Моделирование и оптимизация структуры информационного ресурса

По оценке аналитиков, архивы корпоративной информации удваиваются каждые два года, причем 80% объема данных, хранимых в электронном виде, приходится на неструктурированную информацию [1]. Ситуация осложняется требованиями нормативных актов и внутрикорпоративных стандартов, предписывающих длительное хранение некоторых видов информации — иногда в течение 5−10 лет [2,3]. При существующей тенденции прогнозируется дальнейшее ускорение темпов роста, что ставит перед специалистами в области информационных технологий (ИТ) задачи обеспечения функционирования информационных систем (ИС) с заданными параметрами. В настоящее время активно ведутся работы по созданию единых информационных пространств, что предполагает использование открытых информационных систем. В связи с этим к ИС предъявляются требования интероперабельности, масштабируемости, переносимости, производительности, надежности.

Для проектирования ИС необходимо обеспечить взаимодействие аппаратного, программного, информационного обеспечения на заданном уровне производительности, надежности, масштабируемости, т. е. требуемых уровнях функционирования. Применение различных конфигураций этих составляющих позволит выработать определенную стратегию построения ИС, направленную на улучшение требуемых параметров функционирования и уменьшение затрат на обслуживание и модернизацию.

Решение вышеперечисленных задач связано с выбором состава технических устройств, средств связи, структуры и организации вычислительной сети, структуры информационного ресурса (ИР), которые обеспечивали требуемые параметры при снижении затрат.

Именно поэтому особый интерес в настоящее время приобретают методы, которые позволяют оценить структуру вычислительной сети, организацию баз данных, характеристики технических комплексов, организацию хранения ИР.

Фундаментальные положения теории информации и управления информационными процессами принадлежат JI. Бриллюену, Н. Винеру, А. Колмогорову, Дж. Пирсу, Р. Фишеру, К. Шеннону [4].

В российской литературе различные аспекты информационных ресурсов, их производства и распространения нашли отражение в работах [4, 6] В. Тихомирова, А. Хорошилова, Д. Чернавского. В последние годы появились работы, в которых решаются вопросы эффективного использования ИС при совершенствовании деятельности организаций. Это работы A.M. Вендрова, Т. А. Гавриловой, A.M. Карминского, К. Г. Скрипкина, Г. А. Титоренко, C.B. Черемных и др. [11−15,17].

Однако в известных работах решались, как правило, задачи, связанные с повышением эффективности поиска, передачи и анализа информации. Вместе с тем в настоящее время актуальны вопросы, связанные с хранением информационного ресурса.

Требуется комплексный анализ ИС по качественным и количественным характеристикам, ограничениям и целевым критериям с точки зрения оптимизации структуры ИР, что способствует увеличению эффективности функционирования ИС, снижению рисков в деятельности организации, снижению затрат на хранение ИР.

Цель работы.

Обеспечение требуемого уровня функционирования информационных систем за счет оптимизации структуры хранения информационного ресурса и применения эффективных алгоритмов его обработки.

Основные задачи исследования.

Для достижения поставленной цели в диссертационной работе решаются следующие задачи:

1. Выбор и разработка методов исследования ИР, ИС и методов оценки входных параметров многоуровневой структуры ИР, используемой для определения оптимального состава ПАК его хранения.

2. Моделирование многоуровневой структуры ИР, используемой для определения оптимальных параметров ПАК хранения.

3. Разработка интеллектуального классификатора для классификации ИР по экономическим критериям, основанным на методах и алгоритмах нейронных сетей.

4. Анализ и совершенствование алгоритмов обучения нейронной сети, используемой для классификации ИР.

5. Практическая реализация и внедрение предложенных решений в виде методических и программно-аппаратных средств для хранения ИР организации.

Объектом исследования являются информационные системы. Предметом исследования являются математические модели описания ИР, методы классификации ИР, алгоритмы математического программирования.

