Учебный курс Технологии открытых систем Лекция 6 Средства
advertisement
Учебный курс Технологии открытых систем Лекция 6 Средства обеспечения при создании открытых информационных систем (ОИС) руководитель Центра открытых систем ИРЭ РАН, д.т.н., профессор Олейников Александр Яковлевич Актуальность • С целью решения проблемы совместимости в сложных, разнородных, распределенных информационных системах (ИС) в отечественной и зарубежной практике все чаще используются принципы открытых информационных систем (ОИС). • Имеется достаточно богатый и зрелый методологический базис построения ОИС, важное место в котором занимает разработанная отечественными учеными технология открытых систем (ТОС), подразделяющая процесс проектирования ОИС на ряд этапов, таких как выбор модели среды открытой системы (СОС), построение профилей СОС, составление спецификаций и другие. При этом узловым считается этап построения профилей. 2 Актуальность продолжение • Создание ОИС представляет собой довольно сложную научно-техническую проблему, успешное решение которой в значительной степени определяется возможностями систем обеспечения. • Известно, что среди основных проблем, стоящих перед разработчиками систем обеспечения, выделяются задачи разработки алгоритмов проектирования и разработки моделей и алгоритмов интеллектуальной поддержки принятия решений применительно к области создания ОИС. • Решения этих задач, на сегодняшний день, отсутствуют и являются актуальными. 3 Актуальность продолжение • Поскольку при проектировании ОИС наиболее важным этапом является этап построения профилей, то перечисленные задачи, в первую очередь, должны решаться применительно к процессу проектирования профилей и, в частности, к выбору стандартов в профиле. 4 Цель • Автоматизированные средства поддержки проектирования ОИС • Средства интеллектуальной поддержки принятия решений при создании ОИС • Модели и алгоритмы интеллектуальной поддержки принятия решений при создании ОИС 5 Основные задачи Разработка алгоритмов проектирования профилей СОС, а также моделей и алгоритмов интеллектуальной поддержки принятия решений при проектировании профилей. Реализация разработанных моделей и алгоритмов на базе вычислительных средств с целью создания автоматизированной системы поддержки проектирования профилей СОС (АСПП профилей СОС). 6 Основные задачи продолжение • анализ существующих методов и подходов, применяемых в процессе проектирования профилей СОС, а также средств обеспечения этого процесса; • выбор методов принятия решений, подходящих для использования в моделях интеллектуальной поддержки принятия решений при проектировании профилей СОС; • разработка моделей и алгоритмов принятия решений при проектировании профилей СОС на основе выбранных методов; 7 Основные задачи продолжение • реализация разработанных моделей и алгоритмов на базе вычислительных средств и создание ППС, входящих в состав автоматизированной системы поддержки проектирования профилей СОС (АСПП профилей СОС); • формирование информационной подсистемы АСПП профилей СОС, представляющей собой базу данных (БД) по стандартам; • тестирование, отладка и внедрение АСПП профилей СОС. 8 К Л И Е Н Т поддерживает Модель автоматизированного проектирования профиля взаимодействует с ПРОЦЕСС методические материалы, нормативные документы, модели жизненного цикла и др. средства для составления проекта лежит в основе преобразует ПРОЕКТ разработчики с инструментами, производит возможностями и ресурсами (СППР при составлении ИБС, АСПП профилей СОС) ПРОДУКТ профиль среды открытой системы использует РЕСУРС Эталонные модели, ИБС как база данных по стандартам