Математическое и программное обеспечение информационных систем реального времени с гетерогенной средой распределенных СУБД тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.11, кандидат технических наук Рыков, Сергей Александрович

• Рыков, Сергей Александрович
• кандидат технических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат технических наук Рыков, Сергей Александрович

Введение.

Глава 1. Проблематика алгоритмизации процессов управления транзакциями в распределенных информационных системах.

1.1 Методы обеспечения изоляции параллельных транзакций, их атомарности и надежности.

1.2 Модели управления транзакциями в распределенных гетерогенных информационных средах.

1.2.1 Обеспечение глобальной сериализуемости транзакций.

1.2.2 Обеспечение надежности хранения информации.

1.3 Анализ объектно-ориентированных технологий построения распределенных информационных систем.

1.3.1 Технология CORBA построения РИС.

1.3.2 СОМ-технология построения РИС.

1.4 Анализ современных технологий доступа к данным.

1.4.1 Технологии доступа к данным ODBC и BDE.

1.5 Цель работы и задачи исследования.

Глава 2. Реализация задач управления транзакциями в распределенных информационных средах.

2.1 Построение распределенных информационных систем на базе CORBA.

2.1.1 Выбор реализации технологии CORBA.

2.2 Технология доступа к данным ODBC.

2.2.1 Выбор технологии реализации доступа к различным СУБД.

2.3 Построение математического обеспечения системы управления транзакциями на основе графа ожиданий.

2.3.1 Сериализация транзакций в условиях СУБД реального времени.

2.3.2 Построение ориентированного двудольного графа ожидания транзакций.

2.4 Анализ и выбор скриптового языка для координирования транзакций и инструмента разработки приложения.

Глава 3. Структура системы управления транзакциями в распределенной информационной системе реального времени.

3.1 Общие правила и определения.

3.2 Сервис имен в OMNIORB (Omninames).

3.3 Сервис менеджера баз данных (C0RBA20DBC).

3.3.1 Описание структуры ORB stubs.

3.3.2 Интерфейсы библиотеки ORB stubs.

3.3.3 Описание алгоритма работы сервиса менеджмента баз данных.

3.3.4 Описание работы объекта класса "driverman-ageri".

3.3.5 Описание создания объекта класса "connection i".

3.3.6 Алгоритм управления однофазными транзакциями, используя менеджер баз данных.

3.3.7 Описание создания объекта транзакции.

3.3.8 Вывод об использовании данной реализации сервиса C0RBA20DBC.

3.4 LQL transaction monitor (LTM) — координатор распределенных транзакции на основе языка запросов LQL.

3.4.1 Структура LTM.

3.4.2 Описание API функционала для работы с библиотекой LQL.

3.4.3 Внутренний алгоритм инициализации библиотеки LQL.

3.4.4 Список регистрируемых функций библиотеки LQL в интерпретаторе LUA.

3.4.5 Алгоритм выполнения распределенной транзакции в среде выполнения библиотеки LQL.

3.4.6 Выполнение локальной транзакции в контексте алиаса одной СУБД внутри библиотеки LQL.

3.4.7 Описание использования слушателя результата.

3.4.8 Описание использования параметрического процессора.

3.4.9 Функциональный API уровень библиотеки LQL для использования в других языках программирования.

3.5 Описание графического приложения HSysClient программной системы HSystem.

3.5.1 Синтаксический анализатор запросов LQL.

3.5.2 Описание алгоритма подсветки синтаксиса LQL запроса.

3.5.3 Описание работы параметрического процессора в контексте графического приложения.

Глава 4. Программное обеспечение системы управления транзакциями в гетерогенных информационных системах.

4.1 Назначение разработанной программной системы.

4.2 Модульная структура программной системы.

4.3 Условия применения программы.

4.4 Установка и запуск сервиса имен ORB.

4.5 Установка и запуск сервиса C0RBA20DBC.

4.6 Установка и запуск сервиса LQL transaction monitor.

4.7 Описание опций запуска Names сервиса.

4.8 Описание интерфейса графического приложения HSysClient.

4.9 Описание синтаксиса языка запросов LQL.

4.10 Стандартные библиотеки для расширения функционала LQL.

4.10.1 Библиотека для взаимодействия с базами данных.

4.11 Результаты практического использования программного обеспечения управления транзакциями в гетерогенных информационных системах.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Математическое и программное обеспечение информационных систем реального времени с гетерогенной средой распределенных СУБД»

Современные развитые информационные системы формируются на основе интеграции, как правило, разнородных программно-аппаратных компонентов. В этих условиях требуется разработка решений, обеспечивающих доступ к информации в реальном времени тогда и в том месте, когда и где в ней возникает необходимость, оптимизируя доступ к этой информации независимо от ее физического местоположения. Такие решения, связанные с интеграцией информационных компонентов должны обеспечивать эффективное использование вычислительных ресурсов путем:

- обмена данными между гомогенными и гетерогенными базами данных;

- разрешения взаимодействия между приложениями;

- обмена информацией с несколькими территориальными регионами, в рамках одной организации;

- репликации данных между базами данных.

Интеграционные процессы улучшают принятие решений в рамках реального времени, обеспечивая адекватное представление данных, независимо от того, где эти данные фактически расположены. Такие решения обеспечивают повышенную эффективность эксплуатации, а также совместную работу нескольким приложениям. В условиях развития распределенных информационных систем локальные СУБД определяют принципиальную гетерогенность интегрированных ИС, вызванную неоднородностью используемых аппаратных и программных платформ, что существенно снижает уровень оперативности операций информационного поиска и принятия решений ввиду использования стандартных вычислительных ресурсов. Это обуславливает практическую актуальность решения вопросов создания специальных программно-аппаратных средств, позволяющих компенсировать гетерогенность соответствующего информационного пространства.

