Название: Вопросно-ответные инструментально-технологические средства в концептуальном проэктировании автоматизированных систем(Типикин В.В.)

Жанр: Информационные системы и технологии

Просмотров: 2706


Актуальность работы.

Разработка автоматизированных систем (АС), интенсивно использующих программное обеспечение, слишком часто приводит к результатам, которые не соответствуют запланированным ожиданиям. Значи- тельное число разработок либо прекращается, либо превышает запланирован- ное время и /или средства, либо завершается в более бедной версии.За последние 10 лет положение с успешностью разработок АС постепен- но улучшалось (оценки и отчёты корпорации Standish Group, США). На повы- шение степени успешности разработок существенное влияние оказывают:- новые и модифицированные стандарты (например, ГОСТ Р ИСО/МЭК12207-99, Std IEEE-1471-2000);- опыт, вложенный в нормативные архитектурные схемы (например, DODAF, TOGAF);- современные инструментально-технологические среды (например, на базе Rational Unified Process).Основные проблемы в этой предметной области обусловлены тем, что процесс разработки носит принципиально коллективный характер. Общую и очень сложную работу приходится разбивать на части и осуществлять согласо-ванно в условиях часто изменяющихся требований и ограничений.Особые проблемы вызывают первые шаги проектирования, когда форми-руются первые концептуальные представления АС и её частей, создающие кон-цептуальную основу АС и действий по её коллективной разработке. Именно на этом этапе проектирования из разрозненных источников опыта отбираются подходящие образцы и интегрируются в целостное концептуальное описание АС, включающее различного рода графические диаграммы и документы.Концептуальное представление АС, например, в виде концептуального проекта создаётся, в большей мере, для того, чтобы достичь в такой работе дос- таточное понимание и взаимопонимание и зарегистрировать его в форме нор-мативных концептуальных средств, включающих концептуальные графические модели и документы. Причём построенное представление должно выражать всё существенное для разработки АС в виде, достаточном для успешной работы напоследующих этапах.Практика показывает, что построить нужное концептуальное представле-ние можно только итеративно, что и является одним из основных источников изменений требований и ограничений, на которые приходится реагировать впроцессе разработки АС. Эти изменения должны быть зафиксированы, в пер-вую очередь, в концептуальных моделях и документах.Концептуальные проблемы системной и программной инженерии иссле- дуют с различных позиций. Особое место в исследованиях уделяется методам и средствам коллективной разработки АС в корпоративных средах. Поток задач и работ в этой области из года в год увеличивается, что является важным показа- телем актуальности исследований в этой области.

На основании вышесказанного в диссертационной работе была выбрана область исследований, содержание которой связано с процессами концепту- ального проектирования сложных автоматизированных систем, включающих, в общем случае, совокупность аппаратно-технических и программных средств, связанную развитыми средствами телекоммуникации.Функции объекта исследований в работе выполняют процессы опера- тивного формирования и использования концептуальных моделей автоматизи- рованных систем на ранних этапах их автоматизированного проектирования.Ориентируясь на современную практику разработки автоматизированных систем, было принято решение использовать опыт объектно-ориентированного анализа  и  проектирования  (в  частности  опыт,  вложенный  в  мастер- методологию Rational Unified Process (RUP) и ее средства) для спецификации направления исследований.Такое решение использовано как подсказка для включения в интересы диссертационной работы специфики оперативного формирования и использо- вания основных артефактов RUP, регистрирующих результаты концептуально- го моделирования. Что, в свою очередь, приводит к возможности сопоставле- ния исследуемых процессов с процессами RUP.Предметом исследования диссертационной работы является система средств вопросно-ответного формирования и использования совокупности кон- цептуальных моделей, согласованных с основными международными, нацио- нальными и производственными стандартами на проектирование сложных ав- томатизированных систем.Целью диссертационной работы является создание единой методологи-ческой  базы  корпоративного  проектирования  сложных  автоматизированных систем, позволяющей повысить успешность разработок АС за счёт сниженияотрицательных воздействий рисков, обусловленных концептуальными пробле-мами ранних этапов проектирования.Сущность диссертационной работы связана с решением следующих на-учно-технических задач:1. Исследовать возможности повышения автоматизации действий разра- ботчиков в задачах вопросно-ответного моделирования технологий объектно- ориентированного анализа и проектирования (ООАП) и аспектно- ориентированного анализа и проектирования (АОАП) сложных АС.2. Разработать метод, обеспечивающий создание концептуального проек- та АС на базе системы действий, основу которых определяют автоматизиро- ванные вопросно-ответные рассуждения в коллективе разработчиков.3. Разработать систему методик, обеспечивающих реализацию вопросно- ответного метода концептуального проектирования в корпоративной среде раз- работки АС.