относится к 9 10 11 продолжение 14 Стандарт на службу ИТ присутствует в информационной подсистеме проектирования Да Нет Внесение собственного 15 стандарта на службу ИТ в информационную систему проектирования 16 Выбор стандарта на службу ИТ 18 17 Пока не установлены стандарты на все службы ИТ Документирование профиля 19 Конец 12 Начало 1 2 3 Да Список служб ИТ Выбор стандарта на службу ИТ 4 Существует ли для данной службы ИТ стандарт в ИБС 5 Нет Добавление необходимого стандарта/стандартов в ИБС. Выполнение процедуры обновления базы данных по стандартам Формирование списка 6 альтернативных стандартов для службы ИТ 13 продолжение 7 Осуществление выбора наилучшего стандарта для реализации службы ИТ с функциональной точки зрения 8 Закрепление стандарта за службой ИТ путем внесения его в профиль 9 Пока не установлены стандарты для каждой службы ИТ 10 Конец 14 База данных по стандартам открытых систем • Классификатор служб ИТ на базе эталонной модели СОС ISO/IEC OSE/RM 14252-1996 • Понятийная схема представления стандартов в БД • Графический интерфейс пользователя для обеспечения эффективной работы с базой данных по стандартам на интуитивнопонятном уровне 15 Неопределенность Неизвестность Недостоверность (неполнота, недостаточность, недоопределенность, неадекватность) Физическая неопределенность Случайность Неоднозначность Лингвистическая неопределенность Неточность Неопределенность значений слов (полисемия) Неоднозначность смысла фраз Синтаксическая Омонимия Нечеткость Семантическая Поверхностная Прагматическая Глубинная 16 Система критериев, влияющих на приемлемость принимаемого решения при выборе стандарта в ИБС Приемлемость стандарта Уровень стандартизации Зрелость стандарта Степень формализма в управлении Устойчивость управления Наличие количественных оценок Уровень оптимизации Позиция стандарта на рынке Стоимость стандарта Удобство приобретения Дополнительное обслуживание потребителей, бонусы Приверженность потребителей к стандарту 17 Функциональная схема механизма НЛВ yY X Фаззификатор A X Блок нечеткого логического вывода BY Дефаззификатор Нечеткая база правил 18 Формализация концевых критериев на основе нечетких множеств Аппроксиматор: (u ) Терм с ט Н 0 0.26 НС 0.25 0.22 С 0.5 0.21 ВС 0.75 0.21 В 1 0.265 1 u c 1 2 19 Нечеткая база правил для моделирования зрелости стандарта ИТ y1 y2 y3 y4 В Н Н Н В С Н Н ВС С Н Н ВС В ВС В В ВС НС ВС С В Н НС НС НС Н Н Н Н Н Н Y Н НС 20 Нечеткая база правил для моделирования зрелости стандарта ИТ продолжение y1 y2 y3 y4 В С С Н В В НС Н ВС ВС С Н ВС В В В В С ВС В В В С ВС В С С Н С Н С НС Y С ВС 21 Нечеткая база правил для моделирования зрелости стандарта ИТ продолжение y1 y2 y3 y4 В В ВС ВС В ВС ВС ВС В В ВС С В В В С Y В 22 Нечеткая база правил для оценки приемлемости стандарта ИТ Критерий Стандарт De-jury 1 De-jury 2 Уровень станд., х Зрелость, Y Позиция на рынке, Z B B B В ВС B В ВС ВС B В ВС В C НС В В Н Приемле мость, Q Q1 Q2 23 Нечеткая база правил для оценки приемлемости стандарта ИТ продолжение Критерий Стандарт De-facto1 De-facto2 Уровень станд., х Зрелость, Y Позиция на рынке, Z C C B НС С С С ВС В Н НС ВС В С НС НС НС ВС Приемле мость, Q Q3 Q4 24 Модель НЛВ приемлемости стандарта L l1 " H ", l 2 " HC", l3 "C", l 4 " BC", l5 " B" y1 y2 y3 y4 z1 z 2 z3 z 4 Ф а з з и ф и к а т о р l j ( y1 ) lj ( y2 ) l j ( y ) lj 3 ( y4 ) ( z1 ) lj ( z2 ) l j ( z ) lj 3 ( z 4 ) lj (x) lj База правил для зрелости стандарта 4 ( yi ) lj p i 1 4 ( zi ) lj p i 1 База правил для позиции стандарта на рынке (Y ) HC (Y ) C (Y ) BC (Y ) B (Y ) H ( Z ) HC ( Z ) C ( Z ) BC ( Z ) B (Z ) H База правил для приемлемости