Содержание к диссертации
Введение
1. Анализ проблем и их решений в области предоставления и использования сетевых сервисов 11
1.1 Анализ проблем 11
1.2 Анализ существующих подходов к решению проблем . 16
1.3 Анализ использования технологии DSD 32
1.4 Постановка задачи диссертационного исследования 41
2. Разработка концептуальной модели системы поддержки пользователя при использовании сетевого сервиса 43
2.1 Разработка подхода к созданию системы поддержки использования сетевых сервисов 43
2.2 Разработка архитектуры СПИС с учетом концепции персонал изаци и использования сетевых сервисов 49
2.3 Разработка моделей отдельных компонентов СПИС на основе методов ООА 52
2.4 Основные выводы по второй главе 61
3. Разработка математических моделей и структур данных для поддержки пользователя при использовании сетевого сервиса 63
3.1 Разработка математических моделей для методов формализации абстрактных приоритетов пользователя 63
3.2 Разработка структур и моделей данных для компонент архитектуры СПИС 68
3.3 Разработка математических моделей для компонент модели архитектуры СПИС .91
3.4 Основные выводы по третьей главы 99
4. Разработка прототипа СПИС и оценка эффективности его работы 102
4.1 Разработка требований к архитектуре прототипа СПИС 102
4.2 Анализ компонентов прототипа СПИС и их программная реализация 106
4.3 Тестовые испытания для оценки эффективности работы прототипа СПИС 116
4.4 Анализ результатов тестовых испытаний прототипа СПИС и основные выводы четвертой главы 121
Заключение , 124
Список Литературы
- Анализ существующих подходов к решению проблем
- Разработка архитектуры СПИС с учетом концепции персонал изаци и использования сетевых сервисов
- Разработка структур и моделей данных для компонент архитектуры СПИС
- Анализ компонентов прототипа СПИС и их программная реализация
Введение к работе
Число пользователей, которые используют в повседневной жизни мобильные устройства, такие как КПК, смартфоны или коммуникаторы, постоянно растет. В свою очередь функциональность таких устройств претерпела в последнее время значительные изменения и их возможности сопоставимы уже с возможностями обычных персональных компьютеров. Это позволяет пользователям решать при помощи этих устройств «оффлайновые» и «онлайновые» задачи типичные для настольных компьютеров. Вот только небольшой круг таких задач: органайзер, менеджмент файлов, использование мультимедийных возможностей (просмотр видео и прослушивание аудио), работа с документами (текстовые документы, электронные таблицы и презентации), работа с электронной почтой и использование интернета. Т.е. потребности мобильных пользователей можно сравнить с потребностями пользователей стационарных компьютеров. Но, тем не менее, мобильные устройства все еще имеют ограниченные ресурсы, например энергетические или связанные с объемами хранимых данных, а так же ограниченные возможности ввода-вывода информации. Подходящим решением для преодоления данных ограничений является возможность использования пользователями мобильных устройств сетевых сервисов. Сетевые сервисы представляют
собой некоторую инкапсулированную функциональность, которую пользователь может однозначно идентифицировать и удаленно использовать. В качестве функциональности сервисов могут выступать не только услуги, исконно ориентированные на решение проблем в сфере вычислительной техники (как-то конвертирование файлов или распечатка документов), но и чисто бытовые услуги, например бронирование авиабилетов или номера в гостинице. Одно из препятствий для использования «онлайновой» функциональности - это высокая стоимость связи и относительная не распространенность необходимой инфраструктуры. Данная отрасль рынка информационных технологий находится сейчас на стадии своего развития, но является очень перспективной. Этому свидетельствуют большой интерес и инвестиции в данную область со стороны таких крупных компаний как Vodafone[85], Т-МоЫ1е[Щ, Nokia[%l] и Microsoft[%%]. Другим препятствием на пути повсеместного внедрения сетевых сервисов является отсутствие стандартных технологий, направленных на автоматизацию процесса использования сервисов. Повсеместно разрабатываемые в данный момент технологии для семантического описания и поиска сервисов, позволяющие автоматизировать процесс использования сервисов, достаточно нетривиальны. Это очень сильно усложняет их применение в условиях реальной жизни даже для квалифицированных специалистов. Следовательно, целесообразна разработка средств, направленных на облегчение применения и использования подобных технологий.