4. Разработать программную реализацию системы методик в виде систе- мы технологических задач, активных сценариев для их использования в техно- логиях объектно-ориентированного анализа и проектирования АС.Методы исследования основаны на использовании методов системной и программной инженерии, теории алгоритмов, теории графов, теории концепту- ального проектирования, объектно-ориентированного программирования.Научную новизну составляют:1. Метод концептуального решения системы задач проекта автомати- зированной системы, в основу которого положены вопросно-ответный анализ проектных ситуаций и пошаговая детализация. Применение метода повышает степень автоматизации человеко-компьютерных действий, способствует концептуальному согласованию принимаемых решений, а также ограждает от ошибочных последовательностей действий и связанных с этим потерь времени.2. Набор методик, обеспечивающих рациональную реализацию метода концептуального решения задач проекта в корпоративной среде автоматизи- рованного проектирования группой разработчиков в условиях прерываний, обу- словленных, в первую очередь, согласованным параллельным исполнением за- планированных и ситуативных проектных задач.3. Подход к динамической систематизации технологических задач (про- цесса разработки АС), в основу которого положено управление прерываниями, использующее классификацию технологических задач, формирование очередей прерванных задач и их приоритетное обслуживание.Достоверность результатов диссертационной работы подтверждается полнотой и корректностью исходных посылок, логичностью рассуждений (ис- пользующих, в том числе, вопросно-ответную формализацию) и эксперимен- тальными проверками исследуемых вопросно-ответных средств в двух проект- ных задачах.Основные положения, выносимые на защиту, включают:1. Комплексирование   методов   пошаговой   детализации   и   вопросно- ответного анализа, что позволяет решать все задачи концептуального этапа проектирования АС на единой методологической основе, способствующей по- вышению степени успешности разработок АС.2. Система методик концептуального проектирования, обеспечивающая построение и использование новой технологии концептуального проектирова- ния сложных автоматизированных систем, интенсивно использующих про- граммное обеспечение.Практическая ценность. Практическими результатами диссертационной работы являются следующие:1. По образцам оперативной интерактивной помощи разработаны два

варианта реализации системы методик концептуального решения задач про- екта, встроенные в среду вопросно-ответного процессора NetWIQA, адапти- рованную к задачам концептуального проектирования АС.2. Разработана реализация системы методик в виде системы активных сценариев, повышающих удобство их человеко-компьютерного исполнения, а также вводящих в проектирование дополнительную автоматизацию и эле- менты управления прерываниями.3. Разработан макет системы прерываний, позволяющий ввести и по- лезно использовать динамическую систематизацию множества технологиче- ских задач, исполняемых на каждом рабочем месте корпоративной среды раз- работки и в процессе разработки в целом.Реализация и внедрение результатов работы. Разработанные про- граммные средства и комплекс методик их использования реализованы в соста- ве вопросно-ответного процессора NetWIQA в рамках ОКР, выполненной в ФНПЦ ОАО НПО «Марс».Апробация работы. Основные положения и результаты диссертацион- ной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях: «Кон- тинуальные алгебраические логики, исчисления и нейроинформатика в науке и технике» 2005г. (г.Ульяновск), «Interactive Systems And Technologies» 2005г. (г.Ульяновск), «Intelligent Systems 2006» and «Intelligent CAD’s 2006» (г.Дивно- морск), «Информационно-математические технологии в экономике, технике и образовании» 2006г. (г.Екатеринбург).Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 8печатных работ.Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введе- ния, четырёх глав с выводами, заключения, библиографического списка ис- пользованной литературы (166 наименований), изложенных на 164 страницах машинописного текста, а также 3 приложений на 23 страницах. Диссертация содержит 88 рисунков и 3 таблицы.КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫВ первой главе диссертационной работы выявляются место и роль кон- цептуального проектирования в разработке автоматизированных систем, интен- сивно использующих программное обеспечение. Проводится обобщённый ана- лиз области исследований и обзор релевантных информационных материалов, который исходит из стратегического, тактического и оперативного уровней действий. Раскрывается специфика вопросно-ответного подхода к концепту- альному проектированию и представляются результаты его применения к од- ной из практических задач. По результатам эксперимента выявляется ряд тре- бований, в соответствии с которыми формулируется задача исследований и проводится её вопросно-ответный анализ. Анализ доводится до состояния, по-

