Помощь в учёбе, очень быстро...
Работаем вместе до победы

Моделирование процессов управления качеством предоставления сервисов в системах дистанционного обучения, использующих технологии Интернет

Диссертация: Моделирование процессов управления качеством предоставления сервисов в системах дистанционного обучения, использующих технологии Интернет
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

В дистанционном обучении используются традиционные печатные средства обучения наряду со средствами, использующими новые информационные технологии. Специфика новых информационных систем заключается в том, что они предоставляют пользователю громадные возможности выбора источников получения знаний: разнообразные базы данных, обучающие программы и др. Основной идеей методики дистанционного обучения… Читать ещё >

Содержание

  • 1. Системы дистанционного обучения
    • 1. 1. Основные понятия и определения
    • 1. 2. Технологии и аппаратно-программные средства организа циии дистанционного обучения
    • 1. 3. Опыт организации обучения с применением систем дистанционного обучения. 2 Математические модели процессов управления качеством обслуживания в образовательных веб-серверах
    • 2. 1. Понятие качества обслуживания.'
  • Ф 2.2 Известные механизмы управления качеством обслуживания
    • 2. 3. Модели управления качеством обслуживания в образовательных веб-серверах
  • 3. Статистическое исследование процесса работы образовательных веб-серверов
    • 3. 1. Основные понятия и определения
    • 3. 2. Исследование сетевого трафика образовательного веб-сервера pmik.petrsu.ru
  • 4. Интернет-система дистанционного обучения с функцией обеспечения качества обслуживания поступающих запро
    • 4. 1. Описание системы дистанционного обучения
    • 4. 2. Алгоритмы обеспечения качества обслуживания в Интернет-системах дистанционного обучения
    • 4. 3. Результаты использования системы обеспечения качества облуживания на образовательном веб-сервере

Моделирование процессов управления качеством предоставления сервисов в системах дистанционного обучения, использующих технологии Интернет (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Основной идеей методики дистанционного обучения является создание учебной информационной среды, включающей компьютерные информационные источники, электронные библиотеки, видео и аудиотеки. Составной частью такой учебной среды являются как обучаемые, так и преподаватели, взаимодействующие с использованием современных телекоммуникационных средств.

В дистанционном обучении используются традиционные печатные средства обучения наряду со средствами, использующими новые информационные технологии. Специфика новых информационных систем заключается в том, что они предоставляют пользователю громадные возможности выбора источников получения знаний: разнообразные базы данных, обучающие программы и др.

В настоящее время широкое распространение в организации процесса обучения получили системы дистанционного обучения (СДО), основанные на Интернет-технологиях. Они обладают рядом достоинств, среди которых можно выделить следующие:

• простота настройки пользовательского рабочего места;

• интуитивно понятный пользовательский интерфейс;

• мобильность, которая позволяет подключаться к ресурсу, находясь на значительном удалении;

• нетребовательность к аппаратуре, на которой устанавливается клиентское рабочее место;

• нетребовательность к скорости соединения между клиентом и сервером — зачастую важен лишь сам факт установки соединения;

• широкие возможности по предоставлению гипертекстовой и мультимедиа информации.

Однако, именно в Интернет-системах дистанционного обучения могут возникать проблемы, связанные с недостаточной производительностью серверного аппаратного обеспечения. Например, необходимое расширение функциональности системы дистанционного обучения может привести к росту сложности и, как следствие, к снижению качества обслуживания поступающих запросов в моменты интенсивного обращения к ресурсам веб-сервера. Часть запросов, поступающих от клиентов, не может быть обработана за положенное время, а каждый новый запрос на предоставление сервиса только ухудшает положение. Возникают ситуации перегрузки сервера, в результате которых пользователи, работающие с Интернет-системой, вместо ожидаемых ответов получают сообщения об ошибках, возникающих на веб-сервере.

Подобные ситуации наблюдались автором во время проведения занятий с использованием Интернет-систем дистанционного обучения со студентами экономического и математического факультетов Петрозаводского государственного университета. Для устранения проблем требовалось прекращение работы студентов на некоторое время, а иногда остановка и повторный запуск сервера.

