Мультіагентні технології інтеграції гетерогенних інформаційних систем і розподілених баз даних

Мова опису даних (DDL AS)

Мова опису агентних структур даних застосовується при створенні програмних агентів.

Основними операторами мови для визначення агентних структур є:

Створення програмного агента:

CREATE AGENT [name | AUTHOR creator-identier]

CREATE SLOT slot-name {{OBG}, {CON}, {ACT}, {STA}, {PROC}}

Набір типових атрибутів [OBG], [CON], [ACT], [STA], [PROC] визначає функціональне призначення слота-відношення. Формат типових атрибутів:

OBG [character], <визначає шлях до місця знаходження об'єкта>;

CON [character], <містить умову виконання операції, зазначеної у фразі ACT, над

об'єктом, шлях до якого міститься в OBG>;

ACT [character], <визначає тип операції над об'єктом OBG>;

STA [character, 1 | 0 | IS NULL], <містить ознаку завершення операції над об'єктом OBG.

Мова маніпулювання даними (DML AS)

До операторів маніпулювання даними відносяться наступні оператори:

SELECT вибірка даних зі слотів-відношень;

INSERT вставка слотів-відношень у структуру програмного агента;

UPDATE зміна вмісту слотів-відношень;

DELETE видалення слотів-відношень зі структури програмного агента.

Мова маніпулювання даними на слотах-проекціях програмних агентів (DML SP)

До операторів маніпулювання даними відносяться наступні оператори:

SELECT - вибірка даних зі слотів-проекцій;

INSERT - вставка слотів-проекцій у структуру слотів-кортежів;

UPDATE - зміна вмісту слотів-проекцій;

DELETE - видалення слотів-проекцій зі структури програмного агента.

Призначення оператора SELECT складається у вибірці і відображенні даних слотів-проекцій одного чи декількох слотів-кортежів. Загальний формат оператора SELECT має наступний вид:

SELECT [DISTINCT | ALL] {* | OBG | CON | ACT | STA | PROC}

FROM slot-name ; [WHERE condition]; [GROUP BY column_list]; [ORDER BY column_list]

Обробка елементів оператора SELECT виконується в наступній послідовності:

FROM визначаються імена одного чи декількох слотів-кортежів;

WHERE виконується фільтрація слотів-проекцій відповідно до заданої умови <condition>;

GROUP BY утворюються групи кортежів, що мають те саме значення в стовпці чи стовпцях <column_list>;

ORDER BY визначається упорядкованість результатів виконання оператора <column_list>.

Мова управління завданнями програмного агента DCL AS

Основною структурною одиницею програмних агентів є слот-кортеж з типовим набором атрибутів [OBG], [CON], [ACT], [STA], [PROC], що визначають його функціональне призначення. Специфікація типів атрибутів слота-кортежа програмного агента:

OBG [character], [format], <визначає шлях до перебування об'єкта>;

[format]=[диск:][шлях\] [ім'я файлу], [ім'я каталогу], [ім'я диска], [ім'я ПК]

CON [character], [format], <містить умову виконання операції, зазначеної у фразі ACT над

об'єктом, шлях до якого міститься в OBG>; [format]= IF <параметр, значення> [умова].

Функції обробки файлів:

SIZE ([диск:][шлях\] [ім'я файлу]) виділяє розмір файлу в кілобайтах;

AUTR ([диск:][шлях\] [ім'я файлу]) виділяє ім'я власника файлу;

DNEW([диск:][шлях\] [ім'я файлу]) дата останнього відновлення;

TNEW ([диск:][шлях\] [ім'я файлу]) час роботи з файлом при останньому відновленні у

форматі [чч.мм.сс];

GO PROС передача управління в зв'язаний атрибут [PROС]. Умови виконання операції

визначаються в результаті виконання процедури <proс_ [ім'я процедури]…...endproс>

Четвертий підрозділ присвячений питанням розробки інструментальних CASE-засобів проектування, розробки і супроводу систем управління мультіагентним простором інформаційних систем. Розроблені інструментальні CASE-засоби дозволяють вирішувати різноманітні класи задач інформаційної підтримки, інтеграції і управління ресурсами гетерогенних інформаційних систем.

