Метод алгоритмических информационных процессов в облачной сети предприятия

METHODS OF ANALYSIS OF THE CONDITION OF INDUSTRIAL OBJECTS IN AUTOMATED CONTROL SYSTEMS

D.O. Rudnev, А.А. Sychugov

In the article approaches to designing of the system of the analysis of a technical condition of an industrial object as a component of the automated control system of technological processes are considered. Two existing approaches to the design of such systems are compared: distributed and centralized, and a hybrid approach is proposed to overcome the shortcomings of existing methods. An experiment is described in which the effectiveness of the methods considered.

Key words: Key words: distribution of information systems, analysis of state, unrecognized pattern recognition, automated control system.

Rudnev Dmitry Olegovich., postgraduate, dima rudnev@,mail.ru, Russia, Tula, Tula State University,

Sychugov Alexey Alekseevich, candidate of technical sciences, docent, xru2003@list.ru, Russia, Tula, Tula State University

УДК 004

МЕТОД АЛГОРИТМИЧЕСКИХ ИНФОРМАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ В ОБЛАЧНОЙ СЕТИ ПРЕДПРИЯТИЯ

А.К. Клепиков, Т.Е. Клепикова

Приведен метод расчета вычислительной сложности облачной сети на основании деления информационных процессов.

Ключевые слова: вычислительная задача, облачная вычислительная сеть, информационные процессы.

При построении облачной вычислительной сети на основе информационной вычислительной сети (ИВС) предприятия предъявляются повышенные требования к организации ИВС и требуется учёт ряда факторов, таких как: распределённая обработка данных, принадлежащих различным виртуальным подсетям, ограничения на время получения ответа от сервера, производящего информационно-вычислительные работы (ИВР), большие объемы обрабатываемых данных.

Одной из задач, возникающих при проектировании, разработке и эксплуатации конвергентных вычислительных сетей, является задача повышения эффективности функционирования вычислительных процессов, происходящих в сети. Для её разрешения предлагается подход, основанный на представлении информационного взаимодействия в облачной

173

вычислительной сети как совокупности взаимодействий пользователей (сотрудников предприятия, технического персонала) с системой. С формальной точки зрения любое такое взаимодействие можно отобразить в виде последовательности этапов передачи и обработки информации.

Передача информации осуществляется по каналам передачи данных, связывающим отдельные узлы сети. Обработка информации осуществляется вычислительными серверами ИВС и «облачными» с ерверами.

Вычислительные процессы в облачной сети происходят между различными объектами сети: вычислительные серверы ИВС, вычислительные серверы «облака» АРМ пользователей, коммуникационными устройствами [1].

Количественные характеристики вычислительного процесса (ВП) могут быть получены на основе характеристик составляющих его этапов. Поскольку в любой вычислительной сети число видов вычислительных работ, число обслуживаемых пользователей и количество ресурсов ограничены, все возможные информационные процессы могут быть перенумерованы. Множество таких информационных процессов М={1} - конечно.

При этом полагаем, что каждый этап А- связан лишь с одним ресурсом - критическим ресурсом, т.е. таким, учет которого является существенным при совместной реализации информационных процессов. Влияние некритических ресурсов может быть учтено косвенно, например, путем задания предельного числа одновременно реализуемых на критическом ресурсе информационных процессов.

Каждый этап А- определяется временем использования --го ресурса В-, характеризуемым функцией распределения В-^) и набором вероятностей обращения к другим ресурсам системы (выхода на последующие этапы) после завершения А-:

О- ={- }, к = 11.

При этом в общем случае значение О—может отличаться от нуля:

I а-к=1-

keJ

Каждый информационный процесс связывается с определенным пользователем, его инициирующим, и характеризуется множеством наборов этапов, в котором определяются начальный А-ни конечный А— этапы, причем конечных этапов может быть несколько. Следовательно, совокупность всех возможных информационных процессов характеризует не только облачную сеть, но и её пользователей [2].

Информационно-вычислительная среда предприятия, как и любые сложные системы, предназначена для выполнения некоторого круга информационно-вычислительных работ и имеет вполне определенные цели и задачи. В этом свете качество информационных технологий проектирования облачной сети, на базе которых строится данная ИВС, должно оцениваться с помощью показателей эффективности, т.е. характеристик, определяющих степень приспособленности ИВС к решению возложенных на неё задач.

