Введение к работе
Актуальность темы. Распределённый программный проект в отличие от обычного программного проекта реализуется в условиях территориальной удалённости ресурсов, к которым относятся исполнители и средства вычислительной техники. Широкое распространение проекты этого типа получили при разработке «открытого» (Open Source) программного обеспечения, что обусловлено возможностью участия в проекте сотрудников из различных регионов мира посредством глобальной сети Internet. Разработчики коммерческого программного обеспечения тоже стремятся использовать преимущества распределённого программного проекта, но в большей степени, чем участники Open Source проектов, испытывают сложности с обеспечением запланированных сроков, стоимости и уровня качества программного продукта.
Основная причина состоит в недостатке информации о текущем состоянии распределённого программного проекта для эффективного управления и принятия решений. В обычном программном проекте такая проблема успешно решается мониторингом основных характеристик проекта, что позволяет руководителю вовремя обнаружить отклонения от установленных границ и предупредить возможные негативные последствия. Для этого периодически выполняется регистрация значений атрибутов программного проекта путём извлечения информации из различных источников, которыми могут быть базы данных, приложения, программные системы и их компоненты, а также исполнители. Полученные результаты передаются в центр обработки, где вычисляются индикаторы достигнутого прогресса. Однако выполнение регистрации атрибутов и вычислений индикаторов проекта в условиях территориальной удалённости разнородных источников информации и отсутствия единого центра обработки представляет собой сложную задачу.
Мониторинг состояния программного проекта - трудоемкий процесс, который невозможно осуществить без применения специальных программных средств. Наиболее известны решения от ШМ (Tivoli Monitoring, WebSphere Business Monitor), IBM Rational (Portfolio Manager, Project Console) и свободно-распространяемый SysAid Free Monitoring. Все они позволяют получить доступ к удалённым источникам информации посредством коммуникационных сетей, но используют для этого разные методы. Наиболее универсальное решение - про-
граммные агенты - применяется в Tivoli Monitoring, однако так же, как и в WebSphere, для обработки информации используется один или несколько серверов. Решения от IBM Rational изначально ориентированны на поддержку разработки программного обеспечения, но интеграция источников информации в них осуществляется посредством платформы Eclipse, что невозможно при использовании инструментов других производителей. Таким образом, разработка математического и программного обеспечения обработки информации в условиях территориальной удалённости источников данных и отсутствия единого центра для обработки является актуальной задачей, решение которой позволит оперативно получать необходимые характеристики распределённого программного проекта. При этом целесообразно использовать технологию программных агентов или процессов, успешно применяемую в системах мониторинга для решения задач регистрации и сбора данных.
Теоретические и практические основы мониторинга программного проекта отражены в работах Э. Д. Брауде, П. Джалота, В. В. Липаева, С. А. Орлова, У. Ройса, Р. Т. Фатрелла, Д. Ф. Шафера, Л. И. Шафер, Ф. Цуи и др. Математические модели поведения таких динамических систем, как процессы, заложены в трудах Я. Беркстры, Я. В. Клопа, Р. Милнера, Г. Плоткина, Р. Хоара и др.
Цель исследования состоит в совершенствовании математического и программного обеспечения обработки информации в системе мониторинга распределённого программного проекта.
Для достижения поставленной цели в диссертации решены следующие задачи:
-анализ существующих методов, алгоритмов и программных средств обработки информации, применяемых в системах мониторинга;
- постановка и формализация задачи обработки информации в си
стеме мониторинга распределённого программного проекта;
-теоретическое исследование обработки информации в системе мониторинга распределённого программного проекта;
разработка алгоритмического обеспечения обработки информации в системе мониторинга распределённого программного проекта;
создание прототипа системы мониторинга распределённого программного проекта.
Объектом исследования в диссертации является система мониторинга распределённого программного проекта; предмет исследования - модели, методы, алгоритмы и программные средства обработки информации в системе мониторинга распределённого программного проекта.