зволяющего установить ожидаемые эффекты и определить последовательность действий в исследованиях и разработках.Место и роль концептуального проектирования выражены с помощью форм концептуального существования АС, в виде системы требований (Кон- цепция-Vision), архитектуры и концептуального проекта (Рис.1).КонцепцияАрхитектураПроектРис.1. Концептуальные представления АСКаждая из отмеченных форм (в современных технологиях объектно- ориентированного анализа и проектирования) создается с использованием об- разцов  концептуальных моделей  (диаграмм и  документов). Каждая  из  этих форм создаётся с вполне конкретными целями как целостное представление АС на соответствующем уровне абстракции.Особо богатым источником образцов служит мастер-методология RUP, предоставляющая для концептуального проектирования средства, для решения около 500 задач. Именно по этим причинам RUP является хорошим примером для сопоставления новых идей и решений.В обзоре релевантных источников приведены концептуальные модели, которые используются на стратегических, тактических и концептуальных ли- ниях концептуальных действий. Результаты обзора сведены в единую класси- фикацию, в большей мере для представления базового набора концептуальных моделей.Анализ используемых концептуальных моделей подтвердил отсутствие среди них моделей, представляющих рассуждения, в первую очередь модели- рующих рассуждения разработчиков АС, в то время как без понятийной (или другими словами концептуальной) деятельности разработчиков не может быть осуществлено концептуальное проектирование. Продукты концептуального этапа регистрируют результаты рассуждений, поскольку никакой другой дея- тельности, сопоставимой по важности с рассуждениями, на этом этапе не про- водится.

Анализ подтвердил правомерность использования в концептуальном про- ектировании АС специального класса моделей – вопросно-ответных моделей технологий разработки АС. При построении вопросно-ответной модели кон- кретной технологии эта технология представляется как дерево задач, в резуль- тате решения которых в процессе разработки АС будет создан набор концепту- альных моделей, предусмотренных технологией.Наиболее прямолинейно дерево задач используется в технологии RUP. С ориентацией на RUP на кафедре «Вычислительная техника» Ульяновского го- сударственного технического университета был создан комплекс средств во- просно-ответного моделирования технологий, получивший название «Потоки работ «Взаимодействие с Опытом». В RUP реализовано 9 потоков работ, из ко- торых 6 потоков работ (три основных и три поддержки) используются для кон- цептуального проектирования. Потоки работ «Взаимодействие с опытом» были разработаны как дополнительные (к RUP) потоки работ поддержки, модели ко- торых дополняли набор моделей RUP.Ориентация на RUP использовалась специально, для того, чтобы указатьместо моделей рассуждений в процессе концептуального проектирования, а также то, что модели такого рода в RUP отсутствуют, в то время как их исполь- зование приводит к важным положительным эффектам, способствующим по- вышению степени успешности в разработках АС.Для моделирования конкретной технологии (не только RUP) с помощью потоков работ «Взаимодействие с опытом» следует разработать набор вопрос- но-ответных моделей (и использовать их в процессе разработки) для каждой из задач дерева задач технологии.В основе потоков работ «Взаимодействие с опытом» лежит моделирова-ние рассуждений проектировщиков, которые регистрируются в корпоративной среде проектирования с помощью специализированного процессора NetWIQA(Net Working In Questions and Answers). Для моделируемых рассуждений стро- ится их вопросно-ответное представление, сохраняющее всё существенное, не- обходимое для процесса разработки АС.Около трёх лет назад автор использовал эти средства в работе над про- ектной задачей «Функциональная система подготовки руководства» (ФСП), выполнявшейся по важному государственному заказу.Проектирование позволило выявить ряд моментов, наиболее важными из которых являются следующие:-    применение команд и плагинов QA-процессора позволяет накапливатьинформацию о концептуальных решениях по частям в условиях прерываний рассуждений по разным причинам;- естественными границами прерываний являются команды QA- процессора, плагины и команды плагинов, результаты исполнения которых от- кладываются в базе проекта;-  прерывание внутри действия, исполняемого проектировщиком, или внутри последовательной совокупности таких действий приводит к тому, что активность, предшествующую прерыванию, придётся повторить;

