Разработка моделей и методов повышения эффективности функционирования системы образовательных Интернет-порталов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.13, кандидат технических наук Райнова, Ольга Дмитриевна

• Райнова, Ольга Дмитриевна
• кандидат технических наук
• 2006

Оглавление диссертации кандидат технических наук Райнова, Ольга Дмитриевна

Глава

I. Структура системы образовательных порталов

1.1 .Анализ основных процессов информатизации в сфере образования,

1.2. Основные подходы к формированию и использованию образовательных порталов

1.3. Принципы, архитектура и реализация поисковых систем

1.3.1. Анализ поисковых систем

1.3.2. Описание, анализ и формирование зоны поиска

1.3.3. Технология семиотического анализа текстов. Выводы

Глава

II. Решение задачи достижения наилучшего гарантированного результата ноиска

2.1. Принцип гарантируемого результата поиска

2.2.Оценка эффективности решений. Выводы

Глава

III. Моделирование Интернет-норталов нри номощи транснортных сетей и графов

3.1. Описание характеристик интернет-порталов терминами теории сетей и графов

3.2. Моделирование процедур поиска ресурсов интернет-порталов

3.3. Оптимизация трафика в телекоммуникационных сетях, связывающих Интернет-порталы

3.3.1. Критерии оптимальности сети

3.3.2. Методы и алгоритмы управления информационными потоками. Выводы

Глава

IV. Методы оценки качества системы Интернет-норталов

1. Обзор методов исследования и оценки качества систем Интернетпорталов

4.2. Архитектура системы Интернет норталов

4.3. Разработка методов оценки качества системы Интернет-порталов

4.4. Оценка характеристик аналитической системы СИП. Выводы. Заключение Литература

Приложения

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка моделей и методов повышения эффективности функционирования системы образовательных Интернет-порталов»

Введение В настоящее время в России, в сфере образования и науки, бурно внедряются новые информационные технологии. Особое место в этом процессе занимает внедрение системы образовательных Интернет-порталов, когда пользователь, имея одну точку входа в сложную Интернет- ориентированную систему, может найти всю необходимую ему информацию. А.Н.Тихонов и А.Д.Иванников в работе "Основные положения концепции создания системы образовательных порталов" приводят следующее определение портала: портал это сетевой узел или комплекс узлов, подключенных к Интернету по высокоскоростным каналам, обладающий развитым пользовательским интерфейсом и предоставляющий единый с концептуальной и содержательной точки зрения доступ к широкому спектру информационных ресурсов и услуг, ориентированных на определенную аудиторию» [23]. Интернет-порталы сегодня занимают исключительно важное значение для развития научной и инновационной деятельности в стране, являются незаменимым средством для разработчиков, предпринимателей, ученых, преподавателей, студентов, школьников. Ноэтому особо важно постоянно повышать эффективность функционирования системы Интернет-порталов, улучшать качество сервисов предоставляемых пользователям. Главной характеристикой качества работы Интернет-портала является возможность быстрого поиска необходимой информации. Вместе с тем из-за быстрого роста информации, доступной в сети Интернет, поисковые методы быстро достигают предела их функциональных возможностей, не говоря уже о пределе их эффективности. Нужную информацию уже не представляется возможным получить сразу, так как в Интернете сейчас находятся возрастает миллиарды документов, к тому же сегодня их количество согласно экспоненциальной зависимости. Другой важной характеристикой, влияющей на повышение эффективности системы Интернет-порталов Введение является оптимизация прохождения трафика в магистральных сетях, связывающих Интернет-ориентированные системы. Разработке моделей и методов повышения эффективности функционирования образовательных порталов посвящена данная работа. Вопросы повышения качества функционирования образовательных порталов, эффективного поиска информации в сети Интернет волнуют как на рядовом уровне пользователей сети Интернет (студентов, учителей, ученых, промышленников, инвесторов и т.д.), так и на уровне министерств и ведомств. Пользователю жизненно нужен навигационный инструментарий, облегчающий его работу в Интернет. Большую заинтересованность в исследовательских работах в области информационных технологий проявляет Министерство образования и науки Российской Федерации, Федеральное агентство по науке и инновациям и Федеральное агентство по образованию. Начало развития образовательных программе порталов получило в «Развитие единой образовательной информационной среды на 2001-2005 годы» и получило дальнейшее развитие в «Федеральной целевой программе развития образования на 2006-2010 годы». В межвузовские программы, в тематические планы ведущих институтов системы науки и образования включаются вопросы, связанные с портальной тематикой, разработкой новых средств информационных технологий, повышающих качество функционирования Интернет-ориентированных систем. Поэтому решение задач разработки моделей и методов повышения эффективности функционирования системы образовательных Интернетпорталов, нахождения новых средств поиска информации, оптимизации транспортной сети порталов, разработки методов оценки их качества является актуальным, требующим постоянного внимания и развития в последующем. Диссертационная работа направлена на разработку моделей и методов повышения эффективности функционирования системы образовательных Введение Интернет-порталов (и сети Интернет в целом). При этом основное внимание уделяется поисковым возможностям. Результаты основаны на использовании математического аппарата теории исследования операций, теории транспортных сетей и графов, а также теории массового обслуживания. Объектом исследования является созданная и развивающаяся в России система образовательных Интернет-порталов. Исследуются системы качественные характеристики функционирования достижение поиска, Интернет-порталов результата (поисковые поиска, возможности, гарантированного минимизация времени оптимальность маршрутизации сетевого трафика и другие). Для пользователя качество функционирования Интернет-порталов достоверной напрямую связано со скоростью получения необходимой информации. В настоящее время существует множество поисковых средств в сети Интернет. Несмотря на существующее многообразие исследований, направленных на разработку подходов, методов, средств и технологий поиска, динамика создания моделей, методов и средств поиска должна коррелировать с динамикой роста информационного наполнения сети Интернет. В противном случае будет наблюдаться отставание в вопросах нахождения пользователем необходимой информации. Другими словами, работы по развитию различных средств эффективного поиска должны носить постоянный и динамичный характер. В данной работе делается попытка внести определенный вклад для улучшения качества функционирования имеющейся системы образовательных Интернет-порталов.

