ПОРІВНЯЛЬНИЙ АНАЛІЗ ЕФЕКТИВНОСТІ EDGE COMPUTING ТА FOG COMPUTING У СИСТЕМАХ МЕДИЧНОГО МОНІТОРИНГУ

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.32689/maup.it.2024.3.6

Ключові слова:

обробка даних, розподілені системи, затримка сигналу, обробка в реальному часі, хмарні технології

Анотація

Дана стаття присвячена порівняльному аналізу ефективності технологій Edge Computing та Fog Computing в системах медичного моніторингу. Метою дослідження є вивчення переваг і недоліків кожної з технологій з метою визначення найбільш оптимального підходу для забезпечення стабільної та ефективної роботи систем медичного моніторингу. Методологія дослідження включала аналіз наукових публікацій, оцінку архітектурних особливостей, швидкості обробки даних, стійкості до відмов, масштабованості та енергоспоживання технологій Edge та Fog Computing. Для досягнення цієї мети використовувалися методи системного аналізу, моделювання навантаження та інтеграційного аналізу для оцінки продуктивності та доцільності впровадження обраних технологій у медичних системах. Наукова новизна роботи полягає у розробці методології для вибору оптимальної технології на основі специфічних вимог до продуктивності, надійності та енергозбереження в умовах реального часу. Результати дослідження показали, що технологія Edge Computing забезпечує мінімальні затримки та високу швидкість реакції на зміну стану пацієнтів, що є критичним у реанімаційних відділеннях. Водночас, Fog Computing забезпечує більш гнучке масштабування і високу стійкість до відмов, що робить її ефективною для великих мереж або віддалених об’єктів, де необхідно обробляти великі обсяги даних. Висновки підкреслюють, що вибір між цими технологіями залежить від специфіки завдань медичної інфраструктури: Edge Computing є оптимальним для швидкої локальної обробки, тоді як Fog Computing підходить для розподілених систем з високими вимогами до надійності та безпеки. Рекомендовано комбіноване використання обох технологій для створення гнучкої та адаптивної медичної інфраструктури.

Посилання

Нестеров В. Визначення впливу методів візуалізації даних на процеси прийняття бізнес-рішень. Таврійський науковий вісник. Серія: Технічні науки. 2024. № 1. С. 60–70. DOI: https://doi.org/10.32782/tnv-tech.2024.1.7.

Al Mudawi N. Integration of IoT and fog computing in healthcare based on smart intensive units. IEEE Access. 2022. Vol. 10. P. 59906–59918. DOI: https://doi.org/10.1109/ACCESS.2022.3179704.

Alwakeel A. An overview of fog computing and edge computing security and privacy issues. Sensors. 2021. Vol. 21, № 24. 8226. DOI: https://doi.org/10.3390/s21248226.

Aslanpour M., Gill S., Toosi A. Performance evaluation metrics for cloud, fog and edge computing: A review, taxonomy, benchmarks and standards for future research. Internet of Things. 2020. Vol. 12. 100273. DOI: https://doi.org/10.1016/j.iot.2020.100273.

Dash S., Tripathy A., Pradhan S. K., Rath S. K. Edge and fog computing in healthcare – A review. Scalable Computing: Practice and Experience. 2019. Vol. 20, № 2. P. 191–206. DOI: https://doi.org/10.12694/scpe.v20i2.1504.

Dong P., Bi Y., Wang Y., Wu H., Xing X. Edge computing based healthcare systems: Enabling decentralized health monitoring in Internet of medical Things. IEEE Network. 2020. Vol. 34, № 5. P. 254–261. DOI: https://doi.org/10.1109/MNET.011.1900636.

Hartmann M., Hashmi U., Imran A. Edge computing in smart health care systems: Review, challenges, and research directions. Transactions on Emerging Telecommunications Technologies. 2022. Vol. 33, № 3. DOI: https://doi.org/10.1002/ett.3710.

Kumar V., Kaur M., Tomar S. Comparison of fog computing & cloud computing. International Journal of Mathematical Sciences and Computing. 2019. Vol. 1. P. 31–41. DOI: https://doi.org/10.5815/ijmsc.2019.01.03.

Laroui M., Taleb T., Serhrouchni A. Edge and fog computing for IoT: A survey on current research activities & future directions. Computer Communications. 2021. Vol. 180. P. 210–231. DOI: https://doi.org/10.1016/j.comcom.2021.09.003.

Mendiboure L., Chalouf M.A., Krief F. Edge computing based applications in vehicular environments: Comparative study and main issues. Journal of Computer Science and Technology. 2019. Vol. 34. P. 869–886. DOI: https://doi.org/10.1007/s11390-019-1947-3.

Muneeb M., Ko K.-M., Park Y.-H. A fog computing architecture with multi-layer for computing-intensive IoT applications. Applied Sciences. 2021. Vol. 11, № 24. 11585. DOI: https://doi.org/10.3390/app112411585.

Mutlag A., Ghani I., Arunkumar N., Mohammed M., Baker T. Enabling technologies for fog computing in healthcare IoT systems. Future Generation Computer Systems. 2019. Vol. 90. P. 62–78. DOI: https://doi.org/10.1016/j.future.2018.07.049.

Prasad V. K., Bhavsar M. D., Tanwar S. Influence of monitoring: Fog and edge computing. Scalable Computing: Practice and Experience. 2019. Vol. 20, № 2. P. 365–376. DOI: https://doi.org/10.12694/scpe.v20i2.1533.

Rajavel R., Ravichandran S.K., Harimoorthy K., et al. IoT-based smart healthcare video surveillance system using edge computing. Journal of Ambient Intelligence and Humanized Computing. 2022. Vol. 13. P. 3195–3207. DOI: https://doi.org/10.1007/s12652-021-0

Ray P., Dash D., De D. Edge computing for Internet of Things: A survey, e-healthcare case study and future direction. Journal of Network and Computer Applications. 2019. Vol. 140. P. 1–22. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jnca.2019.05.005.

Seljakanmani S., Sumathi M. Fuzzy assisted fog and cloud computing with MIoT system for performance analysis of health surveillance system. Journal of Ambient Intelligence and Humanized Computing. 2021. Vol. 12, № 3. P. 3423–3436. DOI: https://doi.org/10.1007/s12652-020-02156-y.

Shakarami A., Mahmud R., Kochanski M., Buyya R. Resource provisioning in edge/fog computing: A comprehensive and systematic review. Journal of Systems Architecture. 2022. Vol. 122. 102362. DOI: https://doi.org/10.1016/j.sysarc.2021.102362.

Singh S.P., Taneja M., Davy A. Fog computing: from architecture to edge computing and big data processing. The Journal of Supercomputing. 2019. Vol. 75. P. 2070–2105. DOI: https://doi.org/10.1007/s11227-018-2701-2.

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-12-24

Як цитувати

ШЕВЦОВ, І. (2024). ПОРІВНЯЛЬНИЙ АНАЛІЗ ЕФЕКТИВНОСТІ EDGE COMPUTING ТА FOG COMPUTING У СИСТЕМАХ МЕДИЧНОГО МОНІТОРИНГУ. Інформаційні технології та суспільство, (3 (14), 44-53. https://doi.org/10.32689/maup.it.2024.3.6