У дисертаційній роботі запропоноване нове рішення актуального наукового завдання оптимального розподілу даних у комп’ютерних інформаційних системах на основі використання модифікованого генетичного алгоритму і об’єктної моделі РБД, що забезпечує підвищення продуктивності таких систем без додаткових витрат на модифікацію устаткування. Під час проведення дослідження отримані наступні основні результати: 1. Розроблено об’єктні моделі типових компонентів РБД: вузол, канал передачі даних, прикладна програма, запит, таблиця; для кожного класу об’єктів визначені їхні властивості і методи. Побудовано загальну модель РБД як систему взаємодіючих об’єктів її типових компонентів, що дозволяє моделювати процеси виконання запитів і розповсюдження оновлень. 2. Розроблено модифікований генетичний алгоритм, що забезпечує пошук субоптимального розподілу даних у системі, у якому використані мультихромосомне представлення рішень і оператор рекомбінації, а також стандартні оператори ГА: відбору, схрещування і мутації. 3. Для оптимізації РБД за обраним критерієм – мінімальним сумарним середнім часом виконання запитів і розповсюдження оновлень, разом з модифікованим ГА використана об’єктна модель РБД. При цьому генетичний алгоритм формує набір хромосом, що кодує розподіл даних по вузлах комп’ютерної мережі, а за допомогою об’єктної моделі для нього обчислюється значення цільової функції. 4. У результаті моделювання роботи розподіленої бази даних ЗАТ ВО "Київ-Конті" встановлено, що “вузькими місцями”, які знижують загальну продуктивність системи, є канали передачі даних у м. Київ і м. Миколаїв і нераціональне розміщення даних, що зумовлює велику тривалість виконання запитів і оновлень на цих вузлах. Для усунення цих недоліків запропоновано: підвищити пропускну здатність цих каналів з 33,6 до 64 Кбіт/с, що дозволяє зменшити сумарний середній час виконання запитів і розповсюдження оновлень на 15,1%; перерозподілити дані в системі, що дозволяє підвищити продуктивність РБД ще на 18,2%. Таким чином, за рахунок зміни параметрів РБД сумарний середній час виконання запитів і оновлень зменшився з 111,77 с до 77,16 с, чи на 30,56%. 5. Для модифікованого генетичного алгоритму визначено раціональні значення його параметрів: розмір популяції – 60, кількість поколінь – 20, ймовірності рекомбінації – 0,5, схрещування – 0,6, мутації – 0,07, при яких забезпечується визначення близького до оптимального значення критерію ефективності РБД. При цьому відхилення субоптимального значення від оптимуму, отриманого шляхом повного перебору, складає 3,76%, а сумарний середній час виконання запитів і розповсюдження оновлень зменшується з 111,77 с до 82,19 с, чи на 26,47% без додаткових матеріальних витрат, за рахунок оптимізації розміщення даних. 6. Розроблено програмний комплекс для моделювання, аналізу і оптимізації параметрів РБД, що може бути використаний як у проектуванні нових розподілених КІС для визначення варіантів конфігурації, так і для підвищення продуктивності роботи діючих систем за рахунок зміни технічних засобів і перерозподілу даних при мінімальних витратах коштів. 7. Розроблено практичні рекомендації щодо зміни параметрів РБД, програмний комплекс впроваджені в ЗАТ ВО "Київ-Конті" м. Донецьк і використані для модернізації комп’ютерної інформаційної системи підприємства, що дозволило підвищити її продуктивність, зменшити середній час виконання запитів і оновлень. Основні результати дисертації опубліковані в наступних роботах: Лаздынь С.В., Телятников А.О. Динамическая модель распределенной базы данных компьютерной информационной системы // Наукові праці ДонДТУ. – Випуск 38. – Донецьк: РВА ДонДТУ, 2002. – С. 115–121. Телятников А.О. Разработка объектной модели распределенной базы данных // Наукові праці ДонНТУ. Випуск 74. – Донецьк: ДонНТУ, 2004. – С. 192–200. Лаздынь С.В., Телятников А.О. Оптимизация распределенных баз данных с использованием генетических алгоритмов // Вестник ХГТУ. – Херсон: ХГТУ, 2004. – № 1(19). – C. 236–239. Телятников А.О. Моделирование и анализ работы распределенной базы данных с использованием объектно-ориентированного подхода // Наукові праці ДонНТУ. Випуск 90. – Донецьк: ДонНТУ, 2005. – С. 91–98. Лаздынь С.В., Телятников А.О. Повышение эффективности распределенных баз данных с использованием объектно-ориентированного моделирования и генетических алгоритмов // Единое информационное пространство: Сб. докл. Междунар. научно-практич. конф. – Днепропетровск: ИПК ИнКомЦентра УГХТУ, 2003. – С. 23–26. Лаздынь С.В., Телятников А.О. Новый подход к оптимизации распределения данных в компьютерных информационных системах // Тези доповідей учасників VI Міжнародної науково-практичної конференції “Системний аналіз та інформаційні технології”. – Київ: НТУУ “КПІ”, 2004. – С. 222–224.
Особистий внесок автора в публікаціях: [1] – дослідження РБД як об’єкту моделювання, визначення основних типових компонентів РБД, розроблення динамічної моделі РБД із застосуванням об’єктно-орієнтованого підходу; [3] – постановка задачі оптимізації РБД, обрання і обґрунтування критерію ефективності РБД, розроблення модифікованого генетичного алгоритму; [5] – розроблення об’єктної моделі РБД, використання апарату ГА для оптимізації розподілу даних, розроблення мультихромосомного кодування схеми розподілу даних, розроблення схеми взаємодії об’єктної моделі РБД із ГА; [6] – обґрунтування нового підходу до оптимізації РБД, заснованого на спільному використанні модифікованого ГА й об’єктної моделі РБД. |
