Содержание к диссертации
Введение
1. Проблемы формирования N-вариантных программных структур мультиверсионных систем управления 10
1.1. Сложность программных структур мультиверсионных систем управления 10'
1.2. Надежностные характеристики программных структур систем управления; 22
1.2.1. Надежностная характеристика программного модуля 22
1.2.2. Обеспечение надежности программ с помощью введения избыточности 28
1.3. N-вариантное программирование как методология проектирования мультиверсионных систем управления 32
Выводы 40
2. Оптимизационные модели формирования N-вариантных программных структур мультиверсионных систем 41
2.1. Формирование оптимального состава однофункциональной N-вариантной программной структуры 50
2.2. Формирование оптимального состава однофункциональной N-вариантной программной структуры с избыточностью 54
2.3. Формирование оптимального состава модулей многофункциональной N-вариантной программной системы 56
2.4. Формирование оптимального состава многофункциональной N- вариантной программной системы с избыточностью 58
Выводы 60
3. Многоатрибутивный выбор варианта модульных структур N- вариантных программных систем 62
3.1. Многоатрибутивный метод принятия решений на основе качественной информации 69
3.2. Проблемы несовместимости качественных данных 77
3.3. Многоатрибутивный метод принятия решений, исходя из качественной и количественной информации 79
3.4. Выбор варианта модульных структур N-вариантных программных систем 84 Выводы 90
4. Многоатрибутивное формирование N-вариантных программных структур взаимосвязанных проектов систем 91
4.1. Факторы и ограничения при многоатрибутивном выборе проектов мул инверсионных систем 91
4.2. Общая модель многоатрибутивного формирования взаимосвязанных проектов 94
4.3. Формирование взаимосвязанных проектов различных моделей N-вариантных систем 100
4.4. Анализ модели формирования проектов N-ВПС с взаимосвязанными ресурсами 106
4.5. Программные средства формирования N-вариантных программных структур мультиверсионных проектов 108
4.5.1. Основные сведения 109
4.5.2. Программная реализация процедур поиска 111
4.5.3. Элементы графического интерфейса пользователя разработанных пакетов решения задач 115
Выводы 121
Заключение 123
Список использованных источников 124
- Сложность программных структур мультиверсионных систем управления
- Формирование оптимального состава однофункциональной N-вариантной программной структуры
- Многоатрибутивный метод принятия решений на основе качественной информации
- Факторы и ограничения при многоатрибутивном выборе проектов мул инверсионных систем
Введение к работе
Актуальность работы: характеризуется: тем, что методология^ мультиверсиоиного проектирования современных, критичных по надежности систем управления, выполняющих ключевые функции многих технологических, производственных и организационных процессов, включает этап; формирования1 N-вариантных программных структур, реализуемых на базе универсальных или специализированных: ЭВМ. Сложность подобных; процессов наряду с: моделями объекта управления определяет: и: сложность: программных средств, системы управления; А от качества функционирования? подобных систем: зависят безопасность человеческих, жизней: и экономическая; стабильность, как отдельных предприятий ;так и целых регионов.
N-вариантное: программирование, реализующее: методологию избыточности; является/ одним из наиболее распространенных подходов к: реализации отказоустойчивости программных систем" [І]. В то время, как: разработка программного: обеспечения имеет характерные особенности, накладывающие - ограничения; на; реализацию; программной; составляющей^ критичных по; надежности: систем* управления, методология: мультиверсионного проектирования; как один из подходов к реализации идеи; введения избыточных аналогичных элементов в^ структуру системы программного обеспечения, на" практике доказала? свою эффективность. С использованием, данной^ методологии были реализованы, программные комплексы систем1 управления; летательными; аппаратами, атомными электростанциями и т.п. [2,14,27,31,33-38,73-75,87-89].
В настоящий момент времени: на; этапе проектирования; системы управления1 немалое значение приобретают время: и финансовые средства, затраченные на разработку [94]. Эффективность технологий проектирования программных структур отражается непосредственно на совокупных затратах: на создание комплексов управления объектами. Кроме того, доступность инструментальных средств; автоматизации для разработки: N-вариантных
комплексов программного обеспечения определяет длительность создания комплекса программ и общую производительность труда специалистов в коллективе разработчиков.
