Методика оценки интероперабельности системы электронного документооборота как открытой информационной системы Аспирант Федор Кортиков 3-ий год обучения, СПбГАСУ Научный руководитель Владимир Иванович Воробьев дтн, проф, руководитель лаборатории, СПИИРАН

Актуальность темы диссертации облегчить процесс установки средств защиты от внешних угроз (за счет повышения уровня совместимости систем) в более короткие сроки обрабатывать, передавать и полу- чать больший объем информации (что повышает качество работы) увеличить надежность работы системы в целом (за счет использования стандартных и проработанных технологий) снизить риск потери и искажения информации или появления ошибок при ее передаче (за счет отсутствия необходимости дополнительных преобразований информации) Одним из базовых свойств информационных систем является интероперабельность - способность двух или более систем или ком­понентов к обмену информацией и к использованию информа­ции, полученной в результате обмена (ISO/IEC 24765:2009) 2

Объект исследования Система электронного документооборота как открытая информационная система (ОИС) открытая архитектура данных системы 3 Интероперабельность Расширяемость Масштабируемость Переносимость приложений, данных Способность к интеграции Высокая готовность POSIX:

Цель и постановка задачи исследования разработка методов, алгоритмов, критериев и решающих правил, позволяющих проводить оценку интероперабельности систем документооборота для повышения эффективности их функционирования. решение задачи интероперабельности, путём описания метаданных ОИС в рамках разработанной методологии, и осуществления отображения сущностей и связей информационных систем друг в друга в терминах общего информационного поля, задаваемого онтологией предметной области. 4

Построение онтологии предметной области Определение объектов, для которых оценка интероперабельности является значимой задачей. Разработка методики оценки интероперабельности на основе использования набора характеристик, определяющих это свойство. Разработка механизмов и решающих правил для многокритериального парного сравнения систем с точки зрения достижения интероперабельности. Апробация разработанных методов и алгоритмов при оценке интероперабельности реальных объектов в различных функциональных областях Для достижения указанной цели в диссертационной работе поставлены и решены следующие основные задачи 5

Формализация знаний в соответствии нотаций языка OWL в инструменте Protégé. Математический аппарат теории принятия решения Система поддержки принятия решений АСПИД-3W (1) Методы и инструменты исследования 6 (1) – автор Хованов Николай Васильевич

Научная новизна диссертационной работы 1.Система электронного документооборота с применением онтологическое моделирования, отличающаяся тем что позволяет строить таксономию документов в автоматизированном режиме. 2.Важной особенностью предлагаемого метода организационного моделирования является наличие этапа формализации знаний с внедрением метаданных, в отличие от традиционных подходов к моделированию, в которых накопление знаний происходит в формате их получения 3.Определены и сформулированы критерии оценки степени достижения интероперабельности систем. 4.Предложена методика оценки интероперабельности на основе использования многокритериальной системы оценки. 5.Разработаны метод, алгоритм и решающие правила, позволяющие уже на этапе моделирования и разработки системы оценить эффективность ее функционирования с точки зрения достижения интероперабельности и определить направления необходимых доработок системы. 1.Система электронного документооборота с применением онтологическое моделирования, отличающаяся тем что позволяет строить таксономию документов в автоматизированном режиме. 2.Важной особенностью предлагаемого метода организационного моделирования является наличие этапа формализации знаний с внедрением метаданных, в отличие от традиционных подходов к моделированию, в которых накопление знаний происходит в формате их получения 3.Определены и сформулированы критерии оценки степени достижения интероперабельности систем. 4.Предложена методика оценки интероперабельности на основе использования многокритериальной системы оценки. 5.Разработаны метод, алгоритм и решающие правила, позволяющие уже на этапе моделирования и разработки системы оценить эффективность ее функционирования с точки зрения достижения интероперабельности и определить направления необходимых доработок системы. 7

Публикации По теме диссертации опубликовано 7 работ, в том числе 5 статей в журналах (из них 3 в журналах, входящих в перечень ВАК РФ). 8

Жизненный цикл проекта в КГА 9 Отдел N Отдел 2 Отдел 1 Канцеля рия КГА Главный архитектор Председатель строитель От 6 месяцев до 2,5 лет архив КОМИТЕТ ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ АБДХ КЗР согласовано КУГИ

10 Инфраструктуры Приложения Структуры данных Технические проблемы Организационные проблемы Законы и инструкции Структуры Организация Стратегия и планирование развития электронного документооборота Стратегия и планирование развития электронного документооборота

11 DOC Программный Обработчик документов Jena RDF Главная онтология Онт1Онт3Онт2 Управление знаниями в Protege Предметная область Структура данных

12 ИНФРАСТРУКТУРА

Взаимодействие двух СЭД Схема данных СЭД1 Описание формата данных Схема данных СЭД2 Описание формата данных Взаимодействие СЭД СЭД1 База данных СЭД1 База данных 13 Различия в языке усложняют общение как между людьми так и между информационными системами

по сфере примененияпо источнику (поставщик, оборудование, точность)по уровню обработки документапо продукту (кто предоставляет)по предоставляемым сервисам по наборам документов (что содержит каждый набор: параметры, период) по условиям предоставления документов как данные разных источников соотносятся между собой в каком формате и на каких условиях доступны Классификация СЭД 14 9 позиций

