CC BY
4
разнообразие в зависимости от функции, которую следует проинтегрировать.Зная интегрирование, можно быстро найти решение уравнений, в также найти площадь и объём фигуры, которая не поддаётся обычным законам математики.
Использованные источники:
5. Бесов О. В. Лекции по математическому анализу. - М.: Московский физико-математический университет, 2012. - 562 с.
6. Гурьянова К. Н. Математический анализ. - Екатеринбург: Издательство Уральского университета, 2014. - 332 с.
7. Максименко В. Н. Курс математического анализа. - Новосибирск: Новосибирский государственный технический университет, 2011. - 411 с.
8. Интегрирование [Электронный ресурс] - режим доступа: http://mathprofi.ru (дата обращения: 12. 05. 2017).
УДК 004.65
Старовойт К.А. студент магистратуры факультет "Информатика и системы управления "
Качалкин К.И. студент магистратуры факультет "Информатика и системы управления" Московский государственный технический университет
имени. Н.Э. Баумана научный руководитель: Галкин В.А., к.т.н.
доцент Россия, г. Москва
АНАЛИЗ И ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ БАЗЫ ДАННЫХ МЕТОДОМ АНАЛИЗА ИЕРАРХИЙ Аннотация
В статье проводится анализ существующих систем управления базами данных (далее - СУБД) и выбор оптимальной СУБД по средствам метода анализа иерархий. Определены основные критерии выбора СУБД и для каждого критерия приведена матрица парных сравнений альтернатив с вычислением векторов приоритета, главного собственного значения, индекса согласованности, случайного индекса и отношения согласованности.
Ключевые слова: СУБД, метод анализа иерархий, MS SQL, MySQL, Oracel, DB2, PostgreSQL, Firebird, индекс, критерий.
Starovoyt K.A. Kachalkin K.I. Master student
Faculty of Computer Science and Control Systems Bauman Moscow State Technical University
Russia, Moscow Kachalkin K.I. Master student
Faculty of Computer Science and Control Systems Bauman Moscow State Technical University
Russia, Moscow Scientific supervisor: Galkin V.A.
Ph.D., Assistant Prefessor ANALYSIS AND SELECTION OF OPTIMAL DATABASE MANAGEMENT SYSTEM BY ANALYTIC HIERARCHY PROCESS
Abstract
The analysis of existing dataase management system (hereafter DBMS) and the optimal choice of DBMS, using the analytic hierarchy process, is undertaken in the article. The main criteria for the choice of DBMS are defined and a matrix of pairwise comparisons of alternatives is given for each criterion with the computation of the priority vectors of the main eigenvalue, consistency index, random index and consistency relations. The optimal DBMS is determined at the end of the article.
Keywords: DBMS, analytic hierarchy process, MS SQL, MySQL, Oracel, DB2, PostgreSQL, Firebird, index, criteria
Одной из основных проблем при разработки программного продукта является выбор и определение оптимальной системы управления базами данных (далее - СУБД). Выбирать СУБД необходимо как по текущим так и по будущим потребностям организации, куда необходимо будет внедрить разработанную программный продукт.
В данной статье представлены основные критерии по выбору СУБД, также применяется метод анализа иерархий для принятия решения.
Основные критерии по выбору СУБД:
1. Модель данных. К данной группе можно отнести: используемую модель данных, предусмотренные типы данных.
2. Особенности архитектуры и функциональные возможности. К данной группе можно отнести: масштабируемость, независимость среды, в которой она работает и сетевые возможности. Масштабируемость -способность системы справляться с увеличением рабочей нагрузки.
3. Производительность. Это один из главных критериев выбора СУБД. К данной группе можно отнести: рейтинг Transaction Processing Performance Council (далее - TPC), возможность распараллелить архитектуру,
оптимизация запросов.
4. Требования к рабочей среде. К данной группе можно отнести: минимальные требования к оборудованию, поддерживаемые платформы.
5. Особенности разработки приложений. Стоит рассмотреть возможность использования среды Internet, многоязыковую поддержку и средства проектирования.
6. Надежность. Еще один из главных критериев выбора СУБД. Надежность имеет множество определений, к которым можно отнести сохранность информации при сбоях системы, обеспечение защиты данных от несанкционированного доступа.
Сравнительный анализ на основе вышеперечисленных критериев поможет рационально выбрать систему управления базами данных для проекта. Для сравнительного анализа СУБД будет применяться метод анализа иерархий. В основе этого метода лежит парное сравнение всех СУБД по каждому из вышеперечисленных критериев, на выходе мы получим несколько матриц парных сравнений альтернатив.