Формирование избыточного комплекса программ, как один из этапов проектирования, мультиверсионнои системы управления, во многом определяет общие показатели производительности. Рациональное структурное построение N-вариантных программных комплексов гарантирует достаточно полное использование ресурсов ЭВМ, являющееся залогом качественного решения функциональных задач систем управления. В свою очередь, задачи формирования N-вариантной структуры, которые могут решаться в любых программных средствах, абстрагированы от конкретной управляющей системы, что позволяет рассматривать методы их решения отдельно от целевого назначения системы управления.
Кроме того,- технологические особенности проектирования N-вариантных комплексов программного обеспечения, дополняя проблему структурного программного проектирования, выводят ее в разряд общих проблем разработки методов и автоматизированных систем проектирования сложных программных комплексов систем управления. Потенциальная возможность широкого применения таких систем для различных программных средств делает рентабельной их разработку [52].
Поэтому проблеме формирования программных комплексов, проектируемых на основе принципов программной избыточности, в настоящее время уделяется значительное внимание. Проблематика проектирования программных комплексов с использованием методологии N-вариантного программирования рассматривалась в работах А.Авижиениса, Н.Ашрафи, О.Бермана, М.Катлера, Дж.Ву, К.Яо, Р.К.Скотта, Д.МакАллистера, К.Е.Гросспитча, И.В. Ковалева, Р.Ю. Царева, А.А. Попова и многих других. Однако основной трудностью проводимых до сих пор исследований являлось отсутствие формальных теоретических методов, использующих единый терминологический базис. Следует отметить также и
относительно невысокую эффективность используемых до настоящего момента времени методов формирования N-вариантных. программных структур мультиверсионных систем управления.
Таким і образом,. высокая t сложность и практическая- значимость задачи^ формирования; N-вариантных программных структур для, критичных по: надежности мультиверсионных: систем управления, необходимость, в построении: единого? базиса* для; решения' описанной; проблемы: наряду с высокой практической* и, теоретической значимостью формального математического аппарата обусловили выбор темьг диссертационного исследования и определили ее актуальность.
Целью диссертационной работы является: разработка и обоснование модельного и^ программно-алгоритмического: аппарата для; решения; задач формирования N-вариантных программных структур критичных по надежности мультиверсионных систем управления.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
формализация^ задач5 формирования N-вариантных программных структур критичных по надежности мультиверсионных систем управления;_
исследование свойств: построенных; оптимизационных моделей и; определение класса оптимизационных задач;
изучение свойств, полученного класса оптимизационных задач,. обоснование и построение математических методов: и алгоритмов- решения полученных задач оптимизации;
- программная реализация и тестирование построенных алгоритмов;.
Методы^ исследования. Для? решения поставленных задач
использовался^ аппарат теории множеств, теории:вероятностей, исследования операций, дискретной оптимизации, математического программирования.
Научная новизна работы:
1. Модифицировано основное уравнение постархитектурной модели Б.У. Боэма СОСОМО П^ позволяющее оценить стоимость N-вариантного программного обеспечения мультиверсионных систем управления,
2. Выполнена модификация оптимизационных моделей формирования
N-вариантных программных структур для многофункциональных
мультиверсионных систем управления,, проведена их. линеаризация и
решение с применением алгоритма схемы.метода ветвей и границ,
3. Впервые предложены: многоатрибутивные драйверы затрат,
выбираемые в соответствии1 с их. общей значимостью для= совокупности
программных проектов, включая N-вариантные: программные структуры
мультиверсионных систем, причем каждый драйвер затрат определяет
умножающий фактор, который позволяет оценить эффект действия атрибута
на величину трудозатрат.
4. Предложен и; реализована новый; подход, позволяющий включить
качественную информацию1 в процесс, решениям задач: многоатрибутивного
выбора варианта модульных структур N-вариантного ПО мультиверсионных
систему правления;
Значение для теории. Результаты, полученные при- выполнении диссертационной работы, создают теоретическую основу для; разработки многоатрибутивных методов и алгоритмов- направленных на: эффективное формирование N-вариантных программных структур критичных по надежности мультиверсионных систем управления и обработки информации.
