Архитектура микросервисов сыграла важную роль в качестве доминирующего фактора в различных разработках программных систем. Она обеспечивает масштабируемость и возможность обслуживания. Возрастающая сложность систем микросервисов сталкивается со значительными проблемами в понимании и оценке. В статье предлагается формальное представление архитектуры микросервисов с использованием теории графов, где каждый микросервис представлен как вершина, а каждая связь или зависимость между двумя микросервисами - направленное ребро. Введена математическая модель, основанная на матрицах смежности, исследованы алгоритмы теории графов. Изучены метрики графа для анализа структурных свойств, поиска критических узлов и обнаружения потенциальных точек отказа. Также исследуется ряд операций, такие как анализ пути, поиск и обнаружение циклов и оценка связности. Указанные операции важны для тестирования, оценки надежности и отказоустойчивости в распределенных системах. Предлагаемый подход тестируется на примере гипотетической системы микросервисов. Рекомендации предполагают, что теоретико-графовые модели обеспечивают основу для формального анализа, мониторинга и оптимизации архитектур микросервисов.
Идентификаторы и классификаторы
- SCI
- Машиностроение
Повышение сложности программных решений при расширении спектра цифровизации деятельности человека связано с изменениями в технологической сфере и возрастающими запросами пользователей. Необходимость трансформации IT ландшафта на предприятиях возникает при переходе на отечественное программное обеспечение, потребности в наращивании функционала имеющихся систем или их интеграции. Немаловажным становится подход к разработке программных решений на основе микросервисной архитектуры, позволяющей поочередно вводить новые модули. Это обеспечивает возможность обновления ряда блоков, масштабируемость системы и др.
Если у вас возникли вопросы или появились предложения по содержанию статьи, пожалуйста, направляйте их в рамках данной темы.
Список литературы
1. Босенко Т.М. Анализ микросервисной архитектуры в среде e-learning с многовариантным доступом к учебным материалам // Международный научно-исследовательский журнал. 2024.№ 10(148). С. 65-71. EDN: HIHMRP
Bosenko T.M. Analysis of microservice architecture in e-learning environment with multivariate access to learning materials // Meždunarodnyj naučno-issledovatel’skij žurnal. 2024. No. 10(148). P. 65-71 (in Russian). DOI: 10.60797/IRJ.2024.148.65 EDN: HIHMRP
2. Вural H., Koyuncu M., Guney S. A Systematic Literature Review on Microservices. In: Computational Science and Its Applications - ICCSA 2017. Springer, 2017. P. 203-217. DOI: 10.1007/978-3-319-62407-5_14
3. Ганьжа А.Ю., Карелова Р.А. Особенности микросервисной архитектуры событийно- ориентированных веб-приложений // Научное обозрение. Технические науки. 2021. № 6. С. 28-34. EDN: UVAYEN
Ganzha A.Yu., Karelova R.A. Features of the microservice architecture of event-oriented web-applications // Scientific Review. Technical science. 2021. No. 6. P. 28-34 (in Russian). EDN: UVAYEN
4. Гольчевский Ю.В., Ермоленко А.В. Актуальность использования микросервисов при разработке информационных систем // Вестник Сыктывкарского университета. Сер. 1: Математика. Механика. Информатика. 2020. Вып. 2(35). С. 25-36. EDN: MYITJK
Golchevskiy Yu.V., Yermolenko A.V. The relevance of using microservices in the development of information systems // Bulletin of Syktyvkar University. Series 1: Mathematics. Mechanics. Informatics. 2020. Iss. 2(35).P. 25-36 (in Russian).
5. Городничев М.Г., Полонский Р.В. Оценка возможности использования микросервисной архитектуры при разработке пользовательских интерфейсов клиент-серверного программного обеспечения // Экономика и качество систем связи. 2020. № 3. С. 33-43. EDN: MBNNLI
Gorodnichev M., Polonsky R. Assessment of possibilities to apply microservice architecture approach for client-side development in client-server software // Ekonomika i Kachestvo Sistem Svyazi. 2020. No. 3.P. 33-43 (in Russian). EDN: NVGTFC
6. Кравченко Д. А. Микросервисная архитектура // Интерактивная наука. 2022. Т. 4. № 69. С. 43-45. EDN: TUTAQY
Kravchenko D.A. Microservice architecture // Interaktivnaya Nauka. 2022. Vol. 4. No. 69. P. 43-45 (in Russian).
