АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ
.
В современных условиях информационные системы (ИС) реального времени, предоставляющие услуги для обеспечения глобального мультимедийного общения, получают широкое распространение. При этом каждый провайдер информационных услуг реализует собственную финансово-техническую политику, которая непосредственно влияет на качество используемого оборудования и тарифные планы. В связи с этим формируемые, в рамках сеанса мультимедийной связи медиапотоки имеют различные характеристики, что является причиной их гетерогенности. К данным характеристикам относится: неоднородность используемых математических и программных средств (ПО), различная стоимостью и степень качества передаваемой информации, территориальная удаленность абонентов, и т. д.
Исходя из этого, пользователю, для организации коммуникационных ресурсов, необходимо располагать исчерпывающей информацией об альтернативных информационных системах, предоставляющих услуги для мультимедийного общения. К этой информации относится: список информационных систем, предоставляющих услуги мультимедийного общенияинформация о тарифных планах на предоставляемые медиапотокиинформация о качестве предоставляемых медиапотоковинформация о средствах взаимодействия с удаленной ИС.
Все это существенно снижает качество информационного обслуживания и обуславливает необходимость создания специальных программно-аппаратных средств, позволяющих автоматизировать процесс выбора медиапотока на основе пользовательских критериев.
Сложившиеся в настоящее время тенденции в данной области, связанны с процессами интеграции информационных компонентов, что обеспечивает наиболее эффективное использование вычислительных ресурсов путем: предоставления единых интерфейсов обработки медиапотоков, обеспечивающих взаимодействие с любым из компонентов гетерогенного пространствапредоставления приемлемого варианта для достижения конечной цели из множества альтернативных вариантов обслуживания в рамках гетерогенной информационной средыобеспечения наиболее качественного взаимодействия между различными приложениями. Реализация интеграционных процессов позволяет повысить качество управления в реальном времени, предоставить пользователю данные в едином формате, без учета специфики удаленного приложения, с которым происходит взаимодействие.
В этой связи актуальность тематики диссертационной работы обусловлена необходимостью дальнейшего развития средств алгоритмического и программного обеспечения, ориентированных на повышение эффективности управления медиапотоками в условиях гетерогенности информационных систем реального времени и уровня качества обслуживания.
Тематика диссертационной работы соответствует одному из основных научных направлений Воронежского государственного технического университета «Вычислительные комплексы и проблемно-ориентированные системы управления», а также госбюджетной НИР кафедры «Автоматики и информатики в технических системах» (ГБ № 504 310).
ЦЕЛЬ РАБОТЫ.
Целью диссертационной работы является разработка комплекса средств алгоритмического и программного обеспечения процессов управления медиапотоками в условиях гетерогенности информационных систем, на основе реализации современных методов и средств обработки данных в реальном времени, обеспечивающих предоставление инструментов для организации сессии мультимедийного общения с использованием лучшего с точки зрения пользовательских критериев медиапотока. Исходя из данной цели, в работе определены следующие задачи исследования:
— анализ содержания и специфики задач процессов управления медиапотоками в условиях гетерогенности информационных систем реального времени, предоставляющих средства для мультимедийного общения, а также выбор современных подходов к разработке их алгоритмического и программного обеспечения;
— разработка алгоритмов двухуровневого управления медиапотоками: алгоритма критериального управления, основанного на выборе медиапотоков с использованием метода анализа иерархийалгоритма управления медиапотоком в режиме реального времени сессии мультимедийного общения, использующего граф ожидания для разрешения блокировок в условиях тупиковых ситуаций транзакций.
— построение информационной модели системы управления медиапотоками, включающей: серверную часть, обеспечивающую преобразование в режиме реального времени множества разнородных медиапотоков, поступающих от различных информационных систем, в гомогенную информационную среду, а также осуществляющую управление полученным гомогенным пространством с использованием разработанных алгоритмов двухуровневого управления, и клиентскую часть, позволяющую организовывать сессии мультимедийного общения;
— разработка портируемых средств программного обеспечения процессов управления медиапотоками в условиях гетерогенности информационных систем реального времени, а также их апробация в условиях корпоративной сети передачи данных.
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.
Методы исследования основаны на использовании соответствующих разделов: теории построения информационных систем, теории принятия решений, теории графов, теории информации, объектно-ориентированного программирования.
Результаты, представленные в диссертационной работе, соответствуют следующим пунктам паспорта специальности:
— п. 1 («Модели, методы, алгоритмы, языки и программные инструменты для организации взаимодействия программ и программных систем»);
— п. 7 («Человеко-машинные интерфейсымодели, методы, алгоритмы и программные средства машинной графики, визуализации, обработки изображений, систем виртуальной реальности, мультимедийного общения»).
НАУЧНАЯ НОВИЗНА.
В работе получены следующие результаты, характеризующиеся научной новизной:
— средства алгоритмического обеспечения процессов двухуровневого управления медиапотоками, отличающиеся реализацией метода анализа иерархий на первом уровне, обеспечивающего выбор потока из множества, предоставляемого информационными системами реального времени, а также графом ожидания на втором уровне, обеспечивающего разрешение блокировок транзакций медиапотоков в рамках сессии мультимедийного общения;
— структурная модель преобразования гетерогенной информационной среды в гомогенную, отличающаяся реализацией множества различных сервисов, каждый из которых работает со своим типом информации и обеспечивает кодирование в реальном времени исходных медиапотоков в однородный формат, а также предоставляет единые и универсальные интерфейсы для взаимодействия с ними;
— структурная модель взаимодействия с информационными системами, предоставляющими средства для мультимедийного общения, отличающаяся использованием сервера, осуществляющего на основе набора математического и алгоритмического обеспечения преобразование в 8 реальном времени гетерогенного информационного пространства в гомогенное, с целью дальнейшего управления медиапотоками, а также «тонкого» клиента, обеспечивающего взаимодействие между полученным гомогенным пространством и пользователем;
— структура программного обеспечения процессов управления медиапотоками, отличающаяся механизмами межмодульного взаимодействия с внешними пользовательскими приложениями и позволяющая встраивать программные средства преобразования гетерогенной информационной среды в гомогенную в стороннее программное обеспечение.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ.
