автореферат диссертации по документальной информации, 05.25.05, диссертация на тему:Разработка и анализ модели информационных процессов с вариативными регламентами на основе сигнатурных прецедентов

На правах рукописи

Шульгин Андрей Олегович

РАЗРАБОТКА И АНАЛИЗ МОДЕЛИ ИНФОРМАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ С ВАРИАТИВНЫМИ РЕГЛАМЕНТАМИ НА ОСНОВЕ СИГНАТУРНЫХ ПРЕЦЕДЕНТОВ

Специальность 05.25.05 — «Информационные системы и процессы, правовые аспекты информатики»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Таганрог-2006

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Ставропольский государственный университет»

Научный руководитель:

доктор технических наук, старший научный сотрудник Копытов Владимир Вячеславович

Официальные оппоненты:

1. Слюсарев Геннадий Васильевич, доктор технических наук, профессор (Северо-Кавказский государственный технический университет, г. Ставрополь);

2. Пескова Ольга Юрьевна, кандидат технических наук, доцент (Таганрогский государственный радиотехнический университет, г. Таганрог).

Ведущая организация:

Институт информатики и проблем регионального управления Кабардино-Балкарского научного центра РАН (г. Нальчик)

Защита состоится 27 ноября 2006 года в 14.00 на заседании регионального диссертационного совета ДМ 212.259.06 при Таганрогском государственном радиотехническом университете по адресу: 347928, Ростовская область, г. Таганрог, ГСП - 17 А, пер. Некрасовский, 44.

Отзывы на автореферат просьба направлять по адресу: 347928, Ростовская область, г. Таганрог, пер. Некрасовский, 44, Таганрогский государственный радиотехнический университет, Ученому секретарю диссертационного совета ДМ 212.259.06 Галуеву Г.А.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Таганрогского государственного радиотехнического университета по адресу: 347928, Ростовская область, г. Таганрог, уд. Че

Автореферат разослан 20 октя

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, про

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Характерной чертой организации деятельности современного предприятия является использование автоматизированных информационных систем (АИС), обеспечивающих решение задач информационной поддержки управления, контроля и текущего делопроизводства. Использование современных АИС позволяет принимать обоснованные и своевременные управленческие решейия, координировать действия подразделений, направляя их усилия на достижение общих стратегических задач, повысить эффективность делопроизводства, увеличить точность расчетно-аналитической работы, перейти на новые технологии обработки данных. Поэтому повышение качества и эффективности создаваемых АИС, сокращение сроков и затрат на их разработку и внедрение являются важными научными и практическими задачами.

Интегрированный подход к созданию современных АИС обеспечивает сближение методов менеджмента и информационных технологий на основе системного и процессного подходов, применения методов управления качеством и электронных регламентов. В связи с возрастанием роли АИС в принятии управленческих решений и необходимостью повышения эффективности и оперативности анализа разнородной информации возрастают требования к качеству их функционирования. Возрастание сложности и ответственности современных задач, решаемых крупномасштабными информационными системами, а также возможного ущерба от некорректного исполнения информационных процессов (ИП) приводит к необходимости разработки специализированных моделей и соответствующих проектно-технических решений для повышения достоверности обрабатываемой информации.

Теоретической базой для современных методов системного проектирования ИП послужили работы Н. Винера, В.М. Глушкова, Б. Боэма. Различные аспекты проектирования, построения и внедрения автоматизированных информационных систем рассмотрены в работах В.В. Липае-ва, A.M. Вендорова, А.Н. Данчула, С.А. Орлова, А.Г. Дьячко, Г.Н. Каля-нова и других авторов.

В условиях современной социально-экономической реальности использование традиционных принципов структурной организации АИС имеет определенные недостатки. Интенсивные конъюнктурные изменения во всех сферах общественной, экономической, социальной организации государства и общества зачастую приводят к смене приоритетов и принципов оперативного и стратегического управления; что требует существенной

корректировки информационных процессов АИС. Структура управления организационной системы должна обеспечивать оперативное реагирование на изменяющиеся внешние условия, что необходимо учитывать при проектировании и реализации АИС. По мнению В.В. Липаева, несмотря на требования руководящих документов и государственных стандартов, во многих АИС не заложены гибкие механизмы адаптации, что значительно снижает их функциональную пригодность. В работах A.B. Данилина, A.A. Лучина, В.И. Дрожжинова отмечено, что современная АИС должна быть построена по принципу вариативности регламентов — возможности модификации регламентов отдельных информационных процессов в соответствии с текущими задачами многокритериальной оптимизации деятельности организационной системы. Особенно это характерно для информационных систем организаций с социальной ориентацией функций и процессов, где за каждым кортежем или атрибутом обрабатываемых данных стоят судьбы реальных людей, объекты социальной инфраструктуры, условия и факторы реализации социальных и экономических программ.

В диссертационной работе показано, что существующие модели не в полной мере учитывают специфику влияния управляющих воздействий на ИП, что приводит к необходимости усовершенствования методологической базы в области проектирования и реализации ИП современных АИС. Актуальность диссертационного исследования определяется необходимостью разработки специализированной модели информационных процессов с применением вариативных регламентов для повышения корректности функционирования АИС в условиях возникновения внешних управляющих воздействий со стороны организационной системы. Модель должна описывать наличие нескольких альтернативных регламентов и метода выбора одного из них на основе сигнатурного анализа входных данных. Сигнатурным прецедентом при этом будем называть описанный в виде символов специального алфавита (сигнатуры) факт использования того или иного регламента при поступлении на вход информационного процесса определенного набора входных данных. Разрабатываемая модель должна использовать сигнатурные прецеденты для определения оптимального (с точки зрения субъективной корректности результатов) регламента, в наибольшей степени соответствующего поступившим на вход ИП значениям входных данных. Научный и практический интерес представляет также принцип обеспечения обратной связи между субъектом организационной системы и информационным процессом АИС. Наличие в современных АИС большого количества разнородных ИП требует также описания методики идентификации среди них информационных процессов с вариативными

регламентами, основанной на применении традиционных методов пред-проектного анализа и моделирования с использованием положений системного анализа.

Целью диссертационной работы является совершенствование методологической базы в области проектирования ЛИС за счет разработки и исследования модели информационных процессов с вариативными регламентами на основе сигнатурных прецедентов и связанных с ней методик.

Объект исследования: информационный процесс автоматизированной информационной системы.

Предмет исследования: модель информационного процесса АИС с вариативными регламентами, а также методы ее построения и анализа.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- провести сравнительный анализ моделей информационных процессов с различными типами взаимодействия с организационной системой;

- разработать модель информационных процессов АИС с вариативными регламентами на основе сигнатурных прецедентов;

- разработать методику идентификации информационных процессов АИС с вариативными регламентами;

- провести детализацию модели жизненного цикла АИС для применения поэтапного метода реализации с учетом использования модели информационных процессов с вариативными регламентами на основе сигнатурных прецедентов;

- реализовать модель информационных процессов с вариативными регламентами на основе сигнатурных прецедентов и апробировать методику идентификации ИП с вариативными регламентами при создании АИС высшего учебного заведения.

Методологическая основа работы состоит в анализе обратной связи между субъектом организационной системы и информационным процессом АИС. В качестве основных методов исследования были использованы методы системного анализа, теории вероятностей и математической статистики, теории множеств, структурного анализа.

Основные научные результаты, выносимые на защиту:

1. Модель информационных процессов АИС с вариативными регламентами на основе сигнатурных прецедентов, предполагающая накопление информации о возможных регламентах в ходе функционирования процесса с использованием сигнатурных прецедентов.

2. Методика идентификации информационных процессов с вариативными регламентами, разработанная с использованием методов структурного анализа и классификационных критериев для исследования ИП.

3. Детализированная модель жизненного цикла ЛИС, отличающаяся наличием специфичных стадий и поэтапным принципом развития автоматизированной информационной системы.

4. Результаты апробации методики идентификации информационных процессов с вариативными регламентами и реализации модели ИП с вариативными регламентами на основе сигнатурных прецедентов при создании АИС высшего учебного заведения.

Научная новизна диссертационной работы характеризуется следующим:

- разработанная модель информационных процессов АИС с вариативными регламентами на основе сигнатурных прецедентов описывается итерационным алгоритмом накопления информации о регламентах и соответствующих сигнатурах входных данных и характеризуется наличием обратной связи между субъектом организационной системы и ИП;

- разработанная методика идентификации информационных процессов с вариативными регламентами является комплексом взаимосвязанных методов и правил их применения для классификации ИП на основе системы критериев, характеризующих наличие вариативности регламентов;

- детализированная модель жизненного цикла АИС является композицией каскадной и компонентно-ориентированной моделей и отличается наличием характерных для АИС стадий и нескольких функционально завершенных этапов развития. Модель позволяет учесть при проектировании системы необходимость реализации отдельных информационных процессов в соответствии с моделью ИП с вариативными регламентами на основе сигнатурных прецедентов.

