CC BY
12
parameters and characteristics, a distinctive feature of the simulation is the study of the above characteristics using the example of two structures, one of which does not have any defects, and the other has a transverse through crack in the supporting central beam. As a research task, the authors defined an attempt to assess the effect of a crack on stresses and strains, their quantitative and qualitative distribution, and final conclusions are made on the same task.
Key words: support, quality, modeling, analysis, crack, stresses, strains.
Shestova Kristina Sergeevna, undergraduate, kristina_shestova@,mail.ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 004.42:005.6
DOI: 10.24412/2071-6168-2022-5-199-207
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ КВАЛИМЕТРИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ АЛГОРИТМА РЕШЕНИЯ ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКИХ ЗАДАЧ В ОБЛАСТИ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
Р.С. Загидуллин, А. Я. Дмитриев, Н.В. Родионов
В работе представлены основные положения квалиметрической оценки алгоритма решения изобретательских задач в области информационных технологий. Описаны цели и задачи работы, а также изложены сведения о новизне, актуальности и практической значимости разработки новой методики выявления плагиата программного кода и алгоритма ПО, основанной на квалиметрической оценке алгоритма решения изобретательских задач. Произведен анализ применения алгоритма решения изобретательских задач в области информационных технологий. Продемонстрирован пример квалиметрической оценки алгоритма решения изобретательских задач в области информационных технологий.
Ключевые слова: квалиметрическая оценка, патент, патентное право, программное обеспечение, ТРИЗ, АРИЗ.
В настоящее время IT-технологии испытывают взрывной рост как на внутреннем, так и на международном рынках. Каждый день разрабатываются тысячи программных продуктов. В то же время растет количество краж как исходного кода программного обеспечения (ПО), так и алгоритма ПО [1-5]. Перед разработчиками ПО стоит острая задача защитить свои программные продукты от недобросовестных конкурентов и «патентных троллей» (patent troll) [6].
Патентование программных продуктов способствует защите разработчиков ПО. Но необходимо отметить, что согласно пункту 5 статьи 1350 ГК РФ «Условия патентоспособности изобретения», программы для ЭВМ не являются изобретениями, то есть полностью запатентовать ПО невозможно. Запатентовать можно только отдельные элементы ПО: исходный код и аудиовизуальные материалы (как литературное произведение), алгоритм (в качестве изобретения), интерфейс (в качестве промышленного образца), логотип (в качестве товарного знака).
В табл. 1 продемонстрировано, как охраняются элементы ПО.
Каждый способ патентования имеет свои гарантии и риски. Кроме того, выбирая способ патентования стоит помнить о необходимости раскрытия информации, и как следствие, возникает возможность обхода патента недоброжелательными конкурентам.
199
Патентование исходного кода не учитывает защиту идеи (алгоритма) ПО. Исходный код может абсолютно синтаксически отличаться от заимствованного, то есть скопированный код не заимствован, а повторяет одинаковую с оригиналом логику работы [9]. В свою очередь патентование алгоритма ПО также создает риски - несовпадение тех или иных критерием с алгоритмом конкурента, может послужить ему основанием для обхода патента, потому как алгоритм будет считаться новым.
Таблица1
Охрана элементов ПО_
№ п/п Элементы ПО Охраняются...
1 Алгоритм законами патентного права
2 Интерфейс
3 Исходный код законами авторского права
4 Аудиовизуальные материалы
5 Логотип как товарный знак
Оптимальным решением для серьезных и перспективных разработок в сфере программного обеспечения будет защита ПО комплексным методом: регистрация исходного кода программы, по возможности патентование алгоритма и интерфейса и регистрация логотипов, товарных знаков. Но как показывает судебная практика [10], продолжается рост «бурных» патентных споров в судах. Кроме того, имеет место колоссальных судебных расходов. Так, например, лаборатория Касперского потратила 1 млн долларов на патентный спор с компаний «Lodsys». Предметом судебного разбирательства стали два патента: US7222078B2 «Methods and systems for gathering information from units of a commodity across a network» и US7620565B2 «Customer-based product design module» [10].
