計算機系統(tǒng)分析員論文12篇

系分論文9

論改進Web服務器性能的有關技本——論文2：數(shù)字圖書館類的應用

【摘要】

    一個大中型的圖書館信息系統(tǒng)涉及到許多方面的技術與方案，本文著重討論與Web服務器性能有關的一些內(nèi)容。

    本人有幸作為項目負責人之一參與了某大型圖書館數(shù)字化信息系統(tǒng)的設計和基于Web應用軟件的開發(fā)工作。由于在數(shù)字化圖書館信息系統(tǒng)中流通著的大多是數(shù)字化的索引、文摘、全文、圖像或音頻視頻等多媒體信息，對Web服務器性能有著較高的要求。

    結(jié)合實際工程的經(jīng)驗，本文將從硬件實現(xiàn)手段（緩存服務器、均衡負載設備、Web雙機鏡像、CPU和網(wǎng)卡的提升、網(wǎng)絡帶寬擴充）和軟件實現(xiàn)手段（三層C/S軟件結(jié)構設計、應用程序部署）等兩個大方面論述如何提高Web服務器的性能，以便使用戶能夠更快捷、高效、安全地使用應用系統(tǒng)。

【正文】

    隨著Intranet信息技術的發(fā)展，圖書館為了更好地發(fā)揮其圖書流通、資料檢索和學術交流的職能，圖書館的數(shù)字信息化工程也勢在必行。某圖書館為了盡快地步入世界先進圖書館的行列，已經(jīng)啟動了一部分的數(shù)字圖書館工程。

    該數(shù)字圖書館工程主要包括對外信息Web發(fā)布系統(tǒng)，交互式檢索網(wǎng)、后臺館藏信息管理系統(tǒng)、多媒體資料采集制作以及VOD點播系統(tǒng)等。本人有幸作為項目負責人之一，參與了整個數(shù)字化信息系統(tǒng)的總體設計，并參與了基于Web的一些應用（如對外信息發(fā)布系統(tǒng)、圖像/全文混合檢索系統(tǒng)、VOD點播系統(tǒng)）的開發(fā)。

    某圖書館數(shù)字化信息系統(tǒng)從網(wǎng)絡環(huán)境上講，主要劃分為多個網(wǎng)段：（一）Intranet接入部分，采用2M的DDN專線；（二）公共網(wǎng)段（非軍事區(qū)），主要包括前臺發(fā)布數(shù)據(jù)庫服務器、Web服務器、E-Mail/FTP/DNS服務器、檢索服務器及SAN網(wǎng)絡區(qū)域存儲設備；（三）是內(nèi)部局域網(wǎng)，包括內(nèi)網(wǎng)Web服務器、后臺館藏數(shù)據(jù)庫服務器、OA服務器等。（四）是VOD點播專用網(wǎng)，包括音頻視頻點播服務器等。由于制定了嚴格的網(wǎng)絡級和應用級訪問權限，通過具有三層交換能力的高性能交換機和安全授權認證系統(tǒng)等，有效地控制了防問權限，確保了數(shù)據(jù)的安全性和完整性�？紤]到經(jīng)費和人員素質(zhì)及今后的維護管理運營等方面，操作系統(tǒng)采用Windows NT平臺，服務器選用DELL高端的系列，數(shù)據(jù)庫采用IBM的DB2。主干網(wǎng)為千兆快速交換式以太網(wǎng)，局域網(wǎng)百兆到桌面，VOD點播網(wǎng)十兆到桌面。

    在該網(wǎng)絡環(huán)境下應用主要分為三大部分：（一）對外Web發(fā)布系統(tǒng)、對外圖書輔助檢索系統(tǒng)；（二）后臺館藏信息管理系統(tǒng)和圖像/全文混合檢索系統(tǒng)；（三）VOD點播系統(tǒng)。由于絕大部分應用采用Browser/Server方式結(jié)構，最終用戶在本地只需安裝IE或者Netscape Web瀏覽器，在后臺數(shù)據(jù)庫服務器的支持下通過網(wǎng)頁方式請求和訪問各類應用服務。另外，由于在圖書館信息系統(tǒng)中流通的多為索引、摘要、全文或音頻視頻等多媒體信息，對Web服務器性能與網(wǎng)絡帶寬等都有更高的要求。

