Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по техническим специальностям
На правах рукописи
СОЛЯНИК Андрей Анатольевич
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ И ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ИНТРАНЕТ-ИНТЕРФЕЙСОВ ПРИ КОНКУРЕНТНОЙ РАЗРАБОТКЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ
Специальность: 05.13.11 - Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук
Воронеж - 2012
Работа выполнена в ФГБОУ ВПО Воронежский государственный технический университет Научный руководитель Тюрин Сергей Владимирович, кандидат технических наук, Воронежский государственный технический университет, профессор кафедры автоматизированных и вычислительных систем
Официальные оппоненты: Погодаев Анатолий Кирьянович, доктор технических наук, профессор, Липецкий государственный технический университет, заведующий кафедрой прикладной математики Крючкова Ирина Николаевна, кандидат технических наук, доцент, Международный институт компьютерных технологий (г.Воронеж), заведующая кафедрой информатики и вычислительной техники Ведущая организация ФГБОУ ВПО Воронежский государственный университет
Защита состоится 19 апреля 2012 г. в 1000 часов на заседании диссертационного совета Д 212.037.01 ФГБОУ ВПО Воронежский государственный технический университет по адресу: 394026, г. Воронеж, Московский просп., 14, конференц-зал
С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке ФГБОУ ВПО Воронежский государственный технический университет.
Автореферат разослан л19 марта 2012 г.
Ученый секретарь диссертационного совета Барабанов Владимир Федорович
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 World Wide Web, входящей в глобальную сеть Интернет.
WWW является распределенной средой существования разнородных информационных ресурсов, обмен информацией между которыми возможен только благодаря web-технологиям. Бурное развитие Web привело к тому, что webтехнологии все больше ассоциируются с Интернет. Web-технологии нашли применение в локальных сетях и интегрированных многопользовательских информационных системах, где выполняют роль универсального посредника между различными типами информационных ресурсов.
В результате синтеза информационных систем и web-технологий возник новый класс систем - Интранет-системы. Для систем данного класса в силу архитектуры, отличной от обычных информационных систем, и появления новых форматов хранения данных и способов передачи информации старые методы и средства исследования и обеспечения межмодульного взаимодействия оказались недостаточно эффективными.
Задача конкурентной разработки программных систем с использованием межмодульного взаимодействия Интранет-ориентированных компонент фактически существует с момента появления последних. В то же время постоянное совершенствование аппаратных средств, программного обеспечения, средств телекоммуникаций приводит к постоянному появлению новых сложнейших информационно-вычислительных систем, для которых известные методы исследования зачастую становятся неприменимыми.
Таким образом, актуальность темы диссертационной работы продиктована необходимостью улучшения процессов конкурентной разработки информационных систем на основе Интранет-интерфейсов за счет совершенствования технологий и инструментов их разработки.
Тематика диссертационной работы соответствует научному направлению ФГБОУ ВПО Воронежский государственный технический университет Вычислительные комплексы и проблемно-ориентированные системы управления.
Цель и задачи исследования. Целью работы является создание математического и программного обеспечения проектирования Интранетинтерфейсов при конкурентной разработке информационных систем на основе технологии проектных групп.
Для достижения поставленной цели необходимо решить задачи:
провести системный анализ задачи проектирования Интранетинтерфейсов при конкурентной разработке информационных систем;
разработать методы конкурентной разработки программ и программных систем, обеспечивающие оптимизацию параллельного создания программных систем;
создать теоретико-множественные модели интранет-интерфейсов человеко-машинных систем на основе технологии проектных групп на основе использования групп и ролей;
разработать объектную модель инфраструктуры специального программного интерфейса, позволяющую легко изменять его функциональность;
разработать математическое и программное обеспечение подсистемы моделирования пользовательской нагрузки для оценки параметров распределенной системы;
провести проектирование и реализацию компонент информационного и программного обеспечения специального человеко-машинного интерфейса, обеспечивающих необходимую функциональность и информационное обеспечение модулей;
создать специальное программное обеспечение компонент специализированной системы исследования производительности информационных систем.
Методы исследования. В работе использованы методы системного анализа, теории сетей массового обслуживания, математического и имитационного моделирования, реляционной алгебры, теории графов, объектноориентированного программирования.
Тематика работы соответствует п. 1 Модели, методы и алгоритмы проектирования и анализа программ и программных систем Е и п. Оценка качества, стандартизация и сопровождение программных систем паспорта специальности 05.13.11 - Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей.
