автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.11, диссертация на тему:Автоматизированное проектирование средств взаимодействия пользователя с ППП

г 1 На правах рукописи

АРИСТОВА НАТАЛЬЯ ИГОРЕВНА

АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ СРЕДСТВ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ С ППП

05.13.11. - математическое и программное обеспечение вычислительных машин и систем

АВТОРЕФЕРАТ . диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

/V

Автор: .-^--у. Научный руководитель:

кандидат технических наук, доцент Баданов Алексей Геннадиевич

Москва 1998

Работа выполнена ь Московском государственном инженерйо - физическом институте (техническом университете). . :

Научный руководитель: кандидат технических наук,

доцент Баданов А. Г.

- доктор технических наук, профессор Афанасьев В. Н. . - кандидат технических наук, старший научный сотрудник. Каляной Г. Н.

концерн "Снстсм-ПрЫГ

Защита диссертации состоится 23.12.i998 г. . в аудитории . в час. мин. на заседании диссертационного

совета Д053.03.04 в МИФИ по адресу 115409, Москва, Каширское шоссе, д.31, тел.(095) 324-84-98, 323-91-67.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МИФИ. Автореферат разослан 23.11.1998 г. '

Просим принять участие в работе совета 'или прислать' отзыв в одном экземпляре, заверенный печатью организации.

Ученый секретарь . диссертационного совета

д. т. н., профессор - ■ В. Э. Вольфенгаген

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

Подписано в печать Л. Заказ № Тираж 100 экз.

Типография МИФИ. Каширское шоссе, 31.

• 3

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность теми ---------- ---------------• —

Производство современных программных продуктов немыслимо без автоматизации труда проектировщиков, без использования инструментов, обеспечивающих условия для взаимодействия заказчика и разработчика. Этой цели служат CASE-средств'а (Computer-Aided Software Engineering). Существует несколько классов приложений, для которых применяются CASE-системы. К их числу относятся пакеты прикладных программ (ППП), основной отличительной чертой которых является наличие модели. предметной области. (ПРО). Развитые ППП позволяют специалистам ПРО, но не специалистам в программировании, эффективно использовать ЭВМ, оставаясь в рамках привычных им знаний и действий, за счет переключения их внимания с программирования на языках высокого уровня на •планирование во времени и описание процессов решения прикладных задач.

В настоящее время основные усилия разработчиков сложных программных систем (ПС) направлены на покрытие этапов жизненного цикла, связанных' с анализом и проектированием, полнота и корректность которых влияют на успех разработки в целом. Таким образом, успех проекта ПС, в частности ППП, определяется качеством результатов эскизного проектирования, поскольку н& tx основе осуществляется техническое и рабочее проектирование. Однако существующие технологии разработки ПО не затрагивают стадии эскизного проекта, а исследования, посвященные методологии и принципам разработки ПО, не раскрывают содержания процесса эскизного проектирования.

. Применительно к ППП это означает необходимость приоритетного решения проблемы эскизного проектирования ПС данного вида. Можно выделить достаточно широкий класс проблемно-ориентированных пакетов сложной структуры, для которого возможна постановка задачи систематизации процесса и разработки методов эскизного проектирования ППП. ■ -

Развитые ППП выделенного класса осуществляют взаимодействие с конечными пользователями в соответствии с некоторым алгоритмам - сценарием, содержащим информацию о структуре, целях и форме ведения диалога. От того, насколько точно сценарий диалога (СД) отражает технологию решения некоторой конкретной задач ПРО и эргономические требования пользователя, зависит будет ли ППП удовлетворять требованиям эффективности функционирования и удобства для пользователя при взаимодействии с пакетом. Удовлетворение этим требованиям

ППП в ходе решения задач ПРО составляет цель управления вычислительным процессом в пакете и взаимодействием пользователя с ППП. Таким образом, при разработке Г)ПП должны быть правильно спроектированы системные средства управления вычислительным процессом и средства общения пользователя и ПС.

На основе проведенного анализа литературы выявлены сапфические требования, предъявляемые к средствам автоматизированного проектирования СД:

1)создаваемая диалоговая система (ДС) должна использовать: различные типы ведения диалога; различные устройства ввода;

2)необходимо отделить в создаваемых диалоговых системах диалоговую часть от расчётных компонентов программного пакета; /

3)СД должен быть легко модифицируемым при внесении изменений в ПРО;.

4)должен использоваться принцип непосредственного воздействия на диалоговые компоненты;

5}процесс производства средств общения должен быть интерактивным;

6)должны обеспечиваться хорошие эргономические свойства ДС. ,

Из всех рассмотренных подходов, направленных на автоматизированное. создание средств общения пользователя и ПС, ни один не удовлетворяет в полной мере сформулированным требованиям к инструментальным системам генерации СД.

- Поэтому актуальной является задача создания генератора сценариев диалога (ГСД), как части системного наполнения ППП, предназначенного для автоматизированной генерации СД, в соответствии с которым будет осуществляться общение пользователя и ППП, и удовлетворяющего всем перечисленным требованиям. При разработке ГСД в первую очередь должны быть рассмотрены стадии анализа и проектирования. •

Цель диссертационной работы заключается в исследовании, разработке и обосновании методов эскизного проектирования ППП сложной структуры, направленных на решение проектной задачи синтеза ГСД, и его практической апробации, при проектировании и реализации конкретного ППП.

Основными задачами, решаемыми в работе, являются:

-исследование и систематизация процесса эскизного проектирования ППП; .

- обоснование и постановка задачи синтеза ГСД в ППП и разработка методов для решения данной проектной задачи;

- разработка и обоснование практической методики проектирования ГСД и ее использование при проектировании ГСД для конкретного ППП (на примере ППП для моделирования и исследования сложных физических объектов (СФО)): .

- реализация ГСД для указанной ПРО.

Методы исследования основаны на использовании положений теории множеств, теории графов, теории автоматов, теорий формальных языков, методологии'системнсго подхода: - — ------- — . -------

Научная новизна

- выявлены и обоснованы задачи эскизного проектирования ППП сложной структуры, функционирующих в диалоговом режиме, и построена логическая схема их решения; • " ' - ........... ' '

- сформулирована постановка задачи синтеза ГСД, установлена и исследована связь решения данной задачи с обеспечением в разрабатываемом пакете требуемых для пользователя характеристик качества;

- предложен подход к построению автоматной модели ГСД, функционирующего по двухпроходной схеме;

' - разработан метод построения автоматной модели ГСД посредством его представления детерминированным процессом;

- показана возможность построения рационального варианта ГСД на основе использования соответствующего математического аппарата.

Практическая значимость работы заключается в следующем:

-создана методика проектирования генератора сценариев диалога, обеспечивающая обоснованность проектных решений при выборе и организации взаимодействия компонентов ГСД;

- методика апробирована на практике при проектировании и реализации ППП для моделирования и исследования СФО.

Степень обоснованности и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций, сформулированных в диссертации, подтверждена исследованием применимости предлагаемого метода проектирования модели ГСД для ряда практических примеров автоматизированной генерации сценариев диалога, а также практической реализации предложенного метода.

Реализация результатов исследования. Теоретические и практические положения диссертационной работы и созданный на их основе "Генератор сценариев диалога" внедрены в Научно-исследовательском институте системных исследований РАН и в Научно-производственном предприятии "БИТ про", где ГСД использовался для решении практических задач по проектированию моделей взаимодействия конечного пользователя и программной системы.

Положения, выносимые на защиту:

- методика проектирования генератора сценариев диалога; :

-реализация ГСД для ППП, ориентированного на моделирование и

исследование сложных физических объектов.

Апробация работы. *

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на:

- Международной научно-технической конференции "Информационные технологии в моделировании и управлении" (г.Санкт-Петербург, СПбГТУ, 1996г.); .

-1! Международной научно-технической конференции "Новыз информационные технологии и системы" (г.Пенза, ПГТУ, 1996г.);

- Международной конференции "Информационные продукты, процессы и технологии" - "НТИ-96". {г. Москва, ВИНИТИ, 1996г.);

- IV Международной конференции - выставке "Информационные технологии в образовании"(г.Москва, Ассоциация учителей и преподавателей информатики,1997г);

- Межвузовской научно-технической конференции студентов и аспирантов "Микроэлектроника и информатика - 97 " (г. Москва : МИЭТ, 1997г.);

- конференции студентов и аспирантов "Ломоносов- 97" (г.Москва, МГУ, 1997г.);

- XII International Conference for Physics Students (Vienna University of Technology, 1997г.);

- Ill Международной конференции "Информационные ресурсы. Интеграция. Технология"-"НТИ-97". (г.Москва, ВИНИТИ, 1997г);

- Московской Международной телекоммуникационной конференции студентов и молодых ученых "Молодежь и наука - 97" (г.Москва, МИФИ, 1998г.).

Научные публикации

Полученные в диссертации результаты изложены в 16 печатных работах.

