автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.12, диссертация на тему:Структурные системные модели в задаче автоматизации проектирования

На правах рукописи

Никольский Сергей Николаевич

СТРУКТУРНЫЕ СИСТЕМНЫЕ МОДЕЛИ В ЗАДАЧЕ АВТОМАТИЗАЦИИ

ПРОЕКТИРОВАНИЯ

О

Специальность 05 13 12 - Системы автоматизации проектирования

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук '

Москва - 2007

003173629

003173629

Работа выполнена на кафедре «Автоматизация и интеллектуализация процессов управления» Московского государственного института электроники и математики (технического университета)

Официальные оппоненты

- Курейчик Виктор Михайлович, д т н , профессор

- Солодовников Игорь Владимирович, д т н , профессор

- Ретинская Ирина Владимировна, д т н , профессор

Ведущая организация Институт проблем управления им В А Трапезникова

Защита состоится 13 ноября 2007 г в 14 00 часов на заседании диссертационного совета Д 212 133 03 Московского института электроники и математики (технического университета) по адресу 109028, Москва, Б Трехсвятительский переулок, д 1-3/12, стр 8, МИЭМ

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МИЭМ

Автореферат разослан ±0 октября 2007 г

Ученый секретарь

Диссертационного совета Д 212 133 03

к т н доцент

Леохин Ю Л

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы.

Автоматизация, понимаемая в обобщенном смысле, представляет фундаментальный процесс, состоящий в переходе от некоторого объекта исследования, называемого объектом автоматизации, к его прототипу Переход включает два взаимосвязанных процесса

- проектирование прототипа - построение модели прототипа на основе формирования и преобразовании модели объекта автоматизации,

- создание прототипа - реализация модели прототипа в некоторой специально выбранной среде

Такое определение автоматизации отводит особую роль моделированию и позволяет считать, что под собственно решением задачи автоматизаг^ии следует понимать модель объекта автоматизации, синтезируемую на этапе проектирования Моделирование есть фундаментальный информационный процесс

Следовательно, при таком определении автоматизации проектирование рассматривается как процесс решения задачи автоматизации, который можно представить в форме информационной системы проектирования 18, включающей модель объекта автоматизации и процессы (операции) ее формирования, определенные в некотором носителе

В современных исследованиях признается, что вопрос об универсальной (унифицированной) информационной системе проектирования, в которой осуществляется построение модели объекта автоматизации, и как следствие, возникающий вопрос об универсальном носителе информационной системе проектирования для решения задачи автоматизации приводит к вопросу об универсальной форме представления знаний Если в качестве такой формы принимается предложение языка, то можно говорить о лингвистически-ориентированной точке зрения на

проблему представления знаний Если в качестве такой формы рассматривается понятие, то можно говорить о понятийно-ориентированной точке зрения на проблему представления знаний или о концептуальном подходе к построению языков представления знаний Такая позиция в отношении универсальной формы представления знаний полностью соответствует точке зрения на фундаментальную роль понятия, которая принимается в логике

В современных исследованиях в области теории информационных систем понятийно-ориентированный подход развивается на основе понятия онтологии Целью исследователей здесь является разработка универсального понятийно-ориентированного языка проектирования (моделирования)

Понятие онтологии возникло в логике в связи семантическими основаниями кванторных логических моделей языка Практическая значимость онтологий для проектирования состоит в том, что задать онтологию, значит определить совокупность понятий, в терминах которых будет осуществляться процесс проектирования Тем самым онтология задает концептуальную среду, в которой осуществляется процесс синтеза модели объекта автоматизации Такая среда должна быть универсальной в том смысле, что она должна позволять решать задачу автоматизации в общем случае, т е быть максимально независимой в отношении выбора конкретного объекта автоматизации Онтологии, обеспечивающие универсальность среды проектирования, называют онтологиями высокого уровня или метаонтологиями Примерами такого рода онтологий являются совокупности понятий BWW, Dolce, включающие понятие система, а также совокупность понятий языка UML Особенностью проектирования в языке UML является, то что в нем прямым образом используется понятие метамодели Это также относится и к так называемым языкам метаприложений, представленным в форме таких методологий как ARIS, Workflow, и других комплескных средств проектирования информационных

систем, которые могут рассматриваться как языки моделирования, соответствующие уровню метаонтологии

Рассматриваемая в контексте задачи автоматизации, проблема построения универсального языка проектирования предполагает вторую не менее важную проблему Рациональная точка зрения на организацию процесса решения задачи автоматизации, осуществляемого в языке проектирования, предполагает, что этот язык должен быть ориентирован на определенный универсальный тип объекта автоматизации

В современных исследованиях имеется устойчивая тенденция рассматривать в качестве такого типа организацию В пользу целесообразности такого выбора свидетельствуют

- во-первых, парадигмы поведения самих организаций, как основных объектов автоматизации

- во-вторых, явная функциональная аналогия, существующая между понятиями организации и системы обработки данных

- в-третьих, исследование организаций дает новые парадигмы автоматизации, прямо ориентированные на синтез интеллектуальной информационной системы

- в-четвертых, с точки зрения САБЕ-технологий, использование понятия «организация» в качестве модели объекта автоматизации предполагает возможность выявления определенных типов принципов, схем и методов, которые позволят решать задачу проектирования на основе совокупности стандартизованных модельных схем

Использование понятия «организация» в качестве парадигмы проектирования модели объекта автоматизации предполагает возможность выявления определенных типов схем, принципов и методов, которые позволят решать задачу автоматизации определенным структурированным образом на основе стандартизованных модельных схем Для того чтобы их выявить, необходимо интерпретировать понятие организации в терминах

некоторого фундаментального понятия, допускающего математическое представление Одним из таких понятий является понятие система Системное представление организации дисциплинирует процессы разработки и обеспечивает возможность стандартизации методов и моделей решения задачи автоматизации Тем самым, системная модель организации, как конечная форма модели объекта автоматизации, оказывает непосредственное и существенное влияние на методологию проектирования

Проведенный анализ современных тенденций в области оснований процесса автоматизации приводит к выводу, что концептуально-ориентированный подход к задаче автоматизации проектирования, основанный на понятиях онтологии, системы и организации представляет долгосрочную перспективу в области развития теории информационных систем проектирования

Разработка данного похода связана с решением таких принципиальных вопросов, как определение роли онтологий в решении задачи автоматизации проектирования, исследование связи онтологий с понятийно-ориентированным подходом к представлению знаний, метамоделированием и моделями организаций Особый интерес для теории информационных систем представляют исследования, направленные на поиски математического системного представления организаций, основанного на алгебраической системе А И Мальцева

Высокая степень актуальности и практической значимости данных исследований обусловлена тем, что опыт проектирования информационных систем приводит к выводу, что центральным элементом методологии жизненного цикла программного обеспечения, как конечной формой представления информационной системы проектирования, определяющей последовательность этапов ее разработки, является методология моделирования Как следствие в центре научного анализа универсальной информационной системы оказываются вопросы о связи задачи

автоматизации проектирования с онтологиями и метамоделированием и, в частности, вопрос о том, приводит ли онтология, понимаемая как тезаурус, к математическим модельным структурам

Решение этих и других вопросов направлено на совершенствование и развитие научных основ создания систем автоматизации проектирования, и определяет перспективы решения задачи автоматизации проектирования на уровне систем представления знаний

Цель диссертационной работы.

Разработать системно-ориентированные модельные структуры, для решения задачи проектирования на основе моделей организации, реализованных в форме математических моделей динамических систем в пространстве состояний объектов

Объект исследования

Объектом исследования является задача автоматизации проектирования Предметом исследования является процесс проектирования, который определяется как синтез модели объекта автоматизации Основная задача работы состоит в исследовании роли онтологий высокого уровня в структуре информационной системы проектирования с целью разработки системно-ориентированных модельных структур, для решения задачи проектирования на основе моделей организации, реализованных в форме математических моделей динамических систем в пространстве состояний объектов

Задачи исследования.

Для достижения поставленной в работе цели необходимо решить следующие основные задачи

1 Разработать обобщенную схему процесса автоматизации, позволяющую провести анализ роли онтологий в решении задачи автоматизации проектирования

2 Сформулировать основные принципы концептуально-ориентированного моделирования и установить их связь с онтологическим подходом к проблеме представления знаний

3 Разработать системную модель информационного поведения организации и провести анализ решения задачи автоматизации для данной модели

4 Проанализировать связь онтологий высокого уровня с логической точкой зрения на метамоделирование и решением задачи автоматизации проектирования

5 Разработать модель понятия и на ее основе проанализировать связь естественной метаонтологии с объектно-ориентированными типами математических моделей для решения задачи проектирования

6 Разработать математическую модель элементарной организации в форме системного представления элементарного действия

7 Построить системный структурный тип, ориентированный на решение задачи проектирования в форме связанной совокупности математических моделей динамических систем в пространстве состояний объектов

Методы исследования.

В работе используются модели и методы теории определений, теории действий, теории многоуровневых иерархических систем, теории категорий, теории динамических систем, теории многокритериальных задач выбора и принятия решений, а также модели экономической динамики

Научная новизна исследований.

Научная новизна диссертационной работы заключается в разработке

системно-ориентированного подхода к решению задачи автоматизации

проектирования, который включает

- концептуальный уровень, на котором системное решение задачи автоматизации определяется в форме онтологической модельной системы специального вида,

- математический уровень, на котором системное решение задачи автоматизации строится в форме связанной совокупности математических моделей динамических систем в пространстве состояний объектов

При разработке системно-ориентированного подхода получены следующие

основные результаты

1 Схема переноса модели, как обобщенная модели процесса автоматизации, отвечающая роли онтологий в методологии проектирования в понятийно-ориентированной парадигме представления знаний

2 Модель организации в форме объекта исследования с целенаправленным информационным поведением

3 Логический анализ связи онтологий высокого уровня с метамоделированием и решением задачи автоматизации целенаправленного информационного поведения

4 Структура онтологической модельной системы, связанная с принципами системно-ориентированного концептуального моделирования и системным анализом

5 Диаграмма понятия, задающая типы концептуальных моделей

6 Диаграмма понятия «один объект»

7 Системные модельные структуры метаонтологии «физической точки»

8 Математическая модель организации в форме динамической системы в пространстве состояний объектов, построенная в виде расширения

категорного представления алгебраической операции в динамическую область

9 Структурный системный тип, ориентированный на построение модели организации в форме совокупности взаимодействующих элементарных динамических систем, позволяющий совместить объектное и процессное представление организации

Теоретическая и практическая ценность

Теоретическая значимость диссертационной работы состоит в разработке комплекса положений по представлению решения задачи проектирования в форме процесса синтеза модели объекта исследования, основанного на принципах системно-ориентированного концептуального моделирования и системных моделях организаций

Практическая значимость работы состоит в том, что полученные в диссертации результаты представляют основу для дальнейшего совершенствования методов решения задачи автоматизации проектирования, так как определяют подход к решению проблемы универсализации и стандартизации моделей и методов проектирования информационно-управляющих систем на основе системно-ориентированной онтологии, которая позволяет структурировать процесс проектирования информационных систем в форме системных структурных метамоделей, согласованных с лингвистическими и логическими моделями языка проектирования

Реализация результатов работы.

Результаты диссертационной работы нашли практическое применение в ряде организаций и научно-исследовательских институтов, а также в учебном процессе Московского государственного института электроники и математики (технического университета) и Таганрогского государственного

радиотехнического университета Диссертационная работа выполнена в рамках Тематического плана госбюджетных НИР Московского государственного института электроники и математики (технического университета) по разделу «Фундаментальные исследования» на тему «Исследование и разработка методологии, математических, информационных и инструментальных средств построения интеллектуальных информационных технологий принятия решений в организационно-технологических системах»

Апробация работы.

Основные результаты исследований обсуждались на научных

семинарах кафедры АИПУ МИЭМ под руководством профессора Кравченко В А, кафедры кибернетики МИЭМ под руководством профессоров Афанасьева В Н , Колмановского В Б , Носова В Р

Результаты исследований докладывались на Всесоюзной конференции «Автоматизированные системы управления», Тбилиси, 1976, на Всесоюзной научно-технической конференции «Динамическое моделирование сложных систем», Тбилиси, 1982, на Научной конференции с участием ученых из социалистических стран «Проблемы искусственного интеллекта и распознавания образов», Киев, 1984, на Втором Международном симпозиуме по системному анализу и моделированию, Берлин,1985, на Втором Европейском конгрессе по организационному управлению, Прага, 1990, на Третьем Международном симпозиуме «Интеллектуальные системы (ШТЕЬ8'98)», Псков, 1998, на Международной научно-технической конференции «Системные проблемы надежности, математического моделирования информационных технологий», Сочи, 1998 и 1999, на Четвертом международном симпозиуме «Интеллектуальные системы (ШТЕЕБ'гООО)», Москва, 2000, на Восьмой международной студенческой школе-семинаре «Информационные технологии», Судак, 2000, на Международной конференции «Информационные и телекоммуникационные

технологии в интеллектуальных системах», Коста-Брава (Испания), 2003, на Шестом Международном симпозиуме «Интеллектуальные системы (ИНТЕ Л С '2004)», Саратов, 2004

Публикации.

