Теоретико-методологические основы качества информационных систем

Разработка концептуальной модели совершенствования качества информационных систем. Анализ модели определения состава показателей качества информационных систем. Экспериментальное исследование моделей совершенствования качества информационных систем.

Рубрика Программирование, компьютеры и кибернетика
Вид монография
Язык русский
Дата добавления 28.03.2020
Размер файла 844,8 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Логика организации, как компонента методологии, является связующим блоком разнообразного комплекса методов, средств, процессов, задач и принципов СКИС. Она превращает структурные элементы СКИС в гармонизированный комплекс, составляющий целостный, устойчивый организм по развитию качества функционирования ИС. В логику организации входит реализация задач по установлению целей, задач, функций и других категорий СКИС. Теоретическим базисом логики организации может служить разнообразный комплекс методов и средств, в частности, построение дерева целей СКИС. Примером определения целей, задач, функций, структуры и этапов технологии могут служить рассмотренные далее компоненты СКИС.

В логике организации СКИС существенным аспектом представляются критерии СКИС. К понятию критерия СКИС может относиться довольно широкий спектр категорий - показателей, параметров и условий, определяющих состояние системы СКИС. Эти категории могут иметь качественную и количественную формы. На основе критериев проводится решение комплекса задач моделирования, проектирования, эксплуатации системы СКИС, анализа, измерения, оценки, выработки проектов решений и их реализации в контуре управления качеством ИС. Так, например, система показателей оценки качества ИС обеспечивает выполнение задач измерения, оценки и анализа уровня качества ИС не только в аспекте уровня качества ее как системы, но и ее отдельных компонентов, в частности, технического комплекса, программных средств, выходных документов и др.

Логика организации СКИС предполагает нормы и правила. В арсенал логики организации СКИС включен широкий набор норм, на основе которых проводится решение задач по управлению процессами, обеспечивающими качество ИС. В нормативную базу входит сравнительно широкий состав категорий: рассмотренные выше принципы СКИС, нормы и требования, зафиксированные в нормативных документах надсистемы, в частности, стандарты, нормативы трудоемкости процедур, например, обработки информации, обслуживания аппаратных средств и др. [101].

Категорию «правила» составляют разнообразные документы, регламентирующие в той или иной мере выполнение организационных, информационных, технологических и других процессов в комплексе задач СКИС. Они регламентируют статус и порядок взаимоотношения сотрудников, занятых в контуре СКИС. Это может быть, например, Положение о выводе КС УКИС из нештатных ситуаций, должностные инструкции персонала и др. В эту категорию также входят документы, отображающие методики отдельных процедур, в частности, расчета объемов обрабатываемой информации, регистрации дефектов технологии обработки данных и др.

Отдельной аппликацией логики организации является синтез механизмов управления качеством ИС. В данном случае подразумевается задача создания комплексной системы управления качеством ИС. Разумеется, проблема управления качеством ИС может быть решена различными средствами. Вместе с тем, в задачах создания и применения КС УКИС наиболее эффективными и перспективными представляются решения в контексте парадигмы и методологии СКИС.

Методы составляют фундамент, на котором проводится построение методологии СКИС. Одним из опорных понятий методологии СКИС является моделирование. Оно предполагает множество методов, применяемых в решении разнообразных задач СКИС.

Как уже отмечалось, моделирование СКИС относится к классу сложных систем [12,98]. В силу данного свойства моделирование СКИС зависит от множества взаимосвязанных факторов и условий. Поэтому в методологии моделирования СКИС необходимо использование процедур абстрагирования и идеализации. В результате идеализации может быть получен идеализированный объект. Теоретические утверждения, как правило, непосредственно относятся не к реальным объектам, а к идеализированным [160]. Изучение идеализированных объектов - мысленный эксперимент, их осмысление в различных теоретических схемах и моделях, обеспечивает установление существующих связей и закономерностей, недоступных при изучении реальных объектов. При построении формулы относительного уровня качества функционирования ИС в роли идеализированного объекта может быть принят базовый образец ИС и его расчетные показатели. Опорным звеном в методологии моделирования является выявление общих свойств моделирования СКИС, как часть предмета СКИС.

В плане рассмотрения свойств целесообразно обратиться к принципиальным категориям свойств моделей СКИС. С гносеологической точки зрения моделирование СКИС представляется системой. Эта система состоит из двух систем (подсистем). Качество ИС выступает в роли первой системы, является объектом или «оригиналом» в системе моделирования. Модель СКИС является второй системой и выступает в системе моделирования в роли «образа» - субъекта управления. Следует отметить, что в практике моделирования соотношения указанных двух типов систем - «оригинала» и «образа» действительно и для их отдельных элементов.

В моделировании СКИС следует учитывать возможность и необходимость развития моделей. В СКИС естественное развитие моделей возможно в пространственном и временном отношениях. Вместе с тем следует учитывать случаи, когда могут быть созданы модели одного и того же объекта, противоречащие друг другу. Со временем подобные противоречия в теории и практике могут сниматься в ходе развития работ по соответствующим объектам и последующей корректировке моделей.

Моделирование в настоящее время занимает достойное место в теоретической и практической деятельности в решении задач СКИС [9,12,117-119]. Оно является одним из эффективных средств отображения процессов развития качества ИС. Кроме того, моделирование СКИС служит критерием проверки достоверности получаемых результатов. В частности, это может быть выполнено посредством идентификации отношений проверяемой модели к другой модели, адекватность которой уже считается обоснованной. Моделирование в сочетании с другими методами позволяет в рамках СКИС со временем переходить от неполных в информационном отношении моделей к гораздо расширенным в содержательном плане моделям. Эти модели обладают свойствами более полного раскрытия сущности процессов СКИС.

При рассмотрении СКИС как системы можно исходить из того, что присущие СКИС системообразующие признаки относятся в той или иной мере и к ее компонентам. Подобное условие означает, что моделирование как семантический компонент СКИС методологического свойства обладает признаками системы: цель, задача, функция, структура, технология, эффективность и др. Эти признаки будут находиться в отношении субординации с некоторыми признаками СКИС и координации относительно друг друга.

Для лучшего определения цели рассмотрим понимание моделирования и модели СКИС. Одним из результатов моделирования являются модели СКИС. Модель в этимологическом аспекте отображает собой идеализированное представление процесса СКИС. Теоретическая идеализация всегда сопряжена с условиями практического решения задач моделирования. В моделировании системы совершенствования КИС предполагается взаимодействие двух контуров - субъекта и объекта совершенствования. Так, например, в определенных условиях субъектом совершенствования может выступать КС УКИС, а объектом - управляемая ИС или их совокупность. Отсюда можно определить - «модель совершенствования качества информационной системы - это совокупность существенных характеристик, отображающая взаимодействие субъекта и объекта совершенствования качества информационной системы в заданных условиях». Заданными условиями здесь может выступать широкий спектр категорий, в частности, стадии и этапы жизненного цикла ИС, которые способны привносить специфику в измерение, оценку качества и др. В процессе моделирования модели могут быть объектами создания, применения и развития. Теперь определим понятие «моделирование совершенствования качества информационной системы - это процесс по созданию, применению и развитию моделей с целью рационализации решения задач совершенствования качества информационной системы». Субъектом в данном процессе могут выступать различные категории - исследователь, администратор, КС УКИС и др.

С учетом вышеизложенного примем следующую дефиницию - «цель моделирования совершенствования качества информационной системы - это ожидаемый результат от моделирования, определяемый надсистемой». Можно заметить, что определение рассматриваемого понятия в синтаксическом отношении напоминает определение понятия «цель совершенствования качества ИС». Это вполне естественно, поскольку эти понятия находятся в отношении субординации. Более того, в определенной мере эти понятия имеют сходство и на уровне семантики. Подобное условие позволяет заметить, что цель моделирования СКИС, как категория, будет обладать признаками формирования дерева целей, присущими СКИС в целом. Непосредственной целью моделирования, прежде всего, является получение информации, выдаваемой исследователю, разработчику и пользователю ИС, адекватно отображающей состояние изучаемой ИС. Без этого условия эффективное проведение работ по СКИС становится проблематичным.

Цели моделирования СКИС взаимоувязаны с задачами моделирования. В определенной мере в пространственном поле дерева целей возможно пересечение целей, задач и функций моделирования. Решение задач обеспечивает достижение цели моделирования. «Задача моделирования совершенствования качества информационных систем - это совокупность методов, средств и процессов, реализация которых обеспечивает достижение цели моделирования».

В соответствии с целью основными задачами моделирования являются:

1. Рационализация процессов СКИС.

2. Экономия ресурсов при выполнении работ по СКИС.

3. Развитие профессионализма исполнителей в решении задач СКИС.

Следует отметить, что в рамках первой задачи выполняется сложный комплекс работ и задействуется множество методов и средств по моделированию СКИС. В конечном итоге это должно улучшить качество работ по исследованию и практическому решению вопросов СКИС.

В рамках второй задачи осуществляется комплекс процедур по экономии ресурсов, расходуемых в рамках работ по этапам жизненного цикла ИС. В данном случае к ресурсам относятся время, труд, материалы, финансы и др.

Решение третьей задачи должно обеспечить существенное изменение параметров профессионального уровня разработчиков и пользователей ИС. Эти параметры в определенной мере соотносятся с материальными и моральными аспектами, в частности, с карьерным ростом работников.

В решения задач моделирования значимую категорию составляет комплекс функций. «Функция моделирования совершенствования качества информационной системы - это постоянный набор процедур, выполнение которых обеспечивает реализацию задач моделирования совершенствования качества информационной системы». В моделировании СКИС будем различать общие и специальные функции [98,108]. К классу универсальных функций можно отнести следующие:

1. Отображение СКИС и его компонентов.

2. Объяснение состояния и изменения СКИС.

3. Прогнозирование изменения СКИС.

Учитывая динамичность развития современных ИС, следует, в связи с этим, особо отметить значимость третьей функции. Эту функцию моделирования необходимо рассматривать в контексте создания ИС с перспективными свойствами. Они должны обеспечивать функционирование ИС и их устойчивость как можно на более длительную перспективу и при этом без существенных затрат на корректировку и модернизацию ИС.

К специальным функциям моделирования СКИС можно отнести:

1. Планирование качества ИС и ее компонентов.

2. Нормирование качества ИС.

3. Учет процессов и результатов управления качеством ИС.

4. Контроль выполняемых работ по совершенствованию качества ИС.

5. Анализ качества ИС.

6. Сертификация качества ИС.

7. Измерение качества ИС.

8. Оценка качества ИС и др.

Специальные функции определяются особенностями классов оцениваемых ИС и конкретных условий, в окружении которых происходит СКИС и его моделирование. В процессе моделирования СКИС специальные функции могут быть дифференцированы на более конкретные разновидности, например:

· планирование уровня качества ИС и информационной продукции;

· нормирование требований к оценке качества ИС и ее продукции;

· аттестация ИС, ее компонентов и продукции;

· метрологическое обеспечения качества ИС и ее продукции;

· материально-техническое обеспечение оценки качества ИС и ее продукции;

· обеспечение стабильного качества ИС на этапах жизненного цикла ИС и др.

При рассмотрении структуры моделирования СКИС целесообразно выделить два ее аспекта - теоретический и эмпирический. Но прежде введем дефиницию понятия - «структура моделирования совершенствования качества информационных систем - это совокупность процессов, методов и средств, логика организации которых обеспечивает целостность моделирования». Поскольку результатом процесса моделирования является модель, то примем здесь также и определение смежного понятия - «структура модели совершенствования качества информационных систем - это совокупность методов и средств, логика организации которых обеспечивает целостность модели». При условии отсутствия в структуре моделирования, и/или модели какого-либо компонента, например, системы обозначений объектов моделирования или проверки адекватности модели, реализация процесса моделирования в его полном объеме в соответствии с установленными требованиями будет затруднена или невозможна. Свойство целостности присуще не только процессу моделирования, но и к его результату - к моделям СКИС. В контексте нашей задачи сформулируем здесь определение понятия целостности. «Целостность моделирования совершенствования качества информационной системы - это свойство, обеспечивающее устойчивость процесса моделирования и его результата - модели совершенствования качества информационной системы».

Структуру моделирования СКИС можно представить в составе:

1. Предмет моделирования СКИС.

2. Методы, применяемые при моделировании СКИС.

Предмет моделирования СКИС состоит из следующих элементов:

1. Понятийный аппарат моделирования СКИС.

2. Структура моделирования СКИС.

3. Свойства объектов моделирования СКИС.

4. Методы и средства моделирования СКИС.

По аналогии с предметом СКИС можно предположить о необходимости и возможности в предмете моделирования такого вопроса - закономерности процессов моделирования. Необходимость этого вопроса в предмете представляется несомненной, так как в любом случае идентификация закономерностей в процессах моделирования поднимает методологическую составляющую СКИС на новый логический уровень. Такая возможность, вероятно, может появиться при условии дальнейшего развития методологии СКИС, расширения фронта и масштабов решаемых задач в этом направлении.

На уровне понятийного аппарата формулируются дефиниции основных и производных понятий, составляющих парадигму моделирования СКИС. Трактовка некоторых понятий на уровне рабочих определений, в частности, «модель СКИС», «моделирование СКИС», «цель моделирования СКИС» и другие приведены в данном разделе. Определения других понятий будут вводиться по мере их рассмотрения в работе. Понятие «структура» применено нами здесь в двух аспектах. Первое понятие относится к рассмотрению теоретических основ СКИС в границах данной работы. Второе понятие входит в состав более узкой категории - предмета моделирования СКИС.

Существенным вопросом методологии моделирования СКИС является типология методов, применяемых в моделировании (таблица 1.2). На основе выделенного

Таблица 1.2

Классификация методов, применимых в моделировании СКИС

Основание

деления

Выделяемые методы, способы

1

2

Характер модели

Предметные и знаковые (информационные)

Предметные модели

Измерение качества ИС, определение состава показателей качества ИС, оценка качества ИС и др.

Знаковые модели

Математические и мысленные

Аспект объекта

моделирования

Структурное моделирование, функциональное (поведенческое) моделирование

Логика развития модели

Концептуальные, формальные, физические

Концептуальный уровень

Определение, сравнение, аналогия, анализ, синтез, индукция, дедукция, абдукция, редукция, абстракция, идеализация, классификация, аксиоматика, гипотеза, наблюдение, обобщение, семиотика и др.

Формальный уровень

Графические, математические

Физический уровень

Макетирование объекта, макетирование компонентов, натурная действующая модель системы, натурная действующая модель подсистемы

Применяемые

средства

Дескриптивные (описательные), графические, математические, физические

Дескриптивные

средства

Алфавитные, цифровые, системы условных обозначений

Графические

средства

Пиктограммы, рисунки, эскизы, схемы, графики, диаграммы, чертежи и др.

Математические средства

Математическая логика, теория множеств, теория графов, теория массового обслуживания, матема-тическая теория управления, теория матриц, теория распознавания образов, теория вероятностей и мате-матическая статистика,оптимизация, теория игр и др.

Средства теории вероятностей и математической статистики

Марковские процессы, оценивание параметров, метод наименьших квадратов, статистика случайных процессов (различение гипотез), корреляционный анализ, факторный анализ, регрессионный анализ, дискриминатный анализ, кластерный анализ, анализ временных рядов и др.

Вид исследования

Эмпирические, теоретические, метатеоретические

Эмпирические

Наблюдение, систематизация фактов, тестирование, эксперимент и др.

Теоретические

См. методы концептуального уровня

Метатеоретиче-ские

Системного анализа, комплексного анализа, математические и др.

Сфера применения

Организационные, социологические, эмпирические, системы обработки данных и др.

Организационные

Сравнительные, лонгитюрные, комплексные

Социологические

Анкетирование, интервьюирование, оценивание, шкалирование, экспертиза и др.

Эмпирические

Наблюдение, диагностические, экспериментальные, праксометрические и др.

Обработки данных

Количественные, качественные

Количественные

Шкалирование, оценивание параметров, средства математической статистики и др.

Качественные

Контент-анализ, систематизация, предметизация, дифференциация, категоризация, классификация и др.

Уровень применения

Диалектические, общенаучные, смежных наук, отраслевые

Путь получения результата

Эвристический, экспертный, аналитический, расчетный

Характер исследования

Абстрактно-логические, расчетно-аналитические, социологические, прогностические, статистические, исторические, монографические и др.

Абстрактно-логические

Аналогия, анализ и синтез, индукция и дедукция, формализация, моделирование, движение от абстрактного к конкретному и др.

Расчетно-аналитические

Квантификация, измерение, шкалирование, статистическое оценивание, методы статистического анализа, квалиметрия и др.

Прогностические

Экспертные оценки, экстраполяция, моделирование и др.

Статистические

Группировки, сравнения, дисперсионный анализ, индексный метод и др.

Исторические

Анализ единичного, особенного и всеобщего, детализация, логические построения, периодизация и др.

Монографиче-ские

Дескриптивные, графические, математические, физические, эвристические, исторические и др.

класса моделей в дальнейшем могут быть построены алгоритмы решения задач моделирования процессов СКИС. Некоторые модели могут обозначать методы и средства моделирования. По характеру моделей можно выделить классы предметного и знакового (информационного) моделирования. Предметное моделирование - это моделирование, которое воспроизводит определенные свойства объекта моделирования. Так, например, может быть проведена оценка качества ИС и ее отдельных компонентов - определение показателей качества информационной продукции, анализ качества и др.

При знаковом моделировании моделями СКИС могут выступать рисунки, чертежи, формулы, высказывания и др. Средствами знакового моделирования яв-

ляются алфавиты естественного и искусственного характера. Так, например, концептуальная модель СКИС может быть выполнена средствами естественного языка. Хотя не исключается применение и графических средств. Важными видами знакового моделирования являются математическое и мысленное моделирование. Математическое моделирование проводится дедуктивными средствами математики и логики. В мысленном моделировании трансформация какого-либо компонента СКИС в модель осуществляется мысленно в сознании человека.

По характеру аспекта СКИС, по которому проводится моделирование, можно выделить структурное моделирование и функциональное (поведенческое) моделирование. Выделение указанных двух классов моделирования имеет фундаментальное значение в методологии функционирования систем вообще и в методологии моделирования СКИС, в частности. Относительно содержания моделирования СКИС наиболее важным является функциональное моделирование. Вместе с тем, следует отметить, что в практическом отношении трудно, а иногда и невозможно в функциональном моделировании СКИС избежать свойств структурных моделей. Так, например, при построении модели регрессионного анализа, отображающей функциональную зависимость производительности ИС от дефектов обработки данных, необходимо структурировать дефекты обработки до уровня переменных уравнения множественной регрессии [78,96,99,109,111,116,140].

В методологии моделирования СКИС понятие моделирование является важной теоретико-познавательной категорией. Оно характеризует одно из принципиальных направлений в познании рассматриваемой проблемы. Ценность моделирования заключается в том, что модель в определенной мере отображает существенные свойства оцениваемой ИС. Моделирование проводится при необходимости переноса определенных свойств ИС, или отдельной компоненты, в форме ее образа, модели. На основе созданных моделей становится возможным последующее изучение и рационализация СКИС. Для успешного выявления и изучения этих свойств важно наличие соответствующих теорий, аксиом, гипотез, методов, которые бы являлись достаточно обоснованными для установления допустимых упрощений при моделировании СКИС.

В методологии моделирования СКИС следует учитывать, что моделирование может применяться в комплексе с другими методами общенаучного и специального уровня. К общенаучным можно отнести следующие известные методы: определение, сравнение, анализ, синтез, индукция, дедукция, классификация, редукция и др. Относительно специальных методов особую значимость имеет модельный эксперимент. Отличие указанного эксперимента от обычного заключается в том, что в процесс изучения СКИС включается как бы «промежуточное звено» - модель, выступающая в данном случае одновременно и средством и объектом экспериментального исследования, заменяющим оригинал, то есть функционирующую ИС.

В эмпирическом отношении структура моделирования СКИС представляется совокупностью категорий практического характера. Реализация процесса моделирования, так же как и самого процесса улучшения качества ИС, невозможно без управления. Таким образом, можно допустить, что моделирование СКИС должно рассматриваться как особый модуль, как подсистема более высокоуровневой системы, например, КС УКИС, которую можно представить в виде функциональной схемы, построенной в соответствии с логикой организации [98].

В технологическом плане моделирование СКИС в определенной мере можно отобразить структурой жизненного цикла КС УКИС не в её маркетинговом аспекте, а в более широком смысле. Моделирование СКИС как процесс состоит из совокупности этапов. Относительно логической последовательности этапов технологии моделирования в зависимости от уровня (масштаба) создаваемой модели могут быть предусмотрены следующие этапы технологии моделирования:

1. Формулировка цели и задач моделирования.

2. Сбор исходного материала по моделируемому объекту СКИС.

3. Анализ состояния изучаемого (моделируемого) объекта СКИС.

4. Составление плана работ по созданию моделей.

5. Разработка дескриптивной модели.

6. Разработка формализованной модели.

7. Разработка натурной и/или компьютерной модели.

8. Сбор дополнительного исходного материала для выполнения экспериментального исследования моделей (при необходимости).

9. Подготовка и проведение эксперимента с применением ЭВМ.

10. Проверка адекватности созданных моделей СКИС и достоверности полученных результатов проведенного эксперимента.

11. Оформление отчета о результатах работ по моделированию СКИС.

12. Апробация выполненных результатов в форме препринтов, семинаров и др.

По логике развития и/или этапам исследования моделирование можно условно разделить на концептуальное, формализованное и физическое [121,169,217,219]. Основной задачей концептуального моделирования СКИС является отображение содержания исследуемых объектов СКИС. Этот вид моделирования, в основном, строится на основе использования дескриптивных (описательных) средств естественного языка. Вместе с тем, на данном этапе моделирования могут в определенной мере применяться и формальные средства, например, рисунки, формулы. На данном этапе разрабатывается идеализированное представление СКИС средствами естественного языка.

Формальное моделирование можно условно разделить на два подкласса - графическое и математическое. Графические средства отображают структурные компоненты СКИС и связи между ними более сжато и вместе с тем достаточно информативно. В решении задач СКИС трудно переоценить значение этапа математического моделирования. В рамках этого вида моделирования задействуется довольно широкий арсенал формальных средств. Основное предназначение математических моделей СКИС состоит в обеспечении условия необходимости и достаточности, в более четком обозначении существенных свойств объектов, взаимосвязи между элементами структуры, устранения малоинформативных признаков моделируемого компонента СКИС, количественной и качественной определенности изучаемых элементов в решении задач СКИС, построения физической модели СКИС и др.

Натурное и физическое моделирование строится на основе результатов концептуального и формализованного моделирования. Оно имеет основной задачей получение макета (натуры) и/или реально действующей физической модели системы СКИС. Здесь могут применяться традиционные и математические средства, а также аппаратные средства - ЭВМ, сети телекоммуникаций и др. Физическая модель представляет собой реально функционирующую, но редуцированную систему СКИС. Редукция может проводиться в данном случае не по содержательным признакам оцениваемой ИС, а по ее количественному вектору. Так, например, объем привлекаемых к изучению документов может быть взят на уровне репрезентативной выборки, но видовой состав документов, как правило, привлекается к моделированию полностью с целью сохранения семантической целостности данных, содержащихся в документах.

В решении практических задач каждый этап моделирования базируется на результатах предшествующего и таким образом осуществляется логическая взаимосвязь между моделями. В технологическом плане каждое из вышеуказанных видов моделирования может идентифицироваться как этап моделирования СКИС и/или его отдельных частей как объектов моделирования. При этом не обязательно, что указанные виды моделирования относятся к каждому объекту. Но в любом случае математическое и/или натурное моделирование не обходится без составления концептуальной модели.

Отдельные объекты моделирования могут иметь только дескриптивное, то есть концептуальное отображение, например, идентификация структуры моделирования в оценке качества функционирования ИС. Очень часто в рамках этапа моделирования применяется комбинированный набор средств моделирования. Так, например, на этапе физического моделирования могут применяться математические, аппаратные, информационные и другие средства.

Важную составляющую имеет эффективность моделирования [98,151,]. В нашем случае эффективность моделирования СКИС можно представить в двух аспектах - научном и практическом. В научном плане эффективность моделирования можно оценить через проверку адекватности моделей [101]. Так, например, адекватность математических моделей разработанных средствами математической статистики можно проверить путем анализа статистических оценок, проверки гипотез и др. В соответствии с ранее сформулированным принципом эффективности СКИС проверка эффективности в практическом плане может быть выполнена путём определения, например, эффективности моделирования СКИС в виде экономии ресурсов в решении задач моделирования - временных, трудовых, финансовых и др.

В методологии важное место в решении задач занимают средства СКИС [101]. В типологический ряд можно включить научные, административные, экономические, технические и другие виды средств. Каждый из приведенных на схеме видов может быть дифференцирован на подвиды и т.д. Средства СКИС используются в реализации методов, моделей и организации СКИС. Научные ресурсы применяются, например, для реализации задач логики организации.

С учетом вышеизложенного можно констатировать, что методология СКИС характеризуется следующими основными условиями:

1. СКИС относится к классу сложных трудно формализуемых систем.

2. В решении задач СКИС следует учитывать структурные и функциональные (параметрические) свойства.

3. СКИС предполагает применение широкого спектра методов и средств решения задач.

4. На начальных этапах наиболее востребованными представляются методы анализа и синтеза, в частности, синтеза систем СКИС.

5. В настоящее время не существует однозначно эффективных универсальных алгоритмов решения задач анализа и синтеза СКИС.

6. В решении конкретных задач СКИС эти методы могут сочетаться, взаимодополняя друг друга.

7. Алгоритмы анализа и синтеза могут использовать различные эвристики в их широком понимании относительно предметной области СКИС.

На основе вышеизложенных условий общую схему синтеза СКИС можно отобразить средствами структурно-параметрического синтеза, основанного на морфологии систем [2]. В работе предложен способ, который формирует структурные и параметрические свойства систем в рамках так называемой «интегративной модели». С позиций системного подхода данный вид синтеза представляется наиболее адекватным сущности СКИС. С учетом сущности СКИС и методологических условий построим обобщенную схему синтеза систем СКИС (рис.1.3). Синтез систем СКИС можно представить совокупностью модулей. Каждый модуль реализует определенный уровень синтеза. Первый уровень представляет собой модуль идентификации структуры СКИС.

Идентификация может быть выполнена заданием морфологического множества, в частности, классификацией в виде рисунка или таблицы. Морфологическое множество можно упорядочить различными способами, создавая системы классификационных признаков. Этот модуль идентифицирует структуру СКИС, но не обеспечивает получение его спецификации.

Второй модуль является отображением морфологического множества уровня спецификации и содержит спецификации различных структур рассматриваемого класса систем СКИС. Применив в задаче синтеза первый модуль, можно идентифицировать СКИС, назвав значения его классификационных признаков. Но такая модель не содержит параметрическую информацию о структуре идентифицированной системы СКИС. Для формирования структуры СКИС необходим набор базовых па-

1.Модуль идентификации

2.Модуль спецификации

3.Модуль имитации

4.Модуль синтеза

Рис. 1.3. Обобщённая схема синтеза систем совершенствования качества ИС

раметризованных моделей, представляющий собой множество спецификаций базовых структур. По условию соединения 1-го модуля с набором параметризованных моделей, а также компиляции - задания и реализации правил генерации спецификации СКИС по его идентификатору, может быть получена модель на новом уровне синтеза. Модель содержит необходимую информацию о морфологическом множестве и позволяет получить спецификацию структуры соответствующей системы СКИС.

Третий модуль представляет уровень имитации или универсальных моделей. В этом модуле модель морфологического множества дополнена функциональной моделью. В решении задач СКИС, кроме возможности формирования структуры, должна быть обеспечена возможность формирования системы уравнений, описывающей процессы СКИС. Таким образом, в схеме синтеза должен быть предусмотрен уровень, который бы обеспечивал не только всесторонний анализ структуры СКИС, но и функциональный. Такая модель будет обобщенной моделью СКИС, имитирующей функционирование системы СКИС с применением средств компьютерного моделирования.

Четвертый модуль реализует процессы интеграции и применяет эвристики, как общие, относящиеся к определенному виду систем СКИС, так и специфические, для конкретных систем. В соответствии с этой схемой каждый модуль более высокого уровня иерархии включает в себя все модули более низких уровней. В совокупности эти модули должны обеспечивать условия реализации методологии в решении задач создания и развития систем СКИС. Третий модуль должен обеспечивать всесторонний анализ различных систем СКИС. Однако структурно-параметрический синтез СКИС будет возможен при условии модуля, обеспечивающего такой алгоритм. Поскольку пока отсутствуют универсальные алгоритмы, позволяющие проводить такой синтез, поэтому целесообразно использовать различные решения других предметных областей. При условии обогащения третьего модуля знаниями задания на синтез и решениями, применяемыми при проектировании систем СКИС, то получим четвертый модуль. Этот модуль представляет собой обобщающую модель, дополненную алгоритмом синтеза. Необходимо, чтобы модель отражала полную и достоверную информацию по предметной области СКИС.

На основе рассмотренной методологии СКИС и методики формирования дефиниций можно принять следующее определение этого понятия - «методология совершенствования качества информационных систем - это совокупность принципов, логики организации, методов и средств, реализация которых направлена на решение задач по обеспечению и улучшению качества информационных систем» [101].

Выводы

1. Совершенствование качества ИС является, малоизученной, но актуальной крупной научно-практической проблемой. Это вызывает необходимость создания эпистемологической основы - единство теории и методологии СКИС, в соответствии с которыми могут быть решены задачи по созданию теоретико-методологических основ совершенствования качества ИС.

2. Поскольку в настоящее время отсутствуют полная теория СКИС целесообразно говорить о разработке структуры парадигмы, как модели теории СКИС, а также разработки методологии, моделей, методов и средств СКИС, как основы создания концепции СКИС. Структура парадигмы может быть представлена в виде иерархической системы категорий. Предмет СКИС составляют категории верхнего уровня парадигмы: понятийный аппарат, cтруктура, cвойства и закономерности процессов, методы и средства, эволюция СКИС.

3. Развитие парадигмы проводится за счет формирования дефиниций новых понятий СКИС. Успешность развития парадигмы СКИС в значительной мере будет определяться расширением состава понятий и наличием разработанной с позиций традиционной логики методики синтеза дефиниций понятий.

4. Другим звеном гносеологической базы СКИС является методология. Базовую структуру методологии СКИС составляют принципы, логика организации, методы и средства СКИС. Одним из перспективных методов СКИС представляется моделирование. Моделирование СКИС идентифицируется как система, одной из центральных категорий которой является понятие «модель совершенствования качества информационной системы».

5. С целью выбора адекватных методов СКИС выполняется типология моделей. Наиболее адекватными представляются на данном этапе следующие типы моделирования, приводимые здесь в порядке их логической последовательности разработки и применения - дескриптивное (описательное), формализованное для построения математических моделей, машинное для построения моделей на базе ЭВМ.

6. В моделировании необходимо выявлять и учитывать свойства компонентов и системы СКИС в целом. При изучении свойств, как знаковых систем, с позиций семиотики выделяются следующие универсальные группы свойств - семантические, синтаксические и прагматические. Особую потенциальную значимость в задачах СКИС составляет свойство «метаинформационность».

7. Используемые в решении задач СКИС модели должны выполнять функции описания, объяснения и прогнозирования системы СКИС и ее компонентов. В методологии СКИС моделирование, в частности, категории «закономерность информационных процессов» занимает важное место. Гипотетически закономерности некоторых процессов СКИС могут быть идентифицированы в виде функциональной связи, например, модели множественной регрессии.

8. В методологии СКИС важным структурным компонентом является логика организации. Эта категория обеспечивает гармонизацию предметов и процессов в решении задач СКИС. Логику организации составляют определение и реализация целей, задач, функций, структуры, технологии функционирования, критериев, норм СКИС и др. Логика организации служит основанием для решения задач синтеза объектов СКИС, в частности, синтеза КС УКИС.

9. Реализацию принципов, логики организации и методов в методологии обеспечивают средства СКИС - научные, экономические, информационные, правовые, организационные и другие виды средств.

10. Формой реализации СКИС может быть Комплексная система управления качеством как средство активного воздействия на уровень качества ИС на организационно-техническом уровне в регламентном и информационно-технологическом уровне в реальном масштабах времени.

11. Синтез систем СКИС предполагает построение и реализацию структурно-параметрической схемы синтеза, представляющей собой многоуровневые соподчиненные модули формирования компонентов СКИС, как механизмы создания методов и средств управления качеством информационных систем, например КС УКИС.

Глава 2. Разработка концептуальной модели совершенствования качества информационных систем

2.1 Понятийное представление совершенствования качества информационных систем

Концептуальное представление СКИС, как и в других предметных областях, невозможно выполнить без решения вопросов формирования, корректировки и развития понятийного аппарата [98,106,202]. Понятия и их определения являются исходными и опорными точками в решении проблем СКИС вообще и в решении задач УКИС, в частности. Каждое определение представляют собой своеобразную редуцированную модель какой-либо категории СКИС.

При необходимости ввода нового понятия в парадигму «совершенствование качества информационных систем» формируется определение этого понятия. В имеющейся литературе рассматриваются вопросы формирования определений понятий с различными уровнями конкретности [6,23,24,39,41,74,90,103,106,212]. При разработке методики синтеза дефиниций понятий СКИС необходимо опираться на предшествующий опыт, учитывать логику инфосферы [6] и методологию СКИС, в частности, схему структурно-параметрического синтеза (раздел 1.2). Методика может быть построена с позиций традиционной и формальной логик. В соответствии с принципом развития СКИС на данном этапе целесообразно методику построить, прежде всего, на основе традиционной логики, не игнорируя её формальных аспектов. Для построения этой методики, на наш взгляд, должны быть выполнены следующие процедуры: обозначение определения, формулирование разновидностей определений, установление целевой функции определений, составление требований к дефинициям, идентификация структуры определения, установление способов формулирования определений, подготовка оценочных характеристик истинности определений. Следует отметить, что построение методики синтеза определений понятий СКИС не всегда будет соответствовать последовательности указанных выше процедур, так как в определенных случаях целесообразно некоторые процедуры, компоненты методики рассматривать вместе.

Изложим здесь несколько условий, которые могут быть применимы для создания понятий, формирования их определений в рамках парадигмы СКИС. Горский Д.П. в своей работе «Определение (логико-методологические проблемы)» пишет: «Определение есть мысленный приём, с помощью которого стремятся отыскать, уточнить, разъяснить значение знакового выражения в том или ином языке S или расширить язык S за счет введения нового знакового выражения» [23]. Данная формулировка в некоторой мере отражает и целевую функцию определения. В нашем случае определение понятия СКИС должно иметь двоякую функцию: определение представляется как процесс формирования соответствующего предложения и результат этого процесса, то есть само предложение. Кроме того, процесс формирования должен обеспечить включение определения нового понятия, или откорректированного определения уже имеющегося понятия в понятийный аппарат СКИС.

Структурные особенности определения можно рассматривать на микро и макро уровнях. На микро уровне большая часть определений имеют структуру DfdDfn, где Dfd (дефиниендум) - это то, что определяется (обозначение понятия, термина), Dfn (дефиниенс) - это то, при помощи чего определяется Dfd (текст дефиниции). Через дефиниции, в частности, в рамках изучения объема понятия (денотата) и его значения (концепта) выявляется набор универсальных и специфических свойств, присущих семантике рассматриваемого понятия, - символ дефинициального тождества (равенства) дефиниендума и дефиниенса.

На макроуровне, в зависимости от предметной области, способа формирования и других признаков существует несколько разновидностей определений. С учетом содержания источников [23,29,36,37,39,52,74,90,98,103,106,151,180-182,190,216, 222] и с позиций задач СКИС дадим краткую характеристику некоторых видов определений (таблица 2.1).

Следует отметить, что указанные виды определений взаимосвязаны между собой, в частности, отношениями субординации. Так, например, неявные определения

Таблица 2.1

Краткая характеристика видов определений, потенциально применимых в совершенствовании качества ИС

Наименование видов определений

Характеристика вида определения

1

2

Реальные

Значением определяемого понятия является реально существующие объекты или их характеристики (свойства и отношения)

Номинальные

Значением определяемого понятия является материально не существующие объекты, а также их характеристики.

Семантические

Явно указывается значение объекта путем задания его отличительных признаков.

Синтаксические

В любых стандартных контекстах могут рассматриваться как правило взаимозаменимости Dfd и Dfn.

Аналитические

Уточнение, корректировка уже имеющихся определений

Синтетические

Определение нового понятия, вводимого в систему знаний

Классификационные

Формулировка признаков через род и видовое отличие.

Генетические

Спецификация объектов посредством описания способов их образования, возникновения, построения.

Целевые

Указывают, как используется объект, выполняемые функции

Квалифицирующие

Фиксируются некоторые структурные особенности объекта, атрибуты, особенности внешнего вида.

Явные

Определяемые и определяющие части могут в любом контексте замещаться друга на друга.

Неявные

Это аксиоматические определения. Задаются лингвистической конструкцией. Объект есть то, что удовлетворяет некоторым условиям, в частности, объект входит в каждое определяющее условие, исключается тавтологичность дефиниции и др.

Предикативные

Применяются для описания специфических свойств некоторого класса объектов.

Непредикативные

Вводятся некоторые новые объекты через множества, в которых эти новые, вводимые определением объекты, включаются одновременно в качестве элементов.

Интенсиональные

Обозначение объекта через описание его свойств

Экстенси-ональные

Задание объекта через перечисление его элементов, которые могут обозначаться этим же объектом.

1

2

Остенсивные

Определение значений слов путем непосредственного ознакомления, например, с предметами, обозначаемыми этими словами.

Вербальные

Формулируются на основе знаковой деятельности в широком смысле и содержащейся в знаках информации.

Лингвистические

Формулируются значения слов и словосочетаний незнакомого языка через соответствующие словари, посредством информации, получаемой от обучающего.

Концептуальные

Установление значения объекта внутри данного языка.

Повседневные

Содержатся в словарях - толковых, фразеологических и др.

Теоретические

Порождаются в сфере науки в зависимости от уровня познания - эмпирический, теоретический.

Полные

Удовлетворяют требованиям равнообъемности (соответственно взаимозаменяемости) Dfd и Dfn в стандартных контекстах.

Неполные

Не удовлетворяют требованию равнообъемности.

Через абстракции

Выделение абстрактных предметов некоторых множеств или соответствующих им свойств через установление между изучаемыми объектами отношений, например, типа равенства и введения для них некоторых имен.

Символические

Ввод нового символа посредством уже известных.

Гетерогенные

В них Dfd и Dfn описываются на языках явных уровней: Dfd - на уровне описательного языка, а Dfn - на языке объяснения (интерпретации). Применяются, в основном, в естественных науках.

Гомогенные

Формулируются посредством указания свойств объектов на уровне феноменологического описания. Формулируются на языке одного уровня в теории математического естествознания.

Нечеткие

В информатике как конструкция Л. Заде, обозначаемая «нечеткими множествами». В традиционной логике - «неопределенные понятия», в философской логике - «неточные понятия».

Условные

Имеют вид импликации, в которых в консеквенте формулируется нормальное определение с равенством вида f(x1, x2, x3,…,xn) = y~F(x1, x2, x3,…,xn ,…,Xn,Y), а в антеценденте - условие, соблюдение которого обеспечивает существование и единственность для y.

Индуктивные

Задают универсум объекта, например: 0 - натуральное число; ничто иное не есть натуральное число.

Рекурсивные

Применяются для задания не классов объектов, а некоторых функций, например, x+0=x.

Аксиоматические

Объект определяется посредством указания той совокупности аксиом, в которой он содержится.

включают индуктивные, рекурсивные и аксиоматические определения, предикативные определения могут относиться к номинальным, индуктивным и остенсивным определениям. Некоторые виды определений наиболее интенсивно применяются в формальной логике, в частности, для задания аксиом и правил вывода. В традиционной логике значительная часть определений строится с учетом родо-видовых отношений объектов [190].

Методику синтеза дефиниций понятий в области СКИС в значительной мере должны определять требования, которым должны удовлетворять формируемые определения, как на содержательном, так и формальном уровнях отображении решаемых задач СКИС [103]. Одним из общепринятых требований является строгость дефиниций. Степень строгости будет зависеть от объема и уровня знаний в области СКИС. Например, явные определения могут иметь меньшую строгость по сравнению с определениями на уровне математической формализации. Здесь уровень абстракции и идеализации требует повышенную строгость [190]. К дефинициям предъявляется ряд требований или правил определения понятий. Эти требования состоят, в основном, из следующих трех видов [23]:

1. Литературные. Определения должны быть ясными, четкими, понятными. Необходимо избегать фигуральных и метафорических выражений.

2. Фактические. В реальных определениях выделение, спецификация Dfd должна осуществляться по существенным признакам. Уточнение, пояснение уже введенного понятия должно осуществляться посредством слов, значения которых уже известны, более ясны и понятны, чем значение уточняемого понятия.