Объем и структура работы. Диссертационная работа содержит введение, четыре главы, заключение, список литературы! приложения. Объем диссертации; всего - 170 стр., из них основного текста - 157 стр., список литературы из 162 наименований, 17 рисунков, 32 таблицы, приложения. •

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Работа посвящена проектированию выделенного на основе обзора литературы класса проблемно-ориентированных ППП сложной структуры, функционирующих в диалоговом режиме:

ППП=< М, Р, Э, I >, (1)

где М- модель предметной области, отражающая общую проблемную ориентацию пакета. Наличие компонента М отличает ППП от других видов проблемно-ориентированных ПС. Особенности модели ПРО учитываются при проектировании- остальных компонентов ППП: Р- функциональное наполнение -совокупность программных модулей, обеспечивающих непосредственно алгоритмическую переработку данных - объектов ПРО для получения результатов решения прикладных задач. Э - системное наполнение, надстроенное над операционной системой, в которой функционирует пакет, обеспечивает управление вычислительным процессом и процессом общения пользователя с ППП в ходе принятия и исполнения его задания, разрешает конфликтные и нестандартные ситуации, обеспечивая пользователю удобство при решении им прикладных задач. Пользовательский интерфейс I - средство общения пользователя с пакетом. Этот интерфейс предназначен для описания задач и управления процессом их решения по заданию пользователя.

Рассматриваемый класс ППП ориентирован на пользователей-непрофессионалов в программировании, но специалистов в ПРО, для которых важнейшими характеристиками качества являются: эффективность ППП и учет человеческого фактора в пакете.

ППП обладает свойством эффективности, если он выполняет требуемые функции без излишних затрат ресурсов. Под ресурсом понимается время, затрачиваемое ППП для решения прикладных задач ПРО. Показателем эффективности ППП при решении некоторой прикладной задачи является суммарное время, необходимое системному и функциональному наполнению пакета для решения данной прикладной задачи.

В ППП учтен человеческий фактор, если пакет выполняет требуемые функции без излишних затрат на общение с пользователем. Показателем степени учета человеческого фактора в ППП при решении пользователем некоторой прикладной задачи является время составления при помощи средств диалога задания, содержащего всю необходимую для решения данной задачи информацию.

В результате анализ^ основных подходов к разработке ППП (технологического и инструментального) и учета интёресов пользователя - специалиста в ПРО, сделан вывод о предпочтительности технологического подхода. Он позволяет обеспечить эффективность функционирования ППП и удобство работы пользователя с пакетом за счет возможности учета при разработке каждого пакета особенностей предметной области и предполагаемого пользователя. Создаваемый в рамках данного подхода ППП, реализуется в виде самостоятельного программного ' продукта. Принципиальный недостаток технологического подхода - отсутствие систематизации процесса эскизного проектирования ППП и, как следствие, непригодность существующих технологий разработки ПО для разработки пакетов прикладных программ на стадии эскизного проекта,-Таким образом, в рамках данного подхода актуальной является проблема систематизации процесса эскизного проектирования ППП.

В работе сформулированы требования к методам эскизного проектирования ППП: . //',

- обеспечение возможности анализа альтернативных вариантов. решения соответствующих проектных задач;

- использование критериев проектирования, совпадающих с показателями качества в виде эффективности и учета человеческого фактора в разрабатываемом пакете;

-возможность учитывать при проектировании эргономические требования пользователя ППП.

Показано, что особенности и возможности САЗЕ-технологий, функциональная ориентация современных инструментальных средств не противоречат особенностям

разработки ППП сложной структуры с ПРО вычислительного типа.. Обоснована

- • ■ ' . - -

актуальность постановки задачи создания инструментального программного средства - генератора сценариев диалога, предназначенного для автоматизированного проектирования сценариев диалога, в соответствии с которыми функционирует ППП.

Проведен анализ структурного и объектно-ориентированного подходов к проектированию сложных ПС. Особенность процесса разработки сложных ПС -состоит в смещении центра тяжести от программирования к анализу и проектированию, а существенным недостатком всех известных на сегодняшний день объектно-ориентированных методик является отсутствие легко осуществимого перехода от анализа к проектированию. На этом основании следует считать структурный подход более подходящим для разработки сложных ПС. .

Рассмотрен наиболее, часто используемый метод структурного англи?г-проектирования Йордана, наилучшим образом подходящий для создания информационных систем и систем реального времени. Показана невозможность его использования в "чистом виде" для проектирования ППП. Подчеркнута актуальность разработки специализированных структурных методов анализа и проектирования, учитывающих особенности ППП сложной структуры.

ПС диалогового типа удовлетворяет характеристикам качества, связанным с учетом человеческого фактора в системе, если используемые в ней структуры диалога возможно оценивать следующими критериями: естественность, последовательность, краткость, гибкость и поддержка пользователя. В работе показано, что пользовательский интерфейс, предназначенный для пользователей-непрофессиональных программистов, разработанный на базе структур диалога типа меню, "вопрос-ответ' и экранных форм гарантировано удовлетворяет перечисленным критериям.

Первой проектной задачей при создании ППП является задача анализа ПРО, так как специфика ПРО находит свое отражение во всех компонентах пакета (1). Для определения номенклатуры и требований к прикладным и системным модулям ППП необходимо решение задач модульного анализа функционального и системного наполнения пакета. Системное наполнение пакета Э разбивается на -гадгиз!. лы: система управления, СУБД, ГСД. Модульному анализу каждой подсистемы Б предшествует задача структурного синтеза соответственно системы управления, СУБД, ГСД. Структурному синтезу средств системного наполнения предшествует синтез системы управления, СУБД, ГСД, включающий построение моделей системы управления, СУБД, ГСД и выбор рационального" варианта соотношения в проектируемом пакете требуемой для управления информации, задаваемой пользователем при помощи средств диалога и вырабатываемой Э автоматически. Исходными данными этой задачи служат модель и характеристики данных ПРО, схема прикладных вычислений, особенности предполагаемого пользователя.

Построена и обоснована логическая схема решения задач эскизного проектирования ППП, в соответствии с которой должны быть решены следующие проектные задачи: анализ предметной области; модульный анализ функционального наполнения; синтез средств управления базой данных; структурный синтез СУБД, модульный анализ СУБД; синтез генератора сценариев диалога; структурный синтез ГСД; модульный анализ ГСД; синтез системы управления; структурный синтез системы управления; модульный анализ системы управления.

Далее сформулирована задача автоматизированной генерации сценариев диалога, в соответствии с которой .осуществляется взаимодействие пользователя и ППП. Для заданных ^систематизированных знаний о ПРО пакета в виде информационно-графовой модели, фиксирующей связи прикладных задач ПРО по управлению и данным, отражающей технологию решения прикладных задач пользователем и особенности предполагаемого пользователя, требуется определить соотношение необходимой для генерации сценария диалога информации, задаваемой пользователем при помощи средств диалога и вырабатываемой генератором автоматически.

Целью генерации сценария диалога является определение управляющей' информации, которая позволит решать прикладные проблемы ПРО в соответствии с их технологией решения и в режиме общения, приемлемом для конкретного пользователя-непрофессионала в программировании.

В качестве критериев проектирования программного средства - ГСД используются показатели эффективности ППП и степени учёта человеческого фактора в пакете.

Показано что, задача автоматизированной генерации сценариев диалога относится к задачам анализа - синтеза и решается в три этапа:

- на первом на основе анализа ПРО строится математическая модель ГСД;

- на втором этапе в результате анализа значений критериев для разных вариантов проектирования осуществляется выбор рационального варианта;

на третьем этапе на основе построенной модели генератора и выбранного варианта формулируются требования к ГСД, достаточные для решения задачи структурного синтеза ГСД и определения семантики используемых структур диалога.

Далее рассмотрены различные подходы, направленные на создание автоматизированных средств общения пользователя и ПС. Показано, что ни один не удовлетворяет в полной мере сформулированным требованиям к инструментальным средствам генерации СД. Поэтому представляется актуальной разработка специализированных структурных методов анализа и проектирования ППП, отвечающих всем перечисленным требованиям.

При решении поставленной задачи автоматизированной генерации сценариев, диалога используются следующие* основные теоретические понятия, сформулированные в работе в виде определений.

Определение 1. Шаг диалога (ШД)- процесс достижения элементарной подцели диалога, состоящий из действия одного участника и реакции другого:

и

ШД = {(И, Д, Р, Ф), где И - инициатор шага; Д - вид действия; Р - вид реакции; Ф - множество функций , которые могут быть выполнены на данном шаге.

Определение 2. Состояние диалога - это состояние системы (значения

•______,____________- __-__ - . •

управляющих параметров системы) в произвольной точке шагадиалогаУ

Состояние диалоговой системы для каждого, ШД определяется значением переменной, которая присваивается сообщению пользователя (X), и списком 8=(М,Р,Ы), где М - текст сообщения системы; Р=(р1,р2,.,рк) - альтернативный список функций (процедур) р) (¡=1,к), из которого в зависимости от сообщения пользователя выбирается одна для выполнения; М=(п1,п2,.,пт) - список целых положительных чисел п1(И,т), определяющий нумерацию последующих альтернативных ШД (или состояний диалога в пределах данного ШД), выбираемых в зависимости от X (выбор пути, соответствующего п1=0, будет означать завершение диалога, все остальные л!>0, ¡=1,ш).

Указанный список 8~(М,Р,Ы) будем называть элементом сценария диалога (ЭСД), а список 5=(э1,52,.,5п), где 31("|=1,п) - эпементы сценария, сценарием диалога.

Назовем 8=(М,р1,пй простейшим элементом сценария диапога (ПЭСД).