    通過不斷地試驗和實踐，我們發(fā)現(xiàn)從以下幾個方面可以相對有效地提升Web服務器性能；

   （1）緩存服務器和均衡負載設備使用可以緩解訪問瓶頸，提高網(wǎng)絡帶寬、實現(xiàn)均衡負載。

    緩存服務器也稱為cache服務器，可以存儲cache靜態(tài)的內(nèi)容如網(wǎng)頁、多媒體點播資源和會議實況（已壓縮的、有一定格式要求的）等。此外，目前美國cashflow緩存服務器，已經(jīng)可以存儲cache數(shù)據(jù)庫、ASP等動態(tài)內(nèi)容。cache服務器通常放到防火墻之外，外網(wǎng)Web服務器之前，因此Internet用戶點擊網(wǎng)頁不再直接訪問網(wǎng)站W(wǎng)eb服務器，而是訪問cache服務器。

    由于cache服務器具有多個CPU和高速大容量I/O通道，獨立的OS，因此能大大緩解Internet訪問瓶頸，而且也具有一定的抗黑客攻擊的能力。

    目前某圖書館采用這種方式，把大數(shù)據(jù)量的靜態(tài)圖片、點播資源、虛擬三維應用等都事先置放在cache服務器中，即使現(xiàn)今只有2M Internet的接入帶寬，以上應用的播放速度和效果仍能讓用戶滿意。

    另外一種方式采用均衡負載設備或Web雙機鏡像。這種方式通過負載均衡的方法達到 Web訪問性能最優(yōu)。Web雙機鏡像是較早以前流行的方式，雖能使系統(tǒng)可靠性提升，但由于雙機總是在互相詢問對方狀態(tài)，將會影響一定的訪問性能。均衡負載設備是獨立于Web服務器的硬件，它和Web服務器及網(wǎng)站中其他服務器接在同一交換機上，通過負載調(diào)度程序為各個服務器分配工作量，從而，能達到充分利用資源，提高訪問性能的目的。只是由于某圖書館目前對外發(fā)布資源相對仍較少，只采用了三臺Web服務器，因此目前的均衡負載設備作用還不顯著。

   （2）從Web服務器的配置來看Web服務器自身CPU個數(shù)及速度、網(wǎng)卡數(shù)量、Web服務器與防火墻的位置關系等，都會影響到Web服務器的性能。

    從Web服務器硬件本身來講，CPU個數(shù)的增加、網(wǎng)卡個數(shù)的增加、I/O信道的擴展無疑可以直接地提高Web服務器性能。此外，由于千兆口的防火墻目前較少且費用較高，如果把Web服務器放置防火墻之后，一定會大大影響Internet訪問性能。某圖書館采用IDS（入侵偵測）+Web服務器（服務器防火墻，較低端，不會影響流量）+應用服務器+數(shù)據(jù)庫服務器（防火墻，高端），分層次的安全模式，既保證了系統(tǒng)的安全性，又提升了
網(wǎng)絡訪問性能。

    另外，某圖書館還采用了SAN網(wǎng)絡區(qū)域存儲來提高服務器訪問速度。

   （3）三層C/S軟件結(jié)構設計和應用程序的適當部署也會提高Web服務器的性能。

    將業(yè)務邏輯、通用訪問接口與數(shù)據(jù)等相互分離、分別置放于Web服務器、應用服務器、數(shù)據(jù)庫服務器上，通過程序功能和邏輯的合理部署，也能大大改進Web服務器性能。

    一般的原則是，Web服務器只需接受Internet http訪問請求，使Web只有最少的任務，把實際處理交給各個應用服務器處理，然后返回結(jié)果給Browser。某圖書館采用這種方式專門開發(fā)了搜索引擎應用服務器和混合檢索應用服務器等，達到了良好的應用效果。

    事實上，Web服務器的性能提升還存在很多手段和方法，比如CPU與存儲之間關系，Web交換機等等，有待于我們進一步的實踐、分析和討論。（本文主要參考了上海童茵等人的論文）
評注：主題鮮明，條理也較分明。但所討論的技術應更有機地結(jié)合于項目的實例。

系分論文10

論實時控制系統(tǒng)與企業(yè)信息系統(tǒng)的集成——論文1：通信業(yè)應用

【摘要】

    近年來，在應用需求的強大驅(qū)動下，我國通信業(yè)有了長足的進步。現(xiàn)有通信行業(yè)中的許多企業(yè)單位，如電信公司或移動集團，其信息系統(tǒng)的主要特征之一是對線路的實時監(jiān)控要求很高，數(shù)據(jù)量龐大，如何將實時控制與信息系統(tǒng)集成在一起便成為系統(tǒng)實施的一個關鍵部分。

