автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.11, диссертация на тему:Инструментальные средства разработки бизнес-приложений на базе интранет-технологий

На правах рукописи

САДРЕТДИНОВА Нелли Маратовна

ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ СРЕДСТВА РАЗРАБОТКИ БИЗНЕС-ПРИЛОЖЕНИЙ НА БАЗЕ ИНТРАНЕТ-ТЕХНОЛОГИЙ

05.13.11 - Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных се гей

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Уфа-2004

Работа выполнена на кафедре вычислительной математики и кибернетики Уфимского государственного авиационного технического университета

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

Верхотуров Михаил Александрович

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

Мартынов Виталий Владимирович

кандидат физико-математических наук, доцент

Курмангалеева Альфия Мухаметовна

Ведущая организация - Уфимский филиал ООО «Центр исследований и

разработок ЮКОС»

Защита состоится 23 декабря 2004 г. в 1000 часов на заседании диссертационного совета К-212.288.01 Уфимского государственного авиационного технического университета по адресу: 450000, Уфа- центр, ул. К. Маркса 12, УГАТУ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уфимского государственного авиационного технического университета

Ученый секретарь диссертационного совета

кандидат физико-математических наукт-у^^ /Р.А. Гараев/

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В современных условиях, когда информация становится важным производственным фактором, большое значение приобретает автоматизация внутренних бизнес-процессов организации. На сегодняшний день различные виды бизнес-процессов зачастую автоматизированы с помощью разных программных продуктов. Информация труднодоступна, и, порой, оказывается противоречивой, затрудняя принятие решений. Комплексная автоматизация бизнес-процессов может быть проведена на базе ERP-систем (Enterprise Resource Planning, управление ресурсами предприятия). Однако, в условиях, когда отсутствует организационная интеграция, и не формализованы бизнес-процессы, внедрение ERP не всегда эффективно. Особенно остро проблема организационной интеграции стоит в России. Более эффективный в данных условиях путь комплексной автоматизации предприятия - интеграция существующего программного обеспечения и разработка дополнительных модулей с поэтапным внедрением. Возникает необходимость создания единого информационного центра предприятия, который предоставлял бы доступ каждому сотруднику предприятия ко всем необходимым данным, документам и приложениям. Такой центр повышает прозрачность и контролируемость бизнес-процессов на предприятии.

Информационный центр предприятия может быть реализован на базе интранет-технологий в силу ряда причин: удобство использования веб-браузера в качестве клиента, быстрая и гибкая адаптация к меняющимся условиям, возможность интеграции с другими приложениями, возможность удаленной работы. Такой центр на базе интранет-технологий может стать промежуточным этапом автоматизации предприятия, подготавливающим «фундамент» для внедрения ERP-системы.

В связи с высокой эффективностью применения интранет-технологий для автоматизации внутренних процессов предприятия представляет интерес создание специализированных инструментальных средств разработки систем интранет-приложений.

Проблемами разработки веб-приложений занимается ряд научных коллективов (Вендров A.M., Холчева А.В., Юсупова Н.И., Зыков СВ. и др.). Их работы посвящены различным аспектам разработки веб-приложений, в том числе и для интранет-порталов, однако, специальные исследования в области разработки инструментальных средств создания интранет-систем практически не представлены.

На рынке программного обеспечения подобные средства занимают достаточно небольшой сегмент и ориентированы либо на высококвалифицированных специалистов, либо на пользователей среднего уровня. В первом случае затруднена быстрая адаптация приложений к изменяющимся бизнес-процессам без привлечения разработчиков, во втором, как правило, заранее определен узкий круг снижены возможности адаптации.

Целью работы является создание эффективных программно-инструментальных средств разработки и адаптации бизнес-приложений на базе интранет-технологий, направленных на снижение трудоемкости разработки для пользователей различной квалификации. Для ее достижения поставлены следующие задачи:

1. Анализ существующих инструментальных средств разработки интранет-приложений.

2. Разработка модели системы интранет-приложений - основы инструментальных средств, декомпозиция интранет-приложений в соответствии с моделью интранет-системы.

3. Разработка архитектуры, принципов построения и реализация инструментальных средств разработки интранет-прнложений.

4. Анализ эффективности разработки интранет-приложений с помощью предложенной модели интранет-системы и разработанных инструментальных средств.

Методы исследования.

Результаты выполненных в работе исследований базируются на использовании методов объектно-ориентированного, компонентного и аспектно-ориентированного программирования, семантических сетей и логического вывода, аппарата баз данных, методов исследования и построения систем хранения и обработки информации с удаленным доступом, методики оценки трудоемкости разработки программного обеспечения при помощи модели СОСОМО.

На защиту выносятся:

- псевдокомпонентная модель системы интранет-приложений . с использованием элементов аспектно-ориентированного подхода, принципы декомпозиции интранет-приложений;

- архитектура инструментальных средств, предоставляющая четыре уровня автоматизации разработки бизнес-приложений на базе интранет-технологий;

- метод снижения объема потребляемых аппаратных ресурсов;

- базовый комплекс программных модулей как реализация предложенной модели системы интранет-приложений и основа инструментальных средств;

- программно-инструментальные средства разработки бизнес-приложений на базе интранет-технологий;

- результаты практического применения разработанного программного комплекса и инструментальных средств.

Научная новизна работы.

1. Псевдокомпонентная модель системы интранет-приложений с использованием элементов аспектно-ориентированного подхода. Модель использует ряд принципов компонентной объектной модели и аспектно-ориентированного подхода. Особенности области применения модели

позволяют снять такие ограничения компонентной модели, как хранение каждого компонента в отдельном классе, и реализовать компоненты в виде методов единого класса, что дает возможность определить точки вставки аспектов в наследниках такого класса. Модель позволяет снизить трудоемкость разработки приложений и избежать дублирования кода.

2. Способ определения точек вставки аспектов. Условия вставки аспектов описаны в методах - наследниках компонентов. Это новый способ вставки аспектов, который позволяет обойти ограничения языков программирования в области аспектного подхода и использовать преимущества этого подхода для снижения трудоемкости реализации.

3. Предложены принципы декомпозиции интранет-приложений. Предложенные принципы декомпозиции приложения позволяют минимизировать трудоемкость разработки интранет-приложений.

4. Предложен метод снижения потребления аппаратных ресурсов интранет-приложениями. Применение предложенной модели функционирования системы интранет-приложений, где большая часть кода всех приложений находится в общем, совместно используемом, системном модуле, является новым методом снижения потребления аппаратных ресурсов.

5. Предложена архитектура инструментальных средств разработки интранет-приложений. Инструментальные средства предлагают автоматизацию разработки интранет-приложений на четырех уровнях в зависимости от уровня квалификации пользователя. При составлении приложения используется принцип автоматической сборки взаимосвязанных компонентов. На всех четырех уровнях инструментальные средства позволяют снизить трудоемкость разработки приложений, что доказывается проведенными исследованиями эффективности ее применения.

Практическая значимость и внедрение результатов работы. На основе рассматриваемого комплекса программных модулей разработана система интранет-приложений «NGT Портал», в течение двух с половиной лет функционирующая в ЗАО «УфаНИПИнефть». Система включает более полутора десятков модулей различной направленности, обеспечивает работу нескольких отделов и является основой автоматизации ряда бизнес-процессов предприятия. С февраля 2004 г.-система внедрена в Уфимском филиале ООО «ЦИР ЮКОС».

Успешное практическое применение рассматриваемых моделей и программных средств, а также проведенные на .реальной системе приложений «NGT Портал» исследования показывают эффективность предложенных решений для быстрого создания и модификации интранет-приложений.

Система интранет-приложений «NGT Портал», зарегистрирована в РОСПАТЕНТ (свидетельство № 2004610817). Также в РОСПАТЕНТ зарегистрирована программа поддержки внутреннего сайта организации (IBBIS), созданная на основе предложенной модели системы интранет-

приложений и внедренная в Уфимском филиале ООО «ЮганскНИПИнефть», (свидетельство №2002611485).

Инструментальные средства могут быть с высокой степенью эффективности применены для создания научно-исследовательских или деловых интранет-порталов различных организаций.

Апробация работы. Положения работы докладывались на международных научных конференциях:

- 5th International Workshop on Computer Science and Information Technologies (CSIT) - 2003, Уфа;

- Первая всероссийская конференция «Интернет и Нефтегаз. 2003», Трехгорный;

- Вторая всероссийская конференция «Интернет и Нефтегаз. 2004», Трехгорный.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 15 работ, из них 8 материалов конференций, 4 статьи. •

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографии и приложений. Объем работы составляет 123 страницы машинописного текста, включая 27 рисунков, приложение на 11 страницах, 6 таблиц, библиографию, содержащую 97 названий.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность решаемой научной проблемы; сформулирована цель и задачи исследования; приведены результаты, выносимые на защиту; отмечена их научная новизна и практическая значимость. Приведены сведения об апробации работы и публикациях.

