Разработка протокола передачи данных для системы управления потоками данных

Кайда, Анастасия Юрьевна Отделение информационных технологий (ОИТ)
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

Целью данной магистерской диссертации является формализация протокола, предназначенного для коммуникации компонент базы знаний крупного научного эксперимента и обеспечивающего процесс интеграции гетерогенных данных посредством организации цепочек программ-исполнителей, отвечающих за извлечение данных из внешних хранилищ, их преобразование и загрузку в централизованное хранилище. Реализация базовой сигнальной версии протокола обеспечивает двустороннюю передачу данных между процессами, обрабатывающими большие объемы данных, и управление потоками данных.

Перечень условных обозначений ……………………………………………………………………………………… 13
Введение …………………………………………………………………………………………………………………………. 14
1 Аналитический обзор научной, нормативной и технической документации ……………… 15
1.1 Общие вопросы обработки и анализа больших данных ……………………………………………. 15
1.2 Протоколы передачи данных …………………………………………………………………………………… 16
1.3 Связующее программное обеспечение, ориентированное на обработку сообщений ….. 21
1.4 Выводы по аналитическому разделу ………………………………………………………………………… 22
2 Архитектура системы управления потоками данных………………………………………………… 24
2.1 Организация работы с данными в брокере сообщений Apache Kafka ………………………… 24
2.2 Построение топологий на базе Kafka Streams …………………………………………………………… 26
2.3 Система управления потоками данных MInT MS …………………………………………………….. 28
3 Протокол передачи данных для системы управления потоками данных MInT MS ……. 31
3.1 Спецификация требований к протоколу передачи данных ……………………………………….. 31
3.2 Описание протокола передачи данных …………………………………………………………………….. 32
3.2.1 Определение терминов протокола …………………………………………………………………………… 32
3.2.2 Принятые к реализации соглашения ………………………………………………………………………… 33
3.2.2.1 Механизмы прерывания соединения ……………………………………………………………………… 34
3.2.2.2 Шифрование данных …………………………………………………………………………………………….. 34
3.2.3 Сценарии коммуникации протокола ………………………………………………………………………… 35
3.3 Сигналы протокола передачи данных ………………………………………………………………………. 39
3.4 Обоснование выбора программных средств разработки …………………………………………… 40
3.5 Разработка механизмов чтения пользовательских маркеров в потоковом режиме …….. 41
4 Результаты ……………………………………………………………………………………………………………… 43
4.1 Сравнительный анализ времени обработки сообщений ……………………………………………. 43
4.2 Обсуждение результатов и апробация ……………………………………………………………………… 44
5 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение ………………….. 46
5.1 Предпроектный анализ ……………………………………………………………………………………………. 46
5.1.1 Потенциальные потребители разработки …………………………………………………………………. 46
5.1.2 Технология QuaD ……………………………………………………………………………………………………. 46
5.1.3 SWOT-анализ………………………………………………………………………………………………………….. 47
5.1.4 Оценка готовности разработки к коммерциализации ……………………………………………….. 49
5.2 Инициация разработки ……………………………………………………………………………………………. 50
5.3 Планирование управления разработкой …………………………………………………………………… 52
5.3.1 Иерархическая структура работ ………………………………………………………………………………. 52
5.3.2 План разработки ……………………………………………………………………………………………………… 53
5.3.2.1 Определение трудоемкости выполнения работ ………………………………………………………. 55
5.3.2.2 Разработка графика проведения разработки …………………………………………………………… 56
5.3.3 Бюджет разработки …………………………………………………………………………………………………. 57
5.3.3.1 Расчет материальных затрат разработки ………………………………………………………………… 57
5.3.3.2 Расчет амортизационных отчислений ……………………………………………………………………. 57
5.3.3.3 Основная заработная плата исполнителей темы …………………………………………………….. 59
5.3.3.4 Дополнительная заработная плата исполнителей темы…………………………………………… 60
5.3.3.5 Отчисления во внебюджетные фонды (страховые отчисления ……………………………….. 61
5.3.3.6 Накладные расходы ………………………………………………………………………………………………. 61
5.3.3.7 Формирование бюджета затрат научно-исследовательского разработки …………………. 61
5.3.4 Риски разработки ……………………………………………………………………………………………………. 62
5.4 Определение потенциального эффекта разработки …………………………………………………… 64
6 Социальная ответственность …………………………………………………………………………………… 65
6.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности …………………………… 65
6.1.1 Специальные (характерные для проектируемой рабочей зоны) правовые нормы
трудового законодательства …………………………………………………………………………………………….. 65
6.1.2 Организационные мероприятия при компоновке рабочей зоны ………………………………… 66
6.2 Профессиональная социальная безопасность …………………………………………………………… 68
6.2.1 Анализ вредных и опасных факторов, которые может создать объект исследования … 69
6.2.2 Анализ вредных и опасных факторов, которые могут возникнуть на рабочем месте …. 69
6.2.2.1 Отклонение показателей микроклимата …………………………………………………………………. 69
6.2.2.2 Превышение уровня шума …………………………………………………………………………………….. 70
6.2.2.3 Отсутствие или недостаток естественного света…………………………………………………….. 71
6.2.2.4 Недостаточная освещенность рабочей зоны …………………………………………………………… 73
6.2.2.5 Повышенное значение напряжения в электрической цепи ……………………………………… 73
6.2.2.6 Умственное перенапряжение…………………………………………………………………………………. 74
6.2.3 Обоснование мероприятий по защите исследователя от действия опасных и вредных
факторов …………………………………………………………………………………………………………………………. 75
6.3 Экологическая безопасность ……………………………………………………………………………………. 76
6.3.1 Анализ влияния объекта исследования на окружающую среду…………………………………. 76
6.3.2 Анализ влияния процесса исследования на окружающую среду ………………………………. 77
6.3.3 Обоснование мероприятий по защите окружающей среды ……………………………………….. 77
6.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях …………………………………………………………………. 78
6.4.1 Анализ вероятных ЧС, которые может инициировать объект исследований ……………… 78
6.4.2 Анализ вероятных ЧС, которые могут возникнуть на рабочем месте при проведении
исследований…………………………………………………………………………………………………………………… 78
6.4.3 Обоснование мероприятий по предотвращению ЧС и разработка порядка действий в
случае возникновения ЧС ………………………………………………………………………………………………… 78
Список используемых источников …………………………………………………………………………………… 85
Приложение А…………………………………………………………………………………………………………………. 88
Приложение Б …………………………………………………………………………………………………………….. 101