Практическая ценность. Разработан* формальный: аппарат, обеспечивающий компьютерную поддержку методов- многоатрибутивного формирования N-вариантных программных: структур для' информационно-управляющих систем, критичных по надежности.* Модельное и программно-алгоритмическое обеспечение средств компьютерной поддержки позволяет в интерактивном режиме специалисту проблемной области эффективно решать задачи многоатрибутивного выбора: и; принятия решений по составу системных и: прикладных компонентов, программной' структуры мультиверсионных систем управления, структур подсистем обработки, и хранения данных с учетом способов взаимодействия: этих компонентов.
обеспечивающих гарантоспособность выполнения информационно-
алгоритмических задач в системах управления;
Достоверность полученных результатов подтверждается корректным: использованием; методологии* многоатрибутивного принятия: решений и теоретических: методов: анализа, и синтеза; структур сложных систем при: обосновании, полученных результатов; выводов; рекомендаций! и успешной апробацией; и демонстрацией; возможностей; разработанной- системы, компьютерной поддержки многоатрибутивного формирования N-вариантных программных структур мульти вереи он ных систем на практике.
Реализацияірезультатов работы;
Диссертационная^ работа выполнялась, по проектам межотраслевых программ: Минобразования; России* иі Минатома, России по направлению «Научно-инновационное сотрудничество» (проект VII-12); а также- в рамках тематического плана НИР ГУЦМиЗі (2001-2004 гг.), финансируемых из средств федерального бюджета.
Материалы, диссертационной5 работы введены: в учебные курсы, и используются^ при: чтении- лекций: для? студентов^ Государственного университета цветных металлов и золота.
Основные тезисы, выносимые на защиту.
Модифицированное уравнение постархитектурной; модели: Б.У.. Боэма GOGOMG' II: позволяет оценить, стоимость N-вариантного^ программного обеспечения, мультиверсионных систем ^управления- в период, когда уже сформирована архитектура': системы,, m выполняется^ дальнейшая-разработка N-вариантных структур программного продукта.
Использование- предложенных в работе многоатрибутивных: драйверов затрат для анализа N-вариантных: программных структур мультиверсионных систем;управления: позволяет оценить,эффект/действия; каждого атрибута на величину трудозатрат.
3- Разработанные: модели: щ алгоритмы многоатрибутивного формирования* N-вариантных программных: структур мультиверсионных
систем управления, позволяют использовать качественную информацию в процессе решения? задач: многоатрибутивного выбора варианта модульной структуры ПО, учитывая многофункциональность системы и взаимозависимости? проектов мультиверсионных систем управления, разделяющих общие ресурсы.
4; Предложенный; формальный? аппарат многоатрибутивного формирования- N-вариантных программных структур мультиверсионных: систем; управления, реализованный в виде системы компьютерной; поддержки, применим для: автоматизации; этапов анализа и. синтеза, критичных по надежности структур сложных систем управления и обработки информации различных классов.
Апробация работы. Основные положения; и= результаты работы прошли всестороннюю апробацию^ на; Всероссийских, и международных конференциях,.научных семинарах и научно-практических;конференциях. В том числе, на Всероссийских научно-технических конференциях «Перспективные материалы, технологии,, конструкции, экономика» (Красноярск, 2000-2004), на; Всероссийской научно-технической конференции: «Совершенствование методов поиска И: разведки, технология1 добычи; и; переработки руд» (Красноярск, 1996), на Всероссийских научно-технических конференциях «Проблемы-подготовки специалистов; в системе непрерывного образования» (Красноярск, 2002-2004); на международной AMSE-конференции «Modeling and; Simulation — MS'2004» (Lyon-Villeurbanne, Франция, 2004), на международной;: научной1 конференции «Information Technologies and Telecommunications in Education and Science — IT&T ES*2005» (Турция, 2005). Докладывались на научных семинарах кафедры Информационных технологий ГУЦМиЗ (2 001 -2 005 гг.).
По теме диссертации опубликовано 13 работ общим объемом; 3,4 печатных листа, список приводится в конце автореферата.