Научная новизна работы. К результатам работы, отличающимся научной новизной, относятся:
модели конкурентной разработки программ и программных систем, отличающиеся возможностью перераспределения ресурсов с учетом штрафов за нарушение сроков в процессе проектирования и обеспечивающие оптимизацию параллельного создания программных систем;
теоретико-множественные модели интранет-интерфейсов человекомашинных систем на основе технологии проектных групп, обеспечивающие гибкий механизм разграничения прав на основе использования групп и ролей;
объектная модель инфраструктуры специального программного интерфейса, позволяющая легко изменять функциональность интерфейса за счет подключения и отключения модулей посредством специальных алгоритмов загрузки и вызова;
структура программной системы исследования производительности информационных систем, использующая технологию виртуальных пользователей и тестовых транзакций и позволяющая оценить нагрузочную способность интранет-интерфейсов при доступе к хранилищу данных.
Практическая значимость работы. Практическая значимость результатов диссертации заключается в создании специального программного обеспечения компонент специализированной системы исследования произ водительности информационных систем, включающей в себя систему управления моделированием пользовательской нагрузки; подсистему взаимодействия с пользователем; хранилище статистической информации; подсистему взаимодействия с хранилищем статистической информации; подсистему управления моделированием.
Компоненты математического и программного обеспечения прошли государственную регистрацию в ФГНУ Центр информационных технологий и систем органов исполнительной власти.
Реализация и внедрение результатов работы. Основные теоретические и практические результаты работы реализованы в виде компонент информационного и программного обеспечения специального человекомашинного интерфейса. Внедрение осуществлено в Воронежском филиале банка Уралсиб и НПФ Радиокомпоненты (г.Воронеж). Эффект от внедрения заключается в осуществлении необходимой функциональности и реализации информационного обеспечение модулей.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на научных конференциях и семинарах: XV и XVII Международной открытой научной конференции Современные проблемы информатизации в экономике и обеспечении безопасности (Воронеж, 2010, 2012), Всероссийской научно-практической конференции Новые технологии в научных исследованиях, проектировании, управлении, производстве (Воронеж, 2010), XV-XVII Международной открытой научной конференции Современные проблемы информатизации в анализе и синтезе технологических и программно-телекоммуникационных систем (Воронеж, 20102012), XVII Всероссийской научно-методической конференции ТелематикаТ2010 (Санкт-Петербург, 2010), XVI и XVII Международной открытой научной конференции Современные проблемы информатизации в моделировании и социальных технологиях (Воронеж, 2011, 2012), Всероссийской конференции Критические технологии вычислительных и информационных систем (Воронеж, 2011), а также на научных семинарах кафедры автоматизированных и вычислительных систем ВГТУ (Воронеж, 2010-2012).
Публикации. По результатам исследований опубликовано 22 научных работы, в том числе 4 - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ. В работах, опубликованных в соавторстве и приведенных в конце автореферата, лично соискателем предложены: в [1, 2, 5, 9, 21] - модели конкурентной разработки программ и программных систем; [8, 10, 14, 15, 16, 22] - теоретикомножественные модели интранет-интерфейсов человеко-машинных систем на основе технологии проектных групп; в [4, 7, 11] - объектная модель инфраструктуры специального программного интерфейса; в [6, 12, 18, 19, 20] - математическое и программное обеспечение проектирования специализированных интерфейсов, в т.ч. оценки качества программной системы.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 157 наименований.
Основная часть работы изложена на 148 страницах, содержит 41 рисунок, таблиц.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обоснована актуальность исследования, сформулированы цель и задачи исследования, их научная новизна и практическая значимость результатов, приведены сведения об апробации и внедрении работы.
В первой главе исследованы проблемы создания математического и программного обеспечения проектирования Интранет-интерфейсов при конкурентной разработке информационных систем. Основное внимание уделено теоретическому обоснованию необходимости создания моделей и методов анализа таких систем и созданию соответствующего специального программного обеспечения.
Исследованы математические и алгоритмические методы оптимизации проектирования комплекса программных средств. Показано, что рассматриваемая проблема имеет особенности, которые ранее не были рассмотрены. В исследованных ранее моделях оптимизация проводилась либо по критерию времени при фиксированных уровнях ресурсов, либо по ресурсам при фиксированном времени завершения проекта. Целевая функция, отражающая затраты на разработку программного обеспечения, должна включать в себя помимо затрат на использование ресурсов еще и штрафные функции за нарушение директивных сроков окончания разработки, произвести комплексную оптимизацию и по ресурсам и по времени.
