Разработка моделей и инструментальных средств интеграции прикладных информационных систем на основе модульных программных решений тема диссертации по экономике, полный текст автореферата

Автореферат диссертации по теме "Разработка моделей и инструментальных средств интеграции прикладных информационных систем на основе модульных программных решений"

На правах рукописи

МАНВЕЛИДЗЕ АНДРЕЙ БОРИСОВИЧ

/

''-Т7

РАЗРАБОТКА МОДЕЛЕЙ И ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ СРЕДСТВ ИНТЕГРАЦИИ ПРИКЛАДНЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ НА ОСНОВЕ МОДУЛЬНЫХ ПРОГРАММНЫХ РЕШЕНИЙ

Специальность: 08.00.13 - Математические и инструментальные методы экономики

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата экономических наук

27 НОЯ 20Н

Москва-2014

005555775

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный технологический университет «СТАНКИН» на кафедре «Финансовый менеджмент»

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Ковшов Евгений Евгеньевич

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

Бром Алла Ефимовна

доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО МГТУ им. Н.Э.Баумана, профессор кафедры «Промышленная логистика»

Комлева Нина Викторовна

кандидат экономических наук, доцент, ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет экономики, статистики и информатики (МЭСИ)», профессор кафедры Математического обеспечения

информационных систем и инноватики

ФГБОУ ВПО Владимирский филиал Российской академии народного хозяйства и государственной службы при Президенте Российской Федерации

Защита состоится «23» декабря 2014 г. в 16 час. 00 мин. на заседании диссертационного совета Д 212.142.06 в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный технологический университет «СТАНКИН» (ФГБОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН») по адресу: 127994, г. Москва, ГСП-4, Вадковский пер., д. 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Московский государственный технологический университет «СТАНКИН» и на сайте http://vvww.stankin.ru/science/dissertatsionnye-sovety/d-212-142-06/

Автореферат разослан «12» ноября 2014 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.142.06 кандидат экономических наук

В.Н.Андреев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Развитие современных информационных технологий приводит к постоянному возрастанию сложности в функционировании информационных систем, создаваемых в различных областях экономики. В современных экономических условиях для отечественных предприятий становится актуальным создание единого информационного пространства, обеспечивающего оптимизацию системы принятия управленческих решений и, как следствие, повышение функциональности и конкурентоспособности на рынке. Одним из путей решения данной задачи является разработка и внедрение инструментальных средств интеграции новых прикладных информационных систем в существующую информационную среду предприятия. При этом для большинства предприятий важным требованием является сохранение преемственности существующих программных комплексов и оболочек информационных систем, обеспечивающих их работоспособность.

Процесс разработки и внедрения инструментальных средств интеграции прикладных информационных систем, прежде всего, связан с решением теоретических, методологических и прикладных задач, таких как: недостаточная проработка вопросов проектирования, внедрения и эксплуатации прикладных информационных систем, составляющих основу функционирования информационной среды предприятия; разнородность информационных систем; отсутствие единой методологии функционирования информационных потоков как отдельной информационной системы, так и системы управления предприятия в целом, что не позволяет выполнить программно-аппаратное обслуживание системы управления в реальном времени и приводит к значительным потерям в ходе деятельности предприятия.

Данное положение требует существенного развития методологии проектирования моделей и поддерживающих их инструментальных средств с целью снижения стоимости разработки, эксплуатации, сопровождения и владения прикладными информационными системами различными субъектами экономической деятельности и позволяющими осуществить интеграцию информационных систем в единое информационное пространство предприятий.

С учетом вышесказанного, актуальность диссертационного исследования определяется необходимостью сокращения совокупных затрат на прикладные информационные системы и заключается в разработке моделей и эффективных инструментальных средств для их интеграции, органично сочетающих в себе преимущества различных алгоритмических подходов, отличающихся от существующих решений инвариантностью программно-аппаратных платформ, структур и типов данных.

Степень разработанности проблемы. Существует множество подходов и методов разработки прикладных информационных систем различного уровня, которые достаточно подробно освещены в работах отечественных и зарубежных авторов: Братищенко В.В., Вендров A.M., Голицына O.JL, Иванов В.М., Кинг Д., Когаловский М.Р., Кузнецова О.Б., Кулямин В.В., Максимов Н.В., Ма-тасов A.B., Мещеряков C.B., Павлов C.B., Седов A.M., Сиротина М.А., Эрик Дж. Брауде и др. Однако, разработанные методы не являются универсальными, а применимы только для отдельно взятых проблемно-ориентированных информационных систем.

