://www.amazon.com/exec/obidos/ ASIN/0201432870/qid=1007369126/sr=8-2/re^sr8l 92/002-8046926-8720815.

80. Finkelstein R. Client/Server Middleware: Making Connections Across the Enterprise// DBMS, v 6, N 1, 1993.

81. ID API Architecture. White Paper, Borland, 1992, November.

82. ISO 13407: Процессы человеко-центрированного проектирования интерактивных систем, 1999.

83. Keith E.R. Agile Software Development Processes: A Different Approach to Software Design. www.cs.nyu.edu/courses/spring03/V22.0474-001/lectures/agile/AgileDevelopmentDifferentApproach.pdf.

84. Kleinrock L. On the Modeling and Analysis of Computer Networks/ Proceedings of the IEEE, August 1993/Bandwidth Tradeoff in Gigabit Networks". IEEE Comm. Magazine, April 1992.

85. Kleinrock L. Queueing Systems, Volume П: Computer Applications. New York: Wiley, 1976.

86. Kleinrock L. The Latency/Bandwidth Tradeoff in Gigabit Networks// IEEE Communications Magazine, April 1992.

87. Linz Т., Daigl M. http://www.imbus.de/forschung/pie24306/ gui/aquis-fullpaper-1.3 .html.

88. MB6-284: Axapta 3.0 Projects. http://www.itshop.ru/Microsoft/ MB6-284/Axapta/3.0/Projects/14t4i8671.

89. Microsoft Press. Секреты создания интрасетей. СПб.: Питер,2002.

90. Мошто L., Weiner D. Dynamics АХ: A Guide to Microsoft Axapta. Apress, 2005, 496 p.

91. Nilsen D. Intranet Design Annual 2006. Ten Best Intranets of the Year, 2007.

92. Object Management Group, UML 2.1 Superstructure Specification, OMG document. ptc-06-04-02.pdf.

93. SQL-Retriever 3.0: Bring Openness to PDBC. A Visionware White Paper, 1992, November.

94. Squires G. Oracle and Microsoft Windows from an Open Systems Perspective// Select, v 1, N 1, 1993.

95. Standard ECMA-334. June 2005 C# Language Specification.118. www.mista.ru.