Автоматизация проектирования информационного обеспечения иерархических АСУ

Размещено на http://www.allbest.ru/

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

Автоматизация проектирования информационного обеспечения иерархических АСУ

Специальность: 05.13.12 - Системы автоматизации проектирования (в промышленности)

кандидата технических наук

Кочеров Михаил Сергеевич

Тверь 2008

Работа выполнена в Тверском государственном техническом университете.

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Филатова Наталья Николаевна

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Михно Владимир Николаевич

кандидат технических наук Михайлов Юрий Николаевич

Ведущая организация: ФГУП «НИИ Информационных технологий», г. Тверь

Защита состоится «14» мая 2008г. в 15 часов на заседании диссертационного совета Д212.262.04 в Тверском государственном техническом университете по адресу: 170026, г.Тверь, наб. Афанасия Никитина, 22, комн. 212.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тверского государственного технического университета по адресу г.Тверь, пр. Ленина, 25, зональная научная библиотека, ком.101.

Автореферат разослан «12» апреля 2008г.

Ученый секретарь диссертационного совета Н.Н. Филатова

проектирование информационный операбельность

Общая характеристика работы

Актуальность исследования. Современный уровень развития технологий создает условия для всесторонней автоматизации деятельности территориально-распределенных, иерархических систем управления. В ряде случаев объект автоматизации представляется совокупностью информационно-взаимодействующих автоматизируемых органов, для каждого из которых фактически проектируется самостоятельная автоматизированная система (АС).

Автоматизация проектирования является необходимым условием для обеспечения качества таких систем и снижения сроков ее разработки. Она должна обеспечивать технологию взаимосвязанной разработки распределенной БД, машинного представления протоколов информационного взаимодействия и унифицированных форм документов, загрузки информации начального заполнения в БД, настройки доступа. Ни одно из промышленных CASE-средств для автоматизации проектирования информационного обеспечения (ИО) не отвечает приведенным требованиям. Необходимо создание нового класса инструментальных средств для автоматизации проектирования ИО иерархических АСУ.

Необходимы исследования отдельных положений методологии концептуального моделирования и формализованного представления проектных решений по всем компонентам ИО. Так, для исключения дублирования и несогласованности при проектировании БД узлов необходимо ведение интегрированной концептуальной модели «сущность-связь» всей предметной области. При этом рост сложности такой модели имеет определенный критический порог, прохождение которого приводит к невозможности ее развития ни одним из участников разработки АСУ - происходит потеря операбельности модели. Решению данной задачи посвящены труды D. Vermeir, T.J. Teorey, D. Moody, P. Feldman, D. Miller, R. Danoch, P. Shoval и других. Однако в этих работах не рассматриваются вопросы сохранения операбельности сложных концептуальных моделей в процессе их проектирования.

Действенным способом повышения эффективности проектирования ИО является поддержка разработки БД, направленная на быструю выработку проектных решений по их схемам. Применительно к проектированию иерархических АСУ критически важной является поддержка разработки БД на начальных стадиях. Из известных методов, предложенных S.K.M. Wong, C.J. Butz, M. Lloyd-Williams, A. Kawaguchi, V.C. Storey, R.C. Goldstein, E. Buchholz, M. Klettke, S.R. Rockwell, W.E. McCarthy и др., такую поддержку обеспечивают лишь методы, связанные с построением опорных вариантов концептуальных моделей (вариантов моделей, содержащих ключевые сущности и их взаимосвязи). Однако все они являются или узкоспециализированными (автоматизации проектирования систем бухгалтерского учета) или основаны на обработке субъективной информации, или ориентированы на синтез документальных БД на основе обработки структуры формализованных документов. Таким образом, востребованной является разработка методики, направленной на синтез опорного варианта концептуальной модели на основе формализованных документов для последующего проектирования фактографических БД.

Решению перечисленных задач и посвящена диссертация. Приведенные факты дают основания считать выбранную тему актуальным направлением исследования.

Целью диссертационной работы является повышение эффективности проектирования информационного обеспечения иерархических АСУ путем создания моделей, методик и алгоритмов, обеспечивающих согласованное описание проектных решений, сохранение операбельности интегрированной концептуальной модели предметной области и поддержка проектирования распределенной БД.

