CC BY
11химии радикальных реакций // Научный сервис в сети Интернет: труды XVIII Всероссийской научной конференции (19-24 сентября 2016 г., г. Новороссийск). -М.: ИПМим. М. В. Келдыша, 2016. -С.298-302.
15. Belous E.S. Interactive Documents: Language Features and Document Sta-tus. Vestnik Volgogradskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya 2. Yazykoznanie [Science Journal of Volgograd State University. Linguistics], 2021, vol. 20, no. 1, pp. 168-180. (in Russian). DOI: https://doi.org/10.15688/jvolsu2.2021.1.1
16. Белоус Е. С. Интерактивные документы: языковые особенности и документный статус// Вестник Волгоградского государственного университета. Серия 2, Языкознание. - 2021. - Т. 20, № 1. - С. 168-180. - DOI: https://doi.org/10.15688/jvolsu2.2021.1.14.
17. Рубашкин В.Ш. Представление и анализ смысла в интеллектуальных и информационных системах. - М.: Издательство Наука, 1989. - С.143-150.
18. Maurin Florent. Narrative structures in interactive documentaries. - URL: https://prezi.com/ilzwxzjz2t5p/narrative-structures-in-interactive-documentaries/ (датаоб-ращения: 28.02.2018).
19. Теория систем и системный анализ : учебник для академического бакалавриата / В. Н. Волкова, А. А. Денисов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Издательство Юрайт, 2014.- 616 с.
20. Месарович М.,Такахара И. Общая теория систем: математические основы. -М.: Мир, 1978. - 311 с.
УДК 519.8:004.65 doi:10.18720/SPBPU/2/id21 -362
Моргунов Евгений Павлович1,
доцент кафедры информатики и вычислительной техники,
канд. техн. наук, доцент;
Моргунова Ольга Николаевна1, доцент кафедры информатики и вычислительной техники,
канд. техн. наук, доцент
ТЕХНОЛОГИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МЕТОДА «АНАЛИЗ СРЕДЫ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ» В ВИДЕ РАСШИРЕНИЯ СУБД POSTGRESQL
1 2
' Россия, Красноярск ФГБОУ ВО «Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева»,
1 2
[email protected], [email protected]
Аннотация. Представлена технология использования метода «Анализ Среды Функционирования» (Data Envelopment Analysis), предназначенного для оценки эффективности систем, непосредственно в среде системы управления базами данных PostgreSQL в режиме командной строки. Описаны операции, выполняемые на каждом шаге технологического процесса.
Ключевые слова: эффективность систем, Анализ Среды Функционирования, АСФ, база данных, репозиторий, PostgreSQL.
Evgeny P. Morgunov1, Associate professor at Computer science department, Candidate of technical sciences, Associate professor;
Olga N. Morgunova2, Associate professor at Computer science department, Candidate of technical sciences, Associate professor
TECHNOLOGY OF USING DATA ENVELOPMENT ANALYSIS
METHOD AS EXTENSION OF POSTGRESQL DATABASE MANAGEMENT SYSTEM
1 2
' Reshetnev Siberian State University of Science and Technology,
Krasnoyarsk, Russia,
1 2 [email protected], [email protected]
Abstract. The technology of using Data Envelopment Analysis method, intended for assessing the efficiency of systems, directly in the environment of the PostgreSQL database management system in the command line mode is presented. The operations performed at each step of the technological process are described.
Keywords: efficiency of systems, Data Envelopment Analysis, DEA, database, repository, PostgreSQL.
Введение
Эффективность системы является ее важнейшей характеристикой. Для получения оценки эффективности используются различные методы, в том числе и метод Data Envelopment Analysis (DEA) [6]. Данный метод был предложен в 1978 г. американскими учеными A. Charnes, W.W. Cooper, E. Rhodes [5], а в России он известен под названием «Анализ Среды Функционирования» (АСФ) [1].
В настоящее время существует различное программное обеспечение, реализующее метод АСФ (DEA) [2]. Авторами статьи было предложено реализовать данный метод в виде расширения системы управления базами данных (СУБД) PostgreSQL [3, 7] и при этом использовать концепцию репозитория данных [4]. Его применение позволит более удобно организовать работу с данными, применяемыми для исследования эффективности объектов.
Разрабатываемое расширение можно использовать не только в качестве основы для создания систем поддержки принятия решений, предназначенных для оценки эффективности систем, но и непосредственно в среде СУБД PostgreSQL. Этот способ и будет рассмотрен в статье.
1. Метод исследования
Метод АСФ (DEA) основан на построении так называемой границы эффективности в многомерном пространстве входных и выходных переменных, описывающих объекты, эффективность которых требуется определить. Граница эффективности представляет собой гиперповерхность, огибающую (охватывающую) точки, соответствующие оцениваемым объектам. Степень эффективности конкретного объекта зависит от расстояния между ним и границей эффективности: чем дальше объект находится от границы, тем его эффективность ниже. Объекты, находящиеся на границе эффективности, считаются эффективными.
