Реєстраційний номер
0826U001093, Дисертація доктора філософії
На здобуття
Доктор філософії
Дата захисту
23-06-2026
Статус
Захищена
Назва роботи
Методи та засоби оптимізації функціонування розподілених інформаційних систем на основі семантичного аналізу транзакцій
Здобувач
Файзулін Олег Рустамович,
Керівник Назаркевич Марія Андріївна
Опонент Пукас Андрій Васильович
Опонент Савченко Ілля Олександрович
Рецензент Буров Євген Вікторович
Рецензент Василюк Андрій Степанович
Установа, організація, у вченій раді якої відбудеться/відбувся захист
Національний університет "Львівська політехніка"
Опис
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 124 – Системний аналіз. – Національний університет «Львівська політехніка» Міністерства освіти і науки України, Львів, 2026.
У дисертаційній роботі розв’язано актуальну наукову задачу розроблення та дослідження методів оптимізації функціонування розподілених інформаційних систем для забезпечення глибокої спостережуваності, зменшення витрат на утримання інфраструктури та підвищення рівня інформаційної безпеки.
У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертаційної роботи, визначено її мету та сформовано завдання для її досягнення. Наведено зв'язок проведеного дослідження з науковими програмами та темами, сформовано наукову новизну та практичне значення отриманих результатів, дані про особистий внесок здобувача, апробацію результатів дисертації.
Перший розділ «Аналіз сучасного стану та проблем ефективності функціонування розподілених інформаційних систем» присвячено огляду сучасних підходів до забезпечення функціонування у мікросервісних архітектурах. Показано, що існуючі методи розподіленого трасування мають суттєві обмеження, пов’язані з втратою семантичного контексту та орієнтацію на технічні метадані. Визначено, що відсутність кореляції між бізнес-даними та метриками продуктивності унеможливлює виявлення складних аномалій та оптимізацію розміщення даних. Обґрунтовано необхідність розробки нових методів, які б забезпечували збереження повного контексту транзакцій з мінімальним впливом на продуктивність системи.
У другому розділі «Математичні моделі та критерії оптимізації процесів обробки даних у розподілених системах» представлено вдосконалені математичні моделі, що описують взаємодію компонентів системи з урахуванням семантичного навантаження. Розроблено модель оцінки накладних витрат для різних методів перехоплення даних, яка теоретично обґрунтовує переваги асинхронного підходу. Запропоновано метрику формування семантичної відстані для кластеризації
запитів та модель оцінки даних, що дозволяє формалізувати задачу оптимізації просторового розміщення інформаційних ресурсів у глобально розподілених системах.
У третьому розділі «Методи та засоби семантичного аналізу оптимізації розподілених систем» розроблено метод семантичного трасування, який передбачає інтеграцію повного змісту запитів у метадані. Запропоновано метод семантичної дискримінації трафіку, що дозволяє у реальному часі фільтрувати технічний «шум» (health-checks, боти), зменшуючи обсяги збережених даних на 92%. Розроблено метод ретроспективного аудиту безпеки, який на відміну від сигнатурних методів, аналізує структуру збережених даних для виявлення векторів атак (IDOR, маніпуляції параметрами) та витоків чутливої інформації (PII).
Четвертий розділ «Програмна реалізація та експериментальне дослідження запропонованих засобів оптимізації» присвячено практичній імплементації розроблених методів у вигляді програмного комплексу на базі екосистеми Java (Spring Boot) та хмарних сервісів AWS (S3, Lambda). Реалізовано механізм асинхронного захоплення контексту з використанням віртуальних потоків. На основі результатів навантажувального тестування встановлено, що запропонована система: – забезпечує мінімальні накладні витрати на затримку (Latency Overhead < 7%) навіть при високих навантаженнях (980 RPS), на відміну від синхронних підходів, де сповільнення системи сягає 233%; – дозволяє досягти десятикратного
зменшення вартості зберігання даних завдяки ефективній фільтрації та компресії; забезпечує зменшення мережевих затримок для віддалених користувачів у 4,6рази (з 145 мс до 31 мс) завдяки впровадженню методу динамічної оптимізації розміщення даних; – демонструє ефективність виявлення інцидентів безпеки на рівні 98%, що підтверджує надійність розроблених методів аудиту.
Отже, використання розроблених методів та засобів дозволяє суттєво підвищити ефективність функціонування розподілених систем, забезпечуючи глибоку спостережуваність, оптимізацію ресурсів та підвищення рівня інформаційної безпеки.
Результати, отримані в ході виконання дисертаційного дослідження, впроваджені у навчальний процес Національного університету «Львівська політехніка», що підтверджено відповідними актами.
Ключові слова: Розподілені інформаційні системи, семантичне трасування, оптимізація продуктивності, мікросервіси, архітектура системи, кібербезпека, контроль доступу, моніторинг безпеки, виявлення загроз та атак, цілісність та доступність даних, морфологічний аналіз, методи прийняття рішень, інтелектуальні системи, кластерний аналіз, інтеграція даних, бізнес-аналітика, інформаційні технології, великі дані, архітектура нульової довіри, оцінка ризиків, математичне моделювання, структурна ідентифікація, онтологія
Дата реєстрації
2026-04-18
Додано/оновлено в НРАТ
2026-04-18 / 2026-07-02