У шостому розділі наведено приклади розробки і впровадження прикладних мультіагентних систем управління інформаційними ресурсами. На основі технології програмних агентів спроектована, розроблена і впроваджена в експлуатацію розподілена регіональна інформаційно-аналітична система “Вибори” за замовленням Харківської обласної територіальної виборчої комісії з виборів депутатів в Обласну раду. Ефективність функціонування системи підтвердила її експлуатація в обласній територіальній виборчій комісії з виборів депутатів Харківської обласної ради в 2002 році.

Корпоративна “Інформаційно-аналітична система Державтоінспекція “ІАС ДАІ” розроблена і впроваджена на замовлення Дзержинського районного відділення Державтоінспекції м. Харкова для оперативного пошуку водіїв правопорушників дорожнього руху, а також перевірки автотранспортних засобів, що знаходяться у розшуку по чотирьох базах даних України, Російської Федерації, країнам СНД і базі даних INTERPOL. Система “ІАС ДАІ” знаходиться в експлуатації з 2001 року, і показала свою ефективність при рішенні пошукових задач.

Розподілена “Підсистема диспетчерської служби управління агропромисловим комплексом (АПК) Полтавської області” призначена для автоматизації процесів роботи з інформаційними ресурсами в масштабах області. Розроблена в 2004 році система являє собою корпоративну систему управління електронним документообігом, що поєднує розрізнені структури збереження даних і процеси документообігу в єдину інформаційну систему.

У додатку наведено акти впровадження результатів дисертаційної роботи.

ВИСНОВКИ

На основі виконаних теоретичних і експериментальних досліджень сформульована і вирішена важлива для теорії і практики наукова проблема, створено і розвинуто новий науковий напрямок - мультіагентні системи управління інформаційними ресурсами розподілених систем і баз даних. У рамках даного напрямку отримані наступні наукові результати, що мають істотні переваги перед існуючими рішеннями:

1. Проведено аналіз існуючих підходів до вирішення проблеми інтеграції гетерогенних інформаційних ресурсів розподілених інформаційних систем і баз даних, теоретично обґрунтовані і розроблені методи і засоби із застосуванням технології програмних агентів. Запропонований підхід дозволяє істотно розширити функціональні можливості регіональних інформаційних систем за рахунок автономної взаємодії із різнорідними структурами даних.

2. Вперше обґрунтовано і отримано новий метод інтеграції інформаційних ресурсів гетерогенних систем і розподілених баз даних, що застосовує сценарії виконання послідовності задач користувача. Розроблена та обґрунтована загальна модель автономного сценарію користувача, яка передбачає аналіз виконаних дій та вибір ефективного шляху рішення наступної задачі з урахування особливостей інформаційного простору.

3. Вперше отримана узагальнена модель поведінки програмних агентів у мультіагентному просторі на основі теорії оптимального вибору варіантів і теорії кінцевих автоматів. Поведінка розглядається як окремий випадок загальної теорії оптимального управління об'єктами. У такому аспекті програмний агент виступає як абстрактна дискретна керуюча система, що на основі своїх дій і реакції на ці дії середовища, обирає оптимальну стратегію поведінки, отримано і досліджено клас автономних програмних агентів на основі фреймової структури для рішення задач автономного управління інформаційними ресурсами розподілених регіональних інформаційних систем. Доведено перевагу використання запропонованого підходу.

4. Вперше створено і досліджено три класи програмних агентів на основі фреймової структури рефлексивний, автономний, інтелектуальний для рішення задач управління інформаційними ресурсами розподілених гетерогенних інформаційних систем. Перший клас включає програмні агенти, призначені для реалізації завдань користувача у інформаційному просторі типу “умова-дія”; складні завдання у вигляді послідовності дій реалізує другий клас автономні програмні агенти; третій клас програмних агентів призначений для вирішення завдань в експертних та інтелектуальних системах підтримки прийняття рішень.

