6(40)

More documents

Recommendations

Info

Журнал «Интернаука» № 6 (<strong>40</strong>), 2018 г. ОНТОЛОГИЧЕСКИЙ ПОДХОД ПРИ РЕШЕНИИ ЗАДАЧИ АВТОМАТИЗАЦИИ ПОСТРОЕНИЯ ГРАФОАНАЛИТИЧЕСКИХ СИСТЕМНО-ОБЪЕКТНЫХ МОДЕЛЕЙ Смышляев Артем Геннадьевич аспирант Белгородского государственного национального исследовательского университета (НИУ «БелГУ»), РФ, г. Белгород Смышляева Лариса Геннадьевна аспирант Белгородского государственного технологического университета им В.Г. Шухова, РФ, г. Белгород Жуков Алексей Владимирович аспирант Белгородского государственного национального исследовательского университета (НИУ «БелГУ»), РФ, г. Белгород Методология системно-объектного моделирования и анализа, активно развивающаяся последние полтора десятилетия, доказала свою значимость в описании бизнес-систем и бизнес-процессов в различных областях человеческой деятельности. В основном, в рамках этой методологии, применяется системологический подход «Узел-Функция-Объект» (УФО), позволяющий объединить преимущества системного и объектно-ориентированного подходов к построению такого рода моделей. Данный подход, как и другие, предполагает визуальное построение графоаналитических бизнесмоделей, которые позволяют достаточно наглядно представить различные процессы в самых разнообразных областях человеческой деятельности. Качество же таких моделей, безусловно, в значительной мере зависит от опыта, знаний и способностей их разработчика, который всегда привносит в них собственную «субъективную составляющую». В работе [7] этот аспект обсуждался более подробно и, в частности, был сделан вывод, о необходимости инструментария, который в максимальной степени позволит снизить влияние «творческих возможностей» разработчика на процесс составления моделей. Подход УФО и реализованный его разработчиками [4, 6] инструментарий UFO-toolkit в значительной степени продвинулись в достижении этой цели. Кроме преимуществ самого подхода над методиками функционального и объектноориентированного моделирования, данный инструмент позволяет использовать предыдущий опыт разработчиков моделей бизнес-процессов в какой-то области, благодаря возможности применения библиотек (репозиториев), которые содержат ранее сохраненные элементы диаграмм и классификацию связей. Это позволяет, с одной стороны, придерживаться заранее определенной для какой-либо предметной области терминологии и структуры в системе связей, с другой стороны использовать все преимущества повторного использования ранее созданных УФО-элементов, в том числе, и следования заданным критериям в вопросах их построения. Немаловажным, является и тот факт, что использование репозиториев позволяет частично автоматизировать процесс разработки бизнес-моделей, за счет размещения готовых УФО-элементов с уже имеющейся структурой связей, в том числе и декомпозированных. Однако это дает лишь незначительную степень автоматизации, так как выбирать элемент из библиотеки приходится все равно вручную. Кроме того, непосредственное размещение элементов на диаграмме осуществляет разработчик, что при его недостаточной квалификации может найти отражение в качестве построенной модели. Поэтому, уже достаточно давно исследовался вопрос автоматизации процесса построения системно-объектных моделей в нотации УФО на базе имеющихся библиотек готовых элементов, однако, к сожалению, по ряду причин это пока не вылилось в какие-то конкретные реализации. Между тем, инструментарий, обладающий такими возможностями, имел бы ряд очевидных преимуществ: 1. Использование опыта экспертов в конкретной предметной области, чьи знания и компетенции представлены в библиотечных компонентах. 2. Как следствие, очевидное уменьшение влияния недостаточной квалификации разработчика модели на ее качество. 3. Сокращение времени на разработку модели, так как это требует достаточно большой подготовительной работы, а в этом случае в значительной мере будет использован опыт других экспертов. Таким образом, разработка подхода, а в дальнейшем и инструментария автоматизированной разработки системно-объектных моделей является весьма актуальной задачей. Прежде, чем рассмотреть особенности процесса автоматизации построения УФО-моделей, приведем, вкратце, основные положения формализующего их аппарата, представленного в многочисленных работах исследователей данного направления. Напомним, что УФО-модель (M уфо) представляет собой граф, характеризующийся составом и структурой [2]. В вершинах графа находятся УФО-элементы, а ребра представляют собой связи между ними: 13