Современные научные эксперименты класса «мегасайенс», в т.ч. на
уникальных научных установках – это крупные дорогостоящие международные
проекты, сопряженные с вопросами сбора, обработки и хранения сверхбольших
объемов данных. Одной из таких уникальных научных установок является
Большой адронный коллайдер (БАК) и установленные на нем детекторы –
ATLAS, ALICE, LHCb, CMS и т.д. Эксперимент ATLAS – A Toroidal LHC
ApparatuS, – проводимый на одноименном детекторе, является крупнейшим
экспериментом Европейской организации по ядерным исследованиям (CERN) и
одним из лидирующих современных научных экспериментов по уровню
интенсивности обработки данных в мире.
Решение задачи упрощения поиска и автоматизации процессов сбора,
обработки и хранения метаданных для гетерогенных вычислительных
инфраструктур требуют новых подходов, акцентирующих внимание на работе со
сверхбольшими массивами данных. В рамках научной коллаборации ТПУ и
НИЦ «Курчатовский институт» для решения поставленной задачи было принято
решение о создании единой Базы Научных Знаний (DKB) научного
эксперимента ATLAS.
Неотъемлемой частью DKB является система интеграции метаданных,
отвечающая за извлечение, преобразование и загрузку данных, а также за
управление потоками данных в системе.
Целью данной магистерской диссертации является разработка протокола
коммуникации для внутренней системы управления потоками данных DKB.