В первой главе изложена постановка задачи и определены этапы ее решения. Выявлены особенности интранет-приложений, связанных с автоматизацией бизнес-процессов предприятия, определены требования к инструментальным средствам разработки.

Представлены обзор и классификация современных инструментальных средств разработки веб-приложений:

Исторически можно выделить несколько направлений развития инструментальных средств: системы управления контентом, инструментальные средства на базе HTML-редакторов, инструментальные среды программирования. Системы управления контентом, например, Metrie Optimizer, ориентированы на пользователей среднего уровня квалификации и предоставляют ограниченные возможности модификации приложений и адаптации их под специфику предприятия. Инструментальные средства на базе HTML-редакторов (MS FrontPage, Macromedia Homesite) и среды программирования (Microsoft .Net, Borland JBuilder), напротив, предоставляют множество средств реализации веб-приложений. Такие средства зачастую перенасыщены функциональностью и, как правило,

сложны в освоении, дорогостоящи, а главное - не представляют упрощенных возможностей управления приложениями для пользователей с небольшой квалификацией.

Наибольший интерес представляют специализированные средства разработки интранет-систем или порталов - IBM WebSphere, Oracle9i Application Server Portal Developer Kit. Такие средства в большей степени удовлетворяют требованиям, предъявляемым к инструментальным средствам разработки интранет-приложений, однако также обладают рядом недостатков: предъявляют высокие требования к аппаратным ресурсам; предоставляют возможности только для высококвалифицированных специалистов, затрудняя быструю адаптацию приложений к меняющимся бизнес-процессам; включают большой объем спецификации, сложной для изучения.

Таким образом, возникает задача построения инструментальных средств разработки интранет-приложений, которые, с одной стороны, позволили бы пользователям достаточно гибко модифицировать и создавать приложения без непосредственной работы с исходным кодом, а с другой -должны предоставлять возможности изменения кода и включать достаточно подробную спецификацию для квалифицированных специалистов.

На рис. 1 представлен процесс разработки инструментальных средств.

Разработчики

Рис. 1: Декомпозиция контекстной модели процесса разработки инструментальных средств на первом уровне

Для решения задачи разработки модели системы интранет-приложений выявлены особенности современных подходов к программированию, которые позволяют снизить трудоемкость разработки с учетом специфики области применения. Согласно проведенному анализу, наиболее эффективно использовать элементы компонентного, объектно-ориентированного и аспектно-ориентированного подходов.

Вторая глава посвящена разработке модели системы интранет-приложений, лежащей в основе инструментальных средств. Рассмотрены подходы к минимизации трудоемкости разработки. Определены принципы декомпозиции приложений согласно предложенной модели.

В модели интранет-системы выделены системный уровень и уровень приложения. Использованы следующие принципы компонентной объектной модели: идея сборки приложения из компонентов и строгое определение интерфейса как решение проблемы совместимости различных версий компонентов, позволяющее приложениям развиваться независимо друг от друга. Учитывая специфику системы интранет-приложений, от ряда принципов можно отказаться. В частности, не имеет значения условие бинарного представления исходных файлов в силу специфики традиционных (скриптовых) языков программирования веб-приложений. Кроме того, можно отказаться от традиционного понятия компонента как хранилища одного или нескольких классов. Так как все приложения интранет-системы находятся на едином сервере, можно хранить компоненты в общем классе (модуле). Компоненты удобно определить как методы, а не классы, потому что любой компонент веб-приложения имеет дело с рядом одинаковых объектов: Ийр-запрос и его параметры, шаблон страницы и др. Поэтому им дано названием псевдокомпонентов. Псевдокомпонент - это метод, реализующий определенный элемент или возможность веб-страницы и обладающий неизменным интерфейсом вызова. Модуль, содержащий общие для нескольких приложений (системные) псевдокомпоненты, называется рабочим классом системы интранет-приложений и представляет собой системный уровень модели.

На уровне приложения большое значение имеют принципы аспектно-ориентированного подхода - идеи локализации сквозной функциональности. Учитывая наличие в интранет-системах достаточно большого количества общих функций, применяемых при определенных условиях, использование данного принципа позволяет дополнительно снизить трудоемкость разработки. Сквозные функции каждого конкретного приложения можно объединить в аспектные модули: для каждого приложения - свой аспектный модуль. Показательные примеры такого аспекта на уровне приложения -установка соединения с базой данных приложения или запись действия пользователя в журнал.

Для автоматической расстановки аспектов потребовался бы специальный компилятор. Но так как псевдокомпоненты представляют собой методы единого класса, можно сделать аспектный модуль наследником рабочего класса. Пусть приложение обращается не напрямую к методам-псевдокомпонентам рабочего класса, а к промежуточным методам аспектного модуля. Такие переопределенные методы и будут являться точками применения аспектов. В аспектном модуле до и/или после вызова наследуемого метода можно вставить необходимую аспектную функциональность. Дополнительно в аспектный модуль выносятся псевдокомпоненты, уникальные для данного приложения.

За генерацию конкретной страницы отвечают методы модуля «сборки», формирующие страницу из компонентов обоих уровней. Кроме того, необходим скрипт, ответственный за инициализацию приложения и вывод страницы. Полученная псевдокомпонентная модель системы интранет-приложений представлена на рис. 2.

Рис. 2: Псевдокомпонентная модель системы интранет-приложений с элементами аспектно-ориентированного подхода

Разница в трудоемкости разработки приложения «с нуля» или с использованием ранее разработанных системных псевдокомпонентов представляет собой:

АТ = Т,-Т1 (1), где 5, - трудоемкость разработки

компонентов приложения, которые могут быть заменены системными псевдокомпонентами (выполняют идентичные функции); v, - трудоемкость вызова системного псевдокомпонента, п - количество системных псевдокомпонентов. Очевидно, что для максимального снижения трудоемкости согласно предложенной псевдокомпонентной модели необходимы условия:

Далее рассмотрим сравнительную трудоемкость реализации приложения без выделения или с выделением аспектов: Т, =к,а„к, е.1 (3)

Т; = с, + а,

(4)'

где - трудоемкость реализации некоторой

сквозной функции (аспекта) г; С, - трудоемкость определения точки вставки аспекта г; функцию г необходимо выполнить при вызове к, методов, Z -множество целых чисел.

Тогда минимальное к„ при котором выгодно выделить ту или иную

функцию в аспект будет равно:

Общее снижение трудоемкости за счет применения псевдокомпонентной модели с использованием аспектов выглядит как:

Для фактических подсчетов под трудоемкостью в данном случае можно понимать количество строк кода д, умноженное на весовой коэффициент - экспертную оценку сложности кода м.

Отдельную задачу представляет собой задача декомпозиции интранет-приложения согласно предложенной модели и при условии минимизации трудоемкости разработки. Необходимо выделить псевдокомпоненты и аспекты на системном уровне и на уровне приложения. Разработанные принципы декомпозиции отражает семантическая сеть (рис. 3).

Рис. З. Семантическая сеть - модель процесса декомпозиции системы интранет-приложений

Современные способы организации веб-серверов и приложений требуют большого объема оперативной памяти. В рассматриваемой модели системы интранет-приложений основой для всей системы интранет-приложений является единый модуль - рабочий класс, который содержит большую часть кода. Значительная часть загруженного в память кода является общей для всех приложений, что позволяет снизить потребление памяти.

Во второй главе также рассмотрены архитектура системы интранет-приложений, процесс работы интранет-приложения, взаимодействие приложений внутри системы, взаимодействие системы с базами данных и, наконец, возможности адаптации системы для различных областей применения.

В третьей главе диссертации рассмотрены инструментальные средства разработки интранет-приложений. Описан процесс реализации интранет-приложения с помощью инструментальных средств, представлена их архитектура, подробно рассмотрены различные их возможности.

На рис. 4 представлен процесс разработки интранет-приложения с помощью инструментальных средств.

Рис. 4: Процесс разработки интранет-приложения с помощью инструментальных средств

Прежде всего, необходима формализация бизнес-процесса, подлежащего автоматизации данным приложением. В результате можно определить разделы приложения и функции разделов. Далее производится инициализация приложения, затем - разработка разделов, и, наконец, -генерация готового приложения. Согласно модели, на инструментальные средства возложены такие функции, как инициализация приложения, разработка разделов приложения и генерация готового приложения. Очевидно, что наиболее трудоемкий процесс - разработка разделов приложения. Необходимо предоставить возможности автоматизации разработки разделов как высококвалифицированным специалистам, так и пользователям с относительно невысоким уровнем квалификации. В соответствии с выделенными уровнями декомпозиции можно выделить четыре уровня автоматизации. Уровни автоматизации отражает архитектура инструментальных средств.