Основные результаты диссертации опубликованы в 36 научных работах

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, 7 глав, заключения, списка литературы, содержащего 213 наименований, и приложения

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Во введении обоснована актуальность работы, обоснованы цель и задачи исследования, научная новизна и практическая ценность работы, сформулированы основные положения, выносимые на защиту, приведены сведения об апробации работы и публикациях

В первой главе разработана обобщенная модель процесса автоматизации, позволяющая провести анализ роли онтологий в решении задачи автоматизации проектирования Модель имеет форму диаграммы

где Н - объект исследования, Гш/ - исследователь, ОТБ - операционно-технологическая среда Диаграмма Т1Ш называется диаграммой переноса модели объекта исследования Н Перенос модели включает 1 Синтез модели объекта исследования Н - задача синтеза модели

2 Представление модели объекта исследования Н в операционально-технологической среде ОТ8 - задача реализации модели

С точки зрения такого определения переноса модели поведение исследователя 1пу представляет стрелка 2, соответствующая процессу синтеза модели объекта исследования Детализация стрелки 2 приводит диаграмму ТЮЗ к следующей форме

где Н - объект исследования рассматривается как переменная с областью значений 11Н Поведение исследователя 1пу развивается в модельном универсуме иМ и представлено в форме модельного множества

элементами которого являются модели объекта исследования Н, где отношение РЯ есть выражение принципа уточнения модели значения переменной Н В контексте процесса моделирования диаграмму ТЮЭ рассматривается как базовая модель процесса автоматизации Данная диаграмма содержит три основных компоненты, каждая из которых может рассматриваться как самостоятельный объект исследования Объект исследования 01 (ТШЭ) = Н Объект исследования 02(Т1Ш) = 1пу Объект исследования ОЭ(Т1Ш) = ОТБ По определению центральным элементом диаграммы ТЮЗ является исследователь 1ш/, а представление КЕР^пу) является базовым представлением исследователя 1т

В качестве базового представления операционально-технологической среды ОТ5

•Н

ИЕР,(1пу) 1пу => <Мос1(Н), РЯ>,

ИЕР^ОТБ) ОТБ СОМР

выбрается некоторая общая модель информационной системы в форме вычислителя COMP Основным элементом анализа является REP|(H) -базисное представление или модель объекта исследования H

На основе анализа основных точек зрения на характер, структуру и принципы построения REP|(H), представленных в инфологическом, логическом и математическом подхода к базисному представлению, выбираются две схемы, определяющие структуру модельного множества <Mod(H), PR>

- диаграмма кристаллизации алгоритмов D-Alg, соответствующая математическому моделированию с центральным понятием «тип данных»

- диаграмма переноса инфологической модели D-Inf с центральным понятием «концептуальная модель объекта исследования»

Диаграммы D-Inf и D-Alg позволяют определить модельное множество, являющееся базисным представлением исследователя Inv, а следовательно и процесс моделирования, в форме композиции

<Mod(H), PR> = <D-inf, D-Alg> содержащей переход

c-mod(H) => mod-mat(H) => mod-abst(H) из D-mf в D-Alg, который называется обобщенной задачей реализации Во второй главе проанализированы принципы концептуально-ориентированного моделирования и их связь с онтологическим подходом к проблеме представления знаний В работе принимается точка зрения, что онтология есть совокупность понятий, в терминах которых Исследователь Inv строит модель объекта исследования H

Согласно данному подходу носителем модельного множества <Mod(H), PR> является некоторая структурированная концептуальная среда В качестве такой среды принимается онтологическая система представления знаний

Центральным элементом онтологической системы является метаонтология ONTmeta, представляющая собой совокупность понятий, связи

между которыми соответствуют определенным концептуальным переходам, считающиеся для исследователя 1пу допустимыми в процессе построения модельного множества Моё(Н) Эти связи должны соответствовать определенным, содержательным принципам, отражающим логику построения множества моделей Мос1(Н) на концептуальном уровне, которые следует рассматривать как принципы концептуально-ориентированного моделирования Анализ исследований по логике и методологии науки, основаниям математики, а также в общей и математической теории систем позволяет выбрать в качестве таких принципов

1 Принцип множественности представлений главным понятием принципа является понятие уровня представления или страты

2 Принцип характеризации главными понятиями принципа характеризации являются понятия «совокупность» и «характеризация», связанные следующим условием

«Ест объект иссчедоваиия у поставчен в соответствие объекту исследования х, то объект исследования х есть эчемент совокупности А(у), задаваемой объектом исследования у»

х —У у => х е А(у) = {х | х -> у } где в выражении х —» у стрелка «-»> есть соответствие (соотнесение), а элемент у определяется, как характеристика элемента х

3 Принцип структуризации лавными понятиями принципа являются понятие «один элемент совокупности» и парадигма его представления в паре «элементарный-сложный», связанной операцией структуризации

4 Принцип системности главным понятием принципа является понятие «система» Главными характеристиками одного элемента объема понятия «система» являются целостность и динамичность, которые определяют его как особую форму существования во времени, в форме потока причинно-следственных связей, определенный на совокупности элементов системы

В третьей главе разработана системная модель целенаправленного информационного поведения организации Диаграмма переноса модели, как главный объект исследования, связывающий объекты исследования 1пу, СОМР и Н в единую модель процесса автоматизации определяет два главных типа объектов исследования

- (1пу,Н)-объект исследования есть объект с информационным поведением Н-объект исследования - объект без информационного поведения

В работе проводится

- исследование структуры информационного поведения Ппу-поведения),

- исследование связи 1пу-поведения с Н-поведением

С этой целью осуществляется анализ структуры информационного поведения, представленной в моделях Анохина, Дейтча и Месаровича Результаты показывают, что главными понятиями, в терминах которых определяется информационное поведение, являются понятия цели и управления При этом в модели Дейтча используется принцип структуризации в отношении обратной связи В модели Месаровича принцип структуризации используется в отношении объекта Н, который рассматривается как система

В работе показано, что структура поведения (1пу,Н)-объекта является следствием принципиального онтологического отличие между целью и результатом Для этого в работе рассматривается предикат существования

Е(хД) = «объект х существует в момент времени Ь> задающий динамическую онтологию в области Н значений переменной х Используя Е(хД) в работе проводится исследование онтология цели и результата, под который рассматривается как объект оЬ из Н, в результате которого устанавливается, что связь онтологий целей и объектов в логической форме задается через условие и(оЬ, с, I) вида

Оа((с, I)) = 1) & (ч/ь(Е(оЬ, I)) = 1)& (с |—>оЬ)

где истинность выражения-цели «с» определяется существованием соответствующего ему значения оЬ е У(оЬ) во времени Как следствие цель определяется как модель результата, представляющая собой индексное выражение, которое выполняет функцию сторожевого условия на У(оЬ)хТ

Термин организация принимается в качестве общего названия (1пу,Н)-объектов исследования и на основе полученных результатов в работе строится модель (1пу,Н)-объекта с целенаправленным информационным поведение в форме диаграммы Ого1с(Гпу,Н)

Агент .я ' 1с.'' «решатель» ^ ^^^ ' * «коммуникатор» ......... > ^.«архитектор» ^^г • «инициализатор» к}у ; .........->• «психолог»

Актор • Н (исполнитель)

К 1пу-поведению относятся роли, расположенные в диаграмме над пунктирной чертой Роль «исполнитель» единственная, которая относится к Н-поведению Носителем роли «исполнитель» является динамическая система, которая представляется в структурированным виде Нк = <оь 1(стк),11к>к=1,п Результаты анализа классических моделей организаций, а также телеологическая модель приводят к следующему определению ролей диаграммы

Моделирующий субъект («архитектор») — модельный универсум процесс моделирования и совокупность моделей объекта исследования

Решающий субъект («координатор») - заданный универсум процесс выбора и принятия решений и совокупность решений и задач принятия решений Управляющий субъект («инициализатор») - универсум управления процесс управления через инициализацию исполнителя и совокупность условий инициализации

Коммуникативный субъект («коммуникатор») - универсум информационного обмена процесс обработки и передачи сообщений и совокупность внутренних и внешних сообщений

Базовый субъект («исполнитель») - базовый универсум процесс осуществления результатов (базисный процесс) и совокупность объектов, являющихся носителями базисного процесса

Психочогический субъект («психолог») — универсум субъективных оценок, относящихся к объектам и процессам базового универсума Подстановка Drole(Inv,H) на место переменной Н в диаграмму переноса модели TRD, являющейся обобщенной моделью процесса автоматизации, показывает, что решение задачи автоматизации Inv-поведения для роли «архитектор» приводит к моделированию процесса моделирования или моделированию второго порядка

В четвертой главе дано решение вопроса о том, каким образом моделирование процесса моделирования, приводящее к коллизии внешнего и внутреннего архитекторов, связано с известной в логике коллизией языка-объекта и метаязыка Тем самым установлено в каком случае задача автоматизации проектирования, т е моделирование процесса моделирования, является метамоделированием в логическом смысле, понимаемым как моделирование, осуществляемое в некотором метаязыке

Для этой цели диаграмма переноса модели объекта с информационным повелением представляется в форме, соответствующей коллизии «внешнего» Inv и «внутреннего» Arch архитекторов

Для решения вопроса о связи переноса модели «архитектора» с метамоделированием, в работе принимается, что носителем процесса моделирования является язык £(Н) С точки зрения принципа множественности представлений, заданной в форме диаграммы <Mod(H), PR>»v

< ONTmela,{ONTd&t}, E(inf) > Л-k <D-inf, D-Aig>

решение должно быть получено в результате исследования связи моделей языка с онтологической системой

Mod[£(H)] <=> < ONTmeta,{ONTd&t}, E(inf) > которая, при концептуально-ориентированном подходе, является базисным представлением Arch в диаграмме D-inf Рассматривается символическая модель языка

Gramm Term —> £(Н) где Gramm грамматика языка £ (Н) Множество элементарных символов Term есть некоторый абстрактный алфавит Q или как C(Q) - словарь-тезаурус языка £(Н) В первом случае элементы множества Term рассматриваются как абстрактные, несоотнесенные символы, а во втором, как содержательные, соотнесенные символы, те символы, рассматриваемые в паре со своим значением или содержащие указание на свои значения

В качестве концептуальной модели значения переменной Н принимается предложение ш языка £(Н) из диаграммы О-тГ

Диаграмма переноса модели задает следующие характеристики предложения m

где [ш] есть цепочка символов, [ш]н есть Н-характеризация m, [m]L есть L-характеризация ш Полный перенос модели предложения ш е £(Н) определяется в форме совокупности переносов Trans 1 <[m]> => COMP Trans 2 < [m], [m ] „ > => COMP Tians 3 <[m], [m]n,[m]L> => COMP Характеристики [m], [т]ц и [m]L являются моделями предложения m языка £(H), как элемента TRD, полученные в результате применения к нему принципов системно-ориентированного концептуального моделирования С другой стороны, модели языка £(Н) определяются в метаязыках синтаксис - £2SYn(H) семантика - £2Sm(H) прагматика - £2PR(H) где семантический Метаязык £2$м(Н) разбивается на два типа

- Н-метаязык, содержащий Н-характеристики m

- L-метаязык, содержащий связи Н-характеристик со значениями переменной Н из TRD

Связь характеризаций предложения т, задаваемая диаграммой переноса ТЕШ с моделями языка £(Н) устанавливается следующими соответствиями [ш] определяется в £25та(Н) [т]н определяется в £н2(Н)

c-mod(H) = ш е £(Н)

m < [m], ([m]H,[m]L)>

Н-характеризация (значение m)

L-характеризация (истинность ш)

[ш]ь определяется в £ь2(Н)-язык Анализ характеристик предложения ш в ТШЭ и логических метаязыках показывает, что модельное представление [т]н предложения т языка-объекта £(Н), является моделью предложения, которое является метамоделью значения переменной Н, представляющей утверждение об этом значении, заданное в форме предложения Н-метаязыка £н2(Н) Следовательно, [ш ] н есть мета с-тос1(Н) На основании исходной символической модели языка-объекта модельное представление [т]н предложения т языка-объекта £(Н) порождается отображением Сштш исходя из элементов некоторого множества соотнесенных символов С(В)

С(В) с С(О)

которое называется концептуальным базисом языка-объекта £(Н)

Если С(В) есть концептуальный базис, то язык £(С(В)), порожденый из символов-элементов концептуального базиса С(В), есть совокупность предложений [ш]н и следовательно, язык £(С(В)) является Н-метаязыком £н (Н), который можно считать языком обобщенных концептуальных моделей В генеративной модели языка элементы С(В), задающие типы сущностей, рассматриваются как семантические маркеры, определяющие интерпретацию символического языка

Построение концептуального базиса С(В), задающего типы сущностей и языка £(С(В)), в которых задаются модельные значения предложений языка-объекта £(Н), означает выбор онтологии, соответствующей данному базису При этом построение Н-метаязыка, который содержит предложения [т]н, соответствующие утверждениям о структуре и характере внелингвистической сущности [Н] (онтологическим допущениям), построенным в терминах из С(В)

Концептуальный базис языка-объекта £(Н), состоящий из универсальных понятий называется категориальным концептуальным

базисом языка-объекта £(Н) или С-метабазисом С-метабазис не является единственным и даже может содержать единственное понятие Следовательно, не является единственным Н-метаязык и формулируемое в нем модельное представление [ш]н предложения ш языка-объекта

Выбор элементов С-метабазиса осуществляется на основе таких свойств понятий как инвариантность (отношение конкретизация-обобщение) и универсальность (отношение выразимость)

Инвариантность представляется следующей диаграммой, являющейся детализацией диаграммы О-шГ в символоческой модели языка £(Н)

С( О)

• [H]eUH B(Q) = uC(Bj), j=l,N и B(Q) с C(fi) элементы которой следующим обравзом связаны с онтологической системой < ONTmela, {ONTd&t}, H(inf) >

B(Q)=> ONTmcta(H), C(Q)\B(Q) => {ONTd&t} Универсальности, понимаемой как согласование точек зрения на [Н], соответствует диаграмма

С(В,),£(С(В,)

C(Bn), £(C(BN)

• С(В2), £(С(В2)

Н. .ССВн-ОДСаВн.,)

где боковые те1а(-^)-стрелки соответствуют отношению выразимости понятий

Отношение выразимости, как характеристика универсальности, связывающая понятия метаонтологии в модельную систему приводит к

вопросу о выборе среди элементов множества В(О) единственного С-метабазиса Си Следовательно, универсальность в предельном смысле означает, что структура

В(О) = < <Си, С(В]))>, пи*а(-») > задает онтологическую модельную систему В(П) такую, что £(В(Г2)) = £(Си)

Для дальнейших исследований в работе выбирается онтологическая модельная система

(ЖТте,а(Н) = <В(П)тс1а, те1а(-*)> где С-метабазис Вте1а (О) включает понятия следующих С-метабазисов СВгШ = {объект, свойство, отношение», отображение}- естественный СВоЬ = {объект}- объектный СВка1 = {объект, соответствие}- категорный CBdm = {состояние, процесс}-динамический СВрЬ = {объект, процесс, время}- физический СВэув! = {система}- системный

Результаты исследований, проведенных в четвертой главе, позволяют сделать вывод о том, что в лингвистическом представлении «архитектора» проблема моделирования процесса моделирования совпадает с проблемой моделей значений предложений языка-объекта Решением этой проблемы является Н-метаязык £(С(В)), определяемый метабазисом С(В) Моделирование объекта исследования Н в одном из Н-метаязыков является метамоделированием в логическом смысле При этом пара

<С(В), £(С(В))>

оказывается предметной областью Следовательно, проблема выбора базисной Н-модели ИЕР^Н), отмеченная в главе 1, оказывается связанной с проблемой выбора с-метабазиса, а ее решение с построением онтологической модельной системы, согласующей понятия входящих в нее метабазисов

В пятой главе в качестве представленя «архитектора» принимается метаонтология вте1а Следовательно, моделированием моделирующего субъекта Arch является построение моделей составляющих ее понятий Для того, чтобы установить каким образом моделирование понятий связано с проблемой значений и решениями обобщенной задачи реализации в работе разрабатывается следующая схема называемая диаграммой понятия С или сокращенно С-диаграммой

¿»char (с) CH-char

С-диаграмма задает модельную систему понятия С, под которой понимается четверка представлений объекта исследования [Н], отнесенного с объему понятия С