Заключение диссертации по теме «Телекоммуникационные системы и компьютерные сети», Райнова, Ольга Дмитриевна

Выводы:

1. Дан расчет основных качественных показателей исследуемой системы Интернет-порталов (СИП) как стохастической сети массового обслуживания. Получены аналитические выражения для расчета основных параметров качества СИП, таких как пропускная способность, загрузка "\УЕВ-серверов и сервера баз данных, параметры очередей, среднее время обслуживания заявки заданного класса. Получен обобщенный вид функционала индекса производительности СИП.

2. Предложены алгоритмические средства оценки качества СИП на основе имитационного моделирования, отличающиеся учетом параллельной обработки очередной заявки \¥ЕВ-приложением и сервером СУБД.

3. Разработана аналитическая модель обобщенной СИП в виде замкнутой смешанной стохастической сети массового обслуживания с экспоненциальным распределением времен поступления заявок и обслуживания, отличающаяся возможностью изменения класса сообщений и учетом множества \УЕВ-серверов и сервера баз данных.

Заключение Заключение

В работе приведен анализ основных процессов информатизации в системе образования. С учетом специфики образовательной информации показана необходимость создания комплекса поисковых сервисов на базе семиотического анализа текстов, имеющих многопроцессорную клиент-серверную реализацию с \УеЬ-доступом.

Сформулированы общие принципы решения задачи гарантированного результата поиска информации и разработана модель минимизации машинного времени для нахождения необходимой пользователю информации.

Проведено моделирование взаимодействия пользователей сети Интернет и Интернет-портала и разработан алгоритм эффективного перемещения пользователей по страницам Интернет-портала. Сформулирована задача оптимизации Интернет-портала, заключающаяся в расположении информационных блоков на \уеЬ-страницах таким образом, чтобы максимизировать нелинейный критерий оптимальности, учитывающий интересы пользователей. Решены задачи минимизации общей задержки пакетов сообщений и оптимизации времени и стоимости доставки пакетов.