Научная новизна диссертационной работы заключаются в следующем: разработана методика формирования структуры ИР, включающая методы и алгоритмы исследования ИР и оценки параметров его структурыразработана математическая модель структуры ИР и определены оптимальные параметры ПАК хранения ИР для принятых технико-экономических критериев эффективностиразработан интеллектуальный классификатор для автоматической классификации ИР по экономическим критериям на основе алгоритмов нейронных сетей (НС), включающий выбор совокупности признаков классов ИР, методов их обработки, выбора оптимальной архитектуры НС и алгоритмов обучения.

На защиту выносится: методика формирования структуры ИРматематическая модель структуры ИРматематическая модель классификатора ИРрезультаты внедрения в формировании ИР организации.

Апробация работы.

Основные научные результаты, полученные в диссертационной работе, докладывались и обсуждались на всероссийской научно-практической конференции «Современные инновационные технологии и оборудование» (г. Тула, 2006 г.), на региональных научно-практических конференциях «Социально-экономические проблемы развития региона» (г. Чайковский, 2001 г., 2005 г., 2006 г.), на Всероссийской научно-технической конференции «Информационные системы и модели в научных исследованиях, промышленности и экологии» (г. Тула, 2007 г.), на Всероссийской конференции молодых ученых по математическому моделированию и информационным технологиям (г. Новосибирск, 2007), на Всероссийских конференциях молодых ученых «Применение теории динамических систем в приоритетных направлениях науки и техники» (г. Ижевск, 2006 г., 2007 г.).

Основные результаты диссертационной работы отражены в 11 научных публикациях, из них 3 статьи в научных журналах, рекомендованных ВАК для публикации.

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов и результатов работы, списка литературы, приложений. Объем диссертации составляет 142 страницы машинописного текста, включая 27 рисунков и 26 таблиц.

Список литературы

составляет 118 наименований.

2. Intelligent Enterprise/RE. Корпоративные системы Электронный ресурс.: Электрон, журн. — Режим доступа к журн.: www.iemag.ru, свободный. — Загл. с экрана.

3. Enterprise Storage Group Электронный ресурс.: Электрон, журн. — Режим доступа к журн.: www.enterprisestrategygroup.com, свободный. — Загл. с экрана.

4. Теория информации. Электронный ресурс.: лекции. — Режим доступа http://www.mtuci.ru/cde/courses/tes, свободный. — Загл. с экрана.

5. Чернавский Д. С. — Синергетика и информация: Динамическая теория информации. Изд. 2-е, испр., доп. Едиториал УРСС, 2004 — 288с.

6. ГОСТ 34.003−90 Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Термины и определения. Электронный ресурс. — Введ. 1992;01−01,;

7. Об информации, информатизации и защите информации. Федеральный закон от 20.02.95 № 24-ФЗ.

8. Информатика. Базовый курс. 2-ое издание / Под ред. С В. Симоновича. — СПб.: Питер, 2003. — 640 с: ил.

9. Мамиконов А. Г., Кульба В. В., Цвиркун А. Д. Системные методы повышения качества функционирования сложных управляющих систем. Экономико-математические методы, № 3, 1973.

10. Проектирование подсистем и звеньев автоматизированных систем управления. Под. ред. А. Г. Мамиконова. Учебное пособие для вузов, М.:"Высшая школа", 1975.

11. Мамиконов А. Г. Основы построения АСУ: Учебник для ВУЗов.-М.: Высш. Школа, 1981.-248с, ил.

12. Скрипкин К. Г. Экономическая эффективность информационных систем. -М.: ДМК Пресс, 2002.

13. Тартаковский Г. П. Теория информационных систем. — М.:Физматкнига, 2005. — 304с.

14. Скрипкин К. Г. Финансовая информатика: Учебное пособие.-М.: ТЕИС, 1997.

15. Карминский A.M., Нестеров П. В. Информатизация бизнеса. — М.: Финансы и статистика, 1997.-416 с.:ил.

16. Проектирование машинной обработки экономической информации: учебник / Г. А. Титоренко, А. В. Абинина и др. — 3-е изд., перераб и доп. — М.: статистика, 1979.-287с, ил.