Актуальность применения сетевых сервисов, как в контексте мобильной так и стационарной вычислительной техники, была доказана в [1, 2]. Данная парадигма является многообещающим и уже довольно широко применяемым способом использования распределенных ресурсов. В качестве последних может выступать информация (например, файлы или документация), процессорное время (распределенные и удаленные вычисления) или предоставление распределенной функциональности.
Выше уже упоминалось, что потребности в получении информации и вычислительных ресурсов, у пользователей обычных компьютеров и мобильных устройств практически совпадают. И в том и в другом случае применение сетевых сервисов оправдано, и ведет к повышению уровня автоматизации и эффективности работы. Таким образом, независимо от типа используемого соединения с сетью и структуры самой сети, пользователям необходим эффективный доступ к сервисам. Проанализируем, что необходимо для предоставления подобного доступа к сервисам.
На рисунке 1 изображена схема взаимодействия разнообразных устройств. Можно выделить три составляющих данной структуры: стационарная сеть (на рисунке обозначена как Интернет[89]), беспроводная сеть и шлюз, который их связывает. Основными факторами, определяющими работу стационарных сетей, является стабильность подключения пользователя к сети, его относительно постоянное физическое местонахождение и возможность наличия в подобных сетях централизованных управляющих узлов. Эти факторы позволяют использовать достаточно дешевые и быстрые способы подключения к сети, например, такие как DSL[3] или локальная сеть (LAN)[4], а так же использовать стандартные и достаточно простые механизмы использования сетевых ресурсов. Беспроводные сети, в свою очередь, характеризуются противоположными факторами: зачастую отсутствие централизованных узлов управления, динамическое, нестабильное подключение к сети и изменяющееся пространственное положение пользователя, которое в большой степени влияет на качество соединения с сетью. Естественно, это определяет стоимость и скорость использования сети. Наиболее распространенные подключения в данном случае - это точки доступа WLAN[5], беспроводные Ad-hoc сети [6], GPRS[7] или ЕОСЕЩ сети и в меньшей степени, развивающиеся UMTS[9] сети.
Еще одним характерным отличием между использованием беспроводных и стационарных сетей является тип устройства, применяемого для
подключения к сети. В стационарных сетях это в основном настольные ПК, а в беспроводных сетях мобильные устройства типа КПК[10] или смартфоны[11]. Смартфоны мы не будем брать в расчет в силу еще больших технических ограничений, чем у КПК. Существует еще возможность использования ноутбуков в обоих типах сетей, но пользователь зачастую теряет мобильность передвижения. Многообещающей перспективой на будущее выглядят, так называемые, UMPC{Ultra-Mobile РС){\1\ - ультра компактные персональные компьютеры, обладающие сенсорным экраном и полноценной операционной системой (в случае UMPC - это Windows ХР). UMPC представляет собой не какое-то конкретное устройство, а концепцию создания мобильных ПК. В силу того, что на рынке только появилось первое поколение подобных устройств, они не избавлены от «детских болезней», например, таких как довольно малое время автономной работы. Исходя из всего этого, этого мы будем рассматривать только два типа устройств - ПК и КПК. Процессорная мощность и объем памяти современных КПК удовлетворяют практически всем требованиям, необходимым для нормального функционирования сетевых сервисов. Главной проблемой, мешающей полноценному использованию КПК в качестве мобильного терминала для сетевых сервисов, остаются ограниченные возможности ввода-вывода информации (в силу малых размеров экрана и отсутствия клавиатуры) и высокая стоимость использования мобильных сетей (имеется в виду коммерческих сетей). Из этого следует, что наиболее проблематично использование сетевых сервисов в условиях беспроводных сетей.
Рассмотрим теперь подробнее способы организации беспроводных сетей. Существует несколько вариантов построения беспроводной сети. Первый вариант это применение точек доступа WLAN или применение технологии GPRS/EDGE, с использованием инфраструктуры сотовых сетей. Данный подход используется в основном при коммерческой эксплуатации беспроводной сети.
Беспроводная сеть
I
Интернет *
' / \
I
Рисунок 1. Использование мобильных и стационарных сетей.