Таким образом, актуальность темы диссертационной работы продиктована необходимостью дальнейшего развития средств математического и программного обеспечения информационных систем реального времени, ориентированных на обработку данных в условиях управления транзакциями и обеспечивающих повышение уровня качества и оперативности доступа к распределенной гетерогенной информационной среде.

Тематика диссертационной работы соответствует одному из основных научных направлений Воронежского государственного технического университета "Вычислительные комплексы и проблемно-ориентированные системы управления", а также госбюджетной НИР кафедры "Автоматики и информатики в технических системах" (ГБ №504310).

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Целью работы является разработка комплекса средств математического и программного обеспечения процессов управления транзакциями в распределённых гетерогенных информационных системах реального времени, на основе реализации современных технологий информационного обмена, обеспечивающих повышение качества и оперативности формирования данных на базе сложноструктурированных параметрических запросов.

Исходя из данной цели, в работе определены следующие задачи исследования:

• анализ содержания и специфики решения задач управления транзакциями в гетерогенных распределенных информационных системах реального времени, а также современных подходов к их построению;

• разработка средств математического обеспечения оперативного формирования данных на основе параметрических сложноструктурированных запросов к гетерогенной информационной среде СУБД;

• разработка алгоритма разрешения конфликтов в условиях тупиковых ситуаций транзакций, на основе специального ориентированного двудольного графа ожидания;

• разработка модифицированного языка запросов к СУБД, включающего в себя как свойства языка запросов SQL, так и вызов методов, использование условий и циклов, работу с математикой и строками при обработке результатов сформированных данных;

• разработка общей структуры координатора транзакций с двухфазным завершением, построенной на использовании модифицированного языка распределенных запросов;

• разработка информационной модели преобразования на логическом уровне гетерогенной распределенной информационной среды в гомогенную;

• разработка средств программного обеспечения процессов управления транзакциями в распределенных гетерогенных информационных системах реального времени (HSystem).

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Методы исследования основаны на использовании соответствующих разделов аппарата теории построения информационных систем, теории графов, теории баз данных, объектно-ориентированного программирования.

Результаты соответствуют следующим пунктам паспорта специальности: п.З («Организация баз данных и знаний , построение систем управления базами данных и знаний»).

НАУЧНАЯ НОВИЗНА

В работе получены следующие результаты, характеризующиеся научной новизной:

• средства математического обеспечения разрешения конфликтов тупиковых ситуаций транзакций, обеспечивающие оперативное формирования данных на основе запросов к гетерогенной информационной среде СУБД, за счет применения специального ориентированного двудольного графа;

• алгоритм редукции специального графа ожидания транзакций, обеспечивающий разрешение конфликтов тупиковых ситуаций в условиях параметрических сложноструктурированных запросов, и отличающийся реализацией процесса редукции в условиях управления параллельными транзакциями с СУБД реального времени;

• язык LQL распределенных запросов на основе языков SQL и Lúa, обеспечивающий построение сложноструктурированных запросов к СУБД реального времени, но отличающийся обработкой результатов полученных данных (вызов методов, использование условий, использование циклов, работа с математикой и строками);

• разработана структура взаимодействия внешнего приложения с координатором транзакций, построенным на основе скриптового языка LUA и языка запросов SQL, а также эвристической модели разрешения конфликтов транзакций, обеспечивающие оперативное формирование данных распределенной гетерогенной информационной системы реального времени.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ

Практическая ценность работы состоит в следующем:

• создан сервис преобразования логического представления гетерогенного информационного пространства в гомогенную информационную среду, отличающийся реализацией менеджера ORB объектов, предоставляющих единый интерфейс доступа к данным различных СУБД;

• разработано специальное программное обеспечение процессов управления транзакциями (независимого от программно-аппаратной части оборудования) обеспечивающее формирование пользовательских запросов в рамках гетерогенной информационной среды, в условиях учета конкретной проблематики управления транзакциями;

• разработано программное обеспечение, реализующее модели и алгоритмы преобразования на логическом уровне распределенной гетерогенной среды в гомогенную, с использованием языка LQL, технологий CORBA и ODBC, повышающее эффективность решения задач оперативного формирования данных, на базе пользовательского запроса.

РЕАЛИЗАЦИЯ И ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ

Основные теоретические и практические результаты работы реализованы в виде средств специального программного обеспечения системы управления базами данных в условиях гетерогенной информационной среды. Результаты работы получили практическое внедрение в УГИБДД Воронежской области в рамках оптимизации работы с гетерогенными СУБД. Кроме того, они внедрены в учебный процесс при обучении студентов по дисциплинам «Моделирование систем», «Информационное обеспечение систем управления» на кафедре АИТС Воронежского государственного технического университета.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ

Материалы диссертации представлены и обсуждены на Всероссийской конференции «Новые технологии в научных исследованиях и проектировании» (Воронеж, 2007), Всероссийской научно-технической конференции «Новые технологии в научных исследованиях, проектировании, управлении, производстве» (Воронеж, 2008), первой молодежной научно-практической конференции «Молодежь и наука: реальность и будущее» (Невинномысск, 2008), Всероссийской конференции «Интеллектуальные информационные системы» (Воронеж, 2010), а также на научных конференциях профессорско-преподавательского состава ВГТУ и научных семинарах кафедры автоматики и информатики в технических системах (2007-2011 г.г.).

ПУБЛИКАЦИИ

Основные результаты диссертации опубликованы в 14 публикациях, в том числе пяти статьях в изданиях, рекомендованных ВАК РФ [1,2,3,4,5]. В работах, опубликованных в соавторстве и приведенных в конце автореферата, лично аспиранту принадлежит: в [1,2,5,8] - структура взаимодействия внешней информационной среды с координатором транзакций, построенного на основе скриптового языка LUA и языка запросов SQL; [4] - алгоритм редукции специального графа ожидания транзакций, обеспечивающий разрешение конфликтов тупиковых ситуаций в условиях параметрических сложноструктурированных запросов; [7,11] - сервис преобразования логического представления гетерогенного информационного пространства в гомогенную информационную среду; [13,14] - специальное программное обеспечение процессов управления транзакциями.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 104 наименований и приложений. Основная часть работы изложена на 171 страницах, содержит 46 рисунков, 15 таблиц.