Практическая значимость результатов диссертационного исследования основана на возможности повышения функциональной эффективности АИС за счет применения модели ИП с вариативными регламентами на основе сигнатурных прецедентов, что позволяет в ходе использования АИС снизить вероятность некорректного исполнения отдельных ИП. Использование разработанной методики идентификации информационных процессов с вариативными регламентами обеспечивает снижение затраты ресурсов на обеспечение функциональной эффективности АИС за счет применения модели ИП с вариативными регламентами на основе сигнатурных прецедентов только д ля процессов, характеризующихся существенной зависимостью от управляющих воздействий со стороны организационной системы.

Достоверность и обоснованность полученных результатов обеспечивались использованием различных методов исследования, адекватных предмету, цели и задачам работы, подтверждаются адекватностью и достоверностью исходных моделей и методов, строгостью логических и математических выкладок,

разработкой действующих программ и результатами экспериментов. Достоверность полученных результатов также может быть проверена сведением разработанной модели ИП с вариативными регламентами к модели с фиксированным автоматическим регламентом в некоторых частных случаях.

Реализация результатов. Результаты работы были использованы при создании автоматизированных информационных систем Ставропольского государственного университета (г. Ставрополь), Краснодарского филиала Российского государственного торгово-экономического университета (г. Краснодар), ООО «Инжтехмастер» (г. Москва), Института Дружбы народов Кавказа (г. Ставрополь), что подтверждается соответствующими актами о внедрении. Результаты исследования использованы при выполнении гранта Министерства образования и науки РФ «Создание на базе Ставропольского государственного университета центра мониторинга послевузовского профессионального образования», ряда НИР, финансируемых из бюджета Ставропольского государственного университета. На программные продукты, разработанные в ходе диссертационного исследования, получены 16 свидетельств об официальной регистрации разработки.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на 14 международных и всероссийских конференциях, семинарах, форумах, основными из которых являются: международная конференция «Реформы управления в высшем образовании: тенденции, проблемы и опыт» (Ростов-на-Дону, 2004 г.), всероссийская научно-практическая конференция «Образовательная среда сегодня и завтра» (Москва, 20042006 гг.), международная конференция «Информационные технологии в образовании, технике и медицине» (Волгоград, 2004 г.), международная конференция «Первая ежегодная научная конференция студентов и аспирантов базовых кафедр Южного научного центра РАН» (Ростов-на-Дону, 2005 г.), всероссийский форум «Образовательная среда» (Москва, 2005 г.), международная школа-конференция по приоритетным направлениям развития науки и техники с участием молодых ученых, аспирантов и студентов (Москва, 2006 г.) международная научно-техническая конференция «Инфоком-муникационные технологии в науке, производстве и образовании» (Ставрополь, 2006 г.), международная конференция «Информационные технологии в науке, образовании и производстве» (Орел, 2006 г.), всероссийская научно-техническая конференция «Теоретические и прикладные вопросы современных информационных технологий» (Улан-Удэ, 2006 г.), IV рабочее совещание «Информационные системы в фундаментальной науке» (CAO РАН, 2005 г.), международная научно-практическая конференция «Информационная безопасность» (Таганрог, 2003-2006 гг.).

Структура диссертации: диссертация состоит из введения, четырех тематических глав, заключения, списка использованной литературы и приложений и содержит — 160 страниц основного текста, 58 рисунков, 12 таблиц, список литературы из 131 наименования.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность исследований в области разработки и анализа модели информационных процессов АИС с вариативными регламентами на основе сигнатурных прецедентов, сформулированы цель и задачи работы, определена практическая ценность и научная новизна выносимых на защиту результатов, охарактеризована структура диссертации.

В первой главе пробеден анализ основных подходов, используемых при проектировании и реализации информационных процессов АИС. Рассмотрены основные структурные элементы, классификация основных требований к автоматизированным информационным системам, описаны основные особенности процессного подхода к созданию АИС. Основные принципы процессного подхода, применяемого при организации деятельности предприятия; нашли отражение при построении интегрированных АИС, что отмечено в работах Ю.Ф. Тельнова, В.Г. Елиферова, В.В. Репина, A.M. Вендорова и др. В соответствии с определением процесса, используемым в методологии процессного подхода в менеджменте, и определением информационного процесса в нормативных документах, под информационным процессом АИС следует понимать целенаправленную совокупность действий, исполняемых автоматизированной информационной системой (с использованием средств автоматизации) или субъектом организационной системы, по сбору, обработке, накоплению, хранению или анализу данных, определяющую преобразование входных данных в выходные. При этом последовательность и сущность операций, описывающих действия ИП в структурно-логической, формально-аналитической или алгоритмической форме называется регламентом. При процессном подходе к организации АИС основную роль играют функции системы, определяющие ее состав и предназначение. Для осуществления функций АИС используются информационные процессы, реализующие взаимоействие между собой посредством информационных потоков. Информационные процессы и потоки автоматизированной информационной системы могут взаимодействовать с организационной системой.

При классификации ИП по целевому признаку (процессы ввода, преобразования, анализа и вспомогательные) и исследовании особенностей

их взаимодействия с организационной системой отмечено, что основной причиной возникновения управляющих воздействий на ИП ЛИС со стороны организационной системы является необходимость уточнения или модификации регламента, возникшая вследствие субъективной оценки корректности результатов на основе ряда внешних или внутренних факторов. Основой управленческих воздействий на ИП АИС являются решения субъекта управления, направленные на оптимизацию деятельности организации по определенным критериям в соответствии с анализом внешних и внутренних факторов. Наличие управляющих воздействий на ИП наиболее характерно для АИС социально-ориентированных организационных систем (организации сфер государственного и муниципального управления, лечебно-профилактические учреждения, образовательные учреждения, органы системы жилищно-коммунального хозяйства, органы социальной защиты населения и пр.).

В ходе сравнительного анализа наиболее распространенных моделей ИП с различными типами взаимодействия с организационной системой были рассмотрены:

- модель с автоматическим фиксированным регламентом;

- модель с исполнением отдельных операций субъектом организационной системы;

- модель с коррекцией результатов исполнения субъектом организационной системы;

- модель с выбором регламента субъектом организационной системы;

- модель с интеллектуальным выбором регламента (на основе различных моделей интеллектуальных систем).

С использованием системы качественных показателей и комплексного численного показателя, характеризующих ИП с точки зрения эффективности взаимодействия с организационной системой, было проведено исследование соответствия рассмотренных моделей абстрактной идеальной (с точки зрения анализируемой эффективности) модели ИП. Анализ показал, что используемые в настоящее время модели ИП либо не в полной мере учитывают возможность влияния внешних управляющих воздействий, либо используют для реализации взаимодействия с организационной системой ресурсоемкую технологическую основу. На основе выявленных противоречий поставлена и формально описана основная научная задача диссертационного исследования.

Во второй главе проведено построение модели информационных процессов с вариативными регламентами на основе сигнатурных прецедентов, введены понятия и определения, сформулированы основные положения модели. При разработке модели в качестве основной цели выступает повышение корректности исполнения ИП.

Корректным исполнением ИП Р.у будем называть такую его итерацию в цикле работы АИС,' при которой на выходе получены результаты, удовлетворяющие субъекта организационной системы. Информационным процессом .с вариативными регламентами будем называть такой ИП АИС, для которого имеется существенная зависимость регламента от внешних управляющих воздействий, и для которого невозможно описать единственный регламент, обеспечивающий достаточный уровень вероятности корректного исполнения.

Информационный процесс Р.? описывается некоторым функциональным преобразованием множества входных данных X = {х^ хг ... , во множество выходных данных ¥ = {уг уг ... , ут) с учетом возникновения внешних управляющих воздействий (р

• • А: У = (1)

Структурная схема ИП с вариативными регламентами на основе сигнатурных прецедентов показана на рисунке 1.

Рисунок 1 — Структурная схема информационного процесса АИС с вариативными регламентами на основе сигнатурных прецедентов

Для описания ИП с вариативными регламентами на основе сигнатурных прецедентов будем использовать набор из некоторого счетного конечного количества а регламентов Я^ описывающих последовательность

операций (или, в терминах информационных систем, подпрограмм) необходимых для реализации преобразования (1). Число подпрограмм каждого регламента R. в общем случае различно, существует подпрограмма г0 с отсутствием преобразования данных.

Каждый регламент ИП с вариативными регламентами, описывается вектором подпрограмм

R, = (ги, г.у ..., rj, i—l,2...a, d e [l,oo) (2)

где к — максимальное число подпрограмм в регламентах. В случае, если для реализации некоторого регламента требуется менее к подпрограмм, в матрицу регламентов R будут записаны значения гд.