В Российской Федерации нет устоявшейся судебной практики по защите патентов на программное обеспечение. Кроме того, важно отметить, что у привлекаемых судом экспертов в США, ЕС и Российской Федерации нет единой методики работы по выявлению плагиата в программном обеспечении и, соответственно, нарушений патентного права. Обычно эксперты проводят попарно сравнение основных и вспомогательных критериев программных продуктов, проверяют исходный код. Но как было отмечено выше, патент как на любой элемент ПО, так и на все ПО можно обойти. Для решения указанной проблемы возникла необходимость разработать и внедрить новую методику выявления плагиата программного кода и алгоритма ПО, которая бы позволила анализировать весь алгоритм (все этапы) разработки ПО.
Таким образом, актуальность данной работы заключается в повышении качества выявления плагиата программного кода и алгоритма ПО экспертной комиссией в судебных процессах, связанных с нарушением патентного права.
Новизна работы заключается в применении квалиметрической оценки алгоритма решения изобретательских задач (АРИЗ) в области IT-технологий.
Практическая значимость работы заключается в возможности применении результатов работы в судебных процессах, связанных с нарушением патентного права в области IT-технологий.
Целью работы является разработка методики выявления плагиата программного кода и алгоритма ПО, основанной на квалиметрической оценке АРИЗ.
В соответствии с вышеуказанной целью в работе поставлены следующие задачи:
1) Провести анализ применения АРИЗ в сфере информационных технологий;
2) Провести адаптацию квалиметрической оценки классического АРИЗ для сферы информационных технологий;
3) Произвести квалиметрическую оценку классического АРИЗ в области информационных технологий;
4) Провести глубокую адаптацию классического АРИЗ для разработки ПО;
5) Разработать методику выявления плагиата программного кода и алгоритма ПО, основанной на квалиметрической оценке АРИЗ в сфере информационных технологий.
В настоящей статье представлены результаты реализации четырех вышепо-ставленных задач.
АРИЗ (алгоритм решения изобретательских задач) - комплексная программа алгоритмического типа, основанная на законах развития технических систем и предназначенная для анализа и решения изобретательских задач [11]. Также АРИЗ называют «методикой изобретательского творчества».
Впервые термин «алгоритм решения изобретательских задач» бы использован в книге Генриха Сауловича Альтшуллера «Алгоритм изобретения» в 1969 году. Генрих Саулович Альтшуллер - советский ученый, изобретатель, писатель, автор ТРИЗ (теории решения изобретательских задач), автор ТРТЛ (теории развития творческой личности).
ТРИЗ, в том числе, как и ее неотъемлемая часть (инструмент) АРИЗ, стал популярен среди изобретателей, а в последнее время и среди разработчиков ПО не только в СССР и Российской Федерации (Сбербанк, Русал, ГК «Росатом», ГК «Ростех», Сибур, ЕВРАЗ и другие российские компании), но и за рубежом. Такие известные мировые компании как Samsung Electronics, Honeywell, Raytheon, Siemens, Xerox, Boeing, General Electric, Lockheed Martin и многие другие используют в разработке своих продуктов (в том числе и ПО) ТРИЗ. Существуют ассоциации и институты ТРИЗ, как на региональном, так и международном уровнях: Международная Ассоциация ТРИЗ (МАТРИЗ), Европейская ассоциация ТРИЗ «ETRIA», Институт Альтшуллера в США, Сообщество ТРИЗ в Японии, Корейская ассоциация ТРИЗ, Ассоциация ТРИЗ Франции, Немецко-Австрийский «ТРИЗ Кампус» и другие.
Учитывая, повсеместную популярность и использование ТРИЗ в крупных отечественных и международных компаниях, закономерно предположено, что в 70-80% разработка новых программных продуктов в средних и крупных компаниях производится по единому алгоритму - АРИЗу.
В табл. 2 представлены основные этапы классического АРИЗ [11].
Таблица 2
Основные этапы АРИЗ
№ п/п Основные этапы АРИЗ Цель и описание
1 Анализ задачи Переход от расплывчатой изобретательской ситуации к четко построенной и предельно простой схеме (модели) задачи.
2 Анализ модели задачи Учет имеющихся ресурсов, которые можно использовать при решении задачи: ресурсов пространств, времени, веществ и полей.