Далее проанализированы достоинства и недостатки существующих систем моделирования нагрузки. Показано, что ситуации, когда универсальные тесты не удовлетворяют потребностей, а времени на разработку собственных тестов нет, встречается довольно часто. Поэтому поиск альтернативных путей для разрешения таких ситуаций является актуальным.
Возможным выходом может быть создание такой системы моделирования нагрузки, которая могла бы с одной стороны легко настраиваться под задачи пользователя, т.е. быть универсальной, и с другой стороны сводить к минимуму затраты пользователя на создание тестовой модели.
Таким образом, актуальна задача теоретического обоснования, разработки и внедрения средств моделирования, анализа и создания математического и программного обеспечения проектирования Интранет-интерфейсов при конкурентной разработке информационных систем на основе технологии проектных групп.
Во второй главе представлены теоретические основы создания математического и программного обеспечения проектирования Интранетинтерфейсов при конкурентной разработке информационных систем.
В рамках решения задачи перераспределения имеющихся ресурсов между проектами создаваемого программного обеспечения. Пусть - множеs ство проектов; I - множество ресурсов; J - множество работ по s -му проs екту, s = 1,...,| |; J = J - множество работ по всем проектам; K( js ) - s множество работ, непосредственно предшествующих работе js, s k K( js ) J ; K - число типов ресурсов, 1 K | I |; R1,..., Rlk - классы ресурсов k в каждом типе k, являющихся взаимозаменяемыми, Rs I, s = 1,...,l, k k k Rs Rs = при s1 s2 ; Rk = Rs - все ресурсы типа k, 1 k K ; mij, Mij - 1 s минимально и максимально допустимое количество ресурса i, потребляемое проектом j, 0 mij Mij <+, i I, j J ; t-, t+ - минимальное и максиj j мальное время выполнения проекта j, 0 < t- t+ <+, j J ; xj, yj - моj j менты начала и окончания выполнения работы j ; xj, yj - целые.
Объем работы j, выполненный к моменту времени t, обозначим Wjt, j J. Величина Wjt является характеристикой состояния работы в момент времени t. Формально выполнение работы состоит в изменении Wjt от 0 до Wj, где Wj - весь объем работы j. Пусть rij - производительность ресурса i по работе j - объем работы, выполняемый ресурсом i за единицу времени по работе j, 0 rij <+, i I, j J.
Некоторые работы по каждому объекту имеют директивные сроки окончания, нарушение которых влечет за собой финансовые потери:
s Jd - множество работ по s -му проекта, имеющих директивные сроки s s s окончания, Jd J ; Jd = Jd, Jd J - множество всех работ комплекса, s имеющих директивные сроки; Dj - директивный срок окончания выполнения работы j, j Jd.
Поскольку все ресурсы имеются в ограниченном объеме, то введем переменные Vi - количество ресурса i, доступное системе в любой момент Vi > времени,, i I. Обозначим через cij затраты на использование ресурса i в работе j, 0 cij <+, i I, j J. Обозначим через uijt интенсивность потребления ресурса - количество ресурса i, потребляемое работой j в момент времени t.
Введенные переменные в соответствии с условиями задачи должны удовлетворять следующим ограничениям.
Поскольку начало выполнения любой работы для каждого проекта возможно только по окончании выполнения предшествующих работ по этому проекту (условие каноничности), то моменты начала и окончания работы должны удовлетворять неравенству:
s xj max yl, js J, s = 1,...,| |. (1) s lK ( js ) Длительность любой работы должна лежать в допустимых пределах:
s t- y - x t+, js J, s = 1,...,| |. (2) js js js js Далее, поскольку во время своего выполнения работа потребляет лишь выбранные ресурсы и при этом количество потребляемых ресурсов должно лежать в допустимых пределах, то получаем ограничения s eij mij uij t eij Mij при t [x, y ], i I, js J, (3) s s s s s js js 0,еслиресурс i потребляется работой js, где eij = s { 1,в противномслучае.
В течение остального времени работа ресурса не потребляет:
s uij t = 0 при t [x, y ], i I, js J. (4) s js js Суммарное количество ресурсов каждого типа Rk должно обеспечивать выполнение всего объема работы js. Поскольку величины uij t в рассматриs ваемой задаче целые, то ограничение может не выполняться как равенство.