Сложность программных структур мультиверсионных систем управления
Современные системы управления, в тома числе, и мультиверсионные [1,70], строятся на базе универсальных или: специализированных ЭВМ; при этом сложность процесса и объекта управления, требования по его отказоустойчивости определяют сложность программных структур автоматизированной системы управления [49].
Мультиверсионная система реализуется на базе отказоустойчивой системной архитектуры [52]. Таким образом, устойчивой к сбоям (отказоустойчивой) является такая система, которая может продолжить работу после проявления некоторых системных сбоев. Другими словами, в мультиверсионных системах сбои не приводят к отказу системы. Устойчивость к сбоям и, следовательно, мульти вере ион ность исполнения системы необходима там, где отказ системы может стать причиной катастрофических последствий или где остановка работы системы приводит к большим экономическим потерям.
В качестве общих особенностей программных структур сложных систем управления отметим следующие [79,80]: - наличие общей задачи и единой цели функционирования для всей системы; - большое количество взаимодействующих частей или элементов, составляющих систему; - возможность расчленения на группы наиболее тесно взаимодействующих элементов - подсистемы, имеющие свое специальное назначение и цель функционирования; - иерархическую структуру связей подсистем и иерархию критериев качества функционирования всей системы; - сложность поведения; системы, связанную со случайным характером внешних: воздействий и большим; количеством обратных связей внутри системы; - устойчивость по отношению? к внешним и внутренним помехам и. наличие самоорганизации и адаптации к различным возмущениям;. - высокую надежность системыв целом, построенной из не абсолютно надежных компонент. Анализ структурно-сложных профаммных систем базируется: на применении; понятий; «профаммное средство», «комплекс профамм» и «профамма для ЭВМ»- [40,41]. Профаммное средство (ПС) - совокупность, профамм; определенного, назначения пригодных, для исполнения на ЭВМ прошедших испытания с зафиксированными; показателями: качества и. снабженных комплектом. документации, достаточной для квалифицированной эксплуатации по назначению и использования как продукции: производственно-технического назначения. Комплекс профамм (КП) - совокупность.взаимосвязанных профамм для ЭВМ; в основном как объект разработки? на; различных этапах- его: создания,, однако еще не достигший завершенного состояния, пригодного для тиражирования И: эксплуатации с определенными качественными: показателями.. Поэтому в процессе анализа: технологии- проектирования преимущественно используется термин; "комплекс профамм 1 и только после успешного завершения:; испытаний - термин «профаммное средство». В- понятие профамма включаются тексты любых профамм на языке профаммирования: или в объектном коде, пригодном для исполнения на ЭВМ. Рассматриваемые: профаммные средства реализуются на различных типах; ЭВМ;, характеристики которых определяются назначением и сложностью структуры ПС.. В системах управления в качестве реализующих ЭВМ могут применяться универсальные большие и- мини-ЭВМ, а также персональные или: специальные: ЭВМ; Общие принципы: технологии: проектирования; ПС для; систем управления1 достаточно универсальны, и основные, особенности проектирования связаньь с назначением ПС, с доступными ресурсами применяемых ЭВМ; с соответствием их назначению и сложности решаемых программами задач. Эти факторы влияют на рациональный; уровень, автоматизации проектирования, на: размер и сложность взаимодействия в коллективе разработчиков, на трудоемкость и: длительность создания-ПС и т.д. Однако принципы и методы проектирования ПС при; этом; меняются относительно: мало, что также характерно и для мультиверсионныхсистем.управления; Программные средства, использующиеся в системах управления, обладают всеми свойствами сложных систем. Они; содержат, большое количество (сотни и тысячи) компонент - модулей, тесно взаимодействующих в процессе: решениям общей целевой: задачи.. КП имеет единую цель, функционирования - обработку информации; и принятие решений для управления объектами, вплоть- до формирования: соответствующих управляющих воздействий. Для обеспечения взаимодействия компонент в: едином комплексе широко используются: иерархические структуры: с несколькими уровнями группирования, и подчиненности модулей. Каждый: модуль, имеет свою целевую: задачу и=-специфический частный критерий качества, как правило, не совпадающий с критерием; эффективности: всего комплекса. Однако: частные критерии качества модулейи.групппрограмм играют подчиненную роль относительно критериев качества; всего; КП и должны способствовать получению их допустимых; или экстремальных значений: Иерархическая структура широко используется при анализе критериев качества всего КП и его частей.. Создание; сложных систем- с заданными характеристиками при ограниченных ресурсах требует проведения определенного комплекса мероприятий для достижения поставлен ной; цели, который полу чил название -проект [М]. Целенаправленное управление проектом: предназначено для: пропорционального распределения ресурсов: между работами по созданию системы на протяжении всего цикла проектирования вплоть до внедрения системы в серийное производство [54]. В общем, случае: при; проектировании- необходимо создать, в. соответствии с принятым; критерием эффективности оптимальную систему управления или обработки информации при ограничениях-двух типов [45].