Определение 3. Сценарий диалога - совокупность обменов вопросами и

ответами мезду пользователем и ПС, т.е. алгоритм взаимодействия пользователя и ПС.

Показана возможность представления ГСД в виде диалоговой системы с конечным множеством возможных состояний диалога: 0={я1,я2,.,яп}, множеством и={и1,и2,.,ип} управлений в системе и множеством воздействий на систему Х={х1,х2,.,хм}, смена которых происходит в дискретные моменты времени. В некоторый момент времени ПС может находиться лишь в одном из возможных состояний диалога одного из возможных ШД.

Рассматривается ГСД, для которого управление и(Ц в момент времени I. зависит от состояния (ОД и воздействия Х(1), а состояние 0(1+1) - от состояния 0(1), управления 11(1), воздействия Х(Ц. При таких условиях получаем дискретную динамическую ПС, функционирование которой описывается уравнениями: -

*/(').= ру [¡2(0.^ (')•]

где Яо и Ри - функции, определяющие смену состояний диалога и управлений в ГСД соответственно.

Определение 4. Моделью ГСД в ППП назовём пятикомпонентную систему:

\Л/=<0,и,Х, Р<Э ,Ри>,

где 0,11,X - конечные множества возможных состояний V/, управлений в УУ, воздействий на Ра и Яи - функции, описывающие взаимодействие элементов множеств О, II, X во времени.

Далее осуществляется разбиение: Х=Х1иХв при условии Х1гуХв=0, где XI-множество воздействий пользователя, Хв - мноябзство системных воздействий. Элементы XI интерпретируются порциями информации, задаваемой пользователем при помощи средств диалога, элементы Хэ - порциями информации," вырабатываемой ГСД автоматически. С каждой порцией информации связывается численная характеристика, называемая длиной данных, задаваемых в порции, которая выражает количество данных в порции.

Критерием эффективности ГСД служит суммарное время выполнения им всех ПЭСД, необходимых для генерации СД некоторой прикладной проблемы. Критерием, определяющим степень учёта человеческого фактора в ГСД, является суммарное время, затраченное пользователем на составление и сопровождение в диалоговом режиме задания на генерацию СД некоторой прикладной проблемы, Задание на генерацию СД содержит информацию, порции которой соответствуют элементам из XI.

Показана возможность представления системы IV в виде детерминированного

процесса, если она является конечным автоматом УУа=<0,Х,ау^(),0'>. Тогда,

конечный автомат \Ыа являетоя моделью ГСД. Множество состояний конечного автомата эквивалентно множеству состояний детерминированного процесса, представляющего данный автомат.

* ' -

Предложена и обоснована возможность представления разрабатываемой ПС в виде двухблочной структуры: блок генерации сценариев вызова задач (СВЗ) и блок генерации сценариев диалога.

Блок генерации СВЗ на основе задания на генерацию, введенного пользователем, сведений, хранящихся в базе данных ПРО и корректив, вносимых пользователем в процессе генерации и не противоречащих знаниям из БД ПРО, создает СВЗ. СВЗ содержит название прикладной проблемы, перечень номеров прикладных задач, необходимых для решения данной проблемы, списки входных и выходных данных проблемы. '

каждая прикладная задача может быть решена одним методом или некоторой совокупностью методов. Поэтому прикладная проблема, представляющая собой объединение некоторых задач- ПРО, —может быть решена -различными совокупностями методов. В этом случае потребуется генерация СВЗ для каждой возможной совокупности методов решения проблемы,. .

Блок генерации СД, используя СВЗ и пожелания конкретного пользователя относительно внешнего вида макетов экранов, создает СД для| решения некоторой прикладной проблемы, содержащий следующую информацию:

- таблицы ШД и состояний диалога, содержащие информацию, соответствующую определениям 1,2; ...

- таблицу сообщений, содержащую информацию об именах макетов экрана и системных сообщениях для каждого состояния диалога из соответствующей таблицы.

Предусмотрена таблица, позволяющая просматривать имена всех прикладных проблем данной ПРО, для которых лри помощи ГСД получены сценарии диалога, и выбирать требуемый сценарий диалога для решения прикладной проблемы ППП.

. Все перечисленные таблицы образуют базу данных сценариев диалога ПРО (БД СД ПРО).

Идея метода построения модели ГСД заключается в представлении процессов генерации СВЗ и СД в виде единого детерминированного процесса с известной функцией действия. Такой процесс представляет собой модель ГСД.

Суть метода состоит в построении:

1) модели ГСД в виде конечного автомата \Л/а, множество состояний которого отождествлено с множеством состояний детерминированного процесса Р. Множество О состояний Р интерпретируется множеством ПЭСД, выполняемых в процессе генерации СД; начальное состояние яО - это ПЭСД в исходном перед генерацией положении; заключительные состояния из множества О' соответствуют ПЭСД, выполняемым при различных вариантах завершения генерации. Построение функций

действия 1 приводит к определению алфавита X и отображения Оу автомата \Л/а;

2) ГСД, работающего по двухпроходной схеме: первый проход включает создание СВЗ для решения прикладной проблемы из ПРО; второй проход предполагает создание СД, по которому будет осуществляться решение поставленной проблемы.

Таким образом, метод построения модели ГСД включает операции:

- построение алгоритма генерации СВЗ на основе знаний ПРО;

-определение состояний диалога в пределах ШД и описание условий возможных переходов между состояниями диалога и ШД;.

- создание алгоритма генерации' СД на основе СВЗ, выбранных состояний диалога, и сведений из ПРО; ^

- преобразование процесса генерации СД к детерминированному процессу и построение функций действия детерминированного процесса, представляющего автоматную модель ГСД. *

( В работе показана возможность использовать метод анализа вариантов проектирования дпя разрабатываемого ГСД. Пусть существуют несколько вариантов разбиения алфавита X на XI и Xs. Критерии эффективности ППП и степени учёта человеческого фактора в пакете будут тогда иметь вид:

E(G)t = Е v(s) z • "'s''i,(9,' <2>

seS q eß к = 1

m,(x,s)

C(G)f= Z-v(s).I' Ic.C*,*),; (3)

seS xeX, /=1

где: i- номер варианта разбиения (i=1,2,.,N), N - число вариантов; ci(g,s)K-временная сложность алгоритма выполнения ПЭСД, интерпретирующего состояние q, при к-ом выполнении ПЭСД в ходе генерации сценария seS для i-ro варианта разбиения; XII и ci(x,s)l- соответственно множество символов, интерпретируемых порциями информации, задаваемой при помощи диалоговых средств, и временная стоимость задани'я на входной языке порции информации, интерпретирующей символ х, при задании n-ой порции в ходе, составления задания дпя генерации сценария s некоторой прикладной проблемы для i-ro варианта разбиения; v(s) -ожидаемая частота генерации сценария s для прикладной проблемы П.

Выражения (2) и (3) действуют для любого i при ограничении

Xli с Хр, (4)

где Хр-множество символов алфавита, доступных пользователю пакета.

Множество вариантов проектирования ГСД совпадает со. множеством вариантов разбиения алфавита входных символов.- Оптимальным вариантом проектирования с точки зрения эффективности ППП является минимум значения (2), оптимальным с точки зрения учёта человеческого фактора - минимум значения (3).

Суть метода анализа вариантов построения ГСД заключается в вычислении на множестве вариантов проектирования значений критериев (2) и (3) при ограничении

(4) и выборе на - основе рассчитанных значений • рационального варианта итерационным методом смещенного идеала.

Метод анализа вариантов проектирования ГСД включает операции:

- выделение в алфавите входных символов пакета ■ множества символов, доступных пользователю;. »

-формирование пространства вариантов разбиения алфавита - пространства вариантов проектирования; »

- определение временных сложностей и стоимостей;

- вычисление значений критериев проектирования;

- выбор рационального варианта проектирования.

Таким образом, процесс проектирования ГСД включает этапы, построение алгоритма генерации СВЗ; определение состояний диалога; построение алгоритма генерации СД; построение модели ГСД; определение временных сложностей и стоимостей; расчет критериев проектирования ГСД; выбор рационального варианта проектирования ГСД : формулирование требований к средствам диалога и ГСД.

Сформулированы требования, и рекомендации по выполнению работ каждого этапа разработанной методики.

В соответствии с построенной моделью генератора и выбранным эациональным вариантом проектирования ГСД сформулированы требования к функциональным и диалоговым средствам ППП.

Разработанная методика проектирования ГСД проверена при проектировании 1 реализации ППП, предназначенного для моделирования и исследования сложных ризических объектов. Подробно рассмотрены все действия по проектированию ГСД ! соответствии с предложенной методикой для ППП, указанной ПРО.

В качестве входных данных для ГСД используются модель ПРО и схема 1рикладных вычислений. ГСД может работать с любой моделью ПРО, содержащей 1адачи вычислительного типа и способной предоставить информацию о прикладных адачах, их типах й связях друг с другом, об элементах данных.

В соответствии со схемой решения задач эскизного проектирования ППП на юнове анализа модели ГСД проведен структурный синтез генератора сценариев (налога, в результате которого определены структурные компоненты ГСД и остроена схема организации их взаимодействия с целью управления генерацией эис.1). Структурными компонентами ГСД являются: управляющая программа , лок генерации СВЗ, блок генерации СД, редактор задания, средство макетирования, редство компиляции. Для проверки работоспособности ГСД предусмотрен блок,

имитирующий' работу ППП в соответствии со СД. полученным при помощи, автоматизированной генерации.