Заключение диссертации по теме «Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей», Рыков, Сергей Александрович

140 Выводы

1. Система управления РИС на основе ГБД требует от разработчика учитывать распределенный и гетерогенный характер компонентов системы.

2. Разработка объектно-ориентированной оболочки для каждой интегрируемой СГБД позволяет унифицировать доступ посредством использования четко определенных методов доступа к объектам ГБД.

3. В качестве коммуникационного механизма в рассматриваемой модели используются методы технологии ODBC, посредством которых, используя SQL запросы можно формировать данные из гетерогенной информационной среды.

4. Предложенная модель системы управления РИС на основе ГБД позволяет интегрировать в единое информационное пространство реляционные ГБД корпоративной сети с сохранением их автономности и возможностью одновременной работы как глобальных, так и локальных пользователей РИС.

5. Система управления РИС взаимодействует между своими компонентами используя независимый от платформы протокол, что позволяет использовать ее на различных архитектурах с различными по своей структуре данными .

ГЛАВА 4. ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТРАНЗАКЦИЯМИ В ГЕТЕРОГЕННЫХ

ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ

В главе рассматриваются вопросы создания специального программного продукта системы управления транзакциями в гетерогенных информационных средах, а также для формирования данных на основе запросов, написанных с применением языка LQL из гетерогенной структуры СУБД параллельно.

Предложена структура специального программного продукта (ПП), определен состав и функции программных модулей. Рассмотрена структура интерфейса пользователя для специального ПП управления транзакциями в гетерогенной информационной среде.

Предложена методика моделирования процессов разрешения конфликтов транзакций и управления ГБД, позволяющая проводить анализ производительности протоколов управления глобальными транзакциями при различной загрузке РИС.

Разработан новый язык распределенных запросов на основе SQL и Lúa, в данной главе дается полное описания его функций и методов работы.

Проводится анализ эффективности предложенных алгоритмов управления и контроля, включающий качественный анализ, количественный анализ и статистическую обработку результатов.

Ввиду ситуации, сложившейся на российском рынке программ, можно говорить о необходимости разработки программной системы, которая будет оперативна, надежна, будет решать широкий спектр задач, а также обладать удобным и гибким интерфейсом. Рассматриваемый программный продукт физически можно разделить на 3 основных части: «Реестр источников данных» (сервис имен), «Преобразователь гетерогенной информации в гомогенную» и "Контроллер транзакций". Рассмотрим данные части программного продукта раздельно.

4.1 Назначение разработанной программной системы

Программный продукт «Управление транзакциями в гетерогенных информационных системах» предназначен для преобразования гетерогенной информационной среды, которая не имеет единой упорядоченной системы инструментов управления, входящими в ее состав базами данных, в гомогенную, с предоставлением механизмов для получения информации по средствам формирования распределенных запросов на основе языка LQL. Так же программная система позволяет просматривать структуру всей информационной среды из одного приложения. Таким образом, используя данный программный продукт в рамках гетерогенной информационной системы с большим количеством СУБД, процесс получения данных и обработки результата значительно ускоряется, что приводит к более высокой производительности персонала занимающегося работой с получением и анализом данных.

Для того чтобы использовать разработанные алгоритмы получения и обработки информации в сторонних приложениях, были добавлены дополнительные библиотеки и заголовочные файлы API LQL (описанные в приложении Б), взаимодействуя с которыми происходит работа в информационной среде.

4.2 Модульная структура программной системы

В состав программной системы «Управление транзакциями в гетерогенных информационных системах» входят следующие файлы:

- HSysCommon.dll;

- HSysManager.exe;

- LQLang.dll;

- LQLangFunc.dll;

- HSysClient.exe;

- omniNames.exe;

- вспомогательные скрипты (*.bat);

- интерфейсы LQL API для связи со сторонними приложениями (sdk/*);

- настроечные файлы (conf/aliases, conf/ORB.conf);

- модули расширения интерпретатора (modules/*);

- хранилище протоколов Names сервиса (omniNames/*);

- созданные пользователем распределенные запросы (requests/*);

-CORBA библиотеки (COS413vc8rt.dll, omniConnectionMgmt413vc8rt.dll, COSDynamic413vc8rt.dll, omniCodeSets413vc8rt.dll, omniDynamic413vc8rt.dll, omniORB413vc8rt.dll, omnithread34vc8rt.dll);

- Qt библиотеки (QtCore4.dll, QtGui4.dll, mingwml0.dll);

- LUA инструментарий (lua.exe, luac.exe);

- LUA библиотеки (1иа5. l.dll, lua51.dll).

HSysCommon.dll - библиотека содержащая в себе пустые CORBA интерфейсы (ORB Stubs), на основе которых происходит либо работа с гомогенной средой (в библиотеке LQL), либо построение этой среды (в сервисе C0RBA20DBC).

HSysManager.exe - сервис реализующий преобразование гетерогенной информационной среды в гомогенную (C0RBA20DBC) с использованием технологий CORBA и ODBC.

LQLang.dll - объектно-ориентированная реализация библиотеки формирования распределенных запросов к гомогенной информационной среде (LQL).

LQLangFunc.dll - функциональная реализация библиотеки формирования распределенных запросов к гомогенной информационной среде (LQLFunc), она требуется для использования разработанного программного обеспечения в сторонних программных продуктах, разработка которых будет вестись на языке отличном от С++.

HSysClient.exe - графическое приложение, которое позволяет получать структуру информационной среды и на основе ее создавать и выполнять распределенные запросы. Данное приложение использует библиотеку LQL для обращения к гомогенной среде, соответственно, приложение реализует в себе параметрический процессор и слушатель результата в виде дополнительных диалоговых окон. omniNames.exe - специальный сервис имен ORB, входящий в состав программного пакета omniORB 4.3.2.