Для достижения цели были поставлены и решены следующие задачи:

1) развитие метода концептуального моделирования «сущность-связь», обеспечивающее сохранение операбельности концептуальных моделей предметных областей на всем протяжении их проектирования;

2) разработка модели данных, предоставляющей средства согласованного описания проектных решений по информационному обеспечению на базе усовершенствованной модели «сущность-связь»;

3) разработка методики синтеза проектных решений по информационному обеспечению иерархических АСУ, направленной на построение опорного варианта концептуальной модели предметной области;

4) разработка технологии автоматизированного проектирования на базе предлагаемой модели данных, реализующей усовершенствованный метод «сущность-связь», а также методику синтеза проектных решений;

5) проведение экспериментальной проверки эффективности разработанных моделей, методик и алгоритмов.

Методы исследования. Для решения поставленных задач были использованы методы теории множеств и теории графов, применялись положения теории проектирования реляционных баз данных, а также методы статистического анализа в условиях малой выборки.

Положения, выносимые на защиту:

1) проектирование распределенной БД иерархических АСУ основано на интегрированной концептуальной модели предметной области;

2) для сохранения операбельности интегрированной концептуальной модели необходима метамодель из иерархических групп блоков сущностей;

3) ядром автоматизированного проектирования БД является синтез опорного варианта концептуальной модели на основе формализованного описания документооборота;

4) основные положения моделей методик и алгоритмов автоматизированного проектирования ИО иерархических АСУ.

Новые научные результаты:

1) разработан новый тип модели данных (Entity-Relationship-Rack-модель или ERR-модель), включающий двухуровневую метамодель, первый уровень которой представлен блоками, объединяющими непересекающиеся иерархии сущностей, второй - иерархией группировок блоков;

2) созданы две методики проектирования ERR-моделей. Первая основана на преобразовании ER-модели к ERR-модели путем устранения множественной подчиненности сущностей с помощью формальных правил. Визуальное проектирование (второй способ) отличается алгоритмом вычисления корректирующего воздействия на метамодель, позволяющим совместить интерактивный режим работы с диаграммами с автоматической коррекцией блоков сущностей;

3) предложена новая модель данных проектирования ИО иерархических АСУ, отличающаяся поддержкой описания свойств объекта автоматизации и системы, а также использованием ссылок на метамодель (вместо ссылок на концептуальную модель);

4) разработана методика синтеза проектных решений по ИО на основе формализованного описания структуры документов и схемы документооборота, обеспечивающая синтез опорных вариантов моделей предметных областей, описания ИО функций и сообщений информационного взаимодействия. Новизна методики заключается в автоматизации устранения избыточности в заданном множестве таблиц.

Достоверность полученных результатов подтверждается данными экспериментальной проверки результатов выполнения опытно-конструкторской работы по созданию иерархической АСУ. В ходе сравнительной оценки результатов установлено, что проектирование ИО на базе разработанных моделей, методик, алгоритмов и технологии как минимум в полтора раза эффективнее, чем на базе традиционных подходов.

Практическая ценность результатов работы. Разработанные в диссертации модели, методики, алгоритмы и технология реализованы в составе программного средства «Проектирование ИО», внедренным в ЗАО НИИ «ЦПС». Данное программное средство использовалось в опытно-конструкторской работе по созданию многофункциональной, иерархической АСУ. Новый тип модели «сущность-связь» и методика синтеза проектных решений по ИО может быть включен в состав промышленных CASE-средств проектирования БД.

Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на НПК «Автоматизированные системы управления, электронное обучение и тренажеростроение», Тверь, 2005, международной конференции «Интеллектуальные САПР» CAD-2006, Дивноморское, 2006, всероссийской НПК «Информационные технологии в профессиональной деятельности и научной работе», Йошкар-Ола, 2007, VII всероссийской НПК «Проблемы информатики в образовании, управлении, экономике и технике», Пенза, 2007.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 научных статей и тезисов докладов, в том числе 2 статьи в журнале из перечня ВАК.

Структура и объемы работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, шести приложений и списка литературы. Общий объем диссертации 186 страниц, в том числе 16 рисунков, 7 таблиц, список литературы из 136 наименований.

Содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цель и задачи исследований, приводится краткое содержание работы по главам.

В первой главе рассматривается задача проектирования информационного обеспечения иерархических АСУ.