-           в  процессе  прерывания  некоторых  последовательностей       человеко-компьютерных действий их приходится выполнять повторно сначала;-   определённые совокупности действий можно объединять в блоки, по- добные процедурам и функциям в программировании, для их повторного при- менения;-            подобные блоки целесообразно рационально организовать и «запом-нить» для повторного применения (что и приходилось автору делать при реше-нии задачи ФСП);-   подобные блоки позволяют снять часть проблем, к которым приводят прерывания.В результате были сформулированы следующие решения:-   для типовых концептуальных объектов (вопросов, ответов, специфика- ций, документов, моделей и др.) целесообразно строить и использовать рацио- нальные типовые сценарии для QA-рассуждений и их фрагментов, являющиеся дополнительными к сценариям, вложенным в QA-модели задач проектирова- ния;-   необходимо рационально распределить работы по построению рассуж- дений между проектировщиком и компьютером (конкретнее между проекти- ровщиком и приложением QA-процессора к задачам концептуального проекти- рования);-   целесообразно формировать конкретные рассуждения из связной сово- купности сценариев, в рамках сценария которой могут производиться (с возвра- том или без возврата) вызовы других сценариев;-        целесообразно создать и использовать библиотеку сценариев, дополни-тельную к библиотеке QA-моделей.Такие решения привели к идее разработки «вопросно-ответного метода концептуального решения системы задач проекта АС» на базе специальногонабора технологических задач, обслуживающих коллективную разработку АС в корпоративной сети.В соответствии с представленной идеей была сформулирована обобщён-ная постановка задачи исследований:Z*. 1. Сформулировать и исследовать систему технологических задач, материализация решения которых позволяет создать инстру- ментально-технологический комплекс, обеспечивающий повышение степени автоматизации рассуждений в коллективе проектировщи- ков в процессах концептуального проектирования АС.2. В основу технологических задач положить метод пошаговой детализации, вопросно-ответную структуризацию рассуждений, со- провождающих концептуальное проектирование и их вопросно- ответный анализ.3. Инструментально-технологический комплекс, обеспечивающий оперативное включение технологических задач в процесс проектиро- вания, должен предоставлять возможность его  использования со-

вместно со средствами объектно-ориентированного анализа и про-ектирования АС.Вопросно-ответный анализ задачи Z* позволил разработать логику ис- следования, определиться с мотивациями и ожидаемыми эффектами и распре- делить материал исследований по тексту диссертации.Во второй главе работы представлены проектные действия с позиций стандартов ГОСТ 19-ой и 34-ой серий, а также с позиций стандарта ИСО/МЕК12207 в сопоставлении с потоками работ технологии Rational Unified Process. Всопоставлении выделяются этапы, связанные с концептуальным проектирова-нием, и проблемы комплексирования артефактов, вызванные совместным ис- пользованием родственных стандартов и технологий. В рамках концептуально- го проектирования выделяются классы задач проекта АС, служебных задач процесса разработки и технологических задач, обеспечивающих реализацию вопросно-ответной технологии. На основе пошаговой детализации и вопросно- ответного анализа формируется система технологических задач, обеспечиваю- щая реализацию «вопросно-ответного метода концептуального решения задач проекта АС». Представляются подходы к систематизации статики и динамики технологических задач, в том числе и с позиций управления их прерываниями.Сопоставление с позиций стандартов проведено в большей мере из-за то- го, чтобы приблизиться к задачам, которые приходится решать на концептуаль- ном этапе, причём приблизиться с позиций их представления в вопросно- ответных моделях технологий на базе инструментально-технологической среды процессора NetWIQA. Форма представления задач, ориентированная на итера- тивный процесс разработки, приведена на Рис.2.Z

