автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Формализация визуальных графоаналитических моделей процессов управления

4847938

На правах рукописи

МИХЕЛЕВ Михаил Владимирович

ФОРМАЛИЗАЦИЯ ВИЗУАЛЬНЫХ ГРАФОАНАЛИТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ПРОЦЕССОВ УПРАВЛЕНИЯ

Специальность 05.13.01 -Системный анализ, управление и обработка информации

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 6 МАЙ 2011

Белгород-2011

4847938

Работа выполнена в Федеральном государственном автономном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Белгородский государственный национальный исследовательский университет» (НИУ «БелГУ»), факультет компьютерных наук и телекоммуникаций, кафедра прикладной информатики

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Маторин Сергей Игоревич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Коськин Александр Васильевич

кандидат технических наук, доцент Тубольцев Михаил Федорович

Ведущая организация: Учреждение Российской академии наук

Институт системного анализа РАН.

Защита состоится 7 июня 2011 г. в 16.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.015.10 при ФГАОУ ВПО «Белгородский государственный национальный исследовательский университет» (НИУ «БелГУ») по адресу: 308015, г. Белгород, ул. Победы, д. 85.

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке ФГАОУ ВПО «Белгородский государственный национальный исследовательский университет» (НИУ «БелГУ») по адресу: 308015, г. Белгород, ул. Победы, д. 85.

Автореферат разослан: 29 апреля 2011 года.

Ученый секретарь диссертационного совета Д 212.015.10

кандидат технических наук, старший научный сотрудник

С.П. Белов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации. Сложность процесса проектирования современных информационных программных систем (ИС), а также большая ответственность за их результаты, в частности в области систем управления (СУ), и слабая формализованность используемых средств и методов делают актуальным проведение исследований и разработок в области совершенствования средств и методов проектирования СУ. Одним из самых слабо формализованных этапов проектирования любой ИС является этап моделирования процессов, для автоматизации которых данная ИС и проектируется. Такое моделирование составляет основное содержание первоочередного этапа создания ИС — этапа анализа. Этот анализ проводится в соответствии с международным стандартом ИСО12207 (Жизненный цикл программного обеспечения). Главным средством проведения анализа является компьютерное системное моделирование с использованием средств системного анализа и визуальных графоаналитических моделей. Как известно, без визуальных графоаналитических моделей не обходится ни один проект по созданию программного обеспечения, что зафиксировано в международном стандарте.

В настоящее время стремительное развитие компьютерных технологий привело к значительному разрыву между быстро прогрессирующими способами практического анализа, визуального графического моделирования и проектирования сложных систем и медленно развивающимися методами их математического описания. Например, известные визуальные графоаналитические способы системно-структурного (DFD, IDEF, ARIS и т.п.), а также объектного (UML) моделирования систем управления и процессов управления, хотя и причисляются к числу формализованных, не дают возможности точно оценить, на сколько построенная модель системы соответствует выбранной спецификации (требованиям), т.е. не обеспечивают возможность формальной верификации модели.

Разнообразные методы и подходы к системному моделированию и проектированию сложных организационных и информационных систем разработаны в трудах отечественных и зарубежных ученых: Г. Буча, A.M. Вендрова, У. Гренандера, Г.Н. Калянова, Э. Квейда, С.И. Маторина, Дж.А. Милнера, А.Б. Петровского, Д.А. Поспелова, В.В. Репина, Д. Росса, C.B. Рубцова, Дж.Форрестера, Ю.Г. Карпова и других. Однако эти методы, из-за отсутствия формального описания визуальных моделей, не позволяют решать задачи ве-

рификации, проверки эквивалентности и сокращения числа состояний этих моделей. Что создает проблему при решении вопросов анализа, оптимизации и принятия решений в ходе проектирования СУ.

Следовательно, целесообразно искать средства, которые обеспечивали бы действительно формальное (математическое) описание визуальных графических компьютерных моделей и позволяли бы, решать упомянутые выше задачи.

Цели и задачи исследования. Целью диссертационного исследования является разработка формализованного метода и алгоритма представления и анализа процессов управления с использованием компьютерных визуальных графоаналитических системных моделей этих процессов и их применение с целью повышения эффективности проектирования программных СУ.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Выбор технологии компьютерного визуального графоаналитического системного моделирования процессов управления.

2. Выбор средств для формализации визуальных графоаналитических моделей процессов управления.

3. Разработка способа формального описания графоаналитических моделей процессов управления.

4. Разработка метода системного моделирования и анализа процессов управления на основе формализованных визуальных графоаналитических моделей процессов управления.

5. Апробация нового формализованного метода системного моделирования и анализа процессов управления при проектировании программной СУ наружным освещением путем построения и формального описания визуальных графоаналитических моделей процессов управления.

Объект и предмет исследования. Объект исследования - процесс проектирования программных СУ на этапе анализа процессов управления. Предмет исследования - средства моделирования и формализации процессов управления при проектировании программных СУ.

Методы исследования. Системный подход «Узел-Функция-Объект» (УФО-подход), системно-объектный анализ (УФО-анализ), алгебра процессов (ПИ-исчисление), пакет верификатор SPIN, темпоральная логика LTL, язык Promela.

Результаты, выносимые на защиту

1. Способ формализованного описания компьютерных визуальных графоаналитических моделей процессов управления.

2. Метод и алгоритм верификации графоаналитических моделей процессов управления.

3. Метод и алгоритм сокращения числа состояний графоаналитических моделей процессов управления.

4. Метод и алгоритм проверки эквивалентности графоаналитических моделей.

5. Формализованный метод системного моделирования и анализа процессов управления.

6. Применение визуальных и формализованных графоаналитических моделей процессов управления при проектировании программной СУ наружным освещением.

Достоверность и обоснованность научных положений и выводов обеспечивается корректностью использования принципов системного подхода, математических формулировок и преобразований, отсутствием противоречий с известными теоретическими положениями; анализом и систематизацией процедур управления наружным освещением; подтверждается согласованностью разработанных моделей, алгоритмов, методик и результатов, полученных при их апробации и практической реализации системы управления наружным освещением.

Научная новизна. Теоретически обоснованы и разработаны новый формализованный метод и алгоритм системного моделирования и анализа процессов управления для проектирования программных СУ. Метод и алгоритм отличаются от существующих возможностью алгебраического описания визуальных графоаналитических моделей процессов управления, построенных с помощью системно-объектного подхода (в терминах «Узел-Функция-Объект» -УФО подход). Их использование позволяет повысить эффективность проектирования программных систем за счет возможности проведения анализа компьютерных визуальных графоаналитических моделей алгебраическими средствами путем верификации, проверки эквивалентности и сокращение числа состояний таких моделей.

1. Впервые алгебраический аппарат «ПИ-исчисление» адаптирован для описания визуальных графоаналитических моделей процессов управления, в первую очередь путем введения в ПИ-исчисление графического формализма для представления процесса.

2. Впервые разработан способ формального описания системных визуальных графоаналитических моделей процессов управления, выполненных с помощью системно-объектного УФО-подхода, с помощью алгебраического аппарата ПИ-исчисления.

3. Впервые разработаны формализованный метод и алгоритм системного моделирования и анализа процессов управления для проектирования программных СУ, включающие в себя новые, оригинальные методы и алгоритмы, использующие аппарат ПИ-исчисления:

- верификации визуальных графоаналитических моделей процессов управления;

- сокращение числа состояний визуальных графоаналитических моделей процессов управления;

- проверки эквивалентности визуальных графоаналитических моделей процессов управления.