17. Жукова А. Оптимизация структуры системы с учетом затрат на обмен информацией методом генетического алгоритма -//Материалы сборника докладов региональной научно-практической конференции. — г. Чайковский, 2005.

18. Информационные технологии управления: учебное пособие для вузов/ Под ред. проф. Г. А. Титоренко. — 2-е изд., доп.-М.:ЮНИТИ-ДАНА, 2003. г-439с.

19. Вендров A.M. CASE-технологии. Современные методы и средства проектирования информационных систем. Электронный ресурс.: Режим доступа http://idefinfo.ru/content/view/73/25/, свободный. — Загл. с экрана.

20. Профиль среды открытой системы типового образовательного учреждения по доступу к распределенным информационным ресурсам науки и образования. Общие технические требования. МИРЭА, Москва, 2001.

21. Олейников А. Я. Технология открытых систем — основное направление информационных технологий //Информационные технологии и вычислительные системы- 1997.-№ 3 -с.4−14.

22. Универсальная модель описания образовательных ресурсов Электронный ресурс.: — Режим доступа: http://www.openet.ru/University.nsWndex.htm!Open&Menu=VUMain-InfAnalitMaterials- 8L, свободный. — Загл. с экрана.

23. Открытое образование: стандартизация описания информационных ресурсов /Е.И.Горбунова, Л. Лобачев, А. А. Малых, А. В. Манцивода, А. А. Поляков, В.И.СолдаткинОтв. ред. Л.ЛобачевМ.: РИЦ «Альфа» МГОПУ им. М. А. Шолохова, 2003. — 215 с.

24. Башмаков А. И., Старых В. А. Каталогизация образовательных информационных ресурсов / Сб. научн. ст. «Интернет-порталы: содержание и технологии». Вып. 1. ГНИЙ ИТТ «Информика». — М.: Просвещение, 2003. — 511−558.

25. Козлова Ж., Жукова А. Создание единого информационного пространства //Сб. докладов регион, научно-практ. конференции Социально-экономические проблемы развития региона. — г. Чайковский, 2006.

26. Когаловский М. Р. Перспективные технологии информационных систем. — М.: ДМК ПрессМ.: Компания АйТи, 2003. — 288 с.

27. ISO 7498−3:1989 Системы обработки информации. Соединение открытых систем. Основная эталонная модель. Электронный ресурс.: Режим доступа к ресурсу: http://www.vniiki.ru/, платный. — Загл. с экрана. -Язык рус, англ.

28. Horison Information Strategies: сайт, посвященный классификации данных. Режим доступа: http://www.horison.com/Horison Information Strategies and Guga Research, свободный.

29. Александр Михайлов Семь подходов к разработке ИТ-стратегий Электронный ресурс. Режим доступа к ресурсу: http://www.info-strategy.ru/publications/IT-strategy-003/index.htm#_Toc55894386, свободный. -Загл. с экрана.

30. Технологии хранения данных Электронный ресурс.: электронный журнал — Режим доступа http://www.storagenews.ru, свободный. — Загл. с экрана.

31. Леонид Черняк Навстречу системам хранения неструктурированных данных //Открытые системы. — 2004. № 3. — с. 18.

32. А. К. Лобанов Методы построения систем хранения данных Электронный ресурс.: Информационный бюллетень, 2003. — № 7 — Режим доступа http://vww.jetinfo.ru/cgi-bin/map/2003.html, свободный. — Загл. с экрана.

33. Сети хранения данных. Электронный ресурс.: — Режим доступа http://www.jetinfo.rU/2002/9/l/articlel.9.2002.html, свободный. -Загл. с экрана.

34. Жесткие диски вчера, сегодня, завтра //Системы хранения данных. — 2005.-№ 3.-С.22.

35. Андрей Егоров, Сайгин Сергей RAID О, RAID 1, RAID 5, RAID 10 или что такое уровни RAID? Электронный ресурс.: — Режим доступа http://www.timcompany.ru/article38.html /, свободный. — Загл. с экрана.