В основе архитектуры- инструментальных средств лежит предложенная модель системы интранет-приложений. Обозначим работу с рабочим классом как нулевой уровень автоматизации. Инструментальные средства предоставляют визуальный интерфейс для работы с аспектным модулем {первыйуровень) и модулем «сборки» компонентов {второйуровень). Кроме того, предусмотрены средства автоматизации высокого уровня {третий уровень). Таким образом, инструментальные средства предоставляют четыре уровня автоматизации (см. рис. 5).

Действия на первых двух уровнях автоматизации осуществляются квалифицированными специалистами с помощью специализированных средств для этих уровней. Далее специалисты могут передать работы по созданию приложений опытным пользователям, для этого используются средства второго и третьего уровней автоматизации. Кроме того,' если приложение состоит только из системных псевдокомпонентов и готовый их набор достаточен для его создания, пользователи могут разработать его самостоятельно.

В модели системы интранет-приложений за ту или иную функциональную возможность или элемент отвечает отдельный метод-псевдкомпонент. Некоторые из таких функций и элементов тесно связаны между собой. В частности, предпроцессинг страницы - методы, которые необходимо вызвать для формирования той или иной страницы, и постпроцессинг, возникающий, когда страница включает в себя форму, предназначенную для ввода данных пользователем. В этом случае требуется обработка введенных данных. Дополнение этих методов формированием HTML-шаблонов, позволяет обеспечить полностью автоматическое создание кода для реализации той или иной функциональной возможности. Процесс сборки разделов представлен на рис. 6.

Пример типичной функциональной возможности: редактирование записи в таблице БД. Например, пользователю нужно предоставить возможность редактировать позицию в прайс-листе. Для этого достаточно выбрать метод «Редактирование записи таблицы» и таблицу, содержащую прайс-лист. Будут созданы: шаблон, содержащий форму и поля ввода необходимые для редактирования; метод прёдпроцессинга - заполнение формы ранее сохраненными в базе данными; метод постпроцессинга -

сохранение введенной пользователем информации в базе данных и переход к следующей странице.

Рис. 6: Сборка разделов из псевдокомпонентов

Для пользователей высокой квалификации на последнем этапе реализации функциональной возможности предоставляется возможность откорректировать созданный исходный код. Разрабатываемые инструментальные средства позволяют создавать взаимосвязанные метод предпроцессинга, метод постпроцессинга и HTML шаблон одновременно. Таким образом в рассматриваемых инструментальных средствах реализован принцип автоматической сборки взаимосвязанных компонентов.

Итак, специалистам предоставлены средства автоматизации для создания типовых страниц и псевдокомпонентов, пользователям , предоставлена возможность самостоятельно создавать и модифицировать приложения без непосредственной работы с исходным кодом. Снижение трудоемкости достигается, в том числе, и за счет применения предложенной модели интранет-системы, направленной на минимизацию количества кода, и позволяющий избежать его дублирования.

В третьей главе также описаны дополнительные возможности инструментальных средств, представлена методика применения инструментальных средств разработки интранет-приложений в различных условиях.

В четвертой главе рассмотрены результаты практического применения модели системы интранет-приложений и разработанных инструментальных средств. Проведен анализ эффективности применения предложенных моделей и методов. Представлены результаты проведенных исследований.

Рассмотренная модель системы интранет-приложений реализована в виде базового комплекса программных модулей с использованием Perl + mod_perl + СУБД MySQL. Разработана пилотная версия инструментальных средств «Интранет-мастер», основанная на предложенных подходах.

Апробация проводилась на системе интранет-приложений "NGT Портал", внедренной . в крупном проектном институте ЗАО

«УфаНИПИнефть», где она успешно функционирует и развивается в течение двух лет. «КОТ Портал» основывается на предложенной модели системы интранет-приложений, ряд разделов разработан с помощью рассматриваемых инструментальных средств. Он включает ленту новостей на рабочем столе каждого сотрудника, справочник информации о сотрудниках, систему навигации по зданию, систему заявок сервисным службам предприятия, систему анонимных опросов, систему совместной работы над документами, электронный архив проектной документации и ряд других приложений.

Для оценки трудоемкости была использована модель СОСОМО, учитывающая возможности повторного использования компонентов. Исследования проводились на постархитектурном уровне для двух приложений средней сложности - каталог справочно-информационного фонда и система заявок и предложений. Сравнивались два варианта разработки приложений: I вариант - без использования компонентного и аспектнога подходов, но с возможностью использования кода ранее разработанных приложений; II вариант - с использованием предложенной модели системы интранет-приложений и разработанным для «КОТ Портал» рабочим модулем, содержащим стандартные псевдокомпоненты. Согласно модели СОСОМО использование предложенной модели позволило снизить трудоемкость разработки первого приложения на 63%, второго приложения - на 55%. Согласно формуле (6) получены оценки снижения трудоемкости 64% и 59%. Более высокий уровень трудоемкости разработки системы заявок и предложений связан с необходимостью написания псевдокомпонентов уровня приложения.

Фактическая трудоемкость реализации, включая варианты создания приложения с помощью средств М8 8ИагеРот1, различных уровней автоматизации разработанных инструментальных средств и время на обучение сотрудников работе с ними, представлена в таблице I.

Таблица 1

Фактическая трудоемкость реализации интранет-приложений в

чел/днях

Приложение 1 вариант реализации MS SharePomt 3ortal А вариант реализации

Уровни автоматизации 0-1 Уровни автоматизации 2-3

Ранее обученные специалисты Включая обучение Ранее обученные специалисты Включая обучение

КаталогСИФ 11,3 4,2 14,2 1.7 4,7

Системазаявок ипредложений 14,2 5 6,5 16,5 3,6 6,6

На рис. 7. показана динамика относительной трудоемкости разработки приложений по мере развития КОТ Портала.

Рис. 7: Динамика относительной трудоемкости разработки приложений по мере развития системы «NGT Портал»

Практически, по мере развития системы «NGT Портал», рабочего модуля (создание новых псевдокомпонентов) и инструментальных средств, трудоемкость разработки новых интранет-приложений снижается. Значительная часть кода повторяющихся элементов может быть создана автоматическим образом. Повторное использование компонентов для различных приложений возможно благодаря использованию принципов компонентной модели. Основное внимание разработчиков может быть сконцентрировано на создании уникальных псевдокомпонентов для реализации специфических функций новых приложений.

Исследования показали, что применение предложенной модели интранет-системы позволяют снизить трудоемкость разработки простых приложений, использующих в основном стандартные псевдокомпоненты почти на 70%. Применение инструментальных средств позволяет снизить трудоемкость практически любых, в том числе достаточно сложных и масштабных приложений, почти на 40%. Чем дольше развивается система и чем больше в ней приложений, тем ниже трудоемкость разработки новых разделов.

Проведены эксперименты по исследованию объема потребляемой оперативной памяти. Было рассмотрена два варианта организации системы: 1) отдельный модуль с компонентами для каждого приложения (традиционная организация интранет-системы); 2) общий системный модуль для всех приложений (предлагаемая модель). Эксперимент показал, что объем памяти во втором случае по сравнению с первым снизился на величину от 10% до 25%. Процент снижения зависит от количества приложений - чем больше приложений в системе, тем меньше относительное потребление ресурсов.

Наконец, в четвертой главе предложено создать с использованием предложенных подходов интранет-портал CUTCAD для научной школы раскроя и упаковки, много лет работающей в Уфимском государственном авиационном техническом университете. Серия работ автора посвящена исследованию данной предметной области. Портал CUTCAD может стать единым информационным центром, посвященным проблемам раскроя и

упаковки, объединяя ученых со всего мира и повышая эффективность научных исследований. Для реализации портала, посвященного данным исследованиям, с высокой долей эффективности могут быть использованы разработанные инструментальные средства и ряд модулей системы «NGT Портал».

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Проведен аналитический обзор инструментальных средств разработки веб-приложений.

2. Разработана псевдо компонентная модель системы интранет-приложений с элементами аспектно-ориентированного подхода, включающая новый способ определения точек вставки аспектов. Для предложенной модели интранет-системы разработаны принципы декомпозиции приложений. Применение модели является новым методом снижения объема потребляемых ресурсов.