Вопрос интеграции прикладных информационных систем отражен в работах отечественных и зарубежных авторов: Беркус В., Буч Г., Панькин A.B., Якобсон А., Рамбо Дж., Уэдингтон Д. и др. Предлагаемые методы интеграции прикладных информационных систем не учитывают разнородность программно-аппаратных платформ и не имеют унифицированных интерфейсов для взаимодействия как систем в целом, так и отдельно взятых модульных компонент.

Недостаточно полно изучены прикладные вопросы, связанные с интеграцией информационных систем и ее позитивного влияния на функционирование системы управления сложным экономическим объектом таким, как, например, промышленное или авиационное предприятие (далее - предприятие) в целом.

Таким образом, работы по созданию интегрированных прикладных информационных систем (ИС) носят, как правило, в большей степени экспериментальный, узкоотраслевой, сугубо прикладной характер, при этом, их масштабы в полной мере не соответствуют требованиям современной науки и практики. Тем не менее, следует отметить, что научных работ, посвященных непосредственно применению инструментальных средств на основе модульных программных решений для реализации задач интеграции, на сегодняшний день не так уж много, что обуславливает к ним повышенный как научный, так и практический интерес.

Целью работы является разработка моделей и инструментальных средств интеграции прикладных информационных систем на основе модульных программных решений с целью повышения надежности и эффективности функционирования системы управления предприятием.

Для достижения цели, поставленной в диссертационной работе, рассмотрены и решены следующие научные задачи:

1. Проведен обзор существующих инструментальных средств с целью выявления наиболее эффективных с точки зрения виртуализации и интеграции прикладных информационных систем на основе XML-технологий и платфор-монезависимых программных приложений.

2. Разработана модель интеграции прикладных информационных систем, позволяющая унифицировать программные интерфейсы взаимодействия информационных систем с применением модульных программных компонент.

3. Построена модульная архитектура корпоративной информационной системы, обеспечивающая эффективность взаимодействия отдельных информационных систем или подсистем предприятия в рамках единого информационного пространства.

4. Разработана общая структура интеграции прикладных информационных систем на основе модульных программных решений в совокупности с кроссплатформенным подходом, позволяющая повысить надежность системы в целом за счет локализации возможных программных ошибок внутри подсистем низших уровней и обеспечить инвариантность программно-аппаратных платформ.

5. Разработаны инструментальные средства на основе «облачной» сервисной архитектуры, позволяющие осуществить эффективную интеграцию прикладных информационных систем и при этом сократить временные и финансовые затраты на поддержку информационной инфраструктуры предприятия в целом.

Объектом исследования диссертационной работы является распределенная, многокомпонентная информационная система управления предприятием, основанная на инструментальных средствах в виде унифицированных модульных программных решений.

Предметом исследования диссертационной работы является процесс интеграции несвязанных программных приложений в структуре информационной системы, осуществляемый с применением информационных моделей, методов и инструментальных средств.

Методы исследования. При решении задач, поставленных в работе, использованы основные положения системного анализа, математической статистики и статистической обработки данных, теории множеств, теории вероятностей, а также методы объектно-ориентированного моделирования и программирования.

Научная новизна диссертационной работы заключается в следующих положениях:

1. Разработан подход к повышению надежности и эффективности функционирования системы управления предприятием за счет разработки моделей и инструментальных средств на основе модульных программных решений, отличительной особенностью которого является применение сервисно-ориентированной архитектуры и «облачных» вычислений.

2. Разработана оригинальная модель на основе унифицированного модульного подхода для реализации функций информационной системы, позволяющая, в отличие от существующих, выполнить интеграцию новых инструментальных средств в программный комплекс предприятия с минимальными временными и материальными затратами.

3. Разработана унифицированная модульная архитектура комплексной прикладной информационной системы на основе применения кроссплатфор-менных программных компонент, отличающаяся инвариантностью программно-аппаратных платформ и типов данных.

4. Разработана комплексная модель оценки эффективности реализации модульных программных решений на основе совокупной стоимости владения программным продуктом и времени реализации прикладной информационной системы, позволяющая повысить эффективность реализации, за счет снижения времени разработки, сокращения финансовых расходов при ее реализации и эксплуатации, при этом обеспечить требуемое качество и надежность реализуемых прикладных информационных систем.