36. Лавров А. С. Современные технологии хранения данных //Открытые системы, 2006, № 8, стр. 23.

37. SUN Microsystems Электронный ресурс.: сайт компании SUN Microsystems — Режим доступа http://www.sun.com, свободный. — Загл. с домашней страницы Интернет.

38. BYTE Электронный ресурс.: электронный журнал — Режим доступа к журн. http://www.bytemag.ru/articles/index.php?THEME_ID=6266, свободный. — Загл. с экрана.

39. ЕМС Электронный ресурс.: каталог оборудования и ПО компании ЕМС для создания информационной инфраструктуры. Режим доступа: http://russia.emc.com/products/index.htm, свободный. — Загл. с экрана.

40. HP Электронный ресурс.: каталог оборудования и ПО компании HP для создания информационной инфраструктуры. Режим доступа: www.hp.com, свободный. — Загл. с экрана.

41. Hitachi Электронный ресурс.: каталог оборудования и ПО компании Hitachi для создания информационной инфраструктуры. Режим доступа: www.hds.com, свободный. — Загл. с экрана. 48 www.storagexpo.com — материалы выставки-конференции Storage Expo 2007.

42. CAS решения. Особенности и применение// Storage.- 2007 — № 3 — 2.

43. Базы данных: модели, разработки, реализация /Т.С.Карпова. — СПб.:Питер, 2001. — 304с.ил.

44. М. Зубарев Классификация данных — основа проектов ILM Материалы II выставки-конференции Storage-Expo, 2006 Электронный ресурс.: — Режим доступа www. storage-expo, свободный. — Загл. с экрана.

45. ЕМС Documentum Электронный ресурс.: Материалы по семейству программ ЕМС Documentum — Режим доступа http://www.documentum.ru, свободный. — Загл. с экрана.

46. Международный форум по управлению информацией. Электронный ресурс.: — Режим доступа http://www.ilm-forum.ru, свободный. — Загл. с экрана.

47. Александр Харламов Автоматический структурный анализ текстов открытые системы// Открытые системы.-2004, № 4.-С6.

48. Королев А. Н., Цацулин В. В. Промышленная информационнопоисковая система convera (excalibur) retrievalware // Материалы III научно-практической конференции «Проблемы обработки больших массивов неструктурированных текстовых документов», 2000 г.

49. Directum Jurnal Электронный ресурс.: электронный журн. О документообороте. — Режим доступа: http://www.directum-journal.ru/, свободный. — Загл. с экрана.

50. Волков Д., Дубова Н. Два взгляда на ILM //Открытые системы.- 2004;№ 4.-С. 20.

51. Говард Элиас ILM — это путь, не имеющий конца//РС Week.- 2004 — А Н 15.

52. Жизненный цикл ILM //Открытые системы.- 2007 — № 7. -С 8.

53. Сторус Электронный ресурс.: Дисковые (RAID) массивы компании Сторус. Режим доступа: http://www.storus.ru/products/diskarray.htm, свободный. — Загл. с экрана.

54. ILM Электронный ресурс.: [Международный форум по управлению информацией. Режим доступа: http://www.ilm-forum.ru, зарегистр. польз. -Загл. с экрана.

55. Андрей Морозевич, Владимир Гаврилюк ILM, PLM и IBM Электронный ресурс.: электронный журнал Storage News, 2005.-№ 1. Режим доступа: http://www.bcc.ru/press/articles/ILM_PLM_and_IBM.html, свободный. — Загл. с экрана.

56. Системы хранения данных Электронный ресурс.: описание решений компании IBM. Режим доступа: http://www.tls-group.ru/sys_save, свободный.

57. Черемных С В. Структурный анализ систем: IDEF-технологии/ В. Черемных, И. О. Семенов, В. С. Ручкин. — М.: Финансы и статистика, 2001. -208с.

58. Юдицкий СА. Сценарно-целевой подход к системному анализу //Автоматика и телемеханика. -2001. — № 4.