Практическая значимость работы.

1. Разработан алгоритм верификации визуальных графоаналитических моделей процессов управления, в рамках которого разработана методика преобразования понятий ПИ-исчисления в термины языка Рготе1а.

2. Разработан алгоритм сокращения числа состояний визуальных графоаналитических моделей процессов управления.

3. Разработан алгоритм проверки эквивалентности визуальных графоаналитических моделей процессов управления.

4. Формализованный метод системного моделирования и анализа процессов управления успешно применен при проектировании программной СУ наружным освещением путем построения и формализации визуальной графоаналитической (системно-объектной) модели процессов управления наружным освещением. Разработанная СУ наружным освещением показала свою эффективность и была успешна внедрена в семи областях РФ, в частности в Белгородской, Ярославской, Курской областях, городе Тамбове и в других в регионах.

Апробация работы.

Основные положения и результаты диссертационного исследования докладывались и обсуждались на Международной научно технической интернет конференции «Информационные технологии в управлении и моделировании», Белгород 2006; VII Международной конференции «Информатика и моделирование» - Харьков 2008; III Всероссийская молодежная конференция по проблемам управления, - Москва 2008; 3-ей Международной конференции «Системный анализ и информационные технологии», Звенигород 2009, Недели науки в Белгородском государственном университете, Белгород 2009, 2010.

Данное диссертационное исследования поддержано грантом РФФИ № 10-07-00266.

На основании полученных результатов в ООО «Институт высоких технологий Белгородского государственного университета» автором получен акт об использовании результатов диссертационной работы.

По результатам исследований опубликовано 11 печатных работ, из них 4 в изданиях из списка ВАК РФ, получено 2 свидетельства о регистрации ПО для ЭВМ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. Работа изложена на 118 страницах основного текста, включающего 17 рисунков, 2 таблицы, список литературных источников из 103 наименований и 6 приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение содержит обоснование актуальности и важности темы исследования, формулировки цели и решаемых задач, оценку научной новизны и практической значимости результатов работы. Приведены сведения о реализации результатов и апробации работы.

В первой главе проведен обзор и анализ проблем, возникающих при проектировании ИС, в том числе СУ.

Выявлены проблемы моделирования систем и процессов, в первую очередь процессов управления, при проектировании программных СУ. Доказано, что слабая формализованность используемых средств и методов моделирова-

ния процессов управления делают актуальным проведение исследований и разработок с целью их совершенствования.

Проведен анализ существующих способов визуального графоаналитического моделирования процессов управления. Показано что, известные визуальные графоаналитические способы системно-структурного, а также объектного моделирования систем и процессов, хотя и причисляются к числу формализованных, не дают возможности точно оценить, насколько построенная модель системы соответствует выбранной спецификации (требованиям). Приведено описание того, насколько в настоящее время эти модели имеют сильную зависимость от экспертов. Сформулированы цель и задачи диссертационного исследования.

Во второй главе обоснован выбор технологий и математических средств, для визуального графоаналитического моделирования и формального описания процессов управления.

Для этого рассмотрены технологии системно-структурного, объектного и системно-объектного моделирования сложных систем. Проанализированы различные инструментарии компьютерного визуального графоаналитического моделирования процессов управления и обоснован выбор технологии для графоаналитического моделирования процессов управления, основанной на системно-объектном УФО-подходе, предложенный С.И. Маториным. Выбор обусловлен тем что, подход является универсальным и позволяет представлять модели процессов в разных нотациях (DFD, IDEF, BPMN). Данный подход позволяет представить любую систему в виде трехэлементной конструкции «Узел-Функция-Объект» (в виде УФО-элемента), где «Узел» - точка пересечения входных и выходных связей (потоков) в структуре моделируемой системы; «Функция» - процесс перевода входа в выход, т.е. процесс, обеспечивающий баланс «втекающих» и «вытекающих» потоков по связям данного узла; «Объект» - субстанция, реализующая данную функцию.

Для формального, алгебраического описания моделей процессов управления предложено использовать алгебраический аппарат ПИ-исчисления, разработанный Робертом Милнером, являющийся расширением его же «исчисления взаимодействующих систем (CCS)».

Показано, что использование ПИ-исчисления для описания визуальных графоаналитических моделей процессов управления позволяет решать задачи верификации, проверки эквивалентности и сокращением числа состояний таких моделей.

В третьей главе разработаны новые системный метод и алгоритм моделирования и анализа процессов управления при проектировании программных СУ.

Во-первых, выполнена адаптация ПИ-исчисления для математического описания компьютерных визуальных графоаналитических моделей процессов управления.

Для этого в концептуальный аппарат ПИ-исчисления введен графический формализм по аналогии с графическим формализмом, рассматриваемым в теории паттернов Гренандера. В теории паттернов с помощью и в виде графического формализма рассматривается исходное понятие данной теории - «образующая». Под образующей в этой теории понимается объект, обладающий некоторыми признаками а, а также входящими и выходящими связями (в свою очередь характеризующимися некоторыми показателями Р).

По аналогии с теорией паттернов, учитывая свойства процесса (основного понятия ПИ-исчисления) можно сказать что, процесс Р есть сущность, обладающая внутренним действием ^р, а также входящими и выходящими связями/каналами, в свою очередь характеризующимися некоторыми показателями с(х) и с(у) (см. рис. 1). Где с(х).Р - входной префикс, получение данных х из канала с и с(у).Р - выходной префикс, передача данных у по каналу с.

Рисунок 1. Графические формализмы: образующая теории паттернов и процесс ПИ-исчисления

Введение графического формализма в ПИ-исчисление позволяет функцию графического УФО-элемента представить в терминах этого исчисления, следующим образом:

УФО =< с(х).Р,тр,с{у).Р >.

Данное представление, в свою очередь, позволяет описывать функциональные узлы компьютерных визуальных графоаналитических моделей процессов, выполненных средствами УФО-подхода (т.е. УФО-моделей), в терминах алгебраического аппарата ПИ-исчисления.

Во-вторых, разработан способ алгебраического описания графоаналитических УФО-моделей процессов в терминах алгебраического аппарата ПИ-исчисления.

Любой процесс, в том числе процесс управления, состоит из определенных шагов, этапов выполнения. Этими этапами могут быть, например последовательное выполнение процессов, параллельное разделение процессов. Такие этапы представляют собой базовые конструкции процесса. Автором выполнено формальное описание данных конструкций с помощью адаптированного алгебраического аппарата ПИ-исчисления (см. таблицу 1):

Таблица 1. Формальное описание базовых конструкций процесса.

1. Последовательность Р= А.В А = таЦХ).0-В = Ь(Х).Тв

2. Параллельное разделение < Р = А.(В | С); Л = Т,.(&(х}.0|с(40); В = Ь(х).Тв; С = с(х).тс;

3. Синхронизация > Р = (В\С)Л-В=ТвЛ1(х).0; С = гс.а'2(х).0; й = (х).с12(х).т0

4. Выбор

Р = А.(В + С); Л = тА.Щх).0 + с(х).0); В = д(х).тв С = с(х).тс.С'

5. Объединение

В = твЛ(х).0;

С = тсЛ(х).0;0 = <Цх).т1

о

На основе представленных описанных базовых конструкций, использующих адаптированное ПИ-исчисление, предложен способ алгебраического описания графоаналитических моделей процессов.