CS(c) = <[с], V(c), char (с), 1-(с)> где [с] — имя (называющая форлш) понятия, char (с) - характеристики элемента объема понятия [Н](с), объем понятия V(c) с UH, 1-(с) — один элемент объема понятия Факт отнесения может быть представлен схемой -диаграммой отнесения вида

[Н] [Н](с)

С-диаграмма позволяет рассматривать принципы множественности представлений, характеризации и структуризации как принципы моделирования значений переменной Н «в терминах» понятия С» и считать представления из модельной системы CS моделями значений [Н] переменной Н Схема отнесения принимает вид

[Н] => [Н](с) CS(c)

Элементы модельной системы СБ задают следующие типы моделей значения [Н] переменной Н, которые называются элементарными концептуальными Н-моделями

- £ - модели Н характеристики значений переменной Н по (Н, [с])-стрелке С-диаграммы, которую будем называть £-храктеризацией (£-сЬаг)

- СН - модели Н характеристики значений переменной Н по (Н, сЬаг(с))-стрелке С-диаграммы, которую будем называть СН-характеризацией (СН-сЬаг)

- У-модели Н характеристики значений переменной Н по (Н, У(с))-стрелке С диаграммы, которую будем называть У-характеризацией (У-сИаг) -1-модёля Н характеристики значений переменной Н по (Н, 1-(с))-стрелке С-диаграммы, которую будем называть 1-характеризацией (1-сЬаг)

Левый нижний треугольник С-диаграммы,

показывает, что называющей форме [с] поставлены соответствие два типа значений У-модели Н и 1-модели Н

Следовательно, С-диаграмма сводит любую элементарную называющую форму [с] к двум понятиям, а именно «совокупность» и «один элемент совокупности», которым соответствуют УН-метаязык, основанный на понятии «совокупность» и1Н-метаязык, основанный на понятии «один элемент совокупности»

Используя диаграмму понятия «объект» строится диаграммы решений обобщенной задачи реализации для С-метабазиса СВгШ, которые показывают, что если в качестве УН-метаязыка рассматривается теория множеств, то

- любое понятие из СВгШ сводится к понятию «объект»

[С] •

- объекты разделяются на «элементарные» и «сложные», которые представляют собой объектные модельные структуры типов g0 = «множество», gl = «множество с отношениями» и g2 = «множество с операциями», где множество-носитель составляют «элементарные» объекты

- объекты типов «отношение» и «операция» имеют представления в «элементарных» объектах - элементах множества-носителя

Понятие «один объект» из СВпа1 в УН-метаязыке не редуцируется в другие элементы этого метабазиса Используя представления данного понятия в УН-и Ш-метаязыках

где А - множество, а 3 - категория, диаграмма понятия «объект» преобразуется в диаграмму понятия «один объект» следующего вида

где объект 1-(оЬ) = оЬ является абстрактным, модельным объектом, У(оЬ) -верхний треугольник диаграммы Значениями модельного объекта являются структурные типы из в0, представляющие собой композиционные структуры, построенные в типе g0 Модельный объект 1-(оЪ) элементарен в категорном смысле Результаты исследований, проведенных в пятой главе, позволяют сделать вывод о том, что при понятийно-ориентированном подходе к моделированию, когда «архитектор» отождествляется с совокупностью понятий, решение проблемы моделирования процесса моделирования приводит к моделям понятий При этом решениями этой проблемы являются

оЬ = Ае11° или оЬ = ЗбСаг

,N+1

•[Н](оЬ)

решения обобщенной задачи реализации, т е композиционные структуры из G°

В шестой главе на основе результатов, полученных в предыдущих главах, разработана математическая модель элементарной организации в форме системного представления элементарного действия, которая, в контексте принципа структуризации, рассматривается как элемент технологического представления Н-поведения

В соответствии с результатами главы 3 рассматривается случай, когда объектом автоматизации является организация Из представления данной задачи в форме переноса модели следует, что для ее решения необходимо

- выбрать концептуальную модель Н-поведения организации

- сформулировать и решить задачу обобщенной реализации для данной модели

В работе рассматриваются две основные формы Н-поведения технология и совокупность объектов

Согласно определению задача реализации представляет переход D-Inf => D-Alg, который, как показано в главах 4 и 5, состоит в том, чтобы

- выбрать С-метабазисы, в элементах которых строится концептуальная модель Н-поведения, относящаяся к D-Inf,

- построить относящуюся к D-Alg математическую модель, реализующую концептуальную 1-модель Н-поведения

В шестой главе рассматривается диаграмма множественности представлений концептуальной 1-модели организации в форме технологии, включающей три модели

1 процессная модель Месаровича l-(org)p => Р = <{ pk | к = 1 ,n}, U >,

рк, к = 1,п, - элементарный процесс

2 системная модель из главы 3 1 -(org)2" Z = {стк | к= 1 ,п},

к=1,п элементарная система

3 технологическая модель из О-тГ 1-(о^)ТЬ => ТесЬ(Р) = <{ , | { , -действие^ =1,п}, Щь >,

{} — элементарное действие

4 алгебраическая модель из О-А^ 1 -(ог§)А18 => А^(А) = < Р0, КТн, Л [ >,

^ - элементарная операция на А Для определения С-метабазисов для концептуальной 1 -модели организации в работе проведен анализ моделей действий и математических моделей динамических систем

Анализ понятий, используемых в теории действий, логике действий и теории операциональных определений позволил

- выделить в качестве инфологических моделей действий предложения

Е(у,Р,х) = «агент у применяет действие Т7 к предмету х» Р(у) = «агент у совершил действие ■/*>> с лингвистической структурой, аналогичной структуре концептуальных графов

выбрать в качестве базисной модели динамической системы отношение причинности Хайеса

а => Ь = «индивид а причинно связан с индивидом 6» В качестве математических моделей динамических систем в работе выбираются следующие модели, отвечающие трем основным характеристикам действия направление, протяженность во времени и присутствие объекта-агента

- модели вход-выход система в пространстве состояний

- сетевые модели сети помеченных переходов

- алгебраические модели М-действие в пространстве состояний

- геометрические модели векторное поле в пространстве состояний

Модель Но^)™ выбирается в качестве технологического прредставления концептуальной модели Н-поведения организации

Для постановки и решения обобщенной задачи реализации на даной модели строится метаонтология «физической точки», в форме совокупности понятий СВ°рЬ, связанных диаграммой редукции вида [состояние] • <-[объект]

[процесс] •------[время]

включающей С-метабазис Еу1 = {«объект», «состояние» и «время»} с метадиаграммой

[состояние] • <-• [объект]

• [время]

определяющей онтологию «физической точки» предикатом

е(х,з,0 = «объект х находится в состоянии ^ в момент времени Г» В физическом с-метабазисе СВ°рЬ определена схема внутренней редукции в форме тройки толстых, пунктирных метастрелок, осуществляющая представление 1-модели (процесс) в с-метабазисе Еу1

Б => <{еу11 еу1 еЕу1}, < > = ЭР - динамика ЕуЪ- диаграмма задает множество вида

Еу1 = {еуг = (оЬ, в, 0 | оЬ еУ(оЬ) з еБ, I еТ>} называемое пространством элементарных динамических объектов Каждый элемент Еу1;, тройка еу1 = (оЬ, б, I) определяется «физическая точка», который разделяется на два подтипа

- событие еу1(оЬ) = ((оЬ, б), 1) - <[объект],[состояние]> - стрелка Еу1> диаграммы

- элемент динамики еуЦ^) = (оЬ, (б, 0) - <[состояние],[время]> - стрелка ЕуЬ диаграммы

которые определяют пространство Еу1:, как пространство элементарных мгновенных событий на объектах из У(оЬ)

Для построенной метаонтологии обобщенная задача реализации состоит в том, чтобы построить математическую модель l-(org)1 как расширение модели l-(org)Alg в пространство событий Evt, используя математические модельные структуры, соответствующие геометрической интерпретаций динамической системы

Для данных структур в работе строится специальный стрелочный язык категорного типа, позволяющий представить решение в форме векторного поля в пространстве состояний, который включает

1 Модели объектов, представленные в форме диаграммы D(1 -(ob))

2 Модели соответствий, представленные диаграммой

где 1-(—>) есть G°(—>) совокупность структурных типов элементарного соответствия Одно элементарное соответствие определяется как формальная структура вида

1-(-») = <(s^), dom[ccn—>]cod> где s- - указатель стрелки, dorn - начало (начальный элемент) стрелки, cod -конец (конечный элемент) стрелки и сеп - центр (центральный или верхний элемент) стрелки, который заменяет элемент m моноида М 3 Модели пространства состояний объектов

S(ob) = <S(gO), S(gl), S(g2)>

где

a) S(g0) = Rn+1 и по определению элементарного класса K([ob]) пространство

собственных состояний S(g0) разбивается на S° (K([ob]) = Char K([ob]) = |A(ob)| - собственные состояния классов

S° (ex) = Char(A(ob)) = RN , ex eA(ob) —собственные состояния экземпляров классов

b) S(gl) = {r I r e Rj , Rj с ®|kAjk(ob), j=l,N, k=l,M} где Ak (ob), k=I,M -элементарные классы Элементы S(gl) задают несобственные состояния экземпляров классов Несобственные состояния из S(gl) порождены отношениями RJ; j=l,N между объектами из Ak(ob), k=l ,М

c) S(g2) - элементы этого пространства определяются значениями переменных dorn и сеп стрелки Каждая пара dorn = ex , cen = ex' задает несобственное состояние s(—>) = (ex,["—»]) экземпляра ex относительно экземпляра ex' операционального объекта [" -»] стрелки 1 -(—>) Несобственные s(—>) состояния из S(g2) порождены бинарными отношениями между объектами и операциональными объектами-стрелками

Фр = {(ех,[ех —>]) | exeA(ob) ,[ех -*]еА(-»)}, р = 1.N 4 Связи между объектами, состояниями объектов, элементами модели времени и соотвествиями определяются в форме диаграмм приписывания переменных dorn, cod и сеп, задающих характеризации chai(l-(->)) элементарной стрелки 1-(->) в диаграмме V(ob)

На основе проанализированных выше математических моделей динамических систем определяется элементарная динамическая система в пространстве Evt öl°(evt) evt0 evtl -> evt2

Показывается, что

Int[l-(-►)] = 5£°(evt), где Int[l -(->)] определяется диаграммами приписывания элементарной стрелки 1 -(—>)

Также доказывается что 3Z°(evt) является расширением оЬ-формы алгебраической операции на пространство динамических объектов, которое

является совместимым с логической моделью действия E(y,F,x), лингвистическая структура которой совпадает со структурой концептуального графа

В работе исследуется структура множества динамик объектов, порождаемых приписыванием элементарных стрелок в событийное пространство Evt Выделяются элементарные динамики

временная ST(ob) = <ob, дТ>, дТ Т—> S(gO) - операциональная öS(ob) = <ob, 5S>, 3S(ob) = 9Z°(evt) На множестве элементарных базисных динамик определяется операция взаимодействия _L

aT(ob)iaS(ob) = 3(ех, g), g eG°{->) где 3(ob,g) - сложная динамика, получаемая в результате взаимодействия элементарных базисных динамик <ЭТ(оЬ) и öS(ob) В пространстве Evt операция ± определяется как

ф evt=> <dom [cen —»]cod> dorn = evt = (ob,s,t)e öT(ob) что соответствует взаимодействию элементарной временной динамики с некоторой стрелочной структурой g из G°(—>)-типа В работе показано, что если динамика дТ(ех) включает совпадающие события, то динамики взаимодействия д(ех, g0(—>)) имеет автоматное представлениена множестве {s} х Т элементов динамики ЭТ(ех)

В результате исследования пространства событий взаимодействия элементарных базисных динамик экземпляров построено сторожевое условие

(Dom = ех)| to = е(ех, s, to) л е(ех', s', t0) л -iE(ex' ,[->], ex)|t0 определяющее возможность взаимодействия

Далее в работе определяются Т-динамики и S-динамики классов и рассматривается случай, взаимодейстия временноя динамики специального вида 3'(s) и операциональной динамики d^s)

Э!Сэ) = {х(к+1)е Я1 I х(к+1) = х(к) + а(к) - Ь(к), кег}, Э2^) = Ж°(еу1)

В работе доказано, что временное согласование динамик З'(з) и Э2^) на на один и тот же класс £ приводит к динамике

х(к+1) = (х(к) + а(к) - Ь(к)) а(к) = Ь(к+1), Ь(к) = а(к-1) Ук [оЬ,] => а(к), [оЬ2] => Ь(к) Показано, что выбор начальных условий элементарной динамики Э2^), удовлетворяющих условию согласования динамик 91 (э) и 92(з) в пространстве состояний классов, определяется двухкритериальной задачей

таха(к)/а°, 0<а(к)<а° 11(а(к), Ь(к+1)) ^ тах Ь(к+1) / Ь° , 0 < Ь(к+1) < Ь° с(к+1) = Ь(к+1 )(х(к)Ч а(к) - Ь(к)) Решение задачи Ща(к), Ь(к+1)) проведено для случая, когда классы в динамике 32(з) структурированы

В седьмой главе строится системный структурный тип, определяющий совокупность динамик в пространстве состояний объектов, как модельных структур метабазиса СВ°рЬ, ориентированных на решение задачи проектирования в форме связанной совокупности динамических систем в пространстве состояний объектов

Системный структурный тип 50 определяется в форме пары

<носитель типа оО, сигнатура типа <30> 1 Носитель типа

События Элементарные динамические объекты еу1 = (оЬ, э, 1) е Еу1

2 Сигнатура типа Отношения

а) Равенство событий еу^, еу12 еЕу!

