Содержание к диссертации
ОГЛАВЛЕНИЕ 2
ОПРЕДЕЛЕНИЯ 4
ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ 7
ВВЕДЕНИЕ 9
1. АНАЛИЗ СТРУКТУР, ЗАДАЧ И ФУНКЦИЙ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ КИС, СРЕДСТВ И
МЕТОДОВ УПРАВЛЕНИЯ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В ПРОЦЕССАХ УПРАВЛЕНИЯ КИС 26
1.1. АНАЛИЗ ПРИНЦИПОВ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ СЛОЖНЫМИ СИСТЕМАМИ. ФУНКЦИИ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ 26
1.2. АНАЛИЗ СТРУКТУР, ЗАДАЧ И ТИПОВ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ КОРПОРАТИВНЫМИ ИНФОРМАЦИОННЫМИ СИСТЕМАМИ 30
1.3. РАЗРАБОТКА КРИТЕРИЕВ И АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ УПРАВЛЕНИЯ КИС
1.3.1. ITIL — Information Technology Infrastructure Library (Библиотека инфраструктур информационных технологий) 39
1.3.2. СОВ1Т— Control Objectives for Information and related Technology (Задачи проверок для информационных и смежных технологий) 41
1.3.3. ASL — Application Services Library (Библиотека прикладных сервисов) 45
1.3.4. MSM Microsoft Solutions for Management (Решения "Майкрософт" для управления) 47
1.3.5. ISPL — Information Services Procurement Library (Библиотека предоставления информационных услуг) 48
1.3.6. CMMI — Capability Maturity Model Integration (Интеграция моделей зрелости возможностей) 49
1.3.7. FITS — Framework for ICT Technical Support (Инфраструктура для технической поддержки ИКТ)
1.4. РАЗРАБОТКА КРИТЕРИЕВ ДЛЯ КЛАССИФИКАЦИИ СУЩЕСТВУЮЩИХ СРЕДСТВ РЕАЛИЗАЦИИ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ КИС 53
1.5. Выводы по ГЛАВЕ 1 59
2. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОЛОГИЧЕСКИХ И ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ОСНОВ ПРИМЕНЕНИЯ
СЕМИОТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ДЛЯ ФОРМАЛЬНОГО ОПИСАНИЯ ИНЦИДЕНТОВ В ПРОЦЕССАХ УПРАВЛЕНИЯ КИС 60
2.1. СЕМИОТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ КАК ОСНОВА ОПИСАНИЯ И МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ КИС 60
2.2. РАЗРАБОТКА КОНЦЕПТУАЛЬНОЙ МОДЕЛИ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ 63
2.3. АЛГОРИТМ АНАЛИЗА СТРУКТУР ДЕЙСТВИЙ 72
2.4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ БАЗЫ ДАННЫХ ПРЕЦЕДЕНТОВ 74
2.5. Выводы по ГЛАВЕ 2
3. ПОСТРОЕНИЕ МОДЕЛИ СЕМАНТИЧЕСКОЙ СЕТИ ИНЦИДЕНТОВ И РАЗРАБОТКА
АЛГОРИТМА ФОРМИРОВАНИЯ БАЗЫ ДАННЫХ ПРЕЦЕДЕНТОВ 80
3.1. АНАЛИЗ ИНЦИДЕНТОВ В СИСТЕМЕ ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ КИС 80
3.2. ФОРМИРОВАНИЕ, ОПИСАНИЯ И ПРЕДСТАВЛЕНИЯ СЕМАНТИЧЕСКОЙ СЕТИ ИНЦИДЕНТОВ 86
3.3. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА ФОРМИРОВАНИЯ БАЗЫ ДАННЫХ ПРЕЦЕДЕНТОВ 94
3.4. Выводы ПО ГЛАВЕ 3 99
4. РЕЗУЛЬТАТЫ АПРОБАЦИИ РАЗРАБОТАННОГО СПЕЦИАЛЬНОГО ПРИКЛАДНОГО
ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ 101
4.1. ОПИСАНИЕ РАЗРАБОТАННОГО СПЕЦИАЛЬНОГО ПРИКЛАДНОГО ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ КИС 101
4.1.1. Программные средства для описания конфигурации компонентов КИС 102
4.1.2. Программные средства накопления данных о прецедентах 104
4.1.3. Описание действующего прототипа ПО анализа прецедентов КИС 108
4.2. КИС Российского ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И ПРЕДПРИНИМАТЕЛЬСТВА КАК СИСТЕМА С УПРАВЛЕНИЕМ 118
4.3. РЕЗУЛЬТАТЫ АПРОБАЦИИ И ВНЕДРЕНИЯ СПЕЦИАЛЬНО ПРИКЛАДНОГО ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ КИС 123
4.3.1. Результаты апробации и внедрения специально прикладного программного обеспечения на базе КИС РГУИТП 123
