BC/NW 2014 №2 (25):10.1
создание облачного
сервиса на основе системы прогнозирования безотказности электронных модулей
Кулыгин В.Н., Тихменев А.Н.
(ФГАУ ВПО «Национальный
исследовательский университет
«Высшая школа экономики»,
Московский институт электроники и математики, Москва, Россия)
В данном труде
рассмотрены вопросы создания «облачного» сервиса прогнозирования безотказности
электронных модулей по модели SaaS. Показаны перспективы перевода CAE-систем в
формат SaaS сервисов и их
использования в сети интернет. Приведены примеры использования аппаратных
средств при реализации «облачного» сервиса прогнозирования безотказности
электронных модулей в глобальной сети интернет и в локальных вычислительных
сетях. Сформулированы основные требования, которым должен удовлетворять сервис.
В настоящее
время в глобальной сети интернет бурно развивается рынок программного
обеспечения (ПО) предоставляющего услуги в формате «облачных» сервисов по
модели SaaS (сервисы, выполненные
на основе клиент-серверной структуры, где все сложные операции, а также
сохранение данных выполняются на сервере, при этом оплата взимается либо в виде
ежемесячной абонентской платы, либо на основе объёма операций), но CAE-системы на нем
практически не представлены [1]. Реализация CAE-систем в формате
«облачного» сервиса имеет ряд конкурентных преимуществ [2].
Снижение
финансовых, временных и материальных затрат на внедрение таких сервисов
повышает их доступность, что позволит использовать их на большем количестве
предприятий. Хранение проектов на сервере и возможность организации совместного
доступа к проекту с разграничениями прав позволит проводить работу над одним
проектом совместно с несколькими соисполнителями, а также организовывать
взаимодействие между Заказчиком и Исполнителем с непрерывным мониторингом со
стороны Заказчика [3].
Это является
конкурентным преимуществом сервисов созданных в формате «облачного» сервиса по
модели SaaS в сравнении с другими CAE-системами выполненными
для работы на классических рабочих станциях, так как их внедрение требует
значительных средств и не целесообразно для единичных проектов, а также
зачастую и недоступно для мелких предприятий.
Таким
образом, реализация сервиса прогнозирования безотказности электронных модулей
по модели SaaS, позволит предоставить
доступ к современному ПО расчетной оценки показателей надежности предприятиям,
которым оно было не доступно из-за высокой стоимости лицензий [4].
Рис. 1. Схема
организации работы клиентов в рамках сервиса
Схема организации работы
клиентов в рамках сервиса прогнозирования безотказности электронных модулей
будет иметь вид, представленный на рисунке 1 [5].
Предложенная
организация сервиса подходит для работы как в глобальной сети интернет, так и в
изолированной локальной сети предприятия (ЛВС). При использовании в ЛВС сервис
разворачивается на серверах предприятия, что позволяет обеспечивать повышенные
требования к конфиденциальности.
Основные
преимущества такой организации при использовании сервиса в сети ЛВС вытекают из
классических преимуществ клиент-серверной организации системы «тонкий клиент»
(Под термином «тонкий клиент» подразумевается широкий, с точки зрения системной
архитектуры, ряд устройств и программ, которые объединяются общим свойством:
возможность работы в терминальном режиме [9]):
·
Простота
разворачивания и обновления системы (добавление рабочего места сводится к
подключению рабочей машины к ЛВС - сети предприятия и выдачи персональных прав
доступа новому работнику, какие либо системные обновления производятся на
сервере и автоматически появляются у всех пользователей);
·
Отсутствие
привязки к конкретному рабочему месту (требование к местоположению рабочего
места сводится к возможности подключения к ЛВС - сети предприятия);
·
Не
высокие системные требования к рабочим станциям (так как все расчеты производятся
на сервере, требования рабочим станциям минимальны, что позволяет использовать
как большинство современных портативных устройств, так и дешёвые терминальные
станции).
Исходя из
этого, можно сформулировать основные требования, которым должен удовлетворять «облачный» сервис
прогнозирования безотказности электронных модулей [6]:
· Средства ввода вывода
данных, реализованы посредством веб-интерфейса, поддерживаемого основными
браузерами (Microsoft Internet Explorer, Mozilla Firefox, Safari, Google Chrome и др.).
· Введенные данные
хранятся и обрабатываются на сервере, их сохранность гарантируется регулярным
резервным копированием и использованием защищенной передачи данных через
протокол SSL [7].
На рисунке 2 приведена
структурная схема сервиса, разработанная исходя из сформулированных выше
требований.