(evt| = evt2) = (ob = ob')A(s, =s s2) A(t, =T t2) b) упорядоченность событий evt|, evt2 eEvt

3 Модельные структуры динамики <?F = < E, < >, E с Evt Подтип динамическиий структурный тип 9G°(—>) Носитель типа Совокупность динамик

Объекты Элементарные динамические объекты < Evt, (<s, <т )>

Стрелки Элементарные стрелки-соответствия из структурного типа G°(—»•)

Операция приписывания элементарных стрелок 1-(—>) в Evt

Модельные структуры объектно-стрелочные структуры (диаграммы),

Структура на совокупности динамик

Оперщия взаимодействие динамик _L

Отношения типа

Отношение оЪ-связности по событиям Rth на ak = d£°(evtX, k=l ,n R-тн (<Tk, <?„,) s 3 evt(-)3evt(+)[cod k = evt(-) = evt(+) = dorn m ] v

v[ cod k = evt(-) = evt(+) = cen m ] системная технологическая структура

£ = <{Gk I ck= Ö2°(evt)k, k=l,n }, RTH (ak, am) } Отношение системная связь => n (<?(x), ö(x))

3(sb t,) 3(s'i, t'i) [(X, S|, t,) ->p (x, s2, t2)] =>N [(y, s'i, t',) -*q (y, s'2, t'2)], t, < t'| системная динамическая структура динамическая система в S(ob) Syst(9(A)) = <5(А), N (Ö(x), д(у)) | х, у е А }>, 5(A) = {3(х) | х е A cV(ob)} В работе показано, что динамическая система в S(ob) позволяет определить в 5G особый тип объектной совокупности ЦА), как представления о динамически понимаемой целостности, задаваемой исходной моделью

Z(A) = <А, а => b >, a,bsAc V(ob) Утверждение В системном структурном типе 3G решением обобщенной задачи реализации для ЦА) = <А, а => Ь>, является пара

3Z(A) = <А, Syst(3(A))> где Syst(3(A)) динамическая система с носителем 3(А) Корректным решением обобщенной задачи реализации является пара А — <А, =>N (х, у)> -системная объектная совокупность или оЪ-система (с носитепем А) Представление отношения ^ n (х, у) в А есть граф Г^А) Динамикой ob-системы (оЬ-динамикой) является динамическая система Syst(3(A)) = <3(А), => N (3(х), 3(у)) >

В работе показано, что для динамической системы Syst(3(A)) имеет место следующая диаграмма представлений

Syst(3(A))

V

Сеть Петри •

которая приводит к задаче построить модель ob-систеиы, в форме композиции знаковых (функциональных) графов и сетей Петри

Данная задача решается через интерпретацию сетей Петри в носитель ob-системы

IntNAT позиция => объект для двух уровней представления его элементов

Утверждение Если один объект [H](ob) есть позиция сети Петри, то в структурном типе gOeG носитель ob-системы имеет два онтологических уровня

V-уровень точка типа «сложный объект» - «класс» (точка типа gO)

1-уровень точка типа «элементарный объект» - «экземпляр класса» Следовательно, интерпретация согласующая V- и 1-уровни имеет вид

■ функциональный знаковый граф

9F = < Е, < >, Е с Evt

IntNAT= ^

позиция => сложный объект {элементарный класс),

^маркер => элементарный объект (экземппяр кпасса) Данная интерпретация расширяется до интерпретации

IntPH Сеть Петри => Evt Для случаев жесткой и мягкой динамичесокой онтологии

- жесткая динамическая оЬ-онтология

t

(ob, t) => (ob) —> ~ | Net 1 - жесткая сеть

- мягкая динамическая оЬ-онтология

t

((ob, s), t) => (ob, s) —> ~ | Net 2 - мягкая сеть В работе показано, что на V-уровне сеть Net2 есть решение задачи перехода из CBnat в CBph в сети Netl Данные модели реализуются для V-уровня ob-системы в форме следующих знаковых петри-моделей элементов ob-динамики

- маркерованная жесткая V-сеть Netl"

t

([ob] *A(ob)) -> " |

- маркерованная мягкая V-сети Net2*

t

([ob], • s) -> - !, s = (A(ob)l, se S° (K([ob]> = R1 Показано, что маркерованная мягкая V-сеть Net2* есть непрерывная сеть Петри Используя мягкую V-сеть Net2*, а также функциональную знаковую модель системной связи в носителе ob-динамики N(x,y) => f S(x) —S(y)

и петри-модель системной связи в форме петри-модели отображения

N(x,y)=>S(x).->| -> • S(y)

в работе строится знаковая петри-модель системной связи

t t' ([x],.ux)->-I ([y],*uy)->-| ->+.

Net x 2* Net y 2*

Используя следующее представление системной связи в форме знакового графа

[х] • —>(+'• [у] - ребро знакового графа Г~*(А)

N (х, У) =<

ч (и х, t)—> (и у, t') - функция ассоциированная с ребром Г~>(А) в работе показано, что знаковая петри-модель ob-системы имеет форму, определяемую следующим утверждением

Утверждение 7 9 В мягкой V-онтологии знаковая петри-модель ob-системы

А = <А, => N (х, у)т >, где х, у - классы есть системная модельная структура, которая включает

a) структурную модель ob-системы Граф Г^(А) представляющий собой непрерывную знаковую сеть Петри,

b) динамическую модель ob-системы динамическую систему Syst(d(A)), которая представляет собой совокупность функционально-связанных динамик классов-элементов носителя ob-системы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

В диссертационной работе на основе предложенных автором теоретических обобщений по представлению решения задачи автоматизации в форме процесса переноса модели объекта исследования, основанного на принципах концептуально-ориентированного моделирования, осуществлено решение крупной научно-технической проблемы совершенствования и

развития научных основ создания систем автоматизации проектирования,

имеющей важное народно-хозяйственное значение

В диссертационной работе получены следующие основные результаты

1 Проанализированы современные тенденции развития подходов к решению задачи автоматизации Установлено, что подход, ориентированный на понятия онтологии, системы и организации представляет долгосрочную перспективу в области развития теории и практики разработки информационных систем, ориентированных на решение задачи автоматизации проектирования

2 Разработана обобщенная модели процесса автоматизации, позволяющая исследовать роль онтологий в решении задачи автоматизации проектирования Определены принципы концептуально-ориентированного концептуального моделирования

3 Разработана общая структура целенаправленного информационного поведения Показано, что решение задачи автоматизации для такой структуры приводит к моделированию процесса моделирования и совпадает с задачей автоматизации проектирования

4 Показано, что решение задачи автоматизации проектирования на уровне метаонтологий является метамоделированием в логическом смысле

5 Предложена структура онтологической модельной системы специального вида и разработана диаграмма понятия, задающая типы концептуальных моделей проектирования

6 Построена диаграмма понятия «один объект», задающая математические объектные модельные структуры естественной метаонтологии

7 Предложены и исследованы две фундаментальные метаонтологии, а также метод их согласования, как построение событийных модельных структур на основе объектных и в каждой из них исследована обобщенная задача реализации

8 Разработаны системные модельные структуры метаонтологии «физической точки (элементарного события)»

9 Построена математическая модель элементарной организации в форме динамической системы в пространстве состояний объектов, которая имеет вид расширения категорного представления алгебраической операции в область элементарных динамических объектов (событий)

10 Построен системный структурный тип, ориентированный на представление решения задачи проектирования в форме совокупности взаимодействующих элементарных динамических систем, в пространстве состояний объектов

11 Построена математическая модель системной объектной совокупности в форме непрерывных знаковых сетей Петри

Прикладные возможности результатов работы состоят в предложенном подходе к решению проблемы универсализации и стандартизации моделей и методов решения задачи автоматизации проектирования информационно-управляющих систем на основе системно-ориентированной онтологии, которая позволяет формализовать процесс проектирования информационных систем в терминах системных структурных моделей в пространстве состояний объектов

Основной результат диссертации состоит в том, что на основе исследования роли онтологий в процессе моделирования в работе предложено и обосновано решение задачи автоматизации проектирования в форме модельных структур системного структурного типа Данный тип является абстрактным типом, который соответствует событийной метаонтологии Особенность состоит в том, что он построен на основе модельных структур объектной метаонтологии (переходом от модельных структур естественной метаонтологии) Центральную роль в переходе выполняет пространство состояний объектов, определяемое объектными модельными структурами Язык системного структурного типа представляет

собой системно-ориентированный язык моделирования высокого уровня, согласованный с концептуальными графами и позволяющий решать задачу проектирования (синтеза модели объекта автоматизации) в терминах системного технологического и системного объемного представления объекта автоматизации на основе математических моделей динамических систем в пространстве состояний объектов

Полученные в диссертации теоретические и практические результаты являются математических обоснованием подхода к построению системно-ориентированных СА8Е-средств и технологий для решения задачи проектирования информационно-управляющих систем в таких областях как разработка системно-ориентированных метаприложений, сервис-ориентированных архитектур, сценарного анализа и моделирования бизнес-процессов

По теме диссертации опубликованы следующие основные работы

1 Никольский С Н Статья на спецтему Ж Вопросы спецрадиоэлектроники №10, 1972

2 Никольский С Н О структуре алгоритмов многоуровневой обработки интегрированных данных в автоматизированной информационно-решающей системе города Сб тезисов докладов Майской сессии НТОРЭС им А С Попова, Москва, 1974

3 Пупков К А, Ломакин И В , Никольский С Н, Николаев В Ф О некоторых формальных методах исследования целеустремленных систем Сб тезисов докладов Всесоюзной научной конференции «Автоматизированные системы управления», Тбилиси, 1976

4 Пупков К А , Ломакин И В , Никольский С Н О возможности применения метаанализа к исчислению планов и процессам принятия решений

Материалы 2-й конференции «Теория систем и разработка АСУ», Москва, 1976

5 Ломакин И В , Никольский С Н , Николаев В Ф Некоторые результаты процессов функционирования целеустремленных систем Материалы 2-ой конференции «Теория систем и разработка АСУ», Москва, 1976

6 Никольский С Н Место винеровского подхода в теории систем Сборник научных трудов «Теория и практика построения человеко-машинных систем» Москва, Научный Совет по проблемам управления движением и навигацией АНСССР, 1982

7 Никольский С Н Об одном определении системы Материалы Всесоюзной научно-технической конференции «Динамическое моделирование сложных систем», Тбилиси, 1982

8 Никольский С Н , Путилов Г П Комбинаторно-топологический подход к анализу сцен Сб тезисов докладов научной конференции с участием ученых из социалистических стран «Проблемы искусственного интеллекта и распознавания образов», Киев, 1984

9 S N Nikolsky The Pecularities of Purposeful Behaviour Formahzation J System analysis, Modehng, Simulation 3 (1986) 4, 359-364

10 SN Nikolsky System analysis and expert systems Гп Proc of Seconde European Congress on Management Sience Prague, 1990

11 Никольский С H Телеологический контекст в проблеме искусственного интеллекта Труды Третьего международного симпозиума «Интеллектуальные системы (ИНТЕЛС'98)», Псков, 1998

12 Никольский С Н , Кравченко В А Семантическая структура языка для разработки систем поддержки принятия решений Материалы Международной конференции и Российской научной школы молодых ученых и специалистов «Системные проблемы надежности, математического моделирования и информационных технологий», Сочи, 1999

13 Никольский С Н, Пустовойт А Н Информационные технологии и управление процессами распределения бюджетных средств Ж Информатика-Машиностроение №4, 1999

14 Никольский СН, Зеленин ДВ Понятие объекта в компьютерных технологиях поддержки принятия решений Труды Четвертого международного симпозиума «Интеллектуальные системы (INTELS'2000), Москва, 2000

15 Никольский С Н Проблема йереноса модели и интеллектуальные компьютерные технологии поддержки принятия решений Восьмая международная студенческая школа-семинар «Новые информационные технологии», Судак, 2000

16 Никольский СН Объекты и информационные технологии Ж Известия Таганрогского государственного радиотехнического университета № 2, 2002

17 Никольский СН, Кравченко В А Экономические объекты и информационные технологии Межвузовский сборник научных трудов «Программное и информационное обеспечение систем различного назначения на базе персональных ЭВМ», М, выпуск 3, 2003

18 Никольский С Н Максиминное решение задачи с противоречивыми критериями Межвузовский сборник научных трудов «Программное и информационное обеспечение систем различного назначения на базе персональных ЭВМ» М, выпуск 3, 2003г

19 Nicolsky S N , Kravchenco V A Organizations algébrale and role structure In Proc Of International Conference On Information and Telecommunication m Intelhgent Systems Spam, Costa-Brava, BLANES, 2003

20 Никольский С H Обобщенная модель процесса автоматизации Труды Шестого международного симпозиума «Интеллектуальные системы (ИНТЕЛС'2004)», Саратов, 2004

21 Никольский СН, Полунин А В Диаграммы компьютеризации Межвузовский сборник научных трудов «Программное и информационное обеспечение систем различного назначения на базе персональных ЭВМ», Москва, МГАПИ, выпуск 3,2004

22 Полунин А В , Фильчугов А В , Никольский С Н Процессный подход к построению метамодели электронного документооборота Методология АШБ М , МГАПИ, 2004г

23 Фильчугов А В , Полунин А В , Никольский С Н Модель виртуальных папок, как расширение АЫА-модели документооборота М, МГАПИ, 2004г

24 Полунин А В , Первухин Н В , Подлесных В Г, Никольский С Н Отображение программных объектов на таблицы реляционной базы данных М МГАПИ, 2004г

25 Ульшин А Г, Никольский С Н Разработка многоагентной системы электронной торговли М , МГАПИ, 2004г

26 Никольский С Н Модели понятий диаграмма объекта Ж Известия Таганрогского государственного радиотехнического университета, Тематический выпуск «Интеллектуальные САПР», Материалы международной научно-технической конференции «Интеллектуальные САПР» г Таганрог, Издательство ТРТУ, № 3, 2005г, стр 42-48

27 Никольский С Н Модели процесса моделирования концептуальные метабазисы и модели значений Ж Известия Таганрогского государственного радиотехнического университета, Тематический выпуск «Интеллектуальные САПР», Материалы международной научно-технической конференции «Интеллектуальные САПР» г Таганрог, Издательство ТРТУ, № 3, 2005г, стр 88-94

28 Никольский С Н Телеологическая модель организации и проблема синтеза интеллектуальных информационных систем М, МГАПИ, 2005г

29 Никольский С Н Типы концептуальных метамоделей М , МГАПИ, 2005г

30 Никольский С Н Цель и модели организаций в задачах автоматизации Труды международных научно-технических конференций AIS'05 CAD-2005, том IV, Москва, Физматлит, 2005 стр 244-250

31 Никольский С Н Системные модели организаций в задачах автоматизации Ж Мехатроника, автоматизация, управление, № 1, 2006, стр 45-51

32 Никольский С Н Системные модели для проектирования информационных систем Сб научных трудов кафедры «Вычислительные системы и сети», М Изд-во ЦОП, 2006г, стр 117-124

33 Никольский С Н Метаонтологии и обобщенная задача реализации Ж Автоматизация и современные технологии № 9, 2006г , стр

34Никольский СИ Роль метаонтологии в задачах автоматизации Ж Качество и CALS-технологии № 1, 2006г стр 11-15

35 Никольский С Н Роль метаонтологии в задачах автоматизации Ж Известия Таганрогского государственного радиотехнического университета, № 8,2006, стр 25-31

36 Никольский С Н Задача автоматизации процесса управления на композиционной динамике классов Ж Автоматизация и современные технологии № 5, 2007г,стр

Подписано к печати "20" 09 2007 г Отпечатано в отделе оперативной полиграфии МИЭМ

Москва, ул М Пионерская, д 12-18/4-6, стр 1 Заказ №jSé_ Объем Z-,0 п л Тираж 12-0 зкз

Введение.

Глава 1.Обобщенная модель процесса автоматизации.

1.1. Диаграмма переноса модели объекта исследования.

1.2. Базисное представление объекта исследования.

1.2.1. Инфологический подход к базисному представлению.

1.2.2. Логический подход к базисному представлению.

1.2.3. Математический подход к базисному представлению.