Предоставление функциональности, ресурсов и управление сетью осуществляется со стороны провайдера, который владеет точками доступа. В большинстве случаев сервисы являются специфичными для конкретного провайдера и напрямую зависят от него. В таких сетях пользователи могут использовать сервисы только в пределах той территории, которая покрыта провайдером, предоставляющим данные сервисы. В подобных сетях возможно применение технологий для предоставления сервисов схожих с теми, что используются в стационарных сетях.
Второй вариант организации беспроводной сети это, так называемые, я<і-/юс-сети[90]. Основной характеристикой данного подхода является отсутствие центрального элемента в сети. Вся функциональность и управление сетью распределяются между узлами, составляющими эту сеть. Узлы, в свою очередь, присоединяются к сети и покидают ее динамически. Отдельные устройства (узлы) взаимодействуют напрямую с другими устройствами. Они так же могут взаимодействовать с более удаленными устройствами, находящимися вне пределов прямой досягаемости, в несколько этапов (английский термин „ hop " - прыжок), используя в качестве посредников соседние устройства. Сервисы, в таких сетях, предоставляются любыми узлами и зачастую носят не коммерческий характер. Данные обстоятельства накладывают определенные ограничения на
функциональность сети и сервисов. В частности, отсутствие центральных узлов, влечет за собой необходимость применения распределенных механизмов управления сервисами. Другими словами, в подобных сетях не возможно применение технологий для предоставления сервисов, которые используются в стационарных сетях, а требуется разработка оригинальных механизмов.
Вышеописанные факторы обуславливают характер получения доступа к ресурсам сети (сервисам и т.д.). Имея доступ к сети, пользователь должен взаимодействовать с сетевыми ресурсами, т.е. выполнять некоторый набор типовых действий. Данный набор может варьироваться от пользователя к пользователю, но общее множество возможных действий остается однотипным. Давайте рассмотрим, какие принципиальные действия в контексте сетевых сервисов может выполнять пользователь при взаимодействии с сетью. В случае если пользователь хочет предложить другим пользователям возможность использования услуг собственного сервиса (в качестве первого пользователя может выступать как сетевой провайдер в стационарных сетях, так и обычный пользователь в Ad-hoc сетях), то он должен сделать свое предложение услуг известным для других пользователей сети. Таким образом, первое стандартное действие - это публикация услуг сетевого сервиса.
После того как один или несколько пользователей опубликовали свои услуги, эта информация может быть использована другими пользователями. Т.е. участники сети должны иметь возможность получить информацию о том, какие услуги сервисов представлены в сети, и кто их предоставляет. Итак, второе стандартное действие, которое пользователи выполняют в контексте сетевых сервисов - это поиск существующих в сети услуг сервисов.
Вслед за тем, как пользователь нашел некоторый сервис, услуги которого он хочет получить, ему необходимо напрямую связаться с данным
сервисом. Из этого следует, что третьим типовым действием является вызов сервиса, с целью получения предоставляемых им услуг.
Обобщая проведенный выше анализ, можно сделать вывод, что первый фактор, необходимый для предоставления и использования сетевых сервисов - это система управления сервисами, предоставляющая инфраструктуру и механизмы публикации, поиска и непосредственного вызова сервисов. Функциональность и структура данной системы управления определяются типом используемой сети и способом подключения к ней.
Очевидным является тот факт, что для реализации подобной системы управления сервисами, требуется описать услуги сервиса таким образом, чтобы данное описание отображало функциональность сервиса и имело формализованный вид, необходимый для выполнения машинно-зависимых операций. Описания сервисов могут быть реализованы с применением разнообразных языков представления информации. В зависимости от уровня выразительной способности применяемого языка(в пределах границ современных средств обработки языковых конструкций), определяется возможность автоматизации использования сервисов в системе управления сервисами.