3 Определение ИКР и ФП В результате применения третьего этапа АРИЗ должен сформироваться образ идеального решения (ИКР). Определяются также и физическое противоречие (ФП), мешающее достижению ИКР
4 Мобилизация и применение ВПР Включает планомерные операции по увеличению ресурсов: рассматриваются производные вещественно-полевых ресурсов (ВПР)
5 Применение информфонда Использование опыта, сконцентрированного в информационном стенде ТРИЗ
6 Применение или замена задачи Сформулировать способ и дать принципиальную схему, осуществляющую этот способ. Если нет ответа, произвести замену задачи в этапе 1.
7 Анализ способа устранения ФП Проверка качества полученного ответа
Продолжение табл. 1
1 2 3
8 Применение полученного ответа Максимальное использование ресурсов найденной идеи
9 Анализ хода решения Тщательно проанализировать ход решения
Каждый этап АРИЗ включает в себя выполнение определенных шагов
(подэтапов). Например, этап 1 «Анализ задачи» включает в себя следующие шаги [11]:
1.1. Условия мини-задачи.
1.2. Конфликтующая пара.
1.3. Графические схемы ТП-1 и ТП-2.
1.4. Что является главным процессом.
1.5. Усилить конфликт.
1.6. Формулировка модели задачи.
1.7. Применение стандартов.
А этап 2 «Анализ модели» задачи включает в себя:
2.1. Определить оперативную зону (ОЗ).
2.2. Определить оперативное время (ОВ).
2.3. Определить вещественно-полевые ресурсы (ВПР) и так далее.
Необходимо отметить, что в области программирования приходиться иметь
дело с нематериальными объектами. Возникает необходимость адаптации классического АРИЗ для применения в области информационных технологий. Например, минимальная модель системы, с которой имеют дело разработчики ПО, состоит не из веществ, а из абстрактных элементов. Поэтому минимальную систему для разработки программных продуктов корректнее называть элеполь - два элемента, связанные полем взаимодействия. Основные изменения, которые были внесены для адаптации АРИЗ для применения в области информационных технологий, описаны в работах [12] и [13].
Таким образом, проведен анализ АРИЗ для разработки программных продуктов. Далее в работе произведена адаптация квалиметрической оценки классического АРИЗ для сферы информационных технологий.
Квалиметрия (от латинского «квали» - какой, какого качества и древнегреческого «метро» - мерить, измерить) - научная дисциплина, изучающая методологию и проблематику количественного оценивания качества объектов любой природы [14].
Главная задача квалиметрии состоит в разработке алгоритмов оценивания качества объектов и способов реализации отдельных операций в процессе этой разработки.
Объектом квалиметрии является любой предмет, процесс, явление - материальный или мыслительный, естественный или искусственный [14].
В настоящей работе объектом квалиметрии является АРИЗ в сфере информационных технологий, то есть процесс (все этапы) разработки ПО.
Первая методика квалиметрической оценки была разработана известным советским механиком и кораблестроителем А.Н. Крыловым в 1907 году. Методика предназначалась для оценки качества военных кораблей, представленных на международном конкурсе. Как отдельную научную дисциплину, квалиметрию впервые выдвинула и признала и группа советских ученых Г.Г. Азгальдов, А.В. Гличев, З.Н. Крапивенский, Ю.П. Кураченко, В.П. Панов, М.В. Федоров, Д.М. Шпекторов в Москве в 1967 году на неофициальном симпозиуме.
Для проведения квалиметрической оценки создают экспертную группу, которая состоит из специалистов разных областей. Например, в экспертная группа по ква-лиметрической оценке сборочно-защитного блока ракеты-носителя космического назначения состоит из проектантов (специалисты головного проектного отдела), инженеров-конструкторов (специалисты головного конструкторского отдела), инженеров-технологов, инженеров (специалистов) по качеству.
В настоящей работе для проведения квалиметрической оценки ПО экспертная группа состоит из экспертов-программистов: системного архитектора, Backend- и Frontend-программистов, QA-инженеров (Quality Assurance engineer). «Quality Assurance» означает «обеспечение качества».
Для реализации квалиметрической оценки строят так называемое «Дерево свойств», которое содержит полный перечень основных и вспомогательных требований, предъявляемые основными потребителями. Для построения «дерева свойств» используют техническую документацию на объект исследования, ГОСТы и другие методические документы, инструкции по эксплуатации.
