Боскін О.О., Деріна К.Ю.

Херсонський національний технічний університет, Україна

РОЗРОБКА ІМІТАЦІЙНОЇ МОДЕЛІ МЕРЕЖНОЇ ІНФОРМАЦІЙНОЇ СИСТЕМИ ОБЛІКУ МЕТОДИЧНИХ РОЗРОБОК

Постановка проблеми. Процес створення програмного продукту трудомісткий і займає досить багато часу. І на жаль практика показує, що часто помилки зроблені на початкових етапах програмування щодо структури продукту, його функціональності призводять до проблем у процесі експлуатації (такі як «зависання», втрата даних і таке інше), що призводять до невиправданих витрат. Виправлення ж таких недоліків надзвичайно складне і вимагає багато додаткового часу.

Щоб цього уникнути можна використати метод імітаційного моделювання.

Імітаційне моделювання – метод дослідження, заснований на тому що система, що потребує дослідження, заміняється моделлю, яка з достатньою точністю описує реальну систему і з моделлю проводяться експерименти для отримання інформації про систему [1].

Для дослідження функціонування програмного продукту використання імітаційного  моделювання бажано і доцільно, адже:

-       характер деяких процесів, що протікають при роботі програми, не дозволяє описати ці процеси в аналітичній формі;

-       необхідно спостерігати за поведінкою системи протягом певного періоду часу, при чому швидкість протікання процесів може бути змінена [2].

Основною перевагою імітаційного підходу є можливість проведення різноманітних експериментів із досліджуваним об'єктом (у даному випадку програмним продуктом) не прибігаючи до фізичної реалізації, що дозволяє якісно пропрацювати всі особливості, недоліки, вузькі місця програми ще до її створення. Зроблені висновки допоможуть створити більш надійну та працездатну і продуктивну систему.

Мета статті.  Приведення прикладу побудови імітаційної моделі і аналізу результатів моделювання для конкретного створюваного програмного продукту.

Досліджуваним об’єктом буде автоматизована система обліку методичних розробок на основі клієнт – серверної технології. Програма має бути написана для полегшення роботи працівників методичного відділу ХНТУ, в обв’язки яких входить ведення обліку методичних розробок викладачів, що в свою чергу дозволяє оцінювати рівень забезпеченості спеціальностей і кафедр університету методичною літературою.

Створення автоматизованої системи обліку методичних розробок на основі клієнт – серверної технології надасть ряд переваг працівникам методичного відділу, а також співробітникам університету:

-       Зручний дизайн дозволить працівникам методичного відділу з легкістю додавати, видаляти, редагувати інформацію про методичні розробки, написані викладачами університету.

-       Автоматизація пошуку необхідної інформації.

-       Автоматизація створення різноманітних звітів.

-       Можливість перегляду звітів співробітниками університету не тільки на комп’ютері, де розташована база даних (за допомогою клієнт-серверної технології).

Імітаційна модель автоматизованої системи була створена засобами Simulink із пакету Matlab (програмний продукт, що пристосований для полегшення проведення різних математичних процедур, він поєднує в собі компоненти об'єктно-орієнтованої мови програмування й імітаційного моделювання в середовищі Windows).

Рис. 1. Імітаційна модель мережної системи обліку методичних розробок

Особливості створеної імітаційної моделі мережної системи обліку методичних розробок:

-       У моделі відтворена клієнт-серверна організація інформаційної системи.

-       Був відображений процес реєстрації користувачів.

-       У системі легітимні 2 види користувачів: адміністратори (співробітники методичного відділу) та звичайні користувачі.

-       Співвідношення адміністраторів та звичайних користувачів регулюється.

-       Сервер (якщо він доступний) обробляє всі види заявок на обслуговування (тобто реєстрацію користувачів, роботу з адміністраторами, роботу з звичайними користувачами виконує один і той самий сервер).

