• Виноградова Мария Валерьевна
  • 2005
  • 16

Методика создания мультиаспектной информационной системы с алгоритмо-ориентированной структурой данных автореферат диссертации для написания диплома, курсовой работы, тема для доклада и реферата

Методика создания мультиаспектной информационной системы с алгоритмо-ориентированной структурой данных - темы дипломов, курсовиков, рефератов и докладов Ознакомиться с текстом работы
Специальность ВАК РФ: 05.13.11 — Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей
  • Реферун рекомендует следующие темы дипломов:
  • Анализ класса мультиаспектных информационных систем
  • Особенности мультиаспектных информационных систем
  • Оценка стоимости разработки и модернизации
  • Однозначность составления описаний задач
  • Реферун советует написать курсовую работу на тему:
  • Возможность реализации хранилища данных на реляционных
  • Декомпозиция на аспекты и задачи
  • Идентичность описаний задач в аспектном подходе
  • Свойство однозначности построения алгоритмов
  • Реферун советует написать реферат на тему:
  • Формальное описание графа технологии
  • Представление структуры данных
  • Описание задачи спецификацией
  • Теоретические основы построения алгоритмо-ориентированной
  • Реферун предлагает написать доклад на тему:
  • Свойства понятия, реализующего многозначную зависимость
  • Добавление в структуру данных атрибутов вложенных понятий
  • Построение структуры данных
  • Пример построения спецификации
Поделиться с друзьями:

Выдержки из автореферата диссертации Виноградова Мария Валерьевна, 2005, 05.13.11 — Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей

Актуальность диссертационной работы.

В настоящее время существует множество информационных систем организационного управления, используемых в небольших организациях и подразделениях. Несмотря на разнообразие средств реализации и областей применения, эти системы имеют одинаковую архитектуру и множество особенностей, что позволяет выделить их в отдельный класс мультиаспектных информационных систем (МАИС). По мере появления новых функциональных задач и изменений требований к существующим задачам появляется необходимость модернизации и наращивания информационных систем. В данное время модернизация МАИС требует привлечения группы разработчиков: проектировщиков, специалистов по базам данных и программистов. Это приводит к большим трудозатратам на модернизацию и согласование отдельных компонентов системы. Одной из особенностей эксплуатации МАИС является постоянное внесение изменений в ее компоненты. Для повышения эффективности функционирования МАИС необходимо сократить трудозатраты на модернизацию, а также сократить долю участия в ней специалистов-разработчиков.

Создание для МАИС готовых решений с настройками под конкретную область применения и под конкретного пользователя, подобных ЕЯР-системам, является неэффективным из-за отсутствия типового набора прикладных задач и больших различий в бизнес-процессах, существующих в организациях. Следовательно, необходима технология разработки, при которой будут снижены трудозатраты на модернизацию и развитие, и при которой модернизация полностью или частично может быть выполнена конечным пользователем без специальной квалификации. Известные методы и средства снижения затрат на разработку и модернизацию информационных систем являются неэффективными из-за особенностей МАИС. Отсутствие теоретического обоснования не позволяет применять конкретные варианты эффективных с точки зрения трудозатрат реализаций МАИС для всего класса систем. Таким образом, разработка методики создания информационных систем указанного класса, включающей в себя теоретические основы, набор формальных моделей и алгоритмов, является актуальной задачей.

Цель диссертационной работы. Целью работы является создание методики проектирования мультиаспектной информационной системы, реализующей возможность быстрой реорганизации/модернизации системы и наращивания ее функциональных возможностей при сокращении трудозатрат на ее разработку и снижении требований к квалификации разработчиков.

Объект исследования: мультиаспектная информационная система.

Предмет исследования: процесс разработки и модернизации информационной системы.

Рис. НАЦИОНАЛЬНАЯ библиотека

Методы исследований. Результаты диссертационной работы получены на основе использования научных положений системного анализа, теории множеств, теории графов, теории алгоритмов, реляционной алгебры, теории нормализации баз данных, исчисления предикатов, теории формальных языков и процессной теории описания систем.