С точки зрения УФО-подхода любой процесс - это кортеж, состоящий из узлов, направленных ребер, функций и объектов, что можно записать следующим образом:

Р = - формальное описание процесса,

где N - набор узлов; Е^(ЫхЫ) - набор направленных ребер между узлами, отвечающих за маршрутизацию потока управления; .Р: N^>/ипс_ N -функция, описывает связь пары «ключ/значение» для узлов, т.е. связь узла с функцией; О: Р -» оЬ] _ Р - набор объектов.

Таким образом, процесс представляет собой граф, который описывает схему процесса. Этот граф может быть представлен в виде УФО-модели.

Используя введенные обозначения, можно предложить следующий способ алгебраического описания визуальных графоаналитических УФО-моделей процессов управления:

Граф процесса р = (Ы,Е,Р,0) представляется в виде базовых конструкция в терминах ПИ-исчисления следующим образом:

1. Все узлы процесса Р соответствуют уникальным идентификаторам ПИ-исчисления Р., | •

2. Все ребра процесса Р соответствуют именам ПИ-исчисления е\ ...е | рЕ \ ■

3. Внутреннюю деятельность процесса будем обозначать г. Если граф процесса цикличный, то используется рекурсия для возможности многократного выполнения экземпляра деятельности.

4. Выражение л' _ (ve\,.... e \ Pc V,) описывает экземпляр процесса.

Представленный способ описания процесса средствами ПИ-исчисления даёт возможность создавать на основе визуальных графоаналитических моделей процессов модели алгебраические, что позволяет впервые формально решать задачи верификации и проверки эквивалентности визуальных графоаналитических моделей процессов управления.

В-третьих, разработаны методы и алгоритмы верификации, проверки эквивалентности и сокращения числа состояний графоаналитических моделей процессов управления.

Первым шагом сокращения числа состояний графоаналитической модели (УФО-модели) процесса управления является ее формальное алгебраическое описание в терминах ПИ-исчисления. Эта задача заключается в том, чтобы по заданному процессу Р построить процесс Р" с наименьшим числом состояний. Для построения такого процесса Р', используются правила вывода ПИ-исчисления, составляющие следующий алгоритм.

1. Например, пусть задан процесс P = b(a).S\b(c)x!(d).Q.

2.Используя правило - ^^—-—^ I )\Q' ' сделаем пРе°бРазова-

™е bic)c(d)Q^a)S-^amalc}\S « в результате получим a[d)Q{al c}\S.

3. Используя правило вывода P\Q=Q\P, получим

Р= a(ct)Q{a/c}\S^S\a(d)Q.

4. Таким образом,

5. Процесс Р' = S | a(d)Q это процесс с наименьшим числом состояний и Р ~Р.

Один из подходов к решению проблемы верификации процессов управления это проверка моделей процессов (model checking). В качестве языка спецификации для выражения свойств систем, при этом подходе, автором предложено использовать темпоральную логику линейного времени - LTL. Задача проверки модели состоит в определении выполнимости для системы, заданной формальным образом (в виде формальной модели), свойства, записанного формулой темпоральной логики.

В качестве модуля для верификации моделей процессов управления автором предложено использовать пакет SPIN. При использовании этого верифика-

тора, формальное описание графоаналитических моделей процессов управления описывается на языке Ргоше1а. Автором разработана методика преобразования понятий ПИ-исчисления в термины языка Рготе1а (см. таблицу 2).

Таблица 2. Преобразование терминов ПИ-исчисления в конструкции языка Promela.

Название ПИ-исчисление Язык Promela

Имена n chart п = [0] of { chart};

Процесс р proctype P(chan pl,...,pn) { chart bl,...,bm; ... (трансляция тела процесса) }

Префикс с(у) с(х) c!y c?(x)

Соответствие [а = Ь] a- ==6

Альтернативная композиция proctype P(chan al,...,ak) {

У ... (трансляция для 1 процесса) ... (трансляция для 2 процесса)

fi } ... (трансляциядляпроцесса п)

Параллельная композиция Р = Р1\Р2 proctype P() { atomic { run Pl(); run P2() } }

Задача верификации моделей формулируется следующим образом. Пусть задана модель процесса Р = Е, Р), представляющая систему с конечным числом состояний, где N - набор узлов; Е с (М х М) - набор направленных ребер между узлами;/7:/ипс__Ы _ функция. Также задана формула темпоральной логики ф, которая выражает некоторую желаемую спецификацию. Требуется найти во множестве N подмножество всех состояний, в которых выполняется ф, т.е. следующее множество: {п а N \ Р, п |= <р\

На рисунке 2 представлена схема выполнения процедуры верификации модели процесса в графоаналитической нотации. Пунктиром выделены этапы, методы и алгоритмы выполнения которых разработаны автором.

Алгоритм применения метода верификации в целом состоит из следующих этапов:

1. Построение графоаналитической модели процесса управления, с помощью УФО-подхода.

2. Формальное описание графоаналитических моделей процессов управления, с помощью адаптированного ПИ-исчисления.

3. Сокращение числа состояний процесса Р, с помощью правил вывода ПИ-исчисления.

4. Трансляция терминов процесса Р в конструкции языка РЯОМЕЬА.

5. Верификация процесса Р, с помощью пакета БРПЧ и оценка результатов.

Система

Графоаналитическая модель, построенная с помощью УФО подхода

Формальное описание системы, с помощью ПИ-исчисления Р = (И, Е, О)

Сокращение числа состояний Р, с помощью правил вывода Ре-

трансляция процесс Р' в PROMELA

Верификатор SPIN Алгоритм проверки модели

P'->Buchi

Синхронная композиция

<Р не выполняется на Я, Строим контрпример

Ф выполняется на Р

Рисунок 2. Алгоритм верификации графоаналитических моделей 14

Используя предложенный способ формального описания графоаналитических моделей процессов управления и правил вывода алгебраического аппарата ПИ-исчисления, можно предложить метод проверки эквивалентности графоаналитических моделей, алгоритм применения которого состоит из следующих этапов:

1. Пусть заданы 2 процесса pt =(Л',,£,,F,);i = l,2

2. р, ~ р2 тогда и только тогда, когда существует отношение ¡л £ ,v, х Л', удовлетворяющее следующим условиям:

a. (N?,№2)eM

Для каждой пары (,V,,;V,)e ц и каждого перехода из F, вица Nt —Л', существует переход из F2 вида n2 —N2 такой что (N, ,N2) ец

b. Для каждой пары (Nx,N2)&n и каждого перехода из f2 вида N2—существует переход из Fl вида N,——такой что (N,,N2)afi

Алгоритм метода заканчивает свою работу, когда:

1. Нашлось хотя бы одно отношение ^cjV.xjVj, которое удовлетворяет условиям (а,Ь,с), в этом случае он выдает ответ р: ~ Р,

2. Все отношения jicii,» N2 перебраны, и не одно из них не удовлетворяет условиям (а,Ь,с), в этом случае он выдает ответ Pl ^ Р2.

В итоге автором предложен формализованный системный метод моделирования и анализа процессов управления при проектировании СУ, алгоритм применения которого состоит из следующих этапов:

1. Построение графоаналитической модели процесса управления, с помощью УФО-подхода.

2. Формальное описание графоаналитических моделей процессов управления с помощью адаптированного ПИ-исчисления.

3. Сокращение числа состояний процесса Р, с помощью правил вывода ПИ-исчисления.

4. Трансляция терминов процесса Р в конструкции языка PROMELA.

5. Верификация процесса Р, с помощью пакета SPIN и оценка результатов.

6. Проверка эквивалентности моделей процессов.

