Существующие математические модели для анализа и оптимизации распределенных компьютерных систем
Обеспечение качества современных информационных систем (ИС) немыслимо без применения моделей, позволяющих оценивать и оптимизировать процессы сбора, хранения и обработки информации. Как правило, сегодня для каждой ИС разрабатываются свои модели, учитывающие целевое назначение и специфику функционирования системы. Существует множество аналитических моделей, позволяющих оценивать отдельные характеристики функционирования систем.
Однако практически все ИС имеют одну общую цель - это удовлетворение потребностей пользователей в обеспечении надежного и своевременного представления полной, достоверной и конфиденциальной информации. Степень выполнения этих потребностей характеризует качество функционирования ИС с точки зрения конкретного пользователя информации. Наряду с этим, большинство ИС базируется на использовании довольно универсальных технологий сбора, хранения и обработки информации. Оба этих обстоятельства являются аргументами в пользу создания таких достаточно унифицированных моделей, которые позволяли бы по функциональным единым показателям достаточно адекватно оценивать качество функционирования ИС, сравнивать различные ИС, выявлять "узкие места" и оптимизировать процессы сбора, хранения и обработки информации.
Описание комплекса моделей
Для оценки качества и оптимизации процессов функционирования ИС был предложен комплекс математических моделей процессов сбора, хранения и обработки информации. Составными показателями качества, характеризующими потребительские свойства используемой информации в стационарном режиме функционирования ИС, являются (некоторые из них более детально рассмотрены ниже):
|
|
|
- вероятность надежного представления информации при выполнении функциональной задачи (ФЗ);
- вероятность представления требуемой информации за заданное время;
- вероятность того, что в базе данных (БД) полностью отражены реальные объекты учета конкретного типа;
- вероятность отсутствия скрытых случайных ошибок в проверяемой информации;
- вероятность того, что до или за время выполнения ФЗ не возникнет скрытых случайных ошибок со стороны пользователей или обслуживающего персонала ИС;
- вероятность того, что до или за время выполнения ФЗ не произойдет скрытого вирусного воздействия, и выполнение ФЗ не прервется антивирусной профилактикой;
- вероятность сохранения актуальности информации на момент ее использования;
- вероятность предотвращения несанкционированного доступа (НСД);
- вероятность сохранения конфиденциальности.
Основным условием математической корректности моделей является существование и независимость функций распределения (ФР), описывающих характеристики функционирования ИС. Построение моделей было основано на применении предельной теоремы для регенерирующих процессов, а также на использовании известных результатов теории массового обслуживания.
|
|
|
Модель процессов представления информации в условиях ненадежности программно-технических средств (ПТС)
Под надежностью представления запрашиваемой (выдаваемой принудительно) выходной информации понимается свойство ПТС при соблюдении эксплуатационных условий применения и технического обслуживания ИС сохранять во времени в установленных пределах значения параметров, характеризующих способность ПТС обеспечивать прием, автоматическую обработку запроса и представление (выдачу) выходной информации согласно реализованному алгоритму.
Для оценки надежности представления запрашиваемой (выдаваемой принудительно) выходной информации в ИС применяется следующая модель. В любой момент времени ПТС (с точки зрения получения информации пользователем) находятся в одном из двух чередующихся состояниях: работоспособном и неработоспособном. Среднее время пребывания ПТС в работоспособном состоянии равно средней наработке на отказ. Среднее время пребывания ПТС в неработоспособном состоянии равно среднему времени восстановления работоспособного состояния ИС.
|
|
|
В случайный момент времени пользователь направляет запрос на представление выходного документа (поступает команда на принудительную выдачу выходной информации). Возможны три варианта:
- запрос, поступивший в процессе сеанса в момент времени t функционирования ПТС, застает ИС в работоспособном состоянии и ИС находится в этом состоянии все время, необходимое для представления требуемого документа (обработки запроса);
- запрос, поступивший в процессе сеанса в момент времени t функционирования ПТС, застает ИС в работоспособном состоянии, но ИС находится в этом состоянии менее времени, необходимого для представления требуемого документа (обработки запроса);
- запрос, поступивший в процессе сеанса в момент времени t функционирования ПТС, застает ИС в неработоспособном состоянии.
В первом случае происходит надежное представление информации, а во втором и третьем случаях происходит непредставление запрошенной информации.
Полученные в ходе проведения испытаний оценки средней наработки на отказ, среднего времени восстановления и среднего времени представления документа (времени реакции системы на запрос), являются исходными данными для проведения расчетов надежности представления запрашиваемой в течение сеанса (выдаваемой принудительно) выходной информации в ИС. Вся запрашиваемая (выдаваемая принудительно) информация разбивается на типы. Тип информации определяется конкретной формой выходного документа, в которой он может быть представлен.
|
|
|
Вероятность надежного представления информации при выполнении ФЗ:
Здесь:
N(t) - ФР времени наработки ПТС на отказ, n - МО;
W(t) - ФР времени восстановления ПТС, w - МО;
V(t) - ФР времени выполнения рассматриваемой ФЗ, v - МО;
В частном случае, когда ФР N(t), W(t), V(t) - экспоненциальные:
Дата добавления: 2019-11-16; просмотров: 185; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!