Вспомогательные скрипты *.bat - скрипты, разработанные для облегчения запуска некоторых сервисов программного продукта «Управление транзакциями в гетерогенных информационных системах».

Интерфейсы LQL API для связи со сторонними приложениями (sdk/*) -специальные заголовочные файлы и файлы статических библиотек, которые позволяют взаимодействовать с информационной средой используя для этого библиотеку LQL или LQL Func.

Настроечные файлы conf/aliases и conf/ORB.conf - специальные файлы содержащие в себе конфигурацию об информационной среде. Файл conf/aliases включает в себя описания ссылок к каждой СУБД входящей в состав гомогенной информационной системы. А файл conf/ORB.conf содержит настройку как для сервиса C0RBA20DBC, так и настройку для клиентского приложения (LTM).

Модули расширения интерпретатора (modules/*) - файлы, в которых написаны дополнительные операции по выполнению, расширяющие функционал библиотеки LQL, а соответственно и языка распределенных запросов, например такие как: работа со строками, работа с таблицами и т. д.

Хранилище протоколов Names сервиса (omniNames/*) - директория, в которую записываются все файлы с действиями, произведенными сервисом имен (omniNames).

Созданные пользователем запросы (requests/*) - каждый созданный пользовательский запрос сохраняется в директорию requests, с целью повторного использования. Все запросы в данной директории упорядочены по категориям (например реплицирующие запросы, поисковые запросы, архивирующие запросы и т.д.), чтобы было проще ориентироваться среди их множества.

Рисунок 4.1 - Структура программного комплекса Н8уз1еш

CORBA библиотеки

COS413vc8rt.dll, COSDynamic413vc8rt.dll, omniDynamic413vc8rt.dll, omniConnectionMgmt413vc8rt.dll, omniCodeSets413vc8rt.dll, omniORB413vc8rt.dll, omnithread34vc8rt.dll) - вспомогательные библиотеки для взаимодействия с брокером объектных запросов (CORBA).

Qt библиотеки (QtCore4.dll, QtGui4.dll, mingwml0.dll) - вспомогательные библиотеки Qt, реализующие в себе функционал для работы с графическим пользовательским интерфейсов. Содержат множество виджетов и алгоритмы для быстроты разработки и проектирования графических приложений.

LUA инструментарий (lua.exe, luac.exe) - данный инструментарий включает в себя виртуальную машину LUA (lua.exe) и компилятор (luac.exe).

LUA библиотеки (lua5-l.dll, lua51.dll) - специальные библиотеки которые предоставляют API для взаимодействия с LUA виртуальной машиной.

Обобщенная структура разработанного программного комплекса представлена на рисунке 4.1

4.3 Условия применения программы

Для работы программной системы "Управление транзакциями в гетерогенных системах специального назначения" необходимо:

- IBM-совместимый ПК - Pentium III 800 Mhz и выше;

- оперативная память - 64 Мб и более;

- место на жестком диске - 30 Мб;

- операционная система - Windows 2000, Windows ХР или *nix (зависит от сборки пакета);

- дополнительные пакеты программ не требуются.

Программная система «Управление транзакциями в гетерогенных системах специального назначения» может быть использована с различным числом входящих в ее состав компонентов. Ниже представлен список компонентов входящих в состав программного продукта:

1. Для работы сервиса имен требуются следующие файлы: omniNames.exe, omniNames/*, CORBA библиотеки, вспомогательные скрипты: locatorStart.bat и locatorFirstStart.bat. Данный компонент не имеет как входных, так и выходных данных, он предназначен для локации остальных компонентов, входящих в распределенную информационную систему, используя для этого регистрацию по именам объектов внутри себя;

2. Для работы сервиса менеджмента баз данных (C0RBA20DBC) требуются следующие файлы: HSysManager.exe, HSysCommon.dll, настроечный файл conf/ORB.conf и CORBA библиотеки. Входными данными для данного компонента являются: файл настроек conf/ORB.conf, который содержит имя регистрируемого объекта и адрес Names сервиса на котором будет происходить регистрация, список ODBC DSN алиасов, используя которые будут создаваться соединения с базами данных. Выходными данными являются созданные ORB объекты: объект менеджера СУБД (регистрируется на Names сервисе), объекты соединения с базами данных (создаются объектом менеджера СУБД) и объекты созданных локальных транзакции к базе данных (создается объектом соединения с базой данных).

3. Для работы графической оболочки, используя которую, пользователь взаимодействует с информационной средой, требуются следующие файлы: HSysClient.exe, HSysCommon.dll, LQLang.dll, LQLangFunc.dll, настроечный файл алиасов к множеству сервисов C0RBA20DBC (conf/aliases), настроечный файл COREA (conf/ORB.conf), модули расширения интерпретатора LUA (modules/*), созданные пользователем запросы (requests/*), CORBA библиотеки, Qt библиотеки, LUA инструментарий, LUA библиотеки. Входными данными для данного компонента являются: список ORB алиасов к множеству сервисов C0RBA20DBC, настройки CORBA, для внедрения компонента в информационную среду, текст распределенного запроса на языке LQL. Выходными данными является результат работы LQL запроса в виде таблице отображаемой на дисплее компьютера и протокол его выполнения с подробным описанием проделанных операций.

4.4 Установка и запуск сервиса имен ORB

Для правильного функционирования сервиса имен, требуется произвести следующие действия:

- скопировать файлы и директории компонента Names сервиса (описание структуры в пункте 4.3) на сервер, который будет использоваться в качестве сервера имен ORB; если запуск происходит впервые, требуется выполнить вспомогательный скрипт locatorFirstStart.bat, в результате работы которого будет создан файл протокола сервиса;

- если запуск производился ранее, требуется выполнить вспомогательный скрипт locatorStart.bat, в результате работы которого произойдет регистрация службы в системе и служба имен станет доступной на брокере объектных запросов.