Область исследования. Диссертационная работа выполнена в соответствии с п. 2.5. «Разработка концептуальных положений использования новых информационных и коммуникационных технологий с целью повышения эффективности управления в экономических системах» и п. 2.6. «Развитие теоретических основ методологии и инструментария проектирования, разработки и сопровождения информационных систем субъектов экономической деятельности: методы формализованного представления предметной области, программные средства, базы данных, корпоративные хранилища данных, базы знаний, коммуникационные технологии» Паспорта специальностей ВАК РФ по специальности 08.00.13 - «Математические и инструментальные методы экономики».

Практическая ценность диссертационной работы заключается в создании новых инструментальных средств интеграции прикладных информационных систем, позволяющих обеспечить функциональную совместимость информационных сред за счет унификации интерфейсов взаимодействия программных модулей, определить способ интеграции существующих информационных систем, в том числе, за счет применения «облачных» технологий и сервисно-ориентированных решений, и как следствие — обеспечить существенное сокращение финансовых и временных затрат на их разработку, а также - повышение надежности программно-аппаратных решений масштаба предприятия.

Реализация результатов работы. Результаты диссертационной работы нашли свое непосредственное применение при создании прикладных и корпоративных информационных систем, и их последующей интеграции в промыш-

ленных разработках малого инновационного научного предприятия ООО «Компьютерные системы и технологии» (г.Москва).

Кроме того, теоретические результаты, полученные в ходе диссертационного исследования, рекомендованы к внедрению в учебный процесс ФГБОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН» при подготовке бакалавров по направлению 080100.62 - «Экономика» (профиль «Финансы и кредит») и магистров по магистерской программе 080200.68-02 — «Финансовый менеджмент» и использованы в качестве основы при разработке курсов лекций и практических занятий по дисциплинам «Экономическая информатика», «Профессиональные компьютерные программы» и специальной дисциплине «Информационные ресурсы и технологии в менеджменте».

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на научных семинарах в ФГБОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН», а также - международных экономических и научно-практических конференциях: V Международной научно-практической конференции «Информационные технологии в экономике, образовании и бизнесе» (г.Саратов, 2013г.), XVII Международной научно-технической конференции «Математическое и компьютерное моделирование в решении задач строительства, техники, управления и образования» (г.Пенза, 2013 г.), III Международной научно-практической конференции «Стратегическое развитие инновационного потенциала отраслей, комплексов и организаций» (г.Пенза, 2013г.), VI заочной Международной научно-практической конференции «Современная наука: тенденции развития» (г.Краснодар, 2014г.).

Публикации по теме работы. По теме диссертационной работы опубликовано 10 научных работ, включая: 4 публикации в научных изданиях, входящих в Перечень ВАК Министерства образования и науки России; 1 свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ; статьи и тезисы докладов, подготовленные для различных международных научных конференций.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 141 странице машинописного текста и состоит из списка сокращений, введения, трех глав, основных результатов, списка используемой литературы из 145 наименований и 2-х приложений.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цели и задачи исследования, определена практическая значимость, приведены сведения об апробации и внедрении работы.

В первой главе диссертации проводится обзор существующих инструментальных средств интеграции прикладных информационных систем, рассматриваются основные методы создания и обеспечения основных

показателей надежности прикладных информационных систем с целью выявления наиболее эффективных программно-математических и инструментальных средств с точки зрения виртуализации и интеграции прикладных информационных систем на основе ХМЬ-технологий и платформонезависимых программных приложений.

Для прогнозирования надежности определена классификационная схема моделей надежности программных систем. В ходе анализа было установлено, что для повышения надежности прикладной информационной системы и сведению к минимуму зависимостей программных компонент необходимо разбить информационную систему на совокупность подсистем, взаимодействие которых будут осуществлять независимые модульные программные компоненты (рис. 1), что представлено в виде графа, где К|(..., К3 -программные компоненты; Мь..., М9 - модули информационной системы; А -программный адаптер.

Представленная информационная среда является в большей степени отказоустойчивой и выход из строя одной модульной программной компоненты не влияет критическим образом на функционирование информационной среды в целом.

Такой подход позволяет сократить время на разработку и реализацию вновь разрабатываемого программного обеспечения, снизить финансовые издержки на всех стадиях жизненного цикла программного продукта, обеспечив, при этом, требуемые показатели качества, согласно нормативно-технической документации.