-       Врахована можливість збою системи у результаті ряду негативних факторів, таких як відключення електрики, збій в роботі мережі, збій в роботі програмного забезпечення тощо.

У результаті роботи моделі інформаційної системи можна отримати статистику її використання, а саме кількість зареєстрованих, не зареєстрованих користувачів, кількість обслугованих користувачів, кількість користувачів, яким було відмовлено у обслуговувані у зв’язку із перевантаженням серверу, або несправності мережі, серверу або самої програми.

Створена імітаційна модель складається із наступних блоків:

-       New users – генератор заявок на обслуговування від користувачів.

-       Probability of allow – блок, що імітує різноманітні ситуації, що можуть стати причиною не можливості роботи з системою.

-       Information system of workbook accounting – власне інформаційна система обліку методичних розробок, розташована на сервері. Вона в свою чергу складається з наступних блоків:

-       Queue – черга на обслуговування інформаційною системою на сервері.

-       Probability of allow – блок, що імітує різноманітні ситуації, що можуть стати причиною не можливості роботи з системою.

-       Admin or common user – блок, що розділяє потік заявок на обслуговування на заявки від адміністраторів системи та заявки від звичайних користувачів.

-       Math Channel – канал обслуговування заявок.

-       Time block – блок відображення модельного часу.

Висновки та пропозиції.  Проаналізувавши дані отримані в результаті моделювання можна зробити висновок, що ефективність роботи інформаційної системи напряму залежить від часу обробки нею запитів користувачів, що цілком зрозуміло.  При моделюванні були використані орієнтовні показники роботи й у результаті з'ясувалося, що система може повноцінно обслуговувати користувачів, що намагаються зареєструватися в системі з періодичністю 5 і більше хвилин. Цей час цілком прийнятний для функціонування даної інформаційної системи, однак при написанні програмного продукту необхідно буде врахувати що зменшення часу обробки заявок клієнтів є однією із пріоритетних цілей, цілком досяжної за рахунок, наприклад, використання Sql- запитів найменш завантажуючих сервер.

Не менш важливими факторами, що впливають на продуктивність роботи автоматизованої системи є врахована при моделюванні можливість збою роботи самої системи. Отже при написанні програмного продуту слід приділити увагу надійності створюваної програми. Тобто не використовувати не документовані функції, включати в код процедури обробки помилок, а також виділити достатньо часу на процес тестування.

В моделі також були враховані ймовірності виникнення сторонніх факторів, що можуть призвести до збою роботи програмного продукту, а саме: проблеми з мережею, відключення електрики, проблеми з програмним забезпеченням (наприклад збій в роботі операційної системи). Рекомендації, що будуть надані нижче з метою зменшення ймовірності появи цих негативних подій не належать безпосередньо до процесу програмування, але тем не менш важливі. Ось вони: необхідно користуватися перевіреним програмним забезпеченням, обновляти антивірусні бази, користуватися послугами надійного провайдера інтернет послуг, а також мати пристрій безперебійного живлення на випадок проблем з електромережею.

Перспективи подальших досліджень. Розроблену імітаційну модель можна застосовувати для моделювання роботи інших аналогічних програмних продуктів. Слід також зауважити, що список проаналізованих факторів не обмежується розглянутими і при необхідності на основі побудованої імітаційної моделі можна провести ще багато якісних аналізів,  вона являє собою простір для творчості..

Список використаних джерел:

1. Вентцель Е.С. Теория случайных процессов и ее инженерные приложения: Учеб. пособие для втузов/Е.С. Вентцель, Л.А. Овчаров. – 4-е изд., стер. – М.: Высш. шк., 2007. – 479 с.

2. Гультяев А.К. MATLAB 5.2. Имитационное моделирование в среде Windows. Практическое пособие / А.К.Гультяев. – М: КОРОНА ПРИНТ, 1999. – 288с.

3. Лифшиц А.Л. Статистическое моделирование СМО / А.Л.Лифшиц. – М., 1978.