В модели ИП с вариативными регламентами на основе сигнатурных прецедентов используются следующие методики:

1) Методика контроля полноты набора входных данных ИП Mtp реализованная в блоке контроля полноты входных данных, реализующая проверку наличия неопределенных значений переменных {ху) х^ ... , хД в соответствии с шаблонами, описанными в матрице СН. Проверка осуществляется последовательным сравнением строк матрицы СН> содержащих элементы «1», «О», «О» с набором входных данных X. В случае, если все входные переменные ИП должны принимать определенные значения, матрица будет записана в виде СН = (l 1 ... l).

2) Методика выбора оптимального регламента ИП на основе сигнатурных прецедентов Mt2 использует для нахождения номера оптимального регламента RNum строки матрицы Sign, в которых записаны сигнатуры <у = {ajPaj?..., сги Num} (/=1,2,..., /), характеризующие наличие прецедента -при «похожих» значениях входных данных субъектом организационной системы был выбран регламент Num. В зависимости от типа входных данных (целочисленные, действительные, строковые переменные) сигнатура записывается в виде одного или двух значений, принадлежащих области определения соответствующей переменной Def(x) или в виде пустого значения <S>.

При поступлении на вход ИП вектора входных данных {дс;, хг ... , хи} необходимо произвести последовательную сверку этого набора с каждой сигнатурой из матрицы Sign (поиск наиболее подходящего прецедента) и на основании вычисления количественного показателя уровня соответствия набора {лгу, ху ... , д:л} сигнатуре выбрать оптимальный регламент. Для вычисления указанного количественного показателя в модели ИП с вариативными регламентами на основе сигнатурных прецедентов используется функция

Сч (*, , х2,...,х„, СГ91, ач1aqn) = £ w, х ident(xt, аф ), (3)

где IV. — весовой коэффициент «значимости» соответствия г-й входной переменной сигнатуре, 1с1епЦхе - функция идентичности входной переменной соответствующему элементу сигнатуры. В качестве значений весовых коэффициентов предложено использовать динамически вычисляемые на основе элементов матрицы Е'^п значения

V<=1LUJ^>UJ

1, если о у * 1 О, если <у „ = |

(4)

е[0,/],м>{ е{0}иЖ;/= 1,2,...,«• Областью значений функции идентичности входной переменной соответствующему элементу сигнатуры 1йеп1(х? сг) является дискретное множество {0, 1}. В случае если значение соответствует описанной сигнатуре, функция возвращает значение 1; в случае если элемент сигнатуры не определен или значение входной переменной не соответствует сигнатуре, функция возвращает значение 0.

После расчета всех значений показателя сд формулы (3) производится выбор максимального из них - его номеру соответствует сигнатура, наиболее «близкая» поступившему набору входных данных (наиболее подходящий прецедент):

с ш= пгах(с9)»<7 = 1» 2,...»/ (5)

Номер оптимального регламента определяется как

Шит = Я^и/1^;и:стах=си. (6)

3) Методика исполнения регламента ИП Л//л описывает процесс исполнения выбранного на предыдущем этапе регламента 1Шит путем выполнения в блоке исполнения регламента (рисунок 2) подпрограмм 4 основных типов: расчетные подпрограммы, интерфейсные подпрограммы, подпрограммы извлече-, ния данных , из базы данных (БД) АИС, подпрограммы модификации данных в БД АИС. Каждая подпрограмма гШит] получает необходимые

Рисунок 2 - Структурная схема блока исполнения регламента ИП

входные данные из общего блока данных ИП, в который первоначально поступают значения входных данных {xJt хг ..., хп), а затем в этот блок данных записываются значения выходных переменных каждой подпрограммы^., которые являются промежуточными расчетными результатами ИП. Подпрограмма может использовать не все значения поступивших на вход и промежуточных переменных, а только лишь необходимые, которые используются в алгоритме подпрограммы.

4) Методика формирования запросов к внешним данным АИС Mt4 позволяет автоматически составить текст запроса (извлечение данных, модификация данных) на формализованном языке, совместимом с используемой системой управления базами данных в соответствии с шаблоном запроса QT.w значениями входных переменных и промежуточных результатов ИП:

Query = QF(QTfxJ1,xjr..,xj(f...J,). (7)

Выполнение запроса к внешним данным (извлечение или модификация) производится в соответствии с используемой в АИС политикой безопасности.

5) Методика мониторинга корректности исполнения ИП Mts основана на контроле выходных значений {ур у2 ..., ут} субъектом организационной системы. После каждой итерации и прохождения контроля в матрицу Mon записывается строка {jcj( Xj, ... , х^ уj, у у..., у^ RNum, SignNum, Correct, Session, DateTlme}, в которой содержатся значения элементов множества входных и выходных данных, номер выбранного регламента RNum, номер использованной сигнатуры SignNum, флаг корректности исполнения ИП Correct, номера сессии мониторинга Session, даты и времени внесения записи. На основе анализа матрицы мониторинга Mon, которая в ходе функционирования АИС «накапливает» фактографические сведения об информационном процессе Ps, можно изучать различные статистические характеристики ИП.

6) Методика корректировки регламентов ИП Mt6 реализует обратную связь ИП с субъектом организационной системы. Оценка корректности выходных значений ИП приводит в некоторых случаях к возникновению внешних управляющих воздействий <р, связанных с неудовлетворенностью субъекта управления использованным в ходе исполнения ИП регламентом. Воздействие (р представляет собой слабо формализованное множество управляющих конструкций, выраженное, как правило, на естественном языке, задача преобразования которого в согласованный набор корректирующих воздействий

çSigner..,Resign*) (8)

реализуется субъектом организационной системы или экспертом. Корректирующие воздействия выражаются добавлением одного или нескольких регламентов и соответствующих им сигнатур в матрицы R и Sign. Перед

выполнением операции слияния матриц R и RA проводится проверка на непротиворечивость операции путем контроля совпадения областей, определяемых имеющимися в матрице Sign сигнатурами и областей, определяемых сигнатурами матрицы Signs

Для оценки эффективности модели ИП с вариативными регламентами на основе сигнатурных прецедентов по критерию «корректность» были рассмотрены факторы, влияющие на корректность исполнения ИП. При допущении отсутствия влияния факторов, связанных с квалификацией и внимательностью эксперта, вероятность некорректного исполнения итерации ИП зависит от наличия необходимого для данной итерации регламента и наличия сигнатуры, описывающей прецедент. Представив номера необходимого регламента и сигнатуры в виде дискретных случайных величин г и s с законами распределения Р(г) и P(s) соответственно можно записать

PHeKO№(Ps) = Pl{Ps) + P2(Ps) = P(r>a)+P(s>q). (9)

На основе положений теории вероятностей были доказаны следующие теоремы:

1. Вероятность некорректного исполнения ИП с вариативными регламентами на основе сигнатурных прецедентов не возрастает с увеличением количества описанных регламентов.

2. Вероятность некорректного исполнения ИП с вариативными регламентами на основе сигнатурных прецедентов не возрастает с увеличением количества описанных уточненных сигнатур (прецедентов).

С учетом того, что при реальном функционировании ИП каждый добавляемый регламент используется хотя бы один раз, можно утверждать об уменьшении вероятности некорректного исполнения ИП с увеличением количества итераций:

PtWKOf/,(Ps)0приCount(Ps)->се. (Ю)

Актуальной задачей с точки зрения сокращения ресурсов на использование модели ИП с вариативными регламентами на основе сигнатурных прецедентов является определение момента, начиная с которого можно прекратить мониторинг корректности результатов и признать процесс статистически корректным. Для корректного ИП статистическая вероятность ошибки при исполнении, определенная в ходе проведения N итераций, не превышает фиксированного порогового значения pPs. Статистическую корректность ИП пред ложено оценивать на основе анализа матрицы Mon вычислением значений относительной частоты некорректных итерацийру р^ ... для каждой сессии мониторинга. Количество итераций в каждой сессии мониторинга определяется на основании интервала доверительной веро-

ятности биномиального распределения (с использованием функции Лапласа), поскольку для событий «итерация корректна» и «итерация некорректна» справедлива схема испытаний Бернушш.

В качестве статистического критерия корректности ИП с вариативными регламентами на основе сигнатурных прецедентов используется логическое выражение:

ЭкеЯ:рЛ<(/>Л^рХ)у/е]У:Ее[ик-1]р,*рм. (11)

Для использования критерия предложено проводить оценку значений относительной частоты некорректно исполненных итераций в конце каждой сессии мониторинга и признать процесс корректным, если для А-ой сессии выполняется условие (11).

В третьей главе рассматривается методика идентификации ИП с вариативными регламентами. При проектировании АИС необходимо проводить исследование информационных процессов на возможность возникновения внешних управляющих воздействий для принятия группой аналитиков решения о реализации того или иного процесса в соответствии с моделью ИП с вариативными регламентами на основе сигнатурных прецедентов.