59. Юдицкий А., Владиславлев П. Н. Основы предпроектного анализа организационных систем: Учебное пособие. — М.:Финансы и статистика, 2005. -144с.

60. Якимович Б. А., Тенев В. А. Методы анализа и моделирования систем.- Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2001;152с.

61. Калянов Г. Н. CASE. Структурный системный анализ (автоматизация и применение). М., «Лори», 1996.

62. Методология функционального моделирования — рекомендации по стандартизации Р.50 Л .028−2001.

63. Гук М. Аппаратные средства IBM PC. Энциклопедия — Спб: Издательство «Питер», 2000. — 616с.:ил.

64. Таненбаум Э., Вудхалл А. Операцинные системы: разработка и реализация.-СПб. Литер, 2006.-576 сил.

65. RAID Info Электронный ресурс.: информация о RAID-массивах — Режим доступа: www.raidinfo.ru., свободный.

66. Николаев А. Строителям информационных пирамид — Открытые системы, 1999, № 9−10.

67. Калянов Г. Н. CASE. Структурный системный анализ (автоматизация и применение). М., «Лори», 1996.

68. Зиндер Е. З. Бизнес-реинжиниринг и технологии системного проектирования. Учебное пособие. М., Центр Информационных Технологий, 1996.

69. Ефимов И. Н., Жукова А. Оптимизация среды хранения информационного ресурса //Вестник ИжГТУ.- Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2007.-№ 3. — 34.

70. Жукова А. Математические модели оптимизации среды хранения информационного ресурса //Доклады VIII Всероссийской конференции молодых ученых по математическому моделированию и информационным технологиям", г. Новосибирск, 2007.

71. Ефимов И. Н., Жукова А. Оптимизация хранения корпоративных ресурсов //Программные продукты.- Тверь: Изд-во, 2007.-№ 4. — 36.

72. Струченков В. И. Методы оптимизации. — М.: Издательство Экзамен. — 2005. — 256 с. (Серия «Учебное пособие для вузов»).

73. Конюховский П. В. Математические методы исследования операций в экономике. — СПб: Питер, 2002.-208с.

74. Глухов В. В., Медников М. Д., Коробко СБ. Математические метода и модели для менеджмента.- Сп. б: Издательство «Лань», 2000. — 480 с. (Учебник для вузов).

75. Лялин В. Е., Серазитдинова Т. И. Математическое моделирование и информационные технологии в экономике предприятия. Мурманск — Ижевск: Изд-во Кольского НЦ РАН, 2005. — 212с.

76. Ларичев О. И., Поляков О. А. Человеко-машинные процедуры принятия решений многокритериальных задач математического программирования /Экономика и математические методы, 1980, T. XXVI, вып.1 — 104.

77. Подиновский В. В., Ногин В. Д. Парето — оптимальные решения многокритериальных задач. — М.: Наука, 1982.

78. Реклейтис Г., Рейнвиндран А., Рэгсдел К. Оптимизация в технике: в 2-х кн. Кн.2. Пер. с англ.-М.: Мир, 1986.-320с.

79. Акулич И. Л. Математическое программирование в примерах и задачах. Учебное пособие. — М.: Высшая школа, 1986.

80. Открытые системы Электронный ресурс.: электронный журн. — Режим доступа к журн.: http://www.osp.ru/index.html, свободный, Загл. с домашней страницы Интернет.

81. Понятие, внедрение, сопровождение CRM (Customer Relationship management)// Компьютер в бухгалтерском учете и аудите.-Москва: Изд-во Оптим,-2005. № 2-С. 65.

82. Соболь И. М., Статников Р. Б. Выбор оптимальных параметров в задачах со многими критериями. — М.:Наука, 1981.

83. Чубукова И. А. Data Mining: Учебное пособие/М. ИнтернетУниверситет Информационных ТехнологийБИНОМ. Лаборатория знаний, 2006.-382С.

84. Ю. Волков, «Метаданные» Электронный ресурс.: — Режим доступа http://www.ngo.org.ru/ngoss/support/MetadataForDummies.shtml, свободный. — Загл. с экрана.