Получен расчет основных качественных показателей системы Интернет-порталов. Получены аналитические выражения для расчета основных параметров качества данной системы. Разработана аналитическая модель обобщенной системы Интернет-порталов в виде замкнутой смешанной стохастической сети массового обслуживания с экспоненциальным распределением времен поступления заявок и обслуживания.

Все разработанные в диссертационной работе модели и методы направлены на повышение эффективности функционирования системы российских образовательных порталов.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Райнова, Ольга Дмитриевна, 2006 год

1. Авен О.И. Турин H.H. Коган А.Я. Оценка качества и оптимизация вычислительных систем. М.: Наука, 1982 г. С. 464.

2. Альянах И.Н. Моделирование вычислительных систем. -Л.:Машиностроение. Ленингр. отд., 1988 г. С. 223.

3. Афонин A.A., Крейнес М.Г. Поиск Образовательных информационных ресурсов // Интернет-порталы. Содержание и технологии. Выпуск 1. М.: Просвещение. 2003 г. с.584-534.

4. Баженова И.Ю. Visual С++ 6.0. М.: Диалог-МИФИ, 1999 г.-С.416.

5. Барфилд Э., Уолтере Б. Программирование клиент-сервер в локальных вычислительных сетях. М.: Филинъ, 1997 г. С. 424.

6. Башарин Г.П., Бочаров П.П., Коган А.Я. Анализ очередей в вычислительных сетях. М.: Наука, 1989 г. С. 335.

7. Береговой В.И., Иванников А.Д., Тихонов А.Н. Стратегия создания и развития сети образовательных порталов. //Интернет-порталы. Содержание и технологии. Выпуск 1. М.: Просвещение. 2003 г. с. 19-63.

8. Блох А.Ш. Граф-схемы и их применение. Минск: Издательство «Вышэйшая школа», 1975 г. С.304.

9. Бочаров П.П., Печинкин A.B. Теория массового обслуживания.М.:РУДН, 1995 г. С.529.

10. Бройдо В.Л. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. Спб.: Питер, 2002 г. С.688.

11. Бэйкер P. Oracle 8i. Создание Web-приложений М.: ЛОРИ, 2001 г. С.723.

12. Велихов С. Справочник по HTML 4. М.: Оверлей, 2001 г. С416.

13. Вентцель Е. С. Теория вероятностей 7-е изд. стер. М: Высшая школа, 2001 г. С.575.

14. Волков Д. Как оценить рабочую станцию / Открытые системы,2, 1994 г., с. 44-48.

15. Волков Д., Французов Д., Новое поколение тестов SPEC. / Открытые системы, №4, 1996 г., с. 73-74.

16. Гермейер Ю.Б. Оптимизация и исследование операций / М.: Наука, 1971 г. С.383.

17. Генри Д. Java Server Pages. Библиотека профессионала. М.:Вильяме, 2002 г. С.464.

18. Гешвинде Э., Шенинг Г.Ю. Разработка WEB-приложений на PHP и PostgreSQL. М.: ДиаСофт, 2003 г. С.608.

19. Гнеденко Б.В., Коваленко И.Н. Введение в теорию массового обслуживания, 2-е изд., М.:Наука, 1987 г. С.336.

20. Денисов A.A., Колесников Д.Н. Теория больших систем управления. JI.: Энергоиздат, 1982 г. С.288 .

21. Елашкин М. Кто сильнее кит или слон? / СЮ №2(12), М., 2003 г. с.72-75.

22. Жожикашвили В.А., Вишневский В.М. Сети массового обслуживания. Теория и применение к сетям ЭВМ. М.: Радио и связь, 1988 г. С. 192.

23. Иванников А.Д., Тихонов А.Н. Основные положения концепции создания ситемы образовательных порталов. //Интернет-порталы. Содержание и технологии. Выпуск 1. М.: Просвещение. 2003 г. с. 8-17.