Первым этапом методики идентификации ИП с вариативными регламентами является функциональное моделирование организационной системы с детализацией всех диаграмм до уровня функций подразделений с использованием методики БАОТ (ГОЕРО). На основе исследования полученных при декомпозиции функций и их обобщения по ряду предметно-ориентированных семантических признаков формируется структура потенциально возможных функциональных блоков АИС.

Вторым этапом является моделирование информационных потоков и структуры ИП функциональных блоков разрабатываемой АИС с использованием метода ОБО (диаграмм потоков данных). Для уточнения видов и сущности управляющих воздействий для всех ИП, детализированных в ходе исследования структуры функционального блока АИС, специфицируются и классифицируются нормативные документы, определяющие состав, структуру и регламенты их исполнения.

Третьим этапом методики идентификации ИП с вариативными регламентами является исследование регламентов ИП, детализация которых была проведена на предыдущем этапе. Для моделирования может быть использованы методы структурного моделирования (ГОЕРЗ) или алгоритмическое моделирование с использованием блок-схем или алгоритмических описаний.

На четвертом этапе методики идентификации ИП с вариативными регламентами для каждого информационного процесса АИС проводится последовательная проверка соответствия классификационным критериям (таблица 1).

Таблица 1 — Система классификационных критериев по типу регламента ИП

№ Класс ИП по типу регламента Критерии

1 С фиксированным нормативно определенным . регламентом Критерий 1 (гарантированный) — наличие федеральных нормативных документов, обязательных для исполнения и содержащих формальное описание регламента. Критерий 2 (достаточно достоверный) - наличие непротиворечивых локальных нормативных документов, обязательных для исполнения, содержащих формальное описание регламента.

2 С фиксированным единственным регламентом Критерий 3 - если выявлен единственно возможный регламент исполнения ИП.

3 С вероятностно фиксированным регламентом Критерий 4 (по априорной вероятности) - если априорная вероятность некорректного исполнения может быть определена достаточно достоверно на основании моделирования и экспертной оценки и она меньше порогового значения />/>,. Критерий 5 (по статистической вероятности) - если статистическая вероятность некорректного исполнения, определяемая как математическое ожидание относительной частоты, попадает в интервал [0. /<Рд1.

4 С вариативными регламентами Критерий 6 - если для ИП не выполняются критерии 1-5

При обнаружении соответствия информационного процесса какому-либо критерию определяется класс этого информационного процесса и проверка прекращается.

Проверка критерия 5 (по статистической вероятности) проводится на основе мониторинга корректности ИП сессиями по N итераций, как это было определено во второй главе. Непрерывная случайная величина р, характеризующая относительную частоту итераций с некорректным исполнением'ИП среди всех итераций, на интервале (0,1) распределена по закону, близкому к нормальному, что позволяет с использованием математического аппарата теории вероятностей и математической статистики сформулировать критерий 5 следующим образом:

Критерий 5. ИП может быть признан информационным процессом с вероятностно фиксированным регламентом по статистической оценке, если при проведении с/ сессий по N итераций мониторинга корректности ИП выполняется соотношение

/

при заданном уровне надежности у = - -, где Б - функция распределения

Стьюдента, м2 — начальный момент 2-го порядка случайной величины р.

Методика идентификации ИП с вариативными регламентами реализуется на различных стадиях и этапах жизненного цикла (ЖЦ) автоматизированной

информационной системы. Для уточнения соответствия этапов методики стадиям ЖЦ АИС исследованы известные модели жизненного цикла, которые адекватно характеризуют процесс создания и эксплуатации программного средства, но не во всех случаях подходят для описания развития автоматизированной информационной системы. Предложена детализированная модель ЖЦ АИС, отличающаяся поэтапным принципом создания системы и наличием специфичных стадий, исследованы преимущества и недостатки поэтапного подхода к созданию АИС. В детализированной модели жизненного цикла АИС (рисунки 3,4) показано место основных этапов методики идентификации ИП с вариативными регламентами.

Рисунок 3 — Модель основных процессов жизненного цикла АИС и этапы методики идентификации ИП с вариативными регламентами

Системный анализ

Анализ требований

}--------

Л

Предварительно« проектирование |- — — — —

Жизненный цпсл программного модуля

! ( с

ч::

Жизненный цикл программного модуля

/ КГ

Интеграфя

I

Тестирование

Сопровождение

ш

\ -

}----------

—^Проверка выполнения критериев 1.

Э

<

Проверка йыполне»тя критериев 3,4 •

Хранилище компонент

4

Проверка выполне+ем критериев 5, #.'

Рисунок 4 — Структура стадий жизненного цикла одного этапа развития АИС и этапы проверки классификационных критериев ИП

В четвертой главе представлены результаты апробации методики идентификации ИП с вариативными регламентами и реализации модели ИП с вариативными регламентами на основе сигнатурных прецедентов при создании АИС высшего учебного заведения на примере АИС Ставропольского государственного университета (СГУ). Применение системы критериев для идентификации ИП с вариативными регламентами на различных стадиях и этапах ЖЦ позволило классифицировать процессы по типу регламента. Для автоматизированной информационной системы СГУ идентифицировано 15 информационных процессов с вариативными регламентами, что составляет 2,4% от общего количества информационных процессов АИС СГУ. Вариативные регламенты в основном характерны для ИП обработки данных. Использование модели с вариативными регламентами на основе сигнатурных прецедентов для большинства процессов позволило добиться требуемого уровня корректности за допустимый период времени. Пример результатов мониторинга корректности ИП «Расчет часов по педагогической практике» АИС СГУ приведен на рисунке 5.

Вероятностные характеристики каждого ИП с вариативными регламентами индивидуальны и зависят от регулярности и сущности внешних

Рнекорр. 0,035

0,030

0,025

0,020

0,015

0.010

0,005 <

0,000

Ж.

(а) (б)

Рисунок 5 - Статистическая вероятность некорректного исполнения (а) и количество описанных регламентов (б) ИП «Расчет часов по педагогической практике» на различных сессиях мониторинга

управляющих воздействий. С учетом теоретического исследования и экспериментальной апробации модели информационных процессов с вариативными регламентами на основе сигнатурных прецедентов проведен ее сравнительный анализ с другими моделями, который показал эффективность предлагаемого подхода для реализации ИП с сильно выраженной зависимостью от внешних управляющих воздействий.

В заключении приведены основные результаты проведенных исследований и вытекающие из них выводы, указаны направления дальнейших исследований.

НАУЧНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ

1. Разработанная модель информационных процессов с вариативными регламентами на основе сигнатурных прецедентов, обеспечивающая обратную связь субъекта организационной системы с ИП АИС, автоматический выбор регламента по анализу соответствия входных данных описанным сигнатурам, снижение вероятности некорректного исполнения ИП в ходе функционирования АИС.

2. Разработанная методика идентификации информационных процессов с вариативными регламентами, позволяющая на основе методов структурного моделирования, системного и статистического анализа классифицировать ИП АИС по типу регламента и выявить процессы с вариативными регламентами.

3. Детализированная модель жизненного цикла ЛИС, являющаяся комбинацией каскадной и компонентно-ориентированной модели, описывающая поэтапный принцип создания ЛИС и ряд специфичных стадий, и позволяющая учесть при проектировании необходимость реализации отдельных информационных процессов в соответствии с моделью ИП с вариативными регламентами на основе сигнатурных прецедентов.

4. Результаты апробации разработанных модели и методики при создании АИС высшего учебного заведения, показавшие эффективность разработанной модели при реализации отдельных ИИ с существенной зависимостью от внешних управляющих воздействий.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИОННОГО ИССЛЕДОВАНИЯ

1. Шульгин А.О. Модель информационных процессов с вариативными регламентами. // Научно-технический журнал «Системы управления и информационные технологии» - 2006 - №2.1 (24) - с. 204-207

2. Шульгин А.О. Использование модели информационных процессов с вариативными регламентами при проектировании автоматизированных информационных систем. // Теоретические и прикладные вопросы современных информационных технологий: Материалы Всероссийской научно-технической конференции. — Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 2006 - с. 482-486

3. Шульгин А.О. Методика предпроектного анализа и моделирования информационных процессов. // Научно-технический журнал «Информационные технологии моделирования и управления» - 2006 - №6 (31)—с. 722-728

4. Шульгин А.О., Демурчев Н.Г. Моделирование процессов управления в слабоформализованных системах. // Первая ежегодная научная конференция студентов и аспирантов базовых кафедр Южного научного центра РАН. Материалы молодежной конференции (Ростов-на-Дону, 15-21 апреля 2005 г.). Ростов-на-Дону: изд-во ЮНЦ РАН, 2005 - с. 219-221