Практическая ценность работы состоит в следующем:
— на основе сервис-ориентированной архитектуры (SOA), реализации программных кодеков для перекодирования различных входных/выходных информационных медиапотоков, а также стандартизированных внутри системы сервисных интерфейсов создана программная система, обеспечивающая преобразование в реальном времени логического представления гетерогенного информационного пространства в гомогенное;
— разработана программная подсистема, обеспечивающая выбор в соответствии с заданными характеристиками медиапотока из полученной гомогенной информационной среды на основе метода анализа иерархий, а также осуществляющая разрешение конфликтов блокировок транзакций медиапотоков на основе графа ожидания в режиме реального времени;
— на основе технологии Flash, разработан программный модуль, который в режиме реального времени позволяет взаимодействовать с формируемой гомогенной средой, обеспечивая тем самым мультимедийное общение нескольких пользователей. Данный программный модуль встраивается во внешние приложения, путем регистрации собственного функционала в виртуальной машине JavaScript.
РЕАЛИЗАЦИЯ И ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ.
Основные теоретические и практические результаты работы реализованы в виде средств программного обеспечения процессов управления медиапотоками в условиях гетерогенности информационных систем реального времени. Результаты работы получили практическое внедрение в ООО «Горсеть», являющегося провайдером 1Т-услуг. Кроме того, они внедрены в учебный процесс в рамках дисциплины «Информационные сети и телекоммуникации», «Информационное обеспечение систем управления» на кафедре ЭАиУТС Воронежского государственного технического университета.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ.
Материалы диссертации представлены и обсуждены на Всероссийской конференции «Новые технологии в научных исследованиях, проектировании, управлении, производстве» (Воронеж, 2010), Всероссийской конференции «Интеллектуализация управления в социальных и экономических системах» (Воронеж, 2010), Всероссийской конференции «Интеллектуальные информационные системы» (Воронеж, 2010), Всероссийской конференции «Новые технологии в научных исследованиях, проектировании, управлении, производстве» (Воронеж, 2011), международной научно-методической конференции «Информатика: проблемы, методология, технологии» (Воронеж, 2012), а также на научных конференциях профессорско-преподавательского состава ВГТУ и научных семинарах кафедры автоматики и информатики в технических системах (2008;2012 г. г.).
ПУБЛИКАЦИИ.
Основные результаты диссертации опубликованы в 15 публикациях, в том числе шести статьях в изданиях, рекомендованных ВАК России. В работах, опубликованных в соавторстве и приведенных в конце автореферата, лично соискателю принадлежит: [1,2,3] - структура координатора транзакций, выполненного с использованием языка запросов и скриптового языка, с использованием разрешения блокировок на основе графа ожидания- [4,7,8] - структурная модель системы управления информационной средой- [5,9] - модель преобразования гетерогенной информационной среды, а также модель интеграции разработанного приложения, позволяющая обеспечить взаимодействие с формируемой гомогенной средой- [6,10,11] - средства математического обеспечения процессов управления медиапотоками в гетерогенных информационных системах, отличающиеся реализацией методом анализа иерархий, а также алгоритм выбора медиапотока- [14] - специальное программное обеспечение процессов управления транзакциями- [15] - специальное программное обеспечение процессов управления потоками данных в условиях гетерогенности информационных систем реального времени.
СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ.
Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 20 наименований и приложений. Основная часть работы изложена на 161 странице, содержит 50 рисунков, 22 таблицы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
.
1. Проведен анализ содержания и специфики задач процессов управления медиапотоками в условиях гетерогенности информационных систем реального времени, предоставляющих средства для мультимедийного общения, а также современных подходов к разработке их алгоритмического и программного обеспечения.
2. На основе использования сервис-ориентированной архитектуры разработана графическая модель интеграции системы управления с гетерогенным информационным пространством, формируемым множеством информационных систем реального времени.
3. Разработан алгоритм двухуровневого управления медиапотоками, позволяющий на основе пользовательских критериев выбирать медиапоток из множества предоставляемых, а также осуществлять управление разрешением блокировок транзакций медиапотока в процессе сессии мультимедийного общения.
4. Разработана структурная модель серверной части, обеспечивающая преобразование в реальном времени множества разнородных медиапотоков в гомогенную среду, а также предоставляющая средства для выбора из этой среды лучшего с точки зрения пользовательских критериев медиапотока.
5. Разработана структурная модель встраиваемой клиентской части, обеспечивающая организацию сессии мультимедийного общения, а также позволяющая использовать инструменты для работы с гомогенной средой во внешних пользовательских приложениях, путем предоставления дополнительных функций, используя для этого технологию на базе виртуальной машины JavaScript.
6. Разработаны портируемые средства программного обеспечения процессов управления медиапотоками в условиях гетерогенности информационных систем реального времени.
7. Разработанное программное обеспечение внедрено провайдеру IT-услуг ООО «Горсеть». Анализ эффективности предложенных средств алгоритмического и программного обеспечения показал, что его использование, обеспечивает повышение эффективности работы с гетерогенной информационной средой.