В качестве альтернатив будут рассмотрены следующие СУБД: IBM DB2, Firebird, MySQL, Microsoft SQL Server (далее - MS SQL), Oracle Database, PostgreSQL. Три из них бесплатные - Firebird, MySQL, PostgreSQL; остальные платные.
Все выбранные системы управления базами данных подходят для проведения анализа и сравнения т.к. реализуют реляционную модель данных. По результатам анализа строится матрица парных сравнений альтернатив. Для полученной таблицы высчитываются следующие показатели:
1. Вектор приоритетов матрицы (W), определяется суммированием элементов каждой строки и делением каждой суммы на сумму всех элементов матрицы;
2. Главное собственное значение (Imax), определяется суммой произведения суммы каждого столбца на вектор приоритетов;
3. Индекс согласованности (ИС), показывает отклонение от согласованности и определяется по формуле (1).
„ X max- n ИС =-
n -1 , (1)
где n - размерность матрицы (n=6 в нашем случае);
4. Отношение согласованности (ОС), вычисляется делением Индекса согласованности на случайный индекс (СИ), где СИ - табличная величина для матрицы данного порядка и в нашем случае равна 1,24. Значение ОС приемлемо, в случае если меньше или равно 0,10.
Для оценки значимости используется шкала относительной важности (таблица 1).
Интенсивность относительной важности Определение
0 Варианты не сравнимы
1 Равная важность
3 Умеренное превосходство одного над другим
5 Существенное или сильное превосходство
7 Значительное превосходство
9 Очень сильное превосходство
2,4,6,8 Промежуточные решения между двумя соседними суждения
Таблица № 2
Матрица парных сравнений альтернатив по критерию «Модель
данных»
DB2 Firebird MySQL MS SQL Oracle PostgreSQL
DB2 1 1 1 1 1 1
Firebird 1 1 2 1/3 4 3
MySQL 1 1/2 1 1/2 4 2
MS SQL 1 3 2 1 5 2
Oracle 1 1/4 1/4 1/4 1 1/3
PostgreSQL 1 1/3 1/2 1/2 3 1
- Вектор приоритетов (Ж): 0.12 0.22 0.18 0.28 0.06 0.12 ;
- Главное собственное значение (lmax): 6,61;
- Индекс согласованности (ИС): 0,12;
- Случайный индекс (СИ): 1.24;
- Отношение согласованности (ОС): 0,09;
- Отношение согласованности (ОС) в переделах нормы.
Сравним СУБД по критерию «Особенности архитектуры и функциональные возможности».
В таблице 3 рассмотрен максимально возможный объем хранимых данных для каждой из рассматриваемых СУБД.
Таблица № 3
Максимально возможный объем хранимых данных для каждой СУБД
Размер БД Размер таблицы Размер строки
DB2 512 ТБ 512 ТБ 32677 B
Firebird 131 ТБ 2,5 ТБ 64 ^
MySQL ю 256 ТБ 64 та
MS SQL 524258 ТБ 524258 ТБ ю
Oracle ю 4 ГБ * размер блока 8 та
PostgreSQL ю 32 ТБ 1.6 ТБ
По критерию триггеры и хранимые процедуры все альтернативы
идентичны. Все поддерживают триггеры, процедуры и функции.
Триггер - программа базы данных, вызываемая всякий раз при вставке, изменении или удалении строки таблицы. Триггеры обеспечивают проверку любых изменений на корректность, прежде чем эти изменения будут приняты. Хранимая процедура - программа, которая хранится на сервере и может вызываться клиентом. Поскольку хранимые процедуры выполняются непосредственно на сервере базы данных, обеспечивается более высокое быстродействие, нежели при выполнении тех же операций средствами клиента БД.
Построим матрицу парных сравнений альтернатив по критерию «Особенности архитектуры и функциональные возможности» (таблица 4).
Таблица № 4
Матрица парных сравнений альтернатив по критерию «Особенности
архитектуры и функциональные возможности»
DB2 Firebird MySQL MS SQL Oracle PostgreSQL
DB2 1 1 2 1/8 1/3 1/6
Firebird 1 1 2 1/3 1 1/2
MySQL 1/2 1/2 1 1/4 1 1/2
MS SQL 8 3 4 1 5 3
Oracle 3 1 1 1/5 1 1/2
PostgreS QL 6 2 2 1/3 2 1
- Вектор приоритетов (W): 0,07 0,10 0,06 0,41 0,11 0,22;
- Главное собственное значение (Imax): 6,58;
- Индекс согласованности (ИС): 0,11;
- Случайный индекс (СИ): 1.24;
- Отношение согласованности (ОС): 0,09;
- Отношение согласованности (ОС) в переделах нормы.