5. Шульгин А.О. Особенности жизненного цикла автоматизированной информационной системы вуза. // Образовательная среда сегодня и завтра. Материалы Всероссийской научно-практической конференции. — М.: Рособразовние, 2005 - с. 286-288

6. Шульгин А.О. Модель информационных процессов с неопределенными регламентами. // Инфокоммуникационные технологии в науке, производстве и образовании: Вторая международная научно-техническая конференция, г. Ставрополь, 24-28 апреля 2006 г. / Северо-Кавказский государственный технический университет; 2006 — с. 59-64

7. Копытов В.В., Шульгин А.О. Методика предпроектного анализа и моделирования при разработке автоматизированной информационной системы вуза. // Научный журнал «Вестник Ставропольского государственного университета» - 2005 - №43 - с. 152-163

8. Копытов В.В., Шульгин А.О. Основные этапы развития автоматизированной информационной системы Ставропольского государственного университета. // Информационные технологии в образовании, технике и медицине: Материалы международной конференции. В 3-х т. Т.З — Волгоград, ВолгГТУ, 2004 - с. 55-58

9. Шульгин А.О., Лоскутов И.В. Генетические алгоритмы как перспективный метод оптимизации. // Информационные технологии в науке, образовании и производстве. Материалы международной научно-технической конференции: 25-26 мая 2006 г. - Орел: ОрелГТУ, 2006 - с. 108-113

Работы [1] и [7] опубликованы в рецензируемых научных журналах из перечня ВАК.

В работах, опубликованных в соавторстве, лично Шульгину А.О. принадлежат следующие результаты: в [4] разработана модель и методика анализа воздействий организационной системы на информационный процесс АИС; в [7] предложена методика комплексного предпроектного анализа и моделирования при проектировании сложных интегрированных АИС с использованием методов структурного моделирования и системного анализа; в [8] проведен анализ преимуществ и недостатков поэтапного принципа создания АИС и разработана детализированная модель жизненного цикла АИС; в [9] исследуются различные модели интеллектуальных систем и возможность их применения для реализации задачи оптимального выбора.

Подписано в печать 17.10.06 Усл.печ.л. 1,22 Уч.-изд.л. 1,08

Тираж 150 экз. Заказ 369

Формат 60x84 V16 Бумага офсетная

Отпечатано в Издательско-полиграфическом комплексе Ставропольского государственного университета. 355009, Ставрополь, ул.Пушкина, 1.

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ ПРИНЦИПОВ И МОДЕЛЕЙ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ И РЕАЛИЗАЦИИ ИНФОРМАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ АИС.

1.1. Использование процессного подхода при создании АИС.

1.2. Классификация информационных процессов АИС.

1.3. Особенности взаимодействия информационных процессов АИС с организационной системой.

1.4. Анализ моделей информационных процессов АИС с различными типами взаимодействия с организационной системой.

1.5. Постановка задачи исследования.

2. РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ ИНФОРМАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ С ВАРИАТИВНЫМИ РЕГЛАМЕНТАМИ НА ОСНОВЕ СИГНАТУРНЫХ ПРЕЦЕДЕНТОВ.

2.1. Структурные элементы модели информационных процессов с вариативными регламентами на основе сигнатурных прецедентов.

2.2. Разработка методик, используемых в модели информационных процессов с вариативными регламентами на основе сигнатурных прецедентов.

2.3. Оценка эффективности модели информационных процессов с вариативными регламентами на основе сигнатурных прецедентов.

2.4. Статистический критерий корректности информационного процесса с вариативными регламентами на основе сигнатурных прецедентов.

3. МЕТОДИКА ИДЕНТИФИКАЦИИ ИНФОРМАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ С ВАРИАТИВНЫМИ РЕГЛАМЕНТАМИ.

3.1. Функциональное моделирование организационной системы и проектируемой АИС.

3.2. Моделирование информационных потоков и структуры информационных процессов АИС.

3.3. Моделирование регламентов информационных процессов.

3.4. Система критериев, используемых при идентификации информационных процессов с вариативными регламентами.

3.5. Соответствие этапов методики идентификации информационных процессов с вариативными регламентами жизненному циклу АИС.

4. ПРИМЕНЕНИЕ МОДЕЛИ ИНФОРМАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ С ВАРИАТИВНЫМИ РЕГЛАМЕНТАМИ НА ОСНОВЕ СИГНАТУРНЫХ ПРЕЦЕДЕНТОВ ПРИ СОЗДАНИИ АИС ВУЗА.

4.1. Факторы актуальности создания АИС вуза.

4.2. Исследование информационных процессов на различных стадиях и этапах жизненного цикла.

4.3. Идентификация информационных процессов с вариативными регламентами.

4.4. Примеры реализации информационных процессов с вариативными регламентами.

4.5. Оценка эффективности применения модели информационных процессов с вариативными регламентами на основе сигнатурных прецедентов.

Актуальность темы исследования. Характерной чертой организации деятельности современного предприятия является использование автоматизированных информационных систем (АИС), обеспечивающих решение задач информационной поддержки управления, контроля и текущего делопроизводства. Использование современных АИС позволяет принимать обоснованные и своевременные управленческие решения, координировать действия подразделений, направляя их усилия на достижение общих стратегических задач, повысить эффективность делопроизводства, увеличить точность рас-четно-аналитической работы, перейти на новые технологии обработки данных. Поэтому повышение качества и эффективности создаваемых АИС, сокращение сроков и затрат на их разработку и внедрение являются важными научными и практическими задачами.

Интегрированный подход к созданию современных АИС обеспечивает сближение методов менеджмента и информационных технологий на основе системного и процессного подходов, применения методов управления качеством и электронных регламентов [43,54,91]. В связи с возрастанием роли АИС в принятии управленческих решений и необходимостью повышения эффективности и оперативности анализа разнородной информации возрастают требования к качеству функционирования АИС. Возрастание сложности и ответственности современных задач, решаемых крупномасштабными информационными системами, а также возможного ущерба от некорректного исполнения информационных процессов (ИП) приводит к необходимости разработки специализированных моделей и соответствующих проектно-технических решений для повышения достоверности обрабатываемой информации.

Теоретической базой для современных методов системного проектирования ИП послужили работы Н. Винера, В.М. Глушкова, Б. Боэма. Различные аспекты проектирования, построения и внедрения автоматизированных информационных систем рассмотрены в работах В.В. Липаева, A.M. Вендорова, А.Н. Данчула, С.А. Орлова, А.Г. Дьячко, Г.Н. Калянова и других авторов.

В условиях современной социально-экономической реальности использование традиционных принципов структурной организации АИС имеет определенные недостатки. Интенсивные конъюнктурные изменения во всех сферах общественной, экономической, социальной организации государства и общества зачастую приводят к смене приоритетов и принципов оперативного и стратегического управления [15,86], что требует существенной корректировки регламентов информационных процессов АИС. Деятельность организационной системы должна обеспечивать оперативное реагирование на изменяющиеся внешние условия, что необходимо учитывать при проектировании и реализации АИС. По мнению В.В. Липаева, несмотря на требования руководящих документов и государственных стандартов, во многих АИС не заложены гибкие механизмы адаптации, что значительно снижает их функциональную пригодность. В работах А.В. Данилина, А.А. Лучина, В.И. Дрожжинова отмечено, что современная АИС должна быть построена по принципу вариативности регламентов - возможности модификации регламентов отдельных информационных процессов в соответствии с текущими задачами многокритериальной оптимизации деятельности организационной системы [27,53,76]. Особенно это характерно для информационных систем организаций с социальной ориентацией функций и процессов, где за каждым кортежем или атрибутом обрабатываемых данных стоят судьбы реальных людей, объекты социальной инфраструктуры, условия и факторы реализации социальных и экономических программ.

Применение специализированных моделей информационных процессов АИС, учитывающих влияние управляющих воздействий со стороны организационной системы, позволяет повысить корректность исполняемых регламентов. В данной диссертационной работе показано, что существующие модели ИП не в полной мере учитывают специфику влияния управляющих воздействий, что приводит к необходимости усовершенствования методологической базы в области проектирования и реализации современных АИС.

Актуальность диссертационного исследования определяется необходимостью разработки специализированной модели информационных процессов с применением вариативных регламентов для повышения корректности функционирования АИС в условиях возникновения внешних управляющих воздействий со стороны организационной системы. Специализированная модель должна описывать наличие нескольких альтернативных регламентов и метода выбора одного из них на основе сигнатурного анализа входных данных. Сигнатурным прецедентом при этом будем называть описанный в виде символов специального алфавита (сигнатуры) факт использования того или иного регламента при поступлении на вход информационного процесса определенного набора входных данных. Разрабатываемая модель должна использовать сигнатурные прецеденты для определения оптимального (с точки зрения субъективной корректности результатов) регламента, в наибольшей степени соответствующего поступившим на вход ИП значениям входных данных.