Z1Z11Z12Z1mZ2Z21Z22Z2nZpZp1Zp2Zpr Итеративный процесс+Управляемое распределение задач+Пошаговая детализация+Вопросно-ответный анализ

Рис.2. Дерево задач разработки АС

На дереве задач представлены только два типа задач – задачи проекта и служебные задачи. Отсутствуют задачи технологического типа, в процессе ре- шения которых как раз и формируется структура задач, приведённая на Рис.2. На этом же рисунке указано, что в основе формирования и использования сис- темы технологических задач лежат пошаговая детализация и вопросно- ответный анализ.Именно эти два вида действий были использованы как методологическая база в разработке «вопросно-ответного метода концептуального решения задач проекта АС», сущность которого приведена на Рис.3.Эта сущность заключается в том, что по результатам вопросно-ответного анализа исходной постановки задач и её последующих вариантов из библиотек вопросно-ответных и концептуальных моделей отбираются подходящие шаб-лоны, которые включаются в состав концептуального решения. Эти шаблоны заполняются адекватной информацией, которая (по цепи обратной связи) вклю- чается в очередные варианты постановки задачи. Процесс продолжается до техпор, пока состояние концептуального решения не окажется достаточным для успешной работы на последующих этапах.ZI.k(tn)

ZI.k(t1)Исходная постановка Процесс решения1Рез у л ь т ат , пол ез н ы й   э ффек т вы п ол н ен и я Пре ц ед ен т а дл я каж д о г о у ч аст н и к а1В       сл у ч ае       усп еш н ог о реш ен и я Зад ач и П ерв ич но го Ак т о ра

(гаран т ии у ч аст н и к а м ) 1В         сл у ч ае          неу д ач и

задачи ZI.k(t0) ZZ1Z11Z12Z1mZ2    Z21Z22Z2nZpZp1Zp2Zpr 1Пре д у сл ов и я – си т у а ц и я к начал у в ы пол н ен ия Пр ец ед ен т а1Три г г е р – соб ы т и е, ко т ор е зап уск а ет вы п ол н е н и е П рец ед ен т а2Подп р ец еден т ы2По д з ад ач и (д ост ат оч н о са мост оя т ел ь н ы е) в п роц ессе в ы пол н ен ия Пр ец ед ен т а2Об щ ее с дру г и м и Пр ец ед ент ам и пов е д ени е2Ал ь т ерн а т и в н ы е ва ри ан т ы  пове д е ни я2Усл ов ны е , необ яз а т е л ь н ы е ком поне н т ы пове д е н и я2От ноше ния            обобще н ия            ме жд у под з ад ачам и3Основ но й         Сце нар и й         -        баз ов а я посл ед оват ел ь ност ь             Шаг о в             во вз а им од е й с т в и и    Сис т е м ы    с    др уг им и Ак т орам и   дл я   ус пе шног о   вы пол не н ия Преце д ен т а.3Ка жд ы й Шаг – эт о:3Об м е н  дан н ы ми  (сообще н и я м и)  ме жд уАк т орам и

