Введение - Воронежский государственный технический

На правах рукописи
КЛИМЕНКО Светлана Глебовна
РАЗРАБОТКА МОДЕЛЕЙ И МЕТОДОВ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ
ИНТЕРНЕТ-ОРИЕНТИРОВАННЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ
ДОКУМЕНТООБОРОТОМ СО СРЕДСТВАМИ
АУТЕНТИФИКАЦИИ
Специальность: 05.13.11 – Математическое и программное
обеспечение вычислительных машин,
комплексов и компьютерных сетей
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание учёной степени
кандидата технических наук
Воронеж – 2011
Работа выполнена в АНООВПО «Воронежский экономико-правовой
институт».
Научный руководитель
доктор технических наук
Говорский Александр Эдуардович
Официальные оппоненты:
доктор технических наук, профессор
Погодаев Анатолий Кирьянович;
кандидат технических наук
Мачтаков Сергей Геннадьевич
Ведущая организация
ГОУ ВПО «Югорский государственный университет»
Защита состоится 26 мая 2011 г. в 1230 часов в конференц-зале на заседании диссертационного совета Д 212.037.01 ГОУВПО «Воронежский
государственный технический университет» по адресу: 394026, г. Воронеж, Московский просп., 14.
С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет».
Автореферат разослан «26» апреля 2011 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета
Барабанов В.Ф.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы
Задача обеспечения межмодульного взаимодействия Интернеториентированных систем со средствами аутентификации фактически существует с момента появления последних. В то же время постоянное совершенствование аппаратных средств, программного обеспечения, средств
телекоммуникаций приводит к постоянному появлению новых сложнейших информационно-вычислительных систем, для которых известные методы исследования зачастую становятся неприменимыми.
В последние годы стремительное развитие получили webтехнологии, под которыми понимают группу форматов и технологий передачи мультимедийных документов, используемых в крупнейшей электронной информационной системе World Wide Web, входящей в глобальную сеть Интернет. WWW является распределенной средой существования
разнородных информационных ресурсов, обмен информацией между которыми возможен только благодаря web-технологиям. В последние годы
бурное развитие Web привело к тому, что web-технологии все больше ассоциируются с Интернет. Web-технологии нашли применение в локальных
сетях и интегрированных многопользовательских информационных системах, где выполняют роль универсального посредника между различными
типами информационных ресурсов.
В результате синтеза информационных систем и web-технологий
возник новый класс систем – Интернет-ориентированные системы управления данными, частным случаем которых являются корпоративные системы управления документооборотом. Оказалось, что для систем данного
класса в силу архитектуры, отличной от обычных информационных систем, и появления новых форматов хранения данных и способов передачи
информации старые методы и средства исследования и обеспечения взаимодействия со средствами аутентификации оказались недостаточно эффективными.
Таким образом, актуальность темы диссертационной работы продиктована необходимостью улучшения межмодульного взаимодействия Интернет-ориентированных систем управления документооборотом со средствами аутентификации за счет совершенствования технологий и инструментов их разработки.
Тематика диссертационной работы соответствует научному направлению ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет» «Вычислительные системы и программно-аппаратные комплексы».
Цели и задачи исследования. Целью работы является разработка
моделей и методов взаимодействия Интернет-ориентированных систем
управления документооборотом, представляющих собой сложную комбинацию web-серверов, клиентских приложений и систем управления дан-
ными, со средствами аутентификации.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие
задачи:
провести системный анализ задач межмодульного взаимодействия
Интернет-систем управления документооборотом в рамках интерфейса со
средствами аутентификации;
разработать методы аналитического и имитационного моделирования и оценки параметров Интернет-систем управления документообороотом, обеспечивающие расчет основных технических показателей исследуемых систем;
осуществить алгоритмизацию взаимодействия Интернет-систем
управления документооборотом с хранилищем сертификатов на основе
клиент-серверных приложений;
разработать математическое и программное обеспечение подсистемы моделирования пользовательской нагрузки для оценки параметров
распределенной системы;
провести проектирование и реализацию компонент межмодульного
взаимодействия системы электронного документооборота и средств
аутентификации пользователей;
создать специальное программное обеспечение клиентской подсистемы защищенного документооборота в условиях многофилиального вуза.
Методы исследования. В работе использованы методы системного
анализа, теории сетей массового обслуживания, математического и имитационного моделирования, реляционной алгебры, теории графов, объектноориентированного программирования.