Научный и практический интерес представляет также принцип обеспечения обратной связи между субъектом организационной системы и информационным процессом АИС. Наличие в современных информационных системах большого количества разнородных процессов требует также описания методики идентификации среди них ИП с вариативными регламентами, основанной на применении традиционных методов предпроектного анализа и моделирования с использованием положений системного анализа.

Целью диссертационной работы является совершенствование методологической базы в области проектирования АИС за счет разработки и исследования модели информационных процессов с вариативными регламентами на основе сигнатурных прецедентов и связанных с ней методик.

Объект исследования: информационный процесс автоматизированной информационной системы.

Предмет исследования: модель информационного процесса АИС с вариативными регламентами, а также методы ее построения и анализа.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- провести сравнительный анализ моделей информационных процессов с различными типами взаимодействия с организационной системой;

- разработать модель информационных процессов АИС с вариативными регламентами на основе сигнатурных прецедентов;

- разработать методику идентификации информационных процессов АИС с вариативными регламентами;

- провести детализацию модели жизненного цикла АИС для применения поэтапного метода реализации с учетом использования модели информационных процессов с вариативными регламентами на основе сигнатурных прецедентов;

- реализовать модель информационных процессов с вариативными регламентами на основе сигнатурных прецедентов и апробировать методику идентификации ИП с вариативными регламентами при создании АИС высшего учебного заведения.

Методологическая основа работы состоит в анализе обратной связи между субъектом организационной системы и информационным процессом АИС. В качестве основных методов исследования были использованы методы системного анализа, теории вероятностей и математической статистики, теории множеств, структурного анализа.

Основные научные результаты, выносимые на защиту:

1. Модель информационных процессов АИС с вариативными регламентами на основе сигнатурных прецедентов, позволяющая в ходе функционирования накапливать информацию о возможных регламентах информационных процессов с использованием сигнатурных прецедентов.

2. Методика идентификации информационных процессов с вариативными регламентами, разработанная с использованием методов структурного анализа и классификационных критериев для исследования ИП.

3. Детализированная модель жизненного цикла АИС, отличающаяся наличием специфичных стадий и поэтапным принципом развития автоматизированной информационной системы.

4. Результаты апробации методики идентификации информационных процессов с вариативными регламентами и реализации модели ИП с вариативными регламентами на основе сигнатурных прецедентов при создании автоматизированной информационной системы высшего учебного заведения.

Научная новизна диссертационной работы характеризуется следующим:

- разработанная модель информационных процессов АИС с вариативными регламентами на основе сигнатурных прецедентов описывается итерационным алгоритмом накопления информации о регламентах и соответствующих сигнатурах входных данных и характеризуется наличием обратной связи между субъектом организационной системы и ИП;

- разработанная методика идентификации информационных процессов с вариативными регламентами является комплексом взаимосвязанных методов и правил их применения для классификации ИП на основе системы критериев, характеризующих наличие вариативности регламентов;

- детализированная модель жизненного цикла АИС является композицией каскадной и компонентно-ориентированной моделей и отличается наличием характерных для АИС стадий и нескольких функционально завершенных этапов развития. Модель позволяет учесть при проектировании системы необходимость реализации отдельных информационных процессов в соответствии с моделью ИП с вариативными регламентами на основе сигнатурных прецедентов.

Практическая значимость результатов диссертационного исследования основана на возможности повышения функциональной эффективности

АИС за счет применения модели ИП с вариативными регламентами на основе сигнатурных прецедентов, что позволяет в ходе использования АИС снизить вероятность некорректного исполнения отдельных ИП. Использование разработанной методики идентификации информационных процессов с вариативными регламентами обеспечивает снижение затраты ресурсов на обеспечение функциональной эффективности АИС за счет применения модели ИП с вариативными регламентами на основе сигнатурных прецедентов только для процессов, характеризующихся существенной зависимостью от управляющих воздействий со стороны организационной системы.

Достоверность и обоснованность полученных результатов обеспечивались использованием различных методов исследования, адекватных предмету, цели и задачам работы, подтверждаются адекватностью и достоверностью исходных моделей и методов, строгостью логических и математических выкладок, разработкой действующих программ и результатами экспериментов. Достоверность полученных результатов также может быть проверена сведением разработанной модели ИП с вариативными регламентами к модели с фиксированным автоматическим регламентом в некоторых частных случаях.

Реализация результатов. Результаты работы были использованы при создании автоматизированных информационных систем Ставропольского государственного университета (г. Ставрополь), Краснодарского филиала Российского государственного торгово-экономического университета (г. Краснодар), ООО «Инжтехмастер» (г. Москва), Института Дружбы народов Кавказа (г. Ставрополь), что подтверждается соответствующими актами о внедрении. Результаты исследования использованы при выполнении гранта Министерства образования и науки РФ «Создание на базе Ставропольского государственного университета центра мониторинга послевузовского профессионального образования», ряда НИР, финансируемых из бюджета Ставропольского государственного университета. На программные продукты, разработанные в ходе диссертационного исследования, получены 16 свидетельств об официальной регистрации разработки.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на 14 международных и всероссийских конференциях, семинарах, форумах, основными из которых являются: международная конференция «Реформы управления в высшем образовании: тенденции, проблемы и опыт» (Ростов-на-Дону, 2004 г.), всероссийская научно-практическая конференция «Образовательная среда сегодня и завтра» (Москва, 2004-2006 гг.), международная конференция «Информационные технологии в образовании, технике и медицине» (Волгоград, 2004 г.), международная школа-конференция по приоритетным направлениям развития науки и техники с участием молодых ученых, аспирантов и студентов (Москва, 2006 г.) международная научно-техническая конференция «Инфокоммуникационные технологии в науке, производстве и образовании» (Ставрополь, 2006 г.), международная конференция «Информационные технологии в науке, образовании и производстве» (Орел, 2006 г.), всероссийская научно-техническая конференция «Теоретические и прикладные вопросы современных информационных технологий» (Улан-Удэ, 2006 г.), международная научно-практическая конференция «Информационная безопасность» (Таганрог, 2003-2006 гг.).

Структура диссертации: диссертация состоит из введения, четырех тематических глав, заключения, списка использованной литературы и приложений и содержит - 160 страниц основного текста, 58 рисунков, 12 таблиц, список литературы из 131 наименования.

Выводы по 4 главе

1. Жизненный цикл АИС высшего учебного заведения соответствует детализированной модели ЖЦ, описанной в третьей главе, и предусматривает поэтапную реализацию АИС в виде функциональных модулей.

2. На различных стадиях жизненного цикла АИС СГУ выполнялись работы по идентификации информационных процессов с вариативными регламентами в соответствии с описанной ранее методикой. Детализация функций, информационных потоков и структуры информационных процессов позволила классифицировать информационные процессы АИС по целевому признаку.

3. Применение системы критериев для идентификации ИП с вариативными регламентами позволило классифицировать процессы по типу регламента. Для первых четырех этапов развития АИС СГУ идентифицировано 15 процессов с вариативными регламентами, что составляет 2,4% от общего количества информационных процессов автоматизированной информационной системы СГУ. Вариативные регламенты в основном характерны для ИП обработки данных.

4. Использование описанной во второй главе модели с вариативными регламентами на основе сигнатурных прецедентов для большинства ИП позволяет добиться требуемого уровня корректности за допустимый период времени. Вероятностные характеристики процессов с вариативными регламентами зависят от регулярности и сущности внешних управляющих воздействий.

5. В результате теоретического, экспериментального и сравнительного анализа доказана эффективность модели информационных процессов с вариативными регламентами на основе сигнатурных прецедентов для реализации процессов с существенной зависимостью от внешних управляющих воздействий.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результаты теоретических и экспериментальных исследований, направленных на разработку и анализ модели информационных процессов с вариативными регламентами на основе сигнатурных прецедентов и сопутствующих методик, а также опыт внедрения основных научных результатов диссертационной работы позволяют сделать следующие выводы:

1. С использованием теоретического, экспериментального и сравнительного анализа доказана эффективность разработанной модели ИП с вариативными регламентами на основе сигнатурных прецедентов при проектировании и реализации информационных процессов АИС с существенной зависимостью от внешних управляющих воздействий.

2. На основе теоретических исследований установлено, что модель информационных процессов с вариативными регламентами на основе сигнатурных прецедентов позволяет оперативно реагировать на случайные и субъективные воздействия. Вероятность некорректного исполнения информационного процесса с вариативными регламентами на основе сигнатурных прецедентов не является постоянной величиной и снижается в процессе функционирования АИС. Принятые ограничения и допущения относительно квалификации эксперта и качества проектирования и реализации ИП не нарушают общности рассуждений.