В настоящей работе вместо «дерева свойств» для квалиметрической оценки построена табл. 3, в которой отображены основные этапы АРИЗ.
Согласно построенному «дереву свойств» определяют показатели качества и проводят непосредственно оценку уровня качества исходя их коэффициентов весомости и оценочной шкалы.
В настоящей работе показателями качества служат содержание выполнения этапов/подэтапов АРИЗ.
Оценка уровня качества проводят по разным математическим моделям исходя их особенностей технического объекта. Наиболее распространённым методом, используемым для квалиметрической оценки, являет экспертный метод. К особенностям технического объекта, обуславливающим преимущественное применение экспертного метода оценки его качества является:
- степень новизны продукции;
- параметрическая и структурная сложность продукции;
- разнообразие выполняемых функций.
Наиболее подробное описание применения разных математических моделей и методов оценки приведено в работах [14] и [15].
В настоящей работе для квалиметрической оценки АРИЗ в сфере информационных технологий использован экспертный метод.
Таким образом, продемонстрирована адаптация квалиметрической оценки классического АРИЗ для сферы информационных технологий. Далее в работе продемонстрирован пример реализации квалиметрической оценки классического АРИЗ в области информационных технологий.
Как было указано выше, объектом квалиметрической является АРИЗ в сфере информационных технологий, то есть процесс разработки ПО. Экспертная группа состоит из экспертов-программистов: системного архитектора, Backend- и Frontend-программистов, и QA-инженеров. В качестве «дерева свойств» построена табл. 3, в которой отображены основные этапы АРИЗ, которые и будут подлежать квалиметриче-ской оценке. Показателями качества АРИЗ служит полнота содержания выполнения этапов/подэтапов АРИЗ. В качестве метода оценивания использован экспертный метод, основанной на 10-бальной шкале оценивания.
Главным инструментом квалиметрической АРИЗ в настоящей работе является таблица, которая содержит содержание этапов/подэтапов АРИЗ, значения коэффициентов весомости и непосредственно столбец оценки качества выполнения этапов. Фрагмент квалиметрической оценки АРИЗ представлен в табл. 3.
На первом этапе оценку качества содержания подэтапов АРИЗ производят по 10-бальной шкале - чем более полно представлено содержание и формулировка автором патента, тем выше балл. Далее, исходя из проставленных баллов экспертами-программистами производится расчет среднеарифметического значения этапа АРИЗ (в табл. 3 среднее арифметическое значение этапа 1 равен 7,85). На третьем этапе найденное среднеарифметического значения этапа АРИЗ умножают на коэффициент весомости. Например, в табл. 3 эксперты этапу 1 присвоили (посчитали) значение оценки качества равную 62,8 баллов (7,85х8). И так по каждому этапу АРИЗ.
Когда будет произведена оценка качества по каждому этапу АРИЗ и будет найдена общая сумма всех баллов по перовому патенту, эксперты приступают к оценке качества второго патента.
На заключительном этапе будет произведен сравнительный анализ (по баллам) этапов АРИЗ двух патентов на ПО. Соответственно, если патент на ПО набирает меньшее количество баллов, то экспертная комиссия признает плагиат на ПО.
Таким образом, продемонстрирован пример реализации квалиметрической оценки классического АРИЗ в области информационных технологий.
Важно отметить, что главным достоинством предлагаемого метода является системный подход, то есть проводится экспертиза каждого этапа разработки ПО, а не только его отдельного элемента (например, исходного кода).
Таблица 3
Пример квалиметрической оценки АРИЗ (фрагмент таблицы)_
Коэффициент весомости № п/п Этапы/подэтапы АРИЗ Оценка качества выполнения этапа, балл
1 Анализ задачи: 62,8
1.1 Условия мини-задачи 10
1.2 Конфликтующая пара 9
8 1.3 Графические схемы ТП-1 и ТП-2 8
1.4 Что является главным процессом 9
1.5 Усилить конфликт 7
1.6 Формулировка модели задачи 7
1.7 Применение стандартов 5
2 Анализ модели задачи 7
2.1 Определить оперативную зону 8
9 2.2 Определить оперативное время 7
2.3 Определить вещественно-полевые ресурсы 6
Предлагаемый метод на основе квалиметрического метода АРИЗ позволит экспертной комиссии сократить сроки и затраты на проведение экспертизы на плагиат ПО. Но необходимо отметить риски предлагаемого метода в настоящей работе.