Сравним СУБД по критерию «Производительность».
На сегодняшний день применяется и существует множество различных способов и тестовых рейтингов для проверки производительности систем управления базами данных. Наиболее авторитетным является TPC-анализ, проводимый компанией (TPC). Связано это с наличием универсальных эталонных тестов по обработке транзакций. Кроме оценки производительности в рамках TPC тестов, приводится отношение количества запросов, обрабатываемых за промежуток времени к стоимости всей системы. Однако некоторые выбранные альтернативы не проходили TPC тест, к ним относятся Firebird, MySQL и PostgreSQL.
Нас интересует осуществление неравновероятного доступа к таблицам, а таким свойством обладает только TPC-C тест производительности, поэтому именно его результаты приведены в таблице 5. Производительность измеряется в tpmC - число транзакций в минуту. Стоимость - стоимость одной транзакции в соотношении цена/производительность.
Таблица № 5
Результаты TPC-C теста производительности
Производительность, tpmC Стоимость, USD
IBM DB2 10.5.2 1 200 011 0.69
Microsoft SQL Server 2016 Enterprise Edition 661 475 1.16
Oracle Database 12c 631 766 1.08
по
критерию
Построим матрицу парных сравнений «Производительность» (таблица 6).
Таблица № 6
Матрица парных сравнений альтернатив по критерию «Производительность»
DB2 Firebird MySQL MS SQL Oracle PostgreSQL
DB2 1 4 5 3 4 5
Firebird 1/4 1 2 1/3 1/3 2
MySQL 1/5 1/2 1 1/3 1/2 1
MS SQL 1/3 3 3 1 2 3
Oracle 1/4 3 2 1/2 1 2
PostgreSQL 1/5 1/2 1 1/3 1/2 1
- Вектор приоритетов (№): 0,39 0,10 0,06 0,21 0,15 0,06;
- Главное собственное значение (1тах): 6,41;
- Индекс согласованности (ИС): 0,08;
- Случайный индекс (СИ): 1.24;
- Отношение согласованности (ОС): 0,06;
- Отношение согласованности (ОС) в переделах нормы. Рассмотрим критерий «Требования к системе».
Проведем сравнение поддерживаемых операционных систем в таблице
7.
Таблица № 7
Анализ поддерживаемых альтернативами операционных систем
Windows Linux Unix Android Symbian
DB2 + + + + -
Firebird + + + - -
MySQL + + + + +
MS SQL + - - + +
Oracle + + + - -
PostgreSQL + + + - +
Построим матрицу парных сравнений по критерию «Требования к системе» (таблица 8).
Таблица № 8
Матрица парных сравнений альтернатив по критерию «Требования к
системе»
DB2 Firebird MySQL MS SQL Oracle PostgreSQL
DB2 1 1/3 1/4 1/4 1 1/3
Firebird 3 1 1 1 4 3
MySQL 4 1 1 1 4 3
MS SQL 4 1 1 1 4 3
Oracle 1 1/4 1/4 1/4 1 1/2
PostgreSQL 3 1/3 1/3 1/3 2 1
- Вектор приоритетов (№): 0,05 0,23 0,25 0,25 0,05 0,15;
- Главное собственное значение (lmax): 6,18;
- Индекс согласованности (ИС): 0,04;
- Случайный индекс (СИ): 1.24;
- Отношение согласованности (ОС): 0,03;
- Отношение согласованности (ОС) в переделах нормы.
Рассмотрим критерий «Особенности разработки приложений».
При рассмотрении этого критерии необходимо оценить трудозатраты включающие в себя установку и настройку базы данных, резервное копирование и восстановление а также текущее обслуживание базы данных.
Матрица парных сравнений по критерию «Особенности разработки приложения» (таблица 9).
Таблица № 9
Матрица парных сравнений альтернатив по критерию «Особенности
разработки приложения»
DB2 Firebird MySQL MS SQL Oracle PostgreSQL
DB2 1 1 1 1/6 1 1
Firebird 1 1 1 1/5 1 1
MySQL 1 1/2 1 1/4 1 1
MS SQL 6 5 4 1 6 3
Oracle 1 1 1 1/4 1 1
PostgreSQL 1 1 1 1/3 1 1
- Вектор приоритетов (№): 0,09 0,11 0,09 0,45 0,1 0,1;
- Главное собственное значение (lmax): 6,16;
- Индекс согласованности (ИС): 0,03;
- Случайный индекс (СИ): 1.24;
- Отношение согласованности (ОС): 0,02;
- Отношение согласованности (ОС) в переделах нормы. Рассмотрим критерий «Надежность».
