CC BY
42
Щербаков С.М.
АНАЛИЗ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ИНТЕРНЕТ-ПРИЛОЖЕНИЙ
Целью настоящей статьи является обсуждение возможностей использования математических и инструментальных методов для анализа, проектирования и совершенствования Интернет-приложений с учетом их экономической эффективности.
В ходе разработки и развития Интернет-приложения решаются задачи, связанные как с техническим проектированием, так и с организационными и экономическими аспектами: определение целей создания сайта, определение возможных вариантов построения сайта; определение статистических параметров, выбор технологий, выбор состава компонентов, определение затрат на эксплуатацию сайта; оценка экономической эффективности сайта и др.
При решении этих задач может использоваться комплекс методов: методы оценки экономической эффективности информационных систем [2]; моделирование информационных систем с помощью унифицированного языка моделирования ЦМЬ
1 Источник данных: [11].
[1, 6], статистические методы, интеграция визуального и имитационного моделирования [4].
Для иллюстрации применения предлагаемого подхода рассматривается пример сайта, обеспечивающего поддержку организации и проведения научно-практической конференции.
Основные цели создания сайта:
- привлечение участников из географически отдаленных вузов;
- сокращение затрат труда на работу с участниками конференции;
- ускорение процессов взаимодействия участников с оргкомитетом;
- повышение осведомленности научного и профессионального сообщества о проводимой конференции и ее содержании;
- формирование базы потенциальных участников конференции;
- получение отзывов о размещаемых материалах.
Особенностью рассматриваемого примера является то, что сайт используется в рамках подготовки к мероприятию, посе-
тители обращаются к нему для решения конкретных задач.
Различные варианты реализации сайта конференции предоставляют разные функциональные возможности, в разной степени позволяют достичь перечисленных целей, требуют разных технических решений (табл. 1).
По мере получения опыта эксплуатации, накопления пользовательской и информационной базы возможно развитие сайта: расширение его возможностей и изменение набора используемых технологий и программных средств.
В некоторых случаях один и тот же вариант сайта может быть реализован с ис-
пользованием разных инструментов: с помощью статических и динамических страниц (например, гипертекстового препроцессора PHP и СУБД MySQL), с помощью системы управления контентом1 (content management system, CMS, например, свободно распространяемой системы управления контентом Joomla2). Выбор конкретного набора технических решений должен проводиться на основе содержательного и статистического анализа предметной области с учетом критерия экономической эффективности [4].
Далее будем рассматривать вариант «Сайт поддержки организации конференции».
Таблица 1. Варианты сайта поддержки конференции
Вариант сайта Возможности Требования
Технические особенности
Сайт- объявление о конференции Содержит информационное письмо, требования к оформлению материалов, контрольные даты, перечень секций, контактные реквизиты
Статические Ыт1-страницы
Сайт регистрации участников Содержит форму регистрации, где можно оставить анкету участника и загрузить текст доклада Необходима работа секретаря конференции по отслеживанию поступивших анкет
Необходимо использование динамических серверных приложений (как минимум, серверный скрипт, сохраняющий данные web-форм в текстовый файл или в базу данных)
Сайт поддержки организации конференции Осуществляется взаимодействие участников и оргкомитета. Ведется перечень участников и отслеживается изменение статуса каждой заявки Необходимо в достаточно оперативном режиме редактировать статус каждой заявки
Возможна реализация с помощью серверных Интернет-технологий и с помощью системы управления контентом. Выбор зависит от ожидаемого объема работ
Сайт с программой конференции Предварительный вариант программы выставляется на сайте. Возможно здесь же размещаются аннотации докладов Необходима работа по размещению материалов на сайте
При наличии базы данных работа может быть проведена автоматически, информация может загружаться самими участниками.
Сайт со сборниками конференций Выставляются материалы текущей конференции и конференций прошлых лет. Необходима работа по размещению материалов
-
Сайт с возможностью обсуждения статей Зарегистрированные участники могут оставлять комментарии к размещенным статьям Необходима модерация сообщений
Необходимо использование интегрированной с сайтом системы комментариев, например, на основе форума или компонента подобного ЖЖ
1 www.cmsmagazine.ru
2 www.joomla.org
Такой сайт создается до проведения конференции и первоначально содержит: информационное письмо, требования к докладам, контактную информацию, шаблон оформления доклада. Потенциальные участники конференции знакомятся с материалами, регистрируют свои заявки на участие и предоставляют доклады. Секретарь оргкомитета принимает заявки, проверяет их, направляет доклады рецензенту, выставляет счета на оплату. Имеется специальная страница для мониторинга заявок, где отражается изменение статуса каждой заявки, от «получено», до «доклад включен в рабочую программу» и «оплачено». Секретарь размещает сведения об участниках, темы и аннотации докладов. Интернет-приложение также используется для автоматизации формирования рабочей программы конференции на основе заявок участников и для ее публикации.
Сайт поддержки организации конференции имеет большое значение в случае проведения масштабного мероприятия с большим числом участников и широкой географией участия. Например, ежегодная зимняя конференция по имитационному моделированию планируется в течение нескольких месяцев и ее сайт1 позволяет выполнять необходимую организационную работу.
При планировании и проектировании сайта большое значение имеют количественные характеристики предметной области, от которых будут зависеть параметры
технического (требования к объемам данных, к производительности и т.п.) и экономического характера (затраты на обслуживание).
Для сайта научно-практической конференции можно предложить следующий набор показателей: число участников кон -ференции, число докладов, частота обращения к докладам за период времени, частота комментариев (при предоставлении возможности комментирования). Оценки перечисленных показателей могут быть получены экспертным путем или методом анализа документации (например, материалов конференций прошлых лет). Результаты статистического исследования предметной области могут в качестве исходных данных использоваться при построении моделей для выбора функциональных возможностей Интернет-приложения, технических и организационных решений.
Рассмотрим моделирование Интернет-приложения с использованием универсального языка моделирования UML [1, 5] и инструментария интеграции визуального и имитационного моделирования [3].
На рис. 1 в виде диаграммы пакетов языка UML приведена схема, показывающая основные компоненты сайта и зависимости между ними.
На рис. 2 представлен фрагмент диаграммы классов для Интернет-приложения, которая позволяет определить основные сущности предметной области, их атрибуты и взаимосвязи.
Рис. 1 — Общая структура Интернет-приложения1
1 www.wintersim.org
Персона
Фамилия И.О.
Адрес
Должность
Ученая степень
Ученое звание
Телефон
Автор Доклад
1 * 1 *
Представление доклада() Оплата() Название Аннотация Текст Вид Статус
1..*
/
/ Размещение ()
Член о/к / ' 1
Должность в о/к ь
Секция
Рецензия()
1..* Название
Тематика
Статистика() Список докладов()
Рис. 2 — Модель предметной области для Интернет-приложения (фрагмент)
Диаграмма классов может использоваться как основа навигационной структуры страниц сайта, схемы базы данных и модели программных компонентов.
Количественные характеристики диаграммы: численность экземпляров каждого класса, числовые значения ассоциативных и композитных связей могут использоваться для оценки затрат труда на эксплуатацию Интернет-приложения.
Рассмотрим совокупность деловых процессов, осуществляемых с помощью Интернет-приложения [5].
На рис. 3 приведена диаграмма прецедентов (вариантов использования) для сайта поддержки проведения конференции. Диаграмма позволяет описать основные классы пользователей (в виде акторов) и их обращения к Интернет-приложению (в виде прецедентов). Акторы-пользователи могут быть связаны между собой отношениями наследования.
В рамках рассматриваемого подхода на диаграмме отражаются только такие обращения системы, которые инициируют некоторый процесс. Так, участник конференции оставляет заявку на участие, инициируя тем самым деловой процесс, исполняемый с помощью сайта. Процесс может потребовать привлечения нескольких исполнителей, например, секретаря оргкомитета и рецензента.
Интеграция визуального и имитационного моделирования предполагает спецификацию количественных параметров функционирования системы (детерминированных или случайных), что позволит в дальнейшем получить оценку затрат труда на эксплуатацию сайта.
Для каждого актора задается численность его экземпляров. Для связей акторов с прецедентом указывается частота обращений за период времени (в нашем случае — за все время подготовки к проведению конференции). Каждый прецедент связан с некоторым деловым процессом, представленным диаграммой деятельности.
Рассмотрим основные деловые процессы, исполняемые с помощью интернет-приложения поддержки проведения научно-практической конференции. На рис. 4 приведена диаграмма делового процесса представления доклада на конференцию.
Механизм дорожек позволяет указать исполнителей операций и собрать данные о суммарных затратах труда каждого из них.
Операции процесса ставится в соответствие переменная, определяющая время ее выполнения. Переменная позволяет задать закон распределения и его параметры, обеспечив тем самым учет случайного характера исполнения процесса.
Просмотр состояния
\
С Получение ин- ^Ч формационных ) материалов У
Посетитель
Просмотр ( рабочей про- ) граммы У
Руководитель оргкомитета
О
Секретарь оргкомитета
Участник конферен-
Формирование рабочей программы
С Подготовка ин- >. формационного ) письма
Представление доклада )
Доклад-
Рис. 3 — Диаграмма прецедентов для Интернет-приложения
В блоке условия задается вероятность перехода по одной из исходящих ветвей. Например, в 10% поступивших заявок ответственный секретарь обнаруживает ошибки, которые участник конференции должен исправить.
С помощью блока подпроцесса можно вынести часть логикиделового процесса в отдельный деловой процесс, называемый дочерним. В данном случае операции, связанные с уплатой оргвнозноса за участие в конференции и публикации доклада вынесены, в деловой процесс «Оплата оргвзно-са».
Модель деловых процессов зависит от принятых проектных решений.
Для построения диаграмм и спецификации числовых параметров используется система синтеза имитационных моделей СИМ-UML1.
1 Хубаев Г.Н., Щербаков С.М., Рванцов Ю.А. Система автоматизированного синтеза имитаци-
В таблице 2 представлены переменные имитационной модели. Перечень переменных описывает количественные характеристики Интернет-приложения и демонстрирует связи между компонентами модели.