3. Разработана архитектура и принципы работы инструментальных средств, предлагающих четыре уровня автоматизации для подьзователей различного уровня квалификации. Созданы программно-инструментальные средства разработки интранет-приложений. Особенности инструментальных средств - снижение трудоемкости за счет минимизации количества кода, в первую очередь, дублируемого. -

4. С использованием предложенной модели интранет-системы и разработанных инструментальных средств создана и продолжает развиваться система интранет-приложений «NGT Портал». На ее базе проведены исследования, доказывающие эффективность предложенных подходов: значительное снижение трудоемкости разработки (от 40% для сложных приложений и до 70% - для простых) и снижение объема потребляемой оперативной памяти до 20%.

Список основных публикаций

1. А.В. Чиглинцев, Н.М. Садретдинова. Генетический алгоритм для моделирования прямоугольной упаковки с использованием нижних границ // Problems of transfer technology. - Patras,1999. - P.87-89 (на англ. яз.).

2. Н.М.Садретдинова, А.Р.Сафарова. Нижние границы прямоугольной упаковки: оценка эффективности алгоритма в интеллектуальной системе // Интеллектуальные системы управления и обработки информации: Материалы международной молодежной научно-технической конференции. - Уфа: УГАТУ, 1999. - С. 96.

3. Н.М.Садретдинова, А.Р.Сафарова. Оценка эффективности эвристических алгоритмов для решения задач двухмерной упаковки в интеллектуальной системе // Интеллектуальное управление в сложных

системах - 99: Материалы Республиканской научно-технической конференции. - Уфа: УГАТУ, 1999. - С. 29-31.

4. Э.А. Мухачева, А.С. Мухачева, А.В. Чиглинцев и Н.М. Садретдинова. Гибридные алгоритмы решения задачи двумерного раскроя-упаковки на базе генетических процедур // CSIT-2001, The 3rd International Workshop on Computer Science and Information Technologies. - Ufa, 2001.-P.I 12-126 (на англ. яз.).

5. А.В. Чиглинцев, Н.М. Садретдинова. Алгоритмы упаковки прямоугольных предметов на листы с использованием блочной структуры упаковок // Принятие решений в условиях неопределенности: Межвузовский научный сборник. - Уфа: УГАТУ, 2002-С.139-145.

6. М.М. Хасанов, И.Д. Кизина, Н.М. Садретдинова, А.Т. Агзамова, А.В. Чиглинцев. Свидетельство №2002611485 об официальной регистрации программы для ЭВМ «Программа поддержки внутреннего сайта организации». - М.: РОСПАТЕНТ, 2002.

7. А.С. Мухачева, А.В. Чиглинцев, М.А. Смагин и Н.М. Садретдинова. Процедуры декодирования при решении задачи двумерной упаковки // Proceedings of the 5th International Workshop on Computer Science and Information Technologies. - Ufa, 2003. V.2 - P. 44-47. (на англ. яз.).

8. Н.М. Садретдинова, Э.А. Мухачева. Разработки на базе интернет-технологий для научных исследований и маркетинга в области раскроя и упаковки // Proceedings of the 5th International Workshop on Computer Science and Information Technologies. - Ufa, 2003. - P. 57-59. (на англ. яз.).

9. Н.М.Садретдинова, А.ТАгзамова, И.Д. Кизина. Интернет-интранет технологии в совершенствовании работы НИПИ в крупной нефтяной компании. Опыт практической работы // Интернет и нефтегаз - 2003: Доклады и статьи всероссийской конференции. - Трехгорный: ООО «Интернет-лаборатория ORA», 2003. - С. 36-44.

10.Н.М. Садретдинова, Т.Ф. Манапов, И.Д. Кизина. Структура и методы реализации базы проектной документации на разработку нефтяных месторождений в крупной нефтяной компании // Интернет и нефтегаз -2003: Доклады и статьи всероссийской конференции. - Трехгорный: ООО «Интернет-лаборатория ORA», 2003. - С. 45-51.

11.И.Д. Кизина, Т.Ф. Манапов, Н.М. Садретдинова, А.Т. Агзамова. Эффект от комплексного использования internet-intranet технологий в НИР и проектировании // Нефтегазовое дело. - Уфа: УГНТУ, 2003. -http://www.ogbus.ru/authors/Kizina/Kizina_l.pdf.

12.Н.М. Садретдинова, А.Т. Агзамова. Под редакцией Кизиной И.Д. Интегрированная САПР-АСУ института: Методические рекомендации

по работе с системой управления текущими работами. - Уфа: УФ ООО «ЮганскНИПИнефть», 2003. - 27 с.

13.Н.М. Садретдинова, МА. Верхотуров. Инструментальные средства разработки веб-сайтов на базе объектно-ориентированного подхода // Вычислительная техника и новые информационные технологии: .Сборник №5. - Уфа: УГАТУ, 2003. - С. 116-123.

14.Н.М. Садретдинова. NGT Портал и его роль в совершенствовании работы проектного института // Интернет и нефтегаз - 2004: Доклады и статьи всероссийской конференции. - Трехгорный: ООО «Интернет-лаборатория ORA», 2004. - С. 31-43.

15.А.Р. Латыпов, В.А. Байков, И.Д. Кизина, Н.М. Садретдинова, А.Т. Агзамова, И.В. Токтаева, П.А. Давыдов, И.А. Шаламонова. Свидетельство №2004610817 об официальной регистрации программы для ЭВМ «Интранет-портал предприятия» (NGT Портал) - М.: РОСПАТЕНТ, 2004.

Садретдинова Нелли Маратовна

ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ СРЕДСТВА РАЗРАБОТКИ БИЗНЕС-ПРИЛОЖЕНИЙ НА БАЗЕ ИНТРАНЕТ-ТЕХНОЛОГИЙ

Специальность 05.13.11 - Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и сетей

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 18.11.2004. Формат 60x84 1/16

Бумага писчая № 1. Печать плоская. Гарнитура Times Усл. печ. л. 1,0. Уч.-изд. л. 0,9 Тираж 100 экз. Заказ № 642

Уфимский государственный авиационный технический университет Центр оперативной полиграфии 450000, Уфа-центр, ул. К. Маркса, 12

Í2504-S

Использованные обозначения и сокращения.

Введение.

1. Анализ инструментальных средств разработки веб-приложений.

1.1. Постановка задачи создания инструментальных средств для разработки бизнес-приложений на базе интранет-технологий.

1.2. Анализ существующих инструментальных средств разработки веб-приложений

1.3. Анализ концепций программирования в основе современных средств разработки веб-приложений.

1.3.1. Структурное программирование.

1.3.2. Объектно-ориентированное программирование.

1.3.3. Компонентное программирование.

1.3.4. Аспектно-ориентированное программирование.

1.4. Выводы.

2. Модель системы интранет-приложений.

2.1 Разработка модели системы интранет-приложений.

2.2 Минимизация трудоемкости разработки интранет-приложений системы

2.3 Принципы декомпозиции интранет-приложений.

2.4 Взаимодействие системы с базами данных.

2.5 Процесс работы интранет-приложения.

2.6 Взаимодействие интранет-приложений в системе.

2.7 Метод снижения объема потребляемых ресурсов.

2.8 Адаптация модели к различным системам интранет-приложений.

2.9 Выводы.

3. Создание инструментальных средств разработки бизнес-приложений на базе интранет-технологий.

3.1 Процесс разработки интранет-приложения с помощью инструментальных средств.

3.2 Разработка архитектуры инструментальных средств. Четыре уровня автоматизации.

3.3 Описание основных возможностей инструментальных средств.

3.4 Разработка средств автоматизации высокого уровня.

3.5 Реализация и методика использования инструментальных средств.

3.6 Выводы.

4. Исследование эффективности применения предложенных моделей.

4.1 Разработка систем интранет-приложений для научно-исследовательских организаций.

4.2 Реализация системы интранет-приложений «NGT Портал» с помощью предложенных подходов и инструментальных средств.

4.3 Исследование трудоемкости разработки на примере системы «NGT Портал».

4.4 Исследование быстродействия системы «NGT Портал».

4.5 Перспективы применения предложенных подходов и инструментальных средств для разработки научно-исследовательского портала (на примере задач раскроя и упаковки).

4.5.1 Особенности процессов в научной школе раскроя и упаковки.

4.5.2 Предлагаемая структура интранет-портала CUTCAD.

4.5.3 Оценка эффективности алгоритмов на базе интранет-портала.

4.6 Выводы.

Актуальность проблемы. До конца 90-х годов веб-технологии применялись, главным образом, для создания представительств в сети Интернет. В последние годы веб-технологии широко используются для создания интранет-приложений, направленных на автоматизацию внутренних бизнес-процессов предприятия.