Редактор заданий позволяет: настраивать ГСД на требуемую ПРО; вводить имена проблемы, входных и выходных данных; просматривать таблицы БД СД ПРО и выбирать СВЗ и СД для прикладных проблем из БД СД ПРО.

Средство макетирования связано с библиотекой макетов экранов, соответствующих различным шагам диалога ППП (например, ввод данных, обработка прерываний, просмотр отчетов и др.) Пользователю предоставляется возможность замены для каждого ШД стандартных макетов экранов на выбранные из библиотеки. Средство компиляции предназначено для подсоединения выбранных макетов экранов к ППП, функционирующему в соответствии со СД.

Функционирование ГСД осуществляется в соответствии со схемой процесса

генерации, представленной на рис.1. После определения задания на генерацию

компоненты ГСД могут вызываться в произвольной последовательности в

зависимости от накопленных сведений о данной прикладной проблеме в БД СД ПРО. в

Например, если для некоторой прикладной проблемы, уже имеется СВЗ е соответствующей таблице, то достаточно получить сценарий диалога. После чегс можно обратиться к средствам макетирования либо сразу перейти к компиляции СД Можно начать работу с коррекции имеющегося уже сценария диалога некоторое проблемы при помощи средства макетирования, а затем перейти к генерации новогс СВЗ. '

Управляющая -программа

- передача управления

• обмен данными

Рис. 1. Схема процесса генерации сценариев диалога в ГСД.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Проведён анализ процесса* эскизного проектирования ППП сложной структуры, в результате которого выявлены и сформулированы проектные задачи, решение которых необходимо для определения требований к компонентам разрабатываемого программного продукта, построена и обоснована логическая схема решения данных задач, выработаны требования к методам эскизного проектирования.

* *

2. Проведён обзор современных методов и средств, предназначенных для создания сценариев диалога; на основании которого сформулированы требования, предъявляемые к инструментальным системам генерации диалога между пользователем и ППП. • "

3. Сформулирована постановка задачи синтеза генератора сценариев диалога, установлена и обоснована связь решения данной задачи с задачами:

-обеспечения в* ППП требуемых для пользователей-непрофессиональных программистов характеристик качества: эффективности и учета человеческого фактора; ■ '

- удовлетворения критериям пригодности структур диалога;

-удовлетворения требованиям, предъявляемым к средствам автоматизированного проектирования . сценариев диалога, с учетом их направленности на специалиста в ПРО,-но непрофессионала в программировании.

4. Предложено и обосновано понятие модели ГСД. Показана возможность представления автоматной мо'дели ГСД в виде детерминированного процесса. Разработан метод построения модели двухпроходного генератора сценариев диалога, состоящего из блока генерации сценария вызова задач и блока генерации сценария диалога. . -

5. Показана возможность использования критериев проектирования - критерия эффективности ППП и критерия, определяющего степень учёта человеческого фактора, и метода анализа вариантов проектирования для создания модели ГСД.

6. Разработана и обоснована методика проектирования генератора сценариев диалога. Для каждого этапа методики сформулировано содержание работ по проектированию ГСД, определена последовательность их выполнения.

7. В соответствии с построенной логической схемой решения задач эскизного

I

проектирования ППП и разработанной методикой проектирования средств генерации сценариев диалога в пакетах спроектирован и реализован Генератор сценариев

диалог^ ориентированный на'предметную область, связанную с моделированием и исследованием сложных физических объектов. Применение методики позволило

определить рациональный вариант решения задачи синтеза средств генерации

«

сценариев диалога, необходимый для выработки требований к ГСД и его диалоговым средствам. _ •

8. Созданный. Генератор сценариев диалога использован при решении практических задач по проектированию моделей взаимодействия конечного пользователя и программной системы. • Применение ГСД позволило повысить эффективность разработки пользовательского интерфейса, дало возможность корректировать макеты экранов в соответствии с требованиями конечного пользователя.

Теоретические' и практические положения диссертационной работы и созданный на их основе Генератор сценариев диалога внедрены в Научно-исследовательском институте системных исследований РАН и в Научно-производственном предприятии "БИТ про", что подтверждается соответствующими актами о внедрении. *

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1. Аристова Н.И. Методологии проектирования сложных программных систем и задача автоматизированного построения средств пользовательского интерфейса //Информационные продукты, процессы и технологии.- Сб. ст.: М.Технич. Машиностроение,|998,с.6-14.

2. Аристова Н. И. Проектирование средств пользовательского интерфейса и метод решения задачи автоматизированной генерации сценариев диалога// Приборы и системы управления, №7 1998., с.10-13.

3. Аристова Н. И. Генератор сценариев диалога в ППП для моделирования сложных, физических объектов.// Информационные технологии в образовании: материалы VII Международной конференции - выставки- - Москва: Ассоциация учителей и преподавателей информатики,1998,Ч.2, с. 10.

4. Аристова Н. И. Математическая модель генератора сценариев диалога.// Телекоммуникации и новые информационные технологии.- Сб. ст.: М.,Технич. Машиностроение, 1998,с.11-19.

5. Аристова Н. И. Метод построейия модели генератора сценариев диалога// Телекоммуникации и новые информационные . технологии.- Сб.ст.:М.,Технич. Машиностроение,1998,с.20-28. . *

6. Аристова Н. И., Баданов А. Г. Генератор сценариев диалога. //НТИ-96. Информационные продукты, процессы и технологии : материалы Международной конференции - Москва: ВИНИТИ, 1996, с.54. *

7. Аристова Н- И., Баданов А. Г. Проектирование генератора сценариев диалога. IIНТИ-97. Информационные ресурсы. Интеграция. Технология: материалы III Международной конференции- Москва: ВИНИТИ, 1997, с. 20.

8. Аристова Н.И., Баданов А.Г. Автоматизированное проектирование генератора, сценариев диалога// материалы международной телекоммуникационной конференции студентов и молодых ученых:"Молодежь и наука-97", 4.9, М. : МИФИ, 1998, с. 12-14.

9. Аристова Н.И., Баданов А.Г., Тугушев Д.Б.Особенности структурных методов, анализа и проектирования сложных программных систем// Информационные системы.-Сб. статей: М.:Технич. Машинрстроение, 1998, с.69-76.

10. Баданов А. Г., Аристова Н. И. Автоматизированная генерация сценариев диалога.// Информационные технологии в моделировании и управлении : материалы

• Международной научно-технич. конференции, С-Петербург: СПбГТУ,1996,6.91-95.'

11.Баданов А. Г., Аристова Н. И. Система автоматизированного проектирования сценариев диалога.//Приборы и системы управления, №6,1997, с.18-19.

12.Баданов А. Г., Курбатов С. М.,'Аристова Н. И.Средства автоматизированного проектирования пакетов прикладных программ II Телекоммуникации и новые информационные технологии. - Сб. ст.: М„ Технич. Машиностроение, 1998, с.34-38.

13.Баданов А. Г., Аристова Н.И. Анализ вариантов проектирования средств пользовательского интерфейса// Приборы и системы управления,№2,1998г, с.20 -21.

14.Курбатов С. М.,Тугушев Д. Б., Аристова Н. И. Применение CASE-технологий при разработке сложных программных систем II Информационные продукты, процессы и технологии. - Сб. ст.: М.. Технич. Машиностроение, 1998, с.24-30.

15.Тугушев Д. Б., Аристова Н. И., Курбатов Д. Б. Автоматизация проектирования программных средств // Телекоммуникации и новые информационные технологии.- Сб. ст.: М., Технич. Машиностроение, 1998, с.39-47.

16.Filimonov D., Aristova N. Dialogue scenarios computer added design.// XII. International Conference for Physics Students, Vienna University of Technology, 1997, p.30.

ВВЕДЕНИЕ.

1.ПАКЕТЫ ПРИКЛАДНЫХ ПРОГРАММ КАК ОБЪЕКТ

ПРОЕКТИРОВАНИЯ.

1.1.Пакеты прикладных программ сложной структуры и анализ подходов к их разработке.

1.2. Характеристики качества и пользователи ППП.

1.3.Требования к методам проектирования ППП.

1.4. Автоматизированное проектирование сложных ПС.

1.5. Анализ методолгий проектирования сложных программных систем.

1.6.Особенности структурного метода анализа и проектирования Йордана.

1.7.Структуры диалога и применение их в ППП вычислительного типа.

1.8. Логическая схема решений задач эск^знрг^проектирования ППП.

1.9.Постановка задачи автоматизированногой^'бёктирования средств взаимодействия пользователь - ППП и метод ее решения.

1.10. Анализ подходов к проектированию средств пользовательского интерфейса.

Выводы.

2.ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ГСД.

2.1.Основные понятия и определения диалоговой системы.

2.2.Модель генератора сценариев диалога.

2.3.Представление модели ГСД детерминированным процессом.

2.4.Метод построения модели ГСД.

2.5.Китерии проектирования ГСД.

2.6.Метод анализа вариантов проектирования ГСД.

Выводы.

3.МЕТОДИКА ПРОЕКТИРОВАНИЯ ГСД.

3.1.Построение сценария вызова задач.

3.2.Определение состояний диалога.

