Метод сокращения времени прохождения транзакций в аппаратно-программных комплексах банковских систем тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.11, кандидат технических наук Чиненов, Андрей Владимирович

• Чиненов, Андрей Владимирович
• кандидат технических наук
• 2007

Оглавление диссертации кандидат технических наук Чиненов, Андрей Владимирович

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ АРХИТЕКТУРЫ АППАРАТНО-ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА ОБРАБОТКИ ТРАНЗАКЦИЙ.

1.1. Состав системы.

1.2. Входы, выходы, настройка конфигурации.

1.3. Выбор метода кратчайшего поиска.

1.4. Выводы.

2. МОДЕЛЬ АППАРАТНО-ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА ОБРАБОТКИ ТРАНЗАКЦИЙ.

2.1. АПКОТ как объект моделирования.

2.2. Представление модели виде графа.

2.3. Определение временных характеристик системы.

2.4. Формализация оптимизационных критериев проверки целевой модели

2.5. Выводы.

3. РАЗРАБОТКА МЕТОДА ОПТИМИЗАЦИИ.

3.1. Постановка задачи оптимизации.

3.2. Оптимизация архитектуры на основе системы лицензий.

3.3. Оптимизация архитектуры системы с использованием целочисленного линейного программирования.

3.4. Получение исходных данных о структуре и основных параметрах объектов системы.

3.5. Погрешность результатов временной оценки прохождения транзакций.

3.6. Выводы.

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МЕТОДА ОПТИМИЗАЦИИ В АПКОТ «ПУЛЬСАР».

4.1. Построение различных конфигураций.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Метод сокращения времени прохождения транзакций в аппаратно-программных комплексах банковских систем»

Развитие современных банковских систем массового обслуживания (БСМО) привело к появлению новых требований, со стороны платежных компаний, что обусловило модернизацию как специализированных устройств, для обслуживания карт в торговых точках, так и его программного обеспечения. В результате появились крупные аппаратно-программные комплексы обработки транзакций (АПКОТ), основными функциями которых является быстрое преобразование запросов со стороны кассового программного обеспечения (ПО) на серверы банков.

Аппаратно-программные комплексы выполняют обработку запросов от контрольно-кассовых машин (ККМ), терминалов оплаты или банкоматов и трансляцию их на сервер банка. Каждый запрос ограничен по времени параметрами протокола связи. Процесс обработки запроса представляет собой различные проверки параметров, шифрования и преобразования данных. Поэтому, к основным требованиям банковских систем относятся высокая надежность, бесперебойность работы, защита от угроз «отказ в обслуживании». Сокращение времени обработки запросов позволит уменьшить вероятность взлома (подмены) транзакции (последовательность логически связанных действий, переводящих систему из одного состояния в другое); увеличить скорость обслуживания клиентов; уменьшить количество отказов, связанных с ограничением по времени выполнения транзакции; увеличить конкурентоспособность системы на рынке ввиду того, что первичная оценка системы определяется скоростью обработки данных. Все это делает задачу сокращения времени обработки данных наиболее важной при проектировании крупных банковских систем.

В связи с высокой потребностью таких систем в настоящее время, разработка метода сокращения времени прохождения транзакций в аппаратно-программных комплексах банковских систем является актуальной.

Объект исследования - аппаратно-программный комплекс обработки транзакций в банковской системе.

Предметом исследования являются методы проектирования аппаратно-программных комплексов обработки транзакций в банковских системах.

Цель и задачи диссертации.

Цель работы - сокращение времени прохождения транзакций в аппаратно-программных комплексах банковских систем, за счет создания программных средств позволяющих обеспечить выбор рациональных путей обработки данных.

В соответствии с указанной целью были поставлены и решены следующие задачи:

Заключение диссертации по теме «Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей», Чиненов, Андрей Владимирович

3.6. Выводы

1. Разработан метод, позволяющий оптимизировать пути прохождения и обработки информации, с целью сокращения временных задержек, отличающийся тем, что позволяет определять кратчайшие пути обработки данных в системе при постоянно изменяемых временных характеристиках объектов АПКОТ.