Бизнес - процесс (организации) - это совокупность взаимосвязанных процессов и видов деятельности в организации в управляемых условиях и посредством определённых ресурсов преобразующая внешние информацию, сырьё (материалы и комплектующие) в продукцию, предназначенную для потребителя [40].

В современных условиях, когда информация становится важным производственным фактором, влияющим на успех предприятия в целом, автоматизация внутренних процессов приобретает особенное значение.

В частности, большую роль играет управление качеством. Внедрение системы менеджмента качеством [41] (СМК) и сертификация по международным стандартам качества ISO-9000 [51] позволяет предприятиям выйти на новый уровень развития: оптимизировать производственные процессы, более гибко реагировать на внешние изменения, выявить и ликвидировать ошибки управления, и, наконец, повысить свою конкурентоспособность. Стандарты качества требуют выделения и описания всех бизнес-процессов предприятия, важную роль играет их автоматизация.

Бизнес-процессы организации согласно принятой методологии [24] делятся на три категории (см. рис. 1):

1) бизнес-процессы ведения основной деятельности;

2) вспомогательные бизнес-процессы;

3) бизнес-процессы развития и совершенствования.

Бизнес-процессы организации

Производственные (ведения основной деятельности)

Материально-техническое обеспечение деятельности f->

Производственные процессы превращение ресурсов в конечный продукт)

Материально-техническое обеспечение сбыта

Маркетинг и продажи

Оказание сопутствующих услуг

Закупки сырья и оборудования

Рис. 1 Бизнес-процессы организации Средствами автоматизации всего комплекса бизнес-процессов предприятия являются системы ERP-класса. Разработкой ERP-систем занимается ряд таких крупных фирм как SAP, Baan, Oracle, IBM, и др.

Бизнес-процессы ведения основной деятельности обладают узкой спецификой для предприятий различных отраслей. Автоматизация этих процессов требует глубокого изучения особенностей того или иного вида производства. Поэтому остановимся на вспомогательных процессах и процессах развития, достаточно типичных для любой организации.

На рис.2 приведены группы вспомогательных бизнес-процессов и популярные программные продукты для их автоматизации. На схеме в круге

1) представлены вспомогательные бизнес-процессы предприятия. В круге

2) представлены примеры наиболее часто используемых для автоматизации этих процессов программных продуктов. В круге (3) рис. 2 представлены примеры комплексных решений, автоматизирующих всю совокупность представленных бизнес-процессов.

Вспомогательные (обеспечивающие основную деятельность)

Поддержание инфраструктуры

И юке не р но-тех к ическое обеспечение

Информационное обеспечение

Документооборот

Управление персоналом

Экономическая безопасность

Экология

Развития и совершенствования

Стратегическое управление

Развитие технологий

Управление проектами

Управление качеством

Управление персоналом

Управление финансами и бухучет

Управление материальными ресурсами

Управление внешними связями решения в рамках ERP-систем

Бизнес-процессы

Интранет портал

Рис, 2. Вспомогательные бизнес-процессы предприятия Для автоматизации ряда направлений существует достаточно развитый рынок программных продуктов с четко выраженным лидером. Например, лидер среди программ бухгалтерского учета - «1С:Предприягие», а среди средств управления проектами — Microsoft Project. Для некоторой части процессов на рынке программного обеспечения нет четко выраженного лидера. Для других - единые программные продукты практически отсутствуют. Например, функции информационно-методического обеспечения, как правило, выполняет несколько программных продуктов. Как правило, это специализированные базы данных: правовые («Гарант»), нормативные («Стройконсультант») и др.

Проблема в том, что различные виды бизнес-процессов зачастую автоматизированы с помощью разных программных продуктов. Информация зачастую дублируется, порой оказывается противоречивой. Между тем, вспомогательные бизнес-процессы определяются как процессы, поддерживающие основную деятельность предприятия и направленные на интеграцию предприятия.

Комплексная автоматизация вспомогательных бизнес-процессов может быть проведена на базе корпоративных информационных систем (КИС) или в рамках ERP-систем [79]. Внедрение на предприятиях КИС и ERP-систем -процесс, требующий больших затрат - как финансовых, так и организационных. Между тем, внедрение КИС не всегда приводит к повышению эффективности производства [38]. Причины этого кроются в следующем:

1) компания не сделала стратегического выбора, необходимого, чтобы конфигурировать системы и процессы;

2) процесс внедрения естественным образом сходит с рельс управления предприятием.

Иными словами, в условиях, когда отсутствует организационная интеграция, не формализованы достаточно четко бизнес-процессы и не определены функции подразделений, внедрение комплексных информационных систем оказывается неэффективным, не имея под собой твердого фундамента. Особенно остро проблема организационной интеграции стоит в России. Озабоченные проблемой выживания в текущий момент, предприятия не проводят серьезной работы по формированию стратегической политики и выбору долгосрочных целей. Кроме того, быстро меняющаяся экономическая ситуация приводит к тому, что приходится пересматривать не только тактические, но и стратегические цели предприятия.

Более эффективный и дешевый путь автоматизации предприятия в меняющихся условиях - интеграция существующего программного обеспечения и разработка дополнительных модулей с поэтапным внедрением. При этом важно сочетать перспективное планирование с постоянной адаптацией к текущим задачам. Более того, такой путь автоматизации позволит подготовить предприятия для эффективного внедрения в будущем ERP-систем, упорядочивая процессы и документооборот.

Таким образом, возникает необходимость создания единого информационного центра предприятия, который предоставлял бы доступ каждому сотруднику предприятия ко всем необходимым данным, документам и приложениям. Кроме того, такой центр повышает прозрачность, и, следовательно, контролируемость бизнес-процессов на предприятии.

Рассмотрим процесс интеграции предприятия на базе единого информационного центра.

ЦЕЛЬ: информационная интеграция предприятия

Внутренние документы

Внутренние требования

Информация служб предприятия

Информация от контрагентов

Информация из внешних БД и приложений

Законы, нормативы

Требования СМК

Автоматизация бизнес-процессов на базе единого информационного центра

Систематизированная |информация для сотрудников

Ор

Руководство

ТОЧКА ЗРЕНИЯ: отдел информационных технологий

•(яжц рмтям^ jft

Сотрудник I

Единая "точка входа" Ш Систематизированная Iинформация для руководства

Разработчики

И нстру м енталь ные средства разработки бизнес-приложений

Рис.3. Диаграмма процесса автоматизации бизнес-процессов предприятия на базе единого информационного центра На рис. 3 представлена IDEF-диаграмма процесса интеграции предприятия и автоматизации бизнес-процессов. На входе в систему имеется набор информации из различных источников, чаще всего, слабо систематизированной. Формируют информационный центр разработчики программного продукта, внедрение его осуществляется приказами руководства, а вклад в информационное наполнение вносят сотрудники предприятия. Механизм создания информационного центра -инструментальные средства разработки интранет-приложений, автоматизирующих бизнес-процессы. Управляющее воздействие оказывают руководящие документы (законы и нормативы), внутренние требования организации, и требования системы менеджмента качества (в случае, если планируется ее внедрение). В итоге мы получаем систематизированную информацию, как для сотрудников, так и для руководства, причем обеспечен централизованный доступ к информации с единой «точки входа».

Информационный центр предприятия, связанный с внутренними бизнес-процессами, эффективно может быть реализован на базе интранет-технологий в силу следующих причин:

- на современном этапе развития на предприятиях в высокой степени развиты локальные вычислительные сети, большинство сотрудников имеют компьютеризированные рабочие места;

- веб-браузер удобно использовать в качестве клиента - обновление приложения не требует установки и обновления программного обеспечения на каждом рабочем месте, что значительно сокращает затраты на поддержку системы;

- веб-браузер не требователен к аппаратным ресурсам и может быть установлен практически на любом компьютере пользователя, в том числе и на машинах с различными операционными системами;

- как следствие, интранет-системы легко адаптируются под конкретное предприятие или ситуацию: достаточно обновить серверный код, и пользователи уже видят все изменения;

- предоставлена возможность совместной работы территориально распределенных офисов;

- предоставлена возможность удаленной работы командированных или работающих на дому сотрудников.

Поясним, что интранет-технологии представляют собой применение традиционных средств глобальной сети Интернет - статических и динамических веб-страниц, веб-серверов, веб-сервисов в рамках строго определенной области, например, локальной сети предприятия, или объединенных каким-либо способом локальных вычислительных сетей нескольких предприятий или филиалов.

Информационный центр предприятия на базе интранет-технологий должен выполнять три типа функций:

1) являться «точкой входа» для других, традиционно используемых приложений;

2) реализовывать отдельные функции приложений (или отдельные подпроцессы бизнес-процессов), предоставляя доступ к ним большому числу сотрудников;

3) на базе центра могут быть разработаны специальные интранет-приложения, полностью автоматизирующие те или иные бизнес-процессы.

