4.4 Модель динамики информационных ресурсов
Современным специалистам по информационным технологиям приходится иметь дело с хранением и обработкой больших объемов разнообразных информационных ресурсов (ИР) и принимать решения по управлению ими в процессе проектирования и эксплуатации информационных систем.
Информационные ресурсы различаются своим назначением и форматами. Принятая в настоящее время классификация ИР основана на так называемой модели Дублинского ядра метаданных [14, 41].
Всего в рамках этой системы выделено девять типов ресурсов. Ниже приводится перечень типов с пояснениями, принятыми разработчиками.
Коллекция. Множество, содержащее элементы. Ресурс описывается как группа, части ресурса могут быть описаны отдельно, к ним осуществлен отдельный доступ.
Данные. Информация представлена в определенной структуре (например, списки, таблицы, базы данных), обеспечивающей возможность прямой машинной обработки.
Событие. Непродолжительное, ограниченное во времени явление. Метаданные для события могут определять цель, место, длительность, субъектов события и связи с другими событиями и ресурсами. Примером являются выставки, конференции, семинары, презентации, представления, дискуссия и др.
Изображение. Ресурс, первично предназначенный служить для визуаль-ного представления, отличного от текста. К данному типу относятся изображения и фотографии физических объектов, рисунки, чертежи, мультипликация, фильмы, диаграммы, карты, музыкальная нотация.
Интерактивный объект. Объект данного типа требует взаимодействия с пользователем для того, чтобы быть понятым, исполненным или реализованным. Примеры: интерактивные формы на веб-страницах, апплеты, обучающие средства, чаты, виртуальная реальность.
Сервис. Система, которая выполняет одну или более функцию для конечного пользователя. Примеры: службы фотокопирования, банковс-кий сервис, служба аутентификации, межбиблиотечный абонемент, веб-сервер.
Программные средства. Компьютерная программа в исходном или компилированном коде, которая пригодна в неизменном виде для инсталляции на другой машине.
Аудио. Ресурс, первоначально предназначенный служить для звукового представления. Например, аудиокомпакт-диск, запись речи или звуков.
Текст. Ресурс, первоначально представляющий собой слова для чтения (книги, письма, газеты, стихи, статьи, диссертации, рукописи и др.).
Ценность информации, содержащейся в конкретном информационном ресурсе, может быть различной, кроме того, она изменяется во времени. Как все на свете, информационный ресурс рождается, живет и умирает. Поэтому можно говорить о жизненном цикле информационного ресурса.
Если исходить из классификации бизнес-процессов, рассмотренных в работе [45], информационный ресурс в период своего существования проходит следующие этапы жизненного цикла:
сбор информации, создание ИР,
хранение,
обработка (упорядочение, поиск, изменение и обновление),
архивирование,
уничтожение.
В течение жизненного цикла меняется актуальность информации, содержащейся в информационном ресурсе. С этой точки зрения информация может классифицироваться как критическая, важная и маловажная [14].
Как правило, актуальность информации уменьшается с течением времени, следовательно, указанные классы актуальности наступают последовательно.
Исходя из сказанного, модель жизненного цикла информационного ресурса (ИР) может быть упрощенно представлена в виде цепи Маркова, графическая схема которой показана на рисунке 4.5.
Рис. 4.5. Модель жизненного цикла информационного ресурса
Здесь выделено 8 состояний, смысл которых приведен ниже;
- создание ИР,
- хранение
ИР критической важности,
- обработка
ИР критической важности,
- хранение
ИР с важной информацией,
- обработка
ИР с важной информацией,
- архивирование
и хранение ИР с маловажной информацией,
- обработка
ИР с маловажной информацией,
- удаление
ИР.
Переход из одного
состояние
в другое
за один временной шаг является случайным
событием, вероятность которого
определяется
этапами жизненного цикла ИР, их «временем
жизни» и другими факторами. В целом,
модель определится следующей матрицей
переходных вероятностей размерности
8
8.
. (4.19)
Вероятности перехода, как мы видели в предыдущих разделах, определяют также среднюю продолжительность пребывания информационного ресурса в каждом из выделенных состояний.
Рассмотрим методику
оценки динамики информационного ресурса,
основанную на приведенной выше модели
жизненного цикла информационного
ресурса. Для снижения размерности задачи
объединим этапы хранения и обработки
в один этап:
и
,
и
,
и
.
Упрощенная модель жизненного цикла в
виде цепи Маркова с дискретным временем,
содержащей пять состояний, показана на
рисунке 4.6.
Здесь:
- создание ИР,
- хранение и обработка ИР критической важности,
- хранение и обработка ИР с важной информацией,
- архивирование и хранение ИР с маловажной информацией,
- удаление ИР.
Пусть имеется
множество информационных ресурсов R
= {
},
где по приведенной выше классификации
‑ вид
ИР,
‑ степень
актуальности ресурса. Каждый ресурс
поступает в информационную систему и
проходит в ней весь жизненный цикл.
Рис. 4.6 Упрощенная модель жизненного цикла информационного ресурса
Вероятности перехода между состояниями ресурса ‑го вида задаются матрицей
. (4.20)
Ресурс
характеризуется
следующими параметрами:
время поступления ИР в информационную систему
(например, дни, месяцы),
где
-
время исследования системы;объем поступившего ресурса - го вида в момент
,
Мбайт;
объем
ресурса
,
Мбайт, в момент
.
Величины
образуют вектор
,
при этом
,
;
вероятность
нахождения ресурса
в
степени
актуальности в момент
.
Вероятности
образуют вектор
,
при этом
,
начальное
распределение вероятностей
.
Ресурс, поступивший
на вход системы (в состояние
),
в дальнейшем перераспределяется между
состояниями пропорционально вероятностям
пребывания системы в данном состоянии.
Исходя из сказанного, мы получим следующие
расчетные формулы.
Динамика изменения состояния ИР определится уравнениями:
(4.21)
(4.22)
Общий объем ресурсов
го
вида, находящихся в системе, определится
вектором
, (4.23)
где
время
жизни ресурса
го
вида.
Общий объем ресурсов й степени актуальности определится суммой
(4.24)
.
Расчетный
объем ИР
ой
степени актуальности
для определения
необходимых параметров запоминающего
устройства равен максималь-ному значению
величины
на всем
исследуемом интервале времени:
. (4.25)
Расчеты по формулам (3.21) – (3.25) для матрицы (3.20) и исходных данных по объемам поступающих ресурсов удобно производить с помощью специальной программы [14].
Пример. Рассмотрим
систему, содержащую информационный
ресурс, динамика которого задается
матрицей
.
Предположим, что
на вход системы в каждый момент времени
поступает ресурс в объеме
Мбайт. Расчет, проведенный по
формулам (4.21) – (4.24), позволяет оценить
динамику накопления ИР в системе.
Результаты расчета приведены на рисунке
4.7.
а
б
Рис.4.7 Графики жизненного цикла информационного ресурса за 100 шагов, динамика которого задана матрицей : а) – вероятности нахождения единичного ИР в разных степенях актуальности; б) – динамика накопления ИР