3.3.Генерация сценария диалога.

3.4.Построение модели ГСД.

3.5.Формирование пространства вариантов проектирования ГСД.

3.6.Определение временных сложностей и временных стоимостей.

3.7.Вычисление значений критериев проектирования.

3.8.Выбор рационального варианта проектирования.ЮЗ

Выводы.

4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ, РЕАЛИЗАЦИЯ И ОЦЕНКА

ЭФФЕКТИВНОСТИ ГСД.

4.1.Анализ и построение модели предметной области.

4.2.Описание базы данных предметной области.

4.3.Схема прикладных вычислений.

4.4.Синтез генератора сценариев диалога.

4.5. Реализация генератора сценариев диалога.

Выводы.

Основой современного производства программных средств является программная инженерия (ПИ), которая включает в себя работы по их проектированию, разработке, эксплуатации и сопровождению. К главным результатам ПИ, достигаемым при создании программных систем (ПС) можно отнести: унификацию процессов создания и эксплуатации ПС; возможность рационального управления и оптимального использования всех видов ресурсов, задействуемых при создании ПС; создание и поддержку эффективной организационно-производственной инфраструктуры; возможность разработчикам целиком сосредоточиться на функциональной стороне проекта и т. д. Инструментальная поддержка ПИ осуществляется CASE-средствами (Computer Aided Software Engineering) [112,134].

С самого начала CASE-технологии развивались с целью преодоления ограничений при использовании традиционных методологий проектирования 60 - 70 годов за счет их автоматизации и интеграции поддерживающих средств. В таблице В.1 представлены оценки трудозатрат по основным фазам жизненного цикла ПС, соответствующие традиционным методам разработки, разработке с использованием структурных методологий проектирования и разработке с использованием CASE [71]. Из этих данных видно, что в настоящее время основное внимание при разработке сложных ПС уделяется этапам жизненного цикла (ЖЦ), связанным с анализом и проектированием, от полноты и корректности решения которых зависит успех разработки в целом.

В настоящее время существует несколько классов приложений, для которых применяются CASE-системы. К их числу относятся пакеты прикладных программ (ППП), основной отличительной чертой которых является наличие модели некоторой предметной области (ПРО). Развитые ППП позволяют специалистам в ПРО, но не специалистам в программировании, эффективно использовать ЭВМ, оставаясь в рамках привычных им знаний и действий, за счет переключения их внимания с программирования на языках высокого уровня на планирование во времени и описание процессов решения прикладных задач [63]. Производительность труда специалистов при этом повышается во столько же раз, во сколько проще описать то, что надо решать, чем то, как надо решать [135]. Трудности последнего переносятся на создателей ППП. 5

Таблица В.1

Анализ Проектирование Кодирование Тестирование

Традиционная разработка 20% 15% 20% 45%

Структурные методологии 30% 30% 15% 25%

CASE-средства 40% 40% 5% 15%

Основные направления развития работ по тематике разработки и использования ППП предусматривают решение следующих задач:

-разработку принципов и методов проектирования и организации функционирования пакетов;

- разработку системного и функционального наполнения пакетов;

- создание программных фондов.

Указанные обстоятельства выдвигают в разряд актуальных проблему разработки ППП. В России вклад в решение данной проблемы внесли работы А.П. Ершова, A.A. Самарского, В.В. Липаева, М.М. Бежановой, E.J1. Ющенко, И.В. Сергиенко, В.П. Ильина, В.М. Матросова, М.М. Горбунова-Посадова и др. Большая часть работ, связанных с пакетной проблематикой, посвящена разработке методов и алгоритмов, определяющих прикладную направленность пакетов и служащих основой для создания их функционального наполнения [103-108,116]. Другие работы [45,51,64,135], ориентированные на разработку принципов построения и организации функционирования пакетов, на разработку системного наполнения, выполнены на абстрактном теоретическом уровне, касаются частных задач проектирования пакетов и не дают доступных в практическом отношении методов создания ППП.

Учитывая тенденцию смещения акцентов при разработке сложных ПС на более ранние стадии ЖЦ, необходимо начать создание компонентов ПС с этапа эскизного проектирования. Успех проекта ПС, в частности ППП, определяется качеством результатов эскизного проектирования [69,93], поскольку на их основе создаются алгоритмы и спецификации программных модулей (техническое проектирование) и проводится кодирование, отладка, тестирование и комплексная стыковка модулей (рабочее проектирование). Однако существующие технологии разработки ПО [36,119,151] не затрагивают стадии эскизного проекта [99], а 6 монографии [34,68,128], посвященные методологии и принципам разработки ПО, не раскрывают содержания процесса эскизного проектирования. Актуальность проблемы эскизного проектирования ППП подтверждается: -большими затратами на создание и поддержку ППП; -недостатками существующих методов и средств разработки пакетов; -широтой использования ППП во всех сферах науки, техники и экономики. Проблема эскизного проектирования ППП может быть решена в результате систематизации процесса проектирования, что подразумевает:

-выявление и формулирование проектных задач данной стадии разработки ППП, в результате решения которых должны быть определены требования к компонентам проектируемого пакета;

-конкретизацию содержания проектных задач, определение, анализ и обоснование исходных данных и результатов решения задач;

-построение и обоснование логической схемы решения проектных задач во взаимосвязи с исходными данными и результатами решения задач, а также другими стадиями разработки ППП;

- разработку методов решения проектных задач.

Многообразие ПРО современных ППП, разнородность выполняемых пакетами функций, использование в них широкого спектра развитых средств обработки данных, различия в профессиональной подготовке и квалификации в программировании пользователей ППП, разнообразие операционных систем ЭВМ, в которых функционируют ППП, не позволяет рассматривать все множество и каждый в отдельности ППП как единый объект исследования. В то же время можно выделить достаточно широкий класс проблемно-ориентированных пакетов сложной структуры [47,62,67,76,85,78,103-108,115,116,118,120,131,136], для которого возможна постановка задачи систематизации процесса и разработки методов эскизного проектирования ППП. Пакеты такого класса предназначены для обработки данных при решении прикладных задач пользователей - специалистов в естественно-научных областях.

ППП с момента своего появления прошли путь развития от библиотек прикладных программных модулей до современных ППП, оснащенных развитыми средствами обработки данных, разнообразными системными средствами, обеспечивающими принятую в ПРО дисциплину работ, функциональным наполнением, определяющим прикладную направленность пакета, специализированными диалоговыми средствами. Развитые ППП осуществляют 7 взаимодействие с конечными пользователями в соответствии с некоторым алгоритмом - сценарием, содержащим информацию о структуре, целях и форме ведения диалога. От того, насколько точно сценарий диалога (СД) отражает технологию решения задач данной ПРО и потребности пользователя, зависит будет ли ППП удовлетворять требованиям эффективности функционирования и удобства для пользователя при взаимодействии с пакетом (раздел 1.3). Удовлетворение этим требованиям ППП в ходе решения задач ПРО составляет цель управления вычислительным процессом в пакете и взаимодействием пользователя с ППП. То есть при разработке ППП должны быть правильно спроектированы системные средства управления вычислительным процессом и средства общения пользователя и ПС.

На основе проведенного анализа литературы выявлены специфические требования, предъявляемые к средствам автоматизированного проектирования СД [19,24,32,40-42,50,52,57,74,79,83,90,91,105-107,111,113,116,124, 144,154]:

1 Создаваемая диалоговая система должна использовать в общем случае различные типы ведения диалога и различные устройства ввода;

2)необходимо отделить в создаваемых диалоговых системах диалоговую часть от расчётных компонентов программного пакета;

3)СД должен быть легко модифицируемым при изменениях в ПРО ППП;

4)использование принципа непосредственного воздействия на диалоговые компоненты;

5)процесс создания средств общения должен быть интерактивным;

6)должны обеспечиваться хорошие эргономические свойства диалоговой системы.

Из всех рассмотренных далее в работе подходов, направленных на автоматизированное создание средств общения пользователя и ПС (раздел 1.10), ни один не удовлетворяет в полной мере сформулированным требованиям к инструментальным системам генерации СД.

Поэтому является актуальной задача создания генератора сценариев диалога (ГСД), как части системного наполнения ППП, предназначенного для автоматизированной генерации СД, в соответствии с которым будет осуществляться общение пользователя и ППП, и удовлетворяющего всем перечисленным требованиям. При разработке ГСД в первую очередь должны быть рассмотрены стадии анализа и проектирования. 8

Цель диссертационной работы заключается в исследовании, разработке и обосновании методов эскизного проектирования ППП сложной структуры, направленных на решение проектной задачи синтеза ГСД, и его практической апробации при проектировании и реализации конкретного ППП.

Основными задачами, решаемыми в работе, являются:

-исследование и систематизация процесса эскизного проектирования ППП;

- обоснование и постановка задачи синтеза ГСД в ППП, а также разработка методов ее решения;

- разработка и обоснование практической методики проектирования ГСД и ее использования при проектировании ГСД для конкретного ППП (на примере ППП для моделирования и исследования сложных физических объектов (СФО));

- реализация ГСД для указанной ПРО.

Методы исследования основаны на использовании положений теории множеств, теории графов, теории автоматов, теории формальных языков, методологии системного подхода.