24. Камер Д. Компьютерные сети и Internet М.: Вильяме, 2002 г.1. С.640.

25. Кастаньетто Д. и др. Профессиональное PHP программирование. М: Символ Плюс, 2001 г. С.912.

26. Киллелиа П. Тюнинг WEB-сервера Спб.: Питер, 2003 г. С.528.

27. Клейнрок JI. Вычислительные системы с очередями: Пер. с англ. М.:Мир, 1979 г. С.600.

28. Клейнрок JI. Теория массового обслуживания: Пер. с англ. М.:Машиностроение, 1979 г. С.432.1. Литература

29. Кокс Д. Р., Смит У. JI. Теория очередей: Пер. с англ. М.: Мир, 1966 г. С.218.

30. Кулагин В.П. Система ресусрсных центров и развитие единого образовательного информационного пространства// Ресурсные центры сферы образования России. Москва 2004 г. с. 19-34.

31. Кулагин В.П., Тихонов А.Н. Ресурсные центры сферы образования-задачи, создания, состояние, переспективы развития//Телекоммуникации и информатизация образования. 2003 г. №5. с.36-56.

32. Кулагин В.П., Найханов В.В., Овезов Б.Б., Роберт И.В., Кольцова Г.В., Юрасов В.Г. Информационные технологии в сфере образования. М.: Янус-К, 2004 г. С.248.

33. Куракина О.Д. «Выбор маршрутизатора для подключения локальных сетей вузов к глобальным телекоммуникационным системам» //Четвертая международная студенческая школа-семинар «Новые информационные технологии», Крым, 1996 г., с.115

34. Куракина О.Д. «Построение моделей протокольных реализаций, используемых в глобальных сетях и их тестирование» // Научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых специалистов, Москва, 1997 г., с.118.

35. Куракина О.Д. «Разработка моделей протоколов Internet и их тестирование на соответствие стандартам» // Пятая международная студенческая школа-семинар «Новые информационные технологии», Крым, 1997 г., с.322.

36. Лебедев А.Н., Чернявский Е.А. Вероятностные методы в вычислительной технике. М.: Высшая школа, 1986 г. С.312.

37. Матвеев В.Ф., Ушаков В.Г. Системы массового обслуживания. М.: Изд-во МГУ, 1984 г.С.240.

38. Мальцева СВ. Информационное моделирование WEB-ресурсов Интернет. М.: Глобус, 2003 г.С.216.1. Литература

39. Мельтцер К., Михальски Б. Разработка CGI-приложепий на Perl.M.: Вильяме, 2001 г. С.400.

40. Минзов А.С, Грачев В.В. Оценка эффективности системы дистанционного обучения / Дистанционное образование №3, М., 1999 г. с.37-41.

41. Райнова О.Д. «Разработка поисковой системы с использованием языка программирования Java» // Научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых специалистов, Москва, 1998 г., с.72.

42. Райнова О.Д. «Разработка поисковой системы для WWW-сервера» // Шестая международная студенческая школа-семинар «Новые информационные технологии», Крым, 1998 г., с. 149-150.

43. Райнова О.Д. «Обзор существующих средств поиска информации в глобальных и корпоративных сетях» // «Информатика и машиностроение», Москва, 1999 г. № 1, с.25-27.

44. Райнова О.Д. «Анализ и принцип действия поисковых систем» // Седьмая международная студенческая школа-семинар «Новые информационные технологии», Крым, 1999 г., с. 185

45. Райнова О.Д. «Оптимальное индексирование сервера поисковыми машинами» // Восьмая международная студенческая школа-семинар «Новые информационные технологии», Крым, 2000 г., с.334.

46. Райнова О.Д. "Решение задачи достижения наилучшего гарантированного результата поиска" Научно-практический журнал по информационным технологиям в образовании «Открытое образование», Москва, 2006 г., №1, с. 40-49.

47. Райнова О.Д. «Оптимизация сети образовательного интернет-портала» // Журнал «Телекоммуникации и информатизация образования», Москва, № 3 (34), май-июнь, 2006 г., с. 129-134.

