WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 |

Вторая глава посвящена моделированию системы управления в организационной структуре многопрофильного ЛУ на основе эволюционных алгоритмов. Рассмотрена современная концепция эволюционных вычислений и в её контексте описана парадигма эволюционных алгоритмов, включая последовательность и принципы их работы.

Построена модель эволюционного алгоритма для поиска оптимального решения в организационной структуре многопрофильно ЛУ (рис. 1).

- 10 - Рис. 1. Этапы работы эволюционного алгоритма Первый шаг при построении эволюционного алгоритма – это кодирование вектора исходных параметров, которые называют хромосомами, а весь их набор называют популяцией хромосом. Хромосома может быть закодирована как битовой строкой, так и символьной, или же строкой вещественных чисел (табл.1.) Таблица 1.

Исходные данные хромосом 1. Параметр-1 P1={1.....M} M-число параметров-2. Параметр-2 P2={1.....N} N-число параметров-3. Параметр-i Pi={1.....K} K-число параметров-i - 11 - Каждый объект (элемент любого вектора из табл. 1.) можно представить в виде совокупности атрибутов, численно характеризующих данный объект. Атрибуты определены на ограниченном множестве положительных значений.

Вектор PODBOR={P11,P12,…,P1p2,…P1N}, (1) где P1p2-номер параметра, подобранного для параметра P2, P2={1,…,N}, P1={1,..,M}.

Таким образом, задача подбора параметров для оптимизации организационной структуры ЛУ сводится к задаче выбора такого варианта вектора PODBOR из числа возможных, в котором с учетом ограничений и критериев будет в максимальной степени способствовать достижению поставленной цели.

При определении критериев отбора, следует ясно формулировать параметры оптимизации, необходимые для повышения эффективности работы соответствующего звена организационной структуры ЛУ. Для рационализации определенного звена организационной структуры должны быть выбраны только значимые параметры, не превышающие заданного количества.

Значение каждого веса из вектора PODBOR={P11,P12,…,P1p2,…P1N} для объектов вектора P1 вычисляется по формуле:

M W1i 1i, j, (2) j где P1i,j – значение j-го атрибута у i-го объекта из вектора P1, i= {1…M}.

N W, (3) 2 i i, j j где P2 –значение j-го атрибута у i-го объекта из вектора P2, i= {1…N}.

i,j Реализация эволюционного алгоритма предполагает задание так называемой функции приспособленности или фитнес-функции (fitness function). Данная функция предназначена для оценки качества каждого конкретного решения – она получает на вход хромосому и возвращает число, показывающее, насколько хороша эта хромосома.

Целевая функция (fitness function):

- 12 - F(PODBOR) W1i Rp(PODBORi )), (4) (W2i где PODBOR-вектор подбора, Wp2i –вес параметра-2 в i-ом подборе, Wp1i -вес параметра-1 в i-ом подборе, RP (PODBORi) - функция подсчета параметров для оптимизации звена организационной структуры ЛУ 1 если для задач оптимизаци и из x 3 параметров Rp ( x) (5) 0 если для задач оптимизаци и из x 3 параметров Целевая функция характеризует подбор параметров в качественном выражении.

В процессе работы алгоритма все указанные выше операторы применяются многократно и ведут к постепенному изменению исходной популяции.

Поскольку операторы отбора, скрещивания, мутации и редукции по своей сути направлены на улучшение каждой отдельной особи, то результатом их работы является постепенное улучшение популяции в целом и из конечной популяции выбирается та особь, которая дает экстремальное (максимальное или минимальное) значение целевой функции. В этом и заключается основной смысл работы эволюционного алгоритма для организационной структуры – улучшить популяцию параметров оптимизации по сравнению с исходной и получить качественное решение.

В работе также выявлены критерии эффективности работы эволюционных алгоритмов, изучено влияние параметров эволюционного алгоритма на эффективность его работы. Отмечена хорошая масштабируемость эволюционного алгоритма, позволяющая повысить его скорость путём распараллеливания как на уровне организации работы ЭА, так и на уровне его непосредственной реализации на вычислительной машине.

Предложены направления развития эволюционных алгоритмов для решения задач совершенствования организационных структур многопрофильных ЛУ.