Поэтому получаем:
y js s (5) s r uij Wj, js J, s = 1,...,| |.
ijs st t=xx iRk js Ненарушение директивных сроков задается неравенствами s y Dj, js J. (6) js s Кроме того, должны выполняться ресурсные условия: количество ресурсов каждого типа по всем текущим работам всех проектов не должно превышать имеющегося запаса ресурса:
|| (7) s uij t Vi, i I, t 0.
s s=1 jsJ Добавим естественные условия на переменные:
uijt, xj, y 0, (8) j uijt, xj, yj - целые. (9) Общие затраты на использование ресурсов равны tmax (10) c uijt, где tmax = max y.
ij j jJ jJ iI t=Таким образом, для сокращения переменных затрат необходимо минимизировать функцию (10) при ограничениях (1)-(9). Но поиск такого решения представляет собой NP-полную задачу. Поэтому часть требований следует отнести к жестким, нарушение которых неприемлемо, а некоторые - к желательным (критериям), то есть нарушение этих требований возможно, но влечет за собой штрафные санкции.
В соответствии с исследуемой проблемой минимизации стоимости, к таким критериям отнесем условия соблюдения директивных сроков (6). Для этого вместо (6) введем функции штрафа за нарушение сроков:
qj ( y ) = ( yj - Dj ), j Jd, (11) j j где - коэффициент штрафа за нарушение сроков по работе j на один день.
j Тогда общий штраф будет равен qj ( yj ). (12) jJd Таким образом, общая стоимость использования ресурсов с учетом штрафов за нарушение директивных сроков представляет собой функцию tmax qj ( y ) (13) c uijt + j ij jJ iI t=0 jJd Следовательно, получаем задачу минимизации функции (13) при условиях (1)-(5), (7)-(9). Далее в главе осуществлена алгоритмизация решения поставленной задачи.
Итак, созданы модели конкурентной разработки программ и программных систем, отличающиеся возможностью перераспределения ресурсов с учетом штрафов за нарушение сроков в процессе проектирования и обеспечивающие оптимизацию параллельного создания программных систем.
В третьей главе основное внимание уделено моделированию и алгоритмизации Интранет-интерфейсов человеко-машинных систем на основе технологии проектных групп.
Опираясь на теорию множеств и теорию групп, опишем модель проектных групп. Введём в рассмотрение следующие множества:
Цмножество всех пользователей интерфейса, R Цмножество резервных пользователей интерфейса, E Цмножество активных пользователей интерфейса.
Для вышеперечисленных множеств справедливо:
R , (14) E , (15) R E =, (16) R E = . (17) Введём в рассмотрение проектные группы на множестве : K - корневая группа пользователей интерфейса, Si, i N (здесь и далее N - множество натуральных чисел) - структурные группы пользователей интерфейса, Cj, j N - структурно-рабочие группы пользователей интерфейса, Wk, kN - рабочие группы пользователей интерфейса, Rm, mN - ролевые группы пользователей интерфейса, Tp, pN - системные группы пользователей интерфейса.
Для вышеперечисленных групп справедливо:
K R, (18) K = R, (19) i N: Si E, (20) j N: Cj E, (21) k, m N, k m: Sk Sm = , Ck Cm = , (22) Si + Cj =E, (23) i j k N: Wk E, (24) m N: Rm E, (25) p N: Tp E. (26) Еруппа K включает в себя резервных пользователей интерфейса. Группы Si, Cj (i, j N) являются подмножествами E, активный пользователь принимает уникальное участие в структурных и структурно-рабочих группах, более того если пользователь участвует в какой-либо из групп Si (iN), то он не участвует ни в одной из групп Cj (jN) и наоборот; активные пользователи интерфейса обязательно являются участниками какой-либо из Si или Cj (i,jN). Группы Wk, Rm, Tp являются подмножествами E.
Пусть на E существуют множества , , пользователей интерфейса входящих в какую-либо из групп Wk, Rm, Tp (k, m, p N), такие что:
= Wk, (27) k = Rm, (28) m = Tp. (19) p Тогда справедливо:
Wk . (30) k Rm . (31) m Tp . (32) p То есть активный пользователь интерфейса может принимать множественное участие в рабочих, ролевых и системных группах.
Рассмотрим далее коммуникативную модель иерархической связи различных видов групп.