Диссертационная работа содержит введение, четыре главы, заключение, список литературы, приложение. Объем диссертации: всего -170стр., из них основного текста - 157 стр., список литературы из 162 наименований, 17 рисунков, 32 таблицы.

ВЫВОДЫ.

1.Предложенные и обоснованные в работе теоретические положения и разработанные методы эскизного проектирования ППП апробированы при реализации ГСД в пакете, предназначенном для моделирования и исследования СФО.

2. В соответствии с разработанной методикой проектирования средств генерации сценариев диалога определен рациональный вариант решения задачи синтеза ГСД в ППП для моделирования и исследования СФО с помощью методов регрессивного анализа.

3. Разработанный в соответствии с предложенной методикой Генератор сценариев диалога использован при решении практических задач по проектированию моделей взаимодействия конечного пользователя и ПС. Применение ГСД позволило повысить эффективность разработки пользовательского интерфейса, дало возможность корректировать макеты экранов с учетом требований пользователя, что подтверждено в соответствующих актах о внедрении.

156

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

В диссертационной работе получены следующие основные результаты:

1.Проведён анализ процесса эскизного проектирования ППП сложной структуры, в результате которого выявлены и сформулированы проектные задачи, решение которых необходимо для определения требований к компонентам разрабатываемого программного продукта, построена и обоснована логическая схема решения данных задач, выработаны требования к методам эскизного проектирования.

2.Проведён обзор современных методов и средств, предназначенных для создания сценариев диалога, на основании которого сформулированы требования, предъявляемые к инструментальным системам генерации диалога между пользователем и ППП.

3. Сформулирована постановка задачи синтеза генератора сценариев диалога, установлена и обоснована связь решения данной задачи с задачами:

-обеспечения в ППП требуемых для пользователей-непрофессиональных программистов характеристик качества: эффективности и учета человеческого фактора;

- удовлетворения критериям пригодности структур диалога;

-удовлетворения требованиям, предъявляемым к средствам автоматизированного проектирования сценариев диалога, с учетом их направленности на специалиста в ПРО, но непрофессионала в программировании.

4. Предложено и обосновано понятие модели ГСД. Показана возможность представления автоматной модели ГСД в виде детерминированного процесса. Разработан метод построения модели двухпроходного генератора сценариев диалога, состоящего из блока генерации сценария вызова задач и блока генерации сценария диалога.

5. Показана возможность использования критериев проектирования - критерия эффективности ППП и критерия, определяющего степень учёта человеческого фактора, и метода анализа вариантов проектирования для создания модели ГСД.

6. Разработана и обоснована методика проектирования генератора сценариев диалога. Для каждого этапа методики сформулировано содержание работ по проектированию ГСД, определена последовательность их выполнения.

157

7.В соответствии с построенной логической схемой решения задач эскизного проектирования ППП и разработанной методикой проектирования средств генерации сценариев диалога в пакетах спроектирован и реализован Генератор сценариев диалога, ориентированный на предметную область, связанную с моделированием и исследованием сложных физических объектов. Применение методики позволило определить рациональный вариант решения задачи синтеза средств генерации сценариев диалога, необходимый для выработки требований к ГСД и его диалоговым средствам. в.Созданный Генератор сценариев диалога использован при решении практических задач по проектированию моделей взаимодействия конечного пользователя и программной системы. Применение ГСД позволило повысить эффективность разработки пользовательского интерфейса, дало возможность корректировать макеты экранов в соответствии с требованиями конечного пользователя.

Теоретические и практические положения диссертационной работы и созданный на их основе Генератор сценариев диалога внедрены в Научно-исследовательском институте системных исследований РАН и в Научно-производственном предприятии "БИТ про", что подтверждается соответствующими актами о внедрении.

158

1. Авраменко В. С. Математическое обеспечение диалоговых информационных систем. // М.: Наука, 1990, -192с.

2. Автоматизация обработки данных при моделировании и исследовани сложных физических объектов/ А.Г.Баданов,В.А.Кутуков,П.И.Сущинский,В.Д.Чалый // Автоматизация эксперимента в физических исследованиях: Сб.статей. М.: Энергоиздат, 1984,-с.З-9.

3. Анализ состояния и тенденции развития объектно-ориентированного подхода в программной инженерии./ Бородин А. Д., Чикало О.В. CASE технология. Сборник статей. М, ЦРДЗ, 1994, с.56-66.

4. Антонов Е. И., Кпещёв А. С. Методы построения средств интерактивного формирования и сопровождения баз знаний.// Препр., Владивосток, 1990, -30с.

5. Аристова Н. И. Математическая модель генератора сценариев диалога.// Телекоммуникации и новые информационные технологии. Анализ Проектирование Реализация. Security and System Management. Сборник статей: М., Техническое Машиностроение, 1998. С. 11-19.159

6. Аристова Н. И. Метод построения модели генератора сценариев диалога// Телекоммуникации и новые информационные технологии. Анализ Проектирование Реализация. Security and System Management. Сборник статей: М., Техническое Машиностроение, 1998.С. 20-28

7. Аристова Н. И. Построение сценария диалога пользователь-ППП. // Микроэлектроника и информатика 97 : тезисы докладов Межвузовской научно-технической конференции студентов и аспирантов - Москва : МИЭТ, 1997. - Ч. 2. с. 44.

8. Аристова Н. И., Баданов А. Г. Автоматизированное проектирование сценариев диалога .// Материалы конференции студентов и аспирантов "Ломоносов -97"-Москва: МГУ, 1997.

9. Аристова Н. И., Баданов А. Г. Генератор сценариев диалога.//НТИ-96. Информационные продукты, процессы и технологии : материалы Международной конференции под эгидой Международной Федерации по Информации и Документации (МФД) Москва: ВИНИТИ, 1996г, с. 54.

10. Аристова Н. И. Проектирование средств пользовательского интерфейса и метод решения задачи автоматизированной генерации сценариев диалога.// Приборы и системы управления, №7 1998., с. 10-13

11. Аристова Н. И., Баданов А. Г. Процесс генерации сценариев диалога.// Новые информационные технологии и системы : материалы II Международной научно-технической конференции Пенза: ПГТУ, 1996., Ч. 2. - с. 88-90.

12. Астанин С. В. и др. Проектирование интеллектуального интерфейса человек-машина. II М.: Наука, 1990, -254с.

13. Ахо А., Хопкрофт Дж. Построение и анализ вычислительных алгоритмов.// Пер. с англ. М.: Мир, 1979, -536с.

14. Баданов А. Г., Аристова Н. И. Автоматизированная генерация сценарииев диалога.// Информационные технологии в моделированиии и управлении : тезисы докладов Международной научно-технической конференции Санкт-Петербург: СПбГТУ, 1996. -с. 91-95.

15. Баданов А. Г., Аристова Н.И. Анализ вариантов проектирования средств пользовательского интерфейса.//Приборы и системы управления, №2,1998г, с.20 -21.

16. Баданов А. Г., Аристова Н. И. Система автоматизированного проектирования сценариев диалога. // Приборы и системы управления, №6, 1997, с. 18-19.

17. Баданов А. Г., Забабурин М. А. Система автоматизированного проектирования пакетов прикладных программ//САЭЕ технология.Сб. статей. М, ЦРДЗ, 1993, с.30-35.

18. Баданов А. Г., Кутуков В.А., Соловьёв Г.Н., Сущинский П. И. Моделирование и исследование физических объектов в системах автоматизации экспериментов.//М.: МИФИ, 1985. -24с.

19. Баданов А. Г., Сущинский П. И. Методика эскизного проектирования системных и языковых средств управления вычислительным процессом в ППП.161

20. Современные проблемы информатики, вычислительной техники и автоматизации : Тезисы докладов Всесоюзн. конф. -М.:ВИНИТИ, 1988,с.55.

21. Баданов А. Г., Сущинский П. И. Проектирование проблемно-ориентированных пакетов программ АСНИ // Автоматизация технологических процессов и научных исследований : Труды 32 науч. конф. МИФИ.-М., 1987, с.40-43.

22. Бахман Р., Френель Д.Программные системы. // М.:Мир, 1988, -288с.

23. Бежанова М. М,, Москвина Л. А., Технология разработки и использования пакетов в системе PACKAGE // Пакеты прикладных программ : Технология разработки. Новосибирск: Наука 1984, с.22-31.

24. Бежанова М. М. Характеристики пакета прикладных программ на стадии технического проектирования. // Разработка пакетов прикладных программ. Новосибирск: Наука, 1982, с.224-238.

25. Березников В.П.,Богданевич Н. А.,Самойлов В. Д. Система автоматизированного построения прикладных диалоговых систем.// Киев: Наук, думка, 1989, -168с.

26. Борисов В.М. Разработка пакетов программ вычислительного типа.//М.:В.ш., 1990, -124с.

27. Боэм Б. У. Инженерное проектирование программного обеспечения. // Пер. с англ. М.: Радио и связь, 1985, -511с.

28. Брахман Т. Р. Многокритериальность и выбор альтернативы в технике. // М.: Радио и связь, 1984, -288с.

29. Вельбицкий И. В. Технология программирования. // Киев : Техника, 1984,297с.

30. Вентцель Е. С. Исследование операций Задачи, принципы, методология.// М.: Наука, 1980, -208с.