4.3.2. Апробация и внедрение специально прикладного программного обеспечения в системных проектах и учебном процессе 129
4.4. ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 4 131
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 133
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 138
ПРИЛОЖЕНИЕ А. КЛАССИФИКАЦИЯ СРЕДСТВ УПРАВЛЕНИЯ 146
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. ТЕКСТОВОЕ ОПИСАНИЕ СТРУКТУР ПОНЯТИЙНО-ОБЪЕКТНОЙ
МОДЕЛИ СППО СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ КИС 150
ПРИЛОЖЕНИЕ В. ТЕКСТОВОЕ ОПИСАНИЕ БД ПРЕЦЕДЕНТОВ СИСТЕМЫ
АДМИНИСТРИРОВАНИЯ КИС 209
ПРИЛОЖЕНИЕ Г. АКТЫ ВНЕДРЕНИЯ ДЕЙСТВУЮЩЕГО ПРОТОТИПА СППО СИСТЕМЫ
УПРАВЛЕНИЯ КИС 2
Введение к работе
Постоянное усложнение информационных систем предъявляет повышенные требования к средствам управления, методам организации процедур работы системных администраторов, методам накопления знаний и принятия решений с целью повышения эффективности управления такими системами [1]. То же относится и к информационно-измерительным системам, системам управления, корпоративным информационным системам (КИС), широко использующимся в приборостроении. Аппаратно-программные системы и комплексы, использующиеся в организациях данной отрасли, решают большое число задач - от обеспечения распределенных вычислений до автоматизации процессов проектирования и производства.
Предметом исследования в данной диссертации являются объекты управления, рассматриваемые на примере корпоративных информационных систем в области приборостроения.
Здесь под корпоративной информационной системой (КИС) понимается организационно-техническая система, использующая средства вычислительной техники, информационно-коммуникационные технологии и средства, предназначенная для автоматизации различных процессов обработки над единым полем общих данных.
Необходимость использования средств автоматизированного управления корпоративными информационными системами различных классов обусловлена сложностью КИС, которая зависит от многих факторов:
1. Взаимодействие КИС с внешней средой. В качестве внешней среды могут выступать сотрудники организации (пользователи), сторонние КИС, злоумышленники, пытающиеся нарушить политику безопасности, вредоносные программы и т.п.
2. Наличие человеческого фактора. В состав КИС обязательно входит обслуживающий персонал, осуществляющий управление и эксплуатацию КИС, что приводит к возникновению неопределенности и ошибок, вызванных разной степенью его квалифицированности.
3. Наличие большого числа компонентов. Информационная система может включать множество устройств из состава аппаратного обеспечения и приложений из состава программного обеспечения: брандмауэры, маршрутизаторы, серверы, системы резервного копирования, рабочие станции пользователей, СУБД, Web-серверы, почтовые серверы, офисные приложения, приложения для автоматизации документооборота и многие другие.
4. Распределенность ИС. Приложения и базы данных используют множество взаимосвязанных аппаратных средств. Кроме этого, серверы, приложения и пользователи могут быть распределены территориально.
5. Неоднородность программного и аппаратного обеспечения. Как правило, системы строятся на основе продуктов и решений нескольких поставщиков. Системы содержат унаследованные компоненты — старое программное и аппаратное обеспечение (ПО и АО), которое уже не поддерживается производителями, и прикладное ПО, выполненное по заказу, документация на которое чаще всего не полная или вообще отсутствует.