85. Нейроинформатика / А. Н. Горбань, В.Л.Дунин-Барковский, А. Н. Кирдин и др. — Новосибирск: Наука. Сибирское предприятие РАН, 1998. — 296с.

86. Хайкин, Саймон Нейронные сети: полный курс, 2-е изд., испр.: пер. с англ. — М.: 0 0 0 «И.Д. Вильяме», 2006.-1104с.

87. Ефимов И. Н., Жукова А. Интеллектуальный классификатор неструктурированных данных на основе нейронных сетей //Естественные и технические науки. — Москва.: Изд-во Компания Спутник, 2007.-№ 2.-С.195.

88. Жукова А. Классификация неструктурированных данных// Доклады Всероссийской научно-технической конференции Информационные системы и модели в научных исследованиях, промышленности и экологии.- г. Тула, 2007 г.

89. Яхъяева Г. Э. Нечеткие и нейронные сети: Учебное пособие /М.:Интернет-Университет Информационных ТехнологийБИНОМ. Лаборатория знаний, 2006.-316с.

90. Круглов В. В., Борисов В. В. Искусственные нейронные сети. Теория и практика.-2-е изд.-М.: Горячая линия — Телеком, 2002. ;

91. Галушкин А. И. Теория нейронных сетей. Серия «Нейрокомпьютеры и их применение», книга 1. М.: ИПРЖР, 2000.

92. Барский А. Б. Логические нейронные сети: методика построения и некороторые применения. Приложение к журналу «Информационные технологии», № 8, 2006.

93. Барский А. Б. Логические нейронные сети: учеб. пособие — М.: Интернет-Университет Информационных технологийБИНОМ. Лаборатория знаний, 20О7.-352с: ил., табл.

94. Субботин А. Методы синтеза нейронечетких классификаторов для случая нескольких классов. Информационные технологии -2007.-№ 11- 31.

95. Genetic Server and Genetic Library Электронный ресурс.: электронная библиотека программ ГА и НС — Режим доступа: http://www.nd.com/genetic/, свободный. — Загл. с экрана.

96. Тимофей Струнков. Что такое генетические алгоритмы// PC Week RE.-1999.-№ 19.b-C.12.

97. Батищев Д. И. Генетические алгоритмы решения экстремальных задач / Под ред. Львовича Я. Е.: Учеб. пособие. — Воронеж, 1995.

98. Жукова А. Новые информационные технологии в управлении образовательными ресурсами //Доклады Всероссийской научно-технической конференции Современные инновационные технологии и оборудование. -г. Тула, 2006 г.

99. Жукова А. Управление жизненным циклом информационного ресурса //Материалы Всероссийской конференции Применение теории динамических систем в приоритетных направлениях науки и техники. -г.Чайковский 2007 г.

100. Кадушин А. И., Михайлова Н. Б. Методика оценки экономической эффективности ИТ-проектов. Электронный ресурс.-электронный бизнес-журнал. Режим доступа http://offline.business-magazine.ru/, свободный.

101. Вильданов А. Н. Методика оценки затрат и эффекта от использования информационных ресурсов промышленного предприятия: дис.канд.экон.наук/ Вильданов Айрат Насырович. — Набережные Челны. 2005.-143С.

102. Маклаков В. Создание информационных систем с AllFusion ModelingSuite — М.: Диалог-МИФИ, 2005. 432с.

103. Дуброва Т. А. Статистические методы прогнозирования: Учебное пособие для вузов.-М.:ЮНИТИ-ДАНА, 2003.-206с.

104. Лугачев М. И. Когаловский М.Р. Скрипкин К. Г. и др. Экономическая информатика: введение в экономический анализ информационных систем. -М.: Инфра-М, 2005.

105. НИКС Электронный ресурс.: каталог компьютерной техники.- Режим доступа: www.nix.ru, свободный.

106. Тарганов Д. Н. Статистический анализ в маркетинговых исследованиях с использованием SPSS. — СПб: Питер, 2005.-192с.