Таким образом, возникла необходимость в разработке механизмов управления качеством предоставления сервисов в Интернет-системах дистанционного обучения. Основная цель данной работы — разработать математические модели, использование которых для управления выполнением запросов, позволяет повысить качество услуг, предоставляемых системами дистанционного обучения, построенных на базе веб-сервисов.

Под сервисом будем понимать информационный ресурс, установленный на веб-сервере и реализующий одну из функций информационной системы.

В соответствии с целью были поставлены следующие задачи:

• изучить существующие системы дистанционного обучения, проанализировать их основные достоинства и недостатки, выявить проблемы, связанные с их функционированием;

• изучить характеристики СДО, влияющие на возможность управления качеством обслуживания в образовательных Интернет-системах;

• изучить существующие математические модели управления качеством обслуживания в сетях;

• разработать математические модели, описывающие процессы управления качеством предоставления сервисов в образовательных Интернет-системах;

• исследовать вероятностные характеристики функционирования образовательных веб-серверов;

• разработать алгоритмы управления качеством обслуживания в Интернет-системах дистанционного обучения;

• провести апробацию алгоритмов управления в действующей Интернет-системе дистанционного обучения.

В основу работы положены теоретические труды В. М. Вишневского, В. А. Ивницкого, М. Кровеллы, Ш. Вегешны и других ученых [13, 27, 10, 57, 56]. В публикациях, доступных к 2005 году, математические модели управления качеством обслуживания в веб-серверах не рассматривались.

Данное исследование в настоящий момент является, по-видимому, одной из первых работ, в которой рассмотрены проблемы обеспечения качества обслуживания в Интернет-системах дистанционного обучения, а также предложены модели оптимального предоставления сервисов в образовательных серверах на основе приоритетов.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и приложений.

Выводы по главе.

Таким образом, в четвертой главе.

• Спроектирована и разработана Интернет-система дистанционного обучения с возможностью проверки знаний по информационным дисциплинам.

• Спроектирован и реализован компонент СДО, управляющий входным потоком запросов к системе дистанционного обучения на основе приоритетов для обеспечения функций качества обслуживания.

• Предложена методика проведения тестирования образовательных веб-серверов, на основе которой проведено сравнительное тестирование системы дистанционного обучения как с механизмами обеспечения качества обслуживания, так и без них для различных аппаратных конфигураций веб-сервера, на котором функционирует СДО.

Заключение

.

В данной диссертационной работе рассматривались вопросы, связанные с организацией процесса обучения при помощи современных СДО, основанных на Интернет-технологиях. Выявлены и проанализированы технические проблемы, возникающие при эксплуатации СДО, и предложены решения, позволяющие повысить качество обслуживания в образовательных веб-серверах.

В ходе исследования были получены следующие результаты:

1. Разработаны математические модели, применимые для управления качеством обслуживания образовательного веб-сервера.

2. Идентифицированы параметры математической модели (времени обработки, интенсивности входного потока запросов) на основе статистических данных, полученных в результате исследования функционирования образовательного сервера.

3. Предложен и апробирован на практике алгоритм управления качеством обслуживания образовательного веб-сервера.

4. Разработана и внедрена в учебный процесс Петрозаводского государственного университета Интернет-система дистанционного обучения с возможностью контроля знаний студентов в заданиях со свободно-конструируемыми ответами со встроенной функцией управления качеством обслуживания.

Результаты диссертации могут быть применены в образовательных веб-серверах для повышения качества обслуживания. Возможно использование результатов диссертации в создании систем управления качеством обслуживания для других Интернет/интранет серверов, в том числе для веб-серверов электронной коммерции, корпоративных порталов и т. п.

В дальнейшем следует продолжить исследования в следующих направлениях:

1. Разработка математических методов и моделей оценки сложности входного потока запросов к Интернет-системам;

2. Разработка математических моделей и алгоритмов сглаживания всплесков входного потока заявок на образовательные веб-сервера для повышения качества обслуживания;

3. Усовершенствование программного обеспечения качества обслуживания веб-сервера.