2. Задача построения оптимального программного обеспечения сведена к нахождению множества дуг ориентированного графа, описывающего процесс функционирования АПКОТ, что позволяет распределять операции между объектами и находить последовательность их выполнения в рамках одной оптимизационной задачи.

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МЕТОДА

ОПТИМИЗАЦИИ В АПКОТ «ПУЛЬСАР»

4.1. Построение различных конфигураций

Для исследования эффективности предложенного метода путем построения различных конфигураций, в которых количество ЧР абстрактных уровней последовательно увеличивается, требуется система управления конфигурациями.

Вариации построения различных БСМО были настроены с помощью программного модуля Pulsar Manager. Простейшая схема конфигурации 1 представлена на рис. 4.1.

Все запросы проходят через один входной терминал, который соединен с двумя другими выходными терминалами. Каждый выходной терминал должен транслировать транзакцию на хост банка, который связан с данным терминалом.

Рис. 4.1. Схема конфигурации 1 После проведения испытаний были получены следующие результаты:

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Предложена классификация систем массового обслуживания, с выделением в отдельный класс АПКОТ, отличающихся стохастическим характером процессов и большой вероятностью ситуаций, при которых нагрузка на систему резко возрастает и обычные методы обработки данных не позволяют обеспечить бесперебойность работы системы.

2. Исследована архитектура АПКОТ. Выделены абстрактные уровни системы. Определены возможные пути оптимизации временных характеристик системы, для сокращения времени обработки данных в АПКОТ.

3. Построена математическая модель обработки информации в БСМО. Модель представляет собой ориентированный граф с положительными весами, по которому строится матрица инциденций, определяющая основные пути обработки данных в системе и может быть использована для решения задач сокращения временных задержек обработки данных в АПКОТ.

4. Разработан метод, позволяющий сократить время прохождения транзакций в БСМО, отличающийся тем, что позволяет определять кратчайшие пути обработки данных в системе при постоянно изменяемых временных характеристиках объектов АПКОТ.

5. Разработан программный комплекс, основанный на методе сокращения времени обработки данных в АПКОТ «Pulsar».

6. Проведены экспериментальные исследования, подтверждающие эффективность разработанного метода в АПКОТ «Pulsar».

7. Прикладные результаты работы внедрены в ОАО банк «Тульский Проммышленник» (г. Тула), ККО «Тульский» калужского филиала ЗАО

Русславбанк» (г. Тула). Теоретические результаты работы внедрены в учебном курсе «Проектирование программного обеспечения сетей».

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Чиненов, Андрей Владимирович, 2007 год

1. Алексеев О.Г., Комплексное применение методов дискретной оптимизации. - М.: Наука, 1987. - 316 с.

2. Буч Г. Объектно-ориентированный анализ и проектирование. Второе издание // перевод с английского, М.: «Издательство Бином», СПб.: «Невский диалект», 1998г.

3. Буч Г., Рамбо Д., Джекобсон А. Язык UML. Руководство пользователя //№, изд-во ДМК, 2000г.

4. Барский А.Б. Планирование параллельных вычислительных процессов. М.: Машиностроение, 1980. - 192 е., ил.

5. Берж X. Теория графов и ее применения. М.: Изд-во иностр. лит., 1962.-319 с.

6. Блейхут Р. Быстрые алгоритмы цифровой обработки сигналов: Пер. с англ. М.:Мир, 1989. - 448 с.

7. Брахман Т.Р. Многокритериалность и выбор альтернативы в технике. М.: Радио и связь, 1984. - 288 с.

8. Вальковский В. А. Распараллеливание алгоритмов и программ. Структурный подход. Москва: Радио и связь. 1989.176 с.

9. Вентцель Е.С. Исследование операций: задачи, принципы, методология. 2-е изд., стер. - М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1988. - 208 с. -(Пробл. науки и техн. прогресса).