В четвертой главе описываются результаты применения предлагаемого метода моделирования при проектировании программной СУ наружным освещением. На основе изучения системы наружного освещения построены компьютерные визуальные графоаналитические УФО-модели основных процессов управления. Графоаналитические модели реализованы с помощью программного пакета «иРО-1:оо1кк».

На рисунке 3 показан пример визуальной графоаналитической модели процесса обработки заявки на выполнение переключения шкафа управления наружным освещением. На основе данного примера показана апробация формального системного метода моделирования и анализа процессов управления при проектировании программной СУ.

В соответствии с разработанным алгоритмом применения упомянутого метода выполнено формальное описание графоаналитической модели процесса управления, представленной на рисунке 3.

Узеп А

^ Обработка заявки на переключение'

а

Узел В Вход в систему управления УО Ь

УмлС - ПтаШУ* еоствиш

д

[ ~Уэел~Р ~ I Получение |— | данных ШУ j

Узел Г

Групповое переключение

1 (

Уте ; Выбор тип*_

шу 1

I

УзмО Выбор

Р*ЖШ9

Г Узел Н | 1ЫЙ Ц

™ I

Г Узеп и \ УзепМ

П Первый I режим I.

, Подтверждение !т, УтЯ|М„ | г*1 выполнение

П команды Ц |выполнение|

I Узеп

_ | ■ [ Уипк

J Второй

I оежим Г •< * Риултт

I--

12

_ | режим г л -

^ 1-----1 ^^мртлючения

I ~Узёл~ к

Третий [Л I режим I

1] I"

п Г~

ц

п [ Узеп N "

, Отмена | I выполнения | __1

Рисунок 3. Процесс управления обработки заявки на переключение ШУ наружным освещением

Таким образом, используя основные свойства ПИ-исчисления, предложенный метод описания основных базовых конструкций процессов управления и алгебраический способ описания графоаналитических моделей процессов, весь процесс управления переключением освещения может быть описан в виде следующего выражения:

Р = А.В.С.(А + D).E.{F + (G.(H +1 + J).K))).L.{E + M + N).

Где A,B,C,D,E,F,G,H,I,J,K,L,M,N - формальное описание УФО-элементов, в терминах адаптированного ПИ-исчисления, с помощью таблицы I.

На следующем этапе выполнена трансляция формального представления модели, описанной с помощью адаптивного ПИ-исчисления, в термины языка Promela.

С помощью программы SPIN проверено, что модель процесса удовлетворяет свойствам, позволяющим оценить работоспособность модели процесса управления заявки на переключение освещением. Для этого введена глобальная переменная int s. При этом переменная s будет принимать значение О когда стартует процесс validadeRequest(), значение 1 прежде чем завершится процесс completeQ, и значение 2 прежде чем завершится процесс selectTypeSwitch().

Одним из свойств, которое может быть проверено, это свойство, заключающееся в том, что в рамках данного процесса не выполнится групповое и пофазное переключение шкафа управления одновременно. Используя следующее описание tidefine q (s==J) и Mefine г f.s==2'), с помощью темпоральной логики линейного времени LTL можно описать спецификацию для этого свойства так: !(<>( q && г )). Это свойство автоматически успешно верифицируется с помощью программы SPIN.

Еще одно свойство необходимо, чтобы проверить, что процесс в результате или выполняет переключение успешно или отклоняет переключение. Используя следующее описание Mefine р (s==0), #define q (s==l) и Mefine г (s==2), с помощью темпоральной логики линейного времени LTL можно описать спецификацию для этого свойства так: [] (р -> <> (q || г)).

Стоит отметить, что данное свойство, с помощью верификатора SPIN, не было верифицировано успешно. Верификатор моделей SPIN показал ошибку. Фактически, проблема в том, что при выполнении данного процесса имеют место пути исполнения, которые могут никогда не привести процесс в состояние «Успешное выполнение» и «Отмена выполнения». Это происходит потому что, в приведенной спецификации нет никаких ограничений на количество выполненных повторных попыток переключения. Это свойство успешно верифицировалось путем ограничения числа выполнения повторных переключений.

Результаты апробации показали, что предложенный метод моделирования может успешно применяться при проектировании программных СУ. Достигается значительная стабильность и надежность СУ за счет определения неявных или скрытых параметров, также лишних блоков процесса управления, влияющих на правильность и скорость работы системы. Также применение метода исключает возникновение тупиковых и недостижимых состояний в процессах. При этом полностью исключается человеческий фактор при оценке и сравнении моделей.

В приложениях приведены структурная схема системы наружным освещением, акт об использовании результатов диссертационной работы, благодарственные письма, листинги программы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

Теоретически обоснованы и разработаны новый формализованный метод и алгоритм системного моделирования и анализа процессов управления для проектирования программных СУ. Метод и алгоритм отличаются от существующих возможностью алгебраического описания визуальных графоаналитических моделей процессов управления, построенных с помощью системно-объектного подхода (в терминах «Узел-Функция-Объект» - УФО подход). Их использование позволяет повысить эффективность проектирования программных систем за счет возможности проведения анализа компьютерных визуальных графоаналитических моделей алгебраическими средствами путем верификации, проверки эквивалентности и сокращение числа состояний таких моделей.

1. Выполнена адаптация алгебраического аппарата ПИ-исчисления для решения задачи формального описания визуальных графоаналитических моделей процессов управления путем введения в ПИ-исчисление графического формализма.

2. Разработан способ формального описания основных конструкций процессов управления на основе адаптированного алгебраического аппарата ПИ-исчисления.

3. Разработан способ алгебраического описания графоаналитических моделей процессов управления.

4. Разработаны формализованный метод и алгоритм системного моделирования и анализа процессов управления для проектирования программных СУ, включающие в себя методы и алгоритмы верификации, сокращение числа состояний и проверки эквивалентности графоаналитических моделей процессов управления, позволяющие оценивать их формально строго.

5. Проведена апробация нового формализованного метода и алгоритма моделирования и анализа процессов управления при проектировании программной СУ наружным освещением путем построения и формального описания визуальной модели основных процессов управления наружным освещением.

6. Полученные результаты позволили повысить результативность проектирования за счет исключения человеческого фактора при оценке и сравнении моделей процессов управления и сокращения сроков проектирования.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи в изданиях, входящих в перечень, рекомендованный ВАК РФ

1. Михелев М.В. Формализация бизнеса с помощью графоаналитических моделей / Жихарев А.Г., Михелев М.В., Маторин С.И., Цоцорина Н.В. // Научные ведомости БелГУ. Сер. «История. Политология. Экономика. Информатика». - Белгород. - 2009. - №1(56). - Вып. №9/1. - С. 86-94.

2. Михелев М.В. Формализация моделей процессов на основе пи-исчисления / Михелев М.В., Маторин С.И. // Научные ведомости БелГУ. Серия «История. Политология. Экономика. Информатика». - Белгород. - 2009. - №9(64). Вып. 11/1. - С. 165-169.

3. Михелев М.В. Формализация УФО элементов с помощью алгебраического аппарата ПИ-исчисление / Михелев М.В., Маторин С.И. // Научные ведомости БелГУ. Серия «История. Политология. Экономика. Информатика». -Белгород.-2010. -№ 19(90).Вып. 16/1.-С.145-150.

4. Михелев М.В. Формализованный метод проектирования систем управления / Михелев М.В. // Научно-технический журнал ОрелГТУ. Серия

19

«Информационный системы и технологии». - Орел, 2011 г. - № 2 (64) март-апрель. - С. 34-42.