5. Набула подальшого розвитку концепція єдиного інформаційного простору як основа побудови систем управління гетерогенними інформаційними ресурсами. Поняття простору включає об'єкти розподілених інформаційних систем файли даних, каталоги, логічні та фізичні диски, персональні комп'ютери, відносини між об'єктами та операції маніпулювання об'єктами у інформаційному простору. Запропонований підхід дозволяє формалізувати та визначити класи агентно-орієнтованих задач користувача.

6. Одержало подальший розвиток застосування апарата мереж Петрі для моделювання ієрархічних багаторівневих інформаційних процесів, що відбуваються в мультіагентних системах управління. Це дозволяє при аналізі складних агентно-орієнтованих задач користувача досліджувати динаміку взаємодії процесів у явному вигляді;

7. Розроблена технологія інтеграції і управління інформаційними ресурсами гетерогенних систем і розподілених баз даних на основі програмних агентів є теоретичною основою створення нового класу систем управління мультіагентним простором (СУМП), поряд із широко відомими системами класу системи керування базами даних (СКБД), при рішенні практичних задач інтеграції і управління розподіленими даними. На основі отриманих теоретичних результатів розроблені алгоритмічні і програмні засоби, що реалізують функції проектування, розробки та впровадження широкого класу задач управління інформаційними ресурсами розподілених систем.

8. Отримані теоретичні результати були реалізовані при розробці і впровадженні інформаційних систем різного функціонального призначення від корпоративних до регіональних розподілених інформаційних систем. Розроблені інструментальні засоби проектування і супроводу мультіагентних систем автономного управління й адміністрування інформаційних ресурсів можуть бути використані при створенні корпоративних і регіональних розподілених систем підтримки прийняття рішень.

Вірогідність отриманих результатів дисертаційної роботи підтверджена експериментальними дослідженнями, результатами впровадження на реальних об'єктах (акти впровадження наведені в Додатку до дисертації).

Напрямки теоретичних і практичних досліджень дисертаційної роботи доцільно розвивати в області проектування і застосування мультіагентних систем і використовувати в регіональних і корпоративних інформаційно-аналітичних системах.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Танянский С.С., Тулупов В.В., Филатов В.А. Сравнительная характеристика показателей сложности выполнения запросов в реляционных СУБД // Системи обробки інформації. - Харьков: ХВУ.- 2004. - Вып.2. - С. 91-95.

Автором розглянуто основні аспекти розподіленої обробки даних в інформаційних системах зі спільною схемою даних із застосуванням реляційної системи управління базами даних.

2. Чалая Л.Э., Филатов В.А. Многоуровневая агентная концепция безопасности распределенных баз данных // Материалы Международной научно-практической конференции "Информационные технологии и информационная безопасность в науке, технике и образовании", 30 сентября ? 5 октября 2002.? Севастополь, 2002.? С. 27-28.

Автором досліджені проблеми щодо застосування ефективних методів безпеки розподілених баз даних, розглянута багаторівнева мультіагентна концепція на підставі технології програмних агентів.

3. Пономаренко Л.А., Танянский С.С., Филатов В.А. Построение оптимальной последовательности соединения отношений в запросах реляционной базы данных // Системні дослідження та інформаційні технології. Міжнародний науково-технічний журнал.? 2003.? № 2.? С. 53-58.

Автором розв'язано задачу побудови оптимальної послідовності запитів до реляційної розподіленої бази даних в умовах обмежень на інформаційні ресурси обчислювальної системи.

4. Сладков А.В., Филатов В.А. Модель управления ресурсами информационного пространства на основе программных агентов // 10 Международная научная конференция “Теория и техника передачи, приема и обработки информации”: Сб. тезисов и докладов. Харьков, ХНУРЭ-2004. ? С. 42-43.

Автором наведено структуру моделі управління інформаційними ресурсами розподіленої регіональної системи із застосуванням програмних агентів з автономною моделлю поведінки на підставі теорії автоматів.

5. Мазаракі А.А., Базілевіч В.Д., Пономаренко Л.А., Філатов В.О. Концепція електронної комерції і технологія віртуального ринку // Матеріали конгресу “Інформаційне суспільство - стан, проблеми, перспективи” (25-27 вересня 2000).? Київ.? 2000. ? С. 132-142.

Автором розглянуто ефективна інформаційна технологія та види програмного забезпечення щодо підтримки концепції сучасної електронної комерції.

6. Пономаренко Л.А., Филатов В.А. Методы и средства управления информационными ресурсами в корпоративных системах // Проблеми інформатизації та управління: Збірник наукових праць.? К.: НАУ, 2003.? Вып.8. ? С. 145-153.

Автором досліджені проблеми побудови корпоративних інформаційних систем, а також вибору засобів управління ресурсами розподілених обчислювальних систем, зокрема технології groupware та workflow.

7. Танянский С.С., Филатов В.А. Глобальная выполнимость функциональных зависимостей при ведении несогласованных баз данных // Сб. научн. трудов 1-ой Международной конференции “Теория и техника передачи, приема и обработки информации”. ? Харьков: ХТУРЭ, 1995. ? С. 155-156.

Автором розглянуті проблеми експлуатації та ведення неузгоджених розподілених баз даних з реляційною моделлю, запропоновано оригінальний підхід із застосуванням глобальної схеми даних.

8. Пономаренко Л.А., Філатов В.О. Програмні агентні технології в адмініструванні баз даних // Вісник Київського торговельно-економічного університету. - Київ, 2001. ? Вып. 3. ? С. 68-73.

Автором розроблена концептуальна модель агентної технології динамічного адміністрування розподілених баз даних із гетерогенною структурою, запропоновано структурну схему програмного агента.

9. Пономаренко Л.А., Філатов В.О. Адміністрування баз даних із застосуванням програмних агентних технологій. Матеріали Міжнародної конференції з управління “Автоматика-2001”, 10-14 вересня 2001.? Одеса, 2001.? С. 120-121.

Автором розглянуто сучасна інформаційна технологія автономних програмних агентів і засоби її використання, визначено завдання динамічного адміністрування, наведено схему взаємодії модулів та блоків інтелектуального агента.

10. Филатов В.А. Применение агентных технологий в системах баз данных. 7 Международная конференция “Теория и техника передачи, приема и обработки информации”: Сб. научных трудов. - Харьков: ХТУРЭ, 2001.? С. 216-217.

11. Пономаренко Л.А., Цыбульник Е.Е., Филатов В.А. Динамическое администрирование баз данных с использованием агентных технологий. Научный и произв.-практич. сборник "Труды Одесского политехнического университета". ? Одесса, 2001.? Вып.4 (16). ? С. 95-97.

Автором запропоновано підхід до рішення задачі автономного адміністрування розподілених баз даних на основі технології програмних агентів.

12. Танянський С.С., Глушко К.В., Філатов В.О. Організація доступу до баз даних у сфері послуг // Вісник Київського торговельно-економічного університету. - Київ, 2004.? Вип.1/2004.? С. 112-119.

Автором розглянуто види програмного забезпечення щодо реалізації розподіленого доступу до гетерогенних баз даних інформаційної підтримки сфери послуг.

13. Глушко К.В., Філатов В.О. Організація доступу до розподіленої інформації в електронному бізнесі // Наукові праці Донецького національного технічного університету. Серія: Обчислювальна техніка та автоматизація.? Донецьк, 2002.? Вип.48. ? С. 200-205.

З урахуванням особливостей технології електронної комерції автором запропонована модель взаємодії програмних агентів з основними компонентами електронного бізнесу.

14. Пономаренко Л.А., Глушко К.В., Филатов В.А. Построение эффективной модели реляционной базы данных информационной системы "Общественное питание" // Прогресивні ресурсозберігаючі технології та їх економічне обґрунтування у підприємствах харчування: Збірник наукових праць: у 2-х ч. ХДУХТ. - Харків, 2003.- С. 549-560.

Автором розглянуто підхід до синтезу ефективної реляційної моделі бази даних розподіленої інформаційної системи “Громадське харчування”.

15. Бондаренко М.Ф., Борисенко В.П., Филатов В.А. Концепция построения и средства реализации информационно-управляющей системы Высшей аттестационной комиссии при Совете Министров Украины // АСУ и приборы автоматики. ? 1998. ? Вып. 108. ? С. 26-32.

