Введение к работе
Актуальность темы
Решение проблемы адаптивности программного обеспечения, возможно, является центральным звеном в создании программных продуктов нового поколения. Адаптивные программные системы (adaptive software) могут открыть новую страницу в развитии информационных технологий. Многие компании, прежде всего IBM, Hewlett-Packard и Microsoft, уже осознали необходимость в системах с элементами саморегулирования и объявили о своих программах по созданию адаптируемых и адаптивных систем. Это индуцирует развитие теоретической базы методологий поддержки жизненного цикла программных продуктов.
В настоящее время применяется ряд методов рекомпозиционной адаптации программных систем. Однако целостная методология проектирования таких систем отсутствует.
Концептуальная основа методологии проектирования адаптивных программных систем должна следовать из некоторых общих принципов, таких как принципы программной кибернетики (software cybernetics) и теории развития сложных систем. Можно ожидать, что исходной точкой может стать парадигма порождающего программирования (generative programming).
Большую пользу в развитие методологии могут принести исследования модельных задач, допускающих полное и законченное решение проблемы адаптивности.
Цель работы
Цель диссертационного исследования состоит в разработке методологии проектирования модельных адаптивных программных систем.
С тем, чтобы акцентировать внимание на вопросах программной рефлексии в процессах адаптации, имеет смысл ограничиться случаем, когда система может быть реализована с помощью динамических языков программирования. В программной системе предполагается достичь полного автоматизма процесса адаптации. Анализ систем должен позволять уточнить концепции основных методов композиционной адаптации с точки зрения парадигмы порождающего программирования.
Задачи исследования
В диссертационной работе решаются следующие задачи:
анализ существующих методов рекомпозиционной адаптации программных систем;
анализ программных архитектур, допускающих
реструктуризацию программой-сборщиком;
поиск способов формального описания процесса адаптации и развития программных систем;
разработка методов проектирования адаптивных программных систем;
анализ требований к системе сопровождения;
разработка программного обеспечения;
имитационное моделирование процессов адаптации программных систем, разработанных на основе найденных решений.
Методы исследования
В работе использованы методы математического и имитационного моделирования. Для решения поставленных задач используются методы системного анализа, теория и методы программной инженерии, методы объектно-ориентированного анализа и проектирования. Имитационная модель выполнена в среде динамического программирования Smalltalk.
Научная новизна
В диссертационной работе впервые получены новые результаты, главные из которых выносятся на защиту:
интерфейсная модель адаптации программных систем;
лингвистическая модель развития системы со слоистой структурой;
метод расслоения класса по элементам интерфейса и методы эмуляции множественного интерфейса и множественного наследования;
методология проектирования модельных адаптивных программных систем;
многоагентная модель и методология проектирования среды поддержки программного продукта.
Личный творческий вклад автора
Автором выполнен анализ вариантов решения поставленных задач; обоснованы основные положения, выносимые на защиту; произведена разработка программного обеспечения.
Достоверность научных результатов
Новые результаты, полученные в диссертационном исследование, являются развитием идей предложенных рядом исследователей. Наиболее важное значение имеет паттерн Generation Gap, предложенный Д.Влисидесом. Использованы также работы Э. Дейкстры, М.В. Ксензова и др. по выделению слоев. Предложенная методология апробирована на ряде прикладных задач и проверена методами имитационного моделирования. Модель среды существования программного продукта исследована методами теории динамических систем.
Практическая ценность
Предложенная методология и программная платформа, разработанная на основе проведенных исследований, может быть использована для создания адаптивных программных систем уровня офисных приложений.
Полученные результаты исследования используются для поддержки ряда программных продуктов, предназначенных для контроля успеваемости студентов ВУЗов и учащихся средних школ, а также при выполнении дипломных работ студентами, обучающихся по направлению подготовки 351400 - Прикладная информатика (в экономике), что подтверждается актами о внедрении.
Апробация работы и публикации
По материалам диссертации опубликовано 11 печатных работ. Основные положения работы докладывались на следующих конференциях и семинарах:
Всероссийская научно-методическая конференция "Наука и образование: тенденции и перспективы их развития". Тверь, 2003 г.
Межвузовский семинар «Математическое моделирование и прикладные задачи». Чебоксары, 2006, 2008 гг.
Межрегиональная научно-практическая конференция молодых ученых, аспирантов и студентов "Молодые ученые в решении актуальных проблем современной науки", Чебоксары, 2006.
Всероссийская научно-практическая конференция «Математика, информатика, естествознание в экономике и обществе, Московская финансово-юридическая академия, Москва», 21-22 ноября 2007 года.
Региональный семинар «Математическое и компьютерное моделирование в сложных системах», математический факультет, Оренбургский государственный университет, 2007.
Тринадцатая международная открытая научная конференция "Современные проблемы информатизации", с 01 октября 2007 г. по 31 января 2008 г.
Международная научно-практическая конференция "Проблемы развития и внедрения информационных технологий", г. Чебоксары, 26-27 января 2007.
II Международная научно-практическая конференция "Проблемы развития и внедрения информационных технологий", г. Чебоксары, 25 января 2008.
Заочная электронная конференция «Математическое моделирование» на , 2007.
VI Научно-практическая конференция «Современные информационные технологии в науке, образовании и практике», Оренбургский государственный университет, Оренбург 2007.
V международная научно-практическая конференция «Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности» 28-30 апреля 2008 г. Санкт-Петербург.
Четвертая всероссийская научно-техническая конференция «Информационные системы и модели в научных исследованиях, промышленности и экологии», 28 апреля 2008, г.Тула.
Структура и объем диссертации