Особенностью рассматриваемого класса объектов проектирования является их представление в виде ассоциации территориально-распределенных, информационно-взаимодействующих автоматизированных систем (АС) органов управления (узлов). Все АС узлов являются автономными - применение средств автоматизации не предусматривает обращения к информационным ресурсам, находящимся вне их локально-вычислительных сетей (ЛВС). Локальная БД каждого узла должна:

? обеспечивать автоматизацию всех функций узла без обращения к внешним информационным ресурсам;

? не содержать информационные ресурсы, не используемые для автоматизации функций узла;

? содержать разделы: 1) прикладная информация; 2) протоколы информационного взаимодействия; 3) формы и правила создания печатных копий документов; 4) описание полномочий должностных лиц (ДЛ).

Проектирование ИО иерархических АСУ включает процедуры: а) проектирование распределенной БД; б) разработку машинного представления протоколов информационного взаимодействия и в) унифицированных форм документов; г) загрузку информации начального заполнения в БД узлов; д) ввод схемы доступа ДЛ к информационным ресурсам АСУ. Конечным результатом проектирования является набор Sql-сценариев, каждый из которых предназначен для развертывания БД на сервере ЛВС конкретного узла.

Показано, что проектирование распределенной БД должно вестись путем разработки интегрированной концептуальной модели всей предметной области совместно с разработкой описания ИО автоматизируемых функций и описания составов функций органов управления. Переход к интегрированной модели повышает ее сложность и ведет к потере ее операбельности. Известные способы сохранения операбельности моделей не применимы для проектирования ИО иерархических АСУ.

Для повышения эффективности проектирования ИО необходимы методы и средства быстрого формирования проектных решений по схемам БД. Показано, что для поддержки разработки БД иерархических АСУ востребовано создание нового метода построения опорных вариантов концептуальных моделей на основе формализованных документов. Сформулированы требования к методике сравнения характеристик оцениваемых технологий автоматизированного проектирования ИО АСУ.

Обоснована цель диссертационной работы, сформулированы задачи, которые необходимо решить для достижения цели.

Вторая глава посвящена вопросам формализованного представления проектных решений по ИО иерархических АСУ. Рассматривается новый тип модели «сущность-связь» (Entity-Relationship-Rack-модель или ERR-модель) и созданная на его основе модель данных проектирования ИО.

ERR-модель базируется на нотации, принятой в методике информационного моделирования Integrated DEFinition 1 - eXtended (IDEF1X). В новой структуре базовая ER-модель дополняется формальным описанием - двухуровневой метамоделью. Первый уровень метамодели предназначен для описания модели в виде блоков сущностей, связанных в иерархии по идентифицирующими отношениями. Блоки объединяются в группировки (второй уровень метамодели). Концептуальное представление ERR-модели: .

Базовая ER-модель представляется в виде:

,

где - сущности, - бинарные связи, - структура сущностей, - структура связей, - свойства связей.

Структура сущностей задается атрибутным составом каждой сущности:

,

где - словарь атрибутов предметной области.

Структура связей описывает сущности, находящиеся на концах каждой из связи: .

Свойства связей представляются следующим образом:

,

где, - свойство связи быть идентифицирующей или нет, - свойство связи иметь тип «многие-ко-многим», - свойство связи иметь тип «подкласс-суперкласс». Доступ к отдельным свойствам связей выражается как:

1) , где , если и 0 - иначе;

2) , где , если и 0 - иначе;

3) , где , если и 0 - иначе.

Метамодель имеет следующее представление: , где - блоки сущностей, - структура блоков, - группировки, - описание иерархии группировок, - структура группировок.

Блоки описывают наборы сущностей, связанных в иерархии по идентифицирующим связям. Структура блоков, задается тотальной функцией: , где - сильные (независимые) сущности в модели. Корневая сущность блока определяется выражением:

.

Множество сущностей, относящихся к определенному блоку , определяется:

,

где - сильная сущность, с которой прямо или транзитивно связана .

Для обеспечения иерархического порядка сущностей в блоках в модели должна отсутствовать множественная подчиненность сущностей (МПС). МПС - это подчинение сущности двум или более родительским по идентифицирующим связям. Введены дополнительные ограничения целостности, соблюдение которых должно контролироваться:

? - отсутствие сущностей с МПС;

? - отсутствие связей типа «многие-ко-многим».