Таблица 3.Иерархия групп № Группа-потомок Струк- Структур- Рабочая Ролевая Сис турная но-рабочая группа группа темная Группа-предок группа группа 1 Корневая группа * 2 Структурная группа * * * * * 3 Структурно-рабочая группа * * * * * 4 Рабочая группа * * * 5 Ролевая группа * * 6 Системная группа * В табл. 3.1 возможные варианты иерархического подчинения видов групп информационно управляющего интерфейса помечены знаком л*.
На рис. 3.2 представлена модель системы разграничения прав пользователей. На данной диаграмме сущность-связь Permission entity - сущность отношения разрешения, Member entity - сущность участника отношения разрешения, Role entity - сущность роли, Object entity - сущность объекта, User entity - сущность пользователя интерфейса, Module entity - сущность модуля интерфейса, Group entity - сущность группы.
Опишем графовую модель системы разграничения прав пользователей.
Представим модель системы разграничения прав в виде графа G=(X,U,Ф), где X - конечное множество вершин; U - конечное множество рёбер (дуг); Ф - отношение инцидентности; XU = , вершинами которого будут пользователи, группы, объекты и роли, а рёбрами связи между ними. Пусть множество вершин соответствующих пользователям и группам - Y, множество вершин соответствующих объектам - O, множество вершин соответствующих ролям - Р:
Y X, О X, Р X. (33) Рис. 3.2. Модель системы разграничения прав пользователей Граф G является ориентированным и взвешенным мультиграфом, причём веса рёбер определяются следующим образом. Пусть отношение W(x, y) - есть отношение, определяющее вес ребра между смежными вершинами x и y, тогда имеем:
x, y Y, W(x, y) = 1, (34) x, y О, W(x, y) = 1, (35) x, y Р, W(x, y) = 1. (36) Определим множество отношений разрешения M в контексте системы разграничения прав пользователей такое что mi (iN)Ц отношение, связывающее вершины y, o, p, где yY, oО, pР. y, o, p, для которых существует отношение разрешения оно единственно.
Определим на множестве M функцию В(m), mM, такую что:
m M, В(m) > 1, В(m) N, (37) i, j N (ij), В(mi) В(mj). (38) Тогда y, o, p, для которых существует отношение разрешения mM имеем следующее: рёбра y и o, а также o и p смежные, причём:
W(y,o) = W(o,p) = В(m). (39) Таким образом, система разграничения прав пользователей может быть представлена в виде ориентированного взвешенного мультиграфа.
Задача определения прав пользователя по отношению к объекту специального программного интерфейса (набора прав в контексте определённой роли) на графе сводится к отысканию множества орцепей. Причём на орцепи накладываются ограничения:
- началом орцепи является вершина соответствующая данному пользователю;
- орцепь должна включать в себя ровно 2 ребра вес которых больше 1, причём вес этих рёбер должен быть равен.
Для решения задачи отыскания множества орцепей целесообразно использование поиска в глубину, причём алгоритм поиска в глубину на ориентированном мультиграфе должен быть модифицирован с учётом ограничений накладываемых на орцепи.
Далее рассмотрим объектную модель инфраструктуры специального программного интерфейса. Диаграмма классов соответствующей компоненты представлена на рис. 3.3.
Рис. 3.3. Диаграмма классов Класс SessionContext - базовый класс инфраструктуры специального программного интерфейса. Он инкапсулирует информацию необходимую для настройки графического интерфейса в соответствии с возможностями рабочей станции пользователя; информацию об абсолютном пути к корневому каталогу веб-приложения специального программного интерфейса на веб-сервере; информацию о последней исключительной ситуации возникшей во время работы специального программного интерфейса в контексте текущего сеанса пользователя.
Класс ModuleStorage обеспечивает работу с модулями специального программного интерфейса. Он является хранилищем экземпляров объектов модулей, актуальных для текущего сеанса работы пользователя.
Класс Module - абстрактный класс сущности модуля специального программного интерфейса, наследуется всеми модулями интерфейса.
Класс CurrentUser Цоболочечный класс для работы с основными свойствами пользователя. Экземпляр класса CurrentUser представляет инструмент для работы со свойствами текущего пользователя интерфейса.
Класс CurrentGroup Цоболочечный класс для работы с основными свойствами группы. Экземпляр класса CurrentGroup представляет собой инструмент для работы со свойствами текущей рабочей группы в контексте работы с интерфейсом и позволяет получать следующую информацию: идентификатор группы, наименование группы.