Научная новизна. В диссертационной работе получены новые научные результаты:

1. Предложен новый подход к построению мультиаспектных информационных систем, основанный на использовании алгоритмо-ориентированных структур данных. Данный подход позволяет сократить затраты на разработку межмодульного интерфейса,

2. Разработаны модели описания задач с помощью графа технологии, схемы данных и спецификации. Исследовано взаимодействие указанных моделей.

3. Разработана формальная модель алгоритмо-ориентированной структуры данных, для которой выполняются свойства единственности пути, включения всех ограничений, а также свойства сохранения функциональных зависимостей, соединения без потерь и соответствия третьей нормальной форме. Доказаны соответствующие леммы.

4. Разработана грамматика для построения спецификации задачи.

Достоверность научных положений диссертационной работы подтверждена корректным применением математического аппарата при построении формальных моделей и методов, доказанными утверждениями и леммами, а также результатами практических экспериментов.

Практическая ценность состоит в разработке:

1) инженерной методики проектирования информационной системы;

2) алгоритмов создания схемы базы данных и построения спецификации;

3) алгоритмического языка составления графа технологии и спецификации задачи;

4) алгоритма интерпретатора спецификаций, реализующего выполнение задач информационной системы.

Разработанная методика и инструментальные средства позволяют сократить трудозатраты на создание и модернизацию информационной системы, снижают требования к квалификации разработчиков, дают возможность проводить наращивание и модернизацию системы силами пользователей.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Подход к проектированию, основанный на использовании алгоритмо-ориентированных структур данных.

2. Алгоритм построения структуры данных, обладающей свойствами единственности пути, включения всех ограничений, сохранения функциональных зависимостей, соединения без потерь и соответствия третьей нормальной форме.

3. Алгоритмы интерпретатора, построения графа технологии и спецификации.

4. Алгоритмический язык составления графа технологии и спецификации задачи.

5. Методика проектирования и модификации мультиаспектной информационной системы.

Апробация работы. Содержание отдельных разделов и диссертации в целом было доложено:

- на научных семинарах кафедры систем обработки информации и управления МГТУ им. Н.Э.Баумана;

- на одиннадцатой международной научной конференции по проблемам книговедения Книга и мировая цивилизация (Москва,20-21 апр.2004 г.).

Публикации. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 8 печатных работах.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов и заключения, изложенных на 155 страницах, содержит список литературы из 122 наименований. Работа содержит 27 рисунков и одну таблицу.

В заключении сформулированы основные выводы по работе.

1. Предложен новый подход к построению мультиаспектных информационных систем, основанный на использовании алгоритмо-ориентированной структуры данных. Полученные результаты позволяют сделать заключение, что поставленные задачи решены и цель диссертационного исследования достигнута.

2. На основе анализа особенностей класса МАИС и требований к их разработке и модернизации выявлена неэффективность применения существующих методов для проектирования МАИС. Сформулированы требования к аспектному подходу, позволяющему сократить трудозатраты на разработку и модификацию МАИС.

3. Разработаны основные теоретические положения аспектного подхода. Сформулирован принцип декомпозиции на аспекты и задачи. На основании исследования процесса проектирования информационной системы разработаны принципы однозначного построения описаний задач. Доказаны леммы о свойствах однозначности построения структуры данных и однозначности построения алгоритмов. Выполнение свойств однозначное ш

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИОННОИ РАБОТЫ

позволяет формализовать и автоматизировать процесс проектирования МАИС, а также избежать разработки межмодульного интерфейса при независимой разработке компонентов.

4. Разработаны формальные модели описания структуры данных и графа технологии алгоритма задачи, предложено их схематическое представление. Сформулированы свойства включения всех ограничений и единственности пути для структуры данных и алгоритма задачи, необходимые для выполнения свойств однозначности проектирования. На основании исследования взаимодействия моделей структуры данных и графа технологии разработана алгоритмо-ориентированная структура данных, позволяющая разделить алгоритм выполнения задачи и описание структуры данных для их независимой разработки и модификации.