Пример функции первого типа - организация доступа к информации по управлению проектами и календарным планам. В частности, возможно использование веб-интерфейсов, например, MS Project для получения сотрудниками заданий и размещения отчетов о их выполнении.

Пример функций второго типа - автоматизированные системы заполнения табелей или коэффициентов трудового участия (начальниками отделов), подача заявок на оформление командировочных документов и др. Лицензии на рабочие места таких приложений, как 1С Предприятие, стоят достаточно дорого, а в некоторых случаях требуется предоставить доступ большому количеству сотрудников, однако, к достаточно ограниченному количеству функций. К примеру, есть необходимость заполнения табелей рабочего времени в каждом отделе. При этом табельщикам не нужен доступ ко всему арсеналу функций системы 1С. Таких примеров можно привести множество. Именно такие функции более выгодно реализовывать на базе интранет-технологий.

Наконец, ряд бизнес-процессов, даже если существуют готовые программные решения, представляется более эффективным реализовать в рамках единого информационного центра на базе интранет-приложений. Главным образом, это системы, затрагивающие каждого сотрудника. В частности, это системы документооборота, базы данных справочно-информационного фонда (каталог библиотеки, БД «ГОСТы и стандарты»), поддержка инженерно-технического обслуживания (например, система заявок и предложений сервисным службам).

Информационный центр предприятия на базе интранет-технологий служит хорошей основой для последующего внедрения ERP-систем: происходит упорядочивание бизнес-процессов предприятия, повышается их прозрачность и формируется новая корпоративная культура.

Информационные центры на базе интранет-технологий принято называть интранет-системами или внутренними порталами. В данной работе мы уделим основное внимание организации интранет-систем, а также разработке новых интранет-приложений в рамках информационных центров или порталов. Проблемы интеграции интранет-систем с другими приложениями заслуживают отдельного внимания и в рамках данной работы не рассматриваются.

В связи с высокой эффективностью применения интранет-технологий для автоматизации внутренних процессов предприятия, представляет интерес создание специализированных инструментальных средств разработки интранет-систем.

В настоящее время инструментальные средства разработки веб-приложений ориентированы на широкий круг предметных областей. Большинство из них своим предназначением имеют разработку представительств в глобальной сети Интернет. Поэтому для создания типовых интернет-проектов, таких, как, интернет-магазины, биллинговые системы, интернет-сервисы и др. предусмотрены широкие возможности автоматизации. Специфика же интранет-систем и бизнес-приложений на базе интранет-технологий зачастую не учитывается, не предоставлены и средства автоматизации типовых задач.

На рынке программного обеспечения средства разработки бизнес-приложений на базе интранет-технологий занимают достаточно небольшой сегмент и ориентированы либо на высококвалифицированных специалистов (IBM WebSphere, Oracle9i Application Server Portal Developer Kit), либо на пользователей среднего уровня (MS SharePoint Portal, Saitistika). В первом случае затруднена быстрая адаптация приложений к изменяющимся бизнес-процессам без привлечения разработчиков, во втором, как правило, заранее определен узкий круг функциональных возможностей и снижены возможности адаптации. Подробный анализ существующих инструментальных средств приведен в главе 1 данной работы.

Проблемами разработки веб-приложений занимается ряд научных коллективов: Вендров A.M. [5], [6], Холчева А.В., Воронцов А.А. [7] и др. Исследования посвящены различным применениям веб-приложений: построению масштабных интернет-сайтов, развитию поисковых систем и др. Вопросами проектирования интранет-систем, в частности, корпоративных порталов, активно занимается С.В. Зыков (Московский инженерно-физический институт). В своих работах С.В. Зыков [17],[97] отмечает важную роль портала как связующего звена разнородных корпоративных систем и предлагает концептуальную модель для формализации процесса проектирования порталов, однако вопросу создания инструментальных средств разработки внимания не уделяет. Его работы посвящены, главным образом, интеграции различных гетерогенных систем и баз данных на базе интранет-портала, но не разработке приложений.

В Уфимском государственном авиационном техническом университете проблемам веб-приложений посвящена диссертация А.Н. Валикова [4] под руководством проф., д.т.н. Юсуповой Н.И. Работа посвящена моделям и методам разработки крупномасштабных интернет-приложений. В работе А.Н. Валикова следует отметить перспективные подходы к разработке веб-приложений, в частности, использование компонентной модели и аспектно-ориентированного программирования.

Исходя из вышеизложенного представляет интерес создание инструментальных средств для разработки бизнес-приложений на базе интранет-технологий. Необходимо предоставить квалифицированным специалистам быстрые средства работы с рутинными операциями, а пользователям с небольшим уровнем квалификации - новые возможности по управлению приложениями. С научной точки зрения представляет интерес разработка модели системы интранет-приложений как основы для инструментальных средств.

Целью работы является создание эффективных программно-инструментальных средств разработки и адаптации бизнес-приложений на базе интранет-технологий, направленных на снижение трудоемкости разработки.

Для ее достижения поставлены следующие задачи:

1. Анализ существующих инструментальных средств разработки интранет-приложений.

2. Разработка модели системы интранет-приложений - основы инструментальных средств, декомпозиция интранет-приложений в соответствии с моделью интранет-системы.

3. Разработка архитектуры, принципов построения и реализация инструментальных средств разработки бизнес-приложений на базе интранет-технологий.

4. Анализ эффективности разработки интранет-приложений с помощью предложенной модели интранет-системы и разработанных инструментальных средств.

На защиту выносятся:

- псевдокомпонентная модель системы интранет-приложений с использованием элементов аспектно-ориентированного подхода, принципы декомпозиции интранет-приложений в соответствии с моделью;

- архитектура инструментальных средств, предоставляющая четыре уровня автоматизации разработки бизнес-приложений на базе интранет-технологий;

- метод снижения объема потребляемых аппаратных ресурсов;

- базовый комплекс программных модулей как реализация предложенной модели системы интранет-приложений и основа инструментальных средств;

- программно-инструментальные средства разработки бизнес-приложений на базе интранет-технологий;

- результаты практического применения разработанного программного комплекса и инструментальных средств.

Научная новизна работы.

1. Псевдокомпонентная модель системы интранет-приложений с использованием элементов аспектно-ориентированного подхода. Модель использует ряд принципов компонентной объектной модели и аспектно-ориентированного подхода. Особенности области применения модели позволяют снять такие ограничения компонентной модели, как хранение каждого компонента в отдельном классе, и реализовать компоненты в виде методов единого класса, что дает возможность определить точки вставки аспектов в наследниках такого класса. Модель позволяет снизить трудоемкость разработки приложений и избежать дублирования кода.

2. Способ определения точек вставки аспектов. Условия вставки аспектов описаны в методах - наследниках компонентов. Это новый способ вставки аспектов, который позволяет обойти ограничения языков программирования в области аспектного подхода и использовать преимущества этого подхода для снижения трудоемкости реализации.

3. Предложены принципы декомпозиции интранет-приложений.

Предложенные принципы декомпозиции составляющих приложения согласно разработанной модели позволяют минимизировать трудоемкость разработки интранет-приложений.

4. Предложен метод снижения потребления аппаратных ресурсов интранет-приложениями. Применение предложенной модели функционирования системы интранет-приложений, где большая часть кода всех приложений находится в общем, совместно используемом, системном модуле, является новым методом снижения потребления аппаратных ресурсов.

5. Предложена архитектура инструментальных средств разработки интранет-приложений. Инструментальные средства предлагают автоматизацию разработки интранет-приложений на четырех уровнях в зависимости от уровня квалификации пользователя. При составлении приложения используется принцип автоматической сборки взаимосвязанных компонентов. На всех четырех уровнях инструментальные средства позволяют снизить трудоемкость разработки приложений, что доказывается проведенными исследованиями эффективности ее применения.

Практическая значимость и внедрение результатов работы. Разработанная на базе предлагаемых моделей система интранет-приложений показала значительные преимущества перед традиционными способами организации таких систем. Трудоемкость разработки приложений существенно снизилась-, увеличилось быстродействие системы при относительно низком потреблении ресурсов.

На основе рассматриваемого комплекса программных модулей разработана система бизнес-приложений «NGT Портал», в течение почти двух лет функционирующая в ЗАО «УфаНИПИнефть». Система включает более полутора десятков модулей различной направленности, обеспечивает работу нескольких отделов, и является основой автоматизации ряда бизнеспроцессов предприятия. С февраля 2004 г. система внедрена в Уфимском филиале ООО «ЦИР ЮКОС».