Автором розроблена інформаційно-логічна модель бази даних і технологія інтеграції різнорідних даних інформаційно-аналітичної системи підтримки прийняття рішень “Вища атестаційна комісія України “ІАС ВАК України”.

16. Пономаренко Л.А., Филатов В.А. Модель системы управления информационными ресурсами на основе технологии программных агентов // Проблеми інформатизації та управління: Збірник наукових праць:.? Київ: НАУ, 2004.? Вип.9. ? С. 8-16.

Автором розроблена інформаційна модель програмного агента на підставі фреймовій структури класу “об'єкти - умови - дії” для ефективного вирішення завдань управління ресурсами розподілених систем.

17. Пономаренко Л.А., Филатов В.А. Состояние и тенденции развития агентных технологий в задачах информационной поддержки // Проблеми підвищення ефективності інфраструктури, Збірник наукових праць.? Київ: НАУ, 2002.? Вип.8. ? С. 174-180.

Автором розглянуто основні аспекти сучасного стану, розвитку та впровадження технології інтелектуальних програмних агентів в задачах автономного управління інформаційними ресурсами розподілених обчислювальних систем.

18. Филатов В.А. Мультиагентный подход к интеграции и управлению информацией в гетерогенных вычислительных средах // Искусственный интеллект. ? 2004.? № 4. С. 748-755.

19. Пономаренко Л.А., Цыбульник Е.Е., Филатов В.А. Агентные технологии в задачах поиска информации и принятия решений // УСиМ: Управляющие системы и машины.? 2003.? № 1.? С. 36-41.

Автором досліджені різні аспекти застосування агентних технологій у задачах інформаційного пошуку та прийняття рішень в електронній комерції, управлінні потоками даних, діагностиці та управлінні в мережних структурах.

20. Филатов В.А. Модели и методы защиты информационных ресурсов на основе агентных технологий // Вестник национального технического университета "ХПИ". ? Харьков: ХПИ, 2003.? Вып.19.? С. 179-186.

21. Гвоздинский А.Н., Чалая Л.Э., Филатов В.А. Безопасность компьютерных систем: методы и технологии // Радиоэлектроника и информатика. ? Харьков: ХНУРЭ, 2003.? № 2 (23).? С. 131-136.

Автором теоретично обґрунтовано підхід на підставі концепції інтелектуальних програмних агентів щодо моніторингу і захисту інформаційних ресурсів різнорідних інформаційних систем.

22. Чалая Л.Э., Филатов В.А. Об одном подходе к использованию агентных технологий в задачах идентификации пользователей информационных систем // Искусственный интеллект. ? 2003.? № 4. С. 460-466.

Автором розроблено дворівневу модель безпеки на основі технології програмних агентів і запропоновано сучасний підхід до ідентифікації індивідуального клавіатурного почерку користувача із застосуванням математичного апарату опису нейронних мереж.

23. Буслик Н.Н., Филатов В.А. Информационная модель для подсистемы аэроэкологического мониторинга территориальной АСУ природоохранной деятельностью // Сб. научн. трудов 3-ой Международной конференции “Теория и техника передачи, приема и обработки информации”. Харьков, 1997. ? С. 396-397.

Автором розроблена інформаційна модель розподіленої бази даних системи моніторингу екологічного простору регіональної системи природоохоронної діяльності.

24. Танянский С.С., Филатов В.А. Решение задачи обработки данных в измерительно-вычислительных комплексах одного класса с помощью инструментальных средств СУБД // Тезисы докладов Всесоюзной школы по проблемам контроля и управления сложными объектами (13-17 октября).? Туапсе. ? 1993.? С. 35-36.

Автором розв'язано задачу обробки даних гетерогенних інформаційних структур із застосуванням стандартних інструментальних засобів реляційних системам управління базами даних.

25. Чалая Л.Э., Филатов В.А. Модель интеллектуального агента как абстрактный тип данных // Вестник Херсонского государственного технического университета. ? Херсон: ХГТУ, 2003.? № 2 (18).? С. 216-219.