1.3. Диаграммы компьютеризации.

1.4. Обобщенная задача реализации.

Выводы по главе 1.

Глава 2. Онтологии и принципы концептуально-ориентированного моделирования.

2.1. Онтологические системы представления знаний.

2.2. Принципы концептуально-ориентированного моделирования.

2.2.1. Принцип множественности представлений.

2.2.2. Принцип характеризации.

2.2.3. Принцип структуризации.

2.2.4. Принцип системности.

Выводы по главе 2.

Глава 3. Модели информационного поведения.

3.1. Структура информационного поведения.

3.1.1. Модель Анохина.

3.1.2. Модель Дейтча.

3.1.3. Модель Месаровича.

3.2. Онтология цели и результата.

3.3. Структура целенаправленного информационного поведения.

3.3.1. Структура модели Н-поведения.

3.3.2. Ролевая диаграмма организации.

3.3.3. Диаграмма межролевых взаимодействий.

3.4. Задача автоматизации целенаправленного информационного поведения.

Выводы по главе 3.

Глава 4. Структура метаонтологии и модели языка.

4.1. Характеризации языка в диаграмме переноса модели.

4.2. Метаонтология и проблема значения.

4.3. Концептуальные метабазисы.

4.4. Концептуальные метабазисы и структура онтологической системы представления знаний.

4.5. Принцип системности и структура метаонтологий.

4.6. Онтологическая модельная система в1и^а.

Выводы но главе 4.

Глава 5. Объектные модельные структуры.

5.1. Диаграмма понятия и модельные представления значений.

5.2. Обобщенная задача реализации С-метабазиса СВпа1.

5.3. Модельная система понятия «объект».

5.3.1. Система объекта Клира.

5.3.2. Типы объектных представлений.

5.3.3. Диаграмма понятия «один объект».

Выводы по главе 5.

Глава 6. Системные модели организаций.

6.1. Диаграмма представлений 1-модели организации.

6.1.1. Модели действий.

6.1.2. Модели динамических систем.

6.1.2.1. Теоретико-множественные модели: отношение «вход-выход».

6.1.2.2. Сетевые модели: система помеченных переходов.

6.1.2.3. Алгебраические модели:

М-действие в пространстве состояний.

6.1.2.4. Геометрические модели: векторное поле в пространстве состояний.

6.1.2.5. Пространство состояний и модели времени.

6.2. Метаонтология «физической точки».

6.3. Обобщенная задача реализации физического метабазиса.

6.4. Системные модельные структуры физического метабазиса.

6. 4. 1. Модели объектов.

6. 4. 2. Модели соответствий.

6.4.3. Модели пространства состояний.

6.4.4. Характеризации элементарной стрелки.

6.5. Динамическая система в пространстве элементарных событий.

6.5.1. Элементарная динамическая система в Evt.

6.5.1.1. Полное представление М-действия в Evt.

6.5.2. Базисные динамики в Evt.

6.5.2.1. Типы базисных динамик, порожденные структурой пространства состояний.

6.5.2.2. Элементарные базисные динамики.

6.6. Взаимодействие элементарных базисных динамик.

6.6.1. Взаимодействие элементарных базисных динамик экземпляров.

6.6.2. Взаимодействие элементарных базисных динамик классов.

6.6.2.1. Композиционная объемная динамика.

6.6.2.2. Структурные модели композиционной объемной динамики.

6.6.2.3. Условия согласования для композиционной объемной динамики.

6.6.2.4. Анализ задач принятия решений на структурированной композиционной объемной динамике.

Выводы по главе 6.

Глава 7. Структурный системный тип.

7.1. Системный структурный тип. Определение.

7.2. Динамический структурный тип.

7.2.1. Отношение технологической связи.

7.2.2. Отношение системной связи.

7.2.3. Системно-связанные динамические модельные структуры.

7.3. Системная объектная совокупность: оЬ-система.

7.4. Диаграмма представлений оЬ-динамики.

7.5. Модели оЬ-системы в форме знаковых сетей Петри.

7.5.1. Петри-модели объектов - элементов носителя оЬ-системы.

7.5.2. Знаковые петри-модели событий - элементов оЬ-динамики.

7.5.3. Знаковые петри-модели системной связи.

7.6. Знаковые петри-модели элементарных динамик.

7.7. Знаковые петри-модели системной совокупности объектов.

Выводы по главе 7.

Актуальность проблемы.

Автоматизация, понимаемая в обобщенном смысле, представляет фундаментальный процесс, состоящий в переходе от некоторого объекта исследования, называемого объектом автоматизации, к его прототипу. Переход включает два взаимосвязанных процесса:

- проектирование прототипа - построение модели прототипа на основе формирования и преобразовании модели объекта автоматизации;

- создание прототипа - реализация модели прототипа в некоторой специально выбранной среде.

Такое определение автоматизации отводит особую роль моделированию и позволяет считать, что под собственно решением задачи автоматизации следует понимать модель объекта автоматизации, синтезируемую на этапе проектирования. Моделирование есть фундаментальный информационный процесс.

Следовательно, при таком определении автоматизации проектирование рассматривается как процесс решения задачи автоматизации, который можно представить в форме информационной системы проектирования 18, включающей модель объекта автоматизации и процессы (операции) ее формирования, определенные в некотором носителе.

Представляется справедливым считать, что первая, возникшая в контексте автоматизации информационная система, была ориентирована на решение задачи автоматизации численных расчетов. На этом направлении развитие информационных систем происходило совместно с разработкой методов численного анализа и решения сложных математических задач, разработкой языков программирования, ориентированных на удобную запись численных алгоритмов и архитектуры информационной системы, обеспечивающей максимальную эффективность по объему памяти и производительности. В рамках данного направления информационная система возникла и развивалась, как (автоматизированная) арифметическая машина, в основе которой лежит модель числа.

Переход к решению задачи автоматизации процессов, связанных с функциями планирования, управления и принятия решений в организационно-технологических системах, потребовал существенного изменения точки зрения на информационную систему, что привело к возникновению информационных систем двух основных типов.

К первому типу, который можно назвать синтаксическим, следует отнести информационные системы, ориентированные на модель данных. Их назначение состоит в том, чтобы задать элементы данных, а также структуры хранения и алгоритмы обработки данных. В этом случае можно говорить об информационной системе в форме машины обработки данных. В основе машины обработки данных лежат абстрактные типы данных, структуры данных и модели данных.

Большой вклад в развитие теории понимаемой, таким образом, информационной системы внесли работы Э.Дийкстры, У.Дала, К.Хоора, П.Холла, Дж.Мартина, Э.Ф.Кодда, Дж.Ульмана, А.Ахо, Дж.Хопкрофта, С.Осборн, Котова В.Е., Каляева A.B., Агафонова В.Н. [170,165,108,161,75,166,56,33,179,34] и других зарубежных и отечественных ученых.

Ко второму типу, который можно назвать семантическим, относят информационные системы, ориентированные на модель области применения, т.е. на модель объекта автоматизации. Здесь можно выделить в две основные сферы применения информационных систем, оказавшие фундаментальное влияние на их развитие.

Во-первых, - это использование информационных систем в области управления организациями, т.е. большими экономико-технологическими системами, которое привело к разработке таких классов информационных систем, как АСУ, АСУТП, АСПР, САПР и т.д. Такие системы можно считать информационными системами, ориентированными на автоматизацию функций управления и принятия решений. Большой вклад в развитие информационных систем этого класса внесли труды таких ученые, как Г.Саймон, Р.Акофф, У.Черчмен, Мамиконов А.Г., В.В.Кульба, Поспелов Г.С., Емельянов В.В., Норенков И.П., Горбатов В.А., Трахтенгерц Э.А., Бутковский А.Г., Советов Б .Я. [71,4,173,72,96,180,178,38,203,17] и другие ученые. Роль исследований организаций в развитии информационных систем проявилась, в первую очередь, в том, что именно в этой области через процессы управления и принятия решений возникло понимание того, что семантическая точка зрения на информационную систему прямым образом связана с проблемой моделирования.

Второй основной сферой использования информационных систем является область робототехники и систем искусственного интеллекта, где выделялись две основные точки зрения на природу интеллектуальности. В соответствии с первой она связывалась с решением задач, а в соответствии со второй - с процессами получения и использования знаний. Первоначально понятие системы искусственного интеллекта относилось к методам решения нечисловых логических и комбинаторных задач, основанным на эвристиках, позволяющих разумным образом ограничить перебор. Расширение области применения методов искусственного интеллекта привело к представлениям знаний. Существенный вклад в развитие информационных систем, ориентированных на автоматизацию функций интеллекта, внесли работы таких ученых как Г.Саймон, П.Хайес, Дж.Аллен, Е.Сэндуолл, Т.Виноград, Фербер Д.Ж., Поспелов Д.А., Кузин Е.С., Попов Э.В., Плесневич Г.С., Тарасов В.Б., Гаврилова Т.А., Хорошевский В.Ф. [71,72,98,50,51,177,89,18,163,20,72,85,69] и других ученых. Проблема представления знаний показывает, что в области систем искусственного интеллекта семантическая точка зрения на информационную Softwareмашину, также как и в случае автоматизации процессов управления и принятия решений, приводит к проблеме моделирования.

Одним из наиболее практически важных направлений развития понятия информационной системы, как среды, ориентированной на решение проблемы моделирования, являются возникшие в рамках первой сферы средства проектирования, представленные в форме различного рода CASE-средств и технологий. CASE-технологии можно рассматривать, как стандартизированный инструментарий комплексного моделирования, ориентированный на решение задач проектирования для определенного класса объектов автоматизации. С методологической точки зрения CASE-технологии являются моделированием, построенным на основе определенной последовательности моделей-спецификаций, часто ориентированных на принятую модель данных. Развитие методологии, методов проектирования и инструментальных средств, относящихся к CASE-моделированию, представлена в работах Д.Росса, Г.Буча, А.В.Шеера, С.Шлеер, Т.Бадда, А.М.Вендрова, Е.Зиндера [39,44,45,57,27,43] и других исследователей в области теории и практики разработки информационных систем.

Начиная с работ Д.Росса, в качестве концептуальной основы технологии CASE-моделирования рассматривается структурный, системный анализ. Современные тенденции развития средств CASE-моделирования, представленные, например, в ARIS, UML, ERP и SCADA показывают, что акцент на системную точку зрения в отношении объекта автоматизации сохраняется и занимает центральное место в методологии проектирования и структуре информационных систем. Системная точка зрения на объекты исследования в форме системного анализа возникла одновременно с общей теорией систем и была обусловлена потребностью построения универсального языка моделирования, связывающего языки математических теорий с языками, относящимися к конкретным областям научных и прикладных знаний.

Поэтому теорию систем и системный анализ можно понимать, как обобщенное (универсальное) моделирование, ориентированное на понятие системы.

Существенную роль в развитии теории систем, системного анализа и математической теории систем сыграли работы Р.Калмана, П.Фалба, М.Арбиба, Дж.Клира, Дж.Форрестера, Р.Акоффа, М.Месаровича, Я.Такахары, Л.Заде, К.Негойцэ, Н.Н.Моисеева, Поспелова Г.С., Бусленко Н.П., Пупкова К.А., Уемова А.И. [80,81,6,7,3,4,8,9,10,35,37,12,19,164,174,16] и других отечественных и зарубежных исследователей.

По своей функции в решении задачи автоматизации разработка различного рода инструментальных средств, используемых в процессе проектирования, соответствуют автоматизации проектирования.

В смысле принимаемого в настоящей работе определения задачи автоматизации, автоматизация проектирования представляет собой особую форму процесса автоматизации, при которой объектом автоматизации становится собственно процесс проектирования. Как следствие решение задачи автоматизации в отношении самого процесса проектирования состоит в построении модели информационной системы проектирования.

В современных исследованиях признается, что вопрос об универсальной (унифицированной) информационной системе проектирования, в которой осуществляется построение модели объекта автоматизации, и как следствие, возникающий вопрос об универсальном носителе информационной системе проектирования для решения задачи автоматизации приводит к вопросу об универсальной форме представления знаний. Если в качестве такой формы принимается предложение языка, то можно говорить о лингвистически-ориентированной точке зрения на проблему представления знаний. В контексте решении задачи автоматизации проектирования, это приводит к проблеме построения моделей языка, ориентированных на определенную форму представления знаний.

Такого рода модели впервые возникли в задачах проектирования баз данных и связаны с инфологическим моделированием. Принципиальной особенностью инфологического моделирования является смещение акцента в сторону анализа носителя информационной системы, в качестве которого рассматривается естественный язык, понимаемый, как лингвистически определенная среда, в которой формируются модели объекта автоматизации. Существенный вклад в становление и развитие инфологического моделирования внесли работы таких ученых как Э.Ф.Кодд, П.Чэн, Д.Сова, М.Ш.Цаленко, Т.Р.Грубер, В.К.Финн, М.Сенко, Ж.Абриаль, Б.Лангефорс [160,74,55,66,67,150,155,76,167,168] и других отечественных и зарубежных ученых.

С точки зрения фундаментальных проблем логики инфологическое моделирование оказывается тесным образом связанным с исследованиями в области семантики естественного языка, модальной и интенсиональной логики и категорного языка для оснований математики, представленными в работах Р.Карнапа, Д.Скотта, Р.Монтегю, Дж.Барвайза, Ф.У.Ловера, Р.Голдблатта, Бессонова A.B., Павилениса Р.Й., Целищева В.В.,Шрейдера Ю.А. [64,181,53,54,13,61,63,114,115,110] и других ученых, исследовавших общие логико-философские проблемы гносеологии, оснований математики, а также логики, лингвистики, методологии и языка науки.

Если в качестве такой формы рассматривается понятие, то можно говорить о понятийно-ориентированной точке зрения на проблему представления знаний или о концептуальном подходе к построению языков проектирования. В современных исследованиях в области теории информационных систем проектирования понятийно-ориентированный подход развивается на основе понятия онтологии [63,114,148-154,195-202]. Целью исследователей здесь является разработка универсального понятийно-ориентированного языка проектирования (моделирования).

Практическая значимость онтологий для проектирования состоит в том, что задать онтологию, значит определить совокупность понятий, в терминах которых будет осуществляться процесс проектирования. Тем самым онтология задает концептуальную среду, в которой осуществляется процесс синтеза модели объекта автоматизации. Такая среда должна быть универсальной в том смысле, что она должна позволять решать задачу автоматизации в общем случае, т.е. быть максимально независимой в отношении выбора конкретного объекта автоматизации. Онтологии, обеспечивающие универсальность среды проектирования, называют онтологиями высокого уровня или метаонтологиями. Примерами такого рода онтологий являются совокупности понятий В WW, Dolce, включающие понятие система, а также совокупность понятий языка UML [44,45]. Особенностью проектирования в языке UML является то, что в нем прямым образом используется понятие метамодели. Это также относится и к так называемым языкам метаприложений, представленным в форме таких методологий как ARIS [57], Workflow, и других комплескных средств проектирования информационных систем, которые могут рассматриваться как языки моделирования, соответствующие уровню метаонтологии.