Статьи в научных журналах и сборниках трудов

5. Михелев М.В. Моделирование бизнес-процессов в управлении наружным освещением / Михелев М.В., Маторин С.И. // Журнал научных публикаций аспирантов и докторантов. - Курск, 2009. -№3. - С. 136-139.

6. Михелев М.В. Формализация многоагентных систем с помощью теории паттернов / Михелев М.В., Маторин С.И. // Вестник Национального технического университета «Харьковский политехнический институт». Сборник научных трудов. Тематический выпуск: Информатика и моделирование. -Харьков: НТУ «ХПИ», 2008. - № 49. - С. 96-101.

7. Михелев М.В. Формализация MAC с помощью теории паттернов / Михелев М.В., Маторин С.И. // Современные информационные компьютерные технологии: сб. науч. ст. в 2 ч. 4.1 / ГрГУ им Я.Купалы. - Гродно, 2008. -С. 95-100.

Доклады в материалах и сборниках трудов научных конференций

8. Михелев М.В. К вопросу о выборе СУБД при создании информационных систем (доклад) / Михелев М.В., Розанов М.С. // Информационные технологии в управлении и моделировании: сб. докл. Междунар. науч.-технич. Интернет-конференции. - Белгород: Изд-во им В.Г. Шухова. - С. 174-179.

9. Михелев М.В. Формализация многоагентных систем с помощью теории паттернов / Михелев М.В., Маторин С.И. // Информатика и моделирование - 2008 : материалы VII Международной конференции. - Харьков, 2008.-С. 10.

10. Михелев М.В. Многоагентная система как система УФО-элементов./ Михелев М.В., Маторин С.И. // III Всероссийская молодежная конференция по проблемам управления. - М., 2008. - С. 258-261.

11. Михелев М.В. Формализация бизнес-процессов на основе ПИ-исчисления / Михелев М.В., Маторин С.И. // Системный анализ и информационные технологии (САИТ-2009) : Труды 3-ей Международной конференции (Звенигород, сентябрь, 2009 г.). - Звенигород, 2009. - С. 517-523.

Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ

12. Михелев М.В. Программа управления наружным освещением «Гелиос» / Лагунин Д.Ю., Дементьев А.И., Маслаков Ю.Н., Марьин В.А., Насипов И. В. // Программа для ЭВМ, Свидетельство о государственной регистрации программ для ЭВМ, №2008613507 от 23 июля 2008 года.

13. Михелев М.В. Информационная система «Гермес-КНИТ БелГУ» / Михелев В.М., Хачатрян В.Е., Журавский B.C. // Программа для ЭВМ, Свидетельство о государственной регистрации программ для ЭВМ №2010612501 от 1 декабря 2009 года.

Подписано в печать 27.04.2011. Формат 60x84/16. Гарнитура Times. Усл. п. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ 56. Оригинал-макет подготовлен и тиражирован в ИПК НИУ «БелГУ» 308015, г. Белгород, ул. Победы, 85

ВВЕДЕНИЕ.

1. ОБЗОР И АНАЛИЗ ПРОБЛЕМ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПРОГРАММНЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ.

1.1. Обзор технологий проектирования программных систем управления.

1.2. Задачи и проблемы моделирования при проектировании программных систем управления.

1.3. Обзор и анализ методов моделирования бизнес-систем и бизнес-процессов.

1.4. Анализ проблем визуального графоаналитического моделирования бизнес-процессов управления.

1.5. Постановка задачи диссертационного исследования.

Выводы по первому разделу.

2. ВЫБОР СРЕДСТВ РЕШЕНИЯ ПОСТАВЛЕННЫХ ЗАДАЧ.

2.1. Обоснование выбора графоаналитической нотации для моделирования процессов управления.

2.2. Обоснование выбора математического аппарата для формального описания процессов.

2.3. Исследование и выбор аппарата для верификации моделей процессов53 Выводы по второму разделу.

3. ИССЛЕДОВАНИЕ И ФОРМАЛИЗАЦИЯ ВИЗУАЛЬНЫХ ГРАФОАНАЛИТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ПРОЦЕССОВ УПРАВЛЕНИЯ.

3.1. Адаптация алгебраического аппарата ПИ-исчисления для формализации графоаналитической УФО-модели процесса управления.

3.1.1. Формализация основных конструкций процесса управления.

3.1.2. Алгебраический способ описания графоаналитических моделей процессов.

3.2. Разработка метода верификации формализованных моделей процессов управления.

3.3. Разработка метода сокращения числа состояний формализованных моделей процессов управления.

3.4. Разработка метода проверки эквивалентности формализованных моделей процессов управления.

3.5. Разработка формализованного метода моделирования процессов управления.

Выводы по третьему разделу.

4. АПРОБАЦИЯ ФОРМАЛИЗОВАННОГО МЕТОДА МОДЕЛИРОВАНИЯ И АНАЛИЗА ПРОЦЕССОВ УПРАВЛЕНИЯ.

4.1. Применение формализованного метода моделирования и анализа при проектировании системы управления наружным освещением.

4.2. Проектирование основных модулей системы управления наружным освещением.

4.3. Анализ результатов применение формализованного метода моделирования процессов при проектировании системы управления наружным освещением.

Выводы по четвертому разделу.

Актуальность темы диссертации. Сложность процесса проектирования современных информационных программных систем (ИС), а также большая ответственность за их результаты, в частности в области систем управления (СУ), и слабая формализованность используемых средств и методов делают актуальным проведение исследований и разработок в области совершенствования средств и методов проектирования СУ. Одним из самых слабо формализованных этапов проектирования любой ИС является этап моделирования процессов, для автоматизации которых данная ИС и проектируется. Такое моделирование составляет основное содержание первоочередного этапа создания ИС - этапа анализа. Этот анализ проводится в соответствии с международным стандартом ИСО12207 (Жизненный цикл программного обеспечения). Главным средством проведения анализа является компьютерное системное моделирование с использованием средств системного анализа и визуальных графоаналитических моделей. Как известно, без визуальных графоаналитических моделей не обходится ни один проект по созданию программного обеспечения, что зафиксировано в международном стандарте.

В настоящее время стремительное развитие компьютерных технологий привело к значительному разрыву между быстро прогрессирующими способами практического анализа, визуального графического моделирования и проектирования сложных систем и медленно развивающимися методами их математического описания. Например, известные визуальные графоаналитические способы системно-структурного (ОИВ, ЮЕИ, АШБ и т.п.), а также объектного (иМЬ) моделирования систем управления и процессов управления, хотя и причисляются к числу формализованных, не дают возможности точно оценить, на сколько построенная модель системы соответствует выбранной спецификации (требованиям), т.е. не обеспечивают возможность формальной верификации модели.

Разнообразные методы и подходы к системному моделированию и проектированию сложных организационных и информационных систем разработаны в трудах отечественных и зарубежных ученых: Г.Буча, А.М.Вендрова, У.Гренандера, Г.Н.Калянова, Э.Квейда, С.И.Маторина, Дж.А.Милнера, А.Б.Петровского, Д.А.Поспелова, В.В.Репина, Д.Росса, С.В.Рубцова, Дж.Форрестера, Ю.Г. Карпова и других. Однако эти методы, из-за отсутствия формального описания визуальных моделей, не позволяют решать задачи верификации, проверки эквивалентности и сокращения числа состояний этих моделей. Что создает проблему при решении вопросов анализа, оптимизации и принятия решений в ходе проектирования СУ.

