Построение распределённых информационных систем обслуживания

УДК 621.391:001.57

ПОСТРОЕНИЕ РАСПРЕДЕЛЁННЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ ОБСЛУЖИВАНИЯ

Заргаров Ш.А., Мамадиева Р.И.

Приводится методика построения распределённых информационных систем обслуживания путём моделирования по комплексному критерию затрат и потерь на примере сети бирж труда

Для эффективной реализации сложных информационных систем с минимальными затратами на их создание и функционирование необходимо использование математического моделирования. Этому вопросу посвящен ряд работ, наиболее систематизированной из которых представляется работа [1]. Однако в них не учитываются возможные  потери абонентов, которые они могут понести в результате несовершенства функционирования информационной системы. А последнее обстоятельство в той или иной мере имеет место всегда. Поэтому, исходя из концепции системной технико-экономической оптимизации [2],  при моделировании распределённой информационной системы, и качестве среды передачи информации  которой  могут  быть использованы или проводные так и радиоканальных  (включая спутниковые), необходимо учитывать кроме затрат на ее создание и  эксплуатацию  также и возможные при этом потери от несовершенства функционирования информационной системы. Это позволит более объективно определить оптитмизируемые параметры.

Одной из наиболее показательных обслуживающих  систем сложного типа при рыночных отношениях является сеть бирж труда. На её примере нами осуществлено моделирование информационных систем обслуживания, основные результаты которого приводятся в данной работе. Эти вопросы близки также к оптимизации построения АСУ [3].

Основными характеристиками незанятого населения являются его состав по полу, возрасту, категориям (профессиональный состав), численность по регионам и годам. Незанятое население распределено по территории республики неравномерно, что затрудняет их рациональное использование и снижает эффективность общественного производства [4].  В общем, незанятое население характеризует также категория работников (потенциальных), профиль специальностей, специальность, квалификация.

Пусть имеется N абонентов-потребителей информационной системы бирж труда (безработные через биржи труда и предприятия) ai, i=1,2,…N;   Q+1    узлов информационной системы ( бирж труда) Zj,  j=0,1,2,…Q;Z0  -  головной узел.

Множество абонентов информационной системы разбито на Q+1 непересекающихся подмножеств

где Aj - совокупность абонентов, отнесённых к зоне обслуживания j-го узла.

Множество мест размещения узлов информационной системы   

 Общее число обобщенных абонентов ( бирж труда и предприятий или объединений), обслуживаемых информационной системой

    

где Nj число абонентов, обслуживаемых    j-м  узлом.

Сделаем два допущения, справедливые для достаточно большого количества потребителей информационной системы. Положим, что в узле информационной  системы пропускная способность подчиняется экспоненциальному распределению (длительность обслуживания), а интенсивность потока запросов потребителей - пуассоновскому. Тогда, используя разработанный для этого случая аппарат теории исследования операций, нами определён  ряд параметров информационной системы [5]. 

 Задача оптимизации распределенной информационной системы обслуживания с учетом  возможных потерь ее абонентов заключается в разбиении множества потребителей на непересекающиеся их подмножества, в определении информационных массивов, обеспечивающих минимум приведенных затрат при следующих ограничениях:

1) интенсивность потока запросов всех потребителей информационной системы

где  - производительность информационной системы (число запросов,

   которое   может быть обработано  в единицу времени) ;   

2) интенсивность потока запросов зоны обслуживания j-го узла с учётом тяготения абонентов

       ,

 где   -  производительность  j - го узла ;

1, если абоненть относится к зоне обслуживания    j-го узла , 0  -  в противном случае ;

  

3) среднее время доступа для потребителя в информационной системе

где  - пороговое время ожидания, в течение которого информационная ценность ответа отлична от нуля ;

4) схема подключения потребителей к информационной системе ( только к одному узлу)

.

Тогда функционал комплексных приведённых затрат на создание и функционирование информационной системы обслуживания и потерь от неидеальности (несовершенства) её работы   выражается как сумма расходов на ведение информационных массивов, обработку заявок, технические средства и потерь абонентов на ожидание, несовершенство системы:

где  , П i^ПН– средняя  стоимость  ведения  одного  сооб-

                                                   щения, обработки  одного запроса  и переда-

                                                   чи одного сообщения, среднегодовые затра -

                                                   ты  на переобучение или обучение одного

                                                   работника r-ой категории, стоимостные по-

                                                   тери от несовершенства  информационной

                                                   системы  соответственно  ;                 

                                  - среднегодовая мощность потока сообщений (количество сообщений) и среднегодовой информационный массив  j-го узла по r-ой категории работников (требуемых и имеющихся);

                                       -  производительность головного узла ;

                                       - среднегодовая численность безработных  r-ой  категории ;

                             - годовой доход , среднегодовое число рабочих  мест  и  cреднегодовое число незанятых рабочих мест   -го  предприятия ;

                                       - годовой фонд времени работы информационной системы ;

                         - годовые эксплуатационные затраты, нормативный  коэффициент эффективности капитальных   вложений и капитальные вложения соответственно.

Стоимостные потери от несовершенства информационной системы включают в себя потери от возникающих ошибок при передаче информации, её задержки  и определённый степени ненадежности этой системы. Формулы для определения затрат и потерь для этой математической модели приведены в работе [5].

Результаты предлагаемой методики моделирования могут быть использованы при оптимизации построения и других информационных систем обслуживания распределённого типа.

Построение распределенной информациолнной системы заключается в определении на основе соделировании количества и месторасположения ибслуживающих коспьютеров . типов соединяющих их каналов связи и топологии информационной системы в целом. Поскольку из каждый запрос  в информационной системе в общем случае может быть нескольковариантов ртветы, ио и возникает задача установления наиболее эффективных связей между ее компонентами, т.к. оптимизация ее структуры.

Комплексный подход к оптимизации построения и функционирования  информационной системы . когда берется ее функционирования, дает возможность повысить эффективность моделирования.

Приведенная в данной работе технология моделирования  может быть применена  и к другим  распределенным системам информационного обслуживания.

Литература

1. Попов И.И., Романенко А.Г. Моделирование информационных систем (теория и приложение) // Итоги науки и техники, сер. "Информатика", т.5. -  М.: ВИНИТИ, - 1981.- С. 161-167.

2. Валиев Т.А. Системная технико-экономическая концепция оптимизации информационно-вычислительных  систем :  Тез. докл. VI Междунар. симпозиума по теории информации. Ч.Ш.- М. -  Ташкент, 1984.- С.58-60.

3. Цвиркун А.Д. Структура сложных систем. - М.:Сов. радио, 1975.- 200 с.

4. Мирзаев Т.К., Раскин Л.И. Перераспределение трудовых ресурсов. -     Ташкент: Мехнат, 1990. - 144 с.

5. Заргаров Ш.А. Моделирование обслуживающих информационных систем // Вопросы кибернетики. - Ташкент, 1996.- Вып.153.- С. 79-91.