Граница эффективности является кусочно-линейной. Она формируется путем многократного решения задачи линейного программирования [6].
Метод требует разделения показателей на входные и выходные. Входные показатели — это ресурсы, использованные для производства результатов, описываемых выходными показателями. Показатели выбираются с учетом специфики предметной области и заданной цели исследования.
2. Предлагаемая технология использования разрабатываемого расширения непосредственно в среде СУБД PostgreSQL
Для решения задачи оценки эффективности группы объектов необходимо выполнить ряд шагов.
Шаг 1. Ввод данных в репозиторий.
В репозиторий помещаются не только данные, но и описания объектов и переменных. Если исходный массив данных организован таким образом, что он позволяет выгрузить из него требуемые данные в регулярной форме, тогда можно эти выгруженные данные обработать с помощью скрипта, написанного на языке Perl (или другом языке скриптов), и подготовить их для массового ввода, который осуществляется с помощью SQL-команды COPY.
Если объем данных невелик, то ввести их в репозиторий можно с помощью SQL-команды INSERT.
Для удобства манипулирования объектами и переменными целесообразно создать группы объектов и группы переменных, для чего предусмотрены специальные таблицы в базе данных. Это позволит впоследствии облегчить выборку данных из репозитория в рабочие таблицы, отвечающие за реализацию метода АСФ (DEA).
Шаг 2. Подготовка данных для конкретного исследования.
Для поддержки каждого метода в базе данных должны быть созданы свои таблицы. В настоящее время речь идет только о реализации метода АСФ (DEA). Для его поддержки созданы такие таблицы: «Параметры моделей метода АСФ (DEA)», «Объекты АСФ (DEA)», «Переменные
АСФ (DEA)», «Данные АСФ (DEA)». Именно на этом шаге переменные получают признак — входная или выходная, т. е. описывает ли конкретная переменная исходный ресурс или полученный результат. Здесь же выбирается конкретная модель метода АСФ (DEA) и ее параметры. Это выполняется с помощью ввода строки в таблицу «Параметры моделей метода АСФ (DEA)».
Сначала нужно структурировать этапы исследования. Имеется в виду тот факт, что более крупные этапы могут подразделяться на составные части. Например, исследование эффективности университета может предполагать исследования эффективности факультетов, а эффективность последних, в свою очередь, зависит от эффективности кафедр. Такая структуризация выполняется путем создания в таблице «Исследования» группы строк, связанных иерархически, т. е. с помощью внешнего ключа, ссылающегося на эту же таблицу. База данных спроектирована, исходя из принципа: на каждом этапе исследования применяется только один конкретный метод (или модель) с конкретными значениями параметров. Если требуется провести исследование какого-то объекта различными методами (или с помощью различных моделей), тогда нужно создать этап-контейнер, который служит для группировки рабочих этапов, т. е. таких, с которыми связаны непосредственные вычисления эффективности какой-либо группы объектов. Если потребуется исследовать эффективность группы объектов, выбирая, скажем, различные множества переменных, описывающих эти объекты, тогда нужно для каждого набора переменных создать отдельный рабочий этап, т. е. строку в таблице «Исследования» и набор строк в таблице «Переменные АСФ (DEA)».
Затем с помощью сервисных функций, входящих в состав разрабатываемого расширения СУБД, нужно перенести данные в рабочие таблицы метода АСФ (DEA) из репозитория. В этой работе помогает группирование объектов и переменных, поскольку можно копировать данные в рабочие таблицы метода АСФ (DEA) не «атомарным» образом, т. е. вызывая сервисную функцию для каждого объекта отдельно, а работая на уровне множества объектов. При выполнении этих операций вручную путем выполнения SQL-команд это дает ощутимый выигрыш во времени и упрощение рутинных операций.
В репозитории данные находятся в «сыром» виде, т. е. именно в том, в котором они хранились в исходном наборе данных (dataset). Однако «сырые» данные могут иметь дефекты, например, в них могут присутствовать выбросы. Поэтому уже в рабочих таблицах метода АСФ (DEA)
возможна предварительная обработка данных, при этом в репозитории по-прежнему сохраняются исходные значения.
Шаг 3. Выполнение вычислений и сохранение результатов в базе данных.
Для получения результата оценки эффективности исследуемых объектов используется функция DEA() с параметром, представляющим собой идентификатор исследования (задачи). Она вызывается в обычном SQL-запросе. Например:
SELECT dea( 15 );
Результаты вычислений помещаются в таблицы «Эффективность объектов», «Эталонные объекты» и «Целевые показатели». Таким образом, все результаты сохраняются в «атомарном» виде, поэтому на их основе всегда можно сформировать необходимые отчеты, группируя и представляя результаты в требуемом виде и разрезе.
