Введение к работе
Актуальность темы. Одной из основных задач современной прикладной информатики является модернизация, модификация и оптимизация существующих на данный момент информационных систем (ИС), а также их адаптация к постоянно развивающимся информационным и программным технологиям. В то же время функционирование систем должно осуществляться в полном объеме при решении, как новых, так и уже давно сформировавшихся задач.
Существенной является методика выделения и классификации задач для организации новых подсистем и модулей в современных ИС, а также применение различных эвристических и математических моделей для решения подобных задач. Для этих целей приходится учитывать не только задачи, поставленные в прошлом, и задачи, которые были поставлены в данный конкретный момент времени, но и аспекты системы, которые могут потребовать модернизации, переработки или доработки в будущем. Быстрое развитие различных подходов к решениям проблем в информационном мире требует от современного разработчика глубоких теоретических и практических знаний. Таким образом, описание как теоретических, так и прикладных подходов к модификации ИС в различных промышленных, научных, финансовых и т.д. областях представляет собой одну из наиважнейших задач современных информационных технологий. На текущий момент большинство корпоративных ИС представляют собой огромные автоматизированные программные комплексы, для поддержания которых затрачиваются большие человеческие и временные ресурсы. Любая новая разработка в системах подобного рода представляет немалую опасность для их функционирования, поскольку каждое изменение может в той или иной степени затронуть всю систему в целом.
Современные корпорации тратят значительные финансовые и временные ресурсы для поддержания той информационной структуры, которая обеспечивает эффективную работу при этом решение многих задач так и остается на внутрикорпоративном уровне. Немаловажным аспектом, для описания и предоставления информации является открытость ИС. Наилучшим примером могут служить информационные разработки множества университетов и научно-исследовательских институтов. Одним из лидеров в этой области является Европейский центр ядерных исследований – ЦЕРН. Именно в этом институте родилась концепция WWW (World Wide Web), впоследствии превратившаяся в Интернет (Internet) или Всемирную Паутину. Эта концепция вывела информационные технологии на принципиально новый уровень развития.
В представленной диссертации детально рассматриваются две ИС ЦЕРН, относительно которых и была выполнена работа: EDH и EDMS.
Система EDH (Electronic Document Handling) является системой административного документооборота в институте ЦЕРН. Это приложение относится к классу Web систем и поддерживает циркуляцию электронных документов в ЦЕРНе. Система EDH реализована на языке Java с использованием J2EE архитектуры. Ключевым элементом EDH является система маршрутизации при утверждении конкретных документов. Маршруты подписей документа основываются на типе документа и свойствах сущности, которую он описывает (стоимость, бюджет и т.д.).
Система EDMS (Engineering Document Management System) – система инженерного документооборота. Основными функциями системы является хранение различных инженерных документов (чертежей, схем и т.п.), а также поддержание полной информации о процессе строительства LHC. Данная система относится к классу PLM (Product Lifecycle Management) систем. PLM система отвечает за хранение и поддержку информационных компонентов LHC на протяжении всего их жизненного цикла, и эти описания должны быть постоянно доступны для всех заинтересованных лиц. Система EDMS так же является
Web-приложением. Web-интерфейс системы является надстройкой над коммерческими продуктами: Axalant (Agile’s Axalant Product Lifecycle Management) и Datastream7i (Datastream’s D7i Asset Tracking). Необходимо отметить, что оба коммерческих продукта используют СУБД Oracle для хранения информации.
Объектом исследования Модели программных продуктов, которые можно использовать для больших ИС в процессе их эволюции
Предмет исследования – информационные системы ЦЕРН (EDH и EDMS).
Цель работы – разработка алгоритмических и программных модулей, обеспечивающих модификацию ИС ЦЕРН в процессе их эволюции.
Задачи исследования:
Анализ основных аспектов эволюции современных ИС на примере ИС ЦЕРН в области систем электронного документооборота.
Разработка и применение эволюционных моделей ИС для проектирования модулей, отражающих временную и событийную структуру ИС.
Разработка методов синхронизации ИС, и применения моделей транспортных процессов для логического описания реализации синхронизации в неоднородной информационной среде.
Внедрение методов модификации и адаптации в поисково-отчетных системах.
Разработка методов ранжирования результатов поисковых запросов в ИС, на основе структурирования набора правил.
Реализация предлагаемых подходов к решению задач поиска информации по базам данных.
Научная новизна исследования.
Показана эффективность применения транспортных моделей для логического описания синхронизации ИС в неоднородной информационной среде.
Решены задачи описания сохранения состояний ИС при их эволюции.
Решены задачи адаптации поисково-отчетных систем при реструктуризации программных кодов.
Разработана модификация моделей ранжирования результатов контекстных поисковых запросов в системах со структурированным наборам правил.
Практическая значимость исследования. В рамках уникального проекта по созданию самого большого в мире ускорителя элементарных частиц LHC разработаны оригинальные программные модули, позволившие более эффективно использовать ИС ЦЕРН. Эти же разработки применимы для решения прикладных задач информатики при взаимодействии различных ИС друг с другом. Модули, описание которых приводится в данной работе, внедрены в производственную эксплуатацию и используются в рамках ИС ЦЕРН. Разработанные модули расширили функциональные возможности соответствующих систем. Кроме того, при разработке и проектировании программных модулей учитывалась дальнейшая перспектива эксплуатации и эволюции ИС ЦЕРН.
Достоверность результатов. Достоверность результатов приведенных в диссертации подтверждена опытом их использования в производственной эксплуатации в рамках ИС ЦЕРН (акты о внедрении имеются в тексте диссертации).
Апробация работы. Результаты работы докладывались на научных конференциях Московского Инженерно-Физического Института (2005 - 2008гг.), на научных и рабочих семинарах ЦЕРН, на международных конференциях по информационным технологиям в ядерной физике и физике высоких энергий (CHEP - Computing in High Energy and Nuclear Physics) (2007 г - г. Виктория, Канада; 2009 г - г. Прага, Чехия), на научных семинарах и конференции Московского Государственного Университета путей сообщения.
Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 21 печатной работе: 8 статей в российских и зарубежных журналах, в том числе в изданиях, рекомендованных ВАК — 2, 8 тезисов докладов на российских и международных конференциях, а также 5 презентаций докладов на научных семинарах ЦЕРН.
Структура и объем диссертационной работы.