Первый тип (ограничений характеризует уровень современ н ых знаний теориш и методов решения; поставленных задач,, принципов; построения: основных функциональных алгоритмов, методов структурного построения, сложных систем и технологии их проектирования:
Формирование оптимального состава однофункциональной N-вариантной программной структуры
Для каждого фактора определяется оценка (по 6-балльной шкале). На основе оценки для каждого фактора по таблице Боэма определяется -множитель затрат ЕЩ{/—\,..., 17), Перемножение всех у множителей затрат дает множитель поправки постархитектурной модели.
Значение Мр отражает реальные условия выполнения программного проекта и, позволяет троекратно увеличить (уменьшить) начальную оценку затрат. Трудоемкость работы; с факторами затрат минимизируется за. счет использования специальных таблиц. От оценки: затрат легкое перейти: к стоимости проекта. Переход выполняется по формуле:
После определения затрат и: стоимости; можно оценить длительность разработки; N-вариантной) структуры. Модель GOGOMO I \ содержит уравнение для оценки.календарного времени TDEV, требуемого для выполнения, проекта. Для моделей всех уровней справедливо:. где В — ранее рассчитанный показатель степени. SCEDpercentage - процент увеличения] (уменьшения) номинального графика. Если нужно определить номинальный: график, то; принимается: 100і и правый; сомножитель в уравнении обращается в единицу. Следует отметить, что СОСОМО II ограничивает диапазон уплотнения/растягивания графика: (от 75% до 160%). Причина проста — если планируемый график существенно отличается от номинального, это означает внесение в проект высокого риска. Рассмотрим пример. Положим, что затраты на проект равны 20-человеко-месяцев. Примем, что все масштабные факторы номинальны (имеют значения 3);, поэтому; в соответствии с таблицей Боэма, показатель степени В - 1,16. Отсюда следует, что номинальная длительность проекта равнОтметим; что зависимость между затратами и количеством разработчиков носит характер, существенно отличающийся: от линейного. Очень часто увеличение количества разработчиков приводит, к возрастанию затрат. В чемтгричина? Ответ прост: увеличивается время на взаимодействие и обучение сотрудников, согласование- совместных решений;, возрастает время на определение интерфейсов между частями программной системы,.и, в первую очередь,, между N-вариантными структурами программной системы. Удвоение разработчиков- не приводит к: двукратному сокращению длительности проекта. Модель GOGOMOII явно утверждает, что длительность проекта является функцией требуемых, затрат, а, прямой зависимости от. количества сотрудников нет. Другими словами,, она.устраняет миф;нерадивых менеджеров в том; что добавление людей поможет ликвидировать отставание в проекте. COGOMO-II предостерегает от определения потребного количества сотрудников путем деления затрат на длительность проекта: Такой упрощенный подход часто приводит к срыву работ. Реальная картина имеет другой характер.-Количество людей; требуемых: на этапе планирования: и формирования, требований достаточно мало. На этапах проектирования; и кодирования потребность в увеличении команды возрастает, после окончания кодирования и тестирования численность необходимых сотрудников достигает минимума. Ранее во многих работах [69,71] было показано приложение общеизвестных, оптимизационных моделей, к задачам определения оптимального уровня: избыточности N-вариантных программных систем: Используемая базисная информация относительно надежностных и стоимостных показателей; модуля также позволяла устанавливать взаимосвязь (или выбирать) между двумя этими факторами. Разработанный Belli и Jedrzejowicz ряд моделей оптимизации для отказоустойчивого ПО [97] частично соответствует второй модели, предлагаемой в этой главе, однако их выражение надежности очень усложнено и не предлагается никакого решения поставленной проблемы. В более ранней работе использовался оптимизационный подход для определения уровня избыточности набора