Класс UserContext - базовый класс инфраструктуры специального программного интерфейса. Он инкапсулирует всю информацию о текущем сеансе работы пользователя с интерфейсом. Класс UserContext содержит логику, позволяющую ему хранить свой экземпляр в сессии пользователя вебприложения специального программного интерфейса.
Соответствующая схема укрупнённого алгоритма вызова модуля специального программного интерфейса представлена на рис. 3.4.
В результате вызова на странице рабочей среды интерфейса модуля из списка доступных модулей инициируется перезагрузка страницы рабочей среды. Инфологическая модель базы данных инфраструктуры специального программного интерфейса представлена на рис. 3.5.
Таким образом, представлены теоретико-множественные модели интранет-интерфейсов человеко-машинных систем на основе технологии проектных групп, обеспечивающие гибкий механизм разграничения прав на основе использования групп и ролей, а также объектная модель инфраструктуры специального программного интерфейса, позволяющая легко изменять функциональность интерфейса за счет подключения и отключения модулей посредством специальных алгоритмов загрузки и вызова.
Четвертая глава посвящена описанию специального математического и программного обеспечения, реализованного в процессе работы, основанного на использовании модели конкурентной разработки программ и программных систем и теоретико-множественной модели интранет-интерфейсов человеко-машинных систем на основе технологии проектных групп.
Проведено проектирование специального программного обеспечения компонент специализированной системы исследования производительности информационных систем, включающей в себя систему управления моделированием пользовательской нагрузки; подсистему взаимодействия с пользователем; хранилище статистической информации; подсистему взаимодействия с хранилищем статистической информации; подсистему управления моделированием. Разработанный программный комплекс учитывает недостатки существующих универсальных тестов производительности информационных систем, обеспечивая:
Рис. 3.4. Схема укрупнённого алгоритма вызова модуля специального программного интерфейса 1. Легко расширяемое множество типов хранимых данных.
2. Легко изменяемый набор тестовых транзакций.
3. Гибкую схему расчета объема хранилища данных.
Для обеспечения указанных требований предлагается следующая структура программного комплекса исследования производительности информационных систем (рис. 4.1). Программный комплекс включает в себя:
1. Систему управления моделированием пользовательской нагрузки. В составе системы можно выделить два элемента:
- приложение, реализующее необходимую функциональность;
- хранилище статистической информации.
2. Систему генерации пользовательской нагрузки. Данный компонент представляет собой множество тестовых приложений моделирования пользовательской нагрузки. Нагрузочная способность системы оценивается как ди намика времени реакции системы на рост нагрузки.
Рис. 3.5. Инфологическая модель базы данных инфраструктуры специального программного интерфейса 3. Исследуемую информационную систему или компонент информационной системы. В данной работе исследуемым компонентом информационной системы является система управления базами данных (СУБД).
Структура системы управления моделированием пользовательской нагрузки представлена на рис. 4.2. Подсистема взаимодействия с пользователем организует графический интерфейс, обеспечивающий возможность вводить пользователю различные параметры и настройки. Общий алгоритм подсистемы взаимодействия с пользователем заключается в запуске интерфейсных элементов, а затем поступившей обработке информации. Ключевыми понятиями процесса моделирования являются сценарий пользовательской нагрузки, виртуальный пользователь, тестовая транзакция.
- тестовая транзакция - типичный запрос к БД определенного типа.
- виртуальный пользователь - программа, эмулирующая работу человека с системой; порождает нагрузку на систему в виде набора тестовых транзакций. С точки зрения исследуемой системы нет различий между тем, рабо тает ли настоящий пользователь или виртуальный.
- сценарий пользовательской нагрузки - набор правил, по которым осуществляется запуск виртуальных пользователей и тестовых транзакций.
Рис. 4.1. Структура программного комплекса исследования производительности информационных систем Разработанная база данных хранилища статистической информации представлена на рис. 4.3, отражены связи между таблицами.
Реализация осуществлена при помощи библиотеки классов MFC (Microsoft Foundation>
Разработана структура программной системы исследования произво дительности информационных систем, основанная на использовании модели конкурентной разработки программ и программных систем и теоретикомножественной модели интранет-интерфейсов человеко-машинных систем и технологии проектных групп, использующая идеологию виртуальных пользователей и тестовых транзакций и позволяющая оценить нагрузочную способность интранет-интерфейсов при доступе к хранилищу данных.
