<<
>>

Информационное пространство ИПЭВ

Общая архитектура инструментальной платформы экстренных вычислений (рис.

2.1) построена по трехуровневой схеме (three-tier architecture):

- уровень данных, включающий в себя: уровни глобальной среды, предобработки и хранения данных;

- уровень бизнес-логики: уровни ядра и вычислений;

- уровень представления и взаимодействия с пользователями.

Рисунок 2.1.

Уровни платформы

Данное представление использует концепцию уровней (tier), или слоев (layers). Она используется разработчиками программного обеспечения для разделения сложных систем на более простые части [45]. Представление архитектуры в виде слоев обеспечивает целый ряд преимуществ:

- отдельный слой можно воспринимать как единое целое, не заботясь о наличии дру­

гих слоев;

- возможность выбирать альтернативную реализацию базовых слоев;

- возможность сведения к минимуму зависимости между слоями;

- созданный слой может использоваться несколькими слоями более высокого уровня.

Однако схема расслоения обладает и определенными недостатками:

- слои способны инкапсулировать многое, но не все: модификация одного слоя под­час связана с необходимостью внесения каскадных изменений в остальные слои;

- наличие избыточных слоев нередко снижает производительность системы. При пе­реходе от слоя к слою моделируемые сущности обычно подвергаются преобразова­ниям из одного представления в другое. Несмотря на это, инкапсуляция нижележа­щих функций зачастую позволяет достичь весьма существенного преимущества.

Схема информационного пространства ИПЭВ, на базе которой могут быть органи­зованы СРП, обеспечивающего полный цикл жизнедеятельности СРП (от этапа проекти­рования до этапа поддержки работоспособности в реальном времени), приведена на рис. 2.2.

Рисунок 2.2.

Информационное пространство ИПЭВ

Уровень глобальной среды определяет функциональные возможности системы, ори­ентированные под задачи обработки внешних источников. К таким источникам относятся датчики, различные web-сервисы и базы данных, доступные по стандартным сетевым про­токолам, социальные медиа, а также лица и службы, уполномоченные в вопросах инициа­лизации новой обрабатываемой ситуации в рамках СРП и др.

Данные (уровень данных), в свою очередь, обрабатываются на основе специализи­рованных композитных приложений, построенных по шаблонным схемам. Особенности этих композитных приложений - устойчивость к нагрузкам и возможность автоматическо­го присвоения приоритетов в общем потоке задач; интеллектуальное сопровождение кор­ректировок данных, в том числе с привлечением экспертов; работа как в пакетном, так и в потоковом режиме; автоматическое восстановление при аварийном завершении.

Использование шаблонных схем при проектировании композитных приложений упрощает и ускоряет работу пользователя, в то же время оставляя широкие возможности для настройки, фильтрации и обработки данных. Шаблоны представляют собой классы пакетов, настраиваемые под отдельные уникальные подзадачи пользователей. К ним относятся:

- сборщики данных - включают в себя реализации различных протоколов обмена информацией (RTSP, HTTP, FTP, SOAP и т.д.) с возможностью конфигурирования настроек доступа к удаленному источнику;

- конверторы данных - необходимы для выделения из «сырых» данных, поступаю­щих от источника, примитивов и объектов, удобных для работы в самой системе;

- фильтры данных - при больших потоках информации необходимость в анализе все­го объема данных может быть излишней, в этом случае данные можно фильтровать, отделяя только полезную часть;

- предобработчики данных - пакеты данного класса реализуют логику по высоко­уровневой обработке информации: сохранение данных в статические базы, тегиро­вание, контекстно-зависимое преобразование и т.д.

Возможно использование различных сочетаний классов для решения конкретных задач СРП.

За хранение данных отвечают распределенное хранилище файлов и хранилище ос­новных типов объектов системы, основанное на реляционных и/или объектно­ориентированных базах данных (RDBM, ODBM). Наличие распределенного, а не центра­лизованного хранилища дает преимущества в надежности, гибкости и устойчивости к нагрузкам, что крайне критично для СРП. Таким образом, в центральном узле должны быть реализованы только операции маршрутизации над требуемыми данными, а также

операции управления агентами, которые, в свою очередь, выполняют основные функции хранилища, взаимодействуя с клиентами напрямую. Хранилище объектов представлено моделями и утилитарными пакетами, содержащими метаинформацию о работе того или иного пакета, в том числе основные конфигурационные параметры, модели производи­тельности, унифицированные типы платформы используемых данных; всевозможными ресурсами, в том числе не только вычислительными, но и интерактивными; СРП сценари­ями как для штатного, так и для чрезвычайного режимов; пользователями системы.

Уровень вычислений включает в себя следующие модули и компоненты:

1. Платформа моделирования:

- База моделей включает в себя метаинформацию о работе той или иной модели, в том числе основные конфигурационные параметры, модели производительности, унифицированные типы используемых данных,

- Модуль представления данных обеспечивает работу моделей с унифицированной структурой представления данных в системе,

- Модуль интеграции моделей обеспечивает единое представление моделей в системе с возможностью встраивания новых и модификации имеющихся, а также обеспече­ния их взаимодействия.