программных модулей, причем программная система состояла из нескольких независимых функций, и для программы, выполняемой функцию, были известны надежность и стоимость. Предлагаемая же совокупность моделей значительно развивает данный подход, так как мы имеет дело с N-вариантными программными системами, состоящими из одной или большего количества программ, причем каждая программа состоит из ряда модулей, последовательное исполнение которых соответствует успешной реализации функции. Ставится задача- определить оптимальный уровень избыточности программных модулей. Ниже рассматривается четыре модели, каждая из которых применима к различным структурам: N-вариантных (или мультиверсионных) систем ПО (от очень простой структуры к более сложной), а многообразие моделей дает проектировщику гибкость в выборе соответствующей модели для проектируемой программной системы. Итак, рассмотрим структуру моделей и представим постановку задачи и методы решения для каждой из них, введя: следующие условные обозначения: Ri - оценка надежности t -ro модуля; R - оценка надежности N-вариантной про грам мной системы; dj - стоимость разработки и сопровожденияу -й версии /-го модуля; В - ограничение по стоимости создаваемой N-вариантной программной системы. Как и ранее, имеют силу основные: предположения методологии N-вариантного проектирования: ПО, касающиеся, во-первых, использования методов модульного программирования; во-вторых, независимости разработки версий модулей и осуществимости оценки их надежности и стоимости с использованием модулей COTS-сопровождения; (эти модули производятся и тестируются независимо, поэтому их надежность может быть оценена- с помощью любой из доступных моделей, а их фактическая стоимость — это стоимость закупки и сопровождения); в-третьих, имеется ограничение на стоимость N-вариантной программной системы (N-ВПС).
Многоатрибутивный метод принятия решений на основе качественной информации
Этот раздел описывает потенциальные области применения «качественного» и «смешанного качественного» программирования, фокусируя внимание на выборе варианта модульных структур N-вариантных программных систем. В выборе участвуют N-вариантные программные системы, построенные по четырем различным моделям, приведенным в предыдущей главе. В данном случае особое внимание при выборе варианта программной системы уделяется базам данных (атрибуты из категории драйверов затрат DATA), с которыми непосредственно связаны модели.
Хотя этот подход разрабатывался в первую очередь для выбора варианта модульных структур N-вариантных программных систем, он тем не менее может быть использован при решении достаточно большого класса задач выбора, в которых часть доступных данных имеет только качественное выражение.
Наиболее показательны случаи применения данного метода в задачах производственного менеджмента, при выборе структуры узлов локальной вычислительной сети и при выборе состава программных средств. В указанных задачах часто присутствует относительная информация, для которой, для которой, как правило, не возможны прямые измерения. Например, при выборе узла сети, только анализ качественной информации доступен при характеристике потребительских свойств линии передач, уровнях перегрузки и спроса в будущем на этот тип линий. Далее остановимся на такой области эффективного применения метода, как выбор варианта построения N-вариантнои программной системы [17,19-22].
Рынок программных продуктов для микрокомпьютеров стремительно развивается. Программные системы, работающие с базами данных - это такой: тип программных продуктов, который интенсивно расширяется не только количественно, но качественно, что выражается в разнообразии предоставляемых функций и предлагаемых сервисов [16]. Атрибуты таких продуктов содержат смесь качественных. и количественных данных; и те и другие могут быть полезны при выборе варианта структуры программного продукта. Рассмотрим применение «смешанного качественного» программирования при выборе состава N-вариантой программной системы.