Размещено на http://www.allbest.ru/

Второй уровень метамодели составляют группировки блоков . Группировки образуют иерархическую структуру, формализуемую ориентированным деревом . Состав блоков в группировке задается тотальной функцией: , где - группировки, соответствующие вершинам-листьям дерева .

Разработанная модель данных (рис. 1) предоставляет средства специфицирования всего многообразия проектных решений, требуемых для проектирования ИО иерархических АСУ. Отличительной особенностью является использование ссылок в компонентах на элементы метамодели, вместо ссылок на элементы базовой ER-модели. Это упрощает разработку соответствующих проектных решений, так как отпадает необходимость определения наборов таблиц, логически неотделимых друг от друга.

Компонента представляется выражением:

,

где - автоматизируемые органы и внешние АСУ; - описание иерархии объекта автоматизации; - автоматизируемые функции (структура функционального программного обеспечения (ПО) АСУ); - функции, выполняемые автоматизируемыми органами; - формализованные документы; - структуры документов (задаются в виде иерархических наборов таблиц); - описание документооборота организации.

Описание ИО автоматизируемых функций () задается множеством блоков сущностей, относящихся к их предметным областям: .

Компонент имеет представление:

,

где - сообщения протоколов; - состав передаваемых данных в сообщениях; - форматы сообщений.

Форматный преобразователь () - это программный модуль для: а) кодирования данных из таблиц в некоторый согласованный формат обмена; б) раскодирования данных из согласованного формата обмена и их размещения в таблицах, определяемых .

Компонент имеет представление:

,

где - ДЛ АСУ; - штат автоматизируемых органов; - доступная ДЛ информация в БД; , - доступные ДЛ кортежи таблиц и операции по модификации данных в таблицах БД.

Для предложенной модели данных разработан алгоритм синтеза концептуальных схем БД узлов. Алгоритм предполагает следующие этапы:

1) объединение блоков сущностей автоматизируемых функций:

;

2) вычисление состава сущностей, входящих в : ;

3) создание : , и его транзитивное замыкание;

4) вычисление расширенного состава сущностей для БД автоматизируемого органа : ;

5) построение ER-модели для автоматизируемого органа (), на основе интегрированной концептуальной модели и ;

6) генерация Sql-выражения для вычисленной модели .

Третья глава посвящена вопросам разработки методического аппарата проектирования ИО иерархических АСУ, включающего методику проектированию ERR-моделей и методику синтеза проектных решений по ИО.

Методика проектирования ERR-моделей включает:

1) методику ведения группировок блоков сущностей. Для ведения дерева группировок и состава входящих в них блоков предложено пять операций: создание подчиненной группировке данной, удаление терминальной группировки, перенос блоков сущностей между группировками, выделение блоков в новую группировку, объединение группировок;

2) методику проектирования ERR-модели на основе ER-моделей. Данный способ проектирования позволяет использовать имеющиеся наработки в виде обычных ER-моделей. Для этого определяется группировка, которая замещается результатами преобразования ER-модели к ERR-модели;

3) методику визуального проектирования ERR-модели. Проектирование ведется в отдельности для каждой группировки на диаграмме. При этом сохраняются все принципы и приемы классической методики IDEF1X при одновременном построении метамодели. Также предусматривается способ изменения метамодели разработчиком по своему усмотрению.

Отличием разработанной методики от известных является реализация одновременно двух способов проектирования модели «сущность-связь», оснащенной метамоделью, и поддержание в актуальном состоянии метамодели на всем протяжении процесса проектирования.

Основной проблемой преобразования (вторая частная методика) является МПС в ER-моделях. В известных алгоритмах МПС устраняется путем произвольного выбора одной из идентифицирующих связей, которыми данная зависимая сущность связана с родительскими. Отличием предложенного алгоритма является наличие формальных критериев для выполнения этой операции. Так, разработан алгоритм итеративного устранения МПС. Итеративность обусловлена наличием четырех типов МПС (рис. 2). На каждой итерации устраняется МПС в последовательности от первого типа к четвертому, за счет чего обеспечивается устранение МПС смешанного типа.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Способом устранения МПС принят выбор одной из идентифицирующих связей и преобразование оставшихся в неидентифицирующие. Устранение МПС первого типа осуществляется выбором первой из идентифицирующей связи и преобразование оставшихся в неидентифицирующие.