Успешное практическое применение рассматриваемых моделей и программных средств, а также проведенные на реальной системе сайтов «NGT Портал» исследования показывают эффективность предложенных решений.

Программа поддержки внутреннего сайта организации (IBBIS), созданная на основе предложенной модели системы интранет-приложений и внедренная в Уфимском филиале ООО «ЮганскНИПИнефть», зарегистрирована в РОСПАТЕНТ, свидетельство №2002611485. Система интранет-приложений «NGT Портал», созданная на базе предложенных подходов, зарегистрирована в РОСПАТЕНТ свидетельство № 2004610817.

Инструментальные средства могут быть с высокой степенью эффективности применены для создания научно-исследовательских или бизнес-порталов как в глобальной сети Интернет, так и в ЛВС научных учреждений.

Апробация работы. Положения работы докладывались на международных научных конференциях:

- 5th International Workshop on Computer Science and Information

Technologies (CSIT) - 2003, Уфа;

- Первая Всероссийская конференция «Интернет и Нефтегаз. 2003»,

Трехгорный;

- Вторая Всероссийская конференция «Интернет и Нефтегаз. 2004», Трехгорный.

За лучшую научную студенческую работу автор награжден медалью Министерства Образования РФ. На Первой Всероссийской конференции «Интернет и Нефтегаз. 2003» доклад об интранет-системе «NGT Портал» занял первое место.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 15 работ, из них 8 материалов конференций, 4 статьи.

Содержание диссертации

Во введении к диссертации обоснована актуальность решаемой проблемы; сформулирована цель и задачи исследования; приведены результаты, выносимые на защиту; отмечена их научная новизна и практическая значимость. Приведены сведения об апробации работы и публикациях.

В первой главе проведен обзор инструментальных средств разработки веб-приложений. Рассмотрены современные концепции программирования. Четко определена постановка задачи.

Вторая глава посвящена разработке модели системы интранет-приложений как основы инструментальных средств. Решена задачи функциональной декомпозиции для системы интранет-приложений. Описан метод повышения быстродействия системы.

В третье главе рассказано о подходах к реализации, структуре и базовых возможностях инструментальных средств. Приведена методика их использования.

Четвертая глава посвящена исследованиям эффективности предложенных моделей, методов и подходов.

Основные результаты работы и выводы

1. Проведен аналитический обзор инструментальных средств разработки веб-приложений.

2. Разработана псевдокомпонентная модель системы интранет-приложений с элементами аспектно-ориентированного подхода, включающая новый способ определения точек вставки аспектов. Для предложенной модели интранет-системы разработаны принципы декомпозиции приложений. Применение модели является новым методом снижения объема потребляемых ресурсов.

3. Разработана архитектура и принципы работы инструментальных средств, предлагающих четыре уровня автоматизации для пользователей различного уровня квалификации. Созданы программно-инструментальные средства разработки интранет-приложений. Особенности инструментальных средств - снижение трудоемкости за счет минимизации количества кода, в первую очередь, дублируемого.

4. С использованием предложенной модели интранет-системы и разработанных инструментальных средств создана и продолжает развиваться система интранет-приложений NGT Портал. На базе NGT Портала проведены исследования, доказывающие эффективность предложенных подходов: значительное снижение трудоемкости разработки (от 40% для сложных приложений и до 70% - для простых) и снижение объема потребляемой оперативной памяти до 20%.

Заключение

В современных условиях, когда информация стала важным производственным фактором, большое значение приобретает создание единого информационного центра, способствующего интеграции предприятия. Такой центр эффективно разрабатывать на базе интранет-технологий путем создания системы интранет-приложений для автоматизации бизнес-процессов предприятия. В связи с тем, что бизнес-приложения требуют быстрой разработки и адаптации одновременно с развитием бизнес-процессов, возникает необходимость в эффективных инструментальных средствах разработки интранет-приложений.

С учетом особенностей внутренних бизнес-процессов и согласно требованиям к интранет-приложениям, разработана модель интранет-системы. Созданы инструментальные средства разработки интранет-приложений, предоставляющие четыре уровня автоматизации. Первые два уровня предоставляют средства автоматизации для специалистов. Средства более высокого уровня позволяют высоковалифицированным специалистам значительно сократить время на выполнение рутинных операций и программирование стандартных элементов, уделяя максимум внимания специфическим особенностям каждого конкретного приложения. Пользователям предоставлена возможность создавать и модифицировать интранет-приложения самостоятельно, без непосредственной работы с исходным кодом.

Особенное значение имеет создание единого информационного центра для научно-исследовательских организаций и обществ. Созданная на базе предложенных подходов в проектном институте ЗАО «УфаНИПИнефть» более двух лет успешно работает и развивается интранет-система «NGT Портал». Исследования трудоемкости разработки и быстродействия данной системы доказывают эффективность предложенных подходов.

Рассмотрены перспективы создания интранет-портала CUTCAD для научной школы раскроя и упаковки. Портал позволил бы повысить эффективность научных исследований и осуществить ряд маркетинговых мероприятий по привлечению инвесторов к данным исследованиям.

1. Аленкин А., Зубков В. Как автоматизировать процесс программирования. URL:http://www.sibinfo.ru/news/020827/automateprogramming.shtm.

2. Боггс У., Боггс М. UML Rational Rose Лори. М: Лори, 2001. - 580 с.

3. Буч Г. Объектно-ориентированный анализ и проектирование. СПб: Бином, Невский диалект, 1999. — 273 с.

4. Валиков А.Н. Модели и методы разработки крупномасштабных приложений. Диссертация. Уфа, 2003. - 149 с.

5. Вендров A.M. CASE-технологии. Современные методы и средства проектирования информационных систем. М.: Финансы и статистика, 1998.-421 с.

6. Вендров A.M. Проектирование программного обеспечения экономических информационных систем. М.: Финансы и статистика, 2000.-352 с.

7. Гайсарян С.С. Объектно-ориентированные технологии проектирования прикладных систем. URL:http://www.citfomm.ru/programming/ooprsis/index.shtml

8. Гамма Э., Хелм Р., Джонсон Р., Влиссидес Дж. Приемы объектно-ориентированного проектирования. Паттерны проектирования. СПб: Питер, 2001.-366 с.

9. Ю.Добрынин В. Технологии компонентного программирования. URL: http://oasis.apmath.spbu.ru/~vdobr/COM/components06.html.

10. П.Добрынин В. Технологии компонентного программирования. СПб: СПГУ, 2003.-78 с.

11. Дубова Н. СОМ или CORBA? Вот в чем вопрос // Открытые системы. -1999. -№3.- с. 43-47.

12. Дэвид С. Платт. Знакомство с Microsoft .NET. М.: Microsoft Press. Русская редакция, 2001. - 235 с.

13. Интернет-порталы: содержание и технологии: Сб. науч. ст.: Вып. 1 / Редкол.: А.Н.Тихонов и др.; ГНИИ ИТТ «Информика». М.: Просвещение, 2003. - 720 с.

14. Калянов Г.Н. CASE-технологии. Консалтинг при автоматизации бизнес-процессов. М.: Горячая линия-Телеком, 2000. - 325 с.

15. Кизина И.Д., Манапов Т.Ф., Садретдинова Н.М., Агзамова А.Т. Эффект от комплексного использования internet-intranet технологий в НИР и проектировании // Нефтегазовое дело. Уфа: УГНТУ, 2003. -http://ogbus.ru.

16. Коллинз Г., Блей Д. Структурные методы разработки систем: от стратегического планирования до тестирования. М.: Финансы и статистика, 200. - 245 с.

17. Кристиансен Т., Торкингтон Н. Perl. Библиотека программиста. СПб: Питер, 2000. - 736 с.

18. Кузнецов А. Методика проведения обследования бизнес-процессов компании // Технологии корпоративного управления. URL: http://www.iteam.ru/publications/it/section51/article 1469.

19. Курмышев Н.В., Попов С.В., Герасимов В.В. Особенности построения портала на платформе IBM WebSpherePortal V.4 (На примере создания прототипа регионального образовательного портала). URL: http://ict.edu.ru/vconf.

20. Ларман К. Применение UML и шаблонов проектирования. М.: Издательский дом «Вильяме», 2001. - 496 с.

21. Левингфел Д., Уидриг Д. Принципы работы с требованиями к программному обеспечению. Унифицированный подход. М.: Вильяме, 2002. - 533 с.

22. Леоненков. Самоучитель UML. URL: http://khpi-iip.mipk.kharkiv.edu/library/case/leon/.

