
Тип работы:	Предмет:	Язык работы:

Математическая модель оценки надёжности веб-сайтов

Работа №	103863
Тип работы	Магистерская диссертация
Предмет	информатика
Объем работы	94
Год сдачи	2018
Стоимость	4900 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено	80

Не подходит работа?

Узнай цену на написание

Содержание

ВВЕДЕНИЕ 3
Глава 1 СРАВНЕНИЕ МЕТОДОВ ОЦЕНКИ НАДЁЖНОСТИ ВЕБ-САЙТА ....7
1.1 Критерии надёжности веб-сайта 7
1.2 Методы анализа надёжности веб-сайта 20
1.3 Анализ видов и последствий и критичности отказов (АВПКО) 22
1.4 Анализ деревьев неисправностей 32
1.5 Анализ схем функциональной целостности (СФЦ) 41
1.6 Вейбулл-анализ (анализ эмпирических данных из испытаний и
эксплуатации) 43
Глава 2 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ОЦЕНКИ НАДЁЖНОСТИ ВЕБ-САЙТОВ 50
2.1 Постановка задачи для модели оценки надёжности веб-сайтов 50
2.2 Составление математической модели оценки надёжности веб-сайтов 52
Глава 3 РЕАЛИЗАЦИЯ И ПРИМЕНЕНИЕ МОДЕЛИ ОЦЕНКИ НАДЁЖНОСТИ 56
3.1 Анализ программного обеспечения для реализации математической
модели 56
3.2 Анализ инструментальной среды «Maple» 59
3.3 Анализ инструментальной среды «Mathematica» 61
3.4 Анализ инструментальной среды «MathCad» 65
3.5 Сравнение средств для реализации математической модели 72
3.6 Реализация математической модели оценки надёжности веб-сайтов .. 75
3.7 Доказательство гипотезы о возможности построения математической
модели поиска численного значения вероятности отказа в работе сайта 83
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 86
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 88