стандарта 4 q p K x ,Y , Z Q lj (K ) Алгоритм функционирования системы поддержки принятия решений при выборе стандартов в ИБС Начало 1 2 x,y1,y2,y3,y4 ,z1,z2,z3,z4 3 Фаззификация критериев 4 5 Нет Критерий задан численно Фаззификация критериев путем вычисления высоты пересечения нечетких множеств 6 Задать значения критериев нижнего уровня иерархии численно или лингвистически При помощи функций qmy_bellmf, qual_inp_bell и параметрам, Рассчитанным в разделе 3.2.4. Выполняется фаззификатором пакета Fuzzy Logic Да Фаззификация критериев путем подстановки его значений в ФП 26 Алгоритм функционирования системы поддержки принятия решений при выборе стандартов в ИБС продолжение При помощи функций my_evalfis_Q, evalfis_ww 7 Фаззификация критериев 8 Критерий Нет Да определяет приемлемость напря9 мую Вычисление значений Нечеткий логический 10 степеней вывод принадлежностей и выход управляющих критериев из процедуры НЛВ без по нечеткой базе правил выполнения операции Мамдани дефазификации 11 12 Нечеткий логический вывод критерия приемлемости стандарта по нечеткой базе правил Сунего При помощи функций my_evalfis_Y, my_evalfis_Z, evalfis_ww Дефаззификация полученного результата 13 к 27 о н е ц Автоматизированная система поддержки проектирования профилей среды открытых (АСПП профилей СОС) Сервер Клиент HTML-формы Браузер Java-сервлеты Данные из форм ApacheTomcat 4.0 Javaинтерпретатор Jdbcodbc мост СУБД БД 28 Пример человеко-машинного интерфейса АСПП профилей СОС 29 Заключение • Поставлена задача автоматизации процесса проектирования профилей СОС, включающая в себя разработку соответствующих моделей и алгоритмов, а также их реализацию на базе вычислительных средств с целью получения АСПП профилей СОС. • Сформирована модель автоматизированного проектирования профилей СОС, установлены функциональные требования ко всем объектам модели. • Разработан общий алгоритм проектирования профилей СОС. 30 Заключение продолжение • Разработан алгоритм выбора стандартов на службы ИТ. • Задача выбора стандартов в ИБС представлена как задача принятия решений при многокритериальном анализе альтернатив в нечеткой среде. Предложен метод решения поставленной задачи, позволяющий создать модель и алгоритм решения, такие, что их можно легко реализовать на базе вычислительных средств, обеспечив тем самым автоматизацию процесса решения задачи. 31 Заключение продолжение • Предложена система критериев для оценки приемлемости принимаемого решения при выборе стандартов. Система критериев представлена в виде иерархии, и каждый критерий математически формализован при помощи аппарата нечетких множеств. В том числе определен вид функции принадлежности для каждого критерия. • Проведено математическое моделирование процедуры НЛВ для критериев промежуточного уровня иерархии, а также для критерия приемлемости стандарта, находящегося в вершине иерархической системы. Составлен алгоритм построения системы НЛВ для выбора стандартов по многоуровневой 32 иерархии критериев. Заключение продолжение • Предъявлен результат реализации СППР ИБС на базе программно-вычислительных средств с использованием разработанных моделей и алгоритмов. Приведен алгоритм функционирования и показан результат функционирования СППР ИБС. • Разработан вспомогательных ресурсов, а именно классификатор стандартов ИТ и ИБС, реализованная в виде БД по стандартам, необходимых для реализации автоматизированного проектирования профилей СОС. 33 Заключение продолжение • Предъявлен результат реализации АСПП профилей СОС, выполненной на базе программно-вычислительных средств с использованием разработанных моделей и алгоритмов. 34