Основной тенденцией последних лет в области предоставления сервисов является исследование возможностей автоматизации процесса использования сервисов[91]. Повсеместно разрабатываемые в данный момент технологии для семантического описания[92] и поиска сервисов, позволяющие автоматизировать процесс использования сервисов, достаточно нетривиальны. Это очень сильно усложняет их применение в условиях реальной жизни даже для квалифицированных специалистов. Следовательно, целесообразна разработка средств, направленных на облегчение применения и увеличение эффективности использования подобных технологий[93]. Целью данного диссертационного исследования является разработка математического и программного обеспечения для механизмов предоставления пользователям поддержки, с целью повышения
эффективности использования сервисов. В качестве языка описания сетевых сервисов применяется технология семантического описания сервисов DSD(DIANE Service Descriptions). Данная технология представляет собой многообещающий инструмент для семантического описания сетевых сервисов, а так же для автоматизации поиска и управления сервисами [94].
В первой главе рассматриваются основные понятия систем предоставления сетевых сервисов. Проводится анализ существующих подходов к предоставлению сервисов, анализируются существующие в данной области технологии, и связанные с ними проблемы. Так же в первой главе проводится анализ проблем использования сетевых сервисов, на основе которого формулируются задачи диссертационного исследования, и проводится их дальнейшая декомпозиция.
Во второй главе рассматривается концептуальная сторона предлагаемого подхода к предоставлению поддержки при использовании сервисов. Разрабатывается архитектура системы поддержки использования сервиса (СПИС) и ее компонент с применением методов объектно-ориентированного и функционального анализа.
В третьей главе рассматривается теоретический подход к созданию элементов СПИС, в частности проводится разработка математических моделей, алгоритмов и структур данных, которые требуются для практической реализации прототипа СПИС. В начале главы проводится анализ того, какие составляющие системы требуют разработки теоретического базиса, необходимого для реализации СПИС. Далее описывается разработка математических моделей и структур данных, необходимых для поэтапного построения, хранения и обработки формализованных приоритетов.
В четвертой главе рассматривается эффективность применения предложенных подходов на примере реализации программного прототипа СПИС, Проводится анализ и описывается процесс разработки программной реализации прототипа СПИС. Данные исследования базируются на
результатах, полученных в предыдущих двух главах, а точнее на концептуальных и математических моделях и структурах данных прототипа СПИС.
Исследования проводились в рамках федеральной целевой программы «Интеграция науки и высшего образования Российской Федерации на 2002-2006 гг.» по проекту «Фундаментальные исследования и новые технологии проектирования сложных технических систем» и частично поддержаны грантом РФФИ 03-07-90242 «Интернет-комплекс поддержки выполнения проектов фундаментальных исследований сложных систем с применением интеллектуальных технологий на базе экспертных систем» (2003-2005 гг.)
Практические и теоретические исследования диссертационной работы выполнялись в ходе научно-исследовательского проекта DIANE(Dienste In Ad-hoc Netzen).
Анализ существующих подходов к решению проблем
В этом разделе будет проведен анализ возможных подходов, к решению вышеописанных проблем, будут выявлены их сильные и слабые стороны, а так же будут более конкретно обозначены цели и задачи данного диссертационного исследования.
Существует несколько основных подходов описания сетевых сервисов. Наиболее распространенный подход это представления функциональности услуг сервиса при помощи описания вида входящих и исходящих данных сервиса, передающихся в виде текстовых сообщений. Большинство языков описания сервисов в данном подходе, базируются на технологиях синтаксического представления информации, например, таких как XML[\4]. XML (extensible Markup Language (англ.) - расширяемый язык разметки[95]) представляет собой язык для описания метани формации, т.е. информации об информации. Метайнформация в этом языке выражается при помощи специальных меток или тагов (англ. tag). XML-документ, размеченный при помощи тагов, может иметь жестко заданную структуру, заданную XML-схемой. XML- схема является, в свою очередь, тоже XML-документом, в котором определяется набор тагов, разрешенный для использования, а так же их структура и порядок применения. Белее детальную информацию об этом языке можно найти в [15].
Типичными представителем первого подхода к описанию функциональности услуг сервиса является язык WSDL(Web Service Description Language (англ.) - язык описания веб-сервиса)[16]. Данная технология применяется для описания наиболее распространенных сетевых сервисов - веб-сервисов (Web-Service)[\7]. Веб-сервис - это программная система, которая может быть идентифицирована при помощи URI {Unified Resource Identifier (англ.) - универсальный идентификатор ресурса). Данная система имеет открытый интерфейс, определенный и описанный при помощи XML. Другие системы могут находить веб-сервис при помощи его XML-описания. Так же они могут вызывать его, обмениваясь с ним через Интернет XML-сообщениями, формат которых задан в XML-описании веб-сервиса [18].