Введение

В настоящее время веб-сайт является неотъемлемой частью имиджа практически любой компании, а также необходимым инструментом ведения бизнеса для различного рода интернет-компаний. Для успешного функционирования веб-сайта необходимо четкое понимание его возможностей, чтобы свести до минимума вероятность отказа в облуживании данного сайта. В связи с этим для сайта как системы, которая рассчитана на постоянную бесперебойную работу, надёжность играет серьёзную роль.
Под надёжностью сайта будем понимать его эксплуатационное качество, которое характеризуется вероятностью безотказной работы сайта в определенный период времени с сохранением параметров, заданных в техническом задании на сайт.
Одним из основных показателей надёжности сайта является вероятность безотказной работы. И, чтобы уменьшить вероятность отказа в обслуживании сайта, следует знать численное значение данной характеристики.
Таким образом, актуальность работы заключается в том, что в настоящее время создается достаточно много сайтов и, чтобы избежать возможных рисков, связанных с тем, что фактическое число пользователей превысило ожидаемое, уже на этапе проектировании сайта следует оценить его надёжность.
В настоящий момент существует достаточно много методов для оценки надёжности сайта, наиболее распространенными из которых являются:
• анализ видов, последствий и критичности отказов;
• анализ деревьев неисправностей;
• вейбулл-анализ;
• анализ схем функциональной целостности.
Анализ перечисленных выше методов показал, что ни один из перечисленных выше методов не дает способа получения численного значения вероятности отказа в работе сайта. Это определяет проблему исследования. Из данной проблемы следует цель работы.
Целью работы является разработка математической модели оценки надёжности веб-сайтов.
Обозначенная цель определила объект и предмет исследования. Объект исследования - оценка надёжности веб-сайта.
Предмет исследования - модель оценки надёжности.
Гипотезой диссертации является предположение о том, что можно получить численное значение вероятности отказа в работе сайта на этапе его проектирования, если будет построена математическая модель.
Для достижения поставленной цели потребовалось решить следующие задачи:
1. Проанализировать методы оценки надёжности веб-сайтов.
2. Разработать модель оценки надёжности веб-сайтов.
3. Провести апробацию модели оценки надёжности веб-сайтов.
4. Найти численное значение вероятности безотказной работы веб - сайта.
5. Применить данную модель для нахождения максимально возможный поток посетителей веб-сайта при заданном времени задержки пользователя на странице и максимально возможным числом одновременных посетителей веб-сайта.
6. Доказать гипотезу о том, что можно получить численное значение вероятности отказа в работе сайта на этапе его проектирования, если можно построить математическую модель.
Теоретической основой исследований послужили научные труды в области оценки надёжности зарубежных и отечественных ученых, таких как Hyun K. C, Ikram M. A., Hussain F. K., Robertazzi T. G., Sekar K. R., Sethuraman J., Александровской Л, Афанасьева Т. А., Гусейнова Р. В., Дормидонтовой Т. В., Кирьякова В. В., Султановой Л. М., Канн С. К., Карманова Ф. И., Острейковского В. А., Линдигрина А. Н., Розенберга В. Я., Прохорова А. И, Яковлева Б. С., Бойченко О. В., Тупота Е. С. и т.д.
Методы исследования. Решение указанных задач планируется проводить на основе системного анализа, математического моделирования систем массового обслуживания, объектно-ориентированного программирования. Для программной реализации алгоритмов планируется использоваться аппарат численного математического моделирования и пакеты прикладных программ компьютерной математики.
На защиту выносятся:
1. Математическая модель оценки надёжность веб-сайтов.
2. Результаты эксперимента, проведённого с использованием данной модели.
3. Результаты апробации предложенной модели.
Исследование состояло из следующих этапов:
1. Изучение литературы по теме исследования, а именно анализ методов оценки надёжности веб-сайтов. Определение состояния проблемы на данный момент.
2. Построение математической модели оценки надёжности веб -сайтов с использование теории массового обслуживания.
3. Проведения эксперимента для нахождения численного значения вероятности безотказной работы веб-сайта.
Апробация работы была произведена на следующих конференциях, где были рассмотрены результаты исследования:
1. IV Международная научно -практической конференция (школа- семинар) молодых ученых «Прикладная математика и информатика: современные исследования в области естественных и технических наук» (23-25 апреля 2018г., Тольятти).
2. Международная научно-практическая конференция «Взаимодействие науки и общества: проблемы и перспективы», стр. 7-9 (21 апреля 2018г, Новосибирск).
3. Научно-практическая конференция «Студенческие дни науки в ТГУ» (апрель 2018г., Тольятти).
Новизна исследования состоит в том, что была построена модель, которая не только позволит оценить надёжность веб -сайта, но и получить численное значение вероятности отказа в обслуживании.
Теоретическая значимость исследования:
1. Расширено знание о нахождении численного значения вероятности безотказной работы веб -сайта.
2. Проведен анализ методов оценки надёжности применительно к веб - сайтам.
Практическая значимость исследования состоит в том, что полученные результаты позволят оценить надёжность проектируемого веб - сайта и принять верные решения для его развития.
На защиту выносится математическая модель оценки надёжности веб - сайта, а также эксперимент, проведённый с целью нахождения численного значения вероятности безотказной работы веб-сайта.
Работа состоит из трех глав:
1. В первой главе описываются и сравниваются основные методы анализа надёжности веб-сайтов.
2. Во второй главе, в соответствие с гипотезой, строится математическая модель оценки надёжности веб-сайтов.
3. В третьей главе проводится анализ программного обеспечения для построения модели, проводится эксперимент над данной математической моделью для расчета количественного значения вероятности безотказной работы сайта, а также приводится доказательство гипотезы диссертационного исследования.
Диссертационное исследование состоит из введения, трех глав, заключения и списка используемой литературы. Работа изложена на 94 страницах, содержит 9 рисунков, 6 таблиц.

Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь студентам в написании работ!

ДИПЛОМНЫЕ МАГИСТЕРСКИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Курсовые Статьи Диплом Рязань