Рассматриваемая в контексте задачи автоматизации, проблема построения универсального языка проектирования предполагает вторую не менее важную проблему. Рациональная точка зрения на организацию процесса решения задачи автоматизации, осуществляемого в языке проектирования, предполагает, что этот язык должен быть ориентирован на определенный универсальный тип объекта автоматизации.

В современных исследованиях имеется устойчивая тенденция рассматривать в качестве такого типа организацию [85,89]. В пользу целесообразности такого выбора свидетельствуют:

- во-первых, парадигмы поведения самих организаций, как основных объектов автоматизации.

- во-вторых, явная функциональная аналогия, существующая между понятиями организации и системы обработки данных.

- в-третьих, исследование организаций дает новые парадигмы автоматизации, прямо ориентированные на синтез интеллектуальной информационной системы.

- в-четвертых, с точки зрения СА8Е-технологий, использование понятия «организация» в качестве модели объекта автоматизации предполагает возможность выявления определенных типов принципов, схем и методов, которые позволят решать задачу автоматизации на основе совокупности стандартизованных модельных схем.

Использование понятия «организация» в качестве парадигмы проектирования модели объекта автоматизации предполагает возможность выявления определенных типов схем, принципов и методов, которые позволят решать задачу автоматизации определенным структурированным образом на основе стандартизованных модельных схем. Для того чтобы их выявить, необходимо интерпретировать понятие организации в терминах некоторого фундаментального понятия, допускающего математическое представление. Одним из таких понятий является понятие система. Системное представление организации дисциплинирует процессы разработки и обеспечивает возможность стандартизации методов и моделей решения задачи автоматизации. Тем самым, системная модель организации, как конечная форма модели объекта автоматизации, оказывает непосредственное и существенное влияние на методологию проектирования.

Проведенный анализ современных тенденций в области оснований процесса автоматизации приводит к выводу, что концептуально-ориентированный подход к задаче автоматизации проектирования, основанный на понятиях онтологии, системы и организации представляет долгосрочную перспективу в области развития теории информационных систем проектирования.

Разработка данного похода связана с решением таких принципиальных вопросов, как определение роли онтологий в решении задачи автоматизации проектирования, исследование связи задачи автоматизации проектирования с метамоделированием и моделями организаций. Особый интерес для решения задачи автоматизации проектирования, как части теории информационных систем, представляют исследования, направленные на поиски математического системного представления организаций, основанного на алгебраической системе А.И.Мальцева [14].

Высокая степень актуальности и практической значимости данных исследований обусловлена тем, что опыт проектирования информационных систем приводит к выводу, что центральным элементом методологии жизненного цикла программного обеспечения [39], как конечной формой представления информационной системы проектирования, определяющей последовательность этапов ее разработки, является методология моделирования. Как следствие в центре научного анализа универсальной информационной системы проектирования оказываются вопросы о связи онтологий и метамоделированием и, в частности, вопрос о том, каким образом приводит онтология, понимаемая как тезаурус, к математическим модельным структурам.

Решение этих и других вопросов направлено на совершенствование и развитие научных основ создания систем автоматизации проектирования, и дает перспективные подходы к универсализации и стандартизации моделей и методов решения задачи проектирования, обеспечивающие возможность интеграции процесса моделирования на уровне представления знаний.

Цель диссертационной работы.

Разработать системно-ориентированные модельные структуры, для решения задачи проектирования на основе моделей организации, реализованных в форме математических моделей динамических систем в пространстве состояний объектов.

Объект исследования.

Объектом исследования является задача автоматизации проектирования. Предметом исследования является процесс проектирования, который определяется как синтез модели объекта автоматизации. Основная задача работы состоит в исследовании роли онтологий высокого уровня в структуре информационной системы проектирования с целью разработки системно-ориентированных модельных структур, для решения задачи проектирования на основе моделей организации, реализованных в форме математических моделей динамических систем в пространстве состояний объектов.

Задачи исследования.

Для достижения поставленной в работе цели необходимо решить следующие основные задачи:

1. Разработать обобщенную схему процесса автоматизации, позволяющую провести анализ роли онтологий в решении задачи автоматизации проектирования.

2. Сформулировать основные принципы концептуально-ориентированного моделирования и установить их связь с онтологическим подходом к проблеме представления знаний.

3. Разработать системную модель информационного поведения организации и провести анализ решения задачи автоматизации для данной модели.

4. Проанализировать связь онтологий высокого уровня с логической точкой зрения на метамоделирование и решением задачи автоматизации проектирования.

5. Разработать модель понятия и на ее основе проанализировать связь естественной метаонтологии с объектно-ориентированными типами математических моделей для решения задачи проектирования.

6. Разработать математическую модель элементарной организации в форме системного представления элементарного действия.

7. Построить системный структурный тип, ориентированный на решение задачи проектирования в форме связанной совокупности математических моделей динамических систем в пространстве состояний объектов.

Методы исследования.

В работе используются модели и методы исследований теории определений, теории действий, теории многоуровневых иерархических систем, теории категорий, теории динамических систем, теории многокритериальных задач выбора и принятия решений, а также модели экономической динамики.

Научная новизна исследований.

Научная новизна диссертационной работы заключается в разработке концептуально-ориентированного подхода к решению задачи автоматизации проектирования, который включает

- концептуальный уровень, на котором системное решение задачи автоматизации проектирования строится в онтологической модельной системе специального вида;

- математический уровень, на котором системное решение задачи автоматизации проектирования строится в форме связанной совокупности математических моделей динамических систем в пространстве состояний объектов.

При разработке концептуально-ориентированного подхода получены следующие основные результаты:

1. Схема переноса модели, как обобщенная модел^ процесса автоматизации, отвечающая роли онтологий в методологии проектирования в понятийно-ориентированном подходе к представлению знаний.

2. Модель организации в форме объекта исследования с целенаправленным информационным поведением.

3. Результаты анализа связи онтологий высокого уровня с метамоделированием и решением задачи автоматизации проектирования.

4. Структура онтологической модельной системы, связанная с системным решением задачи автоматизации проектирования на основе принципов концептуально-ориентированного моделирования.

5. Диаграмма понятия, задающая типы концептуальных моделей.

6. Диаграмма понятия «один объект», задающая математические объектно-ориентированные модельные структуры.

7. Системные модельные структуры метаонтологии «физической точки».

8. Математическая модель элементарной динамической системы в пространстве состояний объектов, построенная в форме расширения категорного представления алгебраической операции в динамическую область, согласованного с концептуальными графами.

9. Структурный системный тип, ориентированный на построение модели объекта автоматизации в форме совокупности взаимодействующих элементарных динамических систем, позволяющий совместить технологическое и объемное представление организации.

Теоретическая и практическая ценность.

Теоретическая значимость диссертационной работы состоит в разработке комплекса положений по представлению решения задачи проектирования в форме процесса синтеза модели объекта исследования, основанного на принципах концептуально-ориентированного моделирования и системных моделях организаций.

Практическая значимость работы состоит в том, что полученные в диссертации результаты представляют основу для дальнейшего совершенствования методов решения задачи автоматизации проектирования, так как определяют подход к решению проблемы универсализации и стандартизации моделей и методов проектирования информационно-управляющих систем на основе системно-ориентированной онтологии, которая позволяет структурировать процесс проектирования информационных систем в форме системных структурных метамоделей, согласованных с лингвистическими и логическими моделями языка проектирования.

Реализация результатов работы.

Результаты диссертационной работы нашли практическое применение в ряде организаций и научно-исследовательских институтов, а также в учебном процессе Московского государственного института электроники и математики (технического университета) и Таганрогского государственного радиотехнического университета. Диссертационная работа выполнена в рамках Тематического плана госбюджетных НИР Московского института электроники и математики (технического университета) по разделу «Фундаментальные исследования» на тему «Исследование и разработка методологии, математических, информационных и инструментальных средств построения интеллектуальных информационных технологий принятия решений в организационно-технологических системах».

Апробация работы.

Основные результаты исследований обсуждались на научных семинарах кафедры АИПУ МИЭМ под руководством профессора Кравченко

В.А., кафедры кибернетики МИЭМ под руководством профессоров Афанасьева В.Н., Колмановского В.Б., Носова В.Р.

Результаты исследований докладывались на Всесоюзной конференции «Автоматизированные системы управления», Тбилиси, 1976; на Всесоюзной научно-технической конференции «Динамическое моделирование сложных систем», Тбилиси, 1982; на Научной конференции с участием ученых из социалистических стран «Проблемы искусственного интеллекта и распознавания образов», Киев, 1984; на Втором Международном симпозиуме по системному анализу и моделированию, Берлин, 1985; на Втором Европейском конгрессе по организационному управлению, Прага, 1990; на Третьем Международном симпозиуме «Интеллектуальные системы (ЮТЕЬ8'98)», Псков, 1998; на Международной научно-технической конференции «Системные проблемы надежности, математического моделирования информационных технологий», Сочи, 1998 и 1999; на Четвертом международном симпозиуме «Интеллектуальные системы (ПЧТЕЬ8'2000)», Москва, 2000; на Восьмой международной студенческой школе-семинаре «Информационные технологии», Судак, 2000; на Международной конференции «Информационные и телекоммуникационные технологии в интеллектуальных системах», Коста-Брава (Испания), 2003; на Шестом Международном симпозиуме «Интеллектуальные системы (ИНТЕЛС'2004)», Саратов, 2004.

Публикации.

Основные результаты диссертации опубликованы в 36 научных работах.

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, 7 глав, заключения, списка литературы, содержащего 213 наименований, и приложения.

Выводы по главе 7:

Результаты исследований, проведенных в главе 7, позволяют сделать вывод о том, что решениями задачи автоматизации проектирования (решениями обобщенной задачи реализации) в СВрЬ являются модельные структуры системного структурного типа сЮ, общим представлением которых является динамика. При этом

1. Технологическая модель Н-поведения в форме А1§(Н) и объемная модель Н-поведения в форме оЬ-системы задают две формы существования организации, связанные так, что системные связи динамик элементов носителя оЬ-системы определяют возможность реализации технологий, ориентированных на достижение целей, представляющих собой модели желаемых результатов Н-поведения. В качестве примера такой связи может быть рассмотрена задача о достижимости на композиционной динамике классов, рассмотренная в главе 6.

2. В контексте модели Месаровича, условие возможности взаимодействия Ти Э-динамик и(80(1:), 81(1)), введенное для операции 1, которое можно представить в виде

ВД^'О) = и(в, в') л Щ, Г)

276 может рассматриваться как условие необходимости согласования (координации) элементов динамик, обеспечивающее существование совокупности объектов в форме оЬ-системы, т.е. совокупности объектов, наделенной единой динамикой.

3. Понятие оЬ-системы представляет собой конструкцию, совмещающую в единую математическую модель системно-структурированную совокупность объектов, представленную графом Г^(А), и единую динамику данной совокупности, представленную ос1-динамикой, определенной на этом графе. Это приводит к выводу, что понятие оЬ-системы является обобщением понятий сети Петри и функционального знакового графа.

4. ОЬ-система представляет тип модельной структуры, являющийся специфической особенностью метаонтологии «физической точки».

5. Понятие оЬ-системы показывает, что процесс управления должен затрагивать два взаимосвязанных уровня представления носителя оЬ-системы: У-уровнь (управление классами) и 1-уровнь (управление экземплярами классов).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

В диссертационной работе на основе предложенных автором теоретических обобщений по представлению решения задачи автоматизации в форме процесса переноса модели объекта исследования, основанного на принципах концептуально-ориентированного моделирования, осуществлено решение крупной научно-технической проблемы совершенствования и развития научных основ создания систем автоматизации проектирования, имеющей важное народно-хозяйственное значение.

В диссертационной работе получены следующие основные результаты:

1. Проанализированы современные тенденции развития подходов к решению задачи автоматизации. Установлено, что подход, ориентированный на понятия онтологии, системы и организации представляет долгосрочную перспективу в области развития теории и практики разработки информационных систем, ориентированных на решение задачи автоматизации проектирования.

2. Разработана обобщенная модели процесса автоматизации, позволяющая исследовать роль онтологий в решении задачи автоматизации проектирования. Определены принципы концептуально-ориентированного моделирования.

3. Разработана общая структура целенаправленного информационного поведения. Показано, что решение задачи автоматизации для такой структуры приводит к моделированию процесса моделирования и совпадает с задачей автоматизации проектирования.

4. Показано, что решение задачи автоматизации проектирования на уровне метаонтологий является метамоделированием в логическом смысле.

5. Предложена структура онтологической модельной системы специального вида и разработана диаграмма понятия, задающая типы концептуальных моделей проектирования.

6. Построена диаграмма понятия «один объект», задающая математические объектные модельные структуры естественной метаонтологии.

7. Предложены и исследованы две фундаментальные метаонтологии, а также метод их согласования, как построение событийных модельных структур на основе объектных и в каждой из них исследована обобщенная задача реализации.

8. Разработаны системные модельные структуры метаонтологии «физической точки (элементарного события)».

9. Построена математическая модель элементарной организации в форме динамической системы в пространстве состояний объектов, которая имеет вид расширения категорного представления алгебраической операции в область элементарных динамических объектов (событий).

10.Построен системный структурный тип, ориентированный на представление решения задачи проектирования в форме совокупности взаимодействующих элементарных динамических систем, в пространстве состояний объектов.

11 .Построена математическая модель системной объектной совокупности в форме непрерывных знаковых сетей Петри.

Прикладные возможности результатов работы состоят в предложенном подходе к решению проблемы универсализации и стандартизации моделей и методов решения задачи автоматизации проектирования информационно-управляющих систем на основе системно-ориентированной онтологии, которая позволяет формализовать процесс проектирования информационных систем в терминах системных структурных моделей в пространстве состояний объектов.

Основной результат диссертации состоит в том, что на основе исследования роли онтологий в процессе моделирования в работе предложено и обосновано решение задачи автоматизации проектирования в форме модельных структур системного структурного типа. Данный тип

279 является абстрактным типом, который соответствует событийной метаонтологии. Особенность состоит в том, что он построен на основе модельных структур объектной метаонтологии (переходом от модельных структур естественной метаонтологии). Центральную роль в переходе выполняет пространство состояний объектов, определяемое объектными модельными структурами. Язык системного структурного типа представляет собой системно-ориентированный язык моделирования высокого уровня, согласованный с концептуальными графами и позволяющий решать задачу проектирования (синтеза модели объекта автоматизации) в терминах системного технологического и системного объемного представления объекта автоматизации на основе математических моделей динамических систем в пространстве состояний объектов.