В работе отмечается, что для создания единого информационного пространства предприятия, необходимо применение технологий, которые

\

I

Рис. 1. Графовая модель модульной информационной системы

предоставляли бы возможность унифицированного доступа к данным различного формата, как если бы они имели единое логическое и физическое представление. Решением прикладной задачи подобного рода стало обеспечение переносимости программных решений. Отмечено, что переносимость программного обеспечения играет немаловажную роль в процессе платформонезависимой разработки приложений и их последующей виртуализации. Рассмотрены основные подходы к разработке платформонезависимых программных приложений, такие как: использование бинарного кода, перенос исходного программного кода, применение интерпретируемых и скриптовых языков. Особое внимание в работе уделено подходу на основе виртуализации. При его реализации программным приложениям предоставляется доступ к виртуальной машине, обеспечивающий простоту эмуляции аппаратного устройства целевой операционной системы.

Применение подхода виртуализации, несмотря на простоту эксплуатации, экономически невыгодно, поскольку необходимо обладать лицензионными соглашениями на операционные системы и сопутствующее программное обеспечение. В этом случае для сокращения затрат целесообразно использовать свободное программное обеспечение или программное обеспечение с открытым кодом («open source»).

В работе отражены и исследованы современные инструментальные средства и методы разработки платформонезависимых программных приложений с графическим интерфейсом пользователя. Основной акцент при этом делается на методы переносимости программного обеспечения, что позволяет решить проблему поддержки программного продукта в долгосрочной перспективе, а также весьма важную проблему - зависимость от единственного поставщика.

Качество межсистемного информационного взаимодействия во многом зависит от объемов и структуры передаваемых данных. В связи с этим, для реализации информационного взаимодействия в наибольшей степени перспективным является эксплуатация XML-технологий с использованием соответствующего формата. Основным преимуществом такого решения является естественность интеграции в передаваемое сообщение (реплику) дополнительных информационных элементов, которые могут быть использованы, в том числе, и для передачи его семантики. Достоинства XML-технологии как современного средства интеграции по сравнению с другими методами интеграции данных представлены на рис. 2.

Процесс интеграции данных на семантическом уровне является довольно сложным процессом и обеспечивает поддержку единого способа представления данных с учетом их семантических свойств в контексте единой онтологии

предметной области, причем различным источникам данных могут быть сопоставлены различные онтологии.

Вторая глава посвящена разработке концептуальных подходов к унификации программных интерфейсов как инструментального средства интеграции прикладных информационных систем.

Такой подход обеспечивает повышение эффективности модульных программных решений посредством применения кроссплатформенной технологии реализации информационных систем.

Рис. 2. Достоинства ХМЬ-технологий

Ключевые концепции современного положения в сфере информационных технологий - это скорость и инновации, что подразумевает внедрение новшеств, обеспечивающих качественный рост экономических показателей прикладной области и высокую эффективность в реализации бизнес-процессов.

В диссертации разработан подход к проектированию программных систем, который базируется на представлении программного обеспечения прикладных автоматизированных информационных систем как совокупности унифицированных программных модулей, при этом модули каждой подсистемы решают определенные задачи в рамках бизнес-процессов и общей функциональной цели информационной системы. Применение такого подхода позволяет более равномерно распределять материально-технические ресурсы, необходимые для разработки модульного программного комплекса, при этом обеспечивается расчет временных и других характеристик для реализации комплекса программ.

Под модульным программным решением понимается такое свойство программного обеспечения, которое позволяет создание сложной многокомпо-

- и -

нентной информационной системы из совокупности исполнимых файлов и данных, представленных в каноническом формате.

Пусть С(х) - функция сложности решения проблемы х, Т(х)— функция затрат времени на решение проблемы х. Для двух проблем и р2 из неравенства С(р[) >С(р1) следует, что:

Т(Р1)>Т(Р2) (1)

то есть решение сложной проблемы требует большего времени. Но из практики решения сложных проблем следует:

С(Л+Л)>С(/»,)+С(Л) (2)

отсюда с учетом неравенства (1), имеем:

Т(Р1+р2)>Т(р,)+Т(р2) (3)

Неравенство (2) является обоснованием модульности программного обеспечения, поскольку сложную проблему легче решить, разделив ее на управляемые части. Результат, выраженный неравенством (3) имеет важное значение, в том числе, и для модульности прикладных автоматизированных информационных систем.

Результатом подхода к проектированию модульной программной системы является построение функции по каждому из модулей, заданной на интервале (0, л:, ), (д:,, х2);...; (х„ ,+со): к0 х + Ьа Ойх<х,

Ях)=к'Х + Ь' Х'*Х<Х> (4)

кпх + Ь„ х„<.х

Для определения рациональности предложенного решения вычисляется выражение вида 5 = 5, + +... + , где:

=2>0х + Ь0, 52=2^ + 6,, ..., (5)

0 0 хя

В итоге, более рациональным окажется то решение, при котором значение .У будет минимальным.