Библиотека моделей {QA(MK )}   Q                                  Q11     11

j

 
Q1       A1Q12Q1m AA12A1m

Q2       A2Q21Q22Q2n A21A22A2n

Analysis Qp       ApQp1Qp2Qpr Ap1Ap2Apr

TransformationRepresentationsVisualizationFigure 2. Logical view

j

 
Библиотека концептуальных  моделей {MK }Рис.3. Вопросно-ответный метод концептуального решения задач проектаВ процессе концептуального решения у технологических задач своя роль, которая отражена на Рис.4. Технологические задачи помогают в построении за- дач проекта, служебных задач и их вопросно-ответных моделей. На этом слайде представлены две линии действий – с использованием технологических задач и без их использования. В диссертационной работе разработана линия действий1, применение которой повышает степень автоматизации концептуального про-ектирования, ограждает от ошибочных последовательностей действий, вводит

дополнительные удобства в работе с действиями, а также сокращает время дос-тупа к командам и плагинам QA-процессора.До разработки системы технологических задач разработчикам, исполь- зующим моделирование в среде NetWIQA, была доступна только линия дейст- вия 2, открывающая доступ непосредственно к командам и плагинам, но не их связным совокупностям. Эта линия остаётся открытой и при наличии линии действий 1. Более того, есть возможность переключаться между линиями, что повышает гибкость в действиях разработчика.

Проектные задачи ZP Технологическиезадачи ZT 1Сервисные   tзадачи ZC

Модели QA(ZP) Модели QA(ZC)        2

Рис.4. Отношения между задачами метода концептуального решенияНа Рис.5 приведен состав системы технологических задач, разработан- ный для среды NetWIQA, фиксирующий их разбиение на группы с позиций ба- зовых процессов концептуального проектирования. На рисунке жирным шриф- том выделены группы задач, методики которых разработаны в диссертацион- ном исследовании. На этом же рисунке отражена проблема прерываний техно- логических задач, обусловленная распараллеливанием действий метода по за- дачам и разработчикам при его реализации с помощью технологических задач.ОбучениеДокументированиеФормирование опытаКоммуникативное взаимодействиеПланированиеКонцептуальное проектирование…Прерывания процессов решения задачСистема прерыванийРис.5. Структура системы технологических задач

В третьей главе представляются результаты разработки набора методик концептуального  проектирования,  а  также  наборов  методик  вопросно- ответного управления, формирования и использования моделей опыта, постро- енных в разработке текущего проекта и предшествующих разработках. Для представления методик используются средства псевдокодирования и UML- диаграммы, нацеленные на представление «поведения». Детализируются во- просы, обусловленные необходимостью учёта запланированных и ситуативных прерываний в экземплярах технологических задач. Представляется ряд реше- ний по управлению их прерываниями.Для построения методик в диссертационной работе использовался псев- доалгоритмический естественно-профессиональный язык, лексика которого со- гласована с предметной областью технологических задач, базирующейся на во- просно-ответном моделировании. Специальное представление синтаксиса язы- ка не использовалось.Для того, чтобы снять возможные неопределённости в операторах, цик-лах и переходах, а также, для того, чтобы повысить степень формализации, для каждой методики разработано ее представление на языке UML.Язык UML использовался и для того, чтобы продемонстрировать арте-факты, которые широко используются в практике концептуального проектиро- вания. По этой причине, в представлении методик использовались UML- диаграммы активностей, состояний и последовательностей.На Рис.6 для иллюстрации используемых средств выражения представлен псевдокод одной из методик.4.1. Выполнить работу «Открыть задачу»4.2. Выбрать из множества Q = {Qi} вопрос Qj для выполнения очередного действия по решению задачи.4.3. Выполнить работу «Ответить на вопрос»4.4. Если не все элементы множества Q имеют статус «Завершено», товернуться к п.4.2.4.5. Выполнить работу «Обсудить решение задачи Z»4.6.Приписать задаче Z атрибут «Решена».4.7. Выполнить работу «Построить прототип» для решённой задачи.4.8.Завершить работу с технологической задачей.Рис.6. Псевдокод методикиДетальное рассмотрение технологических задач позволило более кон- кретно подойти к проблеме их прерываний и фронтального решения. В кон- кретный момент времени, на каждом рабочем месте разработчиком Sbp исполь- зуется определённое множество технологических задач {ZTpk(Obj, ZI, TZ, Bm, Cn, tr)}, где ZTpk – определённый экземпляр задачи прерываний, Obi – объект задачи, ZI – задача проекта, в рамках которой активизирована технологическая задача, TZ  – тип технологической задачи, Bm – «точка» прерывания в сценарии техно- логической задачи, Cn – причина прерывания, tr – время прерывания. Приведён-

