Введение к работе
Актуальность темы
В соответствии с задачей повышения эффективности системы разработки специальных многокомпонентных программных комплексов (системы управления специальной связью, производственные системы и т.п.) необходимо решить, что эффективнее для повышения качества на каждом этапе функционирования и цепочки исполнения принятых решений, что позволяет определить не только фокус финансирования и его пути, но и оценить достигаемый уровень повышения качества. В одних случаях он может быть оптимальным, в других, несмотря на многократные ресурсные вложения, только приближаться к нему.
Несмотря на одинаковую функциональность, большое количество сетевых служб может требовать применения разных интерфейсов, и эта проблема становится актуальней с широким применением распределенной вычислительной среды. Один из выходов - использование интерфейсного модуля, который согласовывает работу разных интерфейсов. Объединение этих модулей в цепочки позволяет добиться гибкости при согласовании, применяя меньше модулей, но здесь следует учитывать возникающие потери.
Задача разработки последовательностей интерфейсных модулей при минимизации межинтерфейсных потерь в процессе многофазного проектирования фактически существует с момента появления распределенных, в т.ч. Интранет-систем. Совершенствование аппаратных средств, программного обеспечения, средств телекоммуникаций приводит к постоянному появлению новых сложнейших информационно-вычислительных систем, для которых известные методы исследования зачастую становятся неприменимыми.
Таким образом, актуальность темы диссертационной работы продиктована необходимостью улучшения процессов разработки последовательностей интерфейсных модулей при минимизации межинтерфейсных потерь в процессе многофазного проектирования за счет совершенствования технологий и инструментов их разработки.
Тематика диссертационной работы соответствует научному направлению ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет» «Вычислительные комплексы и проблемно-ориентированные системы управления».
Цель и задачи исследования. Целью работы является создание математического и программного обеспечения разработки последовательностей интерфейсных модулей при минимизации межинтерфейсных потерь в процессе многофазного проектирования.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
провести системный анализ задачи многофазного проектирования программных систем с минимизацией межинтерфейсных потерь;
осуществить моделирование и алгоритмизацию повышения качества проектирования специального математического и программного обеспечения
в многофазных системах разработки;
провести исследование и развитие задачи минимизации потерь при разработке программных систем с последовательным соединением интерфейсов;
разработать математическое и программное обеспечение многофазной системы контроля и управления предпроизводственной стадией проектирования программных компонент управления связью;
создать приложение для реализация механизмов оценки качества многофазного процесса разработки специального программного обеспечения.
Методы исследования. В работе использованы методы системного анализа, теории множеств, математического и имитационного моделирования, реляционной алгебры, теории графов, объектно-ориентированного программирования.
Тематика работы соответствует п. 1 «Модели, методы и алгоритмы проектирования и анализа программ и программных систем ...» и п. 3 «Модели, методы, алгоритмы, языки и программные инструменты для организации взаимодействия программ и программных систем» паспорта специальности 05.13.11 - «Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей».
Научная новизна работы. К результатам работы, отличающимся научной новизной, относятся:
представление системы разработки как конвейерной системы, обеспечивающее возможность раздельного влияния на составляющие процесса разработки, отличаясь учетом приоритетности фаз системы на каждый временной период;
оптимизационная задача оперативного управления качеством многофазной разработки интерфейсов программных систем, основанная на концепции вероятностного управления, отличающаяся многоуровневым характером постановки задачи и обеспечивающая возможность учета эффективности воздействия на качество разработки;
теоретико-множественная модель последовательностей взаимодействующих интерфейсных модулей, отличающаяся применением матриц метода и векторов метода доступности, использующаяся для анализа потерь и разработки алгоритма поиска таких последовательностей;
эвристический алгоритм оценки качества многофазного процесса разработки специального программного обеспечения при дискретных функциях отклика, основанный на методе ветвей и границ и обеспечивающий сокращение числа итераций на каждом этапе работы за счет выбора мероприятия, обладающего наименьшей стоимостью;
структура многофазной информационной системы контроля и управления предпроизводственной стадией проектирования программных компонент управления связью, использующей Интранет-технологию и позволяющей разделить всю работу на неограниченное количество фаз с разграничением задач между должностями или специализациями.
Практическая значимость работы. Практическая значимость результатов диссертации заключается в создании многофазной информационной системы контроля и управления предпроизводственной стадией проектирования программных компонент управления связью, использующей Интранет- технологию и позволяющей разделить работу на неограниченное количество фаз с разграничением задач между должностями или специализациями.
Компоненты математического и программного обеспечения прошли государственную регистрацию в ФГНУ «Центр информационных технологий и систем органов исполнительной власти».
Реализация и внедрение результатов работы. Основные теоретические и практические результаты работы реализованы в виде компонент информационного и программного обеспечения системы контроля и управления предпроизводственной стадией разработки программных компонент управления связью. Эффект от внедрения заключается в осуществлении необходимой функциональности и реализации информационного обеспечения модулей. Внедрение осуществлено в НПФ «Радиокомпоненты» (г.Воронеж), Центре специальной связи и информации ФСО России в Воронежской обл.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на следующих научных конференциях и семинарах: XVI Международной открытой научной конференции «Современные проблемы информатизации в экономике и обеспечении безопасности» (Воронеж, 2011), Всероссийской научно-практической конференции «Новые технологии в научных исследованиях, проектировании, управлении, производстве» (Воронеж, 2010), XV-XVII Международной открытой научной конференции «Современные проблемы информатизации в анализе и синтезе технологических и программно-телекоммуникационных систем» (Воронеж, 2010-2012), XVII Всероссийской научно-методической конференции «Теле- матика'2010» (Санкт-Петербург, 2010), XVII Международной открытой научной конференции «Современные проблемы информатизации в моделировании и социальных технологиях» (Воронеж, 2012), II Международной научно-практической конференции «Объектные системы - 2010» (Ростов-на- Дону, 2010), Всероссийской конференции «Критические технологии вычислительных и информационных систем» (Воронеж, 2011), а также на научных семинарах кафедры автоматизированных и вычислительных систем ФГБОУ ВПО ВГТУ (Воронеж, 2010-2012).
Публикации. По результатам исследований опубликовано 20 научных работ, в том числе 3 - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ. В работах, опубликованных в соавторстве и приведенных в конце автореферата, лично соискателем предложены: в [4, 5, 9, 11] - представление системы разработки как конвейерной системы, ее анализ и оптимизация; [6, 7, 8] - оптимизационная задача оперативного управления качеством многофазной разработки интерфейсов программных систем; в [1, 12, 13, 14, 20] - теоретико- множественная модель последовательностей взаимодействующих интерфейсных модулей; в [15, 19] - эвристический алгоритм оценки качества многофазного процесса разработки специального программного обеспечения и его реализация; в [2, 17, 18] - математическое и программное обеспечение многофазной информационной системы контроля и управления предпроиз- водственной стадией проектирования программных компонент управления связью.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 105 наименований. Основная часть работы изложена на 162 страницах, содержит 45 рисунков, 36 таблиц.
Похожие диссертации на Специальное математическое и программное обеспечение минимизации межинтерфейсных потерь при многофазном проектировании