4.5 Установка и запуск сервиса C0RBA20DBC

Для правильного функционирования сервиса менеджмента систем управления базами данных, требуется произвести следующие действия:

1. Скопировать файлы и директории компонента сервиса C0RBA20DBC (описание структуры в пункте 4.3) на сервер, который используется в качестве сервера базы данных гетерогенной информационной системы;

2. Настроить ODBC DSN алиасы тех баз данных, к которым будет необходим доступ, средствами разработанного программного продукта. Для настройки ODBC алиаса в операционной системе следует выполнить действия: Start(nycK), Settings(HacTpofiKa), Control Panel (Панель управления), Administrative Tools (Администрирование), Data Sources (ODBC) (Источники данных (ODBC)) или <Установочная директория Windows>\system32\odbcad32.exe. Далее на закладке «System DSN» необходимо зарегистрировать новый ODBC алиас. Для этого при помощи кнопки «Add.» добавляется новая запись, в списке доступных драйверов выбирается тип драйвера, а затем база данных;

3. Настроить ORB путем редактирования файла настроек ORB (conf/ORB.conf). В файле настроек следует, отредактировать текст следующим образом:

ORBSettings]

КашезНоз^имя или IP адрес хоста с Names сервисом

8етсе№те=уникальное имя сервиса C0RBA20DBC

4. Запустить файл HSysManager.exe, после чего в окне вывода появиться протокол с подробным описанием действий производимым по регистрации и экспорту объектов СУБД.

Изложенные выше действия (пункт 4.5) требуется повторить для каждого сервера базы данных входящего в гетерогенную информационную систему, чтобы они стали доступным в среде создаваемой программным продуктом "Управление транзакциями в гетерогенных информационных системах ".

4.6 Установка и запуск сервиса LQL Transaction Monitor

Для правильного функционирования графического приложения, играющего роль системы взаимодействия между пользователем и информационной средой, требуется произвести следующие действия:

1. Скопировать файлы и директории компонента графической оболочки (описание структуры в пункте 4.3) на пользовательский терминал, на котором будет производиться обработка информации и взаимодействие с информационной системой;

2. Настроить ORB путем редактирования файла настроек (conf/ORB.conf). В файле настроек следует, отредактировать текст следующим образом:

ORBSettings]

NamesHost=HMH или IP адрес хоста с Names сервисом;

3. Настроить ORB алиасы, которые будут использоваться внутри графического приложения. Для этого следует отредактировать файл conf/aliases, добавив туда строки с именем создаваемой ссылки (имя алиаса по которому будет осуществляться доступ к БД), именем объекта экспортируемого сервисом C0RBA20DBC (см. пункт 4.5), именем ODBC DSN алиаса к базе данных, именем пользователя и паролем пользователя как показано на примере: aliasOl = alias( "aliasOl", "CORBA2ODBC01 ", "ODBCDSNOl", "user", "pass" ); alias02 = alias( "alias02", "CORBA2ODBC01 ", "ODBCDSN02", "user", "pass" ); alias20 = alias( "alias20", "CORBA20DBC02", "ODBCDSNOl", "user", "pass" ); alias21 = alias( "alias21", "C0RBA20DBCÛ2", "ODBCDSN02", "user", "pass" );

Опишем структуру файла conf/aliases:

- alias{N} - имя алиаса, которое будет использоваться внутри приложения, для организации выполнения локальных транзакций в привязанную СУБД;

- C0RBA20DBC{N} - имя C0RBA20DBC сервиса зарегистрированное в ORB Names сервисе (присвоение имени сервису описано в пункте 4.5);

- ODBCDSN{N} - ссылка на базу данных созданная с использованием "Администрирования источников ODBC", на сервере базы данных, где выполняется объект с именем C0RBA20DBC{N};

- user - имя пользователя для доступа к базе данных;

- pass - пароль пользователя для доступа к базе данных.

4. Запустить графическое приложение HSysClient. В результате, после загрузки приложения, ссылки на успешно найденные сервисы C0RBA20DBC будут отображены в дереве алиасов, а протокол сообщений приложения отобразит список ошибок возникших при поиске, если таковые имели место;

5. Ввести текст рапределейного запроса в редактор.

6. Проверить правильность синтаксиса введенного запроса, используя кнопку "Check" на панели инструментов, в случае если не было обнаружено ошибок, перейти к шагу 7, иначе основываясь на выведенном протоколе запроса библиотеки LQL, исправить текст и повторить данное действие;

7. Выполнить запрос к информационной среде нажав кнопку "Execute" на панели инструментов.

4.7 Описание опций запуска Names сервиса

Сервис имен ORB объектов, в командной строке может принимать и обрабатывать некоторые параметры. Эти параметры используются в качестве аргументов при запуске Names сервиса.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Разработаны средства математического обеспечения оперативного формирования данных на основе параметрических сложноструктурированных запросов к гетерогенной информационной среде СУБД.

2. Построен алгоритм разрешения конфликтов в условиях тупиковых ситуаций транзакций, на основе специального ориентированного двудольного графа ожидания.

3. Разработана общая структура координатора транзакций с двухфазным завершением, построенной на использовании разработанного языка распределенных запросов LQL к СУБД, включающего в себя как свойства языка запросов SQL, так и полную обработку результатов сформированных данных;

4. Создана информационная модель преобразования на логическом уровне гетерогенной распределенной информационной среды в гомогенную, на основе специального сервиса C0RBA20DBC и языка распределенных запросов LQL.

5. Разработаны средства математического обеспечения системы управления СУБД, позволяющие интегрировать гетерогенные базы данных в однородное информационное пространство;

6. Разработаны средства программного обеспечения процессов управления транзакциями в распределенных гетерогенных информационных системах реального времени (HSystem).