Тематика работы соответствует п. 1 «Модели, методы и алгоритмы
проектирования и анализа программ и программных систем …» и п. 3
«Модели, методы, алгоритмы, языки и программные инструменты для организации взаимодействия программ и программных систем» паспорта
специальности 05.13.11 – «Математическое и программное обеспечение
вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей».
Научная новизна работы. К результатам работы, отличающимся
научной новизной, относятся:
аналитическая модель Интернет-системы управления документооборотом как замкнутой смешанной стохастической сети массового обслуживания с экспоненциальным распределением времен поступления заявок и
обслуживания, отличающаяся возможностью изменения класса сообщений
и учетом множества web-серверов и сервера баз данных;
математическое и программное обеспечение для исследования Интернет-систем управления документооборотом, отличающееся возможностью идентификации параметров программно-аппаратных ресурсов и
2
обеспечивающее оценку параметров систем в случае произвольных законов распределения времен поступления и обслуживания заявок;
математическое обеспечение для оценки параметров Интернетсистемы управления документооборотом на основе имитационного моделирования, отличающееся учетом параллельной обработки очередной заявки Web-приложением и сервером СУБД;
математическое обеспечение межмодульного взаимодействия Интернет-системы управления документооборотом со средствами аутентификации, обеспечивающее интеграцию хранилища документов с компонентами репозитария сертификатов на основе использования базы данных
клиент-серверного приложения как интерфейсной компоненты;
специальное программное обеспечение компонент специализированной системы документооборота, отличающееся инвариантностью к системе, программно-аппаратным платформам и режимам нагрузки в условиях
функционирования в составе корпоративной информационной среды многофилиального вуза.
Практическая значимость работы. Практическая значимость результатов диссертации заключается в создании компонент специального
программного обеспечения специализированной системы документооборота, внедренной в практическую деятельность АНООВПО «Воронежский
экономико-правовой институт».
Компоненты математического и программного обеспечения прошли
государственную регистрацию в ФГНУ «Центр информационных технологий и систем органов исполнительной власти».
Реализация и внедрение результатов работы. Основные теоретические и практические результаты работы реализованы в виде комплекса
программных средств полунатурного моделирования и оценки параметров
функционирования Интернет-систем управления документооборотом. Эффект от внедрения заключается в обеспечении необходимого уровня доступа к средствам аутентификации при функционировании системы.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на следующих научных конференциях и семинарах: II Международной научно–практической конференции «Теория и
методы проектирования, программно–техническая платформа корпоративных информационных систем» (Новочеркасск, 2004), XIV и XVI Международной открытой научной конференции «Современные проблемы информатизации в моделировании и социальных технологиях» (Воронеж,
2009, 2011), XVI Международной открытой научной конференции «Современные проблемы информатизации в экономике и обеспечении безопасности» (Воронеж, 2011), а также на научных семинарах кафедры прикладной информатики и математики АНООВПО «ВЭПИ» (Воронеж, 20042011).
Публикации. По результатам исследований опубликовано 15 науч3
ных работ, в том числе 3 - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ. В работах, опубликованных в соавторстве и приведенных в конце автореферата,
лично соискателем предложены: в [3, 7, 8, 9, 10] – методы и средства моделирования Интернет-систем управления документооборотом; [1, 4, 6] – методы и принципы разработки математического и программного обеспечения управления данными; в [12, 14] – алгоритмизация и программная реализация межмодульного взаимодействия со средствами аутентификации; в
[2, 11, 15] – математическое и программное обеспечение проектирования
специализированной системы управления документооборотом.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из
введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 118 наименований. Основная часть работы изложена на 156 страницах, содержит 53 рисунка, 18 таблиц.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обоснована актуальность исследования, сформулированы цель и задачи исследования, их научная новизна и практическая значимость полученных результатов, приведены сведения об апробации и
внедрении работы.
В первой главе исследованы задачи межмодульного взаимодействия Интернет-систем управления документооборотом в рамках интерфейса со средствами аутентификации. Основное внимание уделено теоретическому обоснованию необходимости создания моделей и методов анализа таких систем управления и созданию соответствующего специального
программного обеспечения.
