Введение к работе
Актуальность темы ---.. —
Производство современных программных продуктов немыслимо без автоматизации труда проектировщиков, без использования инструментов, обеспечивающих условия для взаимодействия заказчика и разработчика. Этой цели служат CASE-средств'а (Computer-Aided Software Engineering). Существует несколько классов приложений, для которых применяются CASE-системы. К их числу относятся пакеты прикладных программ (ППП), основной отличительной чертой которых является наличие модели. предметной области. (ПРО). Развитые ППП позволяют специалистам ПРО, но не специалистам в программировании, эффективно использовать ЭВМ, оставаясь в рамках привычных им знаний и действий, за счет переключения их внимания с программирования на языках высокого уровня на планирование во времени и описание процессов решения прикладных задач.
В настоящее время основные усилия разработчиков сложных программных систем (ПС) направлены на покрытие этапов жизненного цикла, связанных' с анализом и проектированием, полнота и корректность которых влияют на успех разработки в целом. Таким образом, успех проекта ПС, в частности ППП, определяется качеством результатов эскизного проектирования, поскольку на їх основе осуществляется техническое и рабочее проектирование. Однако существующие технологии разработки ПО не затрагивают стадии эскизного проекта, а исследования, посвященные методологии и принципам разработки ПО, не раскрывают содержания процесса эскизного проектирования.
. Применительно к ППП это означает необходимость приоритетного решения проблемы эскизного проектирования ПС данного вида. Можно выделить достаточно широкий класс проблемно-ориентированных пакетов сложной структуры, для которого возможна постановка задачи систематизации процесса и разработки методов эскизного проектирования ППП. -
Развитые ППП выделенного класса осуществляют взаимодействие с конечными пользователями в соответствии с некоторым алгоритмам - сценарием, содержащим информацию о структуре, целях и форме ведения диалога. От того, насколько точно сценарий диалога (СД) отражает технологию решения некоторой конкретной задач ПРО и эргономические требования пользователя, зависит будет ли ППП удовлетворять требованиям эффективности функционирования и удобства для пользователя при взаимодействии с пакетом. Удовлетворение этим требованиям
ППП в ходе решения дадач ПРО составляет цель управления вычислительным процессом в пакете и взаимодействием пользователя с ППП. Таким образом, при разработке ГІПП должны быть правильно спроектированы системные средства управления вычислительным процессом и средства общения пользователя и ПС.
На основе проведенного анализа литературы выявлены специфические : требования, предъявляемые к средствам автоматизированного проектирования СД:
1)создаваемая диалоговая система (ДС) должна использовать: различные типы ведения диалога; различные устройства ввода;
2)необходимо отделить в создаваемых диалоговых системах диалоговую часть от расчётных компонентов программного пакета; .
3)СД должен быть легко модифицируемым при внесении изменений в ПРО;. ~
4)должен использоваться принцип непосредственного воздействия на диалоговые компоненты;
5)процесс производства средств общения должен быть интерактивным;
6)должны обеспечиваться хорошие эргономические свойства ДС.
Из всех рассмотренных подходов, направленных на автоматизированное
создание средств общения пользователя и ПС, ни один не удовлетворяет в полной
мере сформулированным требованиям к инструментальным системам генерации СД.
- Поэтому актуальной является задача создания генератора сценариев диалога
(ГСД), как части системного наполнения ППП, предназначенного для
автоматизированной генерации СД, в соответствии с которым будет осуществляться
общение пользователя и ППП, и удовлетворяющего всем перечисленным '
требованиям. При разработке ГСД в первую очередь должны быть рассмотрены
стадии анализа и проектирования.
Цель диссертационной работы заключается в исследовании, разработке и обосновании методов эскизного проектирования ППП сложной структуры, направленных на решение проектной задачи синтеза ГСД, и его практической апробации, при проектировании и реализации конкретного ППП. .
Основными задачами, решаемыми в работе, являются:
-исследование и систематизация процесса эскизного проектирования ППП; .
