CC BY
30
Чтение блока позволяет* просматривать пользователю информацию, касаемую самого блока, а просмотр позволяет просматривать детализацию блока, переходить на уровень ниже, если он существует. Данная структура позволяет разграничивать права просмотра не только на доступ к ресурсу или к процессу, но и к конкретной операции через административный пул, к которому имеет доступ ограниченный круг пользователей (администраторов).
Анализ достигнутых результатов
Таким образом, данная модель решает все аспекты современной системы графического представления данных. Она универсальна за счёт древовидной структуры операций, предлагает наглядно представление как состояние конкретного процесса, так и его детализирующее представление в реальном времени. Имеет мощную модель безопасности и детальное разграничение прав доступа сотрудников. Система наследует всю гамму преимуществ тех средств, на базе которых она построена (СУБД, WEB-технологии), а также гибкую масштабируемость в случае изменения состава процессов, пользователей и других объектов и субъектов рассматриваемой системы.
Из минусов предложенной модели можно отметить отсутствие системы аналитических операций на детализирующем уровне процесса, тем самым отличающей её коренным образом от OLAP систем.
Заключение
Основная цель данной модели - получение небольшого числа ключевых, т. е. наиболее информативных, показателей, дающих объективную и точную картину состояния необходимого
процесса, его изменений, расчётов. При этом аналитика, как правило, интересует' не только текущее состояние, но и его детализирующее, которое позволит выявить как слабое звено в цепи управления, так и нахождение ошибок. А четырёхуровневая клиент-серверная архитектура и связь каждого процесса с ответственным пользователем позволит ускорить процесс оперативного реагирования на сложившуюся ситуацию.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Официальный сайт «OLAP» http://www.olap.ru
2. Электронное издание «Архитектура ^клиент-сервер"» Зеленков Ю. А.
1 )Ир : //vv yу w. m st 11. cd u. ru/stu dy/ma te rial s/ze 1 en ko v/c h _7 J .html
3. Частиков. А. П. Разработка экспертных систем. Среда CLIPS : учебное пособие / А. П. Частиков, Т. А. Гаврилова, Д. Л. Белов. -С.-Петербург: БХВ-Петербург, 2003. - 608 с.
Баранский Игорь Владимирович, ведущий инженер-программист ФНПЦ ОАО «НПО "Марс "». Область специализации: внедрение автоматизированной системы управления предприятием, баш данных, электронный документооборот. Аспирант Ульяновского государственного университета.
Подобрии Александр Николаевич, инженер-программист 2-й категории ФНПЦ ОАО «НПО "Марс "». Специализируется в области внедрения автоматизированной системы управления предприятием. Аспирант Ульяновского государственного университета.
УДК 004.42
А. Н. АФАНАСЬЕВ
МЕТОДОЛОГИЯ ГРАФО АНАЛИТИЧЕСКОГО ПОДХОДА К АНАЛИЗУ И КОНТРОЛЮ ПОТОКОВ РАБОТ В АВТОМАТИЗИРОВАННОМ ПРОЕКТИРОВАНИИ СЛОЖНЫХ КОМПЬЮТЕРИЗОВАННЫХ СИСТЕМ
Рассматриваются принципы, теоретические составляющие, методы и средства графоаналитического подхода.
Ключевые слова: графические грамматики, компьютеризованные системы, интеллектуальные системы обучения, диаграмматика, нейронные сети, потоки проектных работ.
Введение ние, сталкивается с рядом принципиальных про-
В настоящее время проектирование, произ- блем> оказывающих негативное влияние на их водство, внедрение и реинжиниринг сложных успешность. В зарубежной теории и практике
систем, использующих программное обеспече- такой ™асс систем получил название систем,
интенсивно использующих программное обес-
--печение (Software Intensive Systems - SIS).
Афанасьев A. H., 2011 Выделение таких систем в отдельный класс
(около 20 лет назад) было вызвано проблемой успешности их создания (непозволительно высокий выход разработок за рамки запланированных временных, финансовых и функциональных параметров). В российской нормативной базе классу SIS близок класс автоматизированных систем (АС), который подчинён классу SIS.