7. Малыгин Д.С. Микросервисная архитектура в облачных системах: риски и возможности применения в 2024-2030 гг. // Моделирование, оптимизация и информационные технологии. 2024. Т. 12. № 2. EDN: JGOZIT
Malygin D.S. Microservice architecture in cloud systems: risks and application opportunities in 2024-2030 // Modeling, Optimization and Information Technology. 2024. Vol. 12. No. 2 (in Russian). DOI: 10.26102/2310-6018/2024.45.2.029 EDN: JGOZIT
8. Подгорная Ю.С., Гришанов Н.В., Суворов А.А. Матрица смежности и изоморфизм графов. В сб. Материалы 57-й Международной научной студенческой конференции. МНСК-2019. Новосибирск: Новосибирский национальный исследовательский государственный университет, 2019. С. 17. EDN: XLJKDX
Podgornaya Yu.S., Grishanov N.V., Suvorov A.A. Matritsa smezhnosti i izomorfizm grafov. In: Proceedings of the 57th International Scientific Student Conference. ISSC- 2019. Novosibirsk: Novosibirsk National Research State University, 2019. P. 17 (in Russian).
9. Резенов Г.В. Архитектура микросервисов и ее реализация с помощью технологии контейнеризации // Вестник РосНОУ. Серия “Сложные системы: модели, анализ и управление”. 2020. № 3. С. 131-138. EDN: NRGMXS
Rezenov G.V. Architecture of microservices and its implementation with containerization technology // Vestnik of Russian New University. Series “Complex Systems: models, analysis and management”. 2020. No. 3 P. 131-138 (in Russian). EDN: NRGMXS
10. Харазян А.А. Особенности микросервисной архитектуры для современных приложений // Электронные информационные системы. 2023. № 2(37). С. 45-50. EDN: GUVHHR
Kharazyan H.A. Specifi of microservice architecture for modern applications // Electronic Information Systems. 2023. No. 2(37). P. 45-50 (in Russian).
11. Banerjee N. et al. Space efficient linear time algorithms for BFS, DFS and applications // Theory of Computing Systems. 2018. Vol. 62. P. 1736-1762. EDN: QJQFZZ
12. Dilruksh T., Polyvyanyy A., Buyya R., Barros A., Fidge C. Microservices-based Software Systems Reengineering: State-of-the-Art and Future Directions // ACM Computing Surveys. 2024. - Vol. 1. No. 1. 40 p. arXiv:2407.13915v1.
13. Edmonds C. Undirected graph theory // Archive of Formal Proofs. 2022. September.
14. Gamage I. U. P., Perera I. Using dependency graph and graph theory concepts to identify anti- patterns in a microservices system: A tool-based approach. In: 2021 Moratuwa Engineering Research Conference (MERCon). IEEE, 2021. P. 699-704.
15. Gortney M. E. et al. Visualizing microservice architecture in the dynamic perspective: A systematic mapping study // IEEE Access. 2022. Vol. 10. P. 119999-120012. EDN: XQODGI
16. Li S. et al. Understanding and addressing quality attributes of microservices architecture: A Systematic literature review // Information and Software Technology. 2021. Vol. 131. Art. 106449. EDN: TWDTQR
17. Spek H. L. A. van der. Towards an Automatic Derivation of Tarjan’s Algorithm for Detecting Strongly Connected Components in Directed Graphs: Thesis Master Computer Science. Leiden: Leiden University, 2006.
18. Zhao X. et al. UGRec: Modeling directed and undirected relations for recommendation. In: Proceedings of the 44th International ACM SIGIR Conference on Research and Development in Information Retrieval. New York: Association for Computing Machinery, 2021. P. 193-202.
Выпуск
Другие статьи выпуска
В работе приведена методика оценки мощности турбовинтового двигателя в составе гибридной силовой установки параллельной схемы мощностью до 800 кВт. Аналитически рассчитана зависимость удельного расхода топлива ТВД от коэффициента дросселирования. Приведена зависимость удельной массы от уровня мощности для существующих ТВД. Произведён демонстрационный расчёт мощности ТВД в составе ГСУ для самолёта М-101Т «Гжель». На основании методики приведены рекомендации по использованию ГСУ на самолётах со взлётной мощностью силовой установки до 800 кВт.
В статье изложен научно-методический подход к решению проблемы техногенного засорения околоземного космического пространства из-за малогабаритных объектов посредством системы аэродинамического торможения, интегрированной в конструкцию малого космического аппарата с форм-фактором типа «Cubesat». Проведён обзор и анализ применимости существующих и перспективных методов удаления космического мусора, включая использование оптико-электронных и гарпунных систем, гравитационных уловителей, электродинамических тросовых систем и систем аэродинамического торможения. Выполнена оценка времени орбитального существования космического аппарата на низкой околоземной орбите при задействовании системы аэродинамического торможения с учётом влияния аэродинамических факторов и параметров солнечной активности.
В работе оцениваются типы электромеханических преобразователей, используемые в авиационной промышленности для применения в качестве высокоудельного преобразователя для генерации электроэнергии. По итогу проведенного сопоставления более перспективным для рассмотрения в качестве высокоудельного преобразователя выбрана синхронная электрическая машина с постоянными магнитами, способная при меньшей массе и габаритах добиться более высокого коэффициента полезного действия. Производиться анализ ее составных частей и применяемых материалов, с указанием их преимуществ. На основе представленного перечня материалов, выполнен электромагнитный расчет генератора, способного работать при температурах до 350 оС, с перегрузкой по мощности на 25% превосходящей ряд эксплуатируемых авиационных генераторов, при этом его удельная мощность составляет более 8 кВт/кг.