Заключение

В данной работе было проведено исследование оценки надёжности веб - сайта. В ней была составлена модель, которая позволяет при помощи систем массового обслуживания оценивать среднее и, что более важно, максимальное время задержки пользователей на сайте, что, в свою очередь, помогает принимать необходимые управленческие решения при развитии веб-сайта или его проектировании.
В данной диссертации был проведён анализ методов оценки надёжности веб-сайтов, с помощью которого было выявлено, что на данный момент задача оценки надёжности сайта при его проектировании недостаточно проработана.
Для решения этой задачи была разработана математическая модель оценки надёжности веб-сайта на этапе его проектирования, которая использует аппарат систем массового обслуживания.
Также было вычислено максимальное время пребывания пользователя на сайте с помощью решения трансцендентных уравнений.
В работе были выявлены следующие зависимости:
• зависимость вероятности отказа в обслуживании от интенсивности потока заявок к странице - при определённом уровне интенсивности входного потока заявок к странице вероятность отказа в доступе начинает расти;
• зависимость вероятности отказа в обслуживании от максимально возможного числа пользователей - при увеличении максимально возможного числа посетителей вероятность отказа в доступе увеличивается;
• зависимость максимального времени задержки пользователя на сайте от максимально возможного числа пользователей - при увеличении максимально возможного числа пользователей максимальное время задержки пользователя на странице падает.
Из данных зависимостей можно сделать вывод, что при увеличении максимального числа пользователей, вероятность отказа будет увеличиваться, а максимальное время задержки пользователя на странице будет только падать, что отрицательно скажется на позициях самого сайта.
Также в магистерской диссертации была доказана гипотеза о том, что может быть построена математическая модель, с помощью которой возможно получить численное значение вероятности отказа в работе сайта на этапе его проектирования, что является главным критерием надёжности.