2. Платформа облачных вычислений (большая часть модулей и подсистем);

- Модуль базы ресурсов необходим для единого представления ресурсов системы, а также предоставления методов эффективного встраивания, изменения и сопровож­дения вычислительных, интерактивных и других типов ресурсов,

- Модуль планирования вычислений необходим для оптимизации выполнения компо­зитных приложений на имеющихся ресурсах, с учетом приоритетов, предельных конечных сроков (deadlines), возможностей пользователя, характеристик моделей и самих композитных приложений,

- Сервис управления ресурсами необходим для распределенного контроля имеющих­ся и появляющихся ресурсов, условием является возможность горячего подключе­ния, работы с виртуальными машинами, поддержки современных систем управле­ния кластерами и суперкомпьютерами, временного исключения ресурсов и пере­распределения нагрузки между отдельными вычислительными узлами,

- Сервис выполнения задач необходим как центральное звено процессинга приходя­щих задач в систему в виде композитных приложений, которые необходимо выпол­нить. Сервис распределяет задания по ресурсам через сервис управления ресурса­ми, руководствуясь планами, выработанными модулем планирования выполнения композитных приложений,

- Модуль управления виртуальными машинами необходим для единообразного управления и оптимизации использования выделяемых виртуальных машин. Мо­дуль предоставляет возможность создания/запуска/остановки виртуальных машин, а также настройки методов контроля имеющихся пулов.

3. Облако гетерогенных вычислительных ресурсов.

4. Непосредственно утилиты и модели, как программные пакеты, установленные на ресурсах.

Уровень ядра СРП реализует основную логику платформы. Для обеспечения нужд СРП необходимы следующие функциональные подуровни и блоки.

1. Модуль интерпретации и управления композитными приложениями (в составе платформы облачных вычислений) необходим для формализации представления, а также обработки созданных и запущенных композитных приложений. Главная осо­бенность модуля - широкое функциональное покрытие возможностей построения и сопровождения композитных приложений.

2. Модуль безопасности является ключевым при построении СРП или целой группы систем, в том числе в рамках единого публичного пространства. Модуль должен обеспечивать разграничение прав доступа на всех уровнях - начиная с входа в си­стему, заканчивая использованием моделей, ресурсов и выделенного виртуального пространства в хранилище.

3. Сервис журналирования позволяет получать информацию о запусках тех или иных сценариев, композитных приложений или самих моделей на основе фильтрующих запросов к системе.

4. Сервис управления пользователями позволять гибко настраивать права пользовате­лей, оперируя объектно-субъектным подходом, ролями и сообществами пользова­телей, позволяя каждому индивидуально настраивать права на типы объектов.

5. Сервис мобильных приложений предоставляет возможности связи платформы с мобильными коммуникаторами населения для оповещения, выдачи рекомендаций и сбора данных.

6. Ядро - компонент обработки пула созданных и выполняющихся сценариев в широ­ком смысле. Отвечет за организацию взаимодействия большинства модулей и компонентов системы.

Уровень представления необходим для обеспечения взаимодействия системы с пользователями и предоставления API внешним сервисам. В основе уровня лежат плат­форменный API, мобильные приложения, динамическая визуализация в экспертном цен­

тре или на рабочем месте оператора, также могут быть подключены интерфейсы других средств оповещения (sms-информирование, call-центры и др.).

В СРП в качестве основы для поддержки принятия решений пользователям предо­ставляются различные виды данных: «сырые», поступающие в систему в процессе мони­торинга, результаты прогнозирования экстремальных ситуаций, различные сценарии, реа­лизующие принцип «если-то», которые строятся в процессе выработки решения. В связи с этим технологии отображения и интерактивного анализа поступающих данных должны рассматриваться не в привязке к отдельной предметной области, а на более низком уровне - как инструментарий для решения характерных классов задач научной визуализации.

В данном параграфе представлены технологии

- геоинформационной визуализации данных, поступающих в СРП в ходе мониторин­га непосредственно с пространственно распределенных датчиков;

- стереовизуализации многосвязных объектов - источников данных (например, структуры социальных сетей), собираемых в процессе мониторинга через открытые социальные медиа;

- трехмерной стереовизуализации динамических сцен (реализация сценариев «если- то» на объектах реального мира).

2.1.3

<< | >>
Источник: Карбовский Владислав Александрович. ТЕХНОЛОГИИ ЭКСТРЕННЫХ ВЫЧИСЛЕНИЙ ДЛЯ ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ В КРИТИЧЕСКИХ СИТУАЦИЯХ. ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата технических наук. Санкт-Петербург - 2014. 2014

Еще по теме Информационное пространство ИПЭВ:

  1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
  2. АНДРЕЕВ АНДРЕЙ ИВАНОВИЧ. Обеспечение прав граждан при назначении административных наказаний. Диссертация на соискание ученой степени кандидата юридических наук. Москва - 2003, 2003
  3. Гиссин Егор Маркович. ПРАВОВОЕ ПОЛОЖЕНИЕ БАНКА КАК ОСОБОГО УЧАСТНИКА НАЛОГОВЫХ ПРАВООТНОШЕНИЙ. Диссертация на соискание ученой степени кандидата юридических наук. Москва - 2003, 2003
  4. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
  5. Основное содержание работы отражено в следующих публикациях автора:
  6. Методы вычисления параметров и сопоставления характерных точек объектов
  7. Метод формирования тремерной рабочей сцены при использовании нескольких оптико-электронных датчиков
  8. ВВЕДЕНИЕ
  9. Алгоритм формирования тремерной рабочей сцены при использовании нескольких оптико-электронных датчиков
  10. Анализ методов и устройств трехмерного технического зрения и методов калибровки
  11. Нахождение пределов прочности в направлениях главных напряжений в бетоне
  12. 3.4.1 Основные направления программы по профилактике проявлений профессиональной деформации личности менеджера коммерческой организации через развитие профессионально-личностной компетентности
  13. Приложение 5.
  14. 4. Правовое положение обучающихся в образовательных учреждениях.
  15. 2.7 Вычисление трехмерных координат сопоставленных точек