Исследованы проблемы использования интернет-технологий как современного инструмента применения специального программного обеспечения систем управления документооборотом. Показано, что интернеттехнологии создают условия для непрерывного процесса разработки и модификации ПО, следующего за изменяющимися потребностями пользователей. Проведенный анализ проблемы разработки межмодульного взаимодействия Интернет-систем управления документооборотом в рамках интерфейса со средствами аутентификации показал, что в ходе анализа и
синтеза компонент и модулей систем необходимо предварительное исследование с использованием аналитических и имитационных средств.
Показано, что существующие подходы к созданию математического
и программного обеспечения Интернет-систем управления документооборотом в рамках интерфейса со средствами аутентификации за счет применения марковского моделирования на этапе исследования характеристик
проектируемой программной системы нуждаются в развитии.
Таким образом, актуальна задача теоретического обоснования, разработки и внедрения средств моделирования, анализа и создания методов
межмодульного взаимодействия Интернет-систем управления документо4
оборотом в рамках интерфейса со средствами аутентификации при реализации специального математического и программного обеспечения.
В работе проанализированы особенности взаимодействия Интернет–
систем управления документооборотом со средствами аутентификации в
условиях распределенной многофилиальной организации.
Рис. 1. Структурная схема Интернет-системы управления документооборотом и ее взаимосвязей со средствами аутентификации
Установлено, что с позиций темы исследования существующие программные системы характеризуются:
1. Развитыми средствами клиент-серверной обработки.
2. Тесным взаимодействием с современными системами аутентификации.
3. Эмпирическими оценками зависимостей производительности системы от параметров нагрузки.
Во второй главе проведен теоретический анализ Интернеториентированных систем управления документооборотом как замкнутых
смешанных стохастических сетей массового обслуживания.
В рамках решения задачи разработана аналитическая модель обобщенной Интернет-ориентированной системы управления документооборотом как замкнутая смешанная стохастическая сеть массового обслуживания с экспоненциальным распределением времен поступления заявок и обслуживания, отличающаяся возможностью изменения класса сообщений и
учетом множества web-серверов и сервера баз данных. Определены маршруты информационных потоков в сети. Данный класс систем отнесен к
классу динамических стохастических систем, дискретных по состояниям и
непрерывных по времени.
5
Представим вычислительную сеть, образуемую сервером и множеством клиентов, в виде смешанной стохастической сети, состоящей из М
центров с дисциплинами обслуживания FIFO (First In First Out), PS
(Processor Sharing), IS (Immediately Served), в которой обслуживается N заявок R классов (рис. 2).
Рис. 2. Представление системы в виде стохастической сети
Моделирование пользовательских терминалов в сети осуществлено
группой одноканальных центров с дисциплиной обслуживания IS. Многоканальный центр, предназначенный для моделирования задержки, связанной с передачей результирующей информации клиенту, задан как центр с
дисциплиной обслуживания IS. Число приборов в этом центре больше или
равно максимально возможному числу сообщений в этом центре.
Для моделирования работы распределителя нагрузки по webсерверам введен одноканальный центр с дисциплиной обслуживания FIFO.
Для моделирования ЭВМ, на которых работают web-серверы и webприложения, введено множество одноканальных центров с дисциплиной
обслуживания PS. Вычислительный комплекс, на котором запускается
СУБД, описывается как одноканальный центр с дисциплиной обслуживания PS. Таким образом, общее количество обслуживающих устройств в сети M будет складываться из количества пользовательских терминалов MT,
количества web-серверов MW, устройства балансировки, сервера СУБД,
устройства, эмулирующего задержку передачи информации по сети.
Пусть в сети обслуживаются заявки R классов. Каждую заявку можно охарактеризовать ее источником или номером пользовательского терминала, откуда пришла заявка, и типом запроса к серверу. Классификация
по источнику очевидна, классификация по типу запроса к серверу обу6
словлена тем, что различные запросы - как к web-серверу, так и к серверу
СУБД, - могут иметь различную трудоемкость. Общее количество классов
заявок в сети определим как
R  MT  R W ,
(1)
где R – общее количество классов заявок, MT – количество пользовательских терминалов; RW – количество типов запросов к серверу.
Разобьем множество классов сообщений R’ = {1, 2, …, R} на непересекающиеся подмножества таким образом, что элементами каждого подмножества Rk будут все классы заявок, источником которых был k-й терминал (k= 1, M T ):
MT
R'   Rk .
(2)
k 1
Такое разбиение на подмножества гарантирует, что трансформация
классов сообщений будет происходить только внутри классов подмножества Rk и общее число сообщений в любом подмножестве остается постоянным. В дальнейшем подмножество Rk будет называться “укрупненным
классом k-го терминала”(k= 1, M T ).
