Разрабатываемая система поддержки принятия решений относится к классу интеллектуальных информационных систем и предполагает применение специальных интеллектуальных моделей, методов и алгоритмов управления знаниями. Интеллектуальность системы с точки зрения обеспечения возможности интеграции, анализа и оперирования большим количеством достаточно разрозненной информации, отражающей различные аспекты реализации исследуемого процесса, вынуждает применять особые подходы к организации ее проектирования. В данной ситуации наряду с методом объектно-ориентированного моделирования был также использован известный подход, позволяющий адекватно отразить ее интеллектуальное содержание: метод объективно-когнитивного анализа, интегрирующий методы объектно-ориентированного анализа, онтологического анализа и семантической сети представления знаний.
В рамках данного исследования предлагается использовать специальные методы и средства объектно-ориентированного моделирования, призванные создать концептуальное системное описание исследуемой предметной области. Совокупность диаграмм языка UML является самодостаточной с точки зрения содержания всей информации, которая необходима для реализации проекта сложной системы. Создаваемые в рамках данного подхода модели представляют собой результат системного анализа исследуемой предметной области и позволяют с самых ранних этапов сформировать формализованное пространство знаний о сущности и структуре протекающих в ней процессов. В реальных условиях чаще всего для моделирования системы бывает достаточно использовать лишь небольшой набор диаграмм, например, диаграммы требований, диаграммы прецедентов, диаграммы классов и диаграммы последовательностей.
Основой разработки любого проекта, в том числе проекта сложно программно-информационной системы, является определение и формулировка требований. Требования помогают выявить потребности «заинтересованных сторон» (пользователей, разработчиков и т. д.), а также однозначно определить тот функционал, которым система должна впоследствии обладать, чтобы удовлетворить эти потребности. Согласованные требования создают базу для планирования работ по разработке системы, ее тестированию и приемке, и управлению рисками. Также известно, что качество определяется через степень соответствия совокупности присущих характеристик требованиям.
Существуют различные методы моделирования для разработки требований (диаграммы потоков данных, диаграммы состояний, методы перспектив и т. д.). Объектно-ориентированное моделирование, а именно методология UML, позволяет, в том числе организовать и описать процесс работы с требованиями. В соответствии с приведенным рассуждениями была построена соответствующая диаграмма требований c помощью специального CASE-инструмента для проектирования информационных систем Enterprise Architect (EA).
Диаграмма требований, отражающая совокупность требований, предъявляемых к системе с целью обеспечения должной функциональности
Рис. 1. Диаграмма требований
Среди всей совокупности требований, предъявляемых к системе, первоначально были выделены наиболее общие, отражающие основные цели и особенности функционирования разрабатываемой системы. Выделенные требования были декомпозированы на две наиболее значимые группы функциональной безопасности и нефункциональных требований (системные требования). Первая группа раскрывает основные аспекты поведения и механизмы функционирования разрабатываемой системы в рамках решаемых ею задач и достижения поставленных целей. Нефункциональные требования не связаны с непосредственной функциональностью разрабатываемой системы и предназначены, например, для выяснения ограничений и характеристик системы, связанных с обеспечением надежности, безопасности, масштабируемости, производительности, оперативности, требуемых характеристик интерфейса и др.
В данной модели наибольший интерес для дальнейшей разработки представляет группа требований к функциональной безопасности. Именно ее содержание позволяет системно оценить функциональные назначение и характеристики разрабатываемой информационной системы и отследить их в дальнейшем в процессе объектно-ориентированного моделирования.
Достаточно важным моментом при управлении требованиями является как организация связей (traceability) между различными уровнями требований, так и их отслеживание на различных этапах проектирования системы. Так, выделенные требования должны отчетливо прослеживаться на следующих этапах моделирования при создании диаграмм вариантов использования.
Диаграмма вариантов использования отражает взаимодействие пользователя и разрабатываемой системы, не раскрывая при этом механизма реализации данного воздействия. Каждый вариант использования охватывает некоторую очевидную для пользователя функцию системы и решает некоторую дискретную задачу. Список всех вариантов использования фактически определяет функциональные требования к разрабатываемой системе (рисунок 2.7).
Так, согласно предложенной модели основными функциями разрабатываемой системы являются:
– Управление рисками;
– Обеспечение качества;
– Выдача отчета о результатах;
При этом актером (actor) или действующим лицом может считаться любая взаимодействующая с системой извне сущность (человек, процесс, технические условия или любая другая система). Актеры служат для обозначения согласованного множества ролей, которые могут играть пользователи в процессе взаимодействия с проектируемой системой.
Рис. 2. Диаграмма вариантов использования
Центральное место в объектно-ориентированном анализе и проектировании занимает разработка логической модели системы в виде диаграммы классов (Class diagram). Данная диаграмма является основной моделью объектного подхода, так как заключает все множество объектов предметной области и их отношения.
Рис. 3. Модель структуры классов
На основе спроектированных диаграмм возможно провести онтологический анализ реализации программного проекта АСУ ТП. В дальнейшем исследовании планируется разработать онтологическую модель и разработать правила поддержки принятия решений для повышения функциональной безопасности программных проектов.
Литература:
- Гузаиров М. Б. Интеграция моделей знаний на основе объектно-когнитивного анализа / М. Б. Гузаиров, Р. А. Бадамшин, Б. Г. Ильясов, Л. Р. Черняховская, Р. А. Шкундина // Проблемы управления и моделирования в сложных системах: тр. VI междунар. конф. Самара: Самарск. науч. центр РАН. − 2004. − С. 197–201.
- Давлетбаева А. Р., Черняховская Л. Р. Применение моделей и методов интеллектуальной поддержки принятия решений для обеспечения результативности процесса дистанционного обучения // Информационные технологии и системы (21 февраля — 1 марта 2015 г., Банное): труды 4-й межд. науч. конф.− Челябинск: Издательство Челябинского государственного университета, 2015. — С. 79–81
- Бадамшин Р. А., Ильясов Б. Г., Черняховская Л. Р. Проблемы управления сложными динамическими объектами в критических ситуациях на основе знаний / Р. А. Бадамшин, Б. Г. Ильясов, Л. Р. Черняховская. — М.: Машиностроение, 2003. — 240 с.