ной атрибутике соответствует динамическая классификация (Рис.7) множества технологических задач конкретного рабочего места. С такой классификацией целесообразно связать динамическую систему S({ZTpk(Obj, ZI, TZ, Bm, Cn, tr)}, t) и использовать эту систему как систему доступа к прерванным технологиче- ским задачам.

Система технологических задач S({ZT },t)

pi…

…        …        … {ZT   }

piДерево задач проекта

Z2                                                                   Zp

 

 

1m                        Z21            Z22            Z2n

Zp1     Zp2      Zpr

 

 

 

Q

 

Z                              Q1                                        Q2                                                Qp

Q11  Q12    Q1m                       Q21  Q22  Q2n                          Qp1 Qp2 Qpr

A1                                        A2                                                 Ap

A11  A12    A1m                 A21  A22  A2n                   Ap1 Ap2  Apr

 

 

 

Q

 

Q1                                        Q2                                                Qp

2                                             Q         Q           Q                     Q         Q         Q

11         12           1m                   21         22          2n                 Qp1 Qp2 Qpr

A1                                        A2                                                 Ap

A11  A12    A1m                 A21  A22  A2n                    Ap1 Ap2  Apr

 
Z

Z1Z11 QQ1    Q2Q11  Q12    Q1mA            A QpQ21  Q22  Q2nAp Qp1 Qp2 Qpr

1          2A11  A12    A1m      A21  A22  A2n           Ap1 Ap2  Apr

 

 

Q

 

Q1                                        Q2                                                Qp

Z1                                       Q11  Q12    Q1m                       Q21  Q22  Q2n                          Qp1 Qp2 Qpr

A1                                        A2                                                Ap

A11  A12    A1m                 A21  A22  A2n                   Ap1 Ap2  Apr

 
QA-протоколыРис.7. Динамическая систематизация технологических задачПредставленная динамическая систематизация позволяет сформулировать и решить ряд полезных задач, в число которых входят:1. Задача управления прерываниями технологических задач, в основе ко- торой лежит формирование набора очередей прерванных задач и их приоритет- ное обслуживание.2. Задача оценки эффективности доступа к прерванным задачам.В решении первой задачи использованы аналогии с управлением преры- ваниями в многозадачных компьютерных средах, поскольку проблемы таких прерываний близки к псевдо-параллельному исполнению технологических за- дач. Отличия просматриваются в типах прерываний и включении человека в эти процессы. Отметим, что задача прерываний была расширена до обработки прерываний не только для технологических задач, а также команд, плагинов и приложений.Вторая задача решена в сопоставлении доступа к N прерванным техноло- гическим задачам по первой линии действий (Рис.4) и доступа к аналогу этих задач по 2-ой линии действий. Сопоставление проводилось с позиций времениинтерактивного доступа к позиции выбора на экране дисплея и учитывало вре-мя визуального доступа (зависящего от числа элементов выбора), время пере-