Информационная система организации включает в себя секретную информацию, для предотвращения несанкционированного доступа применяются различные способы зашиты. Проведем сравнение систем обеспечения безопасности данных в таблице 10.
Таблица № 10
_Анализ систем обеспечения безопасности данных в альтернативах
Идентификация Защита от brute-force Шифрование Сертификация безопасности
DB2 + + + +
Firebird + + - -
MySQL + - + -
MS SQL + - + +
Oracle + + + +
PostgreSQL + + + +
В таблице 11 приведено сравнение альтернатив по критерию «Надежность».
Таблица № 11
_Матрица парных сравнений альтернатив по критерию «Надежность»
DB2 Firebird MySQL MS SQL Oracle PostgreSQL
DB2 1 4 4 3 1/2 1/3
Firebird 1/4 1 1 1/4 1/5 1/5
MySQL 1/4 1 1 1/4 1/5 1/5
MS SQL 1/3 4 4 1 1/2 1/2
Oracle 2 5 5 2 1 1
PostgreSQL 3 5 5 2 1 1
- Вектор приоритетов (№): 0,2 0,04 0,04 0,16 0,25 0,27;
- Главное собственное значение (lmax): 6,46;
- Индекс согласованности (ИС): 0,09;
- Случайный индекс (СИ): 1.24;
- Отношение согласованности (ОС): 0,07;
- Отношение согласованности (ОС) в переделах нормы.
Составим матрицу парных сравнений критериев выбора, где критерий производительность и надежность имеют наибольшую важность по сравнению с другими критериями (таблица 12). Нумерация критериев соответствует нумерации основных критериев по выбору СУБД, заданной в начале статьи.
Таблица № 12
Матрица парных сравнений альтернатив по критериям выбора
1 2 3 4 5 6
1 1 1 1/6 1/4 1/2 1/5
2 1 1 1/6 1/3 1/2 1/5
3 6 6 1 2 5 2
4 4 3 1/2 1 1/2 1/2
5 2 2 1/5 2 1 1/2
6 5 5 1/2 2 2 1
- Вектор приоритетов альтернатив 0,05 0,05 0,36 0,15 0,13
0,25;
- Главное собственное значение (lmax): 6,32;
- Индекс согласованности (ИС): 0,06;
- Случайный индекс (СИ): 1.24;
- Отношение согласованности (ОС): 0,05;
- Отношение согласованности (ОС) в переделах нормы.
Составим матрицу, в которую запишем все векторы приоритетов альтернатив по всем критериям и умножим матрицу на вектор весов критериев.
'0,12 0,22 0,18 0,28 0,06 v 0,12
0,07 0,1 0,06 0,41 0,11 0,22
0,39 0,1 0,06 0,21 0,15 0,06
0,05 0,23 0,25 0,25 0,05 0,15
0,09 0,11 0,09 0,45 0,1 0,1
0,2 0,01 0,04 0,16 0,25 0,27
0,05 0,05 0,36 0,15 0,12 0,25
0,21 0,1 0,09 0,24 0,14 0,14
Веса всех рассматриваемых альтернатив распределились следующим образом: Microsoft SQL Server - 0.24, DB2 - 0.21, Oracle - 0.14, Postgre SQL -
0.14. Firebird - 0.1, MySQL - 0.09.
На основе примененного метода анализа иерархий для выбора альтернативы, оптимальной по множеству критериев, было выявлено, что наилучшим вариантом СУБД является Microsoft SQL Server. Именно поэтому многие разработчики используют в своих проектах MS SQL. 0.12 0.22 0.18 0.28 0.06 0.12
Использованные источники:
1. Microsoft MSDN [Электронный ресурс] - режим доступа: https://msdn.microsoft.com (дата обращения 29.04.2017)
2. Т.Л. Саати, Принятие решений. Метод анализа иерархий / Перевод с английского Р. Г. Вачнадзе. Москва: «Радио и связь» ,1993.
УДК 004
Тюрин А.А. студент 4 курса направление Педагогическое образование профиль «Информатика» «Брянский государственный университет им. академика И.Г. Петровского» научный руководитель: Белоус Н.Н., к.пед.н.
доцент
Россия, Брянская обл., г. Новозыбков ТЕХНИЧЕСКИЕ КАНАЛЫ УТЕЧКИ ИНФОРМАЦИИ
Аннотация: Статья посвящена информационной безопасности. Рассматриваются технические каналы утечки информации и способы зашиты.
Ключевые слова: (информация, информационная безопасность, каналы утечки информации)
TECHNICAL CHANNELS OF INFORMATION LEAKAGE
Annotation: The article is devoted to information security. The article considers technical channels of information leakage and ways of protection.
Keywords: (information, information security, information leakage channels)
