Подход к оптимизации структуры информационной системы

В настоящем исследовании описан методический подход к оптимизации структурногопостроения широкого класса территориально распределенных информационных систем. Цель. Разработать методический подход к формированию оптимальной структуры территориально распределенной информационной системы на основе формализации этой проблемы как математической задачи 1-центра с применением инструментария тропической математики. Задачи. Оценить значимость информационного фактора в решении задач прогрессивного социально-экономического развития Российской Федерации. Проанализировать направления формирования и государственной поддержки элементов цифровой экономики. Сформулировать постановку задачи оптимизации структуры территориально распределенной информационной системы. Выполнить обзор методических подходов к ее решению. Описать авторский подход к выбору поля оптимального размещения центра управления в информационной системе с использованием инструментов тропической математики. Методология. В настоящей работе с помощью общих методов научного познания (структурный, ретроспективный и монографический анализ) рассмотрены тенденции и перспективы развития процессов информатизации. С помощью методов математической формализации и логического анализа ормализована задача оптимизации структуры информационной системы. Предложено ее решение на основе применения методов идемпотентной алгебры (раздел тропической математики). Результаты. Получено аналитическое оптимальное решение задачи 1-центра для территориально распределенной информационной системы в манхэттенской метрике. Выводы. Результаты исследования могут быть использованы при формировании оптимальной структуры широкого класса территориально распределенных информационных систем. Они позволяют определить оптимальное место расположения управляющих объектов (серверы в вычислительных сетях, центры хранения данных в системах видеонаблюдения и др.) при проектировании и модернизации информационных систем.

information system, optimization methods, system structure optimization, tropical mathematics, информационная система, методы оптимизации, оптимизация структуры системы, тропическая математика

1. Weber A. Theory of the Location of Industries. Chicago: University of Chicago Press, 1929. 302 p.

2. Hakimi S. L. Optimum locations of switching centers and the absolute centers and medians of a graph // Operations research. 1964. Vol. 12, N 3. P. 450-459.

3. Eiselt H. A., Marianov V. Pioneering developments in location analysis // Foundations of Location Analysis. 2011. Vol. 155. P. 3-22.

4. Francis R. L., McGinnis L. F., White J. A. Facility layout and location: an analytical approach. Pearson College, 1992. 592 p.

5. Mirchandani P. B., Francis R. L. Discrete location theory. Chichester: Wiley-Interscience, 1991. 555 p.

6. Daskin M. S. Network and discrete location: models, algorithms, and applications. Chichester: Wiley-Interscience, 2011. 520 p.

7. Drezner Z. Facility location: a survey of applications and methods. N. Y.: Springer, 1995. 571 p.

8. Nickel S., Puerto J. Location theory: a unified approach. Berlin, Heidelberg: Springer, 2005. 437 p.

9. Dearing P. M., Francis R. L. A network flow solution to a multifacility minimax location problem involving rectilinear distances // Transportation Science. 1974. Vol. 8, N 2. P. 126-141.

10. Brimberg J., Chen R. A note on convergence in the single facility minisum location problem // Computers and Mathematics with Applications. 1998. Vol. 35, N 9. P. 25-31.

11. Ogryczak W. Inequality measures and equitable approaches to location problems // Annals of Operations Research. 2007. Vol. 167, N 1. P. 61-86.

12. Francis R. L. Letter to the Editor - Some Aspects of a Minimax Location Problem // Operations Research. 1967. Vol. 15, N 6. P. 1163-1169.

13. Kolokol’tsov V. N. Idempotent structures in optimization // Journal of Mathematical Sciences. 2001. Vol. 104, N 1. P. 847-880.

14. Krivulin N. K. A multidimensional tropical optimization problem with a nonlinear objective function and linear constraints // Optimization. 2015. Vol. 64, N 5. P. 1107-1129.