Спосіб відновлення блоків даних при розподіленому зберіганні з використанням динамічних таблиць специфікацій
Вантажиться...
Дата
2025
Автори
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
КПІ ім. Ігоря Сікорського
Анотація
Актуальність теми. Магістерська дисертація присвячена підвищенню надійності та адаптивності розподілених систем зберігання даних шляхом використання способу реконструкції інформаційних блоків на основі динамічних таблиць специфікацій. Актуальність теми зумовлена зростанням масштабів обробки даних у хмарних платформах, де традиційні підходи відновлення, що базуються на статичних таблицях, не забезпечують достатньої гнучкості, вимагають значних ресурсів пам’яті та не враховують змін конфігурації сховищ під час роботи системи.
Мета роботи – розробити новий спосіб відновлення втрачених блоків даних у розподілених сховищах з використанням алгоритму динамічного формування таблиць специфікацій. Об'єкт дослідження – процеси відновлення втрачених блоків інформації у розподілених системах зберігання даних. Предмет дослідження – алгоритмічні та структурні засоби формування залежностей між інформаційними та резервними блоками для відновлення даних у режимі реального часу. Методи дослідження. Для досягнення поставленої мети в роботі було використано наступні наукові методи: 1. абстрагування – виокремлено проблему відновлення блоків у розподілених системах зберігання та необхідність зменшення обсягу статичних таблиць специфікацій при збереженні здатності реконструкції до трьох втрат; 2. аналіз і синтез – проведено аналіз сучасних методів кодування стирань та механізмів декодування, на основі якого синтезовано новий підхід до побудови таблиць відновлення, що формуються динамічно в реальному часі; 3. формалізація – сформовано математичний опис процесу відновлення даних через систему лінійних залежностей та введено Θ-матрицю як структуру, що визначає відновлювальні зв’язки для кожної маски втрат; 4. моделювання – створено модель поведінки роботи системи та проведено моделювання сценаріїв втрати блоків для оцінки працездатності алгоритму динамічного формування таблиць специфікацій; 5. експеримент та комп’ютерна симуляція – реалізовано апаратно-програмну модель у середовищі ModelSim мовою VHDL, проведено серію тестів із різними масками втрат та отримано статистичні результати відновлення;
Наукова новизна полягає в наступному:
1. запропоновано новий спосіб відновлення даних на основі динамічно сформованих таблиць специфікацій та показано, що спосіб забезпечує гарантоване відновлення до трьох блоків без попереднього зберігання повних таблиць специфікацій; 2. розроблено алгоритм побудови таблиць специфікацій та доведено математичні умови їхньої коректності. Особистий внесок магістранта полягає у формулюванні алгоритму динамічного формування таблиць специфікацій, створенні математичної моделі, розробленні VHDL-модулів, побудові тестбенчів, проведенні симуляцій та аналізі результатів експериментів. Апробація результатів дисертації.
Основні положення роботи опубліковані у збірнику IV міжнародної науково-практичної конференції «SCIENCE, TECHNOLOGY AND GLOBAL CHALLENGES» і збірнику ПМК-2025
Структура та обсяг роботи. Магістерська дисертація складається зі вступу, чотирьох розділів, висновків та 3 додатків. Загальний обсяг роботи 107 сторінок, з яких 80 сторінок основного тексту, 8 рисунків, 4 таблиць. Список використаних джерел містить 19 найменувань.
Опис
Ключові слова
розподілене зберігання, відновлення даних, erasure coding, динамічні таблиці специфікацій, VHDL, XOR-коди, реконструкція блоків., distributed storage, data recovery, dynamic specification tables, XOR-codes, block reconstruction
Бібліографічний опис
Черичка, М. А. Спосіб відновлення блоків даних при розподіленому зберіганні з використанням динамічних таблиць специфікацій : магістерська дис. : 123 Комп'ютерна інженерія / Черичка Максим Андрійович. – Київ, 2025. – 87 с.