Схема данных СЭД1 Описание формата данных Схема данных СЭД2 Описание формата данных Взаимодействие СЭД СЭД1 База данных СЭД1 База данных Модель предметной области Метамодель предметной области 15 Онтология предметной области

Построение онтологии предметной области 16 O={C,A,RC,T,D,RA,F}O={C,A,RC,T,D,RA,F}

По онтологии строятся: схема базы данных (логическая структура БД и ее ограничения целостности); формы для заполнения БД данными (информационными объектами, являющимися экземплярами понятий онтологии); схема навигации по информационному пространству (по отношениям онтологии), формы поисковых запросов, Web-интерфейс 17

Interoperability = F{x 1,x 2,…x n } где F – функция, определяющая степень интероперабельности x i – свойство системы, определяющее интероперабельность. 18 ОЦЕНКА

Практическая ценность Оценка интероперабельности ОИС позволяет выбрать наиболее приемлемую с точки зрения интероперабельности систему из множества альтернатив и сформулировать предложения по повышению эффективности функционирования СЭД. 19

«NI-системы» - неинтероперабельные системы. Для проведения сравнительной оценки различных систем и определения степени их интероперабельности необходимо провести подробный анализ каждой системы. Каждое выделенное свойство системы через совокупность его составляющих и именовать каждое составляющие детализированной единицей данного свойства. x i = F{b ij } где x i – свойство системы, определяющее интероперабельность; b ij – детализированная единица данного свойства 20 «I-системы» интероперабельные системы;

Свойства системыДетализированные единицы свойств 1 Функциональность системы количество типов выполняемых задач, решаемых при обработке информации функциональность (качество) выполняемых задач, решаемых при обработке информации уровень совместимости набора функций, реализуемых исследуемой системой с функциями смежных систем 2 Производительность системы максимальная скорость обработки информации количество одновременно выполняемых задач среднее время выполнения одной поставленной задачи 3 Удобство работы с системой удобство интерфейса степень участия в информационных процессах человека 4 Уровень защиты информации количество типов угроз безопасности удобство осуществления модификаций повышающих степень защиты 5 Степень проработанности алгоритма системы вероятность появления ошибок, сбоев или отказов в работе системы длительность жизненного цикла системы 6Масштаб системы функциональная сложность системы возможность интеграции объем памяти системы 21

7 Стоимость пользования системой стоимость приобретения системы стоимость поддержки системы стоимость модификации системы 8 Адаптивность системы к внешним и внутренним изменениям стоимость адаптации системы к изменениям способность системы адаптироваться к изменениям скорость адаптации системы к изменениям 9Зависимость пользователя от конкретного производителя возможность комплектования системы устройствами разных производителей возможность обновления системы за счет изделий поставщиков, не участвующих в ее создании Представленная детализация является лишь возможным примером для оценки информационных систем и может быть изменена или доработана. Для оценки других групп систем детализация должна быть иной. Далее рассмотрим предлагаемую методику сравнительной оценки степени интероперабельности систем 22

1 этап: Выделение набора свойств, необходимых для оценки степени интероперабельности рассматриваемой группы систем и подробная детализация 2 этап: Выделение интервалов значений для каждой детализированной единицы каждого свойства. 23 Алгоритм оценки степени достижения интероперабельности

24

5 этап: Расчет совокупного взвешенного ранга системы. Расчет совокупного взвешенного ранга оцениваемой системы будет осуществляться по следующей формуле: Rвзв.=Rср 1 *La 1 + Rср 2 *La 2 +…+ Rср n *La n, (4) где Rвзв. - совокупный взвешенный ранг системы, R ср 1; R ср 2;… R ср n- средние ранги свойств системы, La 1 ; La 2 ; … La n - веса свойств системы 6 этап: Принятие решения о степени интероперабельности системы на основе ее совокупного взвешенного ранга, руководствуясь решающими правилами оценки. Отнесение системы к одной из восьми степеней интероперабельности. 25

Решающие правила определения степени достижения интероперабельности открытых информационных систем относи­тельно заявленных требований Для этой цели успешно применяется оболочка системы поддержки принятия решения (ОСППР) АСПИД-3W 26

Весовые значения набора свойств 27

Весовые значения набора свойств 28

Совокупная взвешенная оценка полностью интероперабильной (оптимистический вариант) и полностью неинтероперабильной (пессимистический вариант) систем 29

Правило 1. Если R сов = 4, то системе присваивается пре­восходная степень достижения интероперабельности. Правило 2. Если R сов = [3.5;4[, то системе присваивается перспективная степень достижения интероперабельности. Правило 3. Если R сов = [3;3.5[, то системе присваивается адекватная степень достижения интероперабельности. Правило 4. Если R сов = ]2.5;3[, то системе присваивается приемлемая степень достижения интероперабельности. Правило 5. Если R сов = 2.5, то системе присваивается до­пустимая степень достижения интероперабельности. Правило 6. Если R сов = ]2; 2.5[, то системе присваивается частично допустимая степень достижения интероперабельности Правило 7. Если R сов = ]1.5;2], то системе присваивается частично возможная степень достижения интероперабельности Правило 8. Если R сов = [1;1.5], то системе присваивается в целом степень невозможности достижения интероперабельности 30