Автором запропоновано підхід до побудови інтелектуального агента як абстрактного типу даних, розроблена логічна модель інтелектуального агента на підставі фрейму.

26. Филатов В.А. Об одном подходе к построению математической модели программного агента // Радиоэлектроника и информатика. 2003.? № 4 (25).? С. 48-51.

27. Филатов В.А. Мультиагентная система автономного управления информационными процессами // Сб. трудов международной научной конференции “Современные сложные системы управления” СССУ/HTCS'2002, 27-29 ноября 2002г. ? Ст. Оскол, Россия, СТИ, 2002.? С. 131-134.

28. Филатов В.А. Концептуальная модель мультиагентной системы мониторинга распределенных баз данных // 8 Международная конференция “Теория и техника передачи, приема и обработки информации”: Сб. научных трудов. - Харьков: ХНУРЭ, 2002. ? С. 147-148.

29. Цыбульник Е.Е., Чалая Л.Э., Филатов В.А. Модель мультиагентной системы автономного администрирования информационных систем и распределенных баз данных // Искусственный интеллект, 2002.? № 4. С. 620-627.

Автором запропоновано модель життєвого циклу мультіагентної системи, досліджені парадигми програмної реалізації та концептуальна модель мультіагентної системи.

30. Филатов В.А. Модель автономного поведения интеллектуального программного агента в информационном пространстве // Сборник научных трудов ДНГУ.? Днепропетровск: НГУ, 2004. ? № 19.? том 2 С. 127-135.

31. Филатов В.А. Об одном подходе к построению модели поведения программного агента // Интеллектуализация обработки информации: тезисы докладов Международной научной конференции. - Симферополь: Крымский научный центр НАН Украины, 2004. С. 165.

32. Филатов В.А. Модель поведения автономного агента на основе теории автоматов // Вестник Херсонского государственного технического университета. ? Херсон: ХГТУ, 2004.? № 1 (19).? С. 108-111.

33. Танянский С.С., Руденко Д.А., Филатов В.А. Модель информационного пространства мультиагентной системы управления потоками работ // "Автоматика - 2003": Материалы 10-й международной конференции по автоматическому управлению, 15-19 сентября 2003. ??Севастополь: СевНТУ 2003.Т3.? С. 113-114.

Автором запропоновано підхід щодо побудови адаптивної моделі управління потоком задач користувача з використанням математичних процедур вибору та прийняття рішень при нечітких функціональних обмеженнях..

34. Кучеренко Е.И., Филатов В.А. Модели принятия решений в задачах анализа сложных систем на основе сетей высокого уровня. // Системи обробки інформації. Харьков: ХВУ. 2004. Вип.5. С. 139-148.

Автором наведено алгоритмічну структуру процесу моделювання та аналізу задач мультіагентної системі із застосуванням модифікованих предикатних мереж і Е-мереж високого рівня у реальному масштабі часу, з окрема, інтеграції розширених мереж Петрі.

35. Филатов В.А., Кучеренко В.Е. О моделях обработки данных на основе иерархии сетей высокого уровня. // Радиоэлектроника. Информатика. Управление. ? Научный журнал, Запорожье: ЗНТУ, 2004. ? № 1(11).? С. 95-100.

Автором визначено умови маркірування мета позицій і виконання мета переходів в умовах ієрархії взаємозалежних мереж. Розроблено технологію управління мереж із змінною структурою на основі модифікації функції інцидентності.

36. Фалькович Е.И., Филатов В.А. Концепция проектирования средств информационной поддержки в системе государственного управления // Збірник наукових праць Української Академії державного управління при Президентові України. Харків. 2001. ? Вип. 1. ? С. 68-70.

Автором розроблена концепція проектування засобів інформаційної підтримки керівників районних, міських адміністрацій у системі державного управління на основі інтелектуальних розподілених інформаційних систем.

37. Чалая Л.Э, Ластович А.Е., Филатов В.А. О языковых средствах поддержки интеллектуальных агентов // 9 Международная научная конференция “Теория и техника передачи, приема и обработки информации”: Сб. тезисов и докладов. - Харьков, ХНУРЭ-2003. ? С. 266-267.