Шаг 4. Анализ полученных результатов.
Использование базы данных облегчает реализацию идеи многовариантных расчетов. Эта идея предполагает выполнение оценки эффективности одной и той же группы объектов с использованием различных наборов переменных и последующую оценку устойчивости полученных результатов, например, с помощью вычисления корреляции показателей эффективности объектов, вычисленных для этих наборов переменных. Поскольку каждое исследование сохраняется в одном и том же наборе таблиц базы данных, но имеет уникальный идентификатор, то можно сопоставить результаты не только двух исследований, но и большего их числа. Для этого также нужно вызвать специальную функцию в обычном SQL-запросе, задав в качестве параметров идентификаторы исследований (задач). Например:
SELECT compare_results ( 15, 18 );
Заключение
Таким образом, разрабатываемое расширение СУБД PostgreSQL может использоваться не только в качестве основы для создания систем поддержки принятия решений, предназначенных для исследования эффективности систем. Оно пригодно и для самостоятельного применения в режиме командной строки. Конечно, для этого от пользователя потребуется не только владение методом АСФ (DEA), но и хотя бы базовые знания языка SQL. Однако достоинством описанной технологии будет простота организации доступа к инструментарию: достаточно лишь установить данное расширение PostgreSQL с помощью стандартных средств этой СУБД.
Список литературы
1. Кривоножко В.Е., Лычев А.В. Анализ деятельности сложных социально-экономических систем [Текст]. - М.: Изд. отдел ф-та ВМиК МГУ; МАКС Пресс, 2010. - 208 с.
2. Моргунов Е.П., Моргунова О.Н. Обзор программного обеспечения, реализующего метод Data Envelopment Analysis [Электронный ресурс] // XXII Междунар. науч.-практ. конф. «Решетневские чтения», 12-16 ноября 2018 г. : материалы : в 2 ч. / СибГУ им. М.Ф. Решетнева. - Красноярск, 2018. - Ч. 2. - С. 359-360. - URL: https://reshetnev.sibsau.ru/page/materialy-konferentsii (дата обращения: 04.06.2020).
3. Моргунов Е.П., Моргунова О.Н., Постойко А.Ю. Интеграция метода «Анализ Среды Функционирования» в СУБД PostgreSQL [Текст] // XXIII Междунар. науч.-практ. конф. «Системный анализ в проектировании и управлении», 10-11 июня 2019 г. : труды : в 3 ч. / Санкт-Петербургский политехн. ун-т Петра Великого. - СПб.: Изд-во Политех-Пресс, 2019. - Ч. 3. - С. 178-184. - URL: https://elib.spbstu.ru/dl/2/k19-141.pdf/view (дата обращения: 06.09.2021).
4. Моргунов Е.П., Моргунова О.Н. , Постойко А.Ю. Реализация метода «Анализ Среды Функционирования» в виде расширения СУБД PostgreSQL [Текст] // XXIV Междунар. науч.-практ. конф. «Системный анализ в проектировании и управлении», 13-14 октября 2020 г. : труды : в 3 ч. / Санкт-Петербургский политехн. ун-т Петра Великого. - СПб. : Изд-во Политех-Пресс, 2020. - Ч. 3. - С. 146-152. - URL: https://elib.spbstu.ru/dl/2/id20-207.pdf/view: 06.09.2021).
5. Charnes A., Cooper W.W., Rhodes E. Measuring the efficiency of decision making units [Text] // European Journal of Operational Research. - 1978. - Vol. 2. - P. 429-444.
6. Cooper W.W., Seiford L.M., Tone K. Data Envelopment Analysis [Text]: A comprehensive text with models, applications, references, and DEA-Solver software. - 2nd ed. - New York: Springer, 2007. - xxxviii, 490 p.
7. PostgreSQL [Электронный ресурс] : официальный сайт / The PostgreSQL Global Development Group. - Электрон. дан. - Б. м., [1996-]. - URL: http://www.postgresql.org (дата обращения: 04.06.2020). - Загл. с экрана.
УДК 681.516.7
doi :10.18720/SPBPU/2/id21 -363
Катермина Татьяна Сергеевна1,
доцент, канд. техн. наук; Слива Максим Владимирович1,
доцент, канд. пед. наук
КОНТРОЛЬ И КОРРЕКЦИЯ РОБОТОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ СРЕДСТВАМИ АВТОМАТИЧЕСКОГО И ДИСТАНЦИОННОГО
УПРАВЛЕНИЯ
1, 2
' Россия, г. Нижневартовск, ФБГОУ ВО «Нижневартовский государственный университет»,
1 2 [email protected], [email protected]
Аннотация. Статья посвящена проблемам контроля и коррекции робототехнических систем в реальном времени. Рассматриваются возможности автоматического контроля и коррекции за счет добавления избыточности в исходные