7. Анализ эффективности предложенных средств математического и программного обеспечения в условиях распределенной информационной системы УГИБДД г. Воронежа показал, что использование разработанного ПО обеспечивает повышение эффективности работы патрульной службы в рамках мегаполиса.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Рыков, Сергей Александрович, 2011 год

1. Алиев P.A. Управление производством при нечеткой исходной информации. М.: Энергоатомиздат, 1991. - 240 с.

2. Алымов В.Т., Крапчатов В.П., Тарасова Н.П. Анализ техногенного риска: Учебное пособие для студентов вузов. М.: Круглый год, 2000. - 160с.

3. Баер П., Новак С., Винклер Р. Введение в нечеткую логику и системы нечеткого управления, http://softlab.od.ua/algo/neuro/fuzzy-intro/

4. Бажин Д.Н. Алгоритмическое и программное обеспечение комплекса для управления транспортными потоками на перекрестках на основе нечеткой логики и нейронных сетей. Автореф. дисс. канд. тех. наук. Уфа, 2000.

5. Бартенев С.А., Семынин C.B. Анализ развивающихся распределенных систем обработки информации // Новые технологии в научных исследованиях, проектировании, управлении, производстве: Труды региональной науч.-техн. конф. Воронеж, 2003. С. 25.

6. Борисов А.Н., Крумберг O.A., Федоров И.П. Принятие решений на основе нечетких моделей. М.: Наука, 1990. - 184 с.

7. Бережной К.В., Семынин C.B., Бурковский B.J1. Модель анализа вариантов регулирования светофорной сигнализацией // Информационные технологии: Материалы Всерос. науч.-техн. конф. Воронеж: Изд-во «Научная книга», 2005. С. 170-171.

8. Бережной К.В., Семынин C.B., Бурковский B.J1. Комплексная модель управления транспортными потоками на городских автомагистралях // Интеллектуальные информационные системы: Труды Всероссийской конференции. Воронеж, 2005. С. 72-73.

9. Берштейн Л.С., Боженюк A.B. Нечеткие модели принятия решений: дедукция, индукция, аналогия. М.: Наука, 2001.

10. Брайловский Н.О., Грановский Б.И. Управление движением транспортных средств. М.: Транспорт, 1976. 112 с.

11. Брайловский Н.О., Грановский Б.И. Моделирование транспортных систем / М.: Транспорт, 1978 125 с. 45

12. Бураков М.В. Механизм адаптации нечёткого регулятора. Известия академии наук. Теория и системы управления №1, 1998, - с. 84-87.

13. Бурковский В.Л., Дорофеев А.Н., Семынин C.B. Моделирование и алгоритмизация управления гетерогенными базами данных в распределенных информационных системах: Монография. Воронеж, ВГТУ, 2003. 135 с.

14. Бурковская Т.А., Семынин C.B. Проблематика управления распределенными системами обработки информации // Новые технологии в научных исследованиях, проектировании, управлении, производстве: Труды региональной науч.-техн. конф. Воронеж, 2003. С. 43-44.

15. Бурковская Т.А., Дорофеев А.Н, Семынин C.B. Архитектура систем управления гетерогенной информационной средой на базе технологии CORBA // Электротехнические комплексы и системы управления: Сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 2003 С. 135-140.

16. Вальц В.К. Исследование закономерностей движения автомобильных потоков на городских улицах и дорогах: Автореф. дисс. канд. тех. наук. Челябинск, 1970. - 27с.

17. Васильев В.И., Ильясов Б.Г. Интеллектуальные системы управления с использованием нечеткой логики. Уфа, 1995.

18. Волков Д. Информационные технологии на дорогах страны // Computerworld. 1996. №46. С.23-28.

19. Гарсиа-Молина Г., Ульман Д., Уидом Д. Системы баз данных. Полный курс: Пер. с англ.: Уч. пос. М.: Издательский дом "Вильяме", 2003. - 1088 е.: ил.

20. Дорофеев А.Н., Бурковская Т.А., Семынин C.B. Модель системы муль-ти-БД, реализующая протокол атомарной // Электротехнические комплексы и системы управления: Сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 2003 С. 187-189.

21. Дорофеев А.Н., Бурковский A.B. Архитектура информационно-управляющей системы на базе гетерогенной информационной среды // Актуальные проблемы менеджмента, маркетинга и информационных технологий: Сб. науч. тр. Воронеж, 2001. Выпуск 2. С.32-36.

22. Дорофеев А.Н., Бурковский B.JI. Разработка интеллектуальной системы интеграции гетерогенных баз данных на основе объектно-ориентированнойтехнологии // Интеллектуальные информационные системы: Сб. науч. тр. Всеросс. науч. конф. Воронеж, 2001. С. 53.

23. Дорофеев А.Н., Копсяев А.П. Разработка модели управления гетерогенными базами данных на основе технологии CORBA // Вестник. Сер. Вычислительные и информационно-телекоммуникационные системы. Воронеж: ВГТУ, 2002. Выпуск 8.2. С.89-92.

24. Дорофеев А.Н., Назаров А.Н. Проблематика интеграции гетерогенных баз данных // Современные проблемы информатизации в технике и технологиях: Сб. науч. тр. VI Междунар. открытой науч. конф. Воронеж, 2001. С. 91.

25. Дрю Д. Теория транспортных потоков и управление ими. М.:, Транспорт, 1972. 424 с.

26. Епифанцев Б.Н. Экология мегаполисов: математическая модель движения автотранспорта в городских условиях / Епифанцев Б.Н., Михайлов Е.М. //Инженерная экология. 1998. -№3. -С.37-42.

27. Жданов A.A. Об одной методологии автономного адаптивного управления. Труды института системного программирования, 1999. Том 1. Под ред. Иванникова В. П. М.: Бионформсервис, 2000. - с.66-83.