Литература

1. ГОСТ 27.002—89 «Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения» 3.Дефекты, повреждения, отказы
2. ГОСТ 27.002—89 «Надежность в технике. Основные понятия.
Термины и определения» 4.Временные понятия
3. ГОСТ 27.002—89 «Надёжность в технике. Основные понятия.
Термины и определения» 1.Общие понятия
4. ГОСТ Р 50779.27—2017 «Статистические методы. Распределение Вейбулла. Анализ данных»
Научная и методическая литература
5. Абрамов Петр Борисович, Леньшин Андрей Валентинович Оценка параметров систем массового обслуживания при аппроксимации дисциплины обслуживания потоками Эрланга // Вестник ВИ МВД России. 2012. №2.
6. Александрова У.А., Сенашов С.И. Анализ статистики посещаемости сайта типичного Красноярского кинотеатра // Актуальные проблемы авиации и космонавтики. 2014. №10.
7. Александровская Л. и др. Безопасность и надежность технических систем. - Litres, 2017.
8. Александровская, Л. Н. Статистические методы анализа безопасности сложных технических систем: учебник / Л.Н. Александровская, И.З. Аронов, А.И. Елизаров [и др.]; под ред. В.П. Соколова. - М.: Логос, 2001. - 232 с.
9. Афанасьев Т. А., Линдигрин А. Н., Яковлев Б. С. Применения отказоустойчивых систем и резервного копирования на полиграфических предприятиях //Известия Тульского государственного университета. Технические науки. - 2017. - №. 9-1.
10. Ашихмин Н. А. Разработка сервиса для обеспечения автоматизированного тестирования облачных приложений : дис. - Южно-Уральский государственный университет, 2016.
11. Богомолова Е. П., Очков В. Ф., Мати Х. Решатели или великолепная семерка Mathcad //Открытое образование. - 2015. - №. 3.
12. Бойченко О. В., Тупота Е. С. РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ УЯЗВИМОСТЕЙ САЙТОВ //Международный научно - исследовательский журнал. - 2016. - №. 4-2. - С. 42-44.
13. Брумштейн Ю. М., Бондарев А. А. Информационная безопасность сайтов высших учебных заведений: проблемы и решения //Экономическая безопасность и качество. - 2014. - №. 1 (14).
14. Васильев Д. А., Прокопова Н. С. Анализ подходов к повышению безопасности интернет-сайтов, развернутых с использованием систем наполнения контентом //Auditorium. - 2017. - №. 2 (14).
15. Власова Н. С., Чернякова Т. В., Прокубовская А. О. Подходы к проектированию интерфейсов информационно-образовательных сред //Сибирский педагогический журнал. - 2013. - №. 2.
16. Ворожцов A.C., Тутова И.В., Тутов A.B. Методика оптимального распределения виртуальных серверов в центрах обработки данных. //T -Comm Телекоммуникации и транспорт, 2015, № 7. -С.3-5.
17. Горбунков А.Л. Марковские модели посещаемости web-сайтов. //http://hdl.handle.net/10995/1334(дата обращения ноябрь 2017).
18. Горнаков С. Осваиваем популярные системы управления сайтом (CMS). - Litres, 2017.
19. Гуров С. В., Уткин Л. В. Надежность восстанавливаемых резервированных систем с последействием отказов //Автоматика и телемеханика. - 2017. - №. 1. - С. 137-151.
20. Гусейнов Р. В., Султанова Л. М. Определение показателей надежности автомобилей //Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки. - 2015. - Т. 38. - №. 3.
21. Дормидонтова Т. В., Кирьяков В. В. Применение методов теории надёжности на практике //Интернет-журнал Науковедение. - 2015. - Т. 7. - №. 1 (26).
22. Дуплякин В.М., Княжева Ю.В. Выбор закона распределения входного потока заявок при моделировании системы массового обслуживания торгового предприятия. // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета им. академика С.П. Королёва (национального исследовательского университета). - 2012. - № 6(37)
23. Егорова И. Н., Гладкая А. А. Исследование возможностей
резервного копирования веб -сайтов, созданных на основе WordPress. - 2017.
24. Елисеева, Т. А. Корректность экспертных оценок при анализе надежности технических систем на стадии проектирования / Т.А. Елисеева, Е.В. Плахотникова // Научно-практ. конф. преподавателей, сотрудников и аспирантов: сб. на-уч. тр. - Вып.4. - ВСГУТУ. - Улан-Уде. - 2015. - С. 35-41.
25. Ефстафьев, И. Н. Тотальный риск-менеджмент / И.Н. Ефстафьев. - М.: Эксмо, 2008. - 208 с.
26. Зиннатулин Ф. Ф. ОБЛАЧНЫЙ И КЛАССИЧЕСКИЙ ХОСТИНГ В ВЕБ-РАЗРАБОТКЕ //НОВЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В НАУКЕ НОВОГО ВРЕМЕНИ. - 2017. - С. 40-43.
27. Зиннатулин Ф. Ф. Основные направления развития веб-дизайна в проектировании веб-сайтов в 2016 году //Перспективы развития информационных технологий. - 2016. - №. 31. - С. 126-130.
28. Зюзин Р. Г. и др. ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ОНЛАЙН- ПЛАТФОРМ С ПОМОЩЬЮ СИСТЕМ ВЕБ-АНАЛИТИКИ //Международный научно-исследовательский журнал. - 2017. - №. 05 (59) Часть 3. - С. 47-49.
29. Исмагилова А. Х. Оценка качества электронных библиотек. - 2015.
30. Канн С. К. Библиотечный сайт: статистика отказов и отказ от базовых ценностей //Вестник научных конференций. - ООО Консалтинговая компания Юком, 2017. - №. 3-4. - С. 31-34.
31. Карманов Ф. И., Острейковский В. А. Статистические методы обработки экспериментальных данных. Лабораторный практикум с использованием пакета MathCad. Учебное пособие. - 2012.