Третья глава посвящена применению открытых программных решений как инструментального средства для совершенствования организационных - 13 - структур многопрофильного ЛУ. В работе определены преимущества и обоснована актуальность широкомасштабного применения решений с открытым кодом, что обусловлено все возрастающими потребностями информационного общества, а также необходимостью осмысления экономических процессов в такой важной для народного хозяйства сфере деятельности как разработка высокотехнологичного ПО.

Учитывая обоснованность актуальности применения открытых технологий, была разработана методика моделирования и выбора вида лицензирования прикладных решений на базе открытого кода при проектировании программного обеспечения для оптимизации организационной структуры многопрофильного лечебного учреждения.

Существует множество видов свободных лицензий и различные варианты их применения в прикладных и общесистемных программных решениях. В работе были выделены и рассмотрены основные виды лицензирования:

MPL – Mozilla Public License BSD – Berkeley Software Distribution MIT – Massachusetts Institute of Technology ASL – Apache Software License LGPL – Lesser GPL GPL – GNU General Public License Для проведения сравнительной характеристики видов лицензирования и их последующего исследования с применением инструментальных и математических средств были сформированы требования, предъявляемые к условиям лицензирования. Для выбора наиболее существенных требований, предъявляемых к лицензиям, как результат применения одного из методов экспертного оценивания, была проведена процедура ранжирования требований по степени значимости, для чего каждому требованию был присвоен порядковый номер – код требования, и ранги, значения которых присваивались в диапазоне от 1 до (табл. 2.).

- 14 - Таблица 2.

Основные требования, предъявляемые к лицензиям Код Наименование требования X1 Указание имени автора X2 Маркирование измененных файлов X3 Дифференциация в наименовании производного ПО по отношению к наименованию программного продукта создателей лицензии X4 Распространение производных программных решений на условиях первоначальной лицензии X5 Территориальное действие лицензии X6 Отсутствие гарантий на ПО X7 Возможность применения другой лицензии Для выявления значимости каждого параметра определены коэффициенты значимости Kj по формуле:

m n S j (6) K j 0, 5m n (n 1) Для выделения из n требований наиболее значимых, определяем порог значимости коэффициентов:

, т.е..

K 1 / n (n 7 ) K 1 / 7 0,1 j j Результат обработки данных и расчетов отображен на рис. 2.

Kj=0,Рис. 2. Значимые требования при выборе лицензий Процедура ранжирования требований показала, что действительно значимыми при выборе лицензий для ПО с открытым кодом являются: X1 – указание имени автора, X2 – маркирование измененных файлов, X4 – распространение производных программных решений на условиях первоначальной лицензии, X5 – территориальное действие лицензии.

- 15 - Базируясь на результатах проведенного сравнительного анализа основных лицензий для свободного ПО с учетом значимых требований, возникает необходимость в экспертном оценивании вида лицензии для ПО с открытым кодом.

Предлагаемая методология оценивания для получения более обоснованных результатов предполагает использование одновременно нескольких различных методов моделирования экспертных оценок. Поэтому при анализе информации в данном случае были использованы два метода – метод средних арифметических рангов (баллов) и метод медианных рангов. Такое решение находится в согласии с концепцией устойчивости, рекомендующей использовать различные методы для обработки одних и тех же данных с целью получения оптимальных выводов. Предлагаемая методология является адекватным математическим средством для решения широкого класса прикладных задач различных уровней управления.

В качестве экспертов были задействованы специалисты, занимающиеся разработкой программных продуктов на основе открытого кода. Оценивание осуществлялось с помощью анонимного анкетирования экспертов по имеющейся системе критериев. В качестве оценок применялись балльные градации шкал соответствующих предпочтений. По завершении опроса полученные данные представляли собой набор таблиц по числу экспертов и результату ранжирования объектов (лицензий), которые подвергались последующей математической обработке.

В результате экспертного оценивания был выявлен наиболее предпочтительный в использовании вид лицензирования прикладных решений на базе открытого программного кода – Универсальная общественная лицензия GNU General Public License, которая позволяет свободную эксплуатацию, модифицирование, копирование исходных кодов программных продуктов, попадающих под ее область действия (в том числе и в коммерческих целях). В случае применения их в своих программных решениях, разработчик обязуется в дальнейшем предоставлять свои исходные коды по первому требованию.

- 16 - Не вызывает сомнений тезис о том, что групповые экспертные оценки должны отражать согласованное мнение экспертов. При ранжировании объектов эксперты обычно расходятся во мнениях по решаемой проблеме. В связи с этим возникает необходимость количественной оценки степени согласия экспертов. Выяснялся данный вопрос с помощью рангового коэффициента конкордации, который гарантирует получение статистически надежных результатов. Этот коэффициент применим в тех случаях, когда результаты экспертного опроса представлены в ранговой шкале.