Показать весь текст

Список литературы

  1. И.В. О доверительном оценивании некоторых слабо регенерирующих сетей/ И. В. Аминова, Е.В. Морозов// Труды КНЦ РАН N 3. 2002. Петрозаводск, 2002. С. 13−27.
  2. И.В. Опыт разработки дистанционного курса по истории первобытного общества/ И. В. Арефьева, А. В. Жуков, А. А. Кожанов, В. В. Поляков //Открытое образование. 2003. № 3. С. 65−70.
  3. А.А. Вероятностные процессы в теории массового обслуживания/ А. А. Боровков. Москва: Наука, 1972. 367 с.
  4. А.А. Теория вероятностей/ А. А. Боровков. Москва: Наука, 1984. 432с.
  5. Боровиков В. Statistica. Искусство анализа данных на компьютере: Для профессионалов/ В. Боровиков. СПб.: Питер, 2003. 688с.
  6. И. Автоматизация тестирования/ И. Бромберг// Открытые системы. СУБД. 2002. № 5. С. 45−47.
  7. Брязгии Д. WSRP: интеграция портлетов в порталы/ Д. Брязгин// Открытые системы. СУБД. 2003. № 12. С. 54−57.
  8. И. Подводные камни Web-служб/ И. Бычков// Открытые системы. СУБД. 2002. № 11. С. 49−51.
  9. Ш. Качество обслуживания в сетях IP. / Ш. Вегешиа. М.: Издательский дом «Вильяме», 2003. 368 с.
  10. Е.С. Теория вероятностей/ Е. С. Вентцель. М.: Высш. шк., 2002. 575 с.
  11. Е.С. Теория случайных процессов и ее инженерные приложения/ Е. С. Вентцель, JI.A. Овчаров. М.: Высш. шк., 2000. 383 с.
  12. В.М. Теоретические основы проектирования компьютерных сетей/ В. М. Вишневский. Москва: Техносфера, 2003. 512 с.
  13. И.К. Исследование операций/ И. К. Волков, Е. А. Загоруйко. М.: Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2002. 436 с.
  14. В.З. Система дистанционного обучения «Прометей», версия 4.0: Электронный ресурс]/ В. З. Гаркуша, О. А. Богомолов. Материалы конференции «Телематика», 2002. Режим доступа: http: / jtm Лfmo.ru/tm2002/db/doc/getthes.php.
  15. В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика/
  16. B.Е. Гмурман. Москва: Высшая Школа, 1977. 478 с.
  17. .В. Введение в теорию массового обслуживания / Б. В. Гнеденко, И. Н. Коваленко. Москва.: Наука.Гл.ред.физ.-мат.лит., 1966. 431с.
  18. Дистанционное обучение. Учебник под ред. Е. С. Полат. М., 1998. 191с.
  19. С.М. Математический эксперимент с моделями сложных систем/ С. М. Ермаков, В. Б. Мелас. Санкт-Петербург: Санкт-Петербургский университет, 1993.
  20. А.В. Исследование сетевого трафика web-pecypca www.energy-links.com/ А. В. Жуков, И.В.Аминова// Материалы 5-й научно-технической конференции «Новые информационные технологии в ЦБП и энергетике». Петрозаводск, 2002. С. 67−69.
  21. А.В. О задаче управления обработкой запросов на образовательном веб-сервере/ А. В. Жуков. Петр. гос. ун-т. Петрозаводск, 2005. 7 с. Библиогр.: 4 назв. Деп. в ВИНИТИ 04.05.05, № 653-В2005.
  22. А.В. О некоторых механизмах предотвращения перегрузок на веб-серверах/ И. В. Аминова, А. В. Жуков, В. В. Поляков. Петр, гос. ун-т. Петрозаводск, 2005. 26 с. Библиогр.: 15 назв. Деп. в ВИНИТИ 04.05.05, ДО654-В2005.
  23. А.В. Некоторые модели оптимального управления входным потоком заявок в интранет-системах/ А. В. Жуков // Материалы 6-й научно-технической конференции «Новые информационные технологии в ЦБП и энергетике». Петрозаводск, 2004. С. 87−90.
  24. К. К вопросу о масштабируемости информационных систем с высокой нагрузкой/ К. К. Иванов Электронный ресурс]// Byte Россия. 2001. № 8, Режим доступа http: //www.bytemag.ru/Article.asplID = 1541
  25. Краткая характеристика наиболее популярных обучающих виртуальных сред /Режим доступа: http: / / users.kpi.kharkov.ua/Ire / bde / media / vie / vie 1 .htm