31. Вентцель Е. С. Теория вероятностей. // М. : Наука, 1964, 576с. ЗЭ.Волож Б. Б. ДИМО: гибкие сценарии диалога и их конструирование II

32. Пакеты прикладных программ. Инструментальные системы, М.: Наука, 1987, с.18-28.

33. Георгиев В. О., Аникеев А. И. Сценарный подход в создании диаговых систем.// Программные продукты и системы.-№3, 1991, с.21-25.

34. Георгиев В. О., Аникеев А. И. Трансформационный подход в технологии создания диалоговых систем.// Программные продукты и системы, №3, 1992, с.9-17.162

35. Герасимов Б. М., Человеко-машинные системы принятия решений с элементами искусственного интеллекта. //Киев: Наук, думка, 1993, -312с.

36. Глушенко Т. И., Дорожкин С. А., Крутикова В. М. Совершенствование методов анализа и расчёта экономической эффективности программных средств ЭВМ.// Управляющие системы и машины, №2, 1985, с. 15-20.

37. Гололобова С. П., Ильин В. П. Система МОПР для автоматизации разработок и эксплуатации пакетов прикладных программ // Пакеты прикладных программ : Системное наполнение. М.: Наука, 1984, с29-43.

38. Горбунов Посадов М. М., Карпов В. Я., Корягин Д. А. Пакет САФРА: программное обеспечение вычислительного эксперимента // Пакеты прикладных программ: Вычислительный эксперимент. -М.: Наука, 1983, с.12-50.

39. Горбунов-Посадов М. М. и др. Системное обеспечение пакетов прикладных программ. М.: Наука, 1990,-205с.

40. Горелышева Е. М., Сушкова И. И. Пакет прикладных программ для технического проектированиия полосковых спиральных антенн// Системы автоматизированного проектирования(САПР-85): Тезисы докладов Моск. гор. конф.-М.:МЭИ,1986,с.145-146.

41. Грановский А. А., Шалагинов А. И. система ТРТ-80 как инструмент разработки пакетов прикладных программ// Пакеты прикладных программ : Опыт разработки. Новосибирск : Наука, 1985, с. 120-128.

42. Грис Д. Конструирование компиляторов для цифровых вычислительных машин.// Пер. с англ.- М.: Мир, 1975, -544с.

43. Гуков Л. И., Ломака Е. И., Морозова Н. А. Макетирование, проектирование и реализация диалоговых информационных систем.// М.: Наука, 1993, -187с.

44. Гуляницкий Л. Ф., Сергиенко И. В. О пакете прикладных программ ВЕКТОР-2 для решения задач комбинаторной оптимизации// Пакеты прикладных программ : Метод оптимизации. М.: Наука, 1984, с.59-65.

45. Деннинг В., Эссинг Г., Маасс С. Диалоговые системы человек-ЭВМ. Адаптация к требованиям пользователя.//М.: Мир, 1984,-112с.

46. Джонсон Н., Лион Ф. Статистика и планирование эксперимента в технике и науке. Методы обработки данных.//М.: Мир, 1980,-609с.

47. Диалоговые микрокомпьютерные системы./ Под ред. Брусенцова Н. П.,152с163

48. Дискретная математикка для инженера./ Кузнецов О. П., Адельсон-Вельский Г. M.// М.: Энергоиздат, 1988, -479с.

49. Длужневский В. В. Методология и инструментальные средства фирмы McDONNEL DOUGLAS INFORMATION SYSTEMS для проектирования, разработки и сопровождения сложных информационных систем.// CASE-технология. Материалы семинара. М.: 1993,с23-28.

50. Дракин В. И. и др. Общение конечных пользователей с системами обработки данных.// М: Мир, 1988, -288с.

51. Евтушенко Ю. Г. Методы решения экстремальных задач и их применение в системах оптимизации.// М.: Наука, 1982, -432с.

52. Елтаренко Е. А. Методы оценки и выбора инженерных и управленческих решений.// М.: МИФИ, 1987, -432с.

53. Елтаренко Е.А.,Крупинова Е. К. Обработка экспертных оценок.// М.:МИФИ,1980,-96с.

54. Елтаренко Е. А., Симонов С. В. Методы решения многокритериальных задач.// М.: МИФИ, 1980, -68с.

55. Емеличев В. А., Павлечко В. А. Пакет прикладных программ оптимального планирования на промышленных предприятиях// Кибернетика. 1985. -№1, с112-119.

56. Ершов А. П. Опыт интегрального подхода к актуальной проблематике программного обеспечения// Кибернетика. -1984. -№3, с. 11-21.

57. Ершов А. П. Отношение методологии и технологии прграммирования.//Всес. конф.-информационные материалы Киев: ИК АН УССР,1986, с.10-12.

58. Журавлёв А. А. Диалог с компьютером. // М. Молодая гвардия , 1987, -205с.

59. Калман Р., Фалб П., Арбиб М. Очерки по математической теории систем. II Пер. с англ., М. : Мир, 1971, -393с.

60. Калянов Г. Н. Введение в CASE: компьютерное проектирование программного обеспечения. // М. : А/О Континент-Вест, 1993, -175с.

61. Калянов Г. Н. Современные CASE -технологии.// М.: ИПУ, Пркпринт, 1992,34с.

62. Калянов Г. Н. CASE. Структурный системный анализ. (Автоматизиция и применение)/ / М„ Изд. ЛОРИ, 1996, -310с.

63. Капустин H. М. Диалоговое проектирование технологических процессов.// М.Наука, 1983, -254с.

64. Каратуев В. Г. ВИКАР инструментальная система поддержки разработки и функционирования пакетов прикладных программ // Пакеты прикладных программ : Опыт разработки. - Новосибирск: Наука, 1985, с.96-109.

65. Карпухин Е. Л., Мижидон А. Д. Пакет прикладных программ по автоматизации проектирования виброзащитных систем//Управляющие системы и машины, 1985, №3, с.97-99.

66. Кинг Д. Создание эффективного программного обеспечения.//М.:Мир, 1991,-288с.

67. Козлюк В.И.,Гордовский В.К.,Макаровская Т.П.Макарова P.C. Математическое и программное обеспечение подсистемы планирования себестоимости в АСУП горнообооатительного комбината//Управляющие системы и машины, 1985, №4, с. 116-119.

68. Компьютер Пресс, №8 , 1995 // Hyper Card, Hyper Studio, Hyper Card : сравнение основных характеристик, с.25-27.

69. Корнилова Т. В., Тихомиров О. К. Принятие интеллектуальных решений в диалоге с компьютером.//М.: Наука, 1990, -191с.

70. Котляров В.П. Фрагментно-модульная технология программирования для микро-ЭВМ управляющих применений. Вопросы технологии программирования.// Л.: ЛИИАН, 1988, с.74-105.

71. Котляров В.П., Питько А.Е., Золотников В.Н. Технология оценки качества программного обеспечения.// CASE технология. Сб. статей. М,ЦРДЗ,1994,с.99-102.165

72. Коутс Р., Влейминк И. Интерфейс "человек-компьютер". // М.: Мир, 1990,501.

73. Кристофидес Н. Теория графов : Алгоритмический подход. // Пер. с англ., М.: Мир, 1978, -432с.

74. Круглякова Л. И. Программное обеспечение высокопроизводительных ЭВМ // М.: ИТМВТ им. С. А. Лебедева АН СССР, 1986, с. 101-127.

75. Кулаков А. Ф. Вариант номенклатуры показателей качества больших программ ЭВМ // Управляющие системы и машины. -1984. №4, с.12-17.

76. Кулаков А. Ф. Организационные и методологические проблемы контроля и оценки качества программ ЭВМ//Управляющие системы и машины,1984г,№6,с.57-61.

77. Кучеров В. Я. Количественная оценка качества работы непрограммирующего пользователя диалоговой системы. // УСиМ -1989, №3, с. 7377.

78. ЭО.Кучуганов В. Н. Методология и интерактивная система синтеза сценариев графического инженерного диалога и объектно-ориентированных САПР.// АР 941753, Нижний Новгород, 1993, -18с.

79. Лаврёнов Ю. Л. Программма "Имитатор" и её использование при разработке диалога человек-ЭВМ.//М.: В.ш., 1986, -106с.

80. Латышев В. Л., Клыпина И. А. Представление информации в системе "Человек-компьютер".// М.: МАИ, 1993, -52с.

81. ЭЗ.Лингер Р., Миллс X., Уитт Б. Теория и практика структурного программирования / Пер. с англ. М. : Мир, 1982, -406с.

82. Липаев В.В. Проектирование программных средств.// М.: ВШ, 1990, -304с.

83. Липаев В.В., Потапов А.И. Оценка затрат на разработку программных средств// М.: Финансы и статистика, 1988, -244с.

84. Эб.Липаев В.В., Потапова А.И. Оценка затрат на раззработку программных средствю// М.: Финансы и статистика, 1988, -224с.166

85. Модели адаптивного диалога в человеко-машинных системах./Араксян В.В., Герасимов Н.А.Лукацкий A.M.//Изв.АН СССР,Технич.Кибернетика, 1989,№2,с. 161-168.

86. Моделирование и исследование физических объектов в системах автоматизации экспериментов : Препринт 034-85 / А. Г. Баданов, В. А. Кутуков, Г. Н. Соловьев, П. И. Сущинский. -М.: МИФИ, 1985, -24с.