Табл. 3.6 показывает, что некоторые количественные данные относительно баз данных, такие как цена, например, не могут адекватно отразить отличие альтернатив. А количественная: информация, такая, как максимальное количество символов в строке, может повлиять (уменьшить полезность) на: ограничения, связанные с пользой для некоторых пользователей системы. Так 254 символа а строке в модели А-2 может быть в два раза предпочтительнее 127 символов модели А-1. Однако, 1530 символов в модели В-1 могут не быть в 12 раз предпочтительнее этого атрибута модели А-1, так как ЛПР может счесть, что ему никогда не понадобится строка такой длины. С другой стороны, ЛПР может счесть максимальную длину строки в модели В-2 в 16 символов априори неприемлемой. Это, однако, может быть компенсировано ссылкой (не отображенной в табл. 3.6), что модель В-2 имеет запрос экспертной системы [18]. Часто отмечается, что некоторые количественные данные могут быть несравнимы. Например, максимальное число записей в файле - вычисляемая величина. Однако модель В-1 не имеет ограничения по этому атрибуту, что делает невозможным формулировку данного атрибута количественно, Наконец, данные по некоторым важным атрибутам драйверов затрат, таким, как «операционная= система» или= «поддержка файлов: других форматов»- исключительно качественная информация: Табл. 3.7-3.13 представляют попарное сравнение альтернатив четырех вариантов формирования N-вариантных программных систем (представленных в табл;, 3.6). Следует еще раз подчеркнуть, что в рассмотренном- выше: примере оценка;,«пригодности» той или иной- модели; производилась на; основе свойств- используемой базы; данных, исходя из, 7 атрибутов ее характеризующих.. Эта задача была сформулирована в виде: задачи: «качественного программирования» (3:25) со следующими; относительными; весами: переменных отклонения в целевой функции: Штрафные коэффициенты (w a) те же; что и (wc), но со знаком минус. Используя; многоатрибутивньпг метод принятия; решений, исходя из качественной - и количественной: информации, нами; найдено оптимальное решение.. Если решение при выборе состава? N-вариантной программной системы, основывается на, критерии указанном; выше, то лучший выбор --модель B-L Распределение альтернатив таково: модель В-1 модель В-2 модель А 2 модель А-Г. Вышеуказанные результаты обусловлены предпочтениями,. показанными в табл. 3;7-ЗЛЗ (там же даны и относительные веса переменных отклонения предпочтения для- целевой функции). Относительные веса особенно важны: при распределении: предпочтения: в модели5 В-2.", Если: относительный і вес 6-го атрибута (максимальное число = одновременно открытых файлов) был бы меньше, чем 4 (w6=4), то позиция «модель В-2» резко поменялась бы. Представленные в данном разделе модели и методы, позволяют учесть качественную информацию в рамках формального процесса оптимизации при решении задач многоатрибутивного выбора, что важно для такой области, как программная: инженерия N-вариантных систем: Фактически, осуществляется: отображение количественного измерения атрибутов; альтернатив в; качественное пространство { , =,- }. Показано,, что это отображение делает возможным применение известных методов оптимизации (0-1 целочисленного програм мированияї совместно с переменными, отклонения: из постановок целевого программирования) для решения задачи. Предложена; модификация метода, цель, которой- включить оба типа данных (как количественные, так и качественные) в- оптимизационный; процесс, что представляется = весьма; значимым при создании инструментальных средств и систем поддержки; принятия решения (СППР). Такие; средства способны, будут работать с любым типом доступной информации, что существенно облегчит выбор принятие решения для ЛПР. Данный подход хорошо зарекомендовал себя і при решении задач выбора при. формировании состава N-вариантной программной системы. Предложенный; метод многоатрибутивного принятия решений демонстрирует хорошие: возможности своего потенциального; расширения (как по классам задач, так и по классам методов), т.е. это важно для многих оптимизационных методов, включающих анализ качественной информации. Детальная разработка способов адекватного отображения показателей может стать темой дальнейших исследований:
Факторы и ограничения при многоатрибутивном выборе проектов мул инверсионных систем