Следовательно, целесообразно искать средства, которые обеспечивали бы действительно формальное (математическое) описание визуальных графических компьютерных моделей и позволяли бы, решать упомянутые выше задачи.

Цели и задачи исследования. Целью диссертационного исследования является разработка формализованного метода и алгоритма представления и анализа процессов управления с использованием компьютерных визуальных графоаналитических системных моделей этих процессов и их применение с целью повышения эффективности проектирования программных СУ.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Выбор технологии компьютерного визуального графоаналитического системного моделирования процессов управления.

2. Выбор средств для формализации визуальных графоаналитических моделей процессов управления.

3. Разработка способа формального описания графоаналитических моделей процессов управления.

4. Разработка метода системного моделирования и анализа процессов управления на основе формализованных визуальных графоаналитических моделей процессов управления.

5. Апробация нового формализованного метола системного моделирования и анализа процессов управления при проектировании программной СУ наружным освещением путем построения и формального описания визуальных графоаналитических моделей процессов управления.

Объект и предмет исследования. Объект исследования - процесс проектирования программных СУ на этапе анализа процессов управления. Предмет исследования — средства моделирования и формализации процессов управления при проектировании программных СУ.

Методы исследования. Системный подход «Узел-Функция-Объект» (УФО-подход), системно-объектный анализ (УФО-анализ), алгебра процессов (ПИ-исчисление), пакет верификатор SPIN, темпоральная логика LTL, язык Promela.

Результаты, выносимые на защиту

1. Способ формализованного описания компьютерных визуальных графоаналитических моделей процессов управления.

2. Метод и алгоритм верификации графоаналитических моделей процессов управления.

3. Метод и алгоритм сокращения числа состояний графоаналитических моделей процессов управления.

4. Метод и алгоритм проверки эквивалентности графоаналитических моделей.

5. Формализованный метод системного моделирования и анализа процессов управления.

6. Применение визуальных и формализованных графоаналитических моделей процессов управления при проектировании программной СУ наружным освещением.

Достоверность и обоснованность научных положений и выводов обеспечивается корректностью использования принципов системного подхода, математических формулировок и преобразований, отсутствием противоречий с известными теоретическими положениями; анализом и систематизацией процедур управления наружным освещением; подтверждается согласованностью разработанных моделей, алгоритмов, методик и результатов, полученных при их апробации и практической реализации системы управления наружным освещением.

Научная новизна. Теоретически обоснованы и разработаны новый формализованный метод и алгоритм системного моделирования и анализа процессов управления' для проектирования программных СУ. Метод и алгоритм отличаются от существующих возможностью алгебраического описания визуальных графоаналитических моделей процессов управления, построенных с помощью системно-объектного подхода (в терминах «Узел-Функция-Объект» - УФО подход). Их использование позволяет повысить эффективность проектирования программных систем за счет возможности проведения анализа компьютерных визуальных графоаналитических моделей алгебраическими средствами путем верификации, проверки эквивалентности и сокращение числа состояний таких моделей.

1. Впервые алгебраический аппарат «ПИ-исчисление» адаптирован для описания визуальных графоаналитических моделей процессов управления, в первую очередь путем введения в ПИ-исчисление графического формализма для представления процесса.

2. Впервые разработан способ формального описания системных визуальных графоаналитических моделей процессов управления, выполненных с помощью системно-объектного УФО-подхода, с помощью алгебраического аппарата ПИ-исчисления.

3. Впервые разработаны формализованный метод и алгоритм системного моделирования и анализа процессов управления для проектирования программных СУ, включающие в себя новые, оригинальные методы и алгоритмы, использующие аппарат ПИ-исчисления:

- верификации визуальных графоаналитических моделей процессов управления;

- сокращение числа состояний визуальных графоаналитических моделей процессов управления; - проверки эквивалентности визуальных графоаналитических моделей процессов управления.

Практическая значимость работы.

1. Разработан алгоритм верификации визуальных графоаналитических моделей процессов управления, в рамках которого разработана методика преобразования понятий ПИ-исчисления в термины языка Promela.

2. Разработан алгоритм сокращения числа состояний визуальных графоаналитических моделей процессов управления.

3. Разработан алгоритм проверки эквивалентности визуальных графоаналитических моделей процессов управления.

4. Формализованный метод системного моделирования и анализа процессов управления успешно применен при проектировании программной СУ наружным освещением путем построения и формализации визуальной графоаналитической (системно-объектной) модели процессов управления наружным освещением. Разработанная СУ наружным освещением показала свою эффективность и была успешна внедрена в семи областях РФ, в частности в Белгородской, Ярославской, Курской областях, городе Тамбове и в других в регионах.

Апробация работы.

Основные положения и результаты диссертационного исследования докладывались и обсуждались на Международной .научно технической интернет конференции «Информационные технологии в управлении и мЬделировании», Белгород 2006; VII Международной конференции «Информатика и моделирование» - Харьков 2008; III Всероссийская молодежная конференция по проблемам управления, - Москва 2008; 3-ей Международной конференции «Системный анализ и информационные технологии», Звенигород 2009, Недели науки в Белгородском государственном университете, Белгород 2009, 2010.

Данное диссертационное исследования поддержано грантом РФФИ № 10-07-00266.

На основании полученных результатов в ООО «Институт высоких технологий Белгородского государственного университета» автором получен акт об использовании результатов диссертационной работы.

По результатам исследований опубликовано 11 печатных работ, из них 4 в изданиях из списка ВАК РФ, получено 2 свидетельства о государственной регистрации ПО для ЭВМ.

Работа выполнена в Федеральном государственном автономном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Белгородский государственный национальный исследовательский университет» (НИУ «БелГУ»), факультет компьютерных наук и телекоммуникаций, кафедра прикладной информатики.

Выводы по четвертому разделу

1. На основе изучения системы наружного освещения, построены компьютерный визуальные графоаналитические УФО-модели основных процессов управления.

2. В соответствии с разработанным алгоритмом применения метода моделирования и анализа процессов управления выполнено формальное описание, графоаналитической модели процесса управления

3. С помощью программы SPIN проверено, что модель процесса управления удовлетворяет определенным свойствам.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Теоретически обоснованы и разработаны новый формализованный метод и алгоритм системного моделирования и анализа процессов управления для проектирования программных СУ. Метод и алгоритм отличаются от существующих возможностью алгебраического описания визуальных графоаналитических моделей процессов управления, построенных с помощью системно-объектного подхода (в терминах «Узел-Функция-Объект» - УФО подход). Их использование позволяет повысить эффективность проектирования программных систем за счет возможности проведения анализа компьютерных визуальных графоаналитических моделей алгебраическими средствами путем верификации, проверки эквивалентности и сокращение числа состояний таких моделей.

1. Выполнена адаптация алгебраического аппарата ПИ-исчисления для решения задачи формального описания визуальных графоаналитических моделей процессов управления путем введения в ПИ-исчисление графического формализма.

2. Разработан способ формального описания основных конструкций процессов управления на основе адаптированного алгебраического аппарата ПИ-исчисления.

3. Разработан способ алгебраического описания графоаналитических моделей процессов управления.

4. Разработаны формализованный метод и алгоритм системного моделирования и анализа процессов управления для проектирования программных СУ, включающие в себя методы и алгоритмы верификации, сокращение числа состояний и проверки эквивалентности графоаналитических моделей процессов управления, позволяющие оценивать их формально строго.

5. Проведена апробация нового формализованного метода и алгоритма моделирования и анализа процессов управления при проектировании программной СУ наружным освещением путем построения и формального описания визуальной модели основных процессов управления наружным освещением.