10. Вентцель Е.С., Овчаров JI.A. Теория вероятностей и ее инженерные приложения. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит. - 1988. -480 с.

11. Воеводин В.В. Математические модели и методы в параллельных процессах. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1986. - 296 с.-8812. Воеводин В.В.,Воеводин Вл.В. "Параллельные вычисления", Спб, изд-во "БХВ-Петербург", 2002, 608 стр.

12. Глушков В.М, Капитонова Ю.В., Летичевский А.А. Автоматическое проектирование вычислительных машин. Киев., 1978. 230 с.

13. Головкин Б.А. Параллельные вычислительные системы. М.: Наука, 1980.-519 с.

14. Головкин Б.А. Расчет характеристик и планирование параллельных вычислительных процессов. М. Радио и связь, 1983. - 272 с.

15. Горбунов В.Л., Панфилов Д.И., Преснухин Д.Л. Справочное пособие по микропроцессорам и микро-ЭВМ:/Под. Ред. Л.Н. Преснухина. М.: Высш. шк., 1988.-272 е.: ил.

16. Джордейн Р. Справочник программиста персональных компьютеров типа IBM PC,XT и AT: Пер. с англ. М: Финансы и статистика, 1992. - 544 с.

17. Долинский М., Толкачев А., Коршунов И. Программный комплекс для разработки параллельных вычислительных систем//Компоненты и технологии, 2004, №5, с. 94-100.

18. Евреинов Э.В. Однородные универсальные вычислительные системы высокой производительности. Новосибирск, Наука, 1966. 306 с.

19. Евстигнеев В.А. Применение теории графов в программировании. -М.: Наука, 1985. 352 с.

20. Емеличев В. А., Мельников О. И., Сарванов В. И., Тышкевич Р. И. Лекции по теории графов. М.: Наука. 1990. 384 с.

21. Карцев М.А. Архитектура цифровых вычислительных машин. М.: Наука, 1978.-295 с.

22. Касьянов В.Н. Методы оптимизации программ. Новосибирск: НГУ. 1984. 92 с.

23. Коваленко И.Н., Филиппова А.А. Теория вероятностей и математическая статистика: Учеб. пособие. 2-е изд., перераб. И доп. - М.: Высш. Школа, 1982. - 256 е., ил.

24. Колемаев В.А., Калинина В.Н. Теория вероятностей и математическая статистика: Учебник/ Под ред. В.А. Колемаева. М.: ИНФРА-М, 2001. -302 с. - (Серия «Высшее образование»).

25. Корнеев В.В. Архитектура вычислительных систем с программируемой структурой. Новосибирск: Наука, 1985. - 167 с.

26. Корячко В.П. Микропроцессоры и микроЭВМ в радиоэлектронных средствах: Учеб. для вузов по спец. «Конструирование и технология радиоэлектронных средств». -М.: Высш. шк., 1990. 407 е., ил.

27. Кофман А. Введение в прикладную комбинаторику. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1975. - 480 е., ил.

28. Кофман А., Анри-Лабордер А. Методы и модели исследования операций. Целочисленное программирование. Пер. с франц. Б.Т. Вавилова, Е.В. Бабичевой, Г.Г. Устинченко. М.: Мир, 1977. 432 с.

29. Кристофидес Н. Теория графов. Алгоритмический подход: Пер. с англ. М.: Мир, 1978. - 432 с.

30. Левкин Г.Н., Левкина В.Е. Введение в схемотехнику ПЭВМ PC/AT. -М.: Изд-во МПИ, 1991.-96 е.: ил.-9034. Литвин В.Г., Ададышев В.П., Винниченко А.И. Анализпроизводительности мультипрограммных ЭВМ. М.: Финансы и статистика,1984.-159 е., ил.

31. Лорин Г. Распределенные вычислительные системы. М.: Радио и связь, 1984. -296 с.