Всё многообразие существующих «классических» подходов в решении задач управления строится на предположении, что можно получить аналитически заданную форму функциональной зависимости входных и выходных сигналов системы управления, с последующим уточнением значений входящих в нее коэффициентов.
Задача моделирования и автоматизации процессов управления исследовалась зарубежными и отечественными учеными, однако она настолько многогранна и важна, что работы в данной области продолжаются многими научными коллективами.
Тем не менее, при всей глубине проработки существующего аппарата формализации областью применения таких методов управления остаются объекты управления с очевидными свойствами, то есть хорошо формализуемые объекты. На практике же типичными являются объекты управления, которые формализуются плохо.
Свойства КИС априори плохо известны или изменяются в процессе функционирования. В силу недостаточности знаний об объекте и среде, в которой он функционирует, попытки получить точную модель поведения объекта не представляются возможными. Однако управление такими объектами является крайне актуальным с точки зрения получения практических результатов.
Цель диссертационной работы состоит в разработке моделей и алгоритмов оптимизации процессов управления КИС путем уменьшения времени, затрачиваемого специалистами на принятие управленческих решений.
На основе разработанных моделей и алгоритмов построения и анализа концептуальной модели предметной области КИС, выполняется структуризация и визуализация имеющихся данных об инцидентах, что позволяет сократить время, затрачиваемое на конструирование и синтез оптимального алгоритма решения задачи управления (разрешения инцидента).
В диссертационном исследовании разработаны модели, алгоритмы и программное обеспечение для построения и анализа концептуальной модели предметной области. Проектирование концептуальной модели предметной области выполнялось с применением аппарата концептуального проектирования семиотических систем. Использование формального аппарата теории семиотического моделирования, при описании инцидентов в процессах управления, позволяет формализовать знания специалистов, отвечающих за эксплуатацию и управление КИС (системных администраторов), и применять их для разрешения новых инцидентов.
Для достижения поставленной цели в работе сформулированы и решены следующие задачи:
1. Проведено исследование и разработаны критерии для классификации задач, средств и методов, используемых в процессах управления КИС, позволившее определить подходы к решению задачи оптимизации
процессов управления КИС.
2. Проведено исследование методологических и теоретических основ применения семиотических моделей для описания и формализации инцидентов в процессах управления КИС. На основе данного исследования построена ситуационная модель предметной области для сложных аппаратно-программных комплексов КИС.
3. Разработаны модели синтеза оптимальных алгоритмов разрешения инцидентов, что позволило сократить время, затрачиваемое системным администратором на его разрешение.
4. Разработаны модели и алгоритмы формирования, описания и представления семантической сети инцидентов, на основе которых разработаны семиотическая модель, структура, архитектура и действующий прототип специального прикладного программного обеспечения системы управления сложным аппаратно-программным комплексом КИС.
5. Проведена апробация моделей, алгоритмов и специального прикладного программного обеспечения системы управления КИС на реальных практических задачах.
На защиту выносятся:
1. Критерии классификации существующих средств и методов построения систем управления сложными аппаратно-программными комплексами, позволившие определить подходы к решению задачи оптимизации процессов управления КИС.
2. Модели синтеза оптимальных алгоритмов разрешения инцидентов и построения семиотической модели инцидентов КИС, позволяющей сократить время разрешения инцидентов.
3. Модели и алгоритмы формирования, описания и представления семантической сети инцидентов КИС, которые могут использоваться для создания систем управления сложными аппаратно-программными комплексами КИС любого уровня сложности и области деятельности.
Научная новизна полученных результатов заключается в следующем:
1. Разработана семиотическая модель системы управления КИС, позволяющая синтезировать алгоритмы разрешения инцидентов.
2. Разработаны модели и алгоритмы формирования, описания и представления семантической сети инцидентов КИС.
3. Разработано специальное прикладное программное обеспечение системы управления КИС для синтеза оптимальных алгоритмов разрешения инцидентов КИС.
Практическая значимость работы заключается в разработке на базе полученных теоретических результатов специального прикладного программного обеспечения системы управления сложным аппаратно-программным комплексом КИС. Разработанные модели и алгоритмы применимы для КИС любого уровня сложности и области деятельности.