5. Разработаны теоретические положения для построения алгоритмо-ориентированной структуры данных. Доказана лемма о выполнении свойств включения всех ограничений и единственности пути для построенной структуры данных. Разработан набор типовых схем отношений для преобразования алгоритмо-ориентированной структуры данных в реляционную базу данных. Доказана лемма о выполнении для построенной базы данных свойств сохранения функциональных зависимостей, соединения без потерь и соответствия третьей нормальной форме, что гарантирует целостность данных при функционировании МАИС.

6. Разработана аспектная грамматика и доказано, что с ее помощью можно описать алгоритм, заданный графом технологии задачи. На основе аспектной грамматики разработан язык описания графа технологии, спецификации задачи и правил для определения вычисляемых реквизитов понятий.

7. Разработана методика проектирования мультиаспектной информационной системы. Определены ее этапы, их исполнители и алгоритмы выполнения. Разработан алгоритм построения базы данных МАИС на основе множества понятий, множества реквизитов и множества зависимостей между понятиями. Разработаны алгоритмы построения графа технологии для типовых задач МАИС. Разработан алгоритм построения спецификаций задачи на основе графа технологии и описания структуры данных. Разработан алгоритм интерпретатора для выполнения спецификаций задач при работе информационной системы.

8. Для оценки эффективности предложенной методики выполнен сравнительный анализ трудозатрат на разработку и модификацию МАИС, построенной с применением указанной методики, и информационной системы, построенной с использованием традиционных технологий. Использование новой методики позволило сократить трудозатраты на модернизацию на 75% и снизить требования к квалификации разработчиков ( 87,5% задач модернизации было выполнено конечным пользователем без привлечения разработчиков).

9. Результаты диссертационной работы использованы на кафедре автоматизированных систем и вычислительной техники Московского Государственного Университета Пищевых Производств при разработке автоматизированной системы комбината хлебопродуктов (АИС КХП) и в ОАО Научно-исследовательском институте систем автоматизации при разработке автоматизированных систем управления специального назначения (АСУ СН). Успешное внедрение подтвердило достоверность полученных теоретических положений.

СПИСОК РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Виноградов В.И., Виноградова М.В. Система управления учебным процессом // Проблемы построения и эксплуатации систем обработки информации и управления / Под ред. В.М. Черненького (М.). - 2000. -Вып. 2. - С. 57-65.

2. Виноградова М.В. Использование интернет-технологий для автоматизации учебного процесса в очных вузах // Интеллектуальные технологии и системы: Сборник статей аспирантов и студентов. Сост. и ред. Ю.Н. Филиппович (М.). - 2001. - Вып. 3,- С. 159-181.

3. Виноградова М.В. Вопросы проектирования кафедральных информационных систем // Проблемы построения и эксплуатации систем обработки информации и управления / Под ред. В.М. Черненького (М.). - 2002. - Вып. 4.- С. 34-40.

4. Виноградова МВ Аспектный подход к построению информационных систем для подразделений вуза // Научный вестник МГТУ ГА. Серия Информатика. Прикладная математика (М.). - 2004. -№ 77(4). - С. 64-68.

5. Виноградова М.В. Модели описания задач в аспектном подходе построения информационных систем на примере ИС кафедры вуза //Интеллектуальные технологии и системы: Сборник статей аспирантов и студентов. Сост. и ред. Ю.Н. Филиппович (М.). - 2004. - Вып. 6. - С. 7691.

6. Виноградова М.В. Аспектный подход для построения систем управления электронными публикациями // Книга и мировая цивилизация: Материалы одиннадцатой международной научной конференции по проблемам книговедения; в 4 т. - М., 2004. - Том 1. - С. 352-355.

7. Виноградова М.В. Методика проектирования информационных систем с возможностью наращивания и быстрой модернизации на примере ИС кафедры вуза // Вестник информационных технологий в образовании. Сборник учебно-методических и научных работ (М.). - 2005 - Вып. 1. -С. 100-118.

8. Виноградова М.В. Структура данных аспектного подхода // Научный вестник МГТУ ГА. Серия Информатика. Прикладная математика (М.). -2005. - № 92(10).- С. 87-94.

Поделиться с друзьями: