Данная работа является авторефератом диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Варламова Олег Олеговича. Полная версия документа доступна по этому адресу.
Актуальность темы
Одной из основных проблем, решаемых при создании автоматизированных систем обработки информации (АСОИ), в целом, и программно-аппаратных комплексов (ПАК) оперативной диагностики (ОД) в частности, является обеспечение, в условиях их непрерывного функционирования, адаптации программно-аппаратных средств для эффективного и оперативного решения сложных задач. Анализ актуальных научных проблем создания АСОИ показал, что необходимо, прежде всего, решить следующие две взаимосвязанные проблемы. Первая проблема – это создание интерактивных самоорганизующихся баз данных (БД) и знаний, на основе которых возможно создание программного обеспечения АСОИ. Отметим, что, так как фактически в «базах знаний» хранятся правила, процедуры и отношения объектов, то вместо термина «знания» будем применять термин «правила». Подчеркнем, что особую актуальность решению первой проблемы придает то, что в последнее время теория баз данных оказывает определяющее воздействие на многие смежные области. Например, БД используются при создании перспективных ЭВМ, что определяет место и роль второй научной проблемы: создание теоретических основ адаптивного синтеза информационно-вычислительных конфигураций (ИВК) АСОИ. Основное направление решения данной проблемы – это создание систем адаптивного синтеза (САС) самоорганизующихся конфигураций АСОИ. Две эти проблемы решают на разных уровнях: на уровне программного обеспечения (первая) и на уровне аппаратных средств (вторая), фактически одну и ту же проблему – создание самоорганизующихся АСОИ (ПАК ОД).
Системный анализ задач, которые необходимо решить как для создания самоорганизующихся баз данных и правил (СБДП), так и для построения САС ИВК, показал их взаимозависимость, поэтому обе эти проблемы в совокупности образуют одну крупную научную проблему. Следовательно, разработка теоретических основ создания СБДП и САС ИВК для построения самоорганизующихся программно-аппаратных комплексов оперативной диагностики (СПАКОД) является актуальной крупной научной проблемой. Решение этой новой проблемы имеет важное хозяйственное значение для целого ряда областей (медицины, экономики, юриспруденции, анализа чрезвычайных ситуаций, метеорологии и др.). Отдельные наиболее сложные задачи этих областей могут быть отнесены к классу ресурсоемких научно-практических задач оперативной диагностики. Как правило, это уникальные задачи, решение которых носит эмпирический характер и требует научно-обоснованного синтеза специализированных ИВК. Известные технологии БД и САПР не применимы в этом случае. Противоречие в том, что в условиях дефицита времени требуется оперативно синтезировать уникальный самоорганизующийся ПАК с использованием всех доступных ресурсов, включая Интернет, для обеспечения экспресс-диагностики сложных уникальных задач. Как правило, это NP-полные задачи, которые в зависимости от конкретной ситуации, могут быть сведены к набору полиномиальных задач, решаемых за обозримое допустимое время с учетом конкретных ограничений. На программном уровне эволюционность СПАКОД обеспечивается СБДП, а на аппаратном уровне – САС ИВК.
Адаптивность синтеза ИВК обусловлена уникальностью каждой диагностической задачи, необходимостью учета ранее разработанных вариантов конфигураций, быстротой создания, развития и старения программных и аппаратных средств. Для синтеза требуемых конфигураций фактически необходимо разработать некоторую новую САПР на основе распределенных СБДП. Используемые данные необходимо хранить в едином структурированном пространстве унифицированного представления данных и правил с целью научно-обоснованного всеобъемлющего синтеза уникальных конфигураций ЭВМ и последующего оперативного решения задачи. САС ИВК может являться ядром формируемых СПАКОД.
Таким образом, актуальность крупной научной проблемы разработки СБДП и САС ИВК для создания СПАКОД обусловлена тем, что необходимо в минимальное время достижение максимального быстродействия для решения диагностической задачи в ситуации, когда нахождение правильного решения имеет жизненно-важное значение, цена которого априори во много раз превышает стоимость затрат на синтез компьютерной системы. Следовательно, известные методы синтеза ЭВМ (ИВК), основанные на коммерческой эффективности, в таких ситуациях не применимы.
Научная проблема
Разработка теоретических основ построения самоорганизующихся программно-аппаратных комплексов оперативной диагностики за счет использования известных технологий автоматизированного проектирования и создания интерактивных самоорганизующихся баз данных и правил, изыскания принципов построения и применения систем адаптивного синтеза информационно-вычислительных конфигураций, разработки быстродействующих методов обработки информации, что позволит уменьшить время решения уникальных диагностических задач, снизить материально-финансовые затраты и повысить эффективность разработки и эксплуатации компьютерных систем.
Цель работы
Решение крупной научной проблемы разработки теоретических основ построения самоорганизующихся программно-аппаратных комплексов оперативной диагностики для повышения, по заданным критериям, эффективности решения сложных оперативных диагностических задач в условиях дефицита времени, неопределенности и непрерывности функционирования, что имеет важное значение для развития экономики страны и повышения ее обороноспособности.
Достоверность
Достоверность полученных результатов обеспечивается использованием аппарата математической логики, теорий множеств, графов, структур данных, принятия решений, системного анализа, математического программирования и оптимизации на сетях и графах, полнотой и корректностью исходных предпосылок, математической строгостью доказанных утверждений и преобразований при получении аналитических зависимостей, а также результатами имитационного моделирования и практической реализации.
Внимание! Данная статья является всего лишь частью автореферата и предназначена лишь для ознакомления с содержанием работы. Полная версия документа доступна по этому адресу.