3. Модель информационных процессов с вариативными регламентами основана на формальных средствах традиционной математики и ее проектно-техническая реализация не имеет принципиальных сложностей. Используемые для реализации разработанной модели технологические и программные решения в целом приводят к увеличению затраты ресурсов на создание АИС. Использование модели целесообразно только в случае регулярных воздействий со стороны организационной системы, что возможно исследовать с использованием методики идентификации ИП с вариативными регламентами.

4. Проектные работы, связанные с использованием модели информационных с вариативными регламентами, проводятся на различных стадиях и этапах жизненного цикла АИС. Для перераспределения ресурсов во времени предложен поэтапный подход к жизненному циклу АИС, описанный в детализированной модели ЖЦ АИС.

5. Модель ИП с вариативными регламентами была использована для реализации отдельных процессов при создании АИС высшего учебного заведения (на примере АИС Ставропольского государственного университета). Перечень таких процессов был определен с использованием методики идентификации информационных процессов с вариативными регламентами и составлял 15 позиций. В ходе функционирования АИС в течение 1-2 базовых итерационных циклов каждого процесса, реализованного с использованием разработанной модели, был достигнут необходимый уровень корректности. Практическая реализация результатов исследования подтверждена актами о внедрении.

Полученные научные и практические результаты могут быть использованы в дальнейших исследованиях в области проектирования информационных процессов АИС.

1. Автоматизация управления предприятием / Баронов В.В. и др. - М.: ИНФРА-М, 2000

2. Атовмян И.О. Надежность автоматизированных систем управления. -М.: Высшая школа, 1979

3. Белозеров B.C., Демурчев Н.Г., Копытов В.В., Шульгин А.О. Автоматизированная информационная система как средство повышения эффективности управления ВУЗом. // Журнал «Компьютерные учебные программы и инновации», 2004 №5 - с. 53-57

4. Боэм Б. Инженерное проектирование программного обеспечения. Пер. с англ. М.: Радио и связь, 1985

5. Бусленко Н.П. Моделирование систем. М.: «Наука», 1978

6. Буч Г. Объектно-ориентированное проектирование с примерами применения. Пер. с англ. Киев: Диалектика, 1992

7. Васильев В.Н. Модели управления вузом на основе информационных технологий. Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 2000

8. Васильев Ю.С., Глухов В.В., Федоров М.П., Федоров А.В. Управление развитием вуза. 2-е изд. СПб.: Изд-во СПбГТУ, 1998

9. Ващенко В.П. О концептуальных основах инновационной практики // Концепции. 2002. - № 1(9) - с. 31-55

10. Вендоров A.M. CASE-технологии. Современные методы и средства проектирования информационных систем. М.: Финансы и статистика, 1998

11. Вендоров A.M. Методы и средства моделирования бизнес-процессов (обзор). //Корпоративные системы, №10 (137), 2004 с. 4-36

12. Вендоров A.M. Проектирование программного обеспечения экономических информационных систем. М.: Финансы и статистика, 2003

13. Вентцель Е.С. Исследование операций. М.: Наука, 1980

14. Волкова В.Н., Денисов А.А. Основы теории систем и системного анализа: Учебник для студентов вузов, обучающихся но направлению "Системный анализ и управление". Изд. 3-е перераб. и дополн. - СПб.: Издательство СПбГУ, 2003

15. Гайдамакин Н.А. Автоматизированные информационные системы, базы и банки данных. Вводный курс: учебное пособие. М.: Гелиос АРВ, 2002

16. Глушков В.М. Введение в АСУ. Киев: Техника, 1974

17. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика. -М.: Высшая школа, 1999

18. Головина Е.Ю. Технология создания корпоративных информационных систем с использованием интеллектуальных методов. М.: Янус - К, 2002

19. Гольд штейн A.JL Задачи и методы исследования операций. Ч. 1. -Пермь: Перм. гос. техн. ун-т, 2000

20. ГОСТ 19.781-90. Обеспечение систем обработки информации программное. Термины и определения -М.: Изд-во стандартов, 1991

21. ГОСТ 34.003-90. Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Термины и определения М.: Изд-во стандартов, 1991

22. ГОСТ 34.201-89. Информационная технология. Виды, комплектность и обозначение документов при создании автоматизированных систем. М.: Изд-во стандартов, 1991

23. ГОСТ 34.601-90. Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Стадии создания М.: Изд-во стандартов, 1991

24. ГОСТ 34.602-89. Информационная технология. Техническое задание на создание автоматизированной системы. М.: Изд-во стандартов, 1991

25. Громова Н.Б., Минько Э.В., Прохоров В.И. Методы исследования операций в моделировании организационно-экономических задач. Учеб. пособие для вузов. М.: МАИ, 1992

26. Данилин А.В. Электронные государственные услуги и административные регламенты: от политической задачи к архитектуре «электронного правительства». М.: ИНФРА-М, 2004

27. Елисеева И.И., Юзбашев М.М. Общая теория статистики. М.: Финансы и статистика, 1999

28. Елиферов В.Г., Репин В.В. Бизнес-процессы: регламентация и управление: Учебник. М.: ИНФРА-М, 2005

29. Закон РФ «О правовой охране программ для ЭВМ и баз данных» от 23.09.1992 г., № 3523-1

30. Закон РФ «Об информации, информатизации и защите информации» от 20.02.1995 г., №24-ФЗ

31. Закон РФ «Об образовании» от 10.07.1992 г. N 3266-1

32. Закон РФ «Об участии в международном информационном обмене» от 04.07.1996 г., №85-ФЗ

33. Зиглер К. Методы проектирования программных систем. Пер. с англ. -М.: Мир, 1985

34. Информатика. Учебник. 3-е перераб. изд. / Под ред. Макаровой. -М.: Финансы и статистика, 2005

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

36. Калянов Г.Н. CASE-технологии. Консалтинг при автоматизации бизнес-процессов. 2-е изд. перераб. и доп. М.: Горячая линия - Телеком, 2000

37. Канторович Л. В., Экономический расчет наилучшего использования ресурсов, М., АН СССР, 1960

38. Кендалл М., Стьюарт А. Статистические выводы и связи. М.: Наука, 1973

39. Когаловский В.М. Происхождение ERP. // ComputerWorld Россия. Директору Информационной Службы, 5, 2000

40. Кожака Ж.О. Моделирование и проектирование баз данных больших и сложных экономических информационных систем (на примере таможенной системы России). Диссертация на соискание ученой степени кандидата экономических наук: 08.00.13. -М.: РГБ, 1996

41. Козлова О.В., Дудорин В.И. Автоматизированная система управления. М.: Мысль, 1972

42. Колесников С.Н. Инструментарий бизнеса: современные методологии управления предприятием. М.: Издательско-консультационная компания «Статус Кво 97», 2001

43. Комарцова Л.Г., Максимов А.В. Нейрокомпьютеры: Учебное пособие для вузов. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002

44. Копытов В.В., Шульгин А.О. Методика предпроектного анализа и моделирования при разработке автоматизированной информационной системы вуза. // Научный журнал «Вестник Ставропольского государственного университета» 2005 - №43 - с. 152-163

45. Корбут А.А., Финкельштейн Ю.Ф. Дискретное программирование. М.: Наука, 1969

46. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике (для научных работников и инженеров). М.: Наука, 1974

47. Корнеев В.В. Интеллектуальная обработка информации. М.: Но-лидж, 2000

48. Корнеев В.В., Гарев А.Ф., Васютин С.В., Райх В.В. Базы данных: интеллектуальная обработка данных. -М.: Нолидж, 2000

49. Косенко Е.Ю. Методы моделирования для проектирования распределенных информационных систем. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук: 05.13.18. М.: РГБ, 2005

50. Косенко Е.Ю., Макаров С.С., Финаев В.И. Методы моделирования и проектирования распределенных информационно-управляющих систем. Ростов-на-Дону: Изд-во РГУ, 2004

51. Леньшин В.Н., Синенко О.В. Автоматизация предприятия вчера, сегодня, завтра, или информационная поддержка рыночного лидерства. //Мир компьютерной автоматизации, 2000 №3 - с. 108-121

52. Липаев В.В. Документирование и управление конфигурацией программных средств (методы и стандарты). М.: СИНТЕГ, 1998

53. Липаев В.В. Качество программных средств. Методические рекомендации. Под общей ред. проф., д.т.н. А.А.Полякова. М.: Янус-К, 2002

54. Липаев В.В. Надежность программных средств. М.: СИНТЕГ, 1998

55. Липаев В.В. Отладка сложных программ. М.: Энергоатомиздат,1993

56. Липаев В.В. Проектирование программных средств //Учебное пособие для вузов. М.: Высшая школа, 1990

57. Липаев В.В. Системное проектирование сложных программных средств для информационных систем. Серия «Управление качеством». М.: СИНТЕГ, 2002

58. Липаев В.В. Управление разработкой программных комплексов. Мл Финансы и статистика, 1993