На основе проведения FMEA-анализа (анализа видов и последствий потенциальных несоответствий) [16-20] разработанного метода выявлены следующие риски:
- используемый АРИЗ в предлагаемой работе носит классический характер, требуется глубокая адаптация АРИЗ для разработки ПО;
- человеческий фактор - результаты проведения квалиметрической оценки АРИЗ во многом зависят от опыта и знаний членов экспертной комиссии.
Основным направлением для дальнейших исследований является глубокая адаптация АРИЗ для разработки ПО и разработка методики выявления плагиата на основе этой глубокой адаптации, то есть реализация пятой и шестой вышеуказанных задач в настоящей работе. Это даст более точные значения квалиметрической оценки АРИЗ в сфере информационных технологий, а значит и повысит качество проведение экспертизы на плагиат ПО.
Список литературы:
1. Sud-Practika: Приговор суда по ч. 3 ст. 146 УК РФ № 01-0027/2016. [Электронный ресурс] URL: https://sud-praktika.ru/precedent/97583.html (дата обращения: 01.06.2022).
2. Sud-Practika: Приговор суда по ч. 3 ст. 146 УК РФ № 01-0148/2016. [Электронный ресурс] URL: https://sud-praktika.ru/precedent/96704.html (дата обращения: 01.026.2022).
3. Sud-Practika: Приговор суда по ч. 3 ст. 146 УК РФ № 01-0742/2016. [Электронный ресурс] URL: https://sud-praktika.ru/precedent/95868.html (дата обращения: 01.06.2022).
4. Коммерсант: ФСБ пресекла продажу ключевого алгоритма "Яндекса". [Электронный ресурс] URL: https://www.kommersant.ru/doc/2884110 (дата обращения: 01.06.2022).
5. Ануфриева Е.В., Морозова А.С. Патентный троллинг: судебная практика // Экономика. Бизнес. банки. 2021. № 03 (53). [Электронный ресурс] URL: http://rimuniver.ru/wpcontent/uploads/2021/06/%D0%90%D0%BD%D1%83%D1%84%D1 %80%D0%B8%D0%B5%D0%B2%D0%B0 %D0%9C%D0%BE%D1%80%D0%BE%D0% B7%D0%BE%D0%B2%D0%B0.pdf (дата обращения: 01.06.2022).
6. Седнев В.А. Патентный троллинг: понятие, механизмы борьбы // Журнал Суда по интеллектуальным правам. 2020. № 4 (30). С. 25-31.
7. Консультант Плюс: ГК РФ Статья 1350. Условия патентоспособности изобретения. [Электронный ресурс] URL: http://www.consultant.ru/document /cons doc LAW 64629/4b30fa7ca4e5733597a1bc9b2b12351cc5c430e6 (дата обращения: 01.06.2022).
8. Консультант Плюс: ГК РФ Статья 1261. Программы для ЭВМ. [Электронный ресурс] URL: http://www.consultant.ru/document/cons doc LAW 64629/ce1359ed5bbd99896d7a496c788 7e7c223a2cbc (дата обращения: 01.06.2022).
9. Морозов П.А. Алгоритм выявления плагиата в исходном коде программ // Информатика: проблемы, методы, технологии. Материалы XXI Международной научно-методической конференции. Воронеж. 2021. С. 1457-1464.
10. Zakon.ru: Судебные хроники. Лаборатория Касперского. [Электронный ресурс] URL: https://zakon.ru/blog/2016/06/16/sudebnye_hroniki_laboratoriya_kasperskogo (дата обращения: 01.06.2022).
11. Альтшуллер Г. Найти идею: Введение в ТРИЗ - теорию решения изобретательских задач / Генрих Альтшуллер. 3-е изд. М.: Альпина Паблишерз, 2010. 402 с.