В статье исследовано перспективное применение системы аэродинамического торможения на базе малого космического аппарата с форм-фактором типа «CubeSat» для решения проблемы техногенного засорения околоземного космического пространства. Выполнено математическое моделирование процесса надува оболочки системы аэродинамического торможения, изготовленной из полиамидной плёнки. На основе полученных данных проведены экспериментальные исследования в вакуумной камере с целью оценки работоспособности данной системы в условиях, имитирующих космический вакуум.
В статье представлена комплексная методология проектирования гибридных силовых установок для перспективных летательных аппаратов, основанная на применении высокоэффективных электромеханических преобразователей энергии с постоянными магнитами. Проведен сравнительный анализ схемных решений силовых установок, российских и зарубежных разработок. Показан опыт реализации интегрированной силовой установки в области авиационных электрических машин. Особое внимание уделено вопросам определения первичных параметров, оптимизации электромеханических характеристик, а также интеграционным аспектам при создании гибридных силовых установок. Приведены результаты экспериментальных исследований, подтверждающие преимущества предлагаемых решений и определяющие вопросы для дальнейших исследований.
Статья посвящена вопросам разработки мультиагентной системы для исследования процессов совместно работающих микросетей. Важную роль в работе с подобными системами играет возможность снижения затрат на реализацию и перепроектирование отдельных агентов. Целью представленного исследования является разработка инструментального комплекса для автоматизации разработки поведения агента на основе расширенных иерархических машин состояний. Комплекс включает визуальный редактор диаграмм, генератор модуля поведения агента и библиотеку программных модулей. Ключевой особенностью представленного подхода является выделение типовой функциональности агентов в компоненты. Сочетание автоматной парадигмы с визуальными средствами и кодогенерацией существенно снижает затраты времени и необходимую квалификацию для предметного специалиста. Инструментальный комплекс успешно применен при автоматизации моделирования взаимодействия микросетей.
В статье описано современное состояние информационных технологий в авиадвигателестроении, показано, что цифровой двойник газотурбинного двигателя (ГТД) - единая обучаемая цифровая система, которая включает в себя комплекс методик и математических моделей, описывающих двигатель на протяжении всего его жизненного цикла: проектирование, испытания, производство и эксплуатация. Показана возможность использования разработанных методов и средств для автоматизированного проектирования, подбора параметров, материалов и конструкции, анализа программ управления авиационными ГТД на ранних стадиях разработки, для отладки двигателей при испытаниях, для диагностики и оценки состояния газотурбинной энергетической установки (на базе ГТД
В статье рассматривается задача календарного планирования производства в условиях высокой динамики, неопределенности и неоднородности ресурсов. Традиционные подходы, основанные на централизованных алгоритмах и ERP/MES-системах, часто игнорируют индивидуальные характеристики оборудования и персонала, а также слабоформализованные технологические ограничения, что снижает эффективность и адекватность расписаний. Для преодоления этих ограничений предложена оригинальная гибридная архитектура, интегрирующая многоагентную систему и технологии генеративного искусственного интеллекта. На основе ранее предложенных методологических основ формализована многоагентная модель в виде кортежа, включающего агентов-ресурсов, агентов-потребителей, онтологическую базу знаний, семантические ограничения и локальные/глобальные критерии оптимизации. Ключевым нововведением является встраивание большой языковой модели через архитектуру Retrieval-Augmented Generation, что позволяет генерировать адаптивные стратегии планирования, обеспечивать объяснимость решений и моделировать сценарии при сбоях без риска галлюцинаций. Предложен двухстадийный алгоритм взаимодействия агентов: на первой стадии формируется допустимое расписание с учетом доступности ресурсов, на второй - проводится его оптимизация через интеллектуальные переговоры с участием генеративного ИИ. Экспериментальная проверка в симуляционной среде, имитирующей механообрабатывающий цех, показала эффективность предлагаемого подхода. Результаты подтверждают, что интеграция генеративного ИИ в многоагентные системы создает когнитивный слой, повышающий не только эффективность, но и доверие к системе, что критически важно для внедрения ИИ в реальные производственные и управленческие процессы.
Издательство
- Издательство
- УФИМСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ НАУКИ И ТЕХНОЛОГИЙ
- Регион
- Россия, Уфа
- Почтовый адрес
- 450076, Приволжский федеральный округ, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Заки Валиди, дом 32
- Юр. адрес
- 450076, Респ Башкортостан, г Уфа, Кировский р-н, ул Заки Валиди, д 32
- ФИО
- Захаров Вадим Петрович (РЕКТОР)
- E-mail адрес
- rector@uust.ru
- Контактный телефон
- +7 (347) 2299677
- Сайт
- https://uust.ru/