CC BY
44
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ОБЗОР ТЕХНОЛОГИИ ПОСТРОЕНИЯ ГЕТЕРОГЕННЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ Подколзина Л.А.1, Шабанов Р.М.2 Email: [email protected]
'Подколзина Любовь Александровна — аспирант, кафедра информационных технологий;
2Шабанов Рамазан Муслимович — программист, Донской государственный технический университет, г. Ростов-на-Дону
Аннотация: для решения многих прикладных задач требуется объединение вычислительных мощностей разнородных вычислительных элементов. В сфере управления образовательным контентом возможно применение разнородных объектов автоматизации, что поможет существенно повлиять на процесс управления образовательными ресурсами. Это послужит для организации эффективного обучения. Главной проблемой при организации хранения и доступа к информации выступает гетерогенность (неоднородность) имеющихся ресурсов. Огромные объемы информации хранятся в различных СУБД, однако, из них не всегда возможно выявить и скомпоновать однородную информацию. В работе рассматриваются общие подходы к интеграции гетерогенных информационных систем, применяемых в сфере образования.
Ключевые слова: информационные системы, распределенные вычисления, гетерогенные системы.
OVERVIEW OF THE TECHNOLOGY OF CONSTRUCTION OF HETEROGENEOUS INFORMATION SYSTEMS Podkolzina L.A.1, Shabanov R.M.2
'Podkolzina Lubov Alexandrovna — Postgraduate Student, DEPARTMENT INFORMATION TECHNOLOGY; 2Shabanov Ramazan Muslimovich — Programmer, DON STATE TECHNICAL UNIVERSITY, ROSTOV-ON-DON
Abstract: to solve many applied problems, it is required to combine the computing powers of dissimilar computing elements. For example, in the management of educational content, it is possible to use heterogeneous objects of automation, which will significantly affect the process of managing educational resources. This will serve to organize effective training. The main problem in the organization of storage and access to information is the heterogeneity (heterogeneity) of available resources. Huge amounts of information are stored in different database management system, however, it is not always possible to identify and compose homogeneous information from them. The paper considers general approaches to the integration of heterogeneous information systems used in education. Keywords: information systems, distributed computing, heterogeneous systems.
УДК 004.75
Эффективное использование информационных технологий для работы с различным видом информации необходимо для успешного существования в современном обществе. Для решения многих прикладных задач необходима консолидация вычислительных мощностей нескольких разнородных вычислительных элементов: компьютеров, серверов, рабочих станций и др. Управление образовательным контентом является одним из видов поддержания целенаправленной организации учебно-воспитательных, инновационных и обеспечивающих их процессов в системе образования. Главной целью управления образовательным контентом является организация эффективного обучения. Существенно повлиять на процесс управления образовательным контентом можно с помощью автоматизированной системы. Информационная система (ИС) представляет собой сеть информационных систем различных предприятий [1]. Главной проблемой при организации хранения и доступа к информации выступает гетерогенность (неоднородность) имеющихся ресурсов. Огромные объемы информации хранятся в различных СУБД, однако, из них не всегда возможно выявить и
скомпоновать однородную информацию. Зачастую БД создаются фрагментарно, в рамках выполнения определенной задачи. Однако, по прошествии времени функционал начинает расти, структуры БД подвергаются регулярному пересмотру. Повышается стоимость для обеспечения оперативности доступа к информации. Повышение количества несогласованных структур данных влечет за собой увеличение количества проблем, связанных с особенностями организации данных. Этот процесс влияет на усложнение формируемой единой гетерогенной ИС. Решение подобных вычислительных задач в распределенной среде сопряжено со значительными сложностями, такими, как неоднородность средств доступа к вычислительным ресурсам, высокая вероятность отказа компонента распределенной системы или канала связи с ним, различия в производительности и вопросы распределения вычислительной нагрузки между вычислительными узлами.
Важнейшей задачей разработки и функционирования информационной системы является оптимальное распределение ресурсов, в том числе человеческих, т.е., программисты распределены в проекте в соответствии с их профессиональными и личностными качествами [2]. При использовании современных инструментов разработки, объединении данных, типизации схем БД и применении многомерного подхода интеграция разнородных данных происходит гораздо легче. Становятся актуальными задачи разработки формальных моделей структур ИС, учитывающих современные архитектурные особенности, а также методы определения параметров проектирования ИС и оптимизационных задач. Общий подход к интеграции гетерогенных ИС можно описать так:
- разработка и применение единой модели, описывающей и исчерпывающе характеризующей ИС;
- введение в рамках одного проекта по интеграции ИС единого комплекса стандартизированных данных;
- учет ограничений, накладываемых БД, выявление недочетов на этапе проектирования;
- установление единого списка идентификаторов источников данных;
- создание и поддержание единообразного доступа к данным в рамках разрабатываемой системы;
- создание виртуальных рабочих мест для пользователей системы;
- проведение мониторинга ресурсов, своевременное принятие управленческих решений;
- управление системой зачастую осуществляется централизованно, а управление операционными функциями - децентрализованно.
