Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Диссертационная работа:

Нестеренко Алексей Константинович. Формализация потоков работ и ее применение : диссертация... кандидата технических наук : 05.13.18 Москва, 2007 100 с. РГБ ОД, 61:07-5/2949

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Содержание 2

Введение 4

1 Обзор технологий моделирования потоков работ 13

1.1 Графические языки моделирования потоков работ 14

  1. Structured Analysis and Design Technique 14

  2. Data Flow Diagrams 15

  3. Диаграммы деятельности UML 16

  4. Business Process Modeling Notation 17

1.2 XML-языки моделирования потоков работ 20

  1. XML Process Definition Language 20

  2. Business Process Modeling Language 21

2 Онтологический подход к проблеме моделирования потоков работ 23

  1. Онтологическая модель информационной системы 23

  2. Онтологическая оценка выразительности 26

  3. Онтологическая модель потока работ 28

  1. События 29

  2. Состояния 30

  3. Действия 31

  4. Поток работ и вложенный поток работ 32

3 Алгебраическая и графическая запись онтологической модели потока работ 34

3.1 Формальный язык описания потоков работ 34

  1. Структура описания 34

  2. Составные действия 35

  3. Простые действия 36

  4. Пример описания потока работ 37

3.2 Оценка выразительности языка описания потоков работ 38

  1. Шаблоны потоков работ 38

  2. Шаблон 1 «Последовательность» 39

  3. Шаблон 2 «Параллельное выполнение» 39

  4. Шаблон 3 «Синхронизация» 39

  5. Шаблон 4 «Исключающий выбор» 39

  6. Шаблон 5 «Простое слияние» 40

  7. Шаблон 6 «Множественный выбор» 40

  8. Шаблон 7 «Синхронизирующее слияние» 40

  9. Шаблон 8 «Множественное слияние» 40

  1. Шаблон 9 «Дискриминатор» 41

  2. Шаблон 10 «Произвольные циклы» 42

  3. Шаблон 11 «Подразумеваемое завершение» 42

  4. Шаблон 12 «Множественные экземпляры без синхронизации» 42

  5. Шаблон 13 «Множественные экземпляры с синхронизацией и известным на момент моделирования количеством экземтяров» 42

  6. Шаблон 14 «Множественные экземпляры с синхронизацией и известным на момент исполнения количеством экземтяров» 42

  7. Шаблон 15 «Множественные экземпляры с синхронизацией с неизвестным заранее количеством экземпляров» 43

3.3 Графическое представление потока работ 43

4 Метод получения исполняемого описания потока работ но его модели 48

  1. Использование Web-сервисной архитектуры как среды функционирования потока работ 49

  2. Языки описания композиций Web-сервисов 51

  1. Web Services Flow Language 51

  2. Business Process Execution Language for Web Services 53

  3. Web Services Choreography Interface 55

4.3 Метод трансляции формального описания потока работ в язык BPEL 56

5 Разработка средств моделирования потоков работ 59

  1. Разработка описаний потоков работ на формальном языке 59

  2. Трансляция формальных описаний в язык BPEL 67

  3. Разработка описаний потоков работ на языке BPEL 68

6 Реализация предложенных моделей и алгоритмов в виде комплекса программ по
управлению потоками работ
76

  1. Архитектура системы управления потоками работ 76

  2. Проект «Автоматизация гидроакустических исследований и мониторинга» 80

  3. Проект «Информационный портал поддержки использования результатов фундаментальных исследований» 81

  4. Проект «Электронная Земля: научные информационные ресурсы и информационно-коммуникационные технологии» 83

  5. Проект «Разработка среды электронного взаимодействия федеральных органов исполнительной власти и хозяйствующих субъектов» 84

Заключение 86

Приложение. UML-диаграммы классов онтологической модели потока работ 88

Список использованных источников 94

Список иллюстраций 99

Список таблиц 100

Введение к работе:

Актуальность темы

Процесс выполнения тех или иных видов работ по управлению и обработке информационных ресурсов представляет собой регламентированный набор действий, который надо выполнить для достижения необходимого результата. При этом в процессе подготовки входных и выходных данных каждого этапа потока работ исполнители используют обширный набор инструментальных программных продуктов для частичной автоматизации своего участка работ. Такая частичная автоматизация «ручной деятельности», конечно, имеет ряд преимуществ, но задача упрощения координации процесса по обработке информационных ресурсов в целом данным подходом не решается.

Для эффективного решения задач автоматизированной координации деятельности большая часть усилий разработчиков программного обеспечения на текущий момент сконцентрирована вокруг теории автоматизированных потоков работ (Workflow) и систем, способных эффективно решать задачи их исполнения и координации (Workflow Management Systems). Количество подобных информационных систем, в основу которых на формальном уровне заложена базовая концепция интеграции распределенных ресурсов (как программных систем, так и человеческих ресурсов) для выполнения некоторой общей задачи, увеличивается очень быстрыми темпами.

При этом новые решения приводят к появлению новых задач, адресованных системам управления потоками работ. К основным из них можно отнести задачу формального описания потоков работ, что является необходимым условием для возможности реализации контекстно-независимых систем управления потоками работ. На данный момент существует несколько конкурирующих спецификаций языков описания процессов произвольной сложности и типов. При этом расхождения в базовой семантической модели этих языков приводят к проблемам интероперабельности построенных на их базе исполняющих систем. Так же отсутствие четкой формальной основы не позволяет строить строгие алгоритмы верификации, анализа и оптимизации описаний на этих языках.

В данной работе выполнена формализация понятий потока работ в рамках специализированной онтологической модели, разработан формальный алгебраический язык описания потоков работ, на основе которых реализованы комплексы программ по моделированию и управлению потоками работ, использующие новейшие стандарты и технологии.

Цель работы

Целью работы является разработка моделей, методов и технологий автоматизации управления потоками работ. Практической составляющей работы является разработка комплекса программ, автоматизирующего моделирование и исполнение потоков работ, используемого при решении ряда задач автоматизации научной деятельности. В работе исследованы и решены следующие задачи:

  1. Обзор подходов к моделированию потоков работ, их сравнительный анализ.

  2. Построение модели потока работ на базе онтологического подхода к задаче описания информационных систем.

  3. Разработка формального языка описания потоков работ на базе предложенной модели.

  4. Выбор графического представления для визуального моделирования описаний потоков работ.

  5. Реализация программного комплекса, автоматизирующего моделирование потоков работ с помощью разработанного формального языка.

  6. Реализация комплекса программ по управлению потоками работ, описанными с помощью предложенного формального языка.

  7. Апробация полученных результатов в ряде прикладных задач по автоматизации научных вычислительных процессов.

Научная новизна

В работе предложены новые технологии и методы реализации систем управления потоками работ. В отличие от большинства существующих систем автоматизации потоков работ и бизнес-процессов, разработанный программный комплекс имеет следующие особенности:

  1. Описание потоков работ базируется на формализованной онтологической модели информационной системы. Данный подход обеспечивает полноту и выразительность получаемой модели потока работ.

  2. Представлен формальный алгебраический язык описания потоков работ. Данный язык делает возможным разработку алгоритмов верификации и оптимизации описанных на нем потоков работ, а также средств его интерпретации в рамках исполняющей системы.

  3. Предложена графическая запись потока работ на базе спецификации BPMN 1.0 для визуального представления моделей потоков работ в средствах моделирования.

  4. Разработана технология моделирования описаний потоков работ (формальное высокоуровневое описание и исполняемое низкоуровневое), реализован программный комплекс для автоматизации процесса моделирования потоков работ.

  5. Реализован программный комплекс по управлению автоматизированными потоками работ, базирующийся на новейших интеграционных технологиях, таких как интеграция распределенных информационных систем с помощью Web-сервисов.

Практическая ценность

Построенная формальная онтологическая модель потока работ представляет собой каноническую модель, позволяющую решать проблему сопоставления описаний потоков работ, сделанных с помощью различных технологий моделирования, их взаимного преобразования и сравнения.

Представленная алгебраическая форма записи описаний потоков работ позволяет разрабатывать различные автоматизированные анализаторы и интерпретаторы описаний потоков работ (в том числе, в целях их верификации и оптимизации).

Предложенные методы и средства моделирования полностью автоматизируют процесс разработки описаний потоков работ от формального, высокоуровневого описания до непосредственно исполняемого кода.

Разработанный комплекс программ по управлению потоками работ позволяет автоматизировать сложные распределенные процессы с использованием как человеческих ресурсов, так и взаимодействия с другими информационными системами и хранилищами данных. При этом средства динамической отладки потоков работ позволяют в кратчайшие сроки получать стабильно работающие процессы.

Реализованные программные средства имеют широкий круг применения в области автоматизации научных вычислительных процессов.

Апробация работы

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на следующих научных конференциях и семинарах:

Научно-практический семинар "Новые технологии в информационном обеспечении науки" (Таруса, 2003-2005).

Всероссийская научная конференция "Электронные библиотеки: перспективные методы и технологии, электронные коллекции" (Санкт-Петербург, 2003; Пущино, 2004; Суздаль, 2006).

Всероссийская научная конференция "Научный сервис в сети Интернет" (Новороссийск, 2004).

Международный коллоквиум Spring Young Researcher's Colloquium On Database and Information Systems – SYRCoDIS, St.-Petersburg, Russia, 2004.

Международная конференция The 8th World Multi-Conference on Systemics, Cybernetics and Informatics – SCI 2004, Orlando, Florida, 2004.

Научная конференция МФТИ (Долгорудный, 2005-2006).

Международная конференция "Порядковый анализ и смежные вопросы математического моделирования" (Владикавказ, 2006).

Научные семинары отдела систем математического обеспечения Вычислительного Центра им. А.А. Дородницына РАН (Москва, 2001-2007).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 12 работ, в том числе одна из списка изданий, рекомендованного ВАК РФ.

Структура и объем работы

Подобные работы
Толстов Евгений Викторович
Задачи моделирования потоков работ при помощи сетей Петри
Галич Василий Николаевич
Повышение эффективности работы центробежных пылеуловителей за счет применения встречных закрученных потоков
Тинеев Роман Борисович
Технология опалубочных работ с применением цементностружечных плит, модифицированных серой
Буксман Виктор Эмануилович
Улучшение эксплуатационных показателей гусеничного трактора на пахотных и мелиоративных работах путем применения гидромеханической трансмиссии
Докшанин Сергей Георгиевич
Увеличение ресурса работы подшипников качения применением пластичных смазочных материалов с ультрадисперсным алмазографитом
Лавров Александр Владимирович
Разработка гиробуссоли и методики ее применения для маркшейдерских работ
Калинина Наталья Михайловна
Разработка щадящей технологии взрывных работ на основе применения сверхнизкоплотных взрывчатых смесей
Антропов Дмитрий Натанович
Энергосберегающие режимы работы теплоэнергетических установок с применением микропроцессорных комплексов
Сысоев Сергей Сергеевич
Рандомизированные алгоритмы стохастической оптимизации и их применение для повышения эффективности работы вычислительных комплексов и сетей
Камалетдинов Рустам Сагарярович
Повышение эффективности работы скважинных насосов путем применения вентильных погружных электродвигателей

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net