мещения маркера в выбранную позицию и время клавишного выбора. Выиг- рыш во времени доступа по линии 1 оказался не меньше, чем N/2. Следует за- метить, что не этот факт является основным преимуществом в использовании«вопросно-ответного метода концептуального решения системы задач разра- ботки АС». Более важны: единая методологическая база решения всех задач концептуального этапа; общая инструментально-технологическая основа кон-цептуальных действий на этом этапе; повышение степени автоматизации, а также то, что нормативные последовательности действий способствуют пре- дотвращению ошибок в последовательностях действий и связанных с этими ошибками потерь времени.В четвёртой главе работы представляются результаты диссертационной работы, которые доведены до состояния их использования в практике разрабо- ток АС. Раскрыто место разработанных средств в инструментально- технологической среде процессора NetWIQA. Приведены базовые технические решения по пассивной и активной формам реализации методик. Представлены ещё одна практическая задача и результаты её концептуального проектирова- ния с помощью средств. Приведены результаты макетирования системы управ- ления прерываниями технологических задач.Одной их важнейших практических задач диссертации была задача ком-плексирования разрабатываемых средств с вопросно-ответным процессором NetWIQA. Самая первая версия комплексирования была реализована по образ- цу интерактивной помощи, причём так, чтобы разработчику АС были доступны и используемые методики (Рис.8), и интерактивные формы задач, соответст- вующие методикам и построенные по образцу представлений задач в Rational Unified Process.Имена методикСтруктура задачиРис.8. Пассивный вариант реализации методик

Затем задачный вариант был развит до его объединения с текстами сце- нариев процесса решения задачи (Рис.9), исполнение каждого из которых управлялось разработанным мастером. Всего для таких целей было разработано46 единиц типа мастер. Применение сценарного управления согласовано с за-дачей прерываний. Точка возврата фиксируется в теле сценария.Рис.9. Сценарный вариант исполнения методикПредложенные средства обработки прерываний реализованы только на макетном уровне в виде двух составляющих: плагин для вопросно-ответного процессора NetWIQA и менеджер прерываний, который является отдельным приложением.Макет разрабатывался с применением компонентной технологии COM так, что он позволяет обрабатывать и управлять прерываниями трех уровней деятельности: уровень приложений для всех приложений, уровень сеансов для вопросно-ответного процессора NetWIQA, частично уровень работы с докумен- том для NetWIQA.Предложенные в диссертационной работе средства были испытаны ещё в одной задаче НПО «МАРС», назначение которой было связано с «Перевозкойгрузов и техники». В процессе концептуального проектирования были построе-ны вопросно-ответные шаблоны основных артефактов «Техническое задание»,«Руководство оператора», «Руководство системного программиста», «Описание

программы», «Описание применения», что позволит сократить время, необхо- димое на проектирование АС. Наиболее важным результатом испытаний стал факт сокращения времени проектирования, за счет использования разработан- ных методик, на месяц при решении аналогичной по объему задачи.Основные результаты работыПодводя обобщающий итог диссертационному исследованию и практиче- ским разработкам, реализованным на базе результатов исследований, можно утверждать следующее:Цель исследований, направленная на создание единой методологическойбазы корпоративного проектирования сложных автоматизированных систем, позволяющей повысить успешность разработок АС за счёт снижения отрица- тельных воздействий рисков, обусловленных концептуальными проблемами ранних этапов проектирования, достигнута. Предложен и проверен на практи- ке «метод концептуального решения проектных задач».Получены новые научные результаты:1. Метод концептуального решения системы задач проекта автоматизи- рованной системы, в основу которого положены вопросно-ответный анализ проектных ситуаций и пошаговая детализация, применение которого повышает степень автоматизации человеко-компьютерных действий, способствует кон- цептуальному согласованию принимаемых решений, а также ограждает от ошибочных последовательностей действий и связанных с этим потерь времени.2. Набор  методик, обеспечивающих рациональную реализацию метода концептуального решения задач проекта в корпоративной среде автоматизиро- ванного проектирования группой разработчиков в условиях прерываний техно- логических действий.3. Подход к динамической систематизации технологических задач на базе управления прерываниями, использующий классификацию технологических задач, формирование очередей прерванных задач и их приоритетное обслужи- вание.Практическую ценность составляют: два варианта реализации системы методик концептуального решения задач проекта, встроенные в среду вопрос- но-ответного процессора NetWIQA; макет системы прерываний, позволяющий ввести и полезно использовать динамическую систематизацию множества тех- нологических задач, исполняемых на каждом рабочем месте корпоративной среды разработки и в процессе разработки в целом.Одним из подтверждений полезности практических результатов является то, что встроенные в него «практики» входят в состав требований стандарта ор- ганизационно-профессиональной зрелости CMMI.1.2. Development.