3. Логические:

Ш Правило взаимозаменимости (переводимости) Dfd и Dfn в различных контекстах. Это означает, что в тексте могут быть раздельно употребляться как Dfd, так и Dfn. Для данного условия необходимо чтобы Dfd и Dfn были соизмеримы, то есть имели одинаковый денотат.

Ш Правило запрета порочного круга. Нельзя Dfd определять через Dfn, которое ранее определено через Dfd. Так, например, недопустимо качество информации определять через совокупность свойств, если до этого совокупность свойств была определено как такая «совокупность свойств», которая отображает качество информации. Определение не должно быть тавтологичным.

Ш Правило однозначности. В рамках предмета СКИС каждому Dfn должен соответствовать только один единственный Dfd. Это положение исключает возможность внесения в предмет СКИС омонимии и обеспечивает формирование корректной терминологии предмета.

Ш Правило непротиворечивости. Определения не должны быть противоречивыми. Введение в предмет СКИС новых определений не должно приводить к противоречию в понимании других понятий теории СКИС. Приемы установления непротиворечивости аксиоматических систем созданы в рамках математики и математической логики.

Ш Правило частичного тождества структур терминов Dfd и Dfn. Это правило требует, если Dfd имеет форму предложения, термина, пропозициональной функции, функции-указателя, то и Dfn должен иметь соответствующую форму предложения, термина, пропозициональной функции, функции-указателя.

Ш Правило запрета равнозначных лексем. В тексте Dfd и Dfn нельзя употреблять лексемы с идентичным значением. Так, например, не следует принимать такое определение - «система управления качеством ИС - это система, которая предназначена для управления качеством ИС».

Ш Правило доминирующих компонентов. В тексте Dfn преимущественно должны применяться такие лексемы, которые подпадают под класс доминирующих компонентов предметной области СКИС - род и видовое отличие объекта, построение структуры, цели объекта и др. Некорректно принимать сочетание «повышение качества», поскольку в парадигме СКИС имеются категории, в принципе исключающие его доминирование. Так, например, «повышение» относительно значения показателя «себестоимость обработки документов» не повышает качество ИС, а наоборот, снижает его. Адекватными лексемами для СКИС следует признать «улучшение» и «ухудшение».

Стандартами определены три основных вида связей между понятиями - родовидовые, партитивные и ассоциативные [41,130]. Согласно родовидовой связи субординатные понятия в рамках иерархии наследуют признаки суперординатного понятия. Партитивная связь обозначает то, что субординатные понятия в рамках одной иерархической системы являются одной из частей суперординатного понятия. Ассоциативные связи помогают определить природу взаимоотношений между двумя понятиями в рамках системы понятий.

Формулирование определений имеет последовательную цепочку процедур: идентификация состава признаков дефиниции, ранжирование признаков по критерию существенности, отбор состава наиболее существенных признаков, формулирования дифиниенса и др. Относительно аналитических определений существуют четыре вида методов построения и обоснования определений: индуктивный, словообразовательный, филологический и интуитивный [23].

Индуктивный метод предполагает установление тождественности (синонимичности) и различий в определении. Словообразовательный метод заключается в формулировании определений с учетом их этимологического рассмотрения. Филологический метод состоит в том, что здесь анализ, в основном, связан с контекстуальным определением незнакомых слов иностранного языка. Интуитивный метод можно представить как некоторый мысленный эксперимент, связанный с анализом денотата некоторого объекта.


Подобные документы

  • Методология структурного анализа и проектирования информационных систем. Базовый стандарт процессов жизненного цикла программного обеспечения. Цели и принципы формирования профилей информационных систем. Разработка идеальной модели бизнес-процессов.

    презентация [152,1 K], добавлен 07.12.2013

  • Жизненный цикл информационных систем, методологии и технологии их проектирования. Уровень целеполагания и задач организации, классификация информационных систем. Стандарты кодирования, ошибки программирования. Уровни тестирования информационных систем.

    презентация [490,2 K], добавлен 29.01.2023

  • Методологические основы оценки качества информационных ресурсов. Анализ принципов методологии, используемых при решении задач ОКФИС. Логика организации, ее теоретический базис, нормы и правила. Методы и средства моделирования информационных систем.

    контрольная работа [66,7 K], добавлен 23.01.2011

  • Факторы угроз сохранности информации в информационных системах. Требования к защите информационных систем. Классификация схем защиты информационных систем. Анализ сохранности информационных систем. Комплексная защита информации в ЭВМ.

    курсовая работа [30,8 K], добавлен 04.12.2003

  • Применение систем визуализации показателей качества воды. Принципы создания информационных систем, их назначение, цели и требования к ним. Разработка сайта и возможности CMS Joomla. Построение модели информационной системы с помощью CASE-технологий.

    дипломная работа [2,5 M], добавлен 12.08.2017

  • Анализ показателей оценки эффективности информационных систем и технологий. Расчет трудовых и стоимостных показателей и показателей достоверности информации, разработка программы для ускорения методов обработки данных. Интерфейс и листинг приложения.

    дипломная работа [1,2 M], добавлен 14.01.2012

  • Области применения и реализации информационных систем. Анализ использования Web-технологий. Создание физической и логической модели данных. Проектирование информационных систем с Web-доступом. Функции Института Искусств и Информационных Технологий.

    дипломная работа [3,8 M], добавлен 23.09.2013

  • Особенности построения и функционирования информационных систем. Понятие, цель и задачи информационной логистики, информационные потоки и системы. Виды и принципы построения логистических информационных систем. Повышение качества логистического процесса.

    контрольная работа [25,4 K], добавлен 11.11.2010

  • Развитие информационных систем. Современный рынок финансово-экономического прикладного программного обеспечения. Преимущества и недостатки внедрения автоматизированных информационных систем. Методы проектирования автоматизированных информационных систем.

    дипломная работа [1,5 M], добавлен 22.11.2015

  • Изучение деятельности фирмы СООО "Гейм Стрим", занимающейся разработкой программного обеспечения интеллектуальных систем. Проведение работы по тестированию информационных систем на степень защищенности и безопасности от разного рода информационных атак.

    отчет по практике [933,1 K], добавлен 05.12.2012

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.