Автором запропоновано модель програмного агента у вигляді фреймової структури, а також мови опису базових структур та маніпулювання даними. Розроблено мовний комплекс підтримки мультіагентних систем, частина якого, мова запитів, здійснює доступ до слотів завдань або кортежів станів.

38. Филатов В.А. Концептуальная модель информационно-аналитической системы “Выборы” // УСиМ: Управляющие системы и машины.? 2004.? № 3.? С. 15-20.

АНОТАЦІЇ

модель гетерогенний інформаційний інтелектуальний

Філатов В.О. Мультіагентні технології інтеграції гетерогенних інформаційних систем і розподілених баз даних. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.13.06 - автоматизовані системи управління і прогресивні інформаційні технології. - Харківський національний університет радіоелектроніки, Харків, 2004.

Дисертаційна робота присвячена рішенню наукової проблеми створення на єдиній методологічній основі нових моделей і методів інтеграції гетерогенних інформаційних систем і розподілених баз даних, інтелектуальних обчислювальних механізмів, методів і інструментальних засобів аналізу взаємозалежних задач користувача, з метою застосування їх в інтегрованих інформаційно-аналітичних системах і системах підтримки прийняття рішень.

На основі виконаних теоретичних і експериментальних досліджень сформульована і вирішена важлива для теорії і практики наукова проблема, створено і розвинуто новий науковий напрямок - мультіагентні системи управління інформаційними ресурсами розподілених систем і баз даних. У рамках даного напрямку отримані нові наукові результати, що мають істотні переваги перед існуючими рішеннями поставленої проблеми.

Уперше розроблені і досліджені класи рефлексивних, автономних і інтелектуальних програмних агентів на основі фреймової структури для вирішення задач управління інформаційними ресурсами розподілених гетерогенних інформаційних систем. Отримано узагальнену модель поведінки автономних програмних агентів у мультіагентному просторі на основі теорії поведінки кінцевих автоматів і теорії оптимального вибору варіантів.

Розроблена і досліджена логічна модель поведінки програмного агента на основі концепції “умови-дії” для класів агентів: рефлексивних, автономних, інтелектуальних. На основі моделі поведінки програмних агентів отримана можливість управління потоками задач користувача на основі автономних сценаріїв розвитку ситуацій.

Отримані теоретичні результати були підтверджені при розробці і впровадженні інформаційних систем різного функціонального призначення - від корпоративних до регіональних розподілених інформаційних систем.

Розроблені інструментальні засоби проектування і супроводу мультіагентних систем автономного управління та адміністрування інформаційних ресурсів можуть бути використані при створенні корпоративних і регіональних розподілених систем підтримки прийняття рішень.

Ключові слова: інформаційна система, гетерогенні інформаційні структури, бази даних, інтеграція даних, інтелектуальні системи, програмні агенти, мультіагентні системи, потоки задач, фрейми, мережі Петрі.

Филатов В.А. Мультиагентные технологии интеграции гетерогенных информационных систем и распределенных баз данных. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.13.06 - автоматизированные системы управления и прогрессивные информационные технологии. - Харьковский национальный университет радиоэлектроники, Харьков, 2004.

Диссертационная работа посвящена решению научной проблемы создания на единой методологической основе новых моделей и методов интеграции гетерогенных информационных систем и распределенных баз данных, интеллектуальных вычислительных механизмов, методов и инструментальных средств анализа взаимосвязанных задач пользователя, с целью применения их в интегрированных информационно-аналитических системах и системах поддержки принятия решений.

На основе выполненных теоретических и экспериментальных исследований сформулирована и решена важная для теории и практики научная проблема, создано и развито новое научное направление - мультиагентные системы управления гетерогенными информационными ресурсами распределенных систем и баз данных. В рамках данного направления получены новые научные результаты, которые имеют существенные преимущества перед существующими решениями поставленной в диссертационной работе проблемы.