48. Тавридович С.А. Линейная сетевая модель Web-проекта. Задача об оптимальной структуре рекламы // Современные аспекты экономики. -СПб.:2002 г.-№4(17). с.36-40.

49. Тавридович С.А. Оптимизация Web-сайта Интернет-магазина // Современные аспекты экономики. СПб.: 2003 г. - № 16 (44). с.60-63.

50. Тавридович С.А. Решение задачи оптимизации Web-сайта Интернет-магазина с использованием генетического алгоритма // Современные аспекты экономики. СПб.: 2004 г. - № 1 (52). с. 133-139.

51. Тавридович С.А. Сетевая модель Web-проекта. Моделирование посещения пунктов уникальными пользователями // Современные аспекты экономики. СПб.: 2002 г. -№ 7 (20). с. 130-132.

52. Тавридович С. А. Сетевые транспортные задачи: Практикум / Балт. гос. техн. ун-т. СПб., 2002 г. с.54.

53. Тихонов А.Н., Кулагин В.П. Ресурсные центры сферы образования. Единое образовательное информационное пространство.//Вестник образования. 2003 г. №2. с.52-60.

54. Тихонов А.Н., Иванников А.Д., Гридина Е.Г., Куракина Н.И., Симонов A.B., Чиннова И.И. Комлексный анализ системы федеральных образовательных порталов. // Интернет-порталы. Содержание и технологии. Выпуск 2. М.:Просвещение. 2004 г. с. 192-226.

55. Тихонов А.Н., Иванников А.Д., Булгаков М.В., Гридина Е.Г и др., Федеральный горизонтальный портал "Российское образование"// Интернет-порталы. Содержание и технологии. Выпуск 2. М.:Просвещение. 2004 г. с. 10-56.

56. Олифер В. Г., Олифер H.A. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы.// 2-изд. СПб: Питер-пресс, 2002 г. С.864.

57. Павловский Ю. Н. Имитационные модели и системы. М:1. ФАЗИС, 2000 г. С.144.

58. Свами М., Тхуласираман К. Графы, сети и алгоритмы: Пер. с англ. М.: Мир, 1984 г. С.455.

59. Феррари Д. Оценка производительности вычислительных систем. М.: Мир, 1981 г. С.576.

60. Хилайер С, Мизик Д. Программирование Active Server Pages М.: Русская редакция. 2000 г. С.320.

61. Храмцов П.Б., Брик С.А. и др. Основы web-технологий. М.: ИНТУИТ.ру, 2003 г. С.512.

62. Чистяков В.П. Курс теории вероятностей 5-е изд. М.: Агар, 2000 г. С.255.

63. Шагурина Н. Web-службы: новая парадигма интеграции? / Сетевой журнал №2, М., 2003 г. с. 14-17.

64. Шэннон Р. Имитационное моделирование систем. М.: Мир, 1978 г. С.418.

65. Baskett F., Chandy К.М., Muntz R.R., Palacios F.G. Open, Closed and Mixed Networks of Queues with Different Classes of Customers//.!. Assoc. Comput. Mach. 1975. - Vol. 22, N 2. - P. 248 - 260.

66. Beiluer H.S. On the construction of computing system simulators.Experimental computer performance evaluation, North-Holland, 1981, P. 1-32.

67. Buzen J.P. Computational Algorithms of Closed Queuing Networks with Exponential Servers//Commun. ACM. 1973 - Vol. 16, N 9. -P. 527-531.

68. Chen H., Yao D. Fundamentals of Queueing Networks. Springer Verlag; 1st edition ,2001. 424 p.

69. Friedman H.P. Statistical methods in computer perfomance evaluation. Experimental computer performance evaluation, North-Holland, 1981, P.79-105.

70. Gross D. Harris C. Fundamentals of Queueing Theory. Wiley

71. Литература Interscience; 3rd edition, 1998. 439 P.

72. Mamrak S.A., Amer P.D. Statistical procurement methodologies.Experimental computer performance evaluation, North-Holland, 1981, P. 118-132.