Стандартное описание WSDL содержит техническую информацию, необходимую для коммуникации с веб-сервисом, а так же описание формата входящих и исходящих данных веб-сервиса. WSDL является официальным языком описания веб-сервисов, изначально был разработан совместно IBM и.
Microsoft, в настоящее время он стандартизован организацией W3C[15], актуальная версия языка 2.0. WSDL-отсаше базируется на XML, и представляет веб-сервсис как набор конечных коммуникационных узлов, через которые при помощи обмена сообщениями могут осуществляться операции. Описание состоит из определения вокабуляра, определения сообщений и определения набора операций для взаимодействия с другими веб-сервисами. В вокобуляре определяются содержаться определения составных элементов, которые могут содержаться в сообщениях. Элементы определяются при помощи системы атомарных и сложных типов из XML-схемы[19]. Комбинация составных элементов определяет сообщение, которыми будут обмениваться веб-сервисы в процессе взаимодействия. Таким образом, веб-сервисы способны передавать информацию, состоящую из примитивных и составных типов данных. Взаимодействие между веб-сервисами определяется операциями. Чаще всего, во время выполнения одной операции принимается одно сообщение, производится его обработка, и результат посылается обратно в виде ответного сообщения.
Коммуникация между двумя веб-сервисами осуществляется при помощи обмена сообщениями, для обеспечения подобного взаимодействия используется протокол SOAP(Simple Object Access Protocol (англ.) - протокол доступа к простым объектам)[20]. SOAP - это простой протокол для обмена текстовыми сообщениями в формате XML между различными сетевыми узлами. Версия протокола 1.2 проходит в настоящее время стандартизацию в организации W3C. Информация передается по протоколу SOAP в виде сообщений, которые называются конверт (SOAP-Envelope), состоящего в свою очередь из заголовка (SOAP-Header) и тела (SOAP-Body). В заголовке конверта содержатся инструкции по обработке передаваемых данных и метаинформация относительно вызова удаленного узла. В теле конверта содержатся непосредственно передаваемые данные. Кроме конверта, сообщение SOAP включает в себя техническую информацию относительно отображения специфических типов данных клиентского приложения на типы данных SOAP. На сетевом уровне для передачи З ОЛ/ -сообщений применяются протоколы НТТР[2\], HTTPS[22] или SMTP[23].
Наряду с технологиями WSDL и SOAP третьей важной составляющей веб-сервисов является технология UDDI {Universal Description, Discovery and Integration (англ.) - универсальное описание, поиск и интеграция)[24]. UDDI представляет собой базирующийся в сети распределенный каталог, в котором пользователи могут регистрировать собственные сервисы или искать существующие. По этой причине UDDI еще называют «Служба Желтых Страниц». Фактический доступ к каталогу осуществляется, в свою очередь, так же при помощи ряда веб-сервисов. При регистрации сервиса в UDDI, для него создается учетная запись, называемая Регистрация Бизнеса {UDDI Business Registration).
Разработка архитектуры СПИС с учетом концепции персонал изаци и использования сетевых сервисов
В контексте сетевых сервисов, подходящим средством для предоставления механизмов, описанных в предыдущем разделе, может служить концепция персонализации. Это понятие обозначает процесс адаптации сервиса для каждого конкретного пользователя. Причем этот процесс затрагивает все элементы сервиса и процесс его использования. Интерфейс пользователя должен зависеть от аппаратных возможностей устройства, на котором используется сервис. Ресурсы и функциональность, предоставляемые сервисом, должны отвечать требованиям и ожиданиям конкретного пользователя. Для реализации данной концепции применительно к технологии DSD, была разработана модель персонализации сетевого сервиса, представляющая функциональность СПИС. На рисунке 9 изображена принципиальная схема модели, которая была предложена в данной работе в качестве архитектуры СПИС. Самый нижний блок в модели - это связующая система управления сервисами, на рисунке она обозначена как „Система управления сервисами DSD" (СУС DSD). Данная система была разработана в проекте DIANE, и рассматривается в данной работе только с точки зрения предоставляемых ею возможностей описания и менеджмента сетевых сервисов. Система реализует базовый функционал для использования существующих сетевых сервисов или предоставления собственных. В частности, здесь происходит сравнение запроса пользователя с имеющимися предложениями сервисов и вычисляется оценка их соответствия данному запросу. Так же пользователь может «опубликовать» собственное предложение сервиса в сети. Система располагается физически на локальном компьютере пользователя. Взаимодействие с другими пользователями происходит через логический-overlay сети - это может быть, например, Интернет или беспроводная ad-hoc сеть. В качестве контрагентов для данной системы могут выступать пользователи, использующие эту же систему, веб-сервисы или системы совместимые с ними. Более детально технология DSD была представлена в первой главе, а так же информацию о ней можно найти в [41], более детальное описание СУС DSD можно найти в [43].