Журнал «Интернаука» № 6 (<strong>40</strong>), 2018 г. М уфо = (E, L), (1) где E – множество УФО-элементов, а L – множество имен связей между УФО-элементами [2]. Множество связей может состоять из четырех непересекающихся классов: вещественные, энергетические, связи по управлению, связи по данным. Именно с составления иерархии связей начинается любая процедура УФО-анализа предметной области, так как часть из них будут является внешними по отношению к разрабатываемой модели (интерфейсными), т.е. обуславливающими функционирование надсистемы в контексте взаимодействия с анализируемой системой и они будут использованы непосредственно в контекстной диаграмме. УФО-элемент формально можно представить в виде кортежа: e = , (2) где U – «Узел», т.е. множество выходных и входных связей, характеризующих узел, который занимает определяемая система; F – «Функция», т.е. класс функций, характеризующий способы или процессы (процедуры) преобразования входных связей узла в выходные; O – «Объект», т.е. множество свойств (признаков), характеризующих класс объектов, реализующих данный класс функций [2]. Для дальнейшего представления компонентов кортежа (2) будем использовать уже устоявшийся алгебраический аппарат, основанный на агрегировании элементов теории паттернов Гренандера и исчисления процессов Милнера и представленный в многочисленных работах исследователей, например, [1, 2, 5]. Таким образом, компонент кортежа U можно представить как: U = (L?, L!), (3) где L? L – множество входных связей этого узла, а L! L – множество его выходных связей. Компонент F можно представить следующим образом: F = (P, P 0 , L), (4) где P – множество подпроцессов процесса, соответствующего «Функции», которые реализуются УФОэлементами, принадлежащими классу E -1 нижестоящего уровня, декомпозирующего класс E, P 0 P – множество интерфейсных подпроцессов, причем в число входных связей множества подпроцессов P? входит множество связей L?, а в число выходных связей множества подпроцессов P! входит множество связей L!; L L -1 – множество внутренних связей нижестоящего уровня. Компонент O можно представить так: О = (n, , ?, !), (5) где n – имя «Объекта» из множества N имен объектов (n ∈ N); – множество признаков «Объекта» n; ? – множество показателей связей L?; ! – множество показателей связей L!. Как уже было сказано выше, вопрос автоматизации процесса построения УФО-моделей поднимался достаточно давно и нашел свое отражение в ряде работ. Одной из отправных точек для авторов стала работа [6], где был предложен алгоритм автоматизированного построения УФО-модели на базе контекстной диаграммы с внешними связями моделируемой системы, используя имеющиеся библиотечные элементы из какой-то предметной области. Суть этого алгоритма в нескольких словах: 1. Рассматриваются входы контекстной диаграммы и из библиотеки элементов выбирается тот, который закрывает наибольшее число входов. 2. Пункт 1 рекурсивно повторяется до тех пор, пока есть свободные входы и/или есть подходящие библиотечные УФО-элементы. 3. После того, как по результатам выполнения пунктов 1-2 сформирован «слой» элементов, полностью или частично задействовавший входные связи контекстной диаграммы, процесс повторяется, но уже для выходов этого сформированного слоя, за исключением тех из них, которые совпали с выходами системы. В работе предполагалось, что конфигурирование УФО-элементов производится с учетом правил системной декомпозиции: 1. Правило присоединения: элементы должны присоединяться друг к другу в соответствии с типами присущих им связей. 2. Правило баланса: при присоединении элементов друг к другу (в соответствии с правилом 1) должен обеспечиваться качественный и количественный баланс «притока» и «оттока» по входящим и выходящим функциональным связям. 3. Правило реализации: при присоединении элементов друг к другу (в соответствии с правилами 1 и 2) должно быть обеспечено соответствие интерфейсов и объектных характеристик функциональным. 4. Правило замкнутости: внутренние (поддерживающие) связи/потоки элементов в системе должны быть замкнутыми. При этом предполагалось, что разработчик, использует только так называемые «логистические» конфигурации, которые предполагают преобразование элементом (точнее его функциональной составляющей) входа в выход того же типа или в выход типа, которого еще не было в данной декомпозиции. Несмотря на сформулированный алгоритм, дальнейшее развитие в виде работающего инструментария этот подход не получил. Авторы предполагают, что практическая реализация требовала уточнения ряда моментов этого подхода, что имело далеко неоднозначное решение: 1. Практическая реализация правила баланса требует понимания того, насколько «совместимы» стыкуемые УФО-элементы. По сути, для контроля этого правила использовались только имена связей и в случае совпадения имен выходной связи одного 14
Page 2 and 3: «ИНТЕРНАУКА» Научн
Page 4 and 5: Содержание Статьи
Page 6 and 7: Журнал «Интернаука
Page 46 and 47: σ ∙ L s ∙ T −1 σ 2 ∙ L s
Page 64 and 65:
Журнал «Интернаука
Page 66 and 67:
Page 68 and 69:
show all

6(40)

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?