Моделирование и оптимизация адаптивных многокомпонентных систем на базе алгебраических структур

В работе рассматриваются вопросы моделирования и оптимизации многокомпонентных систем. Построена классификация интерфейсов по операциям, осуществляемым над ними, и введены соответствующие обозначения для каждого из них. Предложена трехмерная структура, описывающая и систематизирующая операции над интерфейсами компонентов моделируемой системы («интеграция», «сопряжение» и «фильтрация»), представляющая собой невзвешенный ориентированный граф, в каждом из трех измерений обладающий свойствами алгебраической решетки. Показано, что «интеграция», «сопряжение» и «фильтрация» задают отношение частичного порядка на множестве интерфейсов, также приводится их представление в виде алгебраической решетки, являющейся индексирующей структурой. Такая структура позволит строить эффективные информационно-поисковые алгоритмы, ускоряющие решение задач сборки и реконфигурирования многокомпонентных систем. В частности, была предложена модификация алгоритма поиска в глубину, в которой учтены конструктивные особенности решетки, которая обладает меньшей вычислительной сложностью, чем классический, и не обладает его основными недостатками – неполнотой и неоптимальностью при поиске с ограничением глубины. Приводится пример использования полученных в работе результатов для моделирования образовательных программ высшего образования как многокомпонентных структур, представленных в виде набора компонентов, взаимодействующих посредством стандартизированных интерфейсов.

1. Гуляев Ю.В., Журавлев Е.Е., Олейников А.Я. Методология стандартизации для обеспечения интероперабельности информационных систем широкого класса. Аналитический обзор. Журнал радиоэлектроники. 2012;3. Доступно по: http://jre.cplire.ru/jre/mar12/2/text.html (дата обращения: 11.03.2020).

2. Жевнерчук Д.В. Принципы блочно-иерархической организации открытых информационных систем. Методика. Н.Новгород: НГТУ им. Р.Е. Алексеева, 2017.

3. Батоврин В.К., Гуляев Ю.В., Олейников А.Я. Обеспечение интероперабельности – основная тенденция в развитии открытых систем. Информационные технологии и вычислительные системы. 2009;5:7-15.

4. Гуляев Ю.В., Олейников А.Я. Открытые системы: от принципов к технологии. Информационные технологии и вычислительные системы. 2003;3:4-12.

5. Жевнерчук Д.В. Обобщенный метод синтеза многокомпонентных интероперабельных структур на основе онтологии и недетерминированного конечного автомата. Информационные технологии. 2019;2(25):67-74.

6. Биркгоф Г. Теория решеток. М.: Наука, 1984.

7. Кофман А. Введение в теорию нечетких множеств. М.: Радио и связь, 1982.

8. Дейт К.Дж. Введение в системы баз данных. 8-е издание. М.: Вильямс, 2006.

9. Уилсон Р. Введение в теорию графов. Пятое издание. СПб.: Диалектика, 2019.

10. Кулясов П.С. Обобщенный алгоритм компонентной сборки образовательных программ высшего образования. Научно-технический вестник Поволжья. 2019;11:24-27.