5 = ^к0Х + Ь0+Т1^Х + Ь1+- + Цк"Х + Ь« (6)

О I, I.

Модульная разработка программного обеспечения имеет ряд существенных преимуществ: позволяет упростить связи, описание подпрограмм и упорядочение распределить усилия разработчиков, контролировать состояние и ход разработки системы, автоматизировать и распараллеливать процессы разработки, снижать трудоемкость и ускорять проектирование всей системы в целом.

В работе отмечается, что для реализации информационной среды взаимодействия Web-сервисов целесообразно применять технологические решения, совместимые с Web- и XML-технологиями такие, как:

• для организации обмена сообщениями - протокол SOAP (Simple Object Access Protocol);

• для описания интерфейса Web-сервисов - язык WSDL (Web Services Description Language);

• для организации системы распознавания сервисов - спецификацию UDDI (Universal Description, Discovery and Intégration);

• для описания бизнес-процессов — язык BPEL (Business Process Execution Language).

На основе разработанного подхода в работе предложена модель интеграции прикладных информационных систем на основе сервисно-ориентированной архитектуры (СОА) (рис. 3) в качестве программной среды взаимодействия совместимых, гибких и многократно используемых Web-сервисов.

Рис. 3. Модель интеграции прикладной информационной системы

Унифицированные интерфейсы сервисов в СОА обеспечивают к ним свободный доступ через различные программные приложения и сетевые коммуникации. Основное достоинство применения СОА - обеспечение интеграции между Web-cepвиcaми и настольными и/или клиент-серверными информационными технологиями конечных потребителей.

Успешное развитие корпоративных информационных систем требует синтеза как архитектурных решений СОА, так и решений в области инноваци-

онной разработки программного обеспечения. Потребители синтезированного программного обеспечения успешно решают сложные задачи, стоящие перед информационными системами масштаба предприятия, реализуют новые бизнес-процессы для поддержки эффективного информационного взаимодействия, возникающие при постоянном развитии автоматизированной производственной среды.

Прикладная информационная система, построенная на основе сервисно-ориентированной архитектуры, предоставляет конечному пользователю удобный для применения модульный программный комплекс, позволяющий с минимальными затратами обеспечить его эксплуатацию и планомерное развитие на основе разрабатываемых и внедряемых компонентных сервисных решений.

Кроме того, рассмотренный подход к развитию инструментальных средств разработки модели интеграции прикладных информационных систем позволяет повысить конкурентоспособность предприятий путем решения проблемы совместимости вычислительных, телекоммуникационных и информационных ресурсов, использующихся на различных этапах создания и выпуска продукции. Следует отметить, что модульный компонентный подход обеспечивает эффективную интеграцию разрабатываемых информационных сред, реализуемых в средствах вычислительной техники и системах с точки зрения широкого разнообразия операционных систем и оболочек, а также иных технических и технологических особенностей автоматизированных систем управления в производственных средах.

Третья глава посвящена практической реализации и применению модели интеграции на основе модульных программных решений, а также - оценки результатов исследования.

В работе предложена модульная архитектура комплексной информационной системы для повышения эффективности взаимодействия информационных систем и сред предприятия в рамках единого информационного пространства, за счет интеграции ранее разработанных программных модулей и создания новых, обеспечивающих требуемую функциональность решения, гибкость и оперативность.

Унификация и универсальность взаимодействия ранее разработанных программных решений достигается за счет применения новых программных модулей, основанных на концепции унифицированного модульного подхода при реализации бизнес-процессов.

Для повышения надежности и отказоустойчивости информационной системы масштаба предприятия в работе предложено и применено резервирование распределенной базы данных методом асинхронной репликации, при помощи которой обновление реплики распространяется на резервную базу данных спус-

тя некоторое время, что значительно снижает нагрузку на трафик сети при выполнении всех транзакций.

Для повышения эффективности кроссплатформенной разработки модулей такой ИС, обеспечения универсальности взаимодействия модулей и решения вопросов совместимости вычислительных, телекоммуникационных и информационных ресурсов, необходимо свести архитектуру ИС к модульной путем интеграции разрозненных систем через унифицированные интерфейсы программного взаимодействия.