Устранение МПС второго типа заключается в преобразовании связи, являющейся избыточной с позиции ссылочной целостности. Предложено правило: если сущность подчиняется , которая подчиняется , и одновременно подчиняется , то связь считается избыточной.

Устранение МПС третьего типа основано на использовании метрики , показывающей количество идентифицирующих связей на пути от зависимой сущности до независимой . Пусть имеется сущность в МПС , связанная с и . Тогда, если , то преобразованию в неидентифицирующую подлежит связь , иначе .

Четвертый тип МПС отличается от предыдущих тем, что сущность с МПС потенциально относится к двум или более блокам сущностей (конкурирующим блокам). Устранение МПС четвертого типа основано на использовании показателя , отражающего количество неидентифицирующих связей зависимой сущности с сущностями, которые будут входить в один из конкурирующих блоков с корневой сущностью ( подчиняется прямо или транзитивно). Физический смысл - сила связи с одним из конкурирующих блоков. На основе его анализа выбирается тот блок, с которым у данной сущности установлена наиболее сильная взаимосвязь.

После устранения всех случаев МПС исходная ER-модель будет представляться иерархическими наборами сущностей. В этом случае возможен простой переход к ERR-модели за счет автоматического оформления блоков.

Методика визуального проектирования ERR-моделей является расширением методики IDEF1X. В ней дополнительно предлагается использовать графическую нотацию для блоков. Добавлены новые операции: создание (удаление) блока; перенос сущности из одного блока в другой.

Проектирование ведется в соответствии с техникой IDEF1X. При этом после каждой операции (например, создание сущности) выполняется автоматическое построение метамодели. Для этого разработан алгоритм корректирующего воздействия, основанный на алгоритме преобразования ER-модели к ERR-модели, но отличающийся способом разрешения МПС. Разрешение выполняется с учетом приоритетности операций - при выборе идентифицирующей связи, не подлежащей преобразованию, предпочтение отдается той связи, которая появилась в результате выполнения последней операции. За счет этого разработчику предоставляется простой способ изменения генерируемой метамодели по своему усмотрению. Результаты вычисления корректирующего воздействия для основных операций приведены в таблице 1.

Табл. 1. Результаты вычисления корректирующего воздействия

Операция	Контекст	Корректирующее воздействие
Создание сущности ex	-	1) создание нового блока; 2) перенос в него ex как корневой
Удаление сущности ex	ex подчинены по идентифицирующим связям сущности {e1,…, en }	создание n блоков с корневыми сущностями e1,…, en
Создание связи между сущностями e2 и e1 Изменение свойств связи между сущностями e2 и e1		1) создание сущности ei; 2) создание идентифицирующей связи между ei (дочерняя) и e1; 3) создание неидентифицирующей связи между ei (дочерняя) и e2
	() & (& )	преобразование в неидентифицирующую
	(isId(l)=1)&(e2Es)	перенос e2 в блок ( e1)
Удаление связи l между e2 и e1	isId(l)=1	1) создание нового блока; 2) перенос в него e2 как корневой

Разработанная методика синтеза проектных решений по ИО (рис.3) предназначена для создания опорного варианта ERR-модели предметной области, формирования описания ИО функций и сообщений протоколов информационного взаимодействия. Исходными данными являются структуры формализованных документов и описание схемы документооборота.



Размещено на http://www.allbest.ru/

Создание опорного варианта модели начинается с определения стержневых таблиц документов - таблиц из структур документов, информация из которых описывает ключевые объекты и явления предметной области. Выполнение этого этапа включает:

1) формирование исходной совокупности документов (). Для этого выполняется построение набора всевозможных совокупностей документов с последующим выбором разработчиком одной из них. Построение набора выполняется на основе анализа схемы документооборота. Каждый элемент этого набора - это множество документов, обрабатываемых совместно в автоматизируемых функциях;

2) отбор базовых документов () из . Цель - исключение документов, заведомо не содержащих стержневых таблиц. Предлагаемый способ заключается в построении ориентированного графа, вершины которого соответствуют документам , а дуги - их информационным взаимосвязям. Информационная связь документов и показывает, возможно ли создание по формальной схеме документа (в требуемом для автоматизации виде и объеме) при наличии в БД информации, представляемой . В результате из исключаются документы, формируемые на основе данных других документов, за счет чего и формируется множество документов ;

3) выбор стержневых таблиц () из структур документов . Для этого предлагается просмотреть структуры документов и а) исключить отдельные таблицы; б) исключить отдельные атрибуты из структуры таблиц. И то и другое имеет целью сократить избыточность, обусловленную наличием в документах информации, обработка которой в автоматизированной системе лишена смысла. Оставшиеся таблицы считаются стержневыми.