12. Рубин М.С. Об универсальной системе стандартов на решение изобретательских задач // Научно-практическая конференция «ТРИЗ-Фест 2009»: сборник трудов конференции. СПб., 2009. 302 с.
13. Рубин М.С. Об АРИЗ нового поколения: многоаспектный цикл преодоления противоречий // Научно-практическая конференция «ТРИЗ Фест 2009»: сборник трудов конференции. СПб., 2009. 302 с.
14. Чекмарев А.Н. Квалиметрия и управление качеством. Ч.1 Квалиметрия: учеб. пособие. Самара: Изд-во Самар. гос. аэрокосм. ун-та, 2010. 172 с.
15. Чекмарев А.Н. Квалиметрия и управление качеством. Ч. 2 Управление качеством. учеб. пособие. Самара: Изд-во Самар. гос. аэрокосм. ун-та, 2010. 140 с.
16. Дмитриев А.Я., Митрошкина Т.А. Робастное проектирование и технологическая подготовка производства изделий авиационной техники. Учебное пособие. Самара: СГАУ, 2016. 76 с.
17. Zagidullin R., Zezin N. and Rodionov N. Improving the quality of FDM 3D printing of UAV and aircraft parts and assemblies by parametric software changes // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering 1027 (2021) 012031. DOI: 10.1088/1757-899X/1027/1/012031.
18. Dmitriev A. Ya., Zagidullin R. S. and Mitroshkina T. A. Special aspects of quality assurance in the design, manufactory, testing of aerospace engineering product // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering 714 012006. D0I:10.1088/1757-899X7714/1/012006.
19. Zagidullin R.S., Mitroshkina T.A., Dmitriev A.Ya. Quality function deployment and design risk analysis for the selection and improvement of FDM 3D printer // IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. 666 062123. DOI: 10.1088/1755-1315/666/6/062123.
20. Zagidullin R., Antipov D., Dmitriev A. and Zezin N. Development of a methodology for eliminating failures of an FDM 3D printer using a "failure tree" and fmea analysis // J. Phys.: Conf. Ser. 1925 012085. DOI: 10.1088/1742-6596/1925/1/012085.
Загидуллин Радмир Салимьянович, аспирант, инженер-конструктор 1 категории, Zagidullin_Radmir@,mail.ru, Россия, Самара, Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва, АО «Ракетно-космический центр «Прогресс»,
Дмитриев Александр Яковлевич, кандидат технических наук, доцент, dmitriev57@rambler.ru, Россия, Самара, Самарский национальный исследовательский университет имени академика С. П. Королёва,
Родионов Никита Вадимович, аспирант, инженер-экономист, nikitarodionov.info@,gmail.com, Россия, Самара, Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва, АО «Ракетно-космический центр «Прогресс»
THE MAIN PROVISIONS OF THE QUALMETRIC EVALUATION OF THE ALGORITHM FOR SOLVING INVENTIVE TASKS IN THE FIELD OF INFORMATION TECHNOLOGY
R.S. Zagidullin, A.Ya. Dmitriev, N.V. Rodionov
The paper presents the main provisions of the qualimetric evaluation of the algorithm for solving inventive tasks in the field of information technology. The goals and objectives of the work are described, as well as information about the novelty, relevance and practical significance of the development of a new methodology for detecting plagiarism of program code and software algorithm based on a qualimetric evaluation of the algorithm for solving inventive tasks. The analysis of the application of the algorithm for solving inventive tasks in the field of information technology. An example of a qualimetric evaluation of an algorithm for solving inventive tasks in the field of information technology is demonstrated.
Key words: qualimetric assessment, patent, patent law, software, TIPS, ASIT.
Zagidullin Radmir Salimyanovich, postgraduate, design engineer of the first category, Zagidullin_Radmir@,mail.ru, Russia, Samara, Samara National Research University, Joint Stock Company Space Rocket Centre Progress,
Dmitriev Alexander Yakovlevich, candidate of technical sciences, docent, dmitriev57@rambler.ru, Associate Professor, Russia, Samara, Samara National Research University,
Rodionov Nikita Vadimovich, postgraduate, engineer-economist, nikitarodi-onov.info@,gmail.com, Russia, Samara, Samara National Research University, Joint Stock Company Space Rocket Centre Progress