32. Каштанов В., Медведев А. Теория надежности сложных систем. - Litres, 2017.
33. Кирпичников А. П., Фадхкал З. Прикладная теория массового обслуживания //Теория и практика современной науки. - 2014. - С. 15-19.
34. Кирпичников А.П., Титовцев А.С., Фадхкал З. Некоторые особенности числовых характеристик многоканальных систем массового обслуживания открытого типа. // Вестник Казанского технологического университета. - 2015.
35. Можаев А.С. Логико -вероятностный подход к оценке надежности автоматизированных систем управления. СПб.: ВМА им. Гречко А.А. Депонирована п/я А-1420 № Д047550, 1982. - 24 С.
36. Мокров Е.В., Самуйлов К.Е. Модель системы облачных вычислений в виде системы массового обслуживания с несколькими очередями и с групповым поступлением заявок. // T-Comm - Телекоммуникации и Транспорт - 2013. - №11.
37. Осипов Г.С. Моделирование систем массового обслуживания с отказами. // Бюллетень науки и практики. - 2016. - № 11(12).
38. Пятков А. Г., Золотарёв В. В. Методы анализа надёжности космических аппаратов //Актуальные проблемы авиации и космонавтики. - 2015. - Т. 1. - №. 11.
39. Розенберг В. Я., Прохоров А. И. Что такое теория массового обслуживания. - Рипол Классик, 2013.
40. Сербиновский Б. Ю., Сербиновская А. А., Белоус М. А. Развитие коммуникаций и сбыта продукции и услуг ресторанной сети с использованием IT-технологий (опыт моделирования и проектирования многофункционального веб-сайта). Часть 1 //Инженерный вестник Дона. - 2013. - Т. 25. - №. 2 (25).
41. Смирнов А. А., Коваленко А. В. Методы качественного анализа и количественной оценки рисков разработки программного обеспечения //Системи обробки шформацл. - 2016. - №. 5. - С. 153-157.
42. Сыдыкова Ж. Н., Мусиралиева Ш. Ж. Метод обеспечения безопасности веб-сайтов //Инновации в науке. - 2016. - №. 55-1. - С. 58-61.
43. Ташков П. А., Ташков П. А. Веб -мастеринг: HTML, CSS, JavaScript, PHP, CMS, графика, раскрутка: Html, Css, Javascript, Php, Cms, Grafika, Raskrutka. - Издательский дом" Питер", 2008.
44. Шевченко Д. А., Локтюшина Ю. В. Эффективность веб-сайтов высших учебных заведений //Методика оценки конкурентоспособности сайта вуза в Интернете. М.: ННОУ “МИПК. - 2014.
45. Шеин Е. А. Методологический подход к разработке официального сайта как действенного инструмента маркетинговой деятельности вуза в сети Интернет //Вестник Белгородского университета кооперации, экономики и права. - 2012. - №. 3. - С. 43.
46. Шушерин, В. В. Средства и методы управления качеством: учебное пособие / В.В. Шушерин, С.В. Кортов, А.С. Зеткин. - Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2006. - 202 с.
Электронные ресурсы
47. https://metrika.yandex.ru/(дата обращения ноябрь 2017).
48. https://www.google.com/analytics/(дата обращения ноябрь 2017).
49. Фонталин Е. Оценка эффективности корпоративного сайта, 2014. - // http://www.cossa.ru/155/60369/(дата обращения апрель 2016).
50. Яндекс. Вебмастер. https://yandex.ru/support/webmaster/protecting- sites/intro.html
Литература на иностранном языке
51. Alam M. I., Pandey M., Rautaray S. S. A comprehensive survey on cloud computing //International Journal of Information Technology and Computer Science. - 2015. - Т. 2. - С. 68-79.
52. Benker H. Practical Use of Mathcad®: Solving Mathematical Problems with a Computer Algebra System. - Springer Science & Business Media, 2012.
53. Hyun K. C. et al. Risk analysis using fault-tree analysis (FTA) and analytic hierarchy process (AHP) applicable to shield TBM tunnels //Tunnelling and Underground Space Technology. - 2015. - Т. 49. - С. 121-129.
54. Ikram M. A., Hussain F. K. Software as a Service (SaaS) Service Selection Based on Measuring the Shortest Distance to the Consumer’s Preferences //International Conference on Emerging Internetworking, Data & Web Technologies.
- Springer, Cham, 2018. - С. 403-415.
55. ITU-T Focus Group on Cloud Computing Technical Report Version 1.0 Part 3: Requirements and framework architecture of cloud infrastructure 2012, 51p.
56. Jarno A. D. B. et al. Cloud Testing: Requirements, Tools and Challenges //JOURNAL OF APPLIED TECHNOLOGY AND INNOVATION. - 2017. - Т. 1. - №. 2. - С. 79-93.
57. Kaur M. A., Kumari M. P., Singh M. P. A TAXONOMY ON TOOLS FOR SCIENTIFIC WORKFLOW MANAGEMENT SYSTEM.
58. Khalid I. et al. BUILDING A WEB-STORE USING PRESTASHOP PLATFORM. - 2017.
59. Khinchin A. Y., Andrews D. M., Quenouille M. H. Mathematical methods in the theory of queuing. - Courier Corporation, 2013.
60. Ochkov V. F., Bogomolova E. P. Teaching Mathematics with
Mathematical Software //Journal of Humanistic Mathematics. - 2015. - Т. 5. - №. 1.
- С. 265-285.
61. Robertazzi T. G. Computer networks and systems: queueing theory and performance evaluation. - Springer Science & Business Media, 2012.
62. Sekar K. R., Sethuraman J. Optimal component selection for rich internet applications in web engineering //Networks & Advances in Computational Technologies (NetACT), 2017 International Conference on. - IEEE, 2017. - С. 420-425.
63. TAUFIQ F. M. VULNERABILITY ANALISIS UNTUK PENINGKATAN SISTEM KEAMANAN WEBSITE (STUDI KASUS DI LINGKUNGAN UMM) : дис. - University of Muhammadiyah Malang, 2017.