Внедрение осуществлено в Воронежском филиале банка Уралсиб и НПФ Радиокомпоненты (г.Воронеж).
Рис. 4.2. Структура системы управления моделированием пользовательской нагрузки ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ Получены следующие основные результаты:
1. Созданы модели конкурентной разработки программ и программных систем, отличающиеся возможностью перераспределения ресурсов с учетом штрафов за нарушение сроков в процессе проектирования и обеспечивающие оптимизацию параллельного создания программных систем.
2. Разработаны теоретико-множественные модели интранетинтерфейсов человеко-машинных систем на основе технологии проектных групп, обеспечивающие гибкий механизм разграничения прав на основе использования групп и ролей.
3. Получена объектная модель инфраструктуры специального программного интерфейса, позволяющая легко изменять функциональность интерфейса за счет подключения и отключения модулей посредством специальных алгоритмов загрузки и вызова.
SCENARIO REPORTS REPORT_ITEM sc_id r_id ri_rep_id sc_vusers r_sc_id ri_tran_id sc_time r_type ri_vu_id r_tran_ok ri_tran_stat r_tran_fail ri_tran_time r_created SCEN_ENTRY sce_sc_id sce_vu_id TRANSACT_SET TRANSACT ts_sc_id tran_id ts_tran_id tran_class VUSERS ts_prob tran_templ ts_delay tran_desc vu_id vu_desc Рис. 4.3. База данных хранилища статистической информации 4. Разработана структура программной системы исследования производительности информационных систем, использующая технологию виртуальных пользователей и тестовых транзакций и позволяющая оценить нагрузочную способность интранет-интерфейсов при доступе к хранилищу данных.
5. Осуществлено создание компонент информационного и программного обеспечения специального человеко-машинного интерфейса, обеспечивающих необходимую функциональность и информационное обеспечение модулей.
6. Проведено проектирование специального программного обеспечения компонент специализированной системы исследования производительности информационных систем, включающей в себя систему управления моделированием пользовательской нагрузки; подсистему взаимодействия с пользователем; хранилище статистической информации; подсистему взаимодействия с хранилищем статистической информации; подсистему управления моделированием.
7. Компоненты математического и программного обеспечения прошли государственную регистрацию в ФГНУ Центр информационных технологий и систем органов исполнительной власти.
Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:
Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ 1. Авсеева О.В., Соляник А.А., Кравец О.Я. Особенности управления процессами конкурентного проектирования программного обеспечения// Системы управления и информационные технологии. №1.2(39), 2010. - С. 308-312.
2. Тебекин Ю.Б., Соляник А.А., Говорский А.Э., Кравец О.Я. Инструментальные средства обеспечения взаимодействия между гетерогенными БД в процессе проектирования информационной системы// Системы управления и информационные технологии. - 2011. - № 1.1 (43). - С. 203-208.
3. Соляник А.А. Концепция групповой работы как основа информационного обеспечения программного интерфейса интерактивных систем// Системы управления и информационные технологии, №3.2(45), 2011. - С. 285-288.
4. Подвальный Е.С., Тюрин С.В., Соляник А.А. Оперативное управление автоматизированными технологическими комплексами на основе графического моделирования и визуализации задач диагностики и моделирования нагрузки// Системы управления и информационные технологии, №4.1(46), 2011. С. 171-175.
Статьи и материалы конференций 5. Говорский А.Э., Авсеева О.В., Кравец О.Я., Соляник А.А. Управление параллельным созданием программных проектов// Информационные технологии моделирования и управления.- 2010, № 1(60). - С.132-139.
6. Кравец О.Я., Соляник А.А. Особенности проектирования технологии мобильных программных агентов в компьютерных сетях на основе тонких клиентов// Современные проблемы информатизации в экономике и обеспечении безопасности: Сб. трудов. Вып.15. - Воронеж: Научная книга, 2010. ЦС. 92-95.
7. Кравец О.Я., Соляник А.А. К оптимизации управления множественными процессами в сетях на основе мультиагентных технологий// Современные проблемы информатизации в анализе и синтезе технологических и программнотелекоммуникационных систем; Сб. трудов. Вып.15. - Воронеж: Научная книга, 2010. - С. 349-352.
8. Соляник А.А., Тебекин Ю.Б., Говорский А.Э. Концепция вероятностного конвейерного подхода к управлению качеством в среде автоматизации проектирования многокомпонентных систем// Современные проблемы информатизации в анализе и синтезе технологических и программно-телекоммуникаци-онных систем:
Сб. трудов. Вып. 15. - Воронеж: "Научная книга", 2010. С. 360-364.
9. Авсеева О.В., Кравец О.Я., Соляник А.А. Развитие технологий управления системой разработки ПО// Новые технологии в научных исследованиях, проектировании, управлении, производстве: Тр. Всеросс. НПК. - Воронеж: ВГТУ, 2010.
Ц С. 78-79.
10. Кравец О.Я., Соляник А.А., Тебекин Ю.Б. Особенности конвейерной технологии проектирования программных и телекоммуникационных систем для оптимизации качества и сбыта// ТелематикаТ2010: Тр. XVII Всеросс. науч.-метод.
конф. - СПб.: СБГУ ИТМО, 2010. - Т. 2. - С. 263-265.
11. Авсеева О.В., Кравец О.Я., Соляник А.А. Оптимизация управления процессом разработки программного обеспечения// Информационные технологии моделирования и управления, 2010, №4(63). - С. 511-517.
12. Говорский А.Э., Соляник А.А., Кравец О.Я. Особенности проектирования специального программного интерфейса в среде Интранет// Современные проблемы информатизации в анализе и синтезе технологических и программнотелекоммуникационных систем: Сб. трудов. Вып. 16. - Воронеж: "Научная книга", 2011. - С. 400-409.
13. Соляник А.А. К необходимости разработки системы управления справочниками баз данных// Современные проблемы информатизации в моделировании и социальных технологиях; - Сб. трудов. Вып.16. - Воронеж: Научная книга, 2011. - С. 278-282.
14. Говорский А.Э., Соляник А.А. Алгоритмическое проектирование Интранет-интерфейсов человеко-машинных систем на основе концепции групповой работы// Информационные технологии моделирования и управления.- 2011, № 2(67). - С.200-212.
15. Соляник А.А., Кравец О.Я. Проектирование информационного обеспечения специального программного интерфейса человеко-машинных систем на основе концепции групповой работы// Информационные технологии моделирования и управления, 2011, №5(70). - С. 608-615.
16. Говорский А.Э., Соляник А.А., Кравец О.Я. Моделирование групповой работы при проектировании интерфейсов человеко-машинных систем// Критические технологии вычислительных и информационных систем. Сб. тр. первой Всеросс.
конф. - Воронеж, 2011. - С. 17-24.
17. Соляник А.А. Создание компонент информационного обеспечения человеко-машинного интерфейса для задачи управления групповой работой// Информационные технологии моделирования и управления, 2011, №6(71). - С. 725735.
18. Соляник А.А., Тюрин С.В., Кравец О.Я. Разработка системы управления моделированием пользовательской нагрузки// Современные проблемы информатизации в экономике и обеспечении безопасности: Сб. трудов. Вып. 17. - Воронеж:
Издательство "Научная книга", 2012.- С. 103-115.
19. Соляник А.А., Тюрин С.В., Кравец О.Я. Реализация системы управления исследованием пользовательской нагрузки// Современные проблемы информатизации в моделировании и социальных технологиях; - Сб. трудов. Вып.17. - Воронеж:
Научная книга, 2012. - С. 207-214.
20. Соляник А.А., Тюрин С.В., Кравец О.Я. Архитектура программной системы исследования производительности информационных систем// Современные проблемы информатизации в анализе и синтезе технологических и программнотелекоммуникационных систем: Сб. трудов. Вып. 16. - Воронеж: "Научная книга", 2011. - С. 360-367.
21. Кравец О.Я., Говорский А.Э., Соляник А.А. Программный модуль "Подсистема управления разработкой программного обеспечения". - М.: ФГНУ ЦИТИС, 2010. - госрегистрации 50201001626 от 03.11.2010.
22. Кравец О.Я., Соляник А.А. Программный модуль УИнтерфейс человекомашинных систем на основе концепции групповой работыФ. - М.: ФГНУ ЦИТИС, 2011. - № госрегистрации 50201151281 от 13.10.2011.
Подписано в печать 18.03.2012.
Формат 60x84/16. Бумага для множительных аппаратов.
Усл. печ. л. 1,0. Тираж __ экз. Заказ № ____ ГОУВПО Воронежский государственный технический университет 394026 Воронеж, Московский просп.,
Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по техническим специальностям