ОПТИМИЗАЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ РЕСУРСОВ В ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СЕТИ
Д. О. Есиков
ТулГУ
Научный руководитель – д. т.н., профессор Ф. А. Данилкин
Совершенствование распределенных АСУ может осуществлять по следующим вариантам развития[1,2].
1. Выбор (разработка) и применение более производительных технических средств.
2. Выбор (разработка) и применение более производительных средств передачи данных.
3. Совершенствование информационно-вычислительного процесса.
4. Обеспечение информационной безопасности при реализации процессов хранения и обработки данных.
Реализация первого и второго вариантов связано со значительными материальными и временными затратами и не гарантирует достижение требуемого результата. Кроме того, его практическое осуществление связано с трудностями технологического рода.
Третий путь подразумевает реализацию такого плана построения процессов хранения и обработки информации, который бы обеспечил на существующих средствах вычислительной техники и связи улучшение функциональных характеристик АСУ в целом без реструктуризации аппаратной составляющей и каналов связи.
Целесообразно ввести допущение, что система защиты информации объекта исследований абсолютно надежна и влияние факторов нарушения информационной безопасности не оказывает существенного влияния на общую эффективность функционирования АСУ[3].
В связи с тем, что каналы передачи информации в современных АСУ обладают ограниченной пропускной способностью, значительную долю во времени решения задач составляет время передачи информации.
В этих условиях целесообразным является такое распределение программных модулей и баз данных по узлам сети, которое бы позволяло свести к минимуму объем информации, циркулирующей по каналам связи при решении функциональных задач[3].
Построение указанных моделей и их решение тесно связано с теорией графов, дискретной оптимизации. Для их оперативного решения необходимо выполнение обоснованного выбора методов их решения.
Основными способами повышения производительности комплексов, средств автоматизации распределенных АСУ по обработке данных являются:
1. Разработка рациональной с точки зрения решаемых задач структуры базы данных (БД) (в том числе распределение таблиц по фрагментам распределенной БД, нормализация и денормализация отношений).
2. Оптимизация структуры запросов к БД с целью сокращения времени их обработки.
Целью проектирования БД является разработка такой ее структуры, которая обеспечивала бы максимальную производительность системы при минимальной избыточности информации.
Проектирование структуры БД является основополагающим для обеспечения общей производительности системы. В реляционных моделях данных структура БД определяется перечнем и составом, входящих в нее таблиц и связей между ними.
В случае применения распределенных БД встает задача распределения таблиц по территориально распределенным структурным элементам БД и центрам хранения и обработки информации. Данная задача сводится к задаче дискретной оптимизации и может решаться по следующим критериям[4,5].
1. Минимум времени выполнения всех запросов программ и пользователей к БД при решении задач.
2. Минимум объемов информации циркулирующим по каналам связи при выполнения всех запросов программ и пользователей к БД при решении задач.
3. Минимум уровня избыточности информации в БД.
В этих случаях в качестве ограничений могут использоваться значения объема памяти, отводимого для хранения БД, пропускные способности каналов связи, максимально допустимое время решения функциональных задач в АСУ.
Методика оптимизации запросов к базам данных основана на частичной трансляции описания запроса в дерево выражений реляционной алгебры и последовательного преобразования его в альтернативный.
В общем случае исходный логический план может быть реализован несколькими способами: в ядре СУБД и с помощью хранимой процедуры, включающей вложенные курсоры.
Таким образом, решение комплекса указанных задач позволит повысить эффективность функционирования, как существующих распределенных АСУ, так и вновь создаваемых без существенного увеличения материальных затрат.
Список литературы:
1. Г., А. Распределенные базы данных. М.: МИСИ, 1981. 68 с.
2. М. Обоснование общего подхода по повышению эффективности процессов обработки информации в АСУ специального назначения. НТС 40 ГосНИИ МО РФ. Вып №4.-Ломоносов, 2010.-С.222-234.
3. Д., В., С. Теоретические основы оптимизации информационно-вычислительного процесса и состава комплексов средств защиты информации в вычислительных сетях. Под ред. М. –М.: XXI век», 2003 г., 201 с.
4. А., Д. Теоретические основы анализа процессов доступа к распределённым базам данных. - Новосибирск: Наука, 2002. - 222 с.
5. Оптимизация баз данных: принципы, практика, решение проблем. - М.: КУДИЦ-ОБРАЗ, 2004. - 432 с.
Основные порталы (построено редакторами)