обоснование и постановка задачи синтеза ГСД в ППП и разработка методов для решения данной проектной задачи;
разработка и обоснование практической методики проектирования ГСД и ее использование при проектировании ГСД для конкретного ППП (на примере ППП для моделирования и исследования сложных физических объектов (СФО)): .
- реализация ГСД для указанной ПРО.
Методы" исследования основаны на использовании положений теории
множеств, теории графов, теории автоматов, теорий формальных языков,
методопогйй'системногоподходаг ^'---------- --- — .__ .
Научная новизна
- выявлены и обоснованы задачи эскизного проектирования ППП сложной
структуры, функционирующих в диалоговом режиме, и построена логическая схема
ихрешения; . г--. ."'' ..--'-.. . -.
сформулирована постановка задачи синтеза ГСД, установлена и исследована связь решения данной задачи с обеспечением з разрабатываемом пакете требуемых для пользователя характеристик качества; .'___.'
предложен подход к построению автоматной модели ГСД, функционирующего по двухпроходной схеме;
" - разработан метод построения автоматной модели ГСД посредством его представления детерминированным процессом;
- показана возможность построения рационального варианта ГСД на основе
использования соответствующего математического аппарата.
Практическая значимость работы заключается в следующем:
-создана методика проектирования генератора сценариев диалога,
обеспечивающая обоснованность проектных решений при выборе и организации
взаимодействия компонентов ГСД;
- методика апробирована на практике при проектировании и реализации ППП
для моделирования и исследования СФО.
Степень обоснованности и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций, сформулированных в диссертации, подтверждена исследованием применимости предлагаемого метода проектирования модели ГСД для ряда практических примеров автоматизированной генерации сценариев диалога, а также практической реализации предложенного метода.
Реализация результатов исследования. Теоретические и практические положения диссертационной работы и созданный на их основе "Генератор сценариев диалога" внедрены в Научно-исследовательском институте системных исследований РАН и в Научно-производственном предприятии "БИТ про", где ГСД использовался для решении практических задач по проектированию моделей взаимодействия конечного пользователя и программной системы.
Положения, выносимые Hf защиту:
- методика проектирования генератора сценариев диалога; :
-реализация ГСД для ППП, ориентированного на моделирование и
исследование сложных физических объектов. Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на:
- Международной научно-технической конференции "Информационные
технологии в моделировании и управлении" (г.Санкт-Петербург. СПбГТУ, 1996г.); .
-1! Международной научно-технической конференции "Новыз информационные технологии и системы" (г.Пенза, ПГТУ, 1996г.);
- Международной конференции "Информационные продукты, процессы и
технологии" - "НТИ-96"Лг- Москва, ВИНИТИ, 1996г.);
IV Международной конференции - выставке "Информационные технологии в образовании*(г.Москва, Ассоциация учителей и преподавателей информатики,1997г);
Межвузовской научно-технической конференции студентов и аспирантов "Микроэлектроника и информатика - 97 " (г. Москва: МИЭТ, 1997г.); ."."'.
конференции студентов и аспирантов "Ломоносов- 97" (г.Москва, МГУ, 1997г.);
- Xil International Conference for Physics Students (Vienna University of
Technology, 1997 г.);
-. Ill Международной конференции "Информационные ресурсы. Интеграция. Технология"-"НТИ-97". (г.Москва, ВИНИТИ, 1S97r);
- Московской Международной телекоммуникационной конференции студентов
и молодых ученых "Молодежь и наука - 97" (г.Москва, МИФИ, 1998г.).
Научные публикации
Полученные в диссертации результаты изложены в 16 печатных работах.
Объем и структура работы. Диссертационная работа содержит введение,
четыре главы, заключение, список литературы! приложения. Объем диссертации:
всего - 170 стр., из них основного текста - 157 стр., список литературы из 162
наименований, 17 рисунков, 32 таблицы, приложения.