Методы исследования основаны на методологии системного анализа, я-исчислении Робина Милнера, теории множеств, теории графов, теории алгоритмов и математической логики, а также общих закономерностях и правилах управления программными проектами.
Научная новизна работы заключается в следующем:
предложена концептуальная модель обработки информации в системе мониторинга распределённого программного проекта, которая отличается применением сети программных процессов и информационной модели измерений;
разработаны алгебраические модели процессов регистрации атрибутов проекта, передачи информации, вычисления и сохранения показателей и индикаторов, описание которых впервые представлено в нотации расширенного я-исчисления;
предложен алгоритм обработки информации в системе мониторинга распределённого программного проекта, основанный на параллельной работе взаимодействующих программных процессов, распределенных по узлам компьютерной сети;
предложен алгоритм построения сети программных процессов, использующий информационную модель измерений, представленную в виде ориентированного графа;
предложен алгоритм распределения программных процессов по узлам компьютерной сети, основанный на алгоритмах разбиения графа, критериях минимума связей между узлами сети и равномерной загрузки используемых процессоров.
Практическая значимость. Предложенные в диссертации алгебраические модели процессов регистрации атрибутов проекта, передачи информации, вычисления и сохранения индикаторов, а также алгоритм обработки информации обеспечивают проектирование подсистемы обработки информации для системы мониторинга распределённого программного проекта. Разработанный алгоритм построения сети программных процессов по информационной модели измерений применим для автоматизации настройки системы мониторинга. Ал-
горитм распределения программных процессов позволяет развернуть систему мониторинга на узлах компьютерной сети предприятия. Результаты разработки прототипа системы мониторинга могут быть использованы для создания полнофункциональной и технологичной системы поддержки управления распределённым программным проектом. В целом предложенное решение задачи обработки информации на практике позволяет снизить негативное влияние специфических для распределённого программного проекта факторов на успешность его реализации.
Реализация и внедрение результатов работы. Предложенные концептуальная модель обработки информации, алгебраические модели регистрации атрибутов проекта, передачи информации, вычисления и сохранения показателей и индикаторов, а также алгоритм обработки информации и алгоритм распределения программных процессов по узлам компьютерной сети использованы на научно-производственном предприятии «Энерготехника» (г. Пенза) при разработке прототипа системы мониторинга программного проекта. Система используется для поддержки управления разработкой программного обеспечения средств измерительной техники, выпускаемых на предприятии.
На защиту выносятся:
концептуальная модель обработки информации в системе мониторинга распределённого программного проекта, отражающая условия регистрации атрибутов, передачи информации и вычислений показателей и индикаторов программного проекта;
алгебраическое представление процессов регистрации атрибутов, передачи информации, вычисления и сохранения индикаторов проекта, обеспечивающее моделирование обработки информации в системе мониторинга распределённого программного проекта;
алгоритмическое обеспечение обработки информации в системе мониторинга распределённого программного проекта, позволяющее:
осуществлять вычисления индикаторов проекта с помощью сети программных процессов, исполняемых в распределённой среде;
автоматизировать создание сети программных процессов по информационной модели измерений;
- оптимально распределять программные процессы по узлам компьютерной сети, используя критерии минимума внешних коммуникаций и равномерной загрузки процессоров.
Апробация работы. Полученные результаты докладывались и обсуждались на VITI Международной научно-технической конференции «Новые информационные технологии и системы» (Пенза, 2008 г.); IV дистанционной научно-практической конференции с международным участием «Системы поддержки принятия решений. Теория и практика» (Киев, 2008 г.); XVHI-XX научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава Пешенского государственного университета (Пенза, 2007-2009 гг.).
Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 11 статьях и тезисах конференций, среди них 1 статья в издании из перечня ВАК.
Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка использованных источников из 96 наименований и шести приложений. Объём работы: 145 страниц основного текста, включающего 39 рисунков, 10 таблиц и 42 страницы приложений.