Вычисление безызбыточного представления стержневых таблиц предполагает устранение пересечения этих таблиц по своим схемам.

Пусть имеется две таблицы и . Атрибуты и всегда ассоциированы с одними и теми же доменами значений, и, следовательно, приведенные таблицы разделяют общую информацию. Допустим также, что в каждой из таблиц и характеризуют один и тот же объект предметной области, то есть, функционально зависят от некоторого атрибута (возможно, что равен или ). Будем говорить тогда, что и образуют группу функционально зависимых атрибутов относительно и . Отсюда, хранение данных таблиц в исходном виде в БД будет характеризоваться дублированием. Безызбыточное представление в БД и может быть получено следующим образом. Оформляется таблицы со схемой следующим образом:

,

где - операция проекции на таблицы на указанные атрибуты (). Это обеспечивает представление в единственном экземпляре кортежей во всей БД. Оформляются таблицы и , содержащие данные, релевантные исключительно и . В схему каждой новой таблицы вводятся суррогатные первичные ключи, получаем таблицы и . Для возможности воссоздания в исходном виде таблицы вводится искусственная таблица-связка (ИТС) , равная соединению с и далее с с последующей проекцией на введенные суррогатные ключи. В общем случае, таблица может быть разбита на более чем две таблицы, и, следовательно, для ее представления требуется введение нескольких каскадно-соединенных ИТС. Поэтому каждому ИТС назначается первичный суррогатный ключ. Таким образом, окончательная схема будет иметь вид .

Из определения введенных таблиц видно, что может быть получено в исходном виде путем выполнения следующих операций . Аналогичным образом оформляется отношение , служащее для возможности воссоздания . Полученные таблицы именуются базисной системой таблиц для и .

Построение базисной системы стержневых таблиц является первым шагом в вычислении их безызбыточного представления. В полученной базисной системе отсутствует дублирование информации, но имеются ИТС, увеличивающие число таблиц. Для их устранения предусмотрен второй шаг, в ходе которого каждая из ИТС заменяется одним из следующих способов:

- ИТС заменяется на ссылку из одной связываемой таблицы на другую;

- ИТС заменяется на объединение связываемых таблиц;

- ИТС заменяется на собственную копию.

Замена выполняется на основе анализа семантики связи между двумя таблицами, объявляемой посредством ИТС. В результате разрешения все ИТС устраняются из базисной системы, а число таблиц сокращается.

Полученная разрешенная базисная система является искомым безызбыточным представлением стержневых таблиц, на основе которого выполняется синтез опорного варианта модели предметной области. Синтез выполняется «обратным проектированием БД», в ходе которого формируются также матрицы трансляции документов в сущности получаемой модели. На основе матриц выполняется формирование описания ИО функций и сообщений протоколов информационного взаимодействия.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Четвертая глава посвящена вопросам разработки технологии автоматизированного проектирования ИО иерархических АСУ и экспериментальной проверки моделей, методик и алгоритмов. Разработанная технология определяет четыре этапа. На стадии предпроектного обследования объекта автоматизации формируется его описание в соответствии с компонентом модели данных. На стадии технорабочего проектирования АСУ реализуются второй этап: итеративный синтез опорных вариантов решений с последующей их детализацией, и третий этап: подготовка начального информационного заполнения проектируемых БД. Четвертый этап выполняется на стадии ввода АСУ в эксплуатацию и включает ввод схемы прав доступа ДЛ и формирование БД отдельных АС. Технология реализована в составе разработанного программного средства «Проектирование ИО» (рис. 5).