Для решения перечисленных выше задач чаще всего используются подходы и методы из таких областей знания, как: системный анализ, элементы теории множеств, теории графов, теории надежности систем, нечеткой логики, а также математического программирования. При построении системы из гетерогенных компонентов часто применяют сервисно-ориентированную архитектуру ИС (Service-Oriented Architecture — SOA). Данная концепция помогает интегрировать ресурсы с использованием интерфейсов, специфицированных в открытых стандартах. На каждом уровне архитектуры операции разрабатываются с целью обеспечения простой интеграции всех уровней архитектуры. Различные функции внутри системы могут контролироваться разными владельцами. Основной характеристикой построения и внедрения подобной архитектуры системы становится использование единой инфраструктуры описания сервисов, разрешенных протоколов доступа и обмена сообщениями, форматов сообщений.
Любую вычислительную задачу, решаемую на гетерогенной системе, можно разбить по клиентской и серверной частям. В качестве вычислительных блоков могут быть предложены процессоры общего назначения (CPU), графические процессоры (GPU), специальные аппаратные ускорители, исполненные на основе программируемых логических интегральных схем (FPGA). При развертывании распределенных систем необходимо учитывать решения проблем сложности в обновлении клиентской части системы и безопасности запускаемых приложений. Основными функциями серверной части разработанной гетерогенной системы являются: оценка производительности и скорости соединения; мониторинг и процесс вычислений.
Одним из ключевых показателей является масштабируемость, достигаемая путем балансировки нагрузки прикладных потоков. Центральный процессор и сети могут быть локализованы или нет в зависимости от предпочтений заказчика. Объём памяти системы должен изменяться в зависимости от числа пользователей и количества переданных данных. Клиенты могут выполнить различные задачи при получении доступу к копиям ПО. При
разделении ресурсов происходит сокращение затрат на инфраструктуру и увеличение способности к пиковой нагрузке.
Распространение данных, доступность оборудования, гетерогенность программного обеспечения, а также огромный объем научных проблем, влияют на потребность в более доступных вычислительных ресурсах [3]. В заключение выделим несколько основных особенностей. Перечислим основные этапы проектирования системы: разработка концептуальной модели ИС предприятия, сформулированной в терминах предоставления и потребления ресурсов. Далее - постановка задач проектирования архитектуры гетерогенной ИС, базирующейся на современных АПС построения ИС. Затем разрабатываются модели структур для дальнейшего синтеза имеющихся гетерогенных ИС. После этого происходит построение вычислительных моделей параметров проектирования ИС, позволяющих определять значения параметров для решения задачи выбора оптимальной альтернативы. На основе проведенных теоретико-практических изысканий производится практическая разработка гетерогенной ИС, дальнейшие тестирование и отладка созданной ИС.
Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ №16-01-00390А.
Список литературы / References
1. Фаулер М. Архитектура корпоративных программных приложений // Издательский дом «Вильяме», 2007. 544 с.
2. Остроух Е.Н. и др. Решение задачи моделирования бизнес-процессов IT-компании с использованием метода роевого интеллекта // Междунар. научно-исслед. Журнал, 2017. № 9 (63). С. 53-57.
3. Васильев П.В., Подколзина Л.А. Система распределенных вычислений на основе гетерогенных вычислительных ресурсов в задаче распознавания образов // Инновационные технологии в науке и образовании «ИТНО-2017»: сб. науч. тр. междунар. научно-метод. конф. 12-15 сентября 2017. Ростов н/Д, 2017. С. 47-51.
4. Башмаков А.И., Башмаков И.А. Интеллектуальные информационные технологии: // Учеб. пособие. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2005. 304 с.
СУЩЕСТВУЮЩИЕ СПОСОБЫ ПРИМЕНЕНИЯ МИКРОВОЛНОВОЙ ЭНЕРГИИ В НЕФТЕГАЗОВОМ ДЕЛЕ Фицнер А.Ф. Email: [email protected]
Фицнер Артём Фёдорович — магистрант, Институт природных ресурсов Национальный исследовательский Томский политехнический университет, г. Томск
Аннотация: в данной статье анализируются существующие методы и способы, основанные на применении сверхвысокочастотной (СВЧ) энергии в нефтегазовой индустрии, а именно в области добычи высоковязких трудноизвлекаемых нефтей, переработки и их транспорта. Рассматриваются особенности технологии СВЧ-нагрева вязких жидкостей для избегания закупорок трубопроводов, интенсификации добычи и их эффективности в сравнении с традиционными методами. В настоящее время СВЧ-технологии не получили широкого применения в данной области, хотя её перспективы могут быть весьма огромными, что подтверждается тематическим поиском.
Ключевые слова: СВЧ-излучение, СВЧ-энергия, микроволны, нагрев, нефть, добыча, переработка нефти, транспорт.
EXISTING METHODS OF MICROWAVE ENERGY APPLICATION IN
OIL AND GAS INDUSTRY Fitsner A.F.
Fitsner Artyom Fyodorovich — Master's Degree Student, INSTITUTE OF NATURAL RESOURCES NATIONAL RESEARCH TOMSK POLYTECHNIC UNIVERSITY, TOMSK