6. Полученные результаты позволили повысить результативность проектирования за счет исключения человеческого фактора при оценке и сравнении моделей процессов управления и сокращения сроков проектирования. 1 г

1. Карабанов Б. Бизнес-инжиниринг. Не роскошь, а средство управления. // http:// www.intalev.ru

2. Кудрявцев Е.М. Исследование операций в задачах, алгоритмах и программах. -М.: Радио и связь, 1984. -184 с.

3. Слепцов А.И., Юрасов А.А. Автоматизация проектирования управляющих систем гибких автоматизированных производств./Под ред. В.Н.Малиновского. К.: Технжа, 1986. - 110 с.

4. Рубцов С. Какой CASE-инструментарий нанесет наименьший вред организации? // Директору информационной службы. 2002. №1 // http:// www. osp.ru/cio/2002/008.htm.

5. Трофимов С.А. CASE-технологии: практическая работа в RationalRose. М.: ЗАО «Издательство БИНОМ», 2001.

6. Маторин B.C., Маторин С.И., Полунин Р.А., Попов А.С. Знаниеориентированный CASE-инструментарий автоматизации UFO-анализа // Проблемы программирования. 2002. №1-2. С. 469-476.1ЕЕЕ Std 1209-1992.

7. IEEE Recommended Practice for the Evaluation and Selection of CASE Tools.

8. IEEE Std 1348-1995. IEEE Recommended Practice for the Adoption of Computer-Aided Software Engineering (CASE) Tools.

9. ISO/IEC 14102:1995(E). Information technology Guideline for the evaluation and selection of CASE Tools.

10. Кода Е.Ф. Реляционная модель данных для больших совместно используемых банков данных. СУБД # 1, 1995, с. 145-160.

11. Тандоев АЛО. Архитектура продуктов клиент-сервер фирмы Sybase. СУБД # 1, 1995, с. 62-69.

12. Chen P.P. The Entity-Relationship Model: Toward a Unified View of Data. ACM Transactions on Database Systems, vol.1., # 1, 1976.

13. Горин С.В., Тандоев А.Ю. Среда разработки приложений PowerBuilder. DBMS/RussianEdition, # 1, 1995.

14. С.В. Горин, А. Ю. Тандоев Применение CASE-средства ERwin 2.0 для информационного моделирования в системах обработки данных.

15. Ойхман Е.Г., Попов Э.В. Реинжиниринг бизнеса. М.: Финансы и статистика, 1997.

16. Менеджмент знаний в оборонном ведомстве / http:// center.dau.mil

17. Липаев В. Стандарты в области информационных технологий//Рс\уеек. -1998. -№24.

18. Кобёрн А. Современные методы описания функциональных требований к системам. М.: "Лори", 2002.

19. Паронджанов С.Д. Методология создания корпоративных ИС. www.citforum.ru

20. Волков О. Стандарты и методологии моделирования бизнес-процессов. Журнал Связьинвест. Выпуск 6.2005.

21. Вендров A.M., Современные технологии создания программного обеспечения. Обзор Информационный бюллетень Jetlnfo2004 г,

22. Ф. Брукс Мифический человеко-месяц или как создаются программные системы: Пер. с англ. — СПб.: Символ-Плюс, 1999

23. Якобсон А. Вуч Г. Унифицированный процесс разработки программного обеспечения 2002, СПб., "Питер"

24. Г. Буч Объектно-ориентированный анализ и проектирование с примерами приложений на С++. 2-е изд.: Пер. с англ. - М.: Издательство Бином, СПб.: Невский диалект, 1999

25. A.M. Вендров Проектирование программного обеспечения экономических информационных систем: Учебник. - М.: Финансы и статистика, 2000

26. X. Гома UML. Проектирование систем реального времени, распределенных и параллельных приложений.: Пер. с англ. - М.: ДМК, 2002

27. Э. Кармайкл , Д. Хейвуд Быстрая и качественная разработка программного обеспечения.: Пер. с англ. - М.: Вильяме, 2003

28. А. Коберн Быстрая разработка программного обеспечения.: Пер. с англ. -М.: ЛОРИ, 2002

29. Bauer F.L. Decrypted Secrets: Methods and Maxims of Cryptology. Fourth Edition 2006

30. Bauer F.L Sequential Formula Translation, Commun. ACM 3(2): 76-83 1960

31. Роберт Гласс . Факты и заблуждения профессионального программирования. Символ-Плюс, 2007

32. Павловская Т. А., Щупак Ю. А. С++. Объектно-ориентированное программирование: Практикум. СПб.: Питер, 2006

33. В.В. Липаев. Качество программных средств. Методические рекомендации. М.: «Янус-К». 2002. 298с.

34. Боэм Б.У. Инженерное проектирование программного обеспечения: Пер. с англ./Под ред. A.A. Красилова. М.:Радио и связь, 1985.

35. В.В. Липаев, А.И. Потапов. Оценка затрат на разработку программных средств. М.: Финансы и статистика. 1988

36. Владимир Рябикин SW-CMM. Модель зрелости процессов разработки программного обеспечении

37. С.А. Орлов. Технологии разработки программного обеспечения. Учебник для вузов. М., Санкт-Петербург: «Питер». 2002.

38. Г. Коллинз, Дж. Блей. Структурные методы разработки систем: от стратегического планирования до тестирования. М.: «Статистика», 1980. 260с.:ил.

39. Информационные системы в экономике. Под ред. Проф. В.В. Дика. Учебник для вузов, М., «Финансы и статистика». 1996. 270 с.

40. ЕлашкинМ. SAP Business One. Строим эффективный бизнес. ООО "Кудиц-пресс" 2007. - 236с.

41. Практические аспекты информатизации. Стандартизация, сертификация и лицензирование. Справочная книга руководителя. Под редакцией Л.Д. Реймана. М.: 2000. -259с.

42. В. И. Грекул, Г. Н. Денишенко, H. JI. Коровкина Проектирование информационных систем: курс лекций: учеб пособие для студентов вузов, обучающихся по специальностям в области информ. технологийМ.: Интернет-Ун-т Информ технологий -2005.304с.

43. Вендров А. М. Практикум по проектированию программного обеспечения экономических информационных систем: Учеб. пособие. — 2-е изд., перераб. и доп. М.: Финансы и статистика. 2006, 190с.

44. Маклаков C.B. Создание информационных систем с ALLFusionModelingSuite. Диалог-Мифи. 2003. 432 с

45. Г. Буч , Дж. Рамбо , А. Джекобсон Язык UML. Руководство пользователя.: Пер. с англ. - М.: ДМК, 2000

46. Буч Г.Коналлен Д.Максимчук Р.А.Хьюстон К.Энгл М.Янг Б.Объектно-ориентированный анализ и проектирование с примерами приложений. Вильяме. 2008, 720с.

