CC BY
22фронту промерзания [2]. Отсюда следует, что при тепловлагопереносе в грунтах изменяются их характеристики физического состояния, прочностные и деформационные свойства.
При строительстве, реконструкции или ликвидации зданий и подземных сооружений, а также в необходимых случаях и их эксплуатации, существенную роль играет проведение инженерных изысканий, которое предусматривает прогнозирование изменений инженерно-геологических свойств грунтов на период строительства и последующей эксплуатации. В то же время изыскания для проведения строительства на сезоннопромерзающих грунтах не включают в себя работы по определению их температуры и теплофизических характеристик, а также прогнозированию теплового режима грунтового массива. Обычно такие вопросы исследуются только для районов распространения многолетнемерзлых грунтов. Однако следует отметить, что, как правило, работы по изысканиям проводятся в летний период и получаемые в ходе их физико-механические характеристики грунтов закладываются в расчеты фундаментов проектируемых подземных сооружений. Но в зимних условиях, как было отмечено, происходит перестройка температурного поля грунтов, в результате чего может произойти изменение их свойств (прочностных и деформационных). Конечно, при расчетах грунтовых оснований используются коэффициенты запаса, которые учитывают сезонные колебания состояния грунтов, но специальных исследований на этот счет не проводилось [3]. Кроме того, в городских условиях инженерные изыскания выполняются на неподготовленных площадках строительства, то есть еще до сноса существующих зданий и сооружений. Поэтому в процессе изысканий параметры грунтов определяются в условиях отличительной системы с характерным тепловлажностным режимом грунтового массива. После ликвидации старых построек и новом строительстве, на участке произойдет резкое изменение геологических полей, в том числе температурного поля [4].
Таким образом, исследование и прогнозирование изменений свойств грунтов, их прочностных и деформационных характеристик вследствие преобразования температурного поля при воздействии различных подземных сооружений, становится актуальной задачей и имеет важное практическое значение, особенно в условиях плотной городской застройки.
Литература
1. Калошина С. В. Основные предпосылки и сдерживающие факторы в освоении подземного пространства города Перми // Вестник ПНИПУ. Строительство и архитектура, 2016. Том 7. № 3. С. 78-90.
2. Кудрявцев С. А., Кажарский А. В. Численное моделирование процесса миграции влаги в зависимости от скорости промерзания грунтов // Инженерно-строительный журнал, 2012. Том 30. № 4. С. 33-38.
3. Королев В. А. Актуальные научные проблемы современного грунтоведения // Журнал Грунтоведение, 2013. Том 1. № 2. С. 5-10.
4. Кашперюк П. И., Кашперюк А. А., Потапов А. Д., Потапов И. А. Особенности температурного режима грунтов в г. Москве и его влияние на инженерно-геологические свойства активной зоны оснований сооружений // Вестник МГСУ, 2013. № 3. С. 88-97.
Программные технологии проектирования высоконагруженных систем
обработки данных Смекалин С. А.
Смекалин Сергей Александрович /Smekalin Sergey Aleksandrovich - магистрант, кафедра телекоммуникационных систем, факультет микроприборов и технической кибернетики, Московский институт электронной техники, г. Зеленоград
Аннотация: с каждым днем потребности пользователей в Интернете растут. Чтобы удовлетворить все их запросы необходимо качественно проектировать центры обработки данных. Цель работы - познакомить начинающих программистов с разработкой, связанной с повышением отказоустойчивости высоконагруженных систем обработки данных. В статье рассматриваются подходы к обработке входящих запросов на стороне высоконагруженной системы. Описывается, как устроена обработка запросов на процессах, потоках и асинхронная событийная модель, выявляются преимущества и недостатки данных подходов. Ключевые слова: высокая нагрузка, системы обработки данных, асинхронная событийная модель.
В наше время практически каждый человек пользуется Интернетом. Пользователи Интернета каждый день ищут, загружают, скачивают необходимую информацию. Для обработки запросов пользователей используются центры обработки данных, которым необходимо выдерживать высокую нагрузку и обслуживать всех клиентов. От уровня устойчивости таких систем к отказам зависит прибыль компаний. Соответственно системы обработки данных должны выдерживать высокую нагрузку и оставаться при этом быстродействующими.
Для обработки входящих запросов часто используется архитектура системы, построенная на процессах. Для каждого соединения создается процесс и таким образом обеспечивается многопоточность и система может обрабатывать большое количество соединений. К примеру, так реализован известный веб-сервер Apache с модулем мультипроцессовой обработки Prefork. Prefork заранее создает определенное количество процессов, которые не требуют времени на отдельный вызов при поступлении запроса от клиента и не нуждаются в выполнении маршалинга [1]. Схема работы приведена на рисунке 1.