Экспериментальная проверка эффективности разработанных моделей, методик и алгоритмов проводилась по результатам ОКР по созданию иерархической АСУ, выполняемой в рамках государственного контракта в ЗАО НИИ ЦПС. Разрабатываемая АСУ подразделяется на совокупность подсистем, функциональные характеристики которых аналогичны. Это позволяет считать проектирование их ИО сопоставимым по сложности. Все подсистемы проектируются относительно независимыми группами специалистов. В экспериментальной подсистеме с начала разработки использовалось новая программа «Проектирование ИО». По окончанию опытной эксплуатации программы было обследовано состояние разработки ИО (табл. 2).



Размещено на http://www.allbest.ru/

В таблице использованы следующие показатели исходных данных по каждой подсистеме: - число узлов, - число документов, - число реквизитов в структурах документов, - число справочников НСИ, - число атрибутов в структуре таблиц проектируемых БД, - число загруженных справочников в БД, - число спроектированных БД, - число разработчиков, задействованных в подсистеме в проектировании ИО, - сумма атрибутов таблиц БД во всех подсистемах проектируемой иерархической АСУ.

Сравнение результатов показало, что проектирование ИО в экспериментальной подсистеме было в полтора раза эффективней, чем в среднем по проекту.

Основные результаты

4) разработана ERR-модель данных и методика ее проектирования. ERR-моделирование обеспечивает сохранение операбельности концептуальных моделей на всем протяжении их проектирования;

5) создана модель данных проектирования ИО иерархических АСУ на основе ERR-модели. Структура модели включает частные модели данных для описания объекта автоматизации, проектирования информационного взаимодействия, проектирования распределенных БД и разграничения полномочий пользователей системы;

6) разработана новая методика синтеза проектных решений по ИО, решающая задачу поддержки разработки БД на начальных стадиях проектирования. Синтез предлагается осуществлять на основе использования формализованного описания структуры документов и регламентированного документооборота;

7) разработана новая технология автоматизированного проектирования ИО иерархических АСУ, определяющая способы и средства выполнения всего комплекса проектных процедур по ИО. Программная реализация этой технологии в виде программного комплекса внедрена в ЗАО НИИ ЦПС и используется в ОКР по созданию иерархической АСУ;

8) проведена экспериментальная проверка созданных моделей, методик и алгоритмов. Показано, что проектирование ИО на базе предложенных в диссертации разработок минимум в полтора раза эффективней, чем при традиционном подходе.

Публикации по теме диссертации

1) Кочеров, М.С. Система управления развитием распределенных иерархических АСУ [Текст] / М.С. Кочеров, Ф.Ф. Филиппов // Международный журнал «Проблемы теории и практики управления» Международное научно-техническое приложение «Программные продукты и системы».-2006.-№1.-С. 38-41;

2) Кочеров, М.С Методика проектирования ИО иерархических АСУ на основе информационных ресурсов [Текст] / М.С. Кочеров, Ю.И. Арепин //Международный журнал «Проблемы теории и практики управления» Международное научно- техническое приложение «Программные продукты и системы».-2006.-№4.-С.38-41;

3) Кочеров, М.С. Информационные технологии управления развитием распределенных иерархических систем [Текст] / М.С. Кочеров, Ф.Ф. Филиппов // Сборник материалов НПК «Автоматизированные системы управления, электронное обучение и тренажеростроение» -Тверь: ЗАО НИИ ЦПС, 2005.-С. 33-37;

4) Кочеров, М.С. Информационная модель иерархических АСУ [Текст] / М.С. Кочеров, Ф.Ф. Филиппов // Труды международной НТК «Интеллектуальные САПР» (CAD-2006). - М.: Физматлит, 2006. -С. 248-257;

5) Кочеров, М.С. Вопросы проектирования распределенных БД с метаданными [Текст] / М.С. Кочеров, Н.Н. Филатова // Сборник материалов НПК «Информационные технологии в профессиональной деятельности и научной работе» - Йошкар-Ола: МарГТУ, 2007. -С. 254-258;

6) Кочеров, М.С. Технология разработки БД, реализующая отображение системы унифицированных форм документов в семантическую модель предметной области [Текст]/ М.С. Кочеров, Н.Н. Филатова // Сборник статей VII Всероссийской НТК «Проблемы информатики в образовании, управлении, экономике и технике» - Пенза, 2007. -С.13-16.

Размещено на Allbest.ru

...