В модели персонализации на рисунке 9 можно выделить следующие основные элементы: Адаптируемый графический интерфейс (далее АГИ), Коммуникационный фасад (далее КФ), Семантический профиль пользователя (далее СПП), Контроллер управления приоритетами (далее КУП) и Система управления методами аппроксимации (далее СУМА). Более детальное описание структуры и алгоритмов функционирования отдельных составляющих будет приведено далее.
АГИ представляет собой модульную структуру для отображения потоков ввода и вывода информации в виде, зависящем от конечного устройства пользователя. В рамках данной диссертационной работы не рассматривается анализ процесса создания АГИ. Данный модуль специфичен для каждого конкретного поставщика системы использования сетевых сервисов. Фактически, при непосредственном создании клиентского приложения, разработчики должны разработать собственный модуль АГИ. Разработка нового представления интерфейса пользователя, требует реализации модуля, который бы соответствовал спецификациям устройства пользователя. Взаимодействие с коммуникационным фасадом происходит через заданные программные интерфейсы, что позволяет использовать различные модули АГИ без изменения структуры и функциональности остальных частей системы. Элементы модели СПИС, которые выделены светлым цветом на рисунке 9, являются центральной частью научных исследований, проводимых в рамках данной диссертационной работы. В следующем разделе рассматриваются модели для каждой из этих компонент.
Разработанная концептуальная модель СПИС является результатом последовательного проведения анализа положения системы в структуре использования сетевых сервисов, а затем анализа функциональных особенностей системы. Разработанная функциональная модель системы помогла выделить основные составляющие компоненты СПИС, и определить круг выполняемых ими задач. Так же следует отметить, что проведенный функциональный анализ позволил определить основные процессы взаимодействия между компонентами СПИС. Еще одним важным результатом проведенного анализа является распределение задач, которые необходимо решить в рамках отдельных компонент СПИС, для реализации соответствующей функциональности. На основании перечисленных выше фактов можно сделать вывод о том, что разработанная концептуальная модель СПИС обладает необходимой функциональностью для решения задач поддержки пользователя, сформулированных в первой главе.
Структура и функциональность конкретного АГИ полностью зависит от конечного клиентского приложения. В свою очередь данное приложение отвечает требованиям устройства, которое использует пользователь. Таким образом, представление отображаемой АГИ информации определяется ТТХ устройства пользователя. Для обеспечения модульности АГИ необходимо, чтобы вид входящей и исходящей информации изменялся в зависимости от реализации самого АГИ, а содержание потока информации определялось коммуникационным фасадом. Из этого следует, что реализация системы поддержки использования сервисов DSD, должна не зависеть от реализации клиентского приложения, и в том числе от реализации конкретного АГИ. Единственным ограничением служат коммуникационный интерфейс и протокол для взаимодействия клиентского приложения и СПИС, т.е. должна существовать возможность «свободного связывания» СПИС с любым приложением пользователя, которое поддерживает соответствующий протокол. Входящие данные, поступающие от АГИ должны содержать спецификацию относительно того, какую форму должен иметь информационный поток в обратном направлении. Всего можно выделить четыре различных варианта представления исходящих данных; объектное представление информации, текстовая информация, текстовая информация с изображениями или файловое представление информации.