Показатель эффективности должен учитывать все основные особенности и свойства системы и условия её функционирования, а, следовательно - должен зависеть, в общем случае, от параметров входящих потоков заявок на выполнение информационно-вычислительных работ, характеристик выполняемых ИВР, структуры и параметров облачной сети, а также параметров, характеризующих воздействия внешней среды, например, потоки выхода из строя технических и программных средств системы. Тем самым показатель эффективности определяется процессом функционирования системы, т.е. является функционалом от процесса функционирования, так что множество процессов функционирования, различающихся условиями и режимами работы, отображается на множестве значений показателя эффективности.

Для сложных систем, к каким относится ИВС, практически невозможно выделить единственный показатель эффективности, позволяющий охарактеризовать все интересующие пользователей аспекты функционирования системы. Поэтому рассматривают некоторую совокупность показателей эффективности, каждый из которых характеризует степень достижения системой некоторой частной цели. При этом частные цели и соответствующие показатели эффективности должны быть согласованы в системном плане, т.е. достижение частной цели должно способствовать выполнению основной задачи системы. Можно показать, что любой частный показатель, являющийся характеристикой некоторых аспектов функционирования облачной сети, может быть рассчитан по результатам анализа совокупности взаимодействующих информационных процессов, отображающих процесс функционирования системы.

Рассмотрим возможную совокупность показателей эффективности, используемых для оценки функционирования облачной сети.

В описанной ситуации в качестве основного, или главного, показателя эффективности, достаточно точно выражающего целевое назначение системы, может выступать, например, тц- среднее время цикла выполнения управленческой задачи либо Рз-вероятность того, что время цикла выполнения задачи по финансовой транзакции не превысит заданную величину тз. В качестве вспомогательных показателей могут использоваться средние времена (либо вероятности завершения за заданный интервал): сбора и обработки информации тсб(Рсб); выполнения совокупности расчетов тр(Рр); доведения информации до потребителей тд(Рд).

Для более полной и наглядной оценки того эффекта, который дает собственно применение облачной сети, возможно использование в качестве показателей эффективности относительных величин, например:

/

т

к --2--кг

Лц ' Лсб

ц .и _ Тсб

Тц Тсб

ТР .Ь -тд

к - -ктт

КР - - К Д

Тр Тд

175

Таким образом, из приведенного перечня следует, что количественная оценка различных свойств облачной сети в конечном счете сводится к расчету показателей эффективности, являющихся функционалами от процесса функционирования системы, по результатам анализа совокупности информационных процессов в исследуемой системе.

Список литературы

1. Клепиков А.К., Привалов А.Н. Программный распределитель вычислительных задач с функцией мониторинга // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2013. Вып. 1. С. 274-280.

2. Привалов А.Н. Алгоритм распределения нагрузки между серверами в локальной вычислительной сети // Научно-технический сборник Тульского высшего арт. инж. уч-а. Тула: ТВАИУ. 1996. С. 63-69.

Клепиков Алексей Константинович, канд. техн. наук, ст. преподаватель, don-klepikov@yandex.ru, Россия, Тула, Тульский государственный педагогический университет им. Л.Н. Толстого,

Клепикова Татьяна Евгеньевна, зав. лабораторией, tlab308@mail.ru, Россия, Тула, Тула, Тульский государственный педагогический университет им. Л.Н. Толстого

THE METOD OF ALGORYTHMICS INFORMATION PROCESS IN THE COMPANY

CLOUD NETWORK

A.K. Klepikov, T.E. Klepikova

Сalculation method computing complexity from cloud network based on the division information process is given.

Key words: computing tasks, cloud computing network, information process.

Klepikov Alexey Konstantinovich, candidate of technical sciences, Senior Lecturer, don-klepikov@yandex.ru, Russia, Tula, Tula State Pedagogical University of L.N. Tolstoy,

Klepikova Tatyana Evgen 'evna, head of laboratory, tlab308@,mail. ru, Russia, Tula, Tula State Pedagogical University of L.N. Tolstoy