Комплексная модульная архитектура системы приведена на рис. 4, она отражает возможности по реализации функций системы и эффективного интегрирования новых решений в существующий программный комплекс предприятия.

Модуль 1 Модуль 2

Рис. 4. Модульная архитектура информационной системы

Разработана структура интеграции прикладной информационной системы, состоящей из совокупности взаимодействующих подсистем, а именно -программных модулей, выполняющих определенный набор задач и обладающих функциональной совместимостью между собой. Каждый программный модуль может рассматриваться как средство предотвращения дублирования при практической реализации бизнес-процессов, то есть как средство аккумулирования и последующего использования знаний предметной области. В свою очередь, каждый модуль обладает унифицированными программными интерфейсами взаимодействия, с посредством которых без лишних затрат возможно построить новую информационную подсистему, исходя из ее функционального

назначения. Следует отметить, что общедоступные свойства программного модуля являются его интерфейсом, при этом, чем меньше «публичная» часть, тем вероятнее то, что основные изменения в модуле будут выполняться в его «приватной» части. Это касается изменения «приватных» элементов программного модуля, не затрагивающих его «публичных» свойств.

Подобная организация структуры интеграции прикладной информационной системы позволяет распараллелить процесс обработки данных, поскольку в этом случае модули являются независимыми от архитектуры информационной системы, программной реализации и аппаратной платформы.

Задачу разработки функционально совместимой информационной системы можно определить как задачу реализации искомой системы А на основе совокупностей унифицированных модулей Ек. Реализацию А на основе указанной совокупности обозначим как ЩА, Е,,..., Е]). Как известно, комплексную задачу удобнее решать, разбивая ее на более мелкие подзадачи. Технология разработки программных систем на основе модульного подхода позволяет вести такое разбиение от задачи А к совокупности модулей Е,.....Ек. В соответствии с указанным подходом вначале выделяется и реализуется общая идея системы. При этом каждый раз, делая очередной шаг вниз, формулируются уточнения, реализуя тем самым итеративный процесс создания программного продукта или модуля.

Шаг декомпозиции состоит в том, чтобы по имеющимся исходным данным задачи реализовать систему А на базе готового или нового решения В.

В результате очередного шага возникают внешние описания, то есть интерфейсы и реализация ЩА, Ей..., Е^>. Некоторые из реализованных модулей для системы А могут являться результатом объединения нижестоящих по уровню иерархии модулей, то есть В, е {¿Г,,...,Ек}.

В ходе реализации новых модулей информационных сред важным фактором является время реализации набора их функций, а также — время разработки модулей информационных сред в целом. В процессе моделирования и последующей интеграции многокомпонентной программной системы в составе информационной среды необходимо оценивать время разработки ¡'-ого программного модуля, трудоемкость разработки системы и других неотъемлемых параметров, посредством которых можно оценить состояние разработки как всей информационной среды предприятия, так и отдельных ее составляющих. Помимо этого, следует осуществлять контроль и перераспределение ресурсов, необходимых для реализации общего функционального наполнения информационной системы, между группами разработчиков, тем самым ускорять разработку всей системы масштаба предприятия в целом.

Существует три способа определения времени разработки системы:

1. Последовательный способ (m=l).

2. Параллельный способ (m>ji);

3. Последовательно-параллельный способ (п>т> 1).

Основываясь на совокупности применения данных способов, можно определить общее время разработки системы:

¿Ä, -t(J\ т = 1

i=i

Т = ^*1./(0-2/*(0,и>«>1 , (7)

max п1^ ' w< т — п

где т - число модулей ИС, п — число разработчиков или групп разработчиков, t(i) - функция времени разработки модуля /, W = ||vf,|| - матрица времени разработки /-ого модуля, к, - коэффициент, учитывающий сложность разработки /-ого модуля ИС, 4 - наименьшая норма времени между каждой /-ой парой смежных операций, Rn - число модулей «-ого программиста (разработчика).

В результате выполненных на базе ОАО «Авиакомпания «Москва» прикладных исследований и программной алгоритмизации разработано инструментальное средство «Интегратор программных приложений», на которое получено свидетельство о государственной регистрации программ для ЭВМ.

Инструментальные средства предназначены для интеграции платформо-независимых программных приложений, реализованных с применением Интернет-технологии, и обеспечивает выполнение следующих основных функций:

• создание моделей функционирования программных приложений;

• формирование шаблонов проектирования программных приложений;

• создание программного API для шаблонов проектирования программных приложений;

• автоматизацию процедуры генерации кодов контроллеров программных приложений;

• сохранение информации в формате XML, CSV для последующего ввода в реляционную СУБД и статистического анализа полученных данных;

• формирование табличного реестра в формате гипертекста с возможностью получения бумажной копии на принтере.