Маршрут в смешанной сети с несколькими классами сообщений зададим матрицей маршрутов P  Pir,ks , где Pir,ks – вероятность того, что сообщение класса r, закончившее обслуживание в i-м центре, перейдет в k-й
центр и станет сообщением класса s (i,k= 1, М , r,s= 1, R ).
Внутри сервера обслуживаемая заявка не меняет свой класс и маршрут, а изменение класса заявки из подмножества Rk происходит только при
переходе из пользовательского терминала Tk (k= 1, M T ) в устройство балансировки. Поэтому целесообразно представить процесс перехода заявок по
узлам сети и процесс трансформации заявок внутри каждого укрупненного
класса по отдельности. Для этого общую маршрутную матрицу разобьем
на множество маршрутных матриц для каждого укрупненного класса и
множество матриц трансформации. Соответственно каждому укрупненному классу Rk будет соответствовать своя матрица маршрутов P Rk  Pi,Rkj , где
Pi,Rkj – вероятность того, что сообщение укрупненного класса Rk, уходящее
из i-го центра, перейдет в j-центр (i,j=1, М ) и
M
P
j 1
Rk
i, j
 1,
(3)
где i=1, М , Rk  R' .
Специфику заявок пользователя k-го терминала зададим матрицей
трансформации PTRk  Pr,Rks , где Pr,Rks - вероятность того, что сообщение
укрупненного класса Rk из r-класса перейдет в s-класс (r,s  Rk, k= 1, M T ) и
при этом выполняется условие
7
Rw
P
Rk
r ,s
s 1
 1,
(4)
где r= 1, Rw , Rk  R' .
Введем функцию fT(i, Rk), представляющую собой вероятность перехода для k-го терминала:

1, j  k ; j , k  1, M T
fT ( j , Rk )  

0, j  k ; j, k  1, M T
(5)
Допуская, что вероятности поступления заявок любого класса из
устройства распределителя в k-й web-сервер, где k= 1, M w , равны 1/Mw,
определим вид маршрутной матрицы укрупненных классов (табл. 1).
Таблица 1.
Маршрутная матрица для укрупненных классов
i
j
T1
T2
…
TMt
B
W1
W2
T1
T2
0
0
…
TMt
B
W1
W2
0
0
0
0
fT
fT
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
fT
0
0
0
0
0
fT
0
0
fT
0
0
fT
0
0
0
…
WMw
D
N
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1/Mw
0
0
0
1/Mw
0
0
0
1/Mw
0
0
0
0
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
1
0
…
WMw
D
N
Показано, что исследуемая система может быть представлена с помощью смешанной стохастической сети, состоящей из M устройств с дисциплинами обслуживания FIFO, PS, IS, с заданным множеством классов
сообщений и матрицей маршрутов, что позволяет ее отнести к классу
BCMP-сетей, стационарные вероятности состояний которых имеют мультипликативную форму. Применив алгоритм свертки для расчета нормализующей константы G(Nu) для полученной сети, получим основные параметры функционирования системы.
1) Поскольку центры сети не зависят от нагрузки, то пропускную
способность i-го центра для клиента класса r можно рассчитать как
e G (N u  l r )
ir (N u )  ir
,
(6)
G (N u )
где G – нормализующая константа, eir – коэффициент передачи интенсивности потока сообщений r-го класса в i-й центр сети, Nu = (N1, N2, … ,Nu);
1r - вектор, у которого r-я координата равна единице, а остальные – нулю,
8
r= 1, R , i= 1, М .
2) Загрузка i-го центра сети:
U ir (N u ) 
xir G (N u  l r )
,
G (N u )
(7)
где xir   eir / is , r= 1, R , i= 1, М .
sRr
3) Средняя длина очереди в i-м центре (при н.у. Li(0r)=0):
R
Li (N u )   U ir (N u )[1  Li (N u  l r )] ,
(8)
r 1
где r= 1, R , i= 1, М ; 0r - нулевой вектор.
4) Среднее время пребывания сообщения r-класса в i-м центре (формула Литтла для исследуемой системы):
Tir 
Li (N u )
,
ir (N u )
(9)
где r=1, R , i= 1, М .