28. Жданов A.A. Метод автономного адаптивного управления. Известия академии наук. Теория и системы управления №5, 1999, - с. 127-134.

29. Жукович В.Е. Нечеткие многокритериальные модели принятия решений. М.: Радио и связь, 1988.

30. Заде JI.A. Понятие лингвистической переменной и его применение к принятию приближенных решений. М.:Мир, 1976.

31. Клинковштейн Г.И. Организация дорожного движения. М.: Транспорт, 1982. - 240 с.

32. Колесов Г.В., Колесников С.П. Программный анализатор транспортныхпотоков // Проблемы эксплуатации транспортных систем в суровых условиях: Материалы международной научно-практической конференции. 4.2. -Тюмень: ТюмГНГУ, 2001. с. 147-151

33. Кононенко А.Ф., Халезов А.Д., Чумаков В.В. Принятие решений в условиях неопределенности. М.: Наука, 1990.

34. Кременец Ю.А. Технические средства организации дорожного движения / М.: Учеб. для вузов. Транспорт, 1995. - 255 с.

35. Куратовский К., Мостовский А. Теория множеств. М.: Издательство "Мир", 1970.-416 е.: ил.

36. Лавров С.С. Программирование. Математические основы, средства, теория,- СПб.: БХВ-Петербург, 2001. 320 е.: ил.

37. Ладыженский Г. М. Технология "клиент-сервер" и мониторы транзакций // Открытые системы. 1994. №3.

38. Ладыженский Г. М. О мониторах транзакций и не только о них. // Системы управления базами данных. 1996. №4.

39. Михеев C.B. Автоматизированное управление дорожным движением / VIII Международная научная конференция "Математика. Компьютер. Образование" // Тезисы докладов. Пущино, 2001. - С. 195.

40. Михеева Т.И., Михеев C.B. Модели наследования в системе управления дорожным движением // "Информационные технологии" 2001 г.

41. Михеев C.B., Михеева Т.И., Золотовицкий А.В. Автоматизированная система контроля и управления дорожным движением //В кн. Математика. Компьютер. Образование Дубна: МГУ, - 2000. - С. 207-214.

42. Нортон П., Станек У. Руководство Питера Нортона. Программирование на Java. В 2-х книгах. Книга 1. M.: "СК Пресс", 1998. - 552 е., ил.

43. Нортон П., Станек У. Руководство Питера Нортона. Программирование на Java. В 2-х книгах. Книга 2. M.: "СК Пресс", 1998. - 400 е., ил.

44. Оззу М.Т., Валдуриз П. Распределенные и параллельные системы баз данных // Системы управления базами данных. 1996. №4.

45. Организация дорожного движения в городах: Методическое пособие; Под ред. Ю.Д. Шелкова / Научно-исследовательский центр ГАИ МВД России.-М.: 1995.- 143 с.

46. Отчет о научно-исследовательской работе. Разработка концепции оперативного управления движением на улично-дорожной сети г. Москвы , договор N 10-Тр/02 от 29 июля 2002 г.

47. Пивкин В.Я., Бакулин Е.П., Кореньков Д.И. Нечеткие множества в системах управления, http://idisys.iae.nsk.su/fuzzybook/

48. Понамарев В.А. СОМ и ActiveX в Delphi. СПб.: BHV. 2000. 320 с.

49. Постановление Правительства Москвы от 5 декабря 2000 г. N 971 О мерах по совершенствованию организации дорожного Движения в городе Москве.

50. Проект ПРООН RUS/97/029 Стратегия развития транспорта г. Москвы. Программа действий и кратко/среднесрочных инвестиций

51. Протасов В.Ф. Экология, здоровбе и окружающая среда в России: Учебное и справочное пособие. 2-е изд. - М.: Финансы и статистика, 2000. - 672 с.

52. Пуха Ю. Объектные технологии построения распределенных информационных систем // Системы управления базами данных. 1997. №3.

53. Робертсон Б. Связующее ПО. "Вождение" приложений по сети // Сети и системы связи. 1996. №3.

54. Ролланд Ф. Основные концепции баз данных: Пер. с англ.: Уч. пос. М.: Издательский дом "Вильяме", 2002. - 256 е.: ил.

55. Рузинкевич М. Определение и выполнение потоков транзакций // Системы управления базами данных. 1995. №2.

56. Саймон А. Глава 20. Обработка транзакций // Системы управления базами данных. 1997. №2.

57. Саймон А.Р. Стратегические технологий баз данных: менеджмент на 2000 год. Пер. с англ./ Под ред. и с предисл. М.Р. Когаловского. М.: Финансы и статистика, 1999. - 480 е.: ил.

58. Сергеева Ж.И., Колесов Г.В., Мальцева М.Н., Полевщиков Ю.В. Мониторинг автотранспорта в городе Тюмени // Окружающая среда. 4.2.: Тезисы докладов 3-й международной научно- практической конференции. -Тюмень: РИЗО ОМТ ОАО "Запсибгазпром", 2000. с. 81-83.

59. Сичкаренко В.A. SQL-99. Руководство разработчика баз данных: Уч. пос М.: ДиаСофтЮП, 2002. - 816 е.: ил.

60. Смирнов H.H., Киселев А.Б., Никитин В.Ф., Юмашев М.В. Математическое моделирование автотранспортных потоков// мех-мат МГУ, 1999.

61. Страментов А.Е., Фишельсон М.С. Городское движение. 2 изд., М.: Стройиздат, 1965.

62. Технология системного моделирования / Е.Ф. Аврамчук, A.A. Вавилов, C.B. Емельянов и др./ Под общ. ред. C.B. Емельянова М.: Машиностроение, 1988,320 с.

63. Уотермен, Дональд. Руководство по экспертным системам: Пер. с англ.; Под ред. В. П. Стефанюка М.: Мир. - 1989. 388 с.

64. Управление ГПС: Модели и алгоритмы/ Под ред. C.B. Емельянова. М.: Машиностроение, 1989. 364 с.