Следует отметить, что применение распределенной архитектуры для решения задачи интеграции и разработки корпоративных информационных систем, различной конфигурации позволяет добиться повышения скорости интеграции, снизить накладные и временные затраты, включая совокупную стоимость владения программным продуктом.

Предложенный способ интеграции позволяет обеспечить функциональную совместимость информационных сред за счет унификации интерфейсов взаимодействия программных модулей, найти оптимальный путь интеграции существующих информационных систем, а также - эффективные алгоритмы для разработки новых.

Процесс декомпозиции в совокупности с кроссплатформенным подходом позволяют упростить процесс интеграции и разработки информационных сред, а также повысить надежность системы в целом за счет локализации возможных ошибок внутри подсистем низших уровней и обеспечить быстрый и не требующий затрат способ перевода полученных программных решений на различные программно-аппаратные платформы.

В работе исследован вопрос интеграции разработанных инструментальных средств в единое информационное пространство на основе совокупного применения «облачных» технологий и сервисно-ориентированной архитектуры. Благодаря унифицированным интерфейсам сервисов в СОА, возможно осуществлять свободный доступ к ним через различные приложения и по различным сетевым протоколам. Главное достоинство совместного использования «облачных» технологий и СОА - это возможность осуществления интеграции между «облачными» технологиями и традиционными информационными технологиями потребителей.

«Облачная» сервисная архитектура успешно заняла свою нишу в организации корпоративных информационных систем, особенно в части управления бизнес-процессами предприятий на основе интеграционных платформ. Несмотря на специфические особенности систем, работающих со слабоструктурированными данными, идеи, лежащие в основе применения сервисов, также важны для них, как и для других информационных систем, работающих со структурированной информацией.

Решение на основе «облачных» сервисов позволяет осуществить эффективную интеграцию информационно-технологических систем, тем самым благополучно разрешая проблемы и научно-практические задачи, присущие управлению инновациями и интеллектуальной собственностью.

К достоинствам предложенных программных решений следует отнести широкое применение технологий виртуализации, при этом, использование «облачной» модели снимает с предприятия все заботы по поддержке информационной инфраструктуры, поскольку эта задача целиком и полностью ложится на компанию, предоставляющую хостинг и сервисы. На основе «облачной» инфраструктуры и программных решений, менеджмент промышленного предприятия будет «погружен» в готовую информационную среду, обеспечивающую формирование и автоматический контроль единых правил работы, что сделает

необременительными процедуры интефации и управления промышленным предприятием на всех уровнях его иерархии.

В силу того, что в настоящее время вопросы, связанные с оценкой эффективности внедрения программного обеспечения и прикладных информационных систем с экономической точки зрения являются актуальными, в работе предложена комплексная модель оценки эффективности внедрения модульных программных решений, обеспечивающая более гибкий подход к оценке времени реализации модульных программных решений (СОСОМО II) и совокупной стоимости владения (ТСО). Применение модели СОСОМО II в составе модели ТСО позволяет учитывать большее количество факторов, влияющих на оценку времени реализации и эффективности в целом. За счет применения такого подхода повышается точность моделирования оценки эффективности внедрения модульных программных решений.

Комплексная модель оценки эффективности позволяет проводить более точную и достоверную оценку времени реализации и совокупной стоимости владения, а применение комплексного модульного подхода при реализации прикладной ИС позволяет повысить эффективность реализации, за счет снижения времени разработки, сокращения финансовых расходов при ее реализации и эксплуатации, и, при этом, повысить качество и надежность реализуемых прикладных информационных систем масштаба предприятия.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

На основании проведенных в работе исследований получены следующие научные результаты:

1. Согласно поставленной цели диссертационной работы решена актуальная научная задача, заключающаяся в разработке моделей и инструментальных средств на основе модульных программных решений и имеющая существенное значение для повышения надежности и эффективности функционирования системы управления предприятием.

2. Проанализированы и выявлены эффективные инструментальные средства виртуализации и интефации прикладных информационных систем на основе XML-технологий и платформонезависимых профаммных приложений.

3. Разработана основная модель интефации прикладных информационных систем, основанная на совместном применении модульных профаммных компонент и стратегии унификации интерфейсов взаимодействия информационных систем.