Полученные выражения для основных параметров дают возможность
получения общего индекса производительности PS системы с учетом ее
структуры, трудоемкости и частоты появления заявок различных классов,
показателя загрузки системы Us:
Ps  F ( M T , Rw , Tr' , vr ,U s ) ,
(10)
где вид функционала F определяется экспертным путем в зависимости от
значимости отдельных параметров при оценке качества конкретных систем; MT – количество пользовательских терминалов; RW – количество специфических типов запросов к серверу; T’r – среднее время обслуживания
заявки класса r сервером, vr – частота появления заявки класса r.
К ограничениям аналитической модели можно отнести допущение
об экспоненциальном распределении времен поступления заявок и времени обслуживания. Другим ограничением аналитической модели является
допущение о том, что обработка заявок web-приложениями и СУБДсервером является последовательной, и не учитывается тот факт, что работа с СУБД может быть асинхронной.
В третьей главе основное внимание уделено алгоритмизации взаимодействия модулей Интернет-системы электронного документооборота
со средствами аутентификации, представленными сертификатами ключей.
Формат сертификата открытого ключа определен в рекомендациях
ITU (X.509) и документе RFC 3280 Certificate & CRL Profile IETF. Для хранения сертификатов в базе данных клиент-серверного приложения необходимо создать соответствующую таблицу, состоящую как минимум из одного столбца, содержащего значение самого сертификата. Также согласно
правилам нормализации таблица должна иметь первичный ключ.
Структура таблицы базы, содержащей сведения о зарегистрированных сертификатах, приведена в табл. 2. Таблица может хранить и историю
9
ключей, выданных пользователям системы, поскольку позволяет сохранять
несколько сертификатов, выданных одному и тому же пользователю.
Таблица 2.
Структура таблицы хранения сертификатов пользователей
Поле
Серийный номер
Тип
Описание
Строка Как правило, представляет собой шестнадцатеричное число размерностью 20-32 знака, поэтому для хранения удобнее выбрать тип «строковое поле»
Имя издателя
Строка Вместе с серийным номером создаёт первичный ключ таблицы
Учётная запись
Строка Позволяет связать сертификат ЭЦП с пользователем клиент-серверного приложения
Действителен с
Дата и Определяет дату и время начала действия сертификата
время
Действителен по
Дата и Определяет дату и время окончания действия сертификата
время
Статус
Целое Определяет статус данного сертификата – действующий,
приостановленный, аннулированный и т.д.
Значение сертифи- Строка Сам сертификат в кодировке BASE64
ката
Далее рассмотрены алгоритмы генерации ключей электронной цифровой подписи при межмодульном взаимодействии Интернет-системы с
последующей регистрацией сертификата. При генерации нового ключа
электронной цифровой подписи необходимо выполнить следующие действия:
1. Выбрать носитель ключа электронной цифровой подписи.
2. Заполнить требуемые атрибуты запроса на сертификацию ключа
электронной цифровой подписи.
3. Считать сертификат удостоверяющего центра.
4. Сгенерировать ключ.
5. Сохранить созданный запрос на сертификацию ключа в БД.
Приведённый алгоритм подразумевает, что каждый пользователь
клиент-серверной системы может отправить не более одного запроса на
удостоверяющий центр. Алгоритм регистрации сертификата в клиентсерверном приложении будет следующим (рис. 3):
1. Считать сертификат ключа ЭЦП.
2. Проверить наличие запроса, соответствующего присланному сертификату.
3. Проверить издателя данного ключа.
4. Проверить период действия ключа.
5. Проверить наличие действующего сертификата для выбранного
пользователя. Если существует действующий сертификат, изменить его
статус или отменить загрузку.
6. В случае положительных результатов выполнения предыдущих
этапов сохранить сертификат в базе данных.
10
7. Удалить запрос из базы данных.
Таким образом, для применения метода использования базы данных
клиент-серверного приложения в качестве инструмента взаимодействия
модулей системы документооборота с компонентами репозитария сертификатов разработаны основные структуры для хранения данных сертификатов, что делает клиентскую часть приложения независимой от сетевой
структуры и учётной доменной записи пользователя.
Рис. 3. Алгоритм регистрации сертификата пользователя
Далее рассмотрены особенности информационного обеспечения системы межмодульного взаимодействия компонент электронного документооборота. Логическая структура базы данных представлена на рис. 4. Соответствующая физическая модель формата СУБД MS SQL SERVER 2000
представлена на рис. 4.