  26. Концепция создания и развития единой системы дистанционного образования в России/ Институт общего среднего образования Российской академии образования: Электронный ресурс]/ Режим доступа: http: //de.unicor.ru/science/groundwork/concept.html.
  27. Е.А. Управление трафиком и качество обслуживания в сети Интернет/ Е. А. Кучерявый. СПб.: Наука и техника, 2004. 336 с.
  28. И.Д. Кластерный анализ/ И. Д. Мандель. М.: Финансы и статистика, 1988. 176 с.
  29. Д. Производительность Web-служб. Анализ, оценка и планирование// Д. Менаске, В. Алмейда. М.: Диасофт, 2004. 480 с.
  30. Об 'узких' местах автоматизации оперативно-диспетчерского управления/ В. В. Поляков, А. В. Жуков, Т. С. Терновская, С.В. Шато-хин// Труды Петрозаводского государственного унверситета: Сер. Прикладная математика и информатика. 2000. № 9. С. 47−56.
  31. Обзор специальных инструментальных средств и оболочек для создания курсов ДО // Междисциплинарного центра дополнительного профессионального образования СПбГУ: Электронный ресурс] /Режим доступа: http: //dl.nw.ru/software/review.
  32. Петровски М. Internet Information Server 4.0/ М. Петровски. Киев: BHV, 1998. 624с.
  33. Программное обеспечение для системы дистанционного обучения: Электронный ресурс] /Режим доступа: http: //dl.nw.ru/software.
  34. А.А. Моделирование эксплуатационной эффективности технического объекта. Статистический анализ и проверка адекватности/ А. А. Рогов. Петрозаводск: Издательство ПетрГУ, 2001. 215 с.
  35. С. Тестирование производительности Web-серверов/ С. Рогов, Д. Намиот// Открытые системы. СУБД. 2002. № 12. С. 55−64.
  36. А.Н. Технология дистанционного обучения в системе заочного экономического образования / А. Н. Романов, B.C. Торопцов, Д. Б. Григорович. М.: Юнити, 2000. 303 с.
  37. Руководство по использованию ВСО («Виртуальная среда обучения»), версия 3.0, для разработчиков курсов.
  38. Русский плагин WebCT 3.1.3: Электронный ресурс]/ Технологии образовательных ресурсов /Режим доступа: http: //www.webuniversity.ru/webct.
  39. Система создания мультимедийных дистанционных курсов. СПб, ИОО. 2000.
  40. Создание Web-решений высокой доступности на основе Microsoft Windows 2000 Server. Учебный курс MCSE/ М.: Издательско-торговый дом «Русская редакция», 2002. 576с.
  41. М.В. Все об Intranet и Internet/ М. В. Сокольский. М.: Элиот, 1998. 256с.
  42. Д. Внутреннее устройство Microsoft Windows 2000. Мастер-класс. / Д. Соломон, М. Руссинович. СПб.: Питер, М.: Издательско-торговый дом «Русская редакция», 2001. 752с.
  43. X. Введение в исследование операций, 7-е издание./ X. Таха. // М.:Издательский дом «Вильяме», 2005. 912 с.
  44. И.А. Инструментальные средства для создания Web— ИПСУН: Электронный ресурс] / И. А. Тихонов /Режим доступа: http: //twt.mpei.ac.ru/ochkov/SSO/WebToolsTichonov.html.
  45. И. Алгоритмическое обеспечение распределенных Web-серверов/ И. Труб// Открытые системы. СУБД. 2003. № 5. С. 49−54.
  46. Д. Отладка в ASP / Д. Фергюссон. М.: ЗАО «Издательство БИНОМ», 2001. 400с.
  47. В.И. Математическое моделирование стохастических систем/ В. И. Чернецкий. Петрозаводск: Издательство ПетрГУ, 1994. 485 с.
  48. Черняк J1. Адаптируемость и адаптивность/ JI. Черняк// Открытые системы. СУБД. 2004. № 9. С. 30−35.
  49. Черняк J1. Снова о тестах ТРС/ JI. Черняк// Открытые системы. СУБД. 2000. Ml. С. 45−48.