4. Построена модульная архитектура комплексной прикладной информационной системы, обеспечивающая эффективность взаимодействия информа-

ционных систем предприятия в рамках единого информационного пространства, за счет интеграции ранее разработанных программных модулей и реализации новых, обеспечивающих гибкость, оперативность и многофункциональность решения.

5. Разработана структура интеграции прикладных информационных систем на основе модульных программных решений в совокупности с кроссплат-форменным подходом и «облачной» сервисной архитектуры, позволяющая повысить эффективность и надежность интеграции прикладных информационных систем, сократив при этом временные и финансовые затраты на поддержку информационной инфраструктуры предприятия.

6. Разработана комплексная модель оценки эффективности внедрения инструментальных средств в виде модульных программных решений, основанная на совокупной стоимости владения программным продуктом и времени реализации прикладной информационной системы, что позволяет увеличить точность и достоверность выполнения оценки.

7. Получены практические результаты, иллюстрирующие эффективность разработанных моделей и инструментальных средств, доказана целесообразность их применения в процессе интеграции прикладных информационных систем.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

В изданиях, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ:

1. Манвелидзе, А.Б. Синтез социально-экономических организационных процессов управления / А.Б. Манвелидзе, Г.Г. Чараев // Международный научно-технический журнал «Нелинейный мир». - М.: Издательство «Радиотехника», 2012. - №9 - С. 632-634.

2. Манвелидзе, А.Б. Принципы федерализма - в будущее менеджмента / А.Б. Манвелидзе // Международный научно-технический журнал «Нелинейный мир». - М.: Издательство «Радиотехника», 2013. - №5 - С. 345-347.

3. Манвелидзе, А.Б. Алгоритмическое обеспечение интеграции информационных систем / А.Б. Манвелидзе, Е.Е. Ковшов// Современные проблемы науки и образования. - 2013. - № 6; URL: http://vvww.science-education.ru/l 13-11401 (дата обращения: 27.12.2013).

4. Манвелидзе, А.Б. Применение компонентных сервисных решений при разработке информационных систем / А.Б. Манвелидзе, Е.Е. Ковшов // Современные проблемы науки и образования. - 2014. -№ 1; URL: http://www.science-education.ru/115-11564 (дата обращения: 13.01.2014).

Патенты, свидетельства на программы для ЭВМ:

5. Ковшов Е.Е., Манвелидзе А.Б. «Интегратор программных приложений» - Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2014611550. — Федеральная служба по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам. - 05.02.2014.

В других изданиях:

6. Манвелидзе, А.Б. Развитие инструментальных средств разработки информационных систем как фактор повышения конкурентоспособности предприятий / А.Б. Манвелидзе // Стратегическое развитие инновационного потенциала отраслей, комплексов и организаций: сборник статей III Международной научно-практической конференции / МНИЦ ПГСХА. - Пенза: РИО ПГСХА, 2013.-С. 76-81.

7. Манвелидзе, А.Б. Надежность распределенных информационных систем как показатель качества их работы / А.Б. Манвелидзе // Математическое и компьютерное моделирование в решении задач строительства, техники, управления и образования: сборник статей XVIII Международной научно-технической конференции / МНИЦ ПГСХА. - Пенза: РИО ПГСХА, 2013. - С. 32-37.

8. Манвелидзе, А.Б. Построение интегрированных информационных систем на основе «облачных» технологий / А.Б. Манвелидзе // Электронное научно-практическое периодическое издание «Экономика и социум». - Выпуск № 4 (9) (октябрь-декабрь, 2013). Режим доступа: http://wvvw.iupr.ru/informacionnye i kommunikativnye tehnologii 4 9/

9. Манвелидзе, А.Б. Интеграция информационного обеспечения промышленного предприятия в «облачной» среде / А.Б. Манвелидзе // Современная наука: тенденции развития: Материалы VI Международной научно-практической конференции. 24 декабря 2013г.: Сборник научных трудов. В 2-х томах. Том II. - Краснодар: 2014. - С. 74-77.

10. Manvelidze, А.В. The use of multi component software solutions in distributed information systems / A.B. Manvelidze // Information technologies in economy, education and business: materials of the V International scientific and practical conference (December 23d, 2013) Editor-in-chief Zaraysky A.A. - Saratov: Publishing house «Business Academy», 2013. - pp. 5-6.

тираж 100 экз заказ N9 543 подписано в печать 27.10.14 объем 1,0 Отпечатано в типографии "Реглет" г. Москва, Проспект Мира, д. 39