11
Все разработанные таблицы соответствуют стандарту SQL-92, что
позволяет легко адаптировать схему данных под любую реляционную
СУБД. Данные структуры представляют собой отдельную схему, что позволит внедрять их в БД клиент-серверного приложения без внесения изменений в существующую бизнес-логику работы ПО.
Рис. 4. Логическая модель базы данных
USERS
CORRESPONDENT
recipient_id (FK)
sender_id (FK)
MEMBER
member_id
name
contract_number
contract_date
date_created
date_modified
is_deleted
is_juridical_person
EVENT_LOG
user_id
SIGNATURE
event_id
member_id (FK)
full_name
email
login
password
certificate
date_created
date_modified
is_deleted
is_admin
event_type_id (FK)
description
date
user_id (FK)
ip
EVENT_TYPES
signature_id
event_type_id
document_id
user_id (FK)
is_verified
err_desc
date_signed
date_verified
DOCUMENT_ENCRYPTED
document_id
user_id (FK)
date_query
query_refined
document_encrypted
last_date
DOCUMENT
DOCUMENT_HISTORY
document_id
DOCUMENT_TYPE
document_type_id
name
template
empty_xml
date_created
date_modified
is_deleted
name
encrypted_doc_id
record_id
sender_id (FK)
recipient_id (FK)
document_type_id (FK)
outgoing_document_number
outgoing_document_date
name
comment
encrypted_document
date_created
date_modified
base_document_id
decrypted
is_test
is_draft
is_read
has_requests
signature_id (FK)
Рис. 5. Физическая модель базы данных
12
document_id (FK)
status_id (FK)
setup_date
comment
user_id (FK)
DOCUMENT_STATES
status_id
status_name
status_dkt
user_status
Четвертая глава посвящена описанию специального математического и программного обеспечения, реализованного в процессе работы.
Рассмотрены особенности распределенной системы документооборота многофилиального вуза. Представлена реализация элементов системы
моделирования пользовательской нагрузки: терминала сбора статистики,
менеджера виртуальных браузеров.
В состав подсистемы сбора статистики и управления виртуальными
пользователями входят три основных модуля: модуль управления моделированием, интерфейсный модуль и модуль сетевых взаимодействий.
Реализация подсистемы осуществляется при помощи библиотеки
классов MFC (Microsoft Foundation Classes) и языка C++.
Деление классов на группы и их обобщенный список отражены на
рис. 6. Общая схема взаимодействия классов терминала сбора статистики
такова. Создается класс приложения CVbr_terminalApp, создается класс
главного окна CMainFrame. Затем автоматически создаются классы информационных панелей, панелей инструментов, меню. Затем в зависимости от действий пользователя удаляются и создаются классы диалогов.
В случае запуска пользователем процесса моделирования создается
класс CWorkThread, работающий в отдельном потоке параллельно потоку
основного приложения. После окончания процесса моделирования поток
моделирования останавливается и класс CWorkThread удаляется.
Чтобы рассчитать индекс производительности Ps анализируемого
класса систем, получим конкретное аналитическое выражение для (10)
MT
100

i 1
Ps 
Rw
T
r 1
'
r
 vr
,
(11)
MT
где RW – число специфических типов запросов к серверу (соответствует
числу web-страниц сервера); MT – число пользовательских терминалов
(виртуальных браузеров); vr – частота появления заявки класса r (задается
как свойство сценария), r= 1, Rw , T’r – среднее время обслуживания заявки
класса r сервером (получается в результате измерений).
С точки зрения многопоточной архитектуры реализация менеджера
виртуальных браузеров состоит из реализации пяти потоков (рис. 7).
Компоненты программного обеспечения полунатурного моделирования, которые были разработаны, используются для исследования производительности центрального сервера системы документооборота ВЭПИ.
Типовой результат работы модели для конфигурации пользовательской
нагрузки, которая характерна для системы документооборота распределенного многофилиального вуза, приведен на рис. 8.
Получение результатов происходило при одновременной работе
тридцати виртуальных браузеров на протяжении 20 мин. измерений и 15
мин. времени перехода в установившийся режим.
13
По результатам видно, что наиболее трудоемкими являются процедура генерации электронной цифровой подписи с одновременным взаимодействием с внешним хранилищем сертификатов (ресурс 10) и операции
получения электронного документа (ресурс 9).