Достоверность и обоснованность результатов диссертации основаны на применении математических моделей, отражающих специфику исследуемых процессов, соответствие практических и теоретических результатов опубликованным в печати данным, и подтверждается положительными данными о практическом применении в реальных корпоративных информационных системах.
При выполнении диссертационной работы использовались методология и методы системного анализа, метод семиотического моделирования, методологии ситуационного управления, теории управления, теории представления знаний, теории систем принятия решений, аппарат концептуального проектирования семиотических систем, представленный в работах Поспелова Д.А., Клыкова Ю.И., Никанорова СП., Болотовой Л.С., Шрейдера Ю.А., Скороходько Э.Ф. и др.
Результаты, полученные в диссертации, внедрены и использовались при реализации ряда проектов, выполнявшихся в рамках: Федеральной целевой программы развития единой образовательной информационной среды (2000 2005 гг.), Федеральной целевой программы развития образования (2006 — 2010 гг.), аналитической ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы (2006 — 2008 годы)», что подтверждено актами о внедрении.
Кроме этого, модели, алгоритмы и специальное прикладное программное обеспечение используются в РГУИТГТ при дипломном проектировании и преподавании различных дисциплин. Издан ряд учебно-методических пособий, подготовлен к изданию учебник «Администрирование в информационных системах» (с грифом УМО по университетскому политехническому образованию МГТУ им. Н.Э. Баумана).
Основные положения диссертации изложены в работах [12, 16 — 19, 53 — 61, 66] и докладывались и обсуждались на различных научных конференциях:
• X юбилейная международная студенческая школа-семинар «Новые информационные технологии», Судак, 2002 г.
• Международная научно-практическая конференция «Современные технологии документооборота в бизнесе, производстве и управлении», Пенза, 2002 г.
• Всероссийская научно-практическая конференция «Технологии интернет - на службу обществу», Саратов, 2004 г., 2005 г.
• Всероссийская научно-методическая конференция «Телематика», Санкт-Петербург, 2004, 2006,2007, 2008 гг.
• Международная научная конференция «Информационные технологии и телекоммуникации в образовании и науке» (IT&T ES — 2007), г. Фетхие (Турция), 2007 г.
• Всероссийская научно-практическая конференция «Инновации в экономике и социальной сфере», Н.Новгород, 2008 г.
Диссертационная работа структурно состоит из введения, четырех глав и заключения. Введение содержит обоснование актуальности работы, цель исследования, методологические основания для работы, обоснование ее научной новизны и практической значимости, основные положения, выносимые на защиту.
Кроме этого, во введении сформулированы основные понятия, используемые в работе: корпоративная информационная система, управление информационной системой, инцидент и другие.
В первой главе приводится разработанная классификация структур, задач и функций систем управления КИС, средств и методов управления, используемых в процессах управления КИС, дается определение КИС как системы с управлением.
Первоначально была проанализирована применимость различных типов систем управления для решения задач управления КИС — целеполагания, стабилизации, выполнения программы, слежения и оптимизации.
Корпоративные информационные системы относятся к сложным системам, для которых построение точной математической модели невозможно. Управление КИС выполняется специалистами (системными администраторами) посредством инструментальных средств управления, в той или иной мере автоматизирующих их работу. Данные средства управления являются неотъемлемой частью аппаратно-программного комплекса КИС. Обязательное наличие средств управления позволяет отнести КИС к классу систем с управлением — систем, включающих средства управления, объекты управления и интерфейсы их взаимодействия.
В случае сложной системы неполнота математической модели приводит к необходимости использования адаптивного подхода к созданию систем с управлением. Адаптивный подход связан с применением алгоритмов и методов интеллектуального управления сложными системами на основе нечеткой логики, нейронных сетей, генетических алгоритмов и т.д. В данной работе в качестве объекта исследования рассмотрена адаптивная иерархическая система с управлением. В состав адаптивной иерархической системы с управлением входят программно-технические средства управления, методы организации процессов, связанных с обслуживанием компьютерной техники и программного обеспечения (ПО), управлением материальными и временными- ресурсами и т.п., а также обслуживающий персонал - системный администратор.