Впервые разработаны и исследованы классы рефлексивных, автономных и интеллектуальных программных агентов на основе фреймовой структуры для решения задач управления информационными ресурсами распределенных гетерогенных информационных систем. Получена обобщенная модель поведения автономных программных агентов в мультиагентном пространстве на основе теории поведения конечных автоматов и теории оптимального выбора вариантов.

Разработана и исследована логическая модель поведения программного агента на основе концепции “условия-действия” для классов агентов: рефлексивных, автономных, интеллектуальных агентов. На основе модели поведения программных агентов получена возможность управления потоками задач пользователя на основе автономных сценариев развития ситуаций.

Получило дальнейшее развитие применение аппарата сетей Петри для моделирования и анализа иерархических многоуровневых информационных процессов, происходящих в мультиагентных системах управления.

Разработан комплекс языковых средств поддержки проектирования, разработки и сопровождения мультиагентных систем управления распределенными информационными системами, который включает: язык описания данных агентных структур (DDL AS), язык манипулирования данными (DML AS), язык манипулирования данными на слотах-проекциях программных агентов (DML SP), язык управления заданиями программного агента (DCL AS).

Полученные теоретические результаты были подтверждены при разработке и внедрении информационных систем различного функционального назначения от корпоративных до региональных распределенных информационных систем: распределенной региональной информационно-аналитической системы “Выборы” по заказу Харьковской областной территориальной избирательной комиссии по выборам депутатов в областной совет; в корпоративной “Информационно-аналитической системе Госавтоинспекция “ИАС ГАИ” для оперативного поиска водителей правонарушителей дорожного движения, а также обнаружения автотранспортных средств, находящихся в угоне; “Полтавської регіональної інформаційно - аналітичної підсистеми Урядової інформаційно - аналітичної системи з питань надзвичайних ситуацій”; в распределенной подсистеме диспетчерской службы управления агропромышленным комплексом (АПК) Полтавской области, предназначенной для автоматизации процессов работы с разнородными информационными ресурсами в масштабах области; в учебном процессе кафедры искусственного интеллекта Харьковского национального университета радиоэлектроники при чтении лекций, проведении практических и лабораторных занятий по дисциплинам “Системы искусственного интеллекта”, “Проектирование информационных систем”, “Intranet-технологии”, “Модели и структуры данных”, “Базы и банки данных”.

Разработанные инструментальные средства проектирования и сопровождения мультиагентных систем автономного управления и администрирования информационных ресурсов могут быть использованы при создании корпоративных и региональных распределенных систем поддержки принятия решений.

Ключевые слова: информационная система, базы данных, интеграция данных, интеллектуальные системы, гетерогенные информационные структуры, фреймы, программные агенты, мультиагентные системы, потоки задач, сети Петри.

Filatov V.A. Multi-agent technologies of integration heterogeneous information systems and distributed databases. - Manuscript.

A thesis for a doctor of technical science degree by specialty 05.13.06 - automatic managing systems and progressive information technologies. - Kharkiv National University of Radioelectronics, Kharkiv, 2004.

This thesis addresses the solution of the scientific problem of creation of new models and methods for the integration of heterogeneous information systems and distributed databases on a unified methodological basis. Also considered are the issues of development of intelligent computational mechanisms, methods, and tools for the analysis of interconnected user problems with the aim of their application in integrated information analysis and decision support systems.

On the basis of the theoretical and experimental research, a new scientific problem was formulated and solved, and a new scientific direction was created and developed - multi-agent systems for management of information resources in distributed systems and databases. Within the framework of the proposed direction, new scientific results were obtained that have significant advantages over the already existing solutions of the problems stated in the thesis.

Keywords: information system, database, intelligent systems, heterogeneous information resources, frames, program agents, multi-agent systems, workflows, Petri nets.

Підп. до друку 23.12.2004. Формат 60Ч841/16.

Розумів. друк. арк. 1.9. Облік. - вид. арк. 1.7. Тираж 100.

Зам. № 2 -1454.

Надруковано в учбово-виробничому видавничо-поліграфічному центрі ХНУРЕ.

Україна, 61166 Харків, пр. Леніна, 14.

Размещено на Allbest.ru

...