  50. Aminova I.V. Queueing Networks Simulation: Artificial Regeneration and Heavy Tail Phenomena / I.V. Aminova Proceedings of FDPW'99 «Developments in Distributed Systems and data Communications», Vol. 2, 1999. pp. 125−136.
  51. Crovella M. Change in Web Client Access Patterns. Characteristics and Caching Implications/ Mark E. Crovella, Azer Bestavros, Paul Baarfor, Adam Bradley, Computer Science Department Boston University, 1999.
  52. Crovella M. Heavy Tailed-Probability distributions in the World Wide Web / Mark E. Crovella, Murad Taqqu and Azer Bestavros, 5(6): pp. 835−846, December 1997.
  53. Crovella M., Self-Similarity in World Wide Web Traffic: Evidence and Possible Causes in IEEE/ACM Transactions on Networking / Mark E. Crovella and Azer Bestavros, 5(6): pp. 221−232, December 1997.
  54. Drees H. How to make a Hill Plot/ Holger Drees, Laurents de Haan, and Sidney Resnick /AMS, Sept. 1998.
  55. Norros I. Simulation of Fractional Browniam Motion with midpoint displacement./I.Norros, P. Mannersalo, S.L.Wang// A journal of Teletraffic theory and performance analysis of communication systems and networks. 1999. V. 2. N. 1.
  56. Floyd S. Random Early Detection Gateways for Congestion Avoidance S. Floyd, V. Jacobson / IEEE/ACM TRansactions on Networking, V. l N.4 August 1993.
  57. Leland W. High Time-Resolution Measurement and Analysis of LAN Traffic: Implications for LAN Interconnection / Will Leland and Daniel Wilson, IEEE INFOCOM 1991.
  58. Leland W. On the Self-Similar Nature of Ethernet Traffic/ Will Leland, Murad Taqqu, Walter Willinger, and Daniel Wilson, IEEE/ACM Transactions on Networking, Vol. 2, No. 1, pp. 1−15, February 1994.
  59. E.V. «Self-Similarity and Long-Range Dependce in Network Traffic Modeling»/ E.V. Morozov Proceedings of FDPW'99 «Developments in Distributed Systems and data Communications», Vol. 2, pp. 32−40, 1999.
  60. Paxson V. Wide-Area Traffic: The Failure of Poisson Modeling/ Vern Paxson and Sally Floyd IEEE/ACM Transactions on Networking, Vol. 3 No. 3, pp. 226−244, June 1995.
  61. Paxson V. Fast, Approximate Synthesis of Fractional Gaussian Noise for Generating Self-Similar Network Traffic. Computer Communications Review, V. 27 N. 5, October 1997, pp. 5−18.
  62. Ryu B.K. Fractal network traffic: from understanding to implications/ B. K Ryu/ Columbia University. 1996.
  63. Ryu B.K. Fractal network traffic modeling: past, present, and future/ B. K Rui/ Columbia University. 1997.
  64. Resnick S.I. Heavy tail modeling and teletraffic data. Ann. Statist. 25: pp. l805−1869. 1997.
  65. Resnick S. Heavy traffic approximation for workload processes with heavy tailed service requirements/ S.I.Resnick., G.Samorodnitsky. Management Science. 46: pp. 1236−1248. 2000.
  66. Stewens W. TCP Slow Start, Congestion Avoidance, Fast Retransmit, and Fast Recovery Algorithms / NOAO, RFC 2001.
  67. Zhukov A.V. One model of managing incoming requests of web-based applications/ A.V. Zhukov, I.V. Aminova. Proceedings of FDPW'04, Petrozavodsk State University, 2005. pp. 125−127.
  68. Zhukov A.V. On the quality of service management in web-based educational systems/ A.V. Zhukov, I.V. Aminova. Proceedings of the Fifth Workshop on Simulation, 2005. pp. 765−768.
  69. Zhukov A.V. Optimization Of Client-Server Systems Operation/ A.V. Zhukov, I.V. Aminova Proceedings of the XXVth International Seminar on Stability Problems for Stochastic Models. Italy. Maiori, 2005. pp. 297−299.
Заполнить форму текущей работой

Пора сдавать?