Проверка значимости коэффициента конкордации с помощью критерия Пирсона 2 показала, что с вероятностью 95% можно утверждать, что суждения экспертов являются согласованными.

Применение инструментальных и математических средств, например, таких как метод экспертного оценивания, позволяет формализовать процедуру выбора вида свободных лицензий для последующей разработки прикладного ПО на основе открытого кода для многопрофильной клиники.

Для проведения анализа структуры затрат при разработке прикладного ПО, как результат применения метода экспертных оценок, были выявлены и определены основные стоимостнообразующие факторы ПО с открытым кодом.

При оценивании информации не менее важным и эффективным инструментом для выявления определяющих стоимостнообразующих факторов ПО с открытым кодом являются Интернет-технологии по сбору информации, а именно, Интернет-опросы. К числу отличительных особенностей проведения опросов с использованием всемирной сети Интернет относится их невысокая стоимость, автоматизация процесса опроса и анализа его результатов, и возможность сосредоточения опроса на профессионально – ориентированных, заинтересованных пользователей.

Основным элементом при проведении опросов является анкета, представляющая собой набор вопросов, на которые должны быть получены ответы от респондентов, то есть лиц, напрямую участвующих в анкетировании. Перед проводимым исследованием была разработана опросная анкета и тщательно - 17 - протестировано ее программное обеспечение, которое планировалось применять. Непрофессиональный подход к данному вопросу неизбежно привел бы к искажению реальной картины полученных результатов.

Для проведения Интернет-опроса о стоимостнообразующих факторах в программных решениях с открытым кодом в качестве базового было использовано открытое ПО – интерпретируемый язык РНР 5.1.6 и серверная реляционная база данных MySQL 5.1.

Опросная анкета была размещена на 10 интернет-сайтах, использующих как платный, так и бесплатный хостинг, контент которых отражает специфику предметной области и связан, прежде всего, с разработкой, эксплуатацией и сопровождением прикладных информационных систем для различных заказчиков (государственных и частных).

Временной интервал сбора статистического материала составил от 90 до 110 дней, при этом в общей сложности в опросе приняли участие 2018 респондентов. Статистическая обработка выполнялась в среде процессора электронных таблиц, входящего в состав ПО с открытым кодом OpenOffice.org 2.4.2, под управлением операционной системы Windows XP.

Диаграмма на рис. 3. отражает агрегированные результаты распределения ответов респондентов по составу затрат в процентном соотношении доли основных стоимостнообразующих факторов при разработке ПО с открытым кодом. Таким образом, можно судить о явных предпочтениях разработчиков, большая часть которых уделяет свое внимание интегрированным средствам разработки (28,94%), компиляторам (интерпретаторам) (20,91%) и средствам моделирования ПО (ИС) (14,32%), при этом минимальный интерес взывают операционные оболочки (2,46%).

Кроме того, в процессе обработки и анализа полученных материалов в рамках выполненных исследований было выявлено и установлено следующее:

Программное обеспечение с открытым кодом во всем своем многообразии устойчиво набирает свою популярность как в России, так во всем мире;

- 18 - С целью развития ПО с открытым кодом является целесообразным формирование в сжатые сроки сообщества профессиональных программистов как прикладных, так и системных;

Рис. 3. Доля основных стоимостнообразующих факторов при разработке ПО ПО с открытым программным кодом представляет практический интерес для учреждений, организаций и предприятий различных отраслей, масштабов и форм собственности;

Для создания условий по финансированию разработок информационных систем с открытым программным кодом, с целью замены коммерческого ПО с закрытым кодом, необходима разноплановая стимуляция бизнес-сообщества;

Развитие и использование ПО с открытым кодом как в госбюджетных организациях и учреждениях, так и в военно-промышленной сфере невозможно без поддержки на уровне правительства РФ и властных структур.

В четвертой главе рассмотрена практическая реализация разработанной модели эволюционных алгоритмов применительно к организационной структуре многопрофильного ЛУ, а именно – для рационализации подбора медицин- 19 - ского персонала в лечебном учреждении, а также моделирования и формирования графика плановых операций в хирургической клинике.

Pages:     | 1 || 3 |






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