Для снижения негативных влияний на разработку SIS за последние годы в теорию и практику системной инженерии введены такие парадигмы, как жизненный цикл программных систем, линейки программных продуктов, потоки работ, организационно-профессиональная зрелость, коллективная обработка и проектирование, система компетенций, а также множество стандартов (например, JSO/1EC 12207, IEEE Std 147 Ц ISO/1EC 9126), в частности, введён и активно используется стандарт «ГОСТ Р ИСО 9004-2010 Менеджмент».
Особое место в достижении успешности разработки SIS отведено диаграмматике в визуальных формах артефактов, сопровождающих проектную деятельность (UML, IDEF, ER, DFD, еЕРС, SDL-диаграммы, параллельные граф-схемы - ПГС и др.).
Акцент на диаграмматику обусловлен рядом причин:
- устойчивым использованием разработчиками SIS в оперативных рассуждениях диаграммных схем, способствующих решению задач и пониманию того, о чём идёт речь;
- требованиями нормативной диаграммной регистрации процесса разработки, его составляющих. а также продуктов проектных действий;
- попытками автоматической и/или автоматизированной трансформации диаграммных схем в их материальное воплощение.
К сожалению, следует отметить, что в богатейшем опыте диаграмматических представлений, используемых в практиках SIS, не уделяется должного внимания методам и средствам оперативного контроля схемных диаграмм.
Отсутствие в современных технологиях разработок SIS методов и инструментальных средств, предоставляемых в коллективе разработчиков каждому проектировщику для опера-пивного контроля создаваемых им графических диаграмм в условиях их расширяющегося внедрения, нацеленного в перспективе на трансляцию диаграмм в программный код, открыло дополнительный источник опасных ошибок проектирования, что является актуальной научно-тех н и ч еско й п роб л ем о й ♦
Схемные диаграммы создаются и используются как для процесса проектирования SIS, ин-
струментальная среда которого представляет специализированную SIS типа САПР, так и для продуктов проектирования. И в первом, и во втором случае процессность проекта представляется потоками работ, за каждым из которых стоит определённый бизнес-процесс, в согласованное осуществление которого вовлечена группа исполнителей.
Модельное представление бизнес-процессов и их систем оказалось настолько полезным, что оно широко применяется в различных предметных областях и с различными целями. Потоки работ являются базовым модельным представлением динамики практически во всех технологиях разработки SIS, в частности, в технологии RUP. Анализ существующих технологий демонстрирует, что типичными формами контроля диаграмматики потоков работ являются:
- их конструктивное создание с использованием специализированных декларативных языков без автоматических и/или автоматизированных проверок синтаксиса;
- многократный преднамеренный или ситуационный визуальный просмотр диаграмм разработчиками SIS и другими заинтересованными лицами.
В теории и практике потоков работ поиск новых методов и средств, формализующих порождение и контроль схемных диаграмм, способствующих снижению проникающих в них ошибок проектирования, считается особо актуальным.
Вкладом в решение указанной выше проблемы является включение в проектные потоки работ (ППР) дополнительного потока, обеспечивающего снижение ошибок в оперативном создании проектировщиками нормативных и ситуативных графических диаграмм за счёт лингвистического моделирования потоков работ и работ с графикой, а также интеллектуального обучения проектировщиков созданию нормативных и ситуационных потоков работ.
В управлении потоками работ широко применяются специализированные процессоры (workflow engines), подобные компьютерным процессорам, использующим алгоритмические программы. Этот факт подсказывает идею аналогового наследования методов и средств контроля из опыта алгоритмических процессов. Одной из подсказок для такого наследования является использование паттернов потоков работ, схемы которых подобны алгоритмическим схемам.
Графо-аналитический подход определён и используется как система принципов, теоретических составляющих, моделей, методов и средств, способствующих при их комплексном
применении снижению ошибок проектирования в диаграммных схемах ППР, в первую очередь за счёт использования грамматических формализмов, моделирующих статику и динамику потоков работ в процессе проектирования СКС и его продукте.
В реализации графоаналитического подхода, настроенной на коллективное использование разработчиками СКС, используются методы и средства потоков работ, в том числе и те, которые отвечают за их обучение построению, анализу и контролю диаграммных схем. Разработанные средства обучения учитывают специфику диаграммам ки потоков работ в ее приложении к автоматизированному проектированию СКС.
Принципы подхода
1. Принцип аналогового наследования: в
теорию и практику ППР, используя аналогии, целесообразно вводить те формализмы программирования, которые увеличивают выразительную мощность диаграмматических языков и открывают возможности для автоматического и/или автоматизированного грамматического контроля проектных ошибок в диаграммных схемах.