    在參與了某個通信公司的一套網(wǎng)管系統(tǒng)以及決策支持系統(tǒng)的設計后，我們分析了兩者的集成與應用工作，深切地感受到有一個良好的設計策略以及重視所選用的工具是一個關鍵。這個項目主要是對下屬各分站的子網(wǎng)以及有關鏈路的連通情況進行實時監(jiān)控、實現(xiàn)報警、路由控制和授權等功能，其關鍵在于提供一個實時顯示情況的地圖界面，井將數(shù)據(jù)匯總和組織，建立起數(shù)據(jù)倉庫以及進一步實施數(shù)據(jù)挖掘分析，從而能支持企業(yè)的決策分析。我作為設計人員之一，著重在本文中討論控制系統(tǒng)與信息系統(tǒng)集成時的策略。

【正文】

    眾所周知，通信行業(yè)需要有一整套監(jiān)控通信網(wǎng)絡的手段，其工作特點是涉及到的各分站與基站的在地理位置L的分布性，更加需要有在更高一級提供檢測不同分站鏈接情況的手段。一般來講，由于數(shù)據(jù)都是海量的，所以，如何將整個網(wǎng)絡系統(tǒng)所得的數(shù)據(jù)及時處理，以便和決策部門的分析相結(jié)合，也成為迫切需要解決的重要課題。簡言之，分布性、實時性以及數(shù)據(jù)海量性是解決整個系統(tǒng)設計和集成的核心問題。

    首先，讓我們來討論一下“網(wǎng)管監(jiān)控系統(tǒng)”。由于我參與設計與開發(fā)的這個系統(tǒng)并不是位于基層的分站，其定位在將下屬各分站的主機通信數(shù)據(jù)（包括數(shù)據(jù)流量、鏈路負荷、通往其他結(jié)點即主機的連通情況等）加以收集，所以對于具體通信事務的底層操作要求并不很高。

    考慮到上述原因，我們采用了一個地理信息系統(tǒng)開發(fā)平臺Mapinfo并采用Delphi編程，后臺用SQL Server數(shù)據(jù)庫（這是由于考慮到?jīng)Q策所需要用到的是Microsoft公司的OLAP Service）。在分析和計劃之前，我們先對ITU801標準做了詳細的探討，這只是一個有關子網(wǎng)和鏈路定義以及分層等描述的標準，在聽取了許多分站人員的建議后，將MAPINFO公司提供的一個相關的MAP X的Active X控件嵌入到Delphi程序中，利用MAP X中提供的豐富的類以及操作，比如Object、Layer等實現(xiàn)網(wǎng)管界面，井且加入了子網(wǎng)和鏈路的概念，對屬下的分站可以隨意地組合成為不同子網(wǎng)，而且實現(xiàn)了放大與縮小的功能，大致可以將整個地區(qū)的分站集中在一張地圖中，能顯示在屏幕上，這時，只是顯示出各個分站的概要，小到可以顯示出某臺主機的機柜、機柜直到插件板（因為這些都要實時監(jiān)控）。我們采用了分層的方法來實現(xiàn)以上縮放。對于一些靜態(tài)的數(shù)據(jù)，如分站，主機的位置等則先用Mapinfo公司提供的一套編制地理信息的工具（MAP X是其提供給編程工具的一個Active X控件）做成靜態(tài)的層次圖放置于數(shù)據(jù)庫中。

    我們新做成的這套系統(tǒng)通過與各分站的專用線路加以連接，能實時地得到數(shù)據(jù)，顯示于地圖上，反映出各站、各子網(wǎng)、各鏈路的實時狀態(tài)，并能將控制命令傳回分站（如強制鏈路中斷、路由轉(zhuǎn)換等）。

    現(xiàn)在，讓我們來討論其中最為關鍵的問題，即是要將實時控制系統(tǒng)與企業(yè)信息系統(tǒng)加以集成，我們的設想和體系結(jié)構大體上可以用一張簡圖表示（此處暫略）。

    在這個體系結(jié)構中，由各分站保留著詳細的數(shù)據(jù)，網(wǎng)管系統(tǒng)則在一定時間間隔內(nèi)將匯總到的數(shù)據(jù)作少量統(tǒng)計，抽取其中需要保存的內(nèi)容放入數(shù)據(jù)庫，如每分鐘流量，某分站與其他分站每分鐘通信流量，在該分站中某個鏈路的負荷（這些鏈路有可能是動態(tài)分配的，也可能是固定分站之間的通信鏈路）。盡管如此，數(shù)據(jù)仍然是海量的，因此，如果要把這些數(shù)據(jù)都直接送到各個決策部門，比如送給市場部門是不現(xiàn)實的。所以，我們在數(shù)據(jù)庫的基礎上建立了數(shù)據(jù)倉庫，確定了客戶、時間、通信量、計費和故障等幾個數(shù)據(jù)倉庫的主題，每隔一定時間對數(shù)據(jù)庫中的原始數(shù)據(jù)進行清理與抽取等預處理工作，建立好數(shù)據(jù)倉庫。這里的預處理包括了許多方面的內(nèi)容，比如有建立計算時間，但是無計費的（計費值為零）的數(shù)據(jù)，應視為建立失敗的無效數(shù)據(jù)，需要予以剔除；某些企業(yè)租用的是專用線路按月計費，中間的通信因此無計費的一些有關記錄也應剔除等。