87. Морозов В. П. Технология программного обеспечения // ЭВМ в проектировании и производстве : Сб. статей -Л.: Машиностроение, 1985, с.67-77.

88. Пакет прикладных программ для прогноза развития экономических систем с учетом технического прогресса / В. В. Иванов, Р. Г. Савченко, Ю. П. Яценко и др. II Управляющие системы и машины -1985,- №5, с. 100-102.

89. Пакет прикладных программ для решения задач производственно-транспортного планирования большой размерности (ПЛАНЕР) / В. С. Михалевич, И. В. Сергиенко, В. А. Трубин и др. // Кибернетика. -1983. №3, с.57-71,79.

90. Пакет программ синтеза управляющих дисциплин обслуживания / И. В. Бурлаков, В. М. Египко, И. П. Синицын, А. Ю. Спирин // Управляющие системы и машины. -1985, -№3, с.95-97.

91. Пакеты прикладных программ: Итоги и применения.-Новосибирск: Наука, 1986,-208с.

92. Пакеты прикладных программ. Опыт разработки. /Под ред. В.М. Матросова, О.Г. Диванова// Новосибирск: Наука, 1985, -136с.

93. Пакеты прикладных программ. Технология разработки. /Под ред. В.М. Матросова, О.Г. Диванова// Новосибирск: Наука, 1984, -208с.

94. Пакеты прикладных программ: Системное наполнение.-Новосибирск: Наука, 1984,-135с.

95. Парасюк И. Н. Сергиенко И. В. Системное математическое обеспечение общецелевых статистических пакетов программ // Пакеты прикладных программ : Методы оптимизации. М.: Наука, 1984, с.73-80.167

96. ИО.Перевозчикова О. Л. Модели общения при решении задач на ЭВМ. // Упр. системы и машины., 1987,№5, с. 61-68.

97. Ш.Перевозчикова О. Л., Ющенко Е. Л. Диалоговые системы.// М.:Наука, 1990,-182с.

98. Позин Б. А. CASE-автоматизация проектирования программных средств.// Открытые системы. Материалы семинара. М.: 1992, с.3-5.

99. З.Попов В. Б. Метод анализа и проектирования диалоговых систем на базе конструктивных функциональных модулей. //АР 91-9161, Черновцы, 1991, -21с.

100. Прангишвили И. В., Стецюра Г. Г. Микропроцессорные системы М.: Наука, 1980, -236с.

101. Прикладное программное обеспечение единой системы ЭВМ и системы мини-ЭВМ : Краткое описание прикладных программ. М.: МЦНТИ, 1985, -132с.

102. Иб.Салкиндер Ю. Б. Инструментальная система для интерактивного конструирования сценариев диалога с пользователем. //АР 91-5098, Москва, 1991, -16с.

103. CASE машинное проектирование программного обеспеченияю -Аналитич. обзор зарубежных публикаций по общим принципам построения, реализзации и применения. // М.: МЦИЭ ИНТЕРЭВМ, 1990, -106с.

104. Семенов Н. А. Пакет прикладных программ для решения задач идентификации на основе регрессионных методов // Управляющие системы и машины-1984, №4, с. 92-95.

105. Сенянинов Б. Г., Цой В. Н. Развитие технологии программирования в СССР // Управляющие системы и машины. -1985., № 6, с. 13-17.

106. Смирнов Н. Б., Дунин-Барковский И. В. Курс теории вероятностей и математической статистики.//М.: Наука, 1969, -512с.

107. Состояние и перспективы развития человеко-компьютерного взаимодействия как научного направления./Узилевский Г.Я.//Пользовательский интерфейс: исследование, проектирование, реализация. Вып. 1,Орёл, 1991, с.23-26.

108. Средства общения пользователя с ЭВМ./Под ред.Савельева А.Я.//М.:В.ш.,1991, 127с.

109. Сущинский П. И. Проектирование средств управления вычислительным процессом в пакетах прикладных программ сложной структуры.// материалы диссертации, на правах рукописи, 1988. 142с.

110. Турский В. Методология программирования / Пер с англ.- М.:. Мир, 1981,272с.

111. Тушканов Н. Б., Гройсман А. С. Основы проектирования интерактивных систем.// Новочеркасск, 1991 ,-59с.

112. Фёдоров Б. И., Джалиашвили 3. О. Логика компьютерного диалога. // М.: Наука, 1994,-240с.

113. Чикало О. И. Кака выбрать CASE.11 Работающие технологии. Интерфейс Клиент / Сервер. № 2(5), 1996, с. 18-20.

114. Шмундак А.Л. Мобильная инструментальная система разработки пакетов программ//Пакеты прикладных программ:Системное наполнение -М.: Наука, 1984, с.43-49.169

115. Штрик А. А. Эффективность и опыт применения за рубежом современных систем автоматизированной разработки программного обеспечения. // Сборник ИВТЗ-3,1991.

116. Штрик А. А. Инструментальные автоматизированные средства программной инженерии: состояния и перспективы. // Материалы семинара "CASE-технологии", М., 1993, с. 10-17.

117. Ющенко Е. Л. Проблемно-ориентированные системы как средство безбумажной технологии решения задач // Кибернетика. -1985,- №1, с. 11-21.

118. Ющук Л.И. Программная система обработки геометрической информации// Управляющие системы и машины. -1985. №5, с. 108-110.

119. Bass L. J. An opproach to user specification of interactive dispplay interfaces. // IEEE Trans. Software Eng. 11, 1985, p.686-698.

120. Boehm D. A Spiral model of software development and enhancement.//Computer, 1988, v.21,№5,p.61-72.

121. David L. Object-Oriented CASE: State of the technology// CASE Trends, September 1993, p.8-26.

122. E. Prince,D. Kniefel What's the Objective?//Computer world-Moscow 48/1992, p. 10-14.

123. Filimonov D., Aristova N. Dialogue scenarios computer added design.// XII. International Conference for Physics Students, Vienna University of Technology,1997,p.30.

124. Fisher A.S. CASE: Using Software Development Tools//N.Y.:J.Wiley&Sons Inc., 1988.

125. Fraser S. D, Silvester P.P. An Interactive empirical approach to the validation of software package specifications. Proceedings of Third IEEE Computer Society International Workshop on Software Specification and Design, Aug.,1985,p.60-62.

126. Fraser S. D., Silvester P. P. A software package specification validation procces. // Computer-Aided Engineering Journal. Vol.3, №5, 1986, p.202-206.

127. Luqi. Software evolution throughrapid prototyping.//IEEE Computer, v.22, №5, 1989, p. 13-25.

128. Martin J. Desian of Man-Computer. Dialogues, Prentice Hall.11 Englewood Cliff, New Jersey, 1983.

129. McClure C. CASE in Software Automation.//N. Y.:Prentice Hall, 1989.170

130. Modern Software Engineering, (Edit, by P.A. Ng., R. T. Yeh), Reinhold, NY, 1989.

131. Modern Structured Analysis by Edward Yourdon. 1989. by Prentice-Hall, Inc.,247p.

132. Neil Stone J. Small scale Engineering Applications // Byte : The Small Systems Journal. - Peterborough, Vol 11, № 7, 1986, p.253-260.

133. Ng. P. A., Yen R. T. ed. Modern software engineering. Foundations and current perspectives.//Van Nostrand Reinhold,N. Y., 1990, -675p.

134. Pecht M., Sawyer T. A Material Selection Programm // Byte : The Small Systems Journal. -Peterborough, Vol 7, №7,1986, p.235-248.

135. Peter Ftzpatrick. The use of the Yourdon Structured Method and ADA Language //Colloquium on "Ingineering for time to market" organised by Professional Group, 1990.

136. Reddy Y. V. R., Fox M. S. The knowledge based simulation system. // IEEE Software. - Vol. 3, № 2, 1986, p26-37.

137. S. Shlaer. S. J. Mellor. An Object-Oriented Approach to Domain Analysis // Software Engineering notes, 1989, v. 14, №5, p.66-77.

138. Shuton M. e. a. Nec. Research and Development// Special ISSUE, 1985, p.2734.

139. Snyder A. The essence of objects: concepts and terms//IEEE Software, 1993,v.10,№1, p.31-42.

140. Software Technology for Adaptable Reliable Systems (STARS) : Program Strategy // ACM SIGSOFT Software Engineering Notes. April 1983, - Vol. 8, № 2, p.55-108.

141. Williges R. C. e. a. Human Computer. //Dialigue. Design. №9, 1986, p.23-29.

142. Yordon E. Modern Structured Analysis // N. Y. :Yordon Press/Prentice Hall,1989.

143. Настоящий акт составлен в том, что в Научно-исследовательский институт системных исследований РАН передано разработанное в Московском Инженерно-физическом институте программное средство "Генератор сценариев диалога".

144. Указанное программное средство установлено на IBM-совместимой персональной ЭВМ в операционной системе MS Windows и с июня 1998г. применяется при проектировании макетов программных компонентов графического интерфейса пользователя.

145. Применение программного средства "Генератор сценариев диалога" позволяет учитывать индивидуальные требования пользователей к организации диалога и в целом повышает эффективность процесса разработки графического пользовательского интерфейса.

146. Акт не является основанием для денежного вознаграждения.1. Зав. отделомматематического обеспечения НИИСИ РАН

147. Акт не является основанием для денежного вознаграждения.