Рис. 1. Обработка запросов процессами ядра ОС
Одним из важнейших преимуществ такого подхода является большая безопасность, так как каждый процесс изолирован от других и не может повредить или прочитать память другого процесса. Но есть недостатки такого подхода - создание процесса для каждого соединения требует выделения большого количества памяти сервера. Чем больше количество запросов, тем больше памяти требуется. Также при обработке запроса процесс блокируется и пока клиент или сервер не завершит соединение, процесс будет потреблять ресурсы системы. Это наиболее заметно, когда при запросах клиент включает в HTTP запрос режим поддержки соединения keep-alive, но при этом обращается к серверу пару раз в минуту, из-за этого процесс простаивает большую часть времени.
Следующая модель обработки данных основывается на потоках. Обработка запросов использует потоки вместо процессов, тем самым значительно улучшая обработку большого количества соединений. Рассмотрим на примере модуля Apache Worker. Worker запускает несколько процессов, каждый из которых создает несколько, так называемых дочерних потоков. Дочерние потоки, как и процессы, ожидают входящие запросы. Схема работы представлена на рисунке 2.
Рис. 2. Модель обработки клиентских запросов с помощью потоков
35
Такой подход является менее ресурсоемким в плане потребления оперативной памяти, в отличие от первого подхода. Также улучшается обработка большого количества одновременных запросов. Недостаток потоковой обработки запросов это относительная нестабильность, так как проблемы в одном процессе могут затронуть и другие соединения. Это связано с тем, что потоки одного процесса имеют общее адресное пространство и память [2].
Следующая модель обработки данных является самой современной и быстрой из существующих, но в то же время самой сложной в реализации и отладке. Разберем модель асинхронной обработки ввода/вывода на примере объекта ядра Linux, называемого Epoll. Epoll является современным подходом реализации данной модели в отличие от select и poll, которые не имеет смысла рассматривать в данной статье. На сервере создается определенное количество потоков, которые будут заниматься обработкой запросов от клиентов, также создается объект Epoll, который представляет собой структуру данных, содержащая дескрипторы. При установлении соединения с пользователем на сервере создается клиентский дескриптор, от которого ожидается появление данных. Каждый дескриптор добавляется к наблюдению в объект Epoll и вызывается функция epoll_wait (), которая возвращает массив дескрипторов, в которых поменялось состояние, то есть там содержатся дескрипторы, которые готовы к вводу/выводу. При появлении событий от дескриптора ядро ОС передает его потоку, который непременно принимает запрос и обрабатывает его. После обработки одного запроса поток отправляет ответ и возвращается в пул потоков, готовый для обработки следующих запросов [3]. Таким образом, если клиент редко посылает запросы, но при этом поддерживает соединение keep-alive, он будет занимать поток не на весь сеанс соединения, а только на один запрос.
Литература
1. [Электронный ресурс]. Документация по Apache prefork. Режим доступа: http://httpd.apache.org/docs/current/mod/prefork.html/ (дата обращения: 18.12.2016).
2. [Электронный ресурс]. Документация по Apache worker. Режим доступа: https://httpd.apache.org/docs/2.4/mod/worker.html/ (дата обращения: 18.12.2016).
3. [Электронный ресурс]. Документация Linux по epoll. Режим доступа: http://man7.org/linux/man-pages/man7/epoll.7.html/ (дата обращения: 18.12.2016).
Сети водоснабжения и их влияние на окружающую среду городских
территорий Каторгина Н. О.1, Лукина А. В.2
1Каторгина Наталья Олеговна / Katorgina Natalia Olegovna — студент магистратуры;
2Лукина Анна Владимировна / Lukina Anna Vladimirovna — студент магистратуры, кафедра водохозяйственного и гидротехнического строительства, Инженерно-строительный институт Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, г. Санкт- Петербург
Аннотация: в данной работе рассматриваются источники негативного влияния на окружающую среду городских территорий работ, возникающих при обслуживании сетей водоснабжения, а также мерах, предпринимаемых по их снижению.
Ключевые слова: инженерные сети, водоснабжение, аварийно-восстановительные работы, планово-предупредительный ремонт, износ сетей водоснабжения, неучтенный расход воды, коммунальное хозяйство.
УДК 628.16: 628.17
Водопроводная сеть является одним из основных элементов системы водоснабжения, она должна обладать достаточной степенью надежности и способствовать обеспечению бесперебойного снабжения водой потребителей. Наиболее важной проблемой инженерных сетей является их износ, что ведет за собой повышение возникновения аварийных ситуаций и, соответственно аварийно-восстановительных ремонтов (далее - АВР). Аварии на сетях водоснабжения приводят к систематическим сбоям в экономической и социальной сфере. В связи с этим, проблема износа имеет комплексный характер и связана с поиском наиболее эффективных методов по повышению надежности и безопасности эксплуатации сетей, а так же с принятием действенных мер по снижению их аварийности.