    在預處理之后，再利用OLAP Service的分析將數(shù)據(jù)融合與匯總。按照決策部門的需要提供相應數(shù)據(jù)（比如：市場部門需要每一分站的收益，客戶分布情況以及客戶費用等）。這些都可以由OLAP Service對數(shù)據(jù)作預先處理，此時處理完的數(shù)據(jù)在邏輯上是以立方體（CUBE）形式存在的，其占用的存儲空間便能顯著地降低，如1999年8月有2000萬條通訊記錄，即使形成作為備份的文本都需要4G空間，經(jīng)過OLAP Service處理后僅需200M左右空間，因此，經(jīng)處理后的數(shù)據(jù)主要存放于另外的相關部門的機器中，而不能與主服務器放在一起。

    最后，再來討論由決策人員所使用的系統(tǒng)。由于這些部門并不分散，我們就沒有采用OLAP Servce的Web發(fā)布方案。采用Delphi編制了訪問OLAP Service的客戶端軟件，用了OLAP Service提供的、Cube Browser控件，用相似于網(wǎng)頁的界面提供了數(shù)據(jù)立方體的各種操作，如上鉆（觀察角度從月轉(zhuǎn)到季度甚至年），切片，旋轉(zhuǎn)等操作。為了便于輸出打印數(shù)據(jù)，還內(nèi)嵌了Microsoft的Excel數(shù)據(jù)透視表，可以將在Cube Browser上所看到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為Excel的表格形式，或者轉(zhuǎn)換成餅形圖、柱形圖和曲線圖等，比如可以觀察每天24小時通信流量的分布曲線圖，可以發(fā)現(xiàn)在夜間12點以后明顯通信流量減少，而決策部門便可制定某些優(yōu)惠或減價措施吸引更多客戶在12點之后使用網(wǎng)絡。

    另外，在采用OLAP Service中的數(shù)據(jù)挖掘功能時，其中提供的兩類算法分別是基于決策樹的分類和基于決策樹的聚類，市場部門的聚類算法將客戶根據(jù)費用情況加以聚集，以期發(fā)現(xiàn)處于同一消費水平的客戶的共同特征，便于制定政策，吸引客戶。這方面的努力我們將會進一步持續(xù)進行，以保證有足夠的海量數(shù)據(jù)而發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律。

    整個系統(tǒng)運行后，其數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)處理等一系列工作都由程序定期地自動進行，該系統(tǒng)應用已有一段時間，受到了不少好評。當然，也發(fā)現(xiàn)了其中有不少問題，比如；主服務器數(shù)據(jù)庫的容量問題，主站與分站的通信效率問題，還有在網(wǎng)管系統(tǒng)中，網(wǎng)絡故障的確定還不夠細致，需要由分站再具體化加以確定，決策系統(tǒng)與網(wǎng)管系統(tǒng)之間還缺少直接通信手段等，這些都有待于進一步的解決與改進。

    實時控制系統(tǒng)與企業(yè)信息系統(tǒng)集成化是推動從事生產(chǎn)制造、測量與監(jiān)控等業(yè)務的企事業(yè)單位真正邁向信息化，提高工作效率的一個重要動力。如果是大型企業(yè)，更需要有一整套的系統(tǒng)，支持Web發(fā)布，智能查詢，自動識別如用于故障預測和數(shù)據(jù)挖掘等技術，從而能夠?qū)⒌讓拥膶崟r監(jiān)控與高層的決策更好地集成在一起。展望其前景，無疑是十分美好的，但是我們認為相應的工作量很大，在技術上仍然需要有所提高和有所突破。

評注：能緊扣集成的主題，結(jié)合實際作了較有深度的論述。所討論的數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)倉庫技術符合企業(yè)信息化的方向。對遇到的問題的舉例剖析還不夠，實時控制方面的論述也可更細化一些說明。（本文主要參考了廣東林嘉宜等人的論文）