14
Рис. 6. Обобщенный список классов приложения
15
Рис. 7. Многопоточная архитектура менеджера ВБ
Рис. 8. Сравнительное время формирования ресурсов
Далее описаны результаты проектирования и реализации программных компонент межмодульного взаимодействия системы электронного документооборота и средств аутентификации пользователей (на примере
блока интеграции с хранилищем документов). Представлены особенности
реализации клиентской подсистемы.
Блок интеграции с хранилищем документов функционирует на сервере аутентификации и выполняет регулярные действия через заданные
интервалы времени в соответствии с табл. 3:
1. Опрашивает очередь документов, ожидающих регистрации в хранилище данных (все документы со статусом «В очереди на обработку»).
Если такие документы есть, формирует запросы на получение регистрации
в хранилище данных.
2. Просматривает список предварительно сформированных запросов
на регистрацию в хранилище данных. Устанавливает обработанным документам статус «Зарегистрирован».
Взаимодействие с хранилищем данных осуществляется через ODBC16
источник путем прямого обращения в специально подготовленную таблицу «Запросы на регистрацию».
Таблица 3.
Запросы на регистрацию
Поле
ID запроса
Тип
Назначение
числовой Идентификатор запроса, формируется автоматически при добавлении записи (автоинкрементное поле), первичный ключ
Дата создания
дата/время Дата и время создания запроса, по умолчанию текущая
Состояние запроса
числовой Текущее состояние запроса – одно из следующих
значений: 0 – создан, не обрабатывался; 1 – успешно обработан; -1 – ошибка при обработке; 2 и -2 –
результат обработки считан блоком интеграции с
хранилищем данных; по умолчанию – 0
ID типа документа
числовой Внутренний идентификатор типа документа в хранилище данных
ID участника
числовой Внутренний идентификатор участника в хранилище
данных
ID документа
числовой Идентификатор документа в основной БД
Вид документа
числовой Характеристика документа, одно из следующих
значений: 1 – входящий документ, 2 – исходящий
документ, 3 – тестовый документ, входящий или
исходящий
Название
строка
Название документа
Комментарий
текст
Комментарий к документу
Номер исходящего до- строка
Исходящий номер, присвоенный документу отпракумента отправителя
вителем
Дата исходящего доку- дата/время Дата присвоения исходящего номера документа отмента отправителя
правителем
Внедрение разработок в деятельность многофилиального вуза подтверждает правильность положений и выводов диссертационного исследования.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
В процессе выполнения диссертационного исследования были получены следующие основные результаты:
1. Создана аналитическая модель Интернет-системы управления документооборотом как замкнутой смешанной стохастической сети массового обслуживания с экспоненциальным распределением времен поступления заявок и обслуживания, обеспечивающая учет классов сообщений и
неединственность web-серверов и сервера баз данных.
2. Разработано математическое и программное обеспечение для исследования Интернет-систем управления документооборотом, обеспечивающее оценку параметров систем в случае произвольных законов распределения времен поступления и обслуживания заявок на основе идентификации параметров программно-аппаратных ресурсов.
3. Создано математическое обеспечение оценки параметров Интер17
нет-системы управления документооборотом, учитывающее параллельную
обработку очередной заявки Web-приложением и сервером СУБД.
4. Осуществлено создание математического обеспечения межмодульного взаимодействия Интернет-системы управления документооборотом со средствами аутентификации на основе использования базы данных
клиент-серверного приложения как интерфейсной компоненты для интеграции хранилища документов с компонентами репозитария сертификатов.
5. Проведено проектирование специального программного обеспечения компонент специализированной системы документооборота, обеспечивающих взаимодействие со средствами аутентификации на основе инвариантности к программно-аппаратным платформам и режимам нагрузки
в условиях функционирования в составе корпоративной информационной
среды многофилиального вуза.
6. Компоненты математического и программного обеспечения прошли государственную регистрацию в ФГНУ «Центр информационных
технологий и систем органов исполнительной власти».
Основные результаты диссертации опубликованы
в следующих работах:
Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ
1. Клименко С.Г. Рационализация своевременности контроля функционирования системы документационного обеспечения в объединенном федеральном университете / С.Г. Клименко, О.Я. Кравец // Системы управления и информационные технологии: научно-технический журнал. – 2008. – №1.3(31). – С.
371-375.
2. Клименко С.Г. Автоматизация проектирования и верификации компонент программной системы электронного документооборота на основе автоматного подхода / С.Г. Клименко, А.С. Корчагин // Системы управления и информационные технологии: научно-технический журнал. – 2009. – № 2.1(36). – С.
