Введение к работе
Актуальность проблемы.
В настоящее время, проблема модернизации информационных систем в области образовательных учреждений занимает все большее внимание как зарубежных, так и отечественных исследователей. Разрозненные системы, автоматизирующие один или группу бизнес-процессов, не связанные друг с другом, снижают общую управляемость вуза. При этом существующие решения, как правило, достаточно эффективно решают задачи, для которых они создавались и с помощью этих систем накоплен большой наработанный банк данных. Для эффективной работы образовательного учреждения требуется простой и удобный доступ к необходимым данным из любого структурного подразделения, при этом требуется избегать повторного ввода данных. Одним из решений проблемы связности между системами является построение централизованных систем, но это приводит к необходимости решения сложной задачи конвертации накопленных данных. Использование централизованных систем с единым хранилищем данных затрудняет независимую модификацию элементов интегрированной системы. При этом также имеется сложность при интеграции территориально распределенных систем. Одним из важнейших свойств информационно-управляющей системы является приспособляемость к возможным изменениям, таким образом, система должна обладать возможностью простой модификации своих компонентов. Для решения проблем, возникающих при использовании централизованных систем можно связать (интегрировать) существующие системы подразделений вуза в единую информационную систему, обеспечив взаимодействие интегрированных систем подразделений как элементов единой системы. Это позволит объединить работающий инструментарий образовательного учреждения в единую систему и качественно улучшить его управление, а также сократит трудозатраты на ввод и обработку документов за счет исключения необходимости повторного ввода. При этом, с одной стороны, позволит пользователям продолжать использовать привычные программные продукты, а с другой стороны, обеспечит доступность пользователей всей необходимой информацией. Таким образом, исследование методов интеграции, обеспечивающих независимую модификацию и позволяющих использовать накопленный багаж данных, является актуальной задачей.
Цель и задачи исследования. Целью данной работы является разработка математических и программных средств, обеспечивающих интеграцию независимых информационных систем подразделений образова-
тельных учреждений в единый гетерогенный распределенный информационный комплекс, позволяющую независимую модификацию интегрированных элементов. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
Исследовать информационные потоки вузов и оценить возможность построения интегрированного информационного пространства. Разработать обобщенную информационную модель вузов, обеспечивающую построение интегрированную информационную систему, не использующую распределенные транзакции
Проанализировать методы, подходы и технологии интеграции с точки зрения их применимости в области образовательных информационных систем
Построить модель обмена информацией, которая позволит обеспечить независимую модификацию элементов интегрированных информационных систем
Разработать и реализовать методику преобразования информационных систем подразделений в элементы единого распределенного информационного комплекса
Разработать и исследовать прототип интеграционной платформы для обеспечения процесса интеграции информационных систем, независимой модификации интегрированных компонентов и возможности автоматического добавления новых компонентов в систему
Объект исследования
Объектом данного исследования является процесс объединения разнородных информационных систем в интегрированный информационный программный комплекс; методы построения единого, распределенного, кластируемого информационного пространства образовательного учреждения; методы и технологии независимой модификации компонентов интегрированных систем
Методы исследования
В основе проводимых в диссертационной работе исследований были использованы следующие научные методы. При анализе систем интеграции и описания модели данных использовались методы системного анализа. При построении информационной модели использовалась теория множеств. При построении архитектуры системы использованы концепции сервис-ориентированного программирования. При разработке модели интегрированной платформы был использован асинхронный подход при построении алгоритмов служб обмена сообщениями и концепции архитектуры, управляемой событиями.
Научная новизна состоит в следующем:
Предложена модификация модели информационного пространства вуза, обеспечивающая синхронизацию глобальных данных на основе прав владения без использования распределенных транзакций.
Предложена новая модель пересылки сообщений, обеспечивающая независимую модификацию отдельных подсистем интегрированного информационного комплекса, основанную на передаче прав на модификацию глобальных сущностей (прав владения) между элементами интегрированной информационной системы.
Предложен новый алгоритм маршрутизации сообщений, использующий предложенную автором модель информационного пространства и реализующий модель пересылки сообщений.
Разработано оригинальное программное обеспечение (интеграционная платформа, сервисный стек которой зарегистрирован во ВНТИЦ), обеспечивающее интеграцию информационных систем подразделений вузов в единую информационную систему.
Практическая ценность работы заключается в создании программного обеспечения для интеграции действующих информационных систем в единую систему. Разработанная интеграционная платформа внедрена в МГТУМИРЭА и позволила объединить его информационные системы. Научные положения диссертационной работы внедрены в учебный процесс МГТУ МИРЭА при чтении курса «Проектирование информационных систем». Реализация интеграционной платформы позволило значительно снизить нагрузку на службу технической поддержки и улучшить качество клиентов.
Апробация работы
Основные результаты работы доложены на следующих конференциях: ИВТН-2011, XXI МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ «ПРИМЕНЕНИЕ НОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ОБРАЗОВАНИИ» («ИТО-Троицк-2010»), «Международная конференция "Информационные технологии в образовании ИТО-Москва-2010», Телематика'2010: XVII Всероссийская научно-методическая конференция, III Международная научно-практическая конференция Информационная среда вуза XXI века (2009), Научно практические конференции МИРЭА (2007, 2008, 2009, 2010, 2011)
Публикации
Результаты теоретических и прикладных исследований опубликованы в 11 научных статьях, в том числе в журналах из перечня ВАКа. По теме диссертации получено свидетельство о регистрации алгоритмов и программ во ВНТИЦ.
Похожие диссертации на Математическое и программное обеспечение интеграции независимых информационных систем образовательного учреждения в единый гетерогенный информационный комплекс