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Мария А. кандидат наук
    4.7 (18 отзывов)
    Мне нравится изучать все новое, постоянно развиваюсь. Могу написать и диссертацию и кандидатскую. Есть опыт в различных сфера деятельности (туризм, экономика, бухучет... Читать все
    Мне нравится изучать все новое, постоянно развиваюсь. Могу написать и диссертацию и кандидатскую. Есть опыт в различных сфера деятельности (туризм, экономика, бухучет, реклама, журналистика, педагогика, право)
    #Кандидатские #Магистерские
    39 Выполненных работ
    Екатерина С. кандидат наук, доцент
    4.6 (522 отзыва)
    Практически всегда онлайн, доработки делаю бесплатно. Дипломные работы и Магистерские диссертации сопровождаю до защиты.
    Практически всегда онлайн, доработки делаю бесплатно. Дипломные работы и Магистерские диссертации сопровождаю до защиты.
    #Кандидатские #Магистерские
    1077 Выполненных работ
    Татьяна Б.
    4.6 (92 отзыва)
    Добрый день, работаю в сфере написания студенческих работ более 7 лет. Всегда довожу своих студентов до защиты с хорошими и отличными баллами (дипломы, магистерские ди... Читать все
    Добрый день, работаю в сфере написания студенческих работ более 7 лет. Всегда довожу своих студентов до защиты с хорошими и отличными баллами (дипломы, магистерские диссертации, курсовые работы средний балл - 4,5). Всегда на связи!
    #Кандидатские #Магистерские
    138 Выполненных работ
    Лидия К.
    4.5 (330 отзывов)
    Образование высшее (2009 год) педагог-психолог (УрГПУ). В 2013 году получено образование магистр психологии. Опыт преподавательской деятельности в области психологии ... Читать все
    Образование высшее (2009 год) педагог-психолог (УрГПУ). В 2013 году получено образование магистр психологии. Опыт преподавательской деятельности в области психологии и педагогики. Написание диссертаций, ВКР, курсовых и иных видов работ.
    #Кандидатские #Магистерские
    592 Выполненных работы
    Анна В. Инжэкон, студент, кандидат наук
    5 (21 отзыв)
    Выполняю работы по экономическим дисциплинам. Маркетинг, менеджмент, управление персоналом. управление проектами. Есть опыт написания магистерских и кандидатских диссе... Читать все
    Выполняю работы по экономическим дисциплинам. Маркетинг, менеджмент, управление персоналом. управление проектами. Есть опыт написания магистерских и кандидатских диссертаций. Работала в маркетинге. Практикующий бизнес-консультант.
    #Кандидатские #Магистерские
    31 Выполненная работа
    Дмитрий К. преподаватель, кандидат наук
    5 (1241 отзыв)
    Окончил КазГУ с красным дипломом в 1985 г., после окончания работал в Институте Ядерной Физики, защитил кандидатскую диссертацию в 1991 г. Работы для студентов выполня... Читать все
    Окончил КазГУ с красным дипломом в 1985 г., после окончания работал в Институте Ядерной Физики, защитил кандидатскую диссертацию в 1991 г. Работы для студентов выполняю уже 30 лет.
    #Кандидатские #Магистерские
    2271 Выполненная работа
    Татьяна П. МГУ им. Ломоносова 1930, выпускник
    5 (9 отзывов)
    Журналист. Младший научный сотрудник в институте РАН. Репетитор по английскому языку (стаж 6 лет). Также знаю французский. Сейчас занимаюсь написанием диссертации по и... Читать все
    Журналист. Младший научный сотрудник в институте РАН. Репетитор по английскому языку (стаж 6 лет). Также знаю французский. Сейчас занимаюсь написанием диссертации по истории. Увлекаюсь литературой и темой космоса.
    #Кандидатские #Магистерские
    11 Выполненных работ
    Шагали Е. УрГЭУ 2007, Экономика, преподаватель
    4.4 (59 отзывов)
    Серьезно отношусь к тренировке собственного интеллекта, поэтому постоянно учусь сама и с удовольствием пишу для других. За 15 лет работы выполнила более 600 дипломов и... Читать все
    Серьезно отношусь к тренировке собственного интеллекта, поэтому постоянно учусь сама и с удовольствием пишу для других. За 15 лет работы выполнила более 600 дипломов и диссертаций, Есть любимые темы - они дешевле обойдутся, ибо в радость)
    #Кандидатские #Магистерские
    76 Выполненных работ
    Сергей Н.
    4.8 (40 отзывов)
    Практический стаж работы в финансово - банковской сфере составил более 30 лет. За последние 13 лет, мной написано 7 диссертаций и более 450 дипломных работ и научных с... Читать все
    Практический стаж работы в финансово - банковской сфере составил более 30 лет. За последние 13 лет, мной написано 7 диссертаций и более 450 дипломных работ и научных статей в области экономики.
    #Кандидатские #Магистерские
    56 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

    Интеллектуальный анализ текстовых данных с rnприменением методов машинного обучения
    📅 2019год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)