32. Марка Д.А., МакГоуэн К. Методология структурного анализа и проектирования SADT//M.: МетаТехнология, 1993г.

33. Мартин Дж. Организация баз данных в вычислительных системах. М.: Мир, 1980, 662 с.

34. Майника Э. Алгоритмы оптимизации на сетях и графах. М.: Мир,1985.-323 с.

35. Марков А.А, Нагорный Н.М. Теория алгоритмов. М.: Наука, 1984. -432 с.

36. Микропроцессорный комплект К1810: структура, программирование, применение. Справочная книга/ Ю.М. Казаринов, В.Н. Номоконов, Г.С. Подклетнов, Ф.В. Филиппов/. М.: Высшая школа, 1990. - 269 с.

37. Мультипроцессорные вычислительные системы/ Под. Ред. Я. А. Хетагурова. М.: Энергия, 1971. - 320 с.

38. Мультипроцессорные системы и параллельные вычисления/ Под. Ред. Ф.Г. Энслоу. М.: Мир, 1976. - 384 с.

39. Новикова Н.М. Основы оптимизации (курс лекций). Электронный ресурс. Электрон, дан. - М.: МГУ, 1998. Режим доступа: http://www.ccas.ru/depart/malashen/papper/oonovikl .pdf, свободный. Требования: Adobe Acrobat Reader 3.0 или выше. - Заглавие с экрана.

40. Однородные микроэлектронные ассоциативные процессоры / Под. Ред. И.В. Прангишвили. М. Советское радио, 1973. - 280 с.-9145. Панкжов А.В. Линейное программирование: Конспект лекций. Челябинск: Издательство ЮУрГУ, 2001. - 59 с.

41. Пашкеев С.Д. Основы мультипрограммирования для специализированных систем. М.: Советское радио, 1972,183 с.

42. Перегудов Ф.И., Тарасенко Ф.П. Введение в системный анализ. М.: Высшая школа, 1989. 367 стр.

43. Поспелов Д.А. Введение в теорию вычислительных систем. М.: Сов. Радио, 1972.-280 с.

44. Прангишвили И.В., Виленкин С.Я., Медведев И.Л. Параллельные вычислительные системы с общим управлением. М.: Энергоатомиздат, 1983.-312 с.

45. Раскин Л.Г. Анализ сложных систем и элементы теории оптимального управления. М.: «Сов. радио», 1976. 344 е., ил.

46. Розен В.В. Цель, оптимальность, решение. Математические модели принятия оптимальных решений. М.: Радио и связь, 1982. 168 стр.

47. Рыбников К.А. Введение в комбинаторный анализ. М.: Издательство Московского университета, 1972. - 256 с.

48. Сигнаевский В.А., Коган Я.А. Методы оценки быстродействия вычислительных систем / Под ред. О.И. Авена. М.: Наука, 1991. - 256 с.

49. Скэнлон Л. Персональные ЭВМ IBM PC и XT. Программирование на языке ассемблера. М.: Радио и связь. 1989. - 336 с.

50. Страуструп Б. Язык программирования С++. СПб.: БХВ-Петербург, 2001 - 863с.

51. Фет Я.И. Параллельные процессоры для управляющих систем. М. Энергоиздат, 1981. - 158 с.-9257. Теория систем и методы системного анализа в управлении и связи/В.Н. Волкова, В.А. Воронков, А.А. Денисов и др. М.: Радио и связь, 1983.-248 с.

52. Толковый словарь по вычислительным системам/Под ред. В. Иллин-гуорта и др.: Пер. с англ. А.К. Белоцкого и др.; Под ред. Е.К. Масловского. -М.: Машиностроение, 1991. 560 е.: ил.

53. Транспьютеры. Архитектура и программное обеспечение. Под ред. Г.Хорна. М. Радио и связь 1993г. 304 с.

54. Трахтенгерц Э.А. Программное обеспечение параллельных процессов. Москва: Наука. 1987.