Полученные в диссертации теоретические и практические результаты являются математических обоснованием подхода к построению системно-ориентированных САЭЕ-средств и технологий для решения задачи проектирования информационно-управляющих систем в таких областях как разработка системно-ориентированных метаприложений, сервис-ориентированных архитектур, сценарного анализа и моделирования бизнес-процессов.

1. Розенблют А., Винер Н., Биглоу Дж. Поведение, целенаправленность и телеология. В кн. Н.Винер «Кибернетика», М., Наука, 1983.

2. Анохин П.К. Очерки по физиологии функциональных систем. М., Медицина, 1975.

3. Акофф Р., Эмери Ф. О целеустремленных системах. М., Советское радио, 1974.

4. Черчмен У., Акофф Р., Арноф JI. Введение в исследование операций. М., Наука, 1968.

5. Чечкин A.B. Математическая информатика.М., Наука, 1991.

6. Клир Дж. Системология: автоматизация решения системных задач. М., Радио и связь, 1990.

7. Форрестер Дж. Мировая динамика. М., Наука, 1978.

8. Общая теория систем. Сб. статей под редакцией М.Месаровича, М., Мир, 1966.

9. Месарович М., Мако Д., Такахара Я. Теория многоуровневых иерархических систем. М., Мир, 1973.

10. Месарович М., Такахара Я. Общая теория систем: математические основания. М., Мир. 1978.

11. П.Арнольд В.И. Обыкновенные дифференциальные урвнения. М., Наука, 1971.

12. Моисеев H.H. Математические модели экономической науки. М., Знание, 1973.

13. Голдблатт Р. Топосы: категорный анализ логики. М., Мир, 1983.

14. Мальцев А.И. Избранные труды. Том 2. Математическая логика и общая теория алгебраических систем. М., Наука, 1976.

15. Красс И.А. Математические модели экономической динамики. М., Советское радио, 1976.

16. Уемов А.И. Системный подход и общая теория систем. М., Мысль, 1978.

17. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем. М., 1985.

18. Поспелов Д.А. Логико-лингвистические модели в системах управления, М., 1981.

19. Поспелов Г.С., Ириков В. А. Программно-целевое планирование и управление. М., Советское радио, 1976.

20. Попов Э.В., Фирдман Г.Р. Алгоритмические основы интеллектуальных роботов. М., Наука, 1976.

21. Логика и онтология. Сб. статей. М., Наука, 1977.

22. Попа К. Теория определения. М., Прогресс, 1977.

23. Шенон Р. Имитационное моделирование систем искусство и наука. М., Мир, 1978.

24. Ульман Дж. Основы систем баз данных. М., Финансы и статистика, 1983.

25. Кузнецов И.П. Семантические представления. М., Наука, 1986.

26. Справочник. Искусственный интеллект. Книга 2. Модели и методы. М., Радио и связь, 1990.

27. Шлеер С., Меллор С. Объектно-ориентированный анализ: моделирование мира в состояниях. Киев, Диалектика, 1993.

28. Марка Д.А., МакГоуэн Методология структурного анализа и проектирования. М., МетаТехнология, 1993.

29. В.В.Подиновский, В.Д.Ногин Парето-оптимальные решения многокритериальных задач. М., Наука, 1982 г.

30. В.В.Подиновский Математическая теория выработки решений в сложных условиях. М., Минобороны. 1981г.

31. Дункан У.Джек Основополагающие идеи в менеджменте. М., Дело, 1996.

32. Мескон М., Альберт М., Хедуори Ф. Основы менеджмента. М., Дело, 1996.

33. Котов В.Е. Введение в теорию схем программ. М., Наука, Сибирское отделение, 1978.

34. Агафонов В.Н. Языки и средства спецификации программ (обзор). В сб статей «Требования и спецификации в разработке программ». ., Мир, 1984.

35. Л.Заде Понятие лингвистической переменной и его применение к принятию приближенных решений. М., Мир, 1976.

36. Математические методы в теории систем. Сб. статей под редакцией Ю.И.Журавлева, М., Мир, 1979.

37. Негойцэ К. Применение теории систем к проблемам управления. М., Мир, 1981.

38. Трахтенгерц Э.А. Компьтерная поддержка принятия решений. М., СИНТЕГ, 1998.

39. А.М.Вендров CASE-технологии. Современные методы и средства проектирования информационных систем. М., Финансы и статистика. 1998.

40. Афанасьев В.Н., Постников А.И. Информационные технологии управления предприятием. М., 2003.

41. Евсеев О.В., Кравченко В. А. Применение ЭВМ в управлении технологическими процессами. М., Из-во МГОУ А/О «Росвузнаука», 1992.

42. Одинцов Е.Е. Проектирование экономических экспертных систем. М., Компьютер, 1996.

43. Бадд Т. Объектно-ориентированное программирование в действии. С.Петербург, 1997.

44. Буч Г. Объектно-ориентированный анализ и проектирование с приложениями на С++. М., Бином, 1999.

45. Буч Г., Рамбо Д., Джексон А. Язык UML. Руководство пользователя. М., ДМК, 2000.

46. Plesniewicz G.S., Mironova T.S. CONCEPT: a Language for Conceptional Modelling. In: Proc. Of the Second InternationalWorkshop on Advances in Databases and Information Systems (ADBIS'95), Moscow, 1995.

47. Плесневич Г.С. Логика моделей «Классы-бииарные отношения» 1.» Изв. Академии Наук. Теория и системы управления. №5, 1997.

48. Плесневич Г.С. Логика моделей «Классы-бинарные отношения» 2.» Изв. Академии Наук. Теория и системы управления. №5, 1998.

49. Плесневич Г.С. Система логического вывода в концептуальном языке, включающем средства для спецификации событий. Материалы Международной конференции и российской научной школы. Часть 5, Сочи, 1999.

50. Allen J. Maintaining Knowledge about Temporal Intervals. In: Communications of ACM. Vol. 26, №11, 1986.

51. Sandewall E. Features and Fluents. A Semantic Approach to the representation of Knowledge about Dinamical Systems. In: Department of Computer and Information Science, Linkoping University, Sweden, 1994.

52. Kamp H. Events, discourse representations and temporal references. Language 64, (39-64), 1981.

53. Barwise J., Perry J. Situations and Attitudes. MIT Press, Cambridge, MA, 1983.

54. Lawvere F.W. The Category of Categories as a Foundation of Mathematics, La Lolla Conference on Categorical Algebra. Springer-Verlag (1966), 1-20.

55. Sowa J.F. Conceptional Graphs as a Universal Knowledge Representation. In: Computer Math. Applic., Vol 23, No 2-5, pp. 75-93, 1992.

56. Osborn S.L., Yu L. Unifying data, behaviours and messages in object-oriented databases. In: Data & Knowledge Engineering 18 (1996) 29-54.

57. Шеер A.B. Практика моделирования лучший критерий. Ж. Директору информационной службы. Ноябрь 2000.

58. Зиндер Е.З. Модель как истина в предпоследней инстанции. Ж. Директору информационной службы. Ноябрь 2000.

59. Кузнецов С.Д. Введение в СУБД (Обзор). Часть 9. Ж. СУБД № 5-6, 1996.

60. Wonham W.M. Towards an abstract internal model principle. In: IEEE Transactions on systems, man and cybernetics, 1976, v. SMC-6, No 11.

61. Бессонов A.B. Подстановочная и смешанная интерпретации квантификации. В кн. Логика и онтология, М., Наука, 1976.

62. Wonham W.M. Linear multivariable control: A geometric approach. -Lectures notes in tconomics and mathematical systems, v. 101 Berlin: Springer Verlag, 1974.

63. Р.Й. Павилёнис Связь логического и онтологического в некоторых современных теориях семантики естественного языка. В кн. Логика и онтология, М., Наука, 1976.

64. Скотт Д. Советы по модальной логике. В кн. Семантика модальных и интенсиональных логик. М., Прогресс, 1978.

65. Система команд транспьютера. М., Мир, 1993.

66. Цаленко М.Ш. Типология и системный анализ информационных технологий. Сб.трудов ВНИИ Системных исследований «Вопросы информационных технологий», М., 1982г.

67. Цаленко М.Ш. Семантические и математические модели баз данных. Итоги науки и техники, серия Информатика, том 9, М., ВИНИТИ, 1985.

68. Bradshaw J.V., Duffield S., Benoit P., Woodly J.D. KaoS: Towards anindustrial-strength generic agent architecture. In: Software Agents, Cambridge MA: AAAI/MIT Press, 1996.

69. T.A. Гаврилова, В.Ф. Хорошевский Базы знаний интеллектуальных систем. С.-Петербург, Притер, 2000.

70. Попов Э.В. Реинжиниринг бизнес-процессов и искусственный интеллект. // Новости искусственного интеллекта. № 4, 1996.

71. Саймон Г. Науки об искусственном. Пер. с англ. -М., Мир, 1972.

72. Плесневич Г.С. Понятийно-ориентированные языки в инженерии знаний. // Новости искусственного интеллекта. № 4, 2000.

73. Лорби К. Динамические полисистемы и теория управления. В кн. Математические методы в теории систем. Сб. статей под редакцией Ю.И.Журавлева, М., Мир, 1979.

74. Chen P. P.-S. The Entity-Relationship Model: Towards a Unified View of Data. ACM Trans. Database Syst. 1976, 1, Nol. 9-36.

75. Ахо А., Хопкрофт Дж., Ульман Дж. Построение и анализ вычислительных алгоритмов. М., Мир, 1979.

76. Senko М.Е. Conceptual Schemas, Abstract Data Structures, Enterprise Descriptions/ In: Proc. Int. Comput. Symp. Amsterdam: North Holand, 1977, 85-102.

77. Поспелов Д.А. Данные и знания. В кн. Справочник. Искусственный интеллект. М., Радио и связь, 1990.

78. Плесневич Г.С. Логические модели. В кн. Справочник. Искусственный интеллект. М., Радио и связь, 1990.

79. Методы классической и современной теории автоматического управления. Под редакцией проф. Пупкова К.А., ТЗ «Методы современной теории управления», М., Из-во МГТУ им Н.Э.Баумана, 2000.

80. Калман Р., Фалб П., Арбиб М., Очерки по математичесой теории систем. М., Мир, 1971.

81. Арбиб М.А., Мейнс М.Дж. Основания теории систем: разложимые системы. В кн. Математические методы в теории систем. Сб. статей под редакцией Ю.И.Журавлева, М., Мир, 1979.

82. Кау A. Microelectronics and Personal Computer/ Scientific American, 237(3): 230-244, 1977.

83. Kay A. The Early History of Smalltalk. The Second ACM SIGPLAN History of Programming Languages Conference (HOLP I I), ACM SIGPLAN Notices 28(3): 69-75, March 1993.

84. Поспелов Д.А., Осипов Г.С. Прикладная семиотика. Новости искусственного интеллекта. № 1, 1999.

85. Тарасов В.Б. От мультиагентных систем к интеллектуальным организациям. М., УРСС, 2002.

86. Осипов Г.С. Динамика в системах, основанных на знаниях. Известия РАН: теория и системы управления. № 5, 1998.

87. Tarassov V.B. Artificial Meta-Intelligence: a Key to Enterprise Reengineering. Proceedings of Second Joint Conference on Knowledge-Based Software Engineering (JCKBSE'96) (Sozopol, Bulgaria, September 21-11, 1996), Sofia, BAIA, 1996.

88. Shoham Y. Agent Oriented Programming. Artificial Intelligence. Vol 60, Nol, 1993.

89. Ferber J. Les systemes multi-agents. Vers une itelligence collective. Paris: InterEdition, 1995.

90. Ferber J., Magnin L. Conception des systemes multi-agents par composants modulaires et reseaux de Petri. Act des journees du PRC-IA, Montpellier, 1994.

91. Поспелов Д.А., ПушкинВ.Н. Мышление и автоматы. М., Сов. Радио, 1972.

92. Demazeau Y., Costa A.C.R. Populations and Organizations in Open-Multi-Agent System. Proceedings of the First Simposium on Parallel and Distributed AI. (Hyderabad, Inda, July 6-9, 1996.

93. Тарасов В.Б. Восходящее и нисходящее проектирование многоагентных систем. Труды международной конференции «Проблемы управления и моделирования сложных систем», Самара: Самарский научный центр РАН, 1999.

94. Парсонс Т. О структуре социального действия. М., Академический проспект, 2000.

95. Виттих В.А., Луке А., Мажаров Л.Г. Холонические производственные системы. Труды международной конференции «Проблемы управления имоделирования сложных систем», Самара: Самарский научный центр РАН, 1999.

96. Емельянов В.В. Многоагентная модель децентрализованного управления производственными процессами. Информационные технологии и вычислительные системы № 1, 1998.

97. Вагин В.Н. Зачем нужны нетрадиционные логики? Международный форум информатизации 98: Доклады Международной конференции «Информационные системы и технологии». Tl, М., Станкин, 1998.

98. Хайес П. Логика действий. В кн. Интегральные роботы. М., Мир. 1975.

99. Карри X. Основания математической логики. М., Мир, 1969.

100. Кон П. Универсальная алгебра. М., Мир, 1968.

101. Мулуд Н. Анализ и смысл. М., Прогресс, 1979.

102. Кайберг К. Вероятность и индуктивная логика. М., Прогресс, 1978.

103. Пупков К.А., Неусыпин К.А. Вопросы теории и реализации систем управления и навигации. М., Биоинформ, 1997.

104. Пупков К.А., Карпенко А.П. Моделирование динамических систем на транспьютерных сетях. М., Биоинформ. 1995.

105. Пупков К.А., Ломакин И.В. Опыт разработки и создания систем обеспечения управленческих решений. Сб.трудов ВНИИ Системных исследований «Вопросы информационных технологий», выпуск1, М., 1982 г.

106. Математическая лингвистика. М., Наука, 1973.

107. Касти Дж. Большие системы. Связность, сложность и катастрофы. М., Мир, 1982.

108. Мартин Дж. Организация баз данных в вычислительных системах. М., Мир, 1980.

109. Kostrikin A. Introduction a l'algèbre. Traduction française. Edition Mir. 1981.

110. Шрейдер Ю.А. Модели в математике и лингвистике. В кн. Математическая лингвистика. М., Наука, 1973.

111. Тамбовцев B.JI. К проблеме полезности. В кн. Информация и модели структур управления. М., Наука, 1972.

112. Фишберн П. Теория полезности для принятия решений. М., Наука, 1978.

113. Карпов Ю.Г. Теория автоматов . Питер, 2002.

114. Целищев В.В. Логика существования. Новосибирск, Наука, 1973.

115. Целищев В.В. Понятие объекта в модальной логике. М., Наука, 1978.

116. Целищев В.В. Философские проблемы семантики возможных миров. Новосибирск, Наука, 1977.

117. Дмитриев А.К., Мальцев П.А. Основы теории построения и контроля сложных систем. Ленинград, Энергоатомиздат, 1988.