136–140.
3. Клименко С.Г. Особенности полунатурного моделирования информационного обеспечения Интернет-систем управления документооборотом системы мониторинга кадрового потенциала / С.Г. Клименко, О.Я. Кравец // Системы
управления и информационные технологии: научно-технический журнал. – 2009.
– № 3(37). – С. 98–104.
Статьи и материалы конференций
4. Клименко С.Г. Особенности и перспективы применения продуктов 1С
в системах электронного документооборота/делопроизводства / С.Г. Клименко,
И.В. Воронцов // Теория и методы проектирования, программно–техническая
платформа корпоративных информационных систем: материалы II Междунар.
НПК. – Новочеркасск: ЮРГТУ, 2004.– С. 40–44.
5. Клименко С.Г. Информационное обеспечение системы документационного обеспечения управления вуза / С.Г. Клименко // Информационные технологии моделирования и управления. – 2008. – Вып. 4(47). – С. 418–430.
6. Клименко С.Г. Типизация корпоративных Интернет-систем управления документооборотом / С.Г. Клименко, О.Я. Кравец // Информационные технологии моделирования и управления. – 2008. – Вып. 7(50). – С. 833-842.
18
7. Клименко С.Г. Создание аналитических методов оценки качества Интернет-систем управления документооборотом / С.Г. Клименко, А.А. Неприков //
Информационные технологии моделирования и управления. – 2008. – Вып.
8(51). – С. 955-963.
8. Клименко С.Г. Имитационное моделирование Интернет-систем управления документооборотом (фаза алгоритмизации) / С.Г. Клименко, А.А. Неприков // Информационные технологии моделирования и управления. – 2008. – Вып.
9(52). – С. 1052-1061.
9. Клименко С.Г. Разработка аналитической модели Интернет-системы
управления документооборотом / С.Г. Клименко, О.Я. Кравец // Современные
проблемы информатизации в моделировании и социальных технологиях: сб. тр.
– Вып. 14. – Воронеж: Научная книга, 2009. – С. 214-219.
10. Клименко С.Г. Исследование интернет-системы управления документооборотом как замкнутой смешанной стохастической сети / С.Г. Клименко,
О.Я. Кравец // Современные проблемы информатизации в проектировании и информационных системах: сб. тр. Воронеж: Научная книга, 2009. – Вып. 14. – С.
495-498.
11. Говорский А.Э. Проектирование компонент информационного обеспечения Интернет-ориентированной корпоративной системы в части связи с базой
сертификатов / А.Э. Говорский, С.Г. Клименко // Современные проблемы информатизации в экономике и обеспечении безопасности: сб. тр.– Воронеж:
Научная книга, 2011. – Вып. 16. – С. 73-84.
12. Говорский А.Э. Программная реализация интерфейсных компонент
электронной цифровой подписи с корпоративной Интернет-ориентированной
системой документооборота / А.Э. Говорский, С.Г. Клименко // Современные
проблемы информатизации в моделировании и социальных технологиях: сб. тр.–
Воронеж: Научная книга, 2011. – Вып. 16. – С. 213-225.
13. Клименко С.Г. Особенности создания математического обеспечения
подсистемы взаимодействия корпоративной информационной среды с системой
управления сертификатами / С.Г. Клименко // Современные проблемы информатизации
в
анализе
и
синтезе
технологических
и
программнотелекоммуникационных систем: сб. тр.– Воронеж: Научная книга, 2011. – Вып.
16. – С. 418-424.
14. Говорский А.Э. Программный модуль "Подсистема взаимодействия с
хранилищем сертификатов" / А.Э. Говорский, С.Г. Клименко. – М.: ФГНУ ЦИТИС, 2011. № госрегистрации 50201100086 от 25.01.2011.
15. Говорский А.Э. Программная система "Интернет-ориентированная система управления документооборотом распределенного предприятия" / А.Э. Говорский, С.Г. Клименко. – М.: ФГНУ ЦИТИС, 2011. № госрегистрации
50201100085 от 25.01.2011.
Подписано в печать 22.04.2011.
Формат 60x84/16. Бумага для множительных аппаратов.
Усл. печ. л. 1,0. Тираж 85 экз. Заказ № ____
ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет»
394026 Воронеж, Московский просп., 14
19