В диссертации были разработаны критерии и выполнена классификация средств и методов построения систем управления для сложных аппаратно-программных комплексов. Для этого были проанализированы существующие методы организации формальных процедур работы обслуживающего персонала КИС (методологии управления ИТ-процессами) — ITIL, COBIT, MSM, ASL и др. [2 - 11] и программно-технические средства для управления КИС.
Существующие программно-технические средства управления КИС представляют собой сложный, распределенный, кросс-платформенный, аппаратно-программный комплекс, объединяющий разнородные инструменты управления программными и аппаратными средствами.
Были проанализированы наиболее распространенные средства управления, предлагаемые ведущими компаниями-производителями таких средств на российском рынке. Все программно-технические средства управления были разделены на три группы - блоковые, интегральные и встроенные — и классифицированы по десяти группам критериев: поддержка технологий и протоколов; способ взаимодействия агентов и менеджеров; возможность управления различными программно-аппаратными комплексами; возможность расширения средств управления; возможности по внедрению и эксплуатации средств управления; функции управления вычислительными сетями; возможности по инвентаризации компонентов КИС; управление серверами и рабочими станциями; взаимосвязь с методологией управления; наличие встроенных баз знаний и систем поддержки принятия решений.
Из существующих подходов построения систем управления для сложных аппаратно-программных комплексов — процессный и ремонтно-ориентированный — набольшее развитие, как в России так и за рубежом, получил процессный подход. В диссертации был разработан набор критериев и проведена классификация наиболее распространенных методов, основанных на процессном подходе. В качестве основных были использованы следующие критерии: полнота охвата и глубина формализации процессов управления; область применения; ориентация на конкретные технологии; интеграция с моделями управления организацией; распространенность методологии; наличие механизмов объективной оценки эффекта от использования методологии и т.д.
Анализ показал, что все наиболее распространенные методы построения систем управления основаны на процессной методологии Библиотеки инфраструктур информационных технологий (Information Technology Infrastructure Library — ITIL). Основываясь на проведенном анализе, в диссертации был разработан процесс (алгоритм) на базе ITIL, дополнивший ITIL в части обеспечения возможности использования накопления и использования данных о прецедентах, возникавших в КИС.
Разработанные критерии и проведенный анализ структур, задач и функций систем управления КИС, средств и методов управления, используемых в процессах управления КИС, позволили классифицировать объект исследования и определить в качестве основного критерия оптимизации процессов управления КИС сокращение времени на принятие решений, в части уменьшения времени на разрешение инцидентов, за счет внедрения новых моделей и алгоритмов работы обслуживающего персонала КИС.
Вторая глава содержит результаты исследования методологических и теоретических основ применения семиотических моделей для описания и формализации инцидентов в процессах управления КИС. Приведены разработанные модели оптимальных алгоритмов разрешения инцидентов.
В данной работе для создания семиотической модели системы управления КИС использовался подход, основанный на применении аппарата концептуального проектирования семиотических систем, путем построения концептуальной модели предметной области. В ситуации, когда известных параметров объекта управления и окружающей среды недостаточно для однозначного определения поведения этого объекта, управление необходимо осуществлять не по параметрам объекта, а по его состоянию, которое более полно определяет тенденцию его дальнейшего поведения. Задача состоит в том, чтобы перевести объект управления из начального состояния - SH в некоторое заданное, определяемое как целевое, состояние Su.
Сложность аппаратно-программного комплекса КИС приводит к необходимости не только использования большого числа элементарных решений g, но и к большому числу комбинаций элементарных решений для решения конкретного инцидента. Это обуславливает наличие нескольких алгоритмов разрешения инцидента. С точки зрения функционирования КИС оптимальным считается алгоритм, требующий минимального количества времени на его выполнение. При решении такой задачи считается заданной матрица транзитивного замыкания W удвоенной матрицы смежности W= \ w\js\ и целевой вектор G=(g], ..., gtl) приращений значений признаков ситуации.
Задача синтеза оптимального алгоритма имеет ряд подзадач:
1. Создание адекватной модели предметной области.
2. Определение способа описания набора элементарных решений.