Разработка структур и моделей данных для компонент архитектуры СПИС
Разработанная концептуальная модель СПИС является результатом последовательного проведения анализа положения системы в структуре использования сетевых сервисов, а затем анализа функциональных особенностей системы. Разработанная функциональная модель системы помогла выделить основные составляющие компоненты СПИС, и определить круг выполняемых ими задач. Так же следует отметить, что проведенный функциональный анализ позволил определить основные процессы взаимодействия между компонентами СПИС. Еще одним важным результатом проведенного анализа является распределение задач, которые необходимо решить в рамках отдельных компонент СПИС, для реализации соответствующей функциональности. На основании перечисленных выше фактов можно сделать вывод о том, что разработанная концептуальная модель СПИС обладает необходимой функциональностью для решения задач поддержки пользователя, сформулированных в первой главе.
Структура и функциональность конкретного АГИ полностью зависит от конечного клиентского приложения. В свою очередь данное приложение отвечает требованиям устройства, которое использует пользователь. Таким образом, представление отображаемой АГИ информации определяется ТТХ устройства пользователя. Для обеспечения модульности АГИ необходимо, чтобы вид входящей и исходящей информации изменялся в зависимости от реализации самого АГИ, а содержание потока информации определялось коммуникационным фасадом. Из этого следует, что реализация системы поддержки использования сервисов DSD, должна не зависеть от реализации клиентского приложения, и в том числе от реализации конкретного АГИ. Единственным ограничением служат коммуникационный интерфейс и протокол для взаимодействия клиентского приложения и СПИС, т.е. должна существовать возможность «свободного связывания» СПИС с любым приложением пользователя, которое поддерживает соответствующий протокол. Входящие данные, поступающие от АГИ должны содержать спецификацию относительно того, какую форму должен иметь информационный поток в обратном направлении. Всего можно выделить четыре различных варианта представления исходящих данных; объектное представление информации, текстовая информация, текстовая информация с изображениями или файловое представление информации. Для каждого из представлений должно быть указано ограничение на максимальный размер, а так же может быть выбран способ форматирования данных. Возможны три варианта форматирования: формат HTML, формат XML и без форматирования. Базовая функциональность для описанного выше гибкого изменения структуры исходящих данных реализовано в коммуникационном фасаде. Описание КФ приведено в следующем абзаце. Перед его детальным рассмотрением, необходимо более подробно остановиться на сочленении СПИС и клиентского приложения. На рисунке 10 изображена UML-диаграмма[78] описывающая ход интерактивного взаимодействия между АГИ и остальными элементами СПИС.
КФ управляет потоками входящих и исходящих данных, а так же отвечает за коммуникацию с остальными блоками системы. В данном блоке происходит преобразовании исходящей информации в вид, требуемый АГИ (вид исходящей информации может быть явно задан пользователем или может быть установлен в АГИ разработчиком клиентского приложения, которое и передает эти данные дальше в КФ). Исходящая информация - это результаты выполнения запроса пользователя в СУС DSD. В диаграмме на рисунке 10 - это преобразование представлено последним сообщением от КФ к АГИ. Исходя из задач, которые призван решать КФ, можно сделать вывод о том, что реализация КФ должна представлять собой программный интерфейс высокого уровня, который объединяет в себе программные интерфейсы других блоков СПИС. Другими словами, КФ представляет собой централизованный коммуникационный шлюз, предоставляющий интерфейсы для стандартных протоколов взаимодействия со СПИС, а так же механизм распределения потоков данных между остальными блоками СПИС. Выше уже отмечалось, что еще одной функцией КФ является адоптация вида исходящих данных под требования формата, заданного в АГИ. Т.к. основная функция КФ - это регулирование потоков данных и централизация информационного обмена СПИС, а механизм адоптации исходящей информации несет лишь вспомогательную нагрузку, то его реализация должна быть по возможности выполнена с наименьшими программными и временными затратами. Подходящим решением в данном случае может служить применение сторонней функциональности, выполняющей преобразование данных в требуемый вид. В контексте описываемой диссертационной работы реализация подобного подхода наиболее оправдана в форме использования соответствующих сетевых сервисов. Целесообразность такого решения обусловлена существованием СУС DSD, которая может быть использована для поиска и вызова сервиса, предоставляющего требуемые услуги преобразования данных. На рисунке 11 представлена диаграмма состояний [79], описывающая процесс адоптации исходящих данных СПСИС в блоке КФ.