2о Принцип дополнительности «декларативное-процедурное» в его приложении к потокам работ: вводя в формализмы потоков работ полезные аналогии, следует в диаграммных схемах различать классы, представляющие активность потоков работ, и информационную поддержку активностей, в число средств которой входят пакеты САПР.
Проведена пошаговая детализация базовых пр и и ци нов, резул ьтаты которой ис пол ьзуются для логического размещения результатов исследований и разработок по тексту.
Схема реализации принципов состоит из следующих этапов.
1. Разрабатывают теоретические основы и соответствующий им инструментарий для повышения гарантий успешности разработки СКС за счёт обоснованного и контролируемого снижения ошибок в оперативном создании проектировщиками нормативных и ситуативных графических диаграмм ПНР.
2. Для обеспечения отмеченного эффекта в теорию и практику ППР, используя аналогии, вводят формализмы программирования, которые повышают выразительную мощность диаграммных языков и открывают возможности для автоматического и/или автоматизированного контроля проектных ошибок в диаграммах.
3. Практическую реализацию комплекса средств, способствующих выявлению и коррекции ошибок, реализовывают в виде связной совокупности систем контроля, анализа и трансляции, классификации, повторного использования и обучения.
Обработка диаграмм потоков работ
Разработаны методы и средства, являющиеся развитием теории контроля, анализа, перевода и компиляции графических языков ППР.
Предлагаются следующие виды автоматных графических грамматик.
1. Базовая /¿F-грамматика, обеспечивающая контроль и анализ графических языков ППР, которые могут содержать неструктурированность и элементы параллелизма [1].
2. 7?К-грамматика с нейтрализацией ошибок (RVN-rрамматика) [2].
3. Иерархическая RV-грамматика (RVH-грамматика).
4. Транслирующие ÄK-грамматики (в текстовый целевой язык - RVTt-грамматика и в графический целевой язык - 7?K7g-rрамматика) [3].
5. Нечёткая RV-грамматика (/? Гаграм матика).
/¿F-грамматикой языка L(G) называется упорядоченная пятёрка непустых множеств
G = (V, 2, S, R, гоУ
где V = Wei е ~ - вспомогательный алфавит (алфавит операций над внутренней памятью);
Е — {ОС( yt — } - терминальный алфавит
графического языка, являющийся объединением множеств его графических объектов и связей (множество примитивов графического языка);
Е — {ОСt , t — 1>Т} - квазитерминальный
алфавит, являющийся расширением терминального алфавита.
Алфавит 2 включает:
квазитермы графических объектов; квазитермы графических объектов, имеющих более одного входа;
квазитермы связей-меток с определёнными для них семантическими различиями, использующиеся для возврата к непроанализированным частям графического образа;
квазитерм ПО Jabel, определяющий отсутствие связей-меток и использующийся для прекращения анализа диаграммы при условии выполнения операции (ий) над внутренней памятью;
/ = 0,/} - схема грамматики G (множество имён комплексов продукций, причём каждый комплекс Г/ состоит из подмножества
продукций Гг - Щ, у = 1,7});
ГоЕ/? - аксиома ЯР-грамматики (имя начального комплекса продукций), ' ключительный комплекс продукций. Продукция Ру <ЕГ} имеет
вид
>Г;
т >
Л/ : ~
где Щ/(уи • - п-арное отношение, определяющее вид операции над внутренней памятью в зависимости от V Е (0,1,2,3};
Ом - оператор модификации, определённым
образом изменяющий вид операции над памятью, причём /У €{0,1,2};
гт е /? - имя комплекса продукции преемника.
В качестве внутренней памяти предлагается использовать стеки для обработки графических объектов, имеющих более одного выхода (чтобы хранить информации о связях-метках), и эластичные ленты для обработки графических объектов, имеющих более одного входа (чтобы отмечать количество возвратов к данной вершине, а, следовательно, количество входящих дуг).
Определим следующую интерпретацию пра-
вил R/^-грамматики в зависимости от параметров ¡U и V.
Цепочка (p — CCt ,di....,at называется
' ! - Г 3
ВЫ ВОДОМ a t2 ИЗ a t
RV
и оооз на чается
за- ОС/. ^ СС, если для любого ^<Л существует
Г\ и Ге G R такие. что
е ге->
ЯУ-вывод называется законченным (обозна-
КУ ~
чается СС^ => ОС), если а { порождается
продукцией с в правой части.
