Формализация визуальных графоаналитических моделей процессов управления

• Автор: Михелев, Михаил Владимирович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Белгород
• Количество страниц: 118 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1. ОБЗОР И АНАЛИЗ ПРОБЛЕМ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПРОГРАММНЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ.

1.1. Обзор технологий проектирования программных систем управления.

1.2. Задачи и проблемы моделирования при проектировании программных систем управления

1.3. Обзор и анализ методов моделирования бизнессистем и бизнеспроцессов

1.4. Анализ проблем визуального графоаналитического моделирования бизнеспроцессов управления

1.5. Постановка задачи диссертационного исследования

Выводы по первому разделу.

2. ВЫБОР СРЕДСТВ РЕШЕНИЯ ПОСТАВЛЕННЫХ ЗАДАЧ.

2.1. Обоснование выбора графоаналитической нотации для моделирования процессов управления.
2.2. Обоснование выбора математическог о аппарата для формального описания процессов.
2.3. Исследование и выбор аппарата для верификации моделей процессовЗЗ Выводы по второму разделу
3. ИССЛЕДОВАНИЕ И ФОРМАЛИЗАЦИЯ ВИЗУАЛЬНЫХ ГРАФОАНАЛИТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ПРОЦЕССОВ УПРАВЛЕНИЯ
3.1. Адаптация алгебраического аппарата Г1Иисчисления для формализации графоаналитической УФОмодели процесса управления.
3.1.1. Формализация основных конструкций процесса управления
3.1.2. Алгебраический способ описания графоаналитических моделей процессов.
3.2. Разработка метода верификации формализованных моделей процессов управления
3.3. Разработка метода сокращения числа состояний формализованных моделей процессов управления
3.4. Разработка метода проверки эквивалентности формализованных моделей процессов управления
3.5. Разработка формализованного метода моделирования процессов
управления
Выводы по третьему разделу
4. АПРОБАЦИЯ ФОРМАЛИЗОВАННОГО МЕТОДА МОДЕЛИРОВАНИЯ И АНАЛИЗА ПРОЦЕССОВ УПРАВЛЕНИЯ
4.1. Применение форматизованного метода моделирования и анализа при проектировании системы управления наружным освещением.
4.2. Проектирование основных модулей системы управления наружным освещением
4.3. Анализ результатов применение формализованного метода моделирования процессов при проектировании системы управления
наружным освещением.
Выводы по четвертому разделу
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Апробация нового формализованного метола системного моделирования и анализа процессов управления при проектировании программной СУ наружным освещением путем построения и формального описания визуальных графоаналитических моделей процессов управления. Объект и предмет' исследования. Объект исследования - процесс проектирования программных СУ на этапе анализа процессов управления. Предмет исследования - средства моделирования и формализации процессов управления при проектировании программных СУ. Методы исследования. Системный подход «Узел-Функция-Объекг» (УФО-подход), системно-объектный анализ (УФО-анализ), алгебра процессов (ПИ-исчислснис), пакет верификатор SPIN, темпоральная логика LTL, язык Promcla. Способ формализованного описания компьютерных визуальных графоаналитических моделей процессов управления. Метод и алгоритм верификации графоаналитических моделей процессов управления. Метод и алгоритм сокращения числа состояний графоаналитических моделей процессов управления. Метод и алгоритм проверки эквивалентности графоаналитических моделей. Формализованный метод системного моделирования и анализа процессов управления. СУ наружным освещением. Научная новизна. Теоретически обоснованы и разработаны новый формализованный метод и алгоритм системного моделирования и анализа процессов управления для проектирования программных СУ. Метод и алгоритм отличаются от существующих возможностью алгебраического описания визуальных графоаналитических моделей процессов управления, построенных с помощью системно-объектного подхода (в терминах «Узел-Функция-Объект» - УФО подход). Их использование позволяет повысить эффективность проектирования программных систем за счет возможности проведения анализа компьютерных визуальных графоаналитических моделей алгебраическими средствами путем верификации, проверки эквивалентности и сокращение числа состояний таких моделей. Впервые алгебраический аппарат «ПИ-исчисление» адаптирован для описания визуальных графоаналитических моделей процессов управления, в первую очередь путем введения в ПИ-исчисление графического формализма для представления процесса. Впервые разработан способ формального описания системных визуальных графоаналитических моделей процессов управления, выполненных с помощью системно-объектного УФО-подхода, с помощью алгебраического аппарата ПИ-исчислсния. Практическая значимость работы. Разработан алгоритм верификации визуальных графоаналитических моделей процессов управления, в рамках которого разработана методика преобразования понятий ПИ-исчисления в термины языка Promela. Разработан алгоритм сокращения числа состояний визуальных графоаналитических моделей процессов управления. Разработан алгоритм проверки эквивалентности визуальных графоаналитических моделей процессов управления. Формализованный метод системного моделирования и анализа процессов управления успешно применен при проектировании программной СУ наружным освещением путем построения и формализации визуальной графоаналитической (системно-объектной) модели процессов управления наружным освещением. Разработанная СУ наружным освещением показала свою эффективность и была успешна внедрена в семи областях РФ, в частности в Белгородской, Ярославской, Курской областях, городе Тамбове и в других в регионах. Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационного исследования докладывались и обсуждались на Международной . Белгород , . Данное диссертационное исследования поддержано грантом РФФИ № 6. На основании полученных результатов в ООО «Институт высоких технологий Белгородского государственного университета» автором получен акт об использовании результатов диссертационной работы. По результатам исследований опубликовано I 1 печатных работ, из них 4 в изданиях из списка ВАК РФ, получено 2 свидетельства о государственной регистрации ПО для ЭВМ. Работа выполнена в Федеральном государственном автономном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Белгородский государственный национальный исследовательский университет» (НИУ «БелГУ»), факультет компьютерных наук и телекоммуникаций, кафедра прикладной информатики.