Анализ компонентов прототипа СПИС и их программная реализация
В первом разделе данной главы была представлена математическая модель процесса формализации приоритетов пользователя, основывающаяся на общей теории множеств. Математическая модель содержит два элемента, для которых требуется задать конкретные функции и методы. Данные элементы - это преобразование формализации TF, и функция вычисления уровня соответствия BF. Преобразование формализации TF может быть задано как некий метод или алгоритм, который производит непосредственное преобразование абстрактных приоритетов в формальные. Абстрактные приоритеты - это понятие, не имеющее какого-либо математического или физического представления, и которое можно выразить только на качественном уровне. Таким образом, данную информацию необходимо получить от пользователя в форме, которая была бы пригодна для компьютерной обработки. Подобная форма информации требуется для автоматизации процесса формализации приоритетов. Очевидным является то, чтобы получить подобную информацию, пользователь должен интерактивно выразить качественную информацию в машинно-понятной форме, которая пригодна для использования в качестве входных данных формальных алгоритмов. Таким образом, требуется сформулировать процедуру интерактивного получения данных от пользователя и вид получаемых от него данных.
В научных экономических исследованиях, а точнее, в исследованиях, относящихся к дисциплине маркетинг[45], существуют методы для изучения приоритетов потребителей [46]. Данные методы применяются в маркетинговых исследованиях [47] с целью выяснить предпочтения потребителей относительно товаров или других объектов, рассматриваемых маркетингом. Результаты этих исследований могут быть использованы для определения потребностей целевой группы потребителей в товарах или услугах, либо для определения наиболее подходящего продукта, либо услуги для конкретного потребителя или группы потребителей. Общим во всех методах изучения приоритетов потребителей является интервью, в котором потребитель выражает свою оценку относительно предоставленных ему данных. В ходе такого интервью собирается информация, которая затем обрабатывается различными способами, в зависимости от конкретного метода. Различие между методами изучения приоритетов заключается в алгоритмах обработки информации, полученной от респондента, в процедуре проведения интервью, а так же в форме и содержании тестовых данных, предоставляемых респонденту для оценки в ходе интервью. В зависимости от процедуры проведения интервью, оно может состоять из одной или нескольких частей, в которых респонденту могут предоставляться разнообразные тестовые данные. После проведения интервью, информация, полученная в ходе него, и тестовые данные подвергаются обработки для выяснения зависимости между ними. В общем случае данная зависимость является математической оценкой предпочтений потребителей. Среди всех методов измерения предпочтений потребителей можно выделить две основные группы методов[48]. Первая группа методов основана на том принципе, что сначала респондент должен явно оценить каждое значение атрибута, а потом, основываясь на своих оценках из первого шага, определить степень важности каждого атрибута. Далее, например, может быть вычислена важность атрибутов конкретного продукта, или определена общая приоритетность атрибутов. Данная группа методов называется Self-ф//сдг/оя(самостоятельное разъяснение англ.)[49] или Self-Explication Analyse{SEA). Вторая группа методов базируется не на том, что предпочтения потребителя базируются на субъективных оценках атрибутов и их значений, а на единообразной оценке наборов значений атрибутов, т.е. конкретных продуктов. В ходе подобного эксперимента респондент должен ранжировать множество альтернативных продуктов(наборов значений атрибутов), основываясь на субъективной оценке приоритетности каждого продукта. На основе данных, полученных от пользователя, производится расчет[50] важности атрибутов и оценок приоритетности конкретных значений атрибутов. Данная группа методов называется Conjoint Based Methods(MeToj}.bi, основанные на консолидации англ.)[51] или Conjoint Analyse(CA). В свою очередь, методы этой группы различаются по применяемой процедуре обработки тестовых данных. Существует упрощенная процедура расчета[52] предпочтений потребителя, которая не требует сложных математических расчетов или каких-либо дополнительных расчетов, предназначенных для создания тестовых данных. Данный вариант анализа имеет довольно большую погрешность вычисления и может быть применен только для небольших экспериментов, в связи с этим подобные подходы практически не используются в современной практике. Для того, чтобы избежать ошибок в расчетах, вторая группа conjoint-методов использует тестовые данные специального вида, и соответствующую процедуру их обработки[53].