После построения UML-моделей интернет-приложения система СИМ-UML позволяет автоматически сформировать имитационную модель и провести имитационное моделирование.
Моделирование по переменной «conf», соответствующей диаграмме прецедентов, позволяет определить затраты труда на исполнение всех деловых процессов, связанных с проведением научно-практической конференции и осуществляемых с помощью интернет-приложения.
онных моделей на основе языка UML «СИМ-UML» // Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ. — №2008615423. — М.: РОСПАТЕНТ, 2009.
Участник
Рецензент
Ответственный секретарь
1
Ввод сведений об авторе/с о авторе
\
Регистрация доклада
его загрузка у
[Для всех авторов]
IV
Проверкапо ступив ших материалов
[Есть замечания] _I
Размещение инф прмят^ии о докладе и участниках
Вв1бэр рецензегста и передача доклада
[Сотрудник
1 вуза]
Размещение статьи >
на сайте ^Г у
Рис. 4 — Деловой процесс представления доклада
Имя Вид переменной Название Тип / Закон распределения Параметры / Формула расчета
nuchast Аргумент Число уч-ков без докладов Нормальное ц = 50, о = 10
nzaja Аргумент Число докладов Нормальное ц = 60, о = 10
conf Диаграмма прецедентов Поддержка проведения конференции
Актор Аргумент Секретарь оргкомитета Число значение = 1
Актор Функция Докладчик Формула nzaja
Прецедент Просмотр состояния Процесс analizsost
Прецедент Получение информационных материалов Процесс getinfpismo
Прецедент Заявка на участие Процесс zajauch
Прецедент Представление доклада Процесс zajadoklad
Прецедент Формирование рабочей программы Процесс makerabprog
Прецедент Регистрация Процесс registr
Ассоциация Аргумент Участник конференции Заявка на участие Число значение = 1
Ассоциация Аргумент Руководитель оргкомитета Просмотр состояния Нормальное (усеченное) ц = 30, о = 10
Ассоциация Аргумент Секретарь оргкомитета Формирование рабочей программы Число значение = 1
zajadoklad Диаграмма деятельности Представление доклада на конференцию
Аргумент Ввод сведений об авторе/соавторе Треугольное min = 7 moda = 10 max = 12
Аргумент Регистрация доклада и его загрузка Треугольное min = 10 moda =15 max = 20
Блок подпроцесса Оплата участия Дочерний процесс oplata
oplata Диаграмма деятельности Оплата участия в конференции
Аргумент Размещение реквизитов оплаты Равномерное (шт/шах) min = 3 max = 7
На рис. 5 приведены результаты имитационного моделирования, статистические характеристики и гистограмма распределения затрат труда на исполнение всех деловых процессов за период подготовки к кон -ференции.
В таблице 3 представлены затраты труда в разрезе исполнителей. Как видно из таблицы, использование Интернет-приложения позволило перенести значительную часть затрат труда на участников конференции.
Результаты моделирования
Переменная: СОПТ
Диаграмма | Таблица ]
10618 11925 13232 14539 15846 17153 18459 19766 21073 22380 23637 24994
Среднее 18600 469 Минимальное значение 10618.195
Результаты моделирования Дисперсия .. Ср. кв. огк.л. 1000 тлерации Ксэф. вариации 5197023 446 2273.699 0123 Максимальное значение Размак Мвдальный интервал 24993.701 14375.506 17153 - 18459
Асимметрия ■0 093
Эксцесс ■0 202
Енсе! Word Сохранить I За! рыть
Рис. 5 — Результаты имитационного моделирования по совокупности деловых процессов
(экранная форма системы СИМ-UML)
Таблица 3. Затраты труда на работу с Интернет-приложением (в часах)
Исполнитель Среднее значение Ср.кв. откл. К-нт вариации Мин. Макс.
Участник конференции 146,48 18,42 12,58% 78,80 199,10
Отв. секретарь оргкомитета 133,20 17,89 13,43% 71,92 180,41
Член оргкомитета — рецензент 12,19 2,11 17,28% 5,44 19,38
Руководитель оргкомитета 18,14 6,64 36,62% 0,68 47,65
Всего 310,01 38,01 12,26% 176,97 416,56
Таким образом, моделирование процессов функционирования Интернет-приложения дает возможность [4]:
- определить затраты труда на исполнение каждого из деловых процессов, исполняемых с помощью Интернет-приложения;
- рассчитать суммарные затраты труда пользователей на эксплуатацию Интернет-приложения за период времени;
- оценить затраты труда в разрезе отдельных классов пользователей.
Использование построенной имитационной модели позволяет:
- проводить анализ и моделирование Интернет-приложения, например, с целью изучения влияния отдельных параметров на затраты труда;
- осуществлять оценку принимаемых проектных решений с точки зрения затрат труда путем моделирование разных вариантов организации деловых процессов (связанных с разным набором технических решений и разработанных компонентов приложения);
- определять прямой экономический эффект построения Интернет-приложения путем сравнения с затратами труда в ручном варианте исполнения деловых процессов.
Предложенный подход и инструментарий может использоваться для анализа и моделирования Интернет-приложений при их планировании, проектировании и разработке.