3. Разработка алгоритма формирования базы данных прецедентов. Для решения данных подзадач в диссертации использована методология концептуального анализа и проектирования (КАИП). Для проведения КАИП был разработан алгоритм, суть которого заключается в последовательном анализе классов состояний предметной области и концептуальных структур действий по разрешению инцидентов.
Набор возможных действий, составляющих алгоритм решения задачи, предлагается описывать в виде инвариантных конструктов — моделей, объединяемых в единую понятийную структуру (КМПрО) на основе отношений иерархии «класс - подкласс — экземпляр класса» и «часть — целое».
В данной работе для формального описания и моделирования составного (сложного) конструкта был использован язык гх-кодов и синтагматических цепей. Язык гх-кодов применяется для описания статической структуры объекта управления, но не достаточен для описания семантики конкретных ситуаций и их динамики. Для этих целей язык гх-кодов дополняется языком синтагматических цепей. Его базовым элементом является элементарная синтагма вида: xa ijXbk, где ха\ хьк — элементы множества Х°и X, ij є R.
В результате была получена концептуальная модель предметной области, которая отличается достаточной полнотой для моделирования множества решений инцидентов, что позволяет выполнить синтез оптимальных по времени выполнения алгоритмов разрешения инцидентов.
В третьей главе предложены модели и алгоритмы формирования, описания и представления семантической сети инцидентов КИС и базы данных прецедентов, включая: анализ инцидентов в системе управления КИС, формирование описаний инцидентов и их решений системным администратором КИС в базе данных прецедентов.
В рассматриваемых сложных аппаратно-программных комплексах КИС часто приходится сталкиваться с ситуацией, когда база данных прецедентов отсутствует либо не полна, и разработка полной (нормативной) концептуальной модели предметной области по каким-либо причинам невозможна. При этом ждать накопления инцидентов недопустимо в связи с высокой стоимостью их неразрешения. В данном случае для формирования концептуальной модели предметной области предлагается использовать решение, формируемое на основе дискретной ситуационной сети и представляющее собой семантическую сеть, вершинами которой являются инциденты, а дуги — отношения причины и следствия между ними.
Семантические сети строятся на основе структурных представлений КИС: организационном, функциональном и структуре подсистем, что позволяет учесть уровень иерархии принятия решений. Все элементы организационной структуры и структуры подсистем КИС представляют собой точки сборки, т.е. точки, в которых осуществляется взаимодействие всех одноуровневых ресурсов КИС одновременно (программных, технических, информационных и т.д.). Это позволяет начинать формирование дискретной ситуационной сети поэтапно.
Сначала выделяются крупные проблемные области, которые могут возникать на любом из классов объектов - вершин структурных представлений КИС. Проблемные области могут пересекаться, если инцидент затрагивает работоспособность подсистем из различных областей. Для объекта каждого уровня все остальные объекты того же уровня других структур плюс объекты внешней среды, взаимодействующие с ним, рассматриваются как потенциальные источники инцидентов. Объекты нижележащего уровня являются объектами, на которых развиваются инциденты - следствия. В процессе разрешения инцидента по каждому объекту системный администратор назначает имена событий, которые могут произойти с данным объектом по внутренней или внешней причине и привести к возникновению инцидента, выделяются объекты-источники проблемных ситуаций.
На следующем этапе начинается систематическая работа с каждой вершиной и ее потенциальным проблемным окружением. В итоге формируется понятийное событийное пространство, являющееся основой для построения концептуальной модели предметной области.
В данной работе организацию процедуры формирования базы данных прецедентов предлагается реализовать за счет разработанного процесса (алгоритма) «Описание прецедентов», формализующего процедуры накопления и использования данных об инцидентах.
Целью процесса «Описание прецедентов» является накопление и использование данных об инцидентах КИС, путем создания базы данных прецедентов.
Первоначально, для разработки данного процесса, были определены понятия, используемые в базе данных прецедентов («неисправность», «сбой», «отказ», «проблема», «ошибка») и связи между ними. Стадиями процесса являются:
1. Описание алгоритмов разрешения ошибок, сбоев, инцидентов и проблем, возникающих в КИС организации.
