Registration Number
0826U003577, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
27-08-2026
popup.evolution
o
Title
Development of methods for analyzing and building the structure of cloud system
Author
Daniil I. Bozhukha,
popup.head Oleh H. Baibuz
popup.opponent Andrii M. Hubskyi
popup.opponent Borys I. Moroz
popup.review Maryna H. Ivanchenko
popup.review Svitlana V. Klymenko
popup.rada
Oles Honchar Dnipro National University
Description
Необхідність розроблення нових методів побудови хмарних систем зумовлена обмеженими можливостями традиційних підходів до масштабування ІТ-інфраструктури в умовах цифрової трансформації. Сучасні вимоги потребують створення гнучких, відмовостійких і масштабованих архітектур, здатних ефективно обробляти великі обсяги даних.
Дисертаційна робота присвячена розробленню методів побудови хмарних систем з акцентом на архітектурне проєктування та автоматичне управління ресурсами й потоками запитів. Практичне значення роботи полягає у розв'язанні суперечності між зростаючими вимогами до продуктивності та обмеженістю ресурсів.
Актуальність теми визначається потребою у нових підходах до організації хмарного середовища, які забезпечують стабільність інфраструктури, високу продуктивність і зниження операційних витрат, що й зумовило вибір теми дослідження.
У першому розділі проаналізовано спеціалізовану літературу та сучасні інформаційні технології, розглянуто існуючі методи побудови хмарних систем, сформульовано задачу дослідження та визначено характеристики хмарної архітектури.
Другий розділ присвячено дослідженню архітектури хмарної системи на основі масштабованої ієрархії з рівнями Edge/Fog. Побудовано формалізовану модель чотирирівневої хмарної системи, розглянуто її в термінах мереж масового обслуговування та визначено умови розміщення ресурсів і споживання послуг.
У третьому розділі розглянуто принципи побудови ієрархічної архітектури та досліджено методологію оптимізації функціонування модифікацій чотирирівневої хмарної системи.
У четвертому розділі запропоновано програмні модулі для оцінювання ефективності розгортання хмарних систем і визначення напрямів їх подальшої оптимізації.Наукова новизна одержаних результатів полягає в такому:
1. Вперше проведено комплексний аналіз існуючих архітектурних рішень для побудови структур хмарних систем з позицій теорії систем масового обслуговування та подальшого узагальнення на розподілені системи, що дозволило виявити приховані недоліки наявних підходів.
2. Вперше розроблено архітектурне рішення побудови хмарної системи з визначеною послідовністю руху запиту/завдання, що відрізняється від існуючих рішень тим, що використовує більшу кількість рівнів (включення парадигм Edge/Fog) представлення зв’язків.
3. Вперше запропоновано можливість представлення хмарної системи через чотири рівні з включенням рівнів Edge/Fog та її розгляду як простого потоку запитів/завдань.
4. Вперше запропоновано підхід щодо проєктування архітектури хмарної системи з визначеною кількістю рівнів, який поєднує в собі умову розміщення усіх запитів/завдань на ресурсах та швидкодію роботи використаних ресурсів (умови споживання).
5. Запропоновано програмне рішення щодо об'єднання існуючої умови сталого режиму та вибору критеріїв структури чотирирівневої хмарної системи для подальшої перебудови на етапі її проєктування.
6. Визначено три модифікації чотирирівневих хмарних систем з достатньо великою кількістю комбінацій зв’язків між вузлами системи та визначеними правилами перенесення запитів/завдань.
7. Запропоновано визначення двох типів вузлів для побудови структури хмарної системи та розроблено програмне рішення.
8. Вперше сформовано набори різних комбінацій чотирирівневих хмарних систем для проведення імітаційних експериментів роботи хмарної системи.
9. Розроблено програмне рішення для побудованої структури хмарної системи, що використовує різні її комбінації і надає методи та підходи аналізу її організаційної структури та функціональних зв’язків.
10. Підготовлено набори даних великого обсягу зі зменшеною кількістю параметрів для імітаційного моделювання.
11. Досліджено вплив агента-додатку на характеристики функціонування, складність управління та прогнозованість системи.
12. Вперше проведено експерименти моделювання чотирирівневої хмарної системи при додаванні розроблених програмних рішень для кожного з запропонованих методів та підходів дисертаційного дослідження.
Практичне значення роботи полягає у застосуванні запропонованих методів і програмних рішень на етапі проєктування архітектури хмарних систем для оцінювання складності їх побудови та контролю динаміки навантаження.
Розроблено програмне рішення та сформовано набори конфігурацій чотирирівневих хмарних систем для проведення імітаційних експериментів роботи різних архітектурних комбінацій хмарної системи. Проведене моделювання підтвердило ефективність запропонованих методів аналізу та проєктування. Створено програмні рішення для моделювання чотирирівневих хмарних систем з урахуванням зв'язків між вузлами, умов розміщення ресурсів, споживання послуг і параметрів навантаження.
Результати наукового дослідження розвивають підходи до побудови архітектури хмарних систем та контролю динаміки навантаження і можуть бути використані як основа для подальших дослідженнях у галузі управління хмарними системами.
Registration Date
2026-07-14
popup.nrat_date
2026-07-14 / 2026-09-22