59. Любарский Ю.А. Интеллектуальные информационные системы. -М.: Наука, 1990

60. Марка Д.А., МакГоуэн К. Методология структурного системного анализа и проектирования SADT. Пер. с англ. М.: Метатехнология, 1993

61. Математические методы в планировании отрасли и предприятий. М.: Экономика, 1973

62. Математические методы принятия решений в экономике: Учебник / Под ред. В.А. Колемаева / ГУУ. М.:ЗАО «Финстатинформ», 1999

63. Митропольский А.К. Техника статистических исследований. М.: Наука, 1971

64. Мишенин А.И. Теория экономических информационных систем. -М.: Финансы и статистика, 2002

65. Мыльник В.В., Титаренко Б.П., Волочиенко В.В. Системы управления. Учебное пособие. -М.: Экономика и финансы, 2002

66. Нильсон Н. Принципы искусственного интеллекта. М.: Радио и связь, 1985

67. Новикова З.Н. Информационная инфраструктура территориально распределенного высшего учебного заведения. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук: 05.25.05. М.: РГБ, 2005

68. Новоженов Ю.В. Объектно-ориентированные технологии разработки сложных программных систем. М., 1996

69. Орел А.А., Ромакина О.М. Информационные системы: Учебное пособие. Саратов: изд-во Саратовского государственного университета, 2001

70. Орлов С.А. Технологии разработки программного обеспечения. -СПб.: Питер, 2004

71. Патлис Н.Р. Методы управления деятельностью высшего учебного заведения как субъекта рынка образовательных услуг. Диссертация на соискание ученой степени кандидата экономических наук: 08.00.05. М.: РГБ, 2003

72. Перегудов Ф. И., Тарасенко Ф. П. Введение в системный анализ: учебное пособие для вузов.- М.: Высшая школа, 1989

73. Понтрягин JI.C., Болтнянский В.Г., Гамкреладзе Р.В., Мищенко Е.Ф. Математическая теория оптимальных процессов. 4-е изд. - М.: Наука, Главная редакция физико-математической литературы, 1983

74. Португал В.М., Подчасова Т.П. и др. Планирование производства в условиях АСУ: Справочник. Киев, 1984

75. Прангишвили И.В. Системный подход и общесистемные закономерности. М.: СИНТЕГ, 2000

76. Приказ Министра образования РФ от 11.10.2002 № 3568 «О создании интегрированной автоматизированной информационной системы сферы образования»

77. РД 50.1.028-2001. Информационные технологии поддержки ЖЦ изделия. Методология функционального моделирования М.: Госстандарт России, 2000

78. РД 50-680-88. Методические указания. Автоматизированные системы. Основные положения М.: Изд-во стандартов, 1991

79. РД 50-682-89. Методические указания. Информационная технология. Комплекс стандартов и руководящих документов на автоматизированные системы. Общие положения -М.: Изд-во стандартов, 1991

80. Ревунков Г.И. и др. Базы и банки данных и знаний // М.: Высшая школа, 1992

81. Репин В.В., Елиферов В.Г. Процессный подход к управлению. Моделирование бизнес-процессов. -М.: РИА «Стандарты и качество», 2004

82. Рябинин И.А. Надежность и безопасность структурно-сложных систем. СПб.: Политехника, 2000

83. Системный анализ в управлении: Учебное пособие / B.C. Анфила-тов, А.А. Емельянов, А.А.Кукушкин: Под ред. А.А. Емельянова. М.: Финансы и статистика, 2002

84. Смирнова Г.Н., Сорокин А.А., Тельнов Ю.Ф. Проектирование экономических информационных систем: Учебник. М.: Финансы и статистика, 2003

85. Солдатов А.В. Автоматизированная информационная система на предметно-ориентированной программной платформе: Диссертация на соист кание ученой степени кандидата технических наук: 05.13.01. М.: РГБ, 2005

86. Соломатин Н.А., Дудорин В.И., Ларионов А.И. и др. Автоматизированные системы управления предприятиями и объединениями. М.: Экономика, 1985

87. Столяров А.Р. Информационная система экспертизы технического состояния зданий и сооружений: Диссертация на соискание ученой степеникандидата технических наук: 05.13.12. М.: РГБ, 2003

88. Тельнов Ю.Ф. Реинжениринг бизнес-процессов. Компонентная методология 2 изд., перераб. и доп. - М.: Финансы и статистика, 2004

89. Терехов И.В. Нужна ли вузу ERP-система? // Материалы Всероссийской научно-практической конференции-выставки "Единая образовательная информационная среда: проблемы и пути развития", Томск, 9-11 сентября2002 г.-с. 91-96

90. Типовая методика разработки пятилетнего плана производственного объединения (комбината), предприятия. -М.: Экономика, 1975

91. Тюрин Ю.Н., Макаров А.А. Статистический анализа данных на компьютере / Под ред. В.Э. Фигурнова М.: ИНФРА-М, 1998

92. Федеральный закон «О высшем и послевузовском профессиональном образовании» от 22.08.1996, N 125-ФЗ

93. Филиппов В.М. Высшее образование в Российской Федерации/ Под ред. Филиппова В.М. М.: НИИВО, 2000

94. Фоке Д. Программное обеспечение и его разработка. Пер. с англ. -М: Мир, 1985

95. Фостер Р. Обновление производства: атакующие выигрывают. -М.: Прогресс, 1987

96. Хан Г., Шапиро С. Статистические модели в инженерных задачах. -М.: Статистика, 1980

97. Хансен Г., Хансен Д. Базы данных разработка и управление: Перевод с английского М. ЗАО «Издательство БИНОМ», 1999

98. Чен П. П. Сущность-связь шаг к единому представлению о данных // СУБД -1995.-ЖЗ - с. 137-158

99. Черемных С.В., Семенов И.О, Ручкин B.C. Структурные анализ систем: IDEF-технологии. М.: Финансы и статистика, 2003

100. Ю5.Шлеер С., Меллор С. Объектно-ориентированный анализ: моделирование мира в состояниях. Пер. с англ. Киев: Диалектика, 1993

101. Шульгин А.О. Методика предпроектного анализа и моделирования информационных процессов. // Научно-технический журнал «Информационные технологии моделирования и управления» 2006 - №6 (31) - с. 722-728

102. Шульгин А.О. Моделирование автоматизированной информационной системы вуза на различных этапах ЖЦ // Информационные и коммуникационные технологии в обучении, управлении и научных исследованиях:

103. Материалы 50 научно-методической конференции «Университетская наука -региону». Ставрополь: Изд-во СГУ, 2005 - с. 102-110

104. Шульгин А.О. Модель информационных процессов с вариативными регламентами. // Научно-технический журнал «Системы управления и информационные технологии» 2006 - №2.1 (24) - с. 204-207

105. Ш.Шульгин А.О. Особенности ЖЦ автоматизированной информационной системы вуза // Образовательная среда сегодня и завтра. Материалы Всероссийской научно-практической конференции. М.: Рособразовние, 2005-с. 286-288

106. Шульгин А.О., Демурчев Н.Г., Касимов Р.И., Москаленко А.С. Автоматизированная информационная система Ставропольского государственного университета. // Журнал «Компьютерные учебные программы и инновации» 2006 - №1 - с. 58-64

107. Юдин Д.Б., Голыптейн Е.Г. Линейное программирование. М.: Физ-матгиз, 1963

108. Юдицкий С.А. Сценарный подход к моделированию поведения бизнес-систем. Серия «Управление организационными системами». -М.:СИНТЕГ, 2001

109. Юзвишин И.И. Основы информациологии. Учебник. -М.: Высшая школа, 2001

110. Юсупов И.Ю. Автоматизированные системы принятия решений. -М.: Наука, 1983

111. APICS Bibliography 11th ed. APICS, 1987

112. APICS Dictionary 6th ed. VA: APICS, 1987

113. Barker R. CASE-Method. Function and Process Modeling. Copyright Oracle Corporation UK Limited, Addison-Wesley Publishing Co., 1990

114. Churchman C.W. Systems Approach. New York: Dell, 1969

115. Coad P., Yourdon E. Object-Oriented Design. New York, 1992

116. Gaither N. The Adaptation of Operations Research Techniques by Manufacturing Organizations. Decision Sciences 6, October, 1975, 797-813 pp.

117. INTEGRATION DEFINITION FOR FUNCTION MODELING (IDEF0). Draft Federal Information Processing Standards Publication 183, 1993

118. ISO/IEC 12207: 1995 Software Life Cycle Processes

119. MacCabe T.J. Complexity Measure. IEEE Transactions of Software Engineering., vol. 2: pp308-320, №4, Apr, 1976

120. Martin J. Information Engineering. N.J., Prentice Hall, 1990

121. Yourdon E. Modern Structured Analysis. N.J.: Yourdon Press, 1989

122. Yourdon E., Constantine L.L. Structured Design. N.J.: Yourdon Press/ Prentice Hall, 1979161