2. Анализ инцидентов в системе управления КИС и формирование на его основе рекомендаций о способах решения новых инцидентов.
3. Обучение системных администраторов организации на основе анализа реальных инцидентов из базы данных прецедентов.
Основными видами деятельности в рамках процесса «Описание прецедентов» являются:
• формирование БД прецедентов: представление описания путей решения инцидентов в формате базы данных прецедентов;
• поиск прецедентов: выдача рекомендаций по запросу;
• актуализация прецедентов: изменение информации в базе данных прецедентов при получении новой информации об известных ошибках;
• предоставление знаний: предоставление систематизированных данных о прецедентах для обучения системных администраторов КИС.
Формализация процедуры описания прецедентов позволило сократить время, затрачиваемое системным администратором КИС на ввод данных об инцидентах.
Разработанные модели и алгоритмы использовались при разработке соответствующего программного инструментария, обеспечивающего формирование базы данных прецедентов и анализ дискретной ситуационной сети каждой проблемной области.
Четвертая глава содержит результаты апробации моделей, алгоритмов и специального прикладного программного обеспечения, проведенной при решении задач управления КИС РГУИТП в 2003—2008 годах, а также в ходе реализации целого ряда проектов, выполнявшихся в рамках Федеральной целевой программы развития единой образовательной информационной среды (2000 - 2005 гг.), Федеральной целевой программы развития образования (2006 — 2010 гг.) и аналитической ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы (2006 - 2008 годы)», при создании и эксплуатации КИС Федерального центра информационно-образовательных ресурсов (ФЦИОР).
Разработанное в диссертационной работе специальное прикладное программное обеспечение (СППО) системы управления сложным аппаратно-программным комплексом, предназначенное для апробации разработанных моделей и алгоритмов, использовалось в работе службы технической поддержки КИС РГУИТП и КИС ФЦИОР. КИС РГУИТП представляет собой территориально-распределенныи вычислительный комплекс, включающий большое количество разнородного оборудования и прикладных систем (11 серверных и коммутационных узлов, более 57 серверов, сотни рабочих станций, распределенная телефонная система, вычислительная сеть и т.д.). КИС ФЦИОР - это аппаратно-программный комплекс, обеспечивающий приемку, хранение, сопровождение и унифицированный доступ к электронным образовательным ресурсам различных типов. Инфраструктура ФЦИОР включает более 30 серверов, размещенных на двух серверных площадках, и предназначена для постоянной круглосуточной эксплуатации. КИС ФЦИОР снабжена значительным набором средств централизованного управления, контроля и диагностики.
Специальное прикладное программное обеспечение, разработанное в данной диссертации, позволяет автоматизировать следующие процессы:
1. Описание конфигурации компонентов КИС — оборудования, программного обеспечения, документации. Были разработаны формы для описания объектов каждого класса. Данные формы содержат необходимый минимум данных, достаточный для описания инцидентов. Такой подход позволил сократить время, затрачиваемое системным администратором для описания объекта и в то же время обеспечить подробное описание инцидентов.
2. Накопление данных о прецедентах. Для этого разработана система регистрации инцидентов: выделены проблемные области, разработана форма описания инцидента и его решения.
3. Анализ прецедентов на основе накопленной информации. Состояние объекта управления сравнивается с прецедентами из заранее накопленной базы данных. На основе некой меры близости выбирается один из похожих прецедентов. Управляющее воздействие, связанное с ним, используется напрямую или адаптируется к текущему случаю, исходя из степени близости прецедента. Результат воздействия также прогнозируется по прецеденту. Итог воздействия заносится в базу прецедентов для последующего использования.
В ходе апробации специального прикладного программного обеспечения использована информация о реальных инцидентах, возникавших в КИС РГУИТП (база данных прецедентов содержит описание 368 прецедентов). Были значительно улучшены (в среднем на 22%) основные показатели работы службы технической поддержки, а по такому важному показателю как «среднее время решения инцидента», достигнуто улучшение почти в 2 раза по сравнению с методологией ITIL.
В заключении подведены итоги выполненных исследований. Перечислены результаты и выводы работы, определены направления дальнейших исследований.