47. Т. Кватрани — Визуальное моделирование с помощью Rational Rose 2002 и UML.: Пер. с англ. М.: Вильяме, 2003

48. К. Ларман — Применение UML и шаблонов проектирования. 2-е издание.: Пер. с англ. — М.: Вильяме, 2002

49. Д. Розенберг , К. Скотт ~ Применение объектно-ориентированного моделирования с использованием UML и анализ прецедентов.: Пер. с англ. -- М.: ДМК, 2002

50. М. Фаулер , К. Скотт — UML в кратком изложении. Применение стандартного языка объектного моделирования.: Пер. с англ. ~ М.: Мир, 1999

51. Т. Конноли , К. Бегг Базы данных: проектирование, реализация и сопровождение. Теория и практика. 3-е издание.: Пер. с англ. - М.: Вильяме, 2003

52. Д. Леффингуэлл , Д. Уидриг Принципы работы с требованиями к программному обеспечению. Унифицированный подход.: Пер. с англ. - М.: Вильяме, 2002

53. Д.А. Марка , К. МакГоуэн Методология структурного анализа и проектирования. - М.: МетаТехнология, 1993

54. С.Р. Палмер , Дж.М. Фелсинг Практическое руководство по функционально-ориентированной разработке ПО.: Пер. с англ. - М.: Вильяме, 2002

55. ГОСТ Р ИСО 9127 94 «Системы обработки информации. Документация пользователя и информация на упаковке потребительских программных пакетов».

56. ГОСТ 34601 — 90. «Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Автоматизированные системы. Стадии создания».

57. ГОСТ 34601 89. «Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Техническое задание на создание автоматизированной системы».

58. ГОСТ 34601 92. «Информационная технология. Виды испытаний автоматизированных систем».

59. Джонстон М. Обнародована модель бизнес-процессов // http: // www. osp.ru/cw/2001 /10/02 l0.htm.

60. Колесников С. Методики моделирования в бизнесе // http:// .www. consulting.ru/main/ mgmt/texts/m3/032methodl .htm

61. Коберн А. Современные методы описания функциональных требований к системам.: Пер. с англ. М.: ЛОРИ, 2002.

62. Ойхман Е.Г., Попов Э.В. Реинжиниринг бизнеса: реинжиниринг организациии информационные технологии. М.: Финансы и статистика, 1997.

63. Беляев И.П., Капустян В.М. Системный анализ для разработки и внедрения информационных технологий.- М.: МГСУ, 2007.

64. Репин В.В., Елиферов В.Г. Процессный подход к управлению. Моделирование бизнес процессов. М.: РИА «Стандарты и качество», 2006, 405с.

65. Елиферов В. Г., Репин В. В. Бизнес-процессы: регламентация и управление-ИНФРА-М. 2005,319с

66. Верников Г. Основные методологии обследования организации. Стандарт IDEF0 // http:// www.consulting.ru/ main/ mgmt/texts/m7/079idef.shtml

67. Верников Г. Основные методологии обследования организации. Стандарт IDEF0 // http:// www.consulting.ru/ main/ mgmt/texts/m7/080idef.shtml

68. Кузнецов M. MDA новая концепция интеграции приложений. -«Открытые системы», №9, 2003.

69. Драган 3. Милошевич. Набор инструментов для управления проектами -Компания АйТи, ДМК пресс. 2008, 736 стр.

70. Кондратьев В. В., Кузнецов М. Н. Показываем бизнес-процессы Эксмо, 2008, 256с.

71. Август-Вильгельм Шеер. Моделирование бизнес-процессов. М: Весть-МетаТехнология, 2000, 222с

72. Тельнов Ю.В. Реинжиниринг бизнес-процессов (Учебное пособие) -Московский международный институт эконометрики, информатики, финансов и права. 2003, 99с.

73. Гудман С., Хидетниеми С. Введение в разработку и анализ алгоритмов. -М.:Мир, 1981.-368 с.

74. Хачумов В.М., Юмагулов М.Г. Об оптимизации метода совмещения вычислительных процессов в специализированных устройствах. В кн.: Управление в сложных нелинейных системах. - М.: Наука, 1984.

75. Шеннон Роберт. Имитационное моделирование систем: искусство и наука -М.: Мир. 1978, 424с

76. Емельянов A.A., Власова Е.А., Дума Р.В. Имитационное моделирование экономических процессов: Учеб. Пособие. М.: Финансы и статистика. 2002, 368с

77. Карпов Ю. Имитационное моделирование систем. Введение в моделирование с AnyLogic 5 БХВ-Петербург. 2006, 400с

78. Томашевский В., Жданова Е. Имитационное моделирование в среде GPSS -Бестселлер. 2003, 416с

79. Тарасов В.Б. От многоагентных систем к интеллектуальным организациям: Философия, психология, информатика Едиториал УРСС, 2002, 352с

80. Cea Ж. Оптимизация. Теория и алгоритмы Мир, 1973, 244с

81. Саати Г.А. Элементы теории массового обслуживания и ее приложения. -М.: Советское радио, 1971.-520 с.

82. Федосин С.А. Практикум по GPSS/PS. -Саранск, 2001.

83. Быков С.П., Храмов A.A. Разработка моделей в системе моделирования GPSS.- Москва, МИФИ, 1998.

84. Методы параллельного микропрограммирования/ Под ред. О.Л.Бандман -Новосибирск, Наука, 1981. -180 с.

85. C.B. Черемных , И.О. Семенов , B.C. Ручкин Структурный анализ систем: IDEF-технологии. - М.: Финансы и статистика, 2001

86. C.B. Черемных, И.О. Семенов, B.C. Ручкин. Моделирование и анализ систем. I DEF-технологии: практикум М.: Финансы и статистика, 2006, 192с

87. Методология функционального моделирования IDEF0. Руководящий документ РДГОЕР0 2000. - М.: Госстандарт России, 2000.

88. ТК РБ 4.2-МР-05-2002. Методика и порядок работ по определению, классификации и идентификации процессов. Описание процессов на базе методологии IDEF 0. Методические рекомендации.-Мн.:БелГИСС, 2002.

89. Калянов Г.Н. Построение архитектуры предприятия//Корпоративные системы.-2005.-№3.

90. Дворников A. IDEF 0 как инструмент моделирования процессов//Авант Партнер.-2005.-№22.

91. Верников Г. Основы методологии IDEF1, IDEFIX, IDEF3, IDEF5 // http:// www.citforum.ru/ cfin/vernikov

92. Верников Г. Описание стандарта документирования технологических процессов IDEF3.

93. А.Н. Калашян , Г.Н. Калянов Структурные модели бизнеса: DFD-технологии. - М.: Финансы и статистика, 2003

94. М. Каменнова , А. Громов , М. Ферапонтов , А. Шматалюк Моделирование бизнеса. Методология ARIS. - М.: Весть-МетаТехнология, 2001

95. Ф. Крачтен Введение в RationalUnifiedProcess.: Пер. с англ. - М.: Вильяме,2002

96. Инструментарий ARIS. Методы. Весть МетаТехнология. 2000.

97. ВРМ для начинающих. Моделирование бизнеса с ARIS DesignPlatformPo6 Довис, Эрик Брабендер, Пер с англ., 2008. — 436 с.

98. Ильин В. В. Реинжиниринг бизнес-процессов с использованием ARIS -Вильяме, 2008, 256 с

99. Stephen A. White. BPMN. Modeling and reference guide ВРМ Focus, 2008

100. Официальная страница BPMN, страница OMG о BPMN http://www.bpmn.org/

101. Маторин С.И. Анализ и моделирование бизнес-систем: системологическаяобъектно-ориентированная технология / Предисл. Э.В. Попова. Харьков. ХНУРЭ, 2002. -322с.

102. Маторин С.И., Попов A.C., Маторин B.C. Моделирование организационных систем в свете нового подхода «Узел-Функция-Объект» // НТИ. Сер. 2. 2005. - №1. - С. 1-8.

103. Маторин С.И., Корзун С.С. Технологии компьютерного моделирования бизнес-систем: сравнительный анализ // Научные ведомости БелГУ. Серия Информатика и прикладная математика. 2006. - № 2 (31), вып.З. - С. 122-129.