23. Майкл Дж., Саттои Д. Корпоративный документооборот. Принципы, технологии, методологии внедрения. М.: Азбука, 2002. - 448 с.31 .Малышкина В.Н. Модели знаний на графах. URL: http://vvww.gmcit.murmansk.ru/text/bit/2002/74/1 .htm.

24. Матросов А., Сергеев А., Чаунин М. HTML 4.0. СПб.: БХВ-Санкт-Петербург, 2000. - 672 с.

25. Мацяшек J1.A. Анализ требований и разработка информационных систем с использованием UML. М.: Вильяме, 2002. - 431 с.

26. Методики оценки трудоемкости разработки программного обеспечения // Rational Software. Url: http://www.rationalsoftware.com/.

27. Методология функционального моделирования IDEF0. Руководящий документ. М.: Госстандарт России. 2000. - 75 с.

28. Михеев П. Создание корпоративных информационных порталов на основе технологии портлетов. Сравнение подходов Microsoft Digital Dashboard и портлетов J2EE. URL: http://www.optim.rU/cs/2002/4/portlet/portlet.asp.

29. Мухачева А.С., Садретдинова Н.М., Сафарова А.Р. Нижние границы в задачах прямоугольной упаковки. Депонирована в ВИНИТИ. №3209-В99. от 02.11.1999. 8с.

30. Нельсон Рэнни. Интеграция ERP: Организационная интеграция. URL: http://consulting.ru/econswp4651.

31. Новик А. Система поддержки событий в СОМ+ // Технология клиент-сервер. 1999. - №4. - С. 33-41.

32. Одинцов И.О. Профессиональное программирование. Системный подход. СПб.: БХВ Петербург, 2002. - 512 с.

33. Описание demo-версии системы Saitistika. URL: http://www.saitistica.ru.

34. Основные требования к рабочей и проектной документации. ГОСТ 21.101-97. -М.: Госстандарт, 1998.-37 с.

35. Павлов В. Аспектно-ориентированное программирование // Технология клиент-сервер. 2003. - №4. - С. 35-54.

36. Пальянов П.А. Мариненков Д.В. Интранет способ организации проектных данных // Нефтяное хозяйство. - 2001. - №7. - с.72.

37. Пальянов П.А. Мариненков Д.В. Организация информационного пространства ОАО «Гипротюменнефтегаз» в среде Интранет // Нефтяное хозяйство. 2001. - №10. - с.91

38. Партасарати С. Самое простое определение .NET. URL: http://www.microsoft.com/rus/net/defined/.

39. Построение корпоративных порталов на базе IBM WebSpherePortalServer. URL: http://www.ibm.com/ru/software/.

40. Примеры описаний бизнес-процессов в диаграммах IDEFO. URL: http://www.proteu.ru/bpwinimage.html.51 .Рябов Д. Введение в стандарты ISO 9000 // Management Consulting Partners Group. URL: http://www.mcpg.ru/cgi-bin/rus/tour/article.cgi?art=l 010314.

41. H.M. Садретдинова. NGT Портал и его роль в совершенствовании работы проектного института // Интернет и нефтегаз 2004: Доклады и статьи всероссийской конференции. - Трехгорный: ООО «Интернет-лаборатория ORA», 2004. - С. 31-43.

42. Н.М. Садретдинова, А.Т. Агзамова. Под редакцией Кизиной И.Д. Интегрированная САПР-АСУ института. Методические рекомендациипо работе с системой управления текущими работами. Уфа: УФ ООО «ЮганскНИПИнефть», 2003. - 27 с.

43. Н.М. Садретдинова, М.А. Верхотуров. Инструментальные средства разработки веб-сайтов на базе объектно-ориентированного подхода // Вычислительная техника и новые информационные технологии: сборник №5. Уфа, 2003. - С. 116-123.

44. Сайт компании Adobe. URL: http://www.adobe.com.

45. Сайт компании Borland. URL: http://www.borland.com.

46. Сайт компании "Documentum". URL: http://www.documentum.ru.

47. Сайт компании Macromedia. URL: http://macromedia.com.61 .Сайт компании Metric. URL: http://optimizer.ru.

48. Сайт компании Microsoft. URL: http://microsoft.com.

49. Сайт компании Rational. URL: http://www.rationalsoftware.com.

50. Сайт компании Sausage. URL: http://www.sausage.com.

51. Сайт компании Sun. URL: http://www.sun.com.

52. Себеста Роберт У. Основные концепции языков программирования. -М: Вильяме, 2001. 672 с.

53. С ложные методы представлений знаний в системах ИИ. URL: http ://virtuald.narod.ru/ExpDob/Glava 14 .htm

54. Соммервил. Инженерия программного обеспечения. М.: Издательский дом «Вильяме», 2002. - 624 с.

55. Состав IBM WebSphere Portal Extend for Multiplatforms версии 5.0. // http ://www. w3 с. org/TR/.

56. Спэйнауэр С., Экштейн P. Справочник вебмастера. СПб: Символ-плюс, 2001.-608 с.

57. Тульчинский A. Enterprise JavaBeans: реализация идей компонентной модели. URL: http://www.bytemag.ru/Article.asp?ID=2097.

58. Уолл Д., Кристиансен Т., Орвант Дж. Программирование на Perl. -СПб.: Символ, 2002. 1152 с.

59. Фидельман Г.Н., Дедиков С.В. Бизнес-процессы и изменение организации. URL: http://www.proteu.ru/180204article2.html.

60. Франклин Стив. Планирование сайта с помощью UML. URL: http://www.webmascon.com/topics/planning/.

61. Фред Э. М., Линдесмит С. Аргументы в пользу портлетов. URL: http://www.javaportal .ru/j ava/articles/.

62. Хасанов М.М., Кизина И.Д., Садретдинова Н.М., Агзамова А.Т., Чиглинцев А.В. Свидетельство №2002611485 об официальной регистрации программы для ЭВМ «Программа поддержки внутреннего сайта организации». М.: РОСПАТЕНТ, 2002.

63. Чем неудобны не объектно-ориентированные системы программирования. URL:http://www.citforum.ru/programming/ooprsis/glava558.shtml.

64. А.В. Чиглинцев, Н.М. Садретдинова. Алгоритмы упаковки прямоугольных предметов на листы с использованием блочной структуры упаковок // Принятие решений в условиях неопределенности: Межвузовский научный сборник. Уфа: УГАТУ, 2002 - С.139-145.

65. Что такое КИС (Корпоративная информационная система). Выбор КИС // Российские ERP системы. URL: http://eф-expert.narod.ru/kis.htm.

66. Шейл X. EJB-ить или не EJB-ить, вот в чем вопрос // JavaWorld magazine. 2001. - №12. Url:http ://www.j avaportal .ru/j ava/articles/toejbornottoej b .html. 81.Элиенс А. Принципы объектно-ориентированной разработки программ. М.: Вильяме, 2002. - 496 с.

67. Юдицкий С.А., Барон Ю.Л., Жукова Г.Н. Построение и анализ логического портрета сложных систем. М.: ИПУ, 1997.

68. Axiom Portal. Сайт о компании «Город-инфо». http://gorod.ru.

69. Bekman Stas. Modperl Guide. URL: http://perl.apache.org/guide/.

70. COCOMO Official Site // Center for Software Engineering, University of Southern California. URL: http://sunset.usc.edu/research/COCOMOII.

71. Guide to WebSphere Portal 5.0. // IBM Corporation 2003.

72. Hannemann J., Kiczales G. Design pattern implementations in Java and AspectJ. New York, USA, November 2002. P. 161-173.

73. Kiczales G., Lamping J., Mendhekar A., etc. Aspect-oriented programming. Published in proceedings of the European Conference on Object-Oriented Programming (ECOOP). Finland: Springer-Verlag LNCS 1241. 1997.

74. Mukhacheva A.S., Chiglintsev A.V., Smagin M.A., Sadretdinova N.M. Decoding procedures of 2 dimensional problems solution // Proceedings of the 5th International Workshop on Computer Science and Information Technologies, 2003. P. 57-59.

75. Oracle предлагает средства для упрощения разработки порталов на базе

76. Saitistika 4.0. Руководство разработчика. URL: http://saitistika.ru.

77. WEBMASCON журнал для веб-мастеров. URL: http://www.webmascon.com.

78. WEBSPHERE PORTAL SERVER горизонтальный каркас порталов. URL :http ://www.interprocom.ru.

79. Wege Christian. Portal Server Technology // IEEE Internet Computing, 2002. URL: http://www.micom.net.ru/sofl/20040413120812/.

80. Zykov S.V. Integrating Enterprise Software Applications with Web Portal Technology // Proceedings of the 5th International Workshop on Computer Science and Information Technologies, 2003. P. 60-65.