ЯК-грамматика эффективна как для порождения, так и для распознавания.
В работах [4, 5] приведены /?К-грамматики диаграммных языков потоков работ иМЬ и ГОЕР.
Обработка ятитеистических моделей
потоков работ
Разработаны методы и средства обработки лингвистических моделей потоков проектных работ, позволяющие автоматизировать процесс разбора описаний, классификацию, построение шаблонов и синтез проектных решений потоков работ.
В качестве базового описания лингвистических моделей проектных работ выбран язык ВРЕЬ как наиболее типичный представитель
Входная цепочка
символов
Рис. I. Нейро-семантическая сеть обработки модели ППР: I, IV-слои нейронов-идентификаторов, II,V -управляющие нейроны, III,VI - нейроны ошибки, VII - слой нейронов профилирования, ПП - промежуточное представление, fb f2,..., fn- функция преобразования, © - унифицированный вид,
НС-БД - нейро-семаитическая база данных
Сеть управления
этого класса языков.
В ходе анализа описания модели решаются две задачи:
- разбор описания модели и приведение его к единому унифицированному виду;
- разбор унифицированного описания, профилирование (определение параметров) и сохранение модели в базе данных.
Лексический, синтаксический и семантический анализаторы языка описания построены на базе нейро-семантической сети.
Для классификации профилируемых объектов используются самоорганизующиеся карты Ко-хонена (KCN - Kohonen Clastering Networks). Сеть КСМ имеет один слой нейронов. Размерность вектора каждого нейрона равна количеству параметров профилирования Р.
На рис. 1 представлена комплексная нейро-семантическая сеть анализа и классификации лингвистических моделей ППР [6].
Компьютерное обучение проектированию
потоков работ
В программно-информационное пространство обучения входят компоненты: обучаемый проектировщик, предметная область, сценарий обучения, протокол.
Модельное представление компонентов подробно описано в [7], разработаны методы диагностики текущего профиля проектировщика и формирования динамического сценария обучения [8].
Заключение
Предлагаемые методы и средства комплексиро-ваны с технологиями RUP и ARIS и позволяют уменьшить ошибки на этапе концептуального проектирования скс.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Афанасьев, А. Н. Синтаксически-ориентированная реализация графических языков на основе автоматных графических грамматик / О. Г. Шаров, А. Н. Афанасьев // Программирование. - 2005. - №6. — С. 56-66.
2. Афанасьев, А. Н. Нейтрализация синтаксических ошибок в графических языках / О. Г. Шаров, А. Н. Афанасьев // Программирование. -2008. -№1.-С. 61-66.
3.Афанасьев, А. Н. Методы и средства трансляции графических диаграмм / О. Г. Шаров, А. Н. Афанасьев // Программирование. - 2011. -№3. - С. 65-76.
4. Афанасьев, А. Н. Анализ графических спецификаций потоков проектных работ на примере языка иМЬ / А. Н. Афанасьев, Р.Ф. Гайнуллин // Вестник УлГТУ. - 2010. - №4. - С. 42-45.
5. Афанасьев, А. Н. Разработка анализатора ЮЕР-диаграмм / А. Н. Афанасьев, Д. Г. Брагин // Вестник УлГТУ. - 2011. - №2. - С. 41-49.
6. Афанасьев, А. Н. Использование нейросе-мантических сетей для автоматизированного проектирования вычислительной техники / А. Н. Афанасьев, А. Г. Игонин, Т. В. Афанасьева, Н. Н. Войт // Автоматизация и современные технологии. -2008.-С. 21-24.
7. Афанасьев, А. Н. Интеллектуальная обучающая система концептуал ьному п роектированию автоматизированных систем / А. Н. Афанасьев, И. Н. Войт // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. - 2010. - №4 (2). -Т. 12.-С. 465-468.
8. Афанасьев, А. Н. Разработка компонентной автоматизированной обучающей системы САПР на основе гибридной нейронной сети / А. Н. Афанасьев, Н. Н. Войт // Автоматизация и современные технологии. -2009.-№3. - С. 14-18.
Афанасьев Александр Николаевич, кандидат технических наук, профессор кафедры «Вычислительная техника» УлГТУ.