Рис. 2. Структурная
схема «облачного» сервиса прогнозирования безотказности электронных модулей
Для обеспечения
функциональности сервиса серверная часть должна обладать:
· Единой базой данных со
справочными параметрами компонентов (Справочная БД) являющейся общей для всех
пользователей и, тем самым, обеспечивает воспроизводимость результатов.
Справочная БД поддерживается и обновляется только разработчиками сервиса [8].
· Индивидуальная база с
данными для каждого расчетного проекта (Проектная БД). В Проектной БД хранятся
исходные данные для расчетов, которые вводили пользователи и результаты
расчетов. Данная база данных формируется на основе данных проекта введенных
пользователем посредством веб-интерфейса.
· Билинговая система
(Модуль контроля прав доступа и Билинговая БД), контролирующая время
пользования сервисом и количество рассчитываемых объектов [9].
· Модуль математического
аппарата. Модуль, осуществляющий расчеты показателей надежности электронных
систем на основе данные из Справочной БД и Проектной БД. Результаты расчета
сохраняются в Проектной БД. Задание на расчет выдается пользователем
посредством веб-интерфейса. Расчет выполняется непосредственно на сервере.
В качестве клиентской
части могут выступать стандартные программы – веб-браузеры, способные
отображать стандартные веб-страницы.
Как можно увидеть на
рисунке 2 при разработке сервиса в его состав были включены модули уже
разработанные и отлаженные при эксплуатации системы прогнозирования
безотказности электронных модулей, что позволит сократить время, затрачиваемое
на разработку и отладку сервиса.
Разработанная
структура обеспечивает перенос расчетов, хранение данных на сервер, при этом
пользователь осуществляет работу только посредством веб интерфейса, что при
должной реализации позволяет организовывать одновременный доступ к одному
проекту нескольких пользователей, при этом отсутствует требование обязательной
привязки пользователя к конкретному рабочему месту. И позволяет в качестве
рабочего места использовать практически любое современное устройство
поддерживающее работу в сети интернет и имеющее программу – веб-браузер.
Литература
1.
Колесников, А. Модель SaaS - в мире и в России. / А. Колесников. // BYTE
Россия: Журнал для ИТ-профессионалов. - 2008. - № 10.
2.
Green, Robert. Облачные технологии в САПР. / Robert Green. // CAD/CAM/CAE Observer. - 2013. - № 6. - с. 30-33.
3.
Stallman, Richard M. What Does That Server
Really Serve? / Richard M. Stallman. // Boston Review. - 2010.
4. Жаднов,
В.В. Перспективы создания программного обеспечения на технологиях «облачных
вычислений» для расчетов надежности РЭА. / В.В. Жаднов. // Инновации на основе
информационных и коммуникационных технологий: материалы международной
научно-технической конференции. / Под. ред. С.У. Увайсова, отв. за вып. И.А.
Иванов. - М.: МИЭМ НИУ ВШЭ, 2012. - с. 288-292.
5. Жаднов,
В.В. «Облачные» технологии в автоматизации расчетной оценки надежности
структурно-сложных электронных средств. / В.В. Жаднов, А.Н. Тихменев. //
Надежность и качество сложных систем. - 2013. - № 3. - с. 41-47.
6. Кулыгин,
В.Н. Создание новой версии системы прогнозирования надежности электронных
средств. / В.Н. Кулыгин. // Научно-техническая конференция студентов,
аспирантов и молодых специалистов НИУ ВШЭ. Материалы конференции. - М.: МИЭМ
НИУ ВШЭ, 2014. - с. 222.
7. Гавриленко,
А.А. «Облачный» комплекс обеспечения надежности электронных средств. / А.А.
Гавриленко. // Научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых
специалистов НИУ ВШЭ. Материалы конференции. - М.: МИЭМ НИУ ВШЭ, 2014. - с.
73-75.
8. Кулыгин,
В.Н. Проблема интеграции существующих систем расчета надежности в единое
информационное пространство. / В.Н. Кулыгин, В.В. Жаднов. // Современные
проблемы радиоэлектроники: сб. науч. тр. / науч. ред. Г.Я. Шайдуров; отв. за
вып. А.А. Левицкий. - Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2012. - с. 230-232.
9. Жаднов,
В.В. Сервисная система SaaS-модели программного обеспечения расчетов надежности
РЭА. / В.В. Жаднов. // Новые информационные технологии в автоматизированных
системах: материалы шестнадцатого научно-технического семинара. / Под общ. ред.
С.Р. Тумковского. - М.: Московский государственный институт электроники и
математики, 2013. - с. 138-146.