118. Варламов О.О. Эволюционные базы данных и знаний для адаптивного синтеза интеллектуальных систем. Миварное информационное пространство. М., Радио и связь, 2002.

119. Алексеев Б.Т. Филосовские проблемы формализации знания. Ленинград, Из-во Ленинградского университета, 1981.

120. Лозовский B.C. Сетевые модели. В кн. Справочник. Искусственный интеллект. Книга 2. Модели и методы. М., Радио и связь, 1990.

121. Субботин А.Л. Традиционная и современная формальная логика. М., Наука, 1969.

122. Никольский С.Н. Статья на спецтему. Ж.Вопросы спецрадиоэлектроники .№10, 1972, стр .17-19.

123. Никольский С.Н. О структуре алгоритмов многоуровневой обработки интегрированных данных в автоматизированной информационно-решающей системе города. Сб. тезисов докладов Майской сессии НТОРЭС им.А.С.Попова, Москва, 1974, стр. 36-37.

124. Пупков К.А., Ломакин И.В., Никольский С.Н., Николаев В.Ф. О некоторых формальных методах исследования целеустремленных систем. Сб. тезисов докладов Всесоюзной научной конференции «Автоматизированные системы управления», Тбилиси, 1976, стр. 4-5.

125. Пупков К.А., Ломакин И.В., Никольский С.Н. О возможности применения метаанализа к исчислению планов и процессам принятия решений. Материалы 2-й конференции «Теория систем и разработка АСУ», Москва, 1976, стр. 3.

126. Ломакин И.В., Никольский С.Н., Николаев В.Ф. Некоторые результаты процессов функционирования целеустремленных систем. Материалы 2-ой конференции «Теория систем и разработка АСУ», Москва, 1976, стр. 4.

127. Никольский С.Н. Место винеровского подхода в теории систем. Сборник научных трудов «Теория и практика построения человеко-машинных систем». Москва, Научный Совет по проблемам управления движением и навигацией АНСССР, 1982, стр. 72-74.

128. Никольский С.Н. Об одном определении системы. Материалы Всесоюзной научно-технической конференции «Динамическое моделирование сложных систем», Тбилиси, 1982, стр. 38-39.

129. Никольский С.Н., Путилов Т.П. Комбинаторно-топологический подход к анализу сцен. Сб. тезисов докладов научной конференции с участием ученых из социалистических стран «Проблемы искусственного интеллекта и распознавания образов», Киев, 1984, стр. 51-53.

130. S.N.Nikolsky The Pecularities of Purposeful Behaviour Formalization. J.System analysis, Modeling, Simulation. 3 (1986) 4, 359-364.

131. S.N.Nikolsky System analysis and expert systems. In Proc. of Seconde European Congress on Management Sience. Prague, 1990, стр. 267-268.

132. Никольский С.Н. Телеологический контекст в проблеме искусственного интеллекта. Труды Третьего международного симпозиума «Интеллектуальные системы (ИНТЕЛС'98)», Псков, 1998, стр. 221-223.

133. Никольский С.Н., Пустовойт А.Н. Информационные технологии и управление процессами распределения бюджетных средств. Ж. Информатика-Машиностроение. № 4, 1999, стр. 12-16.

134. Никольский С.Н., Зеленин Д.В. Понятие объекта в компьютерных технологиях поддержки принятия решений. Труды Четвертого международного симпозиума «Интеллектуальные системы (ШТЕЬ8'2000), Москва, 2000, стр. 161-162.

135. Никольский С.Н. Проблема переноса модели и интеллектуальные компьютерные технологии поддержки принятия решений. Восьмая международная студенческая школа-семинар «Новые информационные технологии», Судак, 2000, стр. 37-39.

136. Никольский С.Н. Объекты и информационные технологии. Ж. Известия Таганрогского государственного радиотехнического университета. № 2, 2002, стр. 220-225.

137. Никольский С.Н., Кравченко В.А. Экономические объекты и информационные технологии. Межвузовский сборник научных трудов «Программное и информационное обеспечение систем различного назначения на базе персональных ЭВМ», М., выпуск 3, 2003, стр. 141-146.

138. Никольский С.Н. Максиминное решение задачи с противоречивыми критериями. Межвузовский сборник научных трудов «Программное и информационное обеспечение систем различного назначения на базе персональных ЭВМ» М., выпуск 3, 2003, стр. 170-175.

139. Nicolsky S.N., Kravchenco V.A. Organizations: algebraic and role structure. In Proc. Of International Conference On Information and Telecommunication in Intelligent Systems. Spain, Costa-Brava, BLANES,2003, стр. 19-21.

140. Никольский C.H. Обобщенная модель процесса автоматизации. Труды Шестого международного симпозиума «Интеллектуальные системы (ИНТЕЛС,2004)», Саратов, 2004, стр. 219-221.

141. Никольский С.Н., Полунин А.В. Диаграммы компьютеризации. Межвузовский сборник научных трудов «Программное и информационное обеспечение систем различного назначения на базе персональных ЭВМ», Москва, МГАПИ, выпуск 3, 2004, стр. 187-191.

142. Полунин А.В., Фильчугов А.В., Никольский С.Н. Процессный подход к построению метамодели электронного документооборота. Методология ARIS. М., МГАПИ, 2004, стр. 213-218.

143. Фильчугов А.В., Полунин А.В., Никольский С.Н. Модель виртуальных папок, как расширение ARIA-модели документооборота. М., МГАПИ,2004, стр. 276-280.

144. Полунин А.В., Первухин Н.В., Подлесных В.Г., Никольский С.Н. Отображение программных объектов на таблицы реляционной базы данных. М. МГАПИ, 2004, стр. 219-223.

145. Улыпин А.Г., Никольский С.Н. Разработка многоагентной системы электронной торговли. М., МГАПИ, 2004, стр. 259-263.

146. Farquhar A., Fikes R., Rice J. The Ontolingua Server: A Tool for Collaborative Ontology Construction. Knowledge Systems Laboratory, KLS-96-26, September, 1996.

147. Fernandez M., Gomez-Perez A., Juristo N. METHONTOLOGY: From Ontological Art Towards Ontological Engineering. Spring Simposium Series on Ontological Engineering. AAAI-97, Stanford, USA, 1997.

148. Gruber T.R. Towards Principal for the Design of Ontologies Used for Knowledge Sharing. International Journal of Human and Computer Studies. No 43(5/6). P. 907-928, 1995.

149. Gruninger M., Fox Methodology for Design and Evaluation of Ontologies. Proceedings of IJCAI-95 Workshop on Basic Ontological Issue in Knowledge Sharing.

150. Kifer M., Lausen G., Wu J. Logical Foundation of Object-Oriented and Frame-Based Languages. Journal of ACM, 1995.

151. Uschold M., Gruninger M. ONTOLOGIES: Principals, Methods and Applications. Knowledge Engineering Rewiew. Vol. 11, No2, 1996.

152. Финн B.K. Информационные системы и проблемы их интеллектуализации. НТИ, Сер 2, 1984, №1, 1-14.

153. Ларман К. Применение UML и шаблонов проектирования, 2-е издание. Пер. с англ. М.: Издательский дом «Вильяме», 2002. - 624 с.

154. Якобсон А., Буч Г., Рамбо Дж. Унифицированный процесс разработки программного обеспечения. СПб.: Питер, 2002. - 496 с.

155. Буч Г. Объектно-ориентированный анализ и проектирование с примерами приложений на С++, 2-е издание. Пер. с англ. М.: «Издательство Бином», СПб «Невский диалект», 1998. - 560 с.

156. Боггс У., Боггс М. UML и Rational Rose. Пер. с англ. М.: Издательство «ЛОРИ», 2000. - 582 с.

157. Codd E.F. A Data Base Sublanguage founded on the Relational Calculus. -In. Proc. 1971, ACM-SIGFIDET Workshop.

158. Ломазова И.А. Вложенные сети Петри: моделирование и анализ распределенных систем с объектной структурой. М., Научный мир. 2004.

159. Baeten J.C.M., Bergstra J.A., Klop J.W. Decidability of bisimulation equivalence for processes generating context free languages \\ Lectuer Notes in Computer Science. 1987. Vol. 259.

160. Кузин E.C., Фоминых И.Б., Хахалин Г.К. Системы принятия решений в интегральных роботах. В сб. статей Интегральные роботы. Выпуск 2. 1975.

161. Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем. М., Наука, 1978.

162. Холл П. Вычислительные структуры. Введение в нечисленное программирование, М., Мир, 1978.

163. Ахо А.В., Хопкрофт Д.Э., Ульман Дж.Д. Структуры данных и алгоритмы. Издательский дом «Вильяме», 2001.

164. Abrial J.R. Data Semantics In: Data Management. - Amsterdam: Nerth-Holland, 1974,1-60.

165. Langefors B. Infological Models and Information User Views. Inf. Syst., 1980, 5, №1, 17-32.

166. Cockburn A. Writing Effective Use Cases, MA.: Addison-Wesley, 2001

167. Дал У., Дейкстра Э., Хоор К. Структурное программирование. М., Мир, 1975.

168. Guiney Е. and Kulak D. Use Cases: Requirements in Context, MA.: Addison-Wesley, 1998.

169. Круглый стол «Парадигмы искусственного интеллекта». Руководители: д.т.н. О.П.Кузнецов, к.т.н. В.Б.Тарасов, к.ф-м.н. Аверкин А.Н., д.т.н. В.Н.Брагин Новости искусственного интеллекта. 1998, №3.

170. А.М.Мамиконов, В.В.Кульба, А.А.Цвиркун Автоматизация проектирования АСУ. М., Энергоатомиздат, 1981г.

171. К.А.Пупков, В.Г.Коньков Интеллектуальные системы. М., издательство МГТУ им.Н.Э.Баумана, 2003г.

172. Tviet A. A survey of Agent-Oriented Software Engineering. 2001/ (см. www.elcomag. com/amund/).

173. Murata T. Petri Nets, Marked Graphs and Circuit-System Theory. IEEE Circuit and Systems Society Newsletters. 11, №3, 1977.

174. Виноград Т. Программа, понимающая естественный язык. М., Мир, 1976.

175. Горбатов В.А. Теория частично-упорядоченных систем. М., Советское радио, 1976.

176. Каляев A.B. Многопроцессорные системы с программируемой архитектурой. М., Радио и связь, 1984.

177. Норенков И.П. Основы автоматизированного проектирования: Учебн. для вузов. 2-е изд., пераб. И доп. М., Изд-во МГУ им. Н.Э.Баумана, 2002.

178. Монтегю Р. Прагматика и интенсиональная логика. В кн. Семантика модальных и интенсиональных логик. М., Прогресс, 1981.

179. Клини С. Математическая логика. М., Мир, 1973.

180. Ивлев Ю.В. Логика. Учебник для вузов., М., Логос, 1997.

181. Лысенко Э.В. Проектирование АСУ технологическими процессами. М., Радио и связь, 1987.

182. Садовский В.Н. Основания общей теории систем. М., Мысль, 1974.

183. Смолин Л. Атомы пространства и времени. Ж. В мире науки. №4, 2004.

184. Медведев Ф.А. Ранняя история аксиомы выбора. М., Наука, 1982.

185. Хамби Э. Программирование таблиц решений. М., Мир, 1976.

186. Тондл Л. Проблемы семантики. М., Прогресс, 1975.

187. Guarino N. Formal Ontology and Information Systems. Proceedings of FOIS'98, Trento, Italy, 6-8 June 1998. Amsterdam, los Press, pp. 3-15

188. Никольский С.Н. Телеологическая модель организации и проблема синтеза интеллектуальных информационных систем. М., МГАПИ, 2005, стр. 142-150.

189. Никольский С.Н. Типы концептуальных метамоделей. М., МГАПИ, 2005, стр. 135-141.

190. Guarino N., Poli R. The role of formal ontology in information technology. International Journal of Human and Computer Studies. No 43 (5/6)/ Special Issue on ontology. P. 623-965, 1995.

191. Guarino N. Ontologies and Knowledge Bases. http://www.loa-cnr. it/ publication, htmp.

192. Poli R Levels. http://www.loa-cnr. it/ publication, htmp.

193. Poli R. Framing Ontology First Part. http://www.loa-cnr. it/ publication, htmp.

194. Poli R. Framing Ontology Second Part. http://www.loa-cnr. it/ publication, htmp.

195. Guizzardi G., Wagner G., Guarino N., van Sinderen M. An Ontologicalle Weil-Founded Profile for UML. Conceptual Models. http://www.loa-cnr. it/ publication, htmp.

196. Guarino N. Formal Ontology and Information Systems. http://www.loa-cnr. it/ publication, htmp. http://www.loa-cnr. it/ publication, htmp.

197. Pisanelli D.M., Gangemi A., Steve G. Ontologies and Information Systems: the Marriage of the Century. http://www.loa-cnr. it/ publication, htmp.

198. Бутковский А.Г. О единой геометрической теории управления. // Проблемы управления. 2003. - №1. - 8-12.

199. Автоматное управление асинхронными процессами в ЭВМ и дискретных системах. Под редакцией В.И.Варшавского, М., Наука, 1986г.

200. Роберте Ф.С. Дискретные математические модели с приложениями к социальным, биологическим и экономическим системам. М., Наука, 1986г.

201. Питерсон Дж. Теория сетей Петри и моделирование систем. Москва, «Мир», 1984г.

202. R.Kara, S.Djennoune, J-J.Loiseau State feedback control for the manufacturing systemes modelled by contniuous petri nets. 12 IF AC Symposium on Information Control Problems in Manufacturing (INCOM'2006), Preprints, Volume 1, p.p. 379-384.

203. Никольский C.H. Цель и модели организаций в задачах автоматизации. Труды международных научно-технических конференций. AIS'05 CAD-2005, том IV, Москва, Физматлит, 2005, стр. 244-250.

204. Никольский С.Н. Системные модели организаций в задачах автоматизации. Ж. Мехатроника, автоматизация, управление, № 1, 2006, стр. 45-51.

205. Никольский С.Н. Системные модели для проектирования информационных систем. Сб. научных трудов кафедры «Вычислительные системы и сети», М. Изд-во ЦОП, 2006г., стр. 117-124.

206. Никольский С.Н. Метаонтологии и обобщенная задача реализации. Ж. Автоматизация и современные технологии. № 9, 2006, стр. стр. 24-29.

207. Никольский С.Н. Роль метаонтологии в задачах автоматизации. Ж. Качество и CALS-технологии. № 1, 2006, стр. стр. 11-15.

208. Никольский С.Н. Роль метаонтологии в задачах автоматизации. Ж. Известия Таганрогского государственного радиотехнического университета, № 8, 2006, стр. 25-31.297

209. Никольский С.Н. Задача автоматизации процесса управления на композиционной динамике классов. Ж. Автоматизация и современные технологии. № 5, 2007, стр. стр. 18-23.