Таким образом, продемонстрировано, что ЛПР, произвольно изменяя приоритеты своих целей, может добиться любого устраивающего его решения (для учета приоритета риска и самого риска необходимо разработать методику, реализация которой выходит за рамки данного диссертационного исследования). 1. Модель многоатрибутивного формирования взаимосвязанных проектов N-вариантных программных систем обеспечивает возможность разработки большего числа проектов NBITC при ограниченном уровне 121 ресурсов и позволяет достичь экономической выгоды за счет разделения аппаратно-программных ресурсов между разрабатываемыми проектами. Целевое программирование, на: котором основывается разработанная модель формирования взаимосвязанных проектов ЫВПС, гарантирует точность учета зависимости между проектами и доступность необходимых им ресурсов, Предложенная модель не только позволяет достичь положительного результата, но и предоставляет возможность выбрать группу проектов, которые обеспечивают наибольшую надежность с наименьшим уровнем использования ресурсов. Благодаря присутствию порядка приоритетов целей в модели целевого программирования, возможен: выбор оптимального решения при формировании набора взаимосвязанных проектов N-вариантных программных систем,- отвечающего требованиям и предпочтениям проектировщика. Разработанные программные пакеты решения задач формирования N вариантных программных структур мультиверсионных систем управления предоставляют диалоговый режим применения процедур выбора состава N-вариантных программных комплексов, проектируемых с использованием методологии мультиверсионного программирования. При этом в качестве аппарата решения поставленных задач в их формальной постановке используются известные методы оптимизации. Программные системы представляют собой инструментальные средства, обеспечивающие сравнение эффективности работы алгоритмов решения задач формирования N-вариантных программных структур мультиверсионных систем управления. 122 Основные результаты и выводы 1. Проведена; формализация: задач формирования- N-вариантных программных структур критичных по надежности мультиверсионных систем управления,- обеспечивающая учет многофункциональности программных, модулей- системы. Выполнена; линеаризация, разработанных оптимизационных моделей и:их: решение: с. применением алгоритма схемы метода ветвей и границ. 2. Разработаны модели и: алгоритмы: многоатрибутивного формирования: N-вариантных программных структур мультиверсионных систем управления,- которые позволили включить качественную информацию в процесс- решения задач многоатрибутивного выбора: варианта модульной структуры» ПО;, а также учесть взаимозависимости проектов мультиверсионных систем управления; разделяющих общие ресурсы, 3; Выполнена модификация; основного уравнения постархитектурной модели Б.У. Боэма COGOMG II, что позволило оценить стоимость N-вариантного программного обеспечения мультиверсионных систем. 4. Разработана структура системы- компьютерной поддержки многоатрибутивного формирования: N-вариантных программных, структур для: взаимосвязанных- проектов: мультиверсионных систем управления-включая компоненты баз данных. Таким образом- в диссертации, разработан формальный аппарат многоатрибутивных методов формирования N-вариантных программных структур мультиверсионных информационно-управляющих систем; реализованный в виде интерактивной: системы компьютерной поддержки с использованием: современных программно-информационных сред и подходов, что имеет существенное значение для/ теории и практики системного анализа, методов выбора и принятия решений. 123 Список использованных источников 1. Авиженис, А ;Н; Гарантоспособные:вычисления: от идей до реализации: в проектах / А.Ш Авиженис, Ж.-К. Лапри. - ТИИЭР, 1986. - Т. 74. -№5;- G.8-21. 2. Алимханов, А;М. Мультиверсионное формирование программно-информационных: технологий корпоративных интегрированных структур/ А.М;.Алимханов; И.Ві Ковалев, Р.ВіЮнусов;. Материал ыУ-й Всероссийской; конференции; с международным участием молодых. ученых и аспирантов «Новые информационные технологии. Разработка и»аспекты применения», 28 ноября 2002 г. Таганрог: ТРТУ. 2002. G. 162-164;. 3; Ашимов, А.А. Оптимальные модульные: системы обработки данных / А.А. Ашимов, А.П. Мамиконов .В.В; Кульба:.- Алма-Ата: Наука. 1981. - 186 с. 41 Богатырев, В.А; К повышению надежности вычислительных:систем на основе динамического распределения функций / Изв; вузов. Приборостроение; 1981.
![Рациональное управление системой психологической помощи на основе медицинского мониторинга и организации психопрофилактического процесса [Электронный ресурс]](/i/i/4409/168295.png "Рациональное управление системой психологической помощи на основе медицинского мониторинга и организации психопрофилактического процесса [Электронный ресурс] Склярова Татьяна Петровна")
