Методика проектирования автоматизированных систем управления специальными организационно-техническими системами

Успешная реализация проектов по созданию автоматизированных систем управления специальными организационно-техническими системами в значительной степени зависит от качества комплекса предъявленных к ним требований, а также полноты и корректности их реализации в проектных решениях. Необходимым условием решения этих задач является создание единой для всех участников процесса разработки таких систем модельно-языковой и информационно-программной среды и реализация программно-управляемого процесса обоснования требований, проектирования и реализации проекта. В качестве концептуальной и технологической основы для реализации данного подхода предложено использовать концепции и методы модельно-ориентированной системной и программной инженерии, онтологические модели и языки визуального моделирования. Для реализации программно-управляемого процесса разработки комплекса требований и проектных решений построены и используются паттерны проектирования, созданные на основе онтологии «Модель качества программно-технических комплексов» и UML диаграмм вариантов использования, поведения и классов. Модель качества комплекса требований состоит из характеристик комплекса требований в целом (полнота, непротиворечивость, неизбыточность, системность) и характеристик отдельных требований (внутренняя полнота, корректность, однозначность, прослеживаемость, проверяемость и модифицируемость). Проверка качества формальных моделей комплекса требований и проектных решений осуществляется посредством их валидации и верификации в среде графовой базы данных Neo4j с помощью специальных тестовых запросов на языке Cypher.

1. Selby R.W. Software Engineering: Barry W. Boehm's Lifetime Contributions to Software Development, Management, and Research. Wiley-IEEE Computer Society Press. June 2007.

2. Shevchenko N. An Introduction to Model-Based Systems Engineering (MBSE). Carnegie Mellon University's Software Engineering Institute. Доступно по: http://insights.sei.cmu.edu/blog/introduction-model-based-systems-engineering-mbse/ (дата обращения: 24.09.2021).

3. Буздалов Д.В., Зеленов С.В., Корныхин Е.В., Петренко А.К., Страх А.В., Угненко А.А., Хорошилов А.В. Инструментальные средства проектирования систем интегрированной модульной авионики. Труды ИСП РАН. 2014;26(1):201–230.

4. Kildishev D.S., Khoroshilov A.V. Formalizing metamodel of Requirements Management System. Trudy ISP RAN/Proc. ISP RAS. 2018;30(5):163–176. DOI: 10.15514/ISPRAS-2018-30(5)-10.

5. Самохвалов Э.Н., Ревунков Г.И., Гапанюк Ю.Е. Использование метаграфов для описания семантики и прагматики информационных систем. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. «Приборостроение». 2015;1(100):83–99.

6. Наместников А.М., Гуськов Г.Ю., Филиппов А.А.. Интеллектуальный анализ проектов программных систем на основе онтологического подхода. Автоматизация процессов управления. 2020;1(59):75–85.

7. Самонов А.В. Методы и средства разработки автоматизированных информационных систем на основе онтологии «Управление качеством программно-технических комплексов». Труды ИСП РАН. 2019;31(5):165–182.

8. Васильев В.С., Целых А.Н., Целых Л.А. Метод валидации графовых моделей на основе алгоритма эффективных управлений. Труды учебных заведений связи. 2020; 6(3):58‒65. DOI:10.31854/1813-324X-2020-6-3-58-65.

9. Бурляева Е.В., Кононенко В.В., Корнюшко В.Ф., Разливинская С.В. Алгоритмы и программа верификации функциональных моделей. Программные продукты и системы. 2021;34(2):221–229. DOI: 10.15827/0236-235X.134.221-229.

10. Neo4j Graph Platform. Доступно по: https://neo4j.com/developer/graph-platform (дата обращения: 10.09.2021).

11. Francis N, Green A., Guagliardo P. Formal Semantics of the Language Cypher Version 1.1: core read-only fragment. Доступно по: https://arxiv.org/pdf/1802.09984.pdf (дата обращения: 14.09.2021).

12. Marton J., Szárnyas G., Varró D. Formalising open Cypher Graph Queries in Relational Algebra. Доступно по: https://arxiv.org/pdf/1705.02844.pdf (дата обращения: 9.09.2021).

13. Apache TinkerPop™ is a graph computing framework for both graph databases (OLTP) and graph analytic systems (OLAP). Доступно по: http://tinkerpop.apache.org (дата обращения: 14.09.2021).

14. Нидхем М., Ходлер A. Графовые алгоритмы. Практическая реализация на платформах Apache Spark и Neo4j.; пер. с англ. В.С. Яценкова. М.: ДМК Пресс; 2020.