65. Уизем Дж. Линейные и нелинейные волны // М.: Мир, 1977.

66. Ульман Д., Уидом Д. Введение в системы баз данных. Пер. с англ.: Уч. пос.- М.: "Лори", 2000. 376 е.: ил.

67. Фаронов В. В., Шумаков П. В. Delphi 5. Руководство разработчика баз данных. М.: Нолидж, 2000. - 640 с.

68. Финкелыптейн Ю.Ю. Приближенные методы и прикладные задачи дискретного программирования. М.: Наука, 1976. - 264 с.

69. Форд Л.Р., Фалкерсон Д.Р. Потоки в сетях. М.: Мир, 1966. - 214 с.

70. Хейт Ф. Математическая теория транспортных потоков / М.: Мир, 1966. -286 с.

71. Цимбал Ю. Д. Технология COREA для профессионалов. СПб. Изд-во Питер, 2000. 624 с.

72. Чаудхури С., Дайал У., Ганти В. Технология баз данных в системах поддержки принятия решений // Открытые системы. 2002. №1. С. 20-25.

73. Швецов В.И. Математическое моделирование транспортных потоков // Автоматика и телемеханика. 2003. -111с.

74. Шеннон Р. Имитационное моделирование: Искусство и наука. М.: Мир, 1978.-418 с.

75. Litwin W., Mark L., Roussopoulos N. Interoperability of multiple autonomous databases. ACM Computing Surveys, 22(3): 267-293, September 1990.

76. Litwin W. From database systems to multidatabase systems: Why and how. In W.A.Gray, editor, Proceedings of the Sixth British National Conference on Database (BNCOD 6), British Computer Society Workshop Series, pages 161-188, July 1988.

77. Mchrotra S., Rastogi R., Korth H.F., Silberschatz A. The Concurrency Control Problem in Multidatabases. Characteristics and Solutions, Proc. Of ACM-SIGMOD International Conference on Management of Data, 1992, Pg.: 288-297.

78. Moss J.E.B. Nested Transactions. An Approach to Reliable Distributed Computing, MIT Press, 1985.

79. Object Management Group, The Common Object Request Broker: Architecture and Specification, 2.2 ed., Mar, 1998.

80. Optimal Scheduling of Queueing Networks with Switching Times Using Genetic Algorithms / S. Podvalny, V. Burkovsky, S. Semynin, S. Titov. WSEAS Transactions on systems. Issue 5, Vol. 5, Prague, Czech Republic, 2006 P. 1060-1065.

81. Ozsu M.T., Valduriez P. Distributed Database Systems: Where Are We Now?, Computer (August 1991), Vol.24 ( No.8): 68-78.

82. Pitoura E., Bukhres O., Elmagarmid A. Object Orientation in Multidatabase Systems. Report CSD-TR-93-084, Department of Computer Science, Purdue University.

83. Pons J., Vilarem J. Mixed concurrency control: Dialing with heterogeneity in distributed database systems. In Proceedings of the Fourteenth International VLDB Conference, August 1988, Los Angeles.

84. Pu C. Generalized Transaction Processing with Epsilon Serializability. Proc. Of 4th International Workshop on High Perfomance Transaction Systems, 1991.

85. Ritter D. The Middelware Muddle. DBMS magazine, May, 1998.

86. Rusinkiewicz M., Georgakopolous D. Multidatabase transactions, impediments and opportunities. In COMPCON Spring 91Digest of Papers, pages 137-144, 1991.

87. Sheth A.P., Larson J.A. Federated database systems for managing distributed, heterogeneous, and autonomous databases. ACM Computing Surveys, 22(3): 183236, September 1990.

88. Smith J.M., Bernstein P.A., Dayal U., Goodman N., Landenrs T., Lin K.W.T., Wong E. Multibase integration heterogeneous distributed database systems. In National Computer Conference, volume 50 of AFIPS Conference Proceedings, pages 487-499,1981.

89. Srinivasan R. RFC 1831. RPC: Remote Procedure Call Protocol Specification Version 2.1995.

90. Tesch T., Wasch J. Global Nested Transaction Management for ODMG -Compliant Multi-Database Systems. In Proceedings of the Sixth International Conference on Information and Knowledge Management (CIKM'97), Las Vegas, Nevada, November 10-14, 1997.

91. Thomas G., Thompson G.R., Chung C., Barkmeyer E., Carter F. Heterogeneous distributed database systems for production use. ACM Computing Surveys, 22(3): 237-266, September 1990.

92. Webster F.V. Traffic signal settings. British road res. Lab. Tech. Paper. -London, 1958, № 39. 45 p.

93. Zhdanov A. A., Vinokurov A. N., Emotions Simulation in Methodology of Autonomous Adaptive Control, Proceedings of ISIC'99/ISAS'99, 1999.

94. Научный руководитель (консультант) Бурковский В.Л.1. Ф.И.О.)

95. Технический уровень (государственное или общественное признание): свидетельства ГОСФАП № 14353890.00322 от 15.05.2007г. №14353890.00441 от 21.05.2009г.патенты России, дипломы, медали и др. их № и дата получения)

96. Руководитель основного научного направления,1. Подвальный СЛ.подпись1. ИСЬ^Р1. И.О)20 г.

97. Науч^ный^у1р0водитель(консультант) Бурковский В.Л.-' (подпись, Ф.И.О.)20 г.

98. Отдел методического обеспечения учебного проце^ра^/МУ1. Бродский А.С.»20 г.1. Декашфакультета

99. Бурковский В.Л. ' (г»есдпись, Ф.И.О.) "<< » 20 г.

100. Автор (авторы) (и е пол н и т^ель (и))с—Рыков С.А.подтиу ЖйхГГ1. О 20//.1. Завед^юдцшч<афедрой---Бурковский В.Л.1. ПОДПИСЬ, Ф.И.О.)20 г.