Иерархический кластерный анализ сложных программных систем

• Автор: Занин, Виталий Витальевич
• Шифр специальности: 05.13.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 120 с. : ил.

Содержание
Содержание
Введение
Глава 1. Сложная программная система как объект анализа
1.1. Место ПС в автоматизации бизнес процессов. Понятие нештатной ситуации
1.2. Обзор известных методов анализа сложных систем
1.3. Качественная модель процесса коррекции нештатной ситуации, сравнение
с техническими системами
1.4. Введение в формальное описание элементов процесса коррекции нештатной ситуации в программной системе
1.5. Введение в формальное описание модели коррекции нештатной ситуации
1.6. Гипотеза о причине
1.7. Концепции формального получения правил
1.8. Концепция классов близких ситуаций
1.9. Выводы
Глава 2. Модель коррекции нештатной ситуации в сложной программной системе26
2.1. Основные понятия
2.2. Пространство альтернатив. Строгая иерархия как средство установления отношений между элементами справочника прецедентов
2.3. Иерархическое расстояние между элементами расширенного кодового множества
2.4. Двумерный кластерный классификатор. Обобщенные переменные МКНС
2.5. Множество прецедентов в обобщенном представляющем пространстве.
База знаний МКНС
2.6. Метод поиска ответа, основанный на метрических свойствах множества прецедентов
2.7. Дополнение базы знаний новыми фактами
2.8. Выводы
Глава 3. Иерархический кластерный анализ функционирования
автоматизированной банковской системы
3.1. АСБ-методика
3.2. Пример построения и использования АБС-методики для анализа функционирования АБС
3.3. Фрагмент системы кластерного анализа функционирования АБС.
Построение конкретного представляющего набора
3.4. Фрагмент системы кластерного анализа функционирования АБС.
Кластерные классификаторы и обобщенный представляющий набор
3.5. Фрагмент системы кластерного анализа функционирования АБС. Анализ вариантов базы знаний
3.6. Выводы
Заключение
Список литературы

Введение
В последние десятилетия во всем мире и в России получили большое распространение корпоративные компьютерные технологии, воплощенные в сложные программные системы (ПС). Нет такой области современного мира, где не использовались бы сложные программные продукты. САО-ы в проектных организациях, системы автоматизации финансовых институтов, медицинские системы, системы по управлению производственным процессом предприятий и фирм, системы по автоматизации магазинов и крупных торговых систем являются «нервной системой» этих важнейших общественных институтов.
Быстрый рост распространенности программных систем обусловлен общим изменением темпа жизни, обработки, накопления и передачи информации, а также высокой эффективностью применения программных систем во всех сферах жизни, соответствием потребностям широкого круга предприятий и организаций.
Важность надежного функционирования программных систем обусловлена чрезвычайно негативными последствиями сбоев в работе программных систем, обеспечивающих нормальную работу практически всех общественных и производственных институтов. Например, современный банк просто не может нормально функционировать без системы, автоматизирующей банковские операции, при этом остановка работы банка в течение получаса означает заметные финансовые потери, как для самого банка, так и для его многочисленных клиентов. Нештатные ситуации в работе ПО для крупного медицинского учреждения могут привести к неправильному диагнозу, и как следствие - вреду для здоровья пациентов. Управление большими производственными коллективами сегодня уже немыслимо без поддержки специального ПО, позволяющего руководству принимать правильные и своевременные решения. Нештатные ситуации в работе управленческого ПО могут привести к неправильным решениям, которые в свою очередь часто стоят больших денег.
Данная работа рассматривает не вообще всё программное обеспечение, а сложные интеллектуальные продукты, предназначенные для хранения и обработки большого количества разнородной информации, и в частности, те аспекты работы сложных программных систем, которые связаны с возникновением в их работе нештатных ситуаций и путей выхода из сложившейся ситуации.
Сложные программные системы обладают рядом специфических особенностей, которые определяют особенности анализа их работы.
Крайне важной особенностью сложных программных систем является наличие корпоративного пользователя как одной из составляющих. Под понятием «корпоративный пользователь» будем понимать организацию, работающую с программной системой по предписанной технологии.
Пользователь настраивает систему, использует для своих целей результаты работы системы, вводит в систему данные, необходимые для него самого и других пользователей системы. Количество пользователей, одновременно работающих с современными программными системами, измеряется довольно большими числами. Например, количество одновременно активных рабочих мест в системе автоматизации крупного госпиталя, ограничивается десятками тысяч. В современном крупном банке одновременно работают тысячи пользователей.
Кроме большого числа одновременно активных рабочих мест, важной особенностью является наличие сложных технологических процессов, автоматизируемых системой, при этом, разные этапы этих процессов выполняются различными пользователями.
Различные ПС характеризуются разной жесткостью технологий работы пользователя в системе. На одном полюсе находятся высоко жесткие технологии работы военных ПС, на другом - свободные технологии работы с САЭ-ами. Большинство ПС подразумевают частичную жесткость технологии работы с системой, когда технологию работы ПС, может изменяться в соответствии с выбором пользователя. ПС для автоматизации финансовой деятельности характеризуются достаточно нежесткими технологиями работы, причем степень жесткости уменьшается по мере развития ПС.
Рис. 1 «Роль корпоративного пользователя как составляющей сложной программной системы»
Сложная
программная
система
Настройки
системы
Корпоративный
пользователь
2 и -а
* £ >-> о
го Ю и св Он о.
Сложность рассматриваемых систем определяется также огромным количеством параметров и настроек, определяющих особенности работы таких систем. Например, система автоматизации небольшого банка имеет порядка 300 настроечных параметров. Количество таких параметров для системы автоматизации крупного банка измеряется тысячами. Эти известные пользователю внешние настройки и правила работы системы, которые определенным образом документированы и поддаются изучению, являются лишь верхушкой айсберга, определяющего сложную программную систему.
Под «черной водой» интерфейса от пользователя спрятана база данных системы, обладающая сложной структурой, операционная система, в рамках которой работает программная система, уровень «железа» с его настройками, а также, известный только программисту огромный пласт внутренних алгоритмов
И так до последнего уровня Ь:
сС2,|а,£“‘|>1

(2.19)
12 = й"1, /0<1ф]<Ы1-1->12 ПЦ

Определение
Назовем строгой иерархией Н, определенной на конечном множестве 12, набор из Ь разбиений Н, :
Н = {Н,. |ге} такой что справедливы соотношения (2.16) - (2.19).
(2.20)
121,

— 12о 12® —►
12® 12®

Й! СО;
► Шо

&йЛГ

-► Н,

► н2

Рис. 2.3 «Строгая иерархия Н, определенная на конечном множестве 12»
На Рис. 2.3 приведена иллюстрация понятия строгой иерархии, определенной на конечном множестве элементов. Уровни разбиений показаны рядами стрелок, обозначающими отдельные подмножества этих разбиений. На самом нижнем уровне показано само множество 12, состоящее из элементов со;. Разбиение верхнего уровня Но состоит из единственного множества 12®, которое совпадает с множеством 12.
Введем следующее ограничение, связанное со структурой последнего (или нижнего) уровня иерархии: