WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |

Расширенный вариант модели предусматривает наличие контроля или ограничение функциональности для каждого возможного FLS-отношения или класса FLS-отношений, хотя бы на одном из FLS-уровней взаимодействия. В расширенной модели для каждой дуги < ri, qj > предусматривается < ri, qj, mk >М| mk{fx , ly , sz}, где fx , ly , sz – средства контроля и ограничения функциональности, образующие кластерную FLS-структуру КИС. Если условие не соблюдается, то считается, что некоторое j-ое информационное отношение может дестабилизировать критичный объект qj.

Метод формализации кластерных функционально-структурных ограничений обеспечивает построение эталонной кластерной FLS-модели архитектуры, которая отражает систему функционально-структурных ограничений, что позволяет систематизировать и формализовать требования по ФС КИС с учетом системной парадигмы информационного взаимодействия.

О п р е д е л е н и е 1. FLS-кластер (, или ) – это упорядоченное собственное подмножество соответственно F, L или S отношений, заданных на некотором подмножестве модулей системы W, где N – число отмеченных наборов FLS-отношений, каждый из которых является критерием формирования F, L или S кластера с номером, где f, l и s – число отмеченных наборов соответственно F, L или S отношений.

Подмножество всех физических кластеров, где, образует физическую кластерную структуру системы W. Подмножество всех синтаксических кластеров, где, образует синтаксическую структуру системы W. Подмножество всех семантических кластеров, где, образует семантическую структуру системы W. Множество всех FLS-кластеров образует FLS-структуру, которая является МК-моделью информационной архитектуры системы W, относительно отмеченных функционально-структурных свойств

(1)

О п р е д е л е н и е 2. Динамическая МК-модель архитектуры КИС – это FLS-структура, образованная объединением по FLS-уровням всех текущих FLS-кластеров с отмеченными наборами FLS-отношений, которые составляют мультиграф FLS-структуры, отражающий множество  W всех состояний системы W, т.е..

О п р е д е л е н и е 3. Кластерная FLS-модель функционально стабильной архитектуры КИС – это FLS-структура, образованная объединением по FLS-уровням всех декларируемых (эталонных) FLS-кластеров с отмеченными наборами FLS-отношений, которые определены в качестве критериев стабильности состояний системы W.

Пусть - мощность множества А, означает, что А и В равномощны, означает, что А равномощно некоторому подмножеству множества В, а означает, что А имеет меньшую мощность, чем В.

У т в е р ж д е н и е 1. Если упорядоченные подмножества FLS-отношений МК-модели системы W равномощны некоторым подмножествам соответствующих множеств FLS-отношений эталонной кластерной FLS-модели, то информационная архитектура системы W функционально стабильна,

. (2)

У т в е р ж д е н и е 2. Если упорядоченные подмножества FLS-отношений эталонной кластерной FLS-модели имеют меньшую мощность, чем соответствующие подмножества FLS-отношений МК-модели системы W, то информационная архитектура системы функционально нестабильна,

. (3)

Разработанные теоретические положения позволяют выделить и формализовать в качестве логического критерия ФС состояний информационной архитектуры факт наличия или отсутствия FLS-отношений между модулями, идентифицируемых относительно нормированных функционально-структурных ограничений, определенных в кластерной FLS-модели системы.

В четвертой главе раскрыта структура и основные положения теории МК-сетей, изложен метод ФИМ декомпозиции, приводятся математические модели информационной архитектуры, модуля и его состояний, описана базовая каноническая МК-модель информационной архитектуры.

Основу теории МК-сетей составляют метод ФИМ декомпозиции информационной архитектуры, методы построения (синтеза) и анализа МК-сетей. Методические взаимосвязи элементов теории показаны на рисунке 7.

Метод ФИМ декомпозиции информационной архитектуры содержит методику модульной классификации информационных элементов и кластерной классификации функционально-информационных связей. Метод обеспечивает построение МК-модели информационной архитектуры в виде FLS-мультиграфа объектно-ориентированной МК-сети.

Рисунок 7 – Структура научно-методического аппарата теории МКсетей

Методы построения МК-сети содержат математический аппарат, позволяющий преобразовать модель информационной архитектуры из графовой формы МК-сети в математическую для проведения автоматизированного анализа функционально-структурных свойств. В зависимости от постановки и ограничений задачи анализа может строиться логическая или матричная МК-модель информационной архитектуры.

Методы анализа МК-сетей обеспечивают доказательство ФС информационной архитектуры на основе автоматизированного поиска траекторий информационного процесса, приводящих систему в функционально нестабильные состояния, с использованием логического вывода в рекурсивной системе или методом сравнения FLS-матриц достижимости модулей с эталонными кластерными FLS-матрицами.

Математическая модель информационной архитектуры

В теории МК-сетей рассматриваются конечные множества элементов и функционально-структурных свойств информационной архитектуры:

- множество модулей Q (типовых физических и абстрактных информационных объектов и их классов, составляющих систему или представляющих внешнюю среду, и имеющих функционально-информационное значение для процесса обработки данных);

- множества открытых информационных F, L и S интерфейсов модулей (типовых для информационной системы открытых физических, синтаксических и семантических интерфейсов взаимодействия модулей);

- множество информационных FLS-отношений, определяемых на множествах Q и FLS.

Множество объектов (модулей) Q системы W

, (4)

где - собственное подмножество множества объектов k-го типа;

- множество индексов типов объектов.

Множество отмеченных свойств объекта k-го типа

, (5)

где - v-ое свойство объекта k-го типа;

V(k) - множество обозначений свойств объектов k-го типа.

Множество предикатов (отношений) между объектами

, (6)

где - предикат из числа допустимых отношений, заданных перечнем Q;

 - собственное подмножество объектов множества, между которыми установлено отношение ;

- список номеров объектов, объединяемых отношением ;

 * - множество всех возможных списков.

Тогда система W может быть представлена в виде

. (7)

Предполагается, что архитектура КИС известна, и можно ввести общую индексацию всех объектов

, (8)

где – общее число объектов в системе.

Тогда множество может быть получено следующим образом.

Выделяются все пары объектов, где, между которыми существуют отношения, выраженные в виде

.

(9)

Имеется принципиальная возможность интерпретации любой архитектуры КИС в терминах выражения (7). Множество объектов задается перечислением типовых физических и абстрактных модулей или их классов. Если множество свойств модулей (классов модулей) является совокупностью физических характеристик (F-интерфейсов), синтаксических характеристик (L-интерфейсов) и выполняемых физическими и абстрактными модулями функций по обработке данных (S-интерфейсов), то, элементы которого определяют все существенные отношения в системе. Тогда имеем

. (10)

Таким образом, перечислением типовых модулей и их FLS-интерфейсов задается физическая система, синтаксис и логика ее функционирования. Определением задается текущее подмножество отношений между множествами и. Выражение (10) формально описывает FLS-структуру системы W и является математической моделью информационной архитектуры.

Формальное определение МК-сети

В теории МК-сетей модель информационной архитектуры представляется в виде модульно-кластерной сети. В основу теории МК-сетей положен принцип декомпозиции исследуемых информационных систем на функционально-информационные модули, реализующие фазы информационного взаимодействия, с группированием их по кластерам, отражающим функционально-структурные свойства информационной архитектуры, в том числе, свойства, ограничивающие функциональность модулей. Перечислением и типизацией физических и абстрактных функциональных модулей, а также открытых FLS-интерфейсов взаимодействия задается структура моделируемой системы. Метод ФИМ декомпозиции позволяет декомпозировать информационную архитектуру на типовые модули и информационные FLS-интерфейсы, и построить ее объектно-ориентированную МК-модель, в виде графовой формы МК-сети.

Пусть Q – множество модулей системы W, и – множество информационных FLS-отношений между ними, которые определяются наличием у модулей типовых открытых FLS-интерфейсов взаимодействия.

О п р е д е л е н и е 4. МК-сеть представляет собой FLS-мультиграф, вершинами которого являются функционально-информационные модули, где n их число, а дуги, где, определяются наличием открытых FLS-интерфейсов модулей, через которые устанавливаются функционально-информационные FLS-отношения.

Мультиграф состоит из F, L и S остовных подграфов, у которых вершины совпадают и соответствуют множеству, а дуги различны и определяются соответственно множествами F, L или S отношений между модулями, т.е.. Кластерные FLS-ограничения задаются на графе отсутствием дуг в соответствующих FLS-подграфах. Дуги, моделирующие критичные FLS-отношения (в идеальном случае все дуги), должны быть инцидентны вершинам, которые изображают средства контроля. Фрагмент мультиграфа и его декомпозиция на остовные FLS-подграфы смежности представлен на рисунке 8.

Рисунок 8 – Фрагмент мультиграфа МК-сети и его декомпозиция на остовные FLS-подграфы

У т в е р ж д е н и е 3. Любые две вершины мультиграфа являются смежными, если и только если между этими вершинами существует хотя бы одно подмножество дуг вида или, которое называется полной FLS-дугой.

На рисунке 8 полные FLS-дуги,, обозначены овалами, объединяющими дуги. FLS-дуга является вырожденной (неполной), что не позволяет реализовать информационное взаимодействие. Вырожденные FLS-дуги определяют смежность вершин только в остовных FLS-подграфах, и, имеющих дуги между этими вершинами.

У т в е р ж д е н и е 4. Информационное взаимодействие между любыми двумя модулями МК-сети возможно, если обозначающие их вершины мультиграфа графа G смежные.

У т в е р ж д е н и е 5. Путь между произвольной парой вершин в FLS-мультиграфе существует, если и только если существуют пути между этими вершинами в остовных FLS-подграфах смежности, и, проходящие через одни и те же вершины.

Таким образом, фрагмент мультиграфа G на рисунке 8 содержит три пути,,, которые определяют возможные траектории выполнения информационного процесса.

Правила переходов состояний МК-сети

Правила переходов состояний определяют формальные условия, при которых срабатывает переход и МК-сеть переходит в новое состояние.

П р а в и л о 1. Физическое отношение типа f между модулями реализуется (образуется дуга в остовном Fподграфе ) если, и только если модули принадлежат одному текущему физическому кластеру, у них имеются парные физические интерфейсы и, и модуль активен,

,

(11)

где - порядковый номер физического интерфейса в перечне типовых физических интерфейсов системы.

П р а в и л о 2. Синтаксическое отношение типа l между модулями реализуется (образуется дуга в остовном Lподграфе ) если, и только если между вершинами имеется дуга, модули принадлежат одному текущему синтаксическому кластеру, у них имеются парные физические интерфейсы и, и модуль активен,

,

(12)

где - порядковый номер синтаксического интерфейса в перечне типовых синтаксических интерфейсов системы.

П р а в и л о 3. Семантическое отношение типа s между модулями реализуется (образуется дуга в остовном Sподграфе ) если, и только если между вершинами имеются дуги и, модули принадлежат одному текущему семантическому кластеру, у них имеются парные семантические интерфейсы и, и модуль активен,

,

(13)

где - порядковый номер семантического интерфейса в перечне типовых семантических интерфейсов системы.

Остальные правила переходов состояний определяют семантику изменений в системе в зависимости от типа реализуемого семантического s-отношения, при условии выполнения правил 1-3. Семантические отношения заключаются в реализации информационных примитивов по обработке данных. Для базовой канонической МК-модели архитектуры сформирован базовый набор семантических отношений, реализующих ролевые функции стереотипов модулей (создание, удаление, перемещение, копирование физического модуля; интерпретация i, создание g, уничтожение d, копирование c, перемещение m абстрактного модуля). В случае детализации (агрегирования) информационных отношений или специфики семантических отношений в системе необходимо уточнять ролевые функции модулей. Например, при моделировании отношений в операционной системе могут использоваться ролевые функции чтение r, запись w, выполнение x и т.п. Реакция на реализацию ролевых функций заключается в удалении или добавлении вершин мультиграфа G, дуг в остовных подграфах или FLS-интерфейсов модулей (дуг, инцидентных одной вершине).

В пятой главе изложено описание методов построения и анализа МК-сетей: раскрыты механизмы формирования и анализа матричной МК-модели архитектуры, дано обоснование применения аппарата математической логики для построения и анализа МК-модели КИС. Проведен анализ пространства поиска состояний, показана возможность его сокращения редукцией порождающего графа.

Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»