55. Ушкар М.Н. Микропроцессорные устройства в радиоэлектронной аппаратуре/Под ред. Б.Ф. Высоцкого. М.: Радио и связь, 1988. - 128 е.: ил. -(Массовая б-ка инженера «Электроника»).

56. Фор А. Восприятие и распознавание образов. М: Машиностроение, 1989 г.-272 е.: ил.

57. Фостер К. Ассоциативные параллельные процессоры. М.: Энерго-издат, 1981.-240 с.

58. Харари Ф., Палмер Э. Перечисление графов. М.: Мир, 1977.

59. Хоккни Р., Джессхоуп К. Параллельные ЭВМ. Архитектура программирование и алгоритмы М.: Радио и связь, 1986. - 340с.

60. Цифровая и вычислительная техника: Учебник для вузов/Э.В. Ев-реинов, Ю.Т. Бутыльский, И.А. Мамзелев и др.; Под. ред. Э.В. Евреинова. -М.: Радио и связь, 1991. 464 е.: ил.

61. Чиненов А.В., Савин Н.И. Система репликации программ и данных в корпоративных сетях // Известия Тульского государственного университета. Сер. Вычислительная техника. Информационные технологии. Системы управления/ТулГУ. Тула, 2004.-Т.1,вып.З.-С.107-110.

62. Чиненов А.В. Метод оптимизации взвешенных характеристик пре-процессинговой системы массового обслуживания // Приборы и управление, вып.5. Тула.: ТулГУ., 2007, С. 175-182.

63. Чиненов А.В. Токарев B.JI. Математическое моделирование процесса прохождения транзакций в системе «Pulsar» // Приборы и управление, вып.5. Тула.: ТулГУ., 2007, С. 164-168.

64. Чиненов А.В. Савин Н.И. Карта хранения данных в зависимых структурах // Приборы и управление, вып.5. Тула.: ТулГУ., 2007, С. 168171.

65. Чиненов А.В. Токарев B.JI. Оптимизация обработки данных в пре-процессинговой системе. // Проблемы экономики и информатизации образования. Тез. докл. 4-ой международной научно-практической конференции. -Тула.: ТИЭИ., 2007, С. 188-190.

66. Хаммер М., Чампи Д., Реинжиниринг корпорации: манифест революции в бизнесе. СПб.: С.Петербургский университет, 1997г.

67. Шрайбер Т. Моделирование на GPSS. М.: Машиностроение, 1990.

68. Шлеер С., Меллор С., Объектно-ориентированный анализ: моделирование мира в состояниях: Пер с англ. Киев: Диалектика, 1993г.

69. Штрик А.А., Осовецкий Л.Г., Мессих И.Г. Структурное проектирование надежных программ встроенных ЭВМ. Л.: Машиностроение, 1989 -296с.

70. Электронные промышленные устройства: Учеб. для студ. Вузов спец. «Пром. электрон.»/В.И. Васильев, Ю.М. Гусев, В.Н. Миронов и др. -М.: Высш. Шк., 1988. 303 е.: ил.

71. Элементы параллельного программирования/В.А. Вальковский, В.Е. Котов, А.Г.Марчук, Н.Н. Миренков. -М.: Радио и связь, 1986. 392 с.

72. Эффективность методов организации вычислительного процесса в АСУ. М.: Статистика, 1975. 255 с.

73. Языки и параллельные ЭВМ. Москва: Наука. 1990. серия Алгоритмы и алгоритмические языки. 93 с.

74. Introduction to SHARC Multiprocessor Systems Using VisualDSP++/ M.Kokaly-Bannourah. Electronic resource. Electronic data. - [USA]: Analog

75. Devices, 2003. Access: http://www.analog.com, free.

76. Requierments: Adobe Acrobat Reader 3.0 or higher. Title from screen.

77. LPSOLVE: Linear Programming Code. Electronic resource. Electronic data and progr. - [USA]: 1996. Access: http://www.cs.sunysb.edu/~algorith/implement/lpsolve/implement.shtml, free. -Title from screen.