Разработка математической модели информационной системы управления электронными документами

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Разработка математической модели информационной системы управления электронными документами

Статья посвящена всестороннему изучению мобильных сетей транспортных средств (сокращенно МСТС) ^[5], а именно аспекту построения объектно-ориентированной модели системы хранения, обработки и обмена электронными документами и приложениями между узлами МСТС. В работе по изучению и созданию МСТС мы уже затронули множество вопросов, таких как: проектирования САПР для настройки сетей МСТС ^{[6; 2]}, разработка серверного и телекоммуникационного оборудования для узлов МСТС ^{[7; 9]}, проектирования систем контроля и мониторинга узлов и связи МСТС ^[3;8], включая создание соответствующих протоколов ^[8], программного обеспечения ^{[6; 10]}. В частности были созданы математическая модель устройств МСТС ^[12]; язык нотации NTDL (network topology description language) для описания МСТС ^[1] и графическая библиотека для отображения документов, описанных на NTDL ^[1], протоколы тестирования устройств и связи в МСТС ^[3;8]. Отмеченные решения обладают и недостатками. В частности, усовершенствованию протокола ^[8] мы посвятим отдельную статью, а ^[10] реализована на языке C++ с использованием библиотеки QT, что позволяет выполнять ее кросскомпиляцию для ОС Linux и Windows и позволило решить локальные задачи в разработке САПР МСТС ^[6] и показать успешность данного подхода ^[2]. Тем не менее, у ^[10] есть и недостаток. Хотя она и реализует NTDL, основанный на XML, это решение не совместимо с технологиями Web, кроме того сама технология Web пока не поддерживается в сетях МСТС, так как не представлены достаточные механизмы. Этому мы и посвятим настоящую статью. В частности, реализация новой библиотеки, использующей в качестве прототипа ^[10], но работающей на технологиях XML/HTML5/CSS5/SVG позволило бы отображать NTDL совместно с другими веб-документами и использовать единообразные серверные решения и отображать схемы связи МСТС в окне браузера без использования стороннего клиента, что позволит строить взаимодействие интерфейса человек-машина в рамках веб-приложения. Также, помимо реализации схем в графическом виде, актуальной является передача и текстовой и справочной информации, а также реализация терминала по контролю подсетей и узлов МСТС также в формате веб-приложения.

С одной стороны, можно было бы использовать традиционную клиент-серверную веб-архитектуру, с применением операционной системой Linux, веб-сервера apache, СУБД mysql и интерпретируемого языка программирования PHP. В тоже время, как было показано в ^[5] клиент-серверная архитектура мобильных сетей транспортных средств (МСТС) отличается от традиционной, так как сервер оказывается распределенным, в результате образуется виртуальная многоранговая архитектура (ВМА), особенность которой заключается в том, что технически каждый узел МСТС является и сервером и клиентом ^[5], реализованном на платформе телекоммуникационного модуля сопряжения ^[7], а с точки зрения протоколов верхнего уровня TCP/IP, система выглядит так, словно пользователь обращается к одному серверу стандартными для веб средствами. Таким образом, архитектура остается прозрачным для пользователя и клиентского программного обеспечения, распределенный сервер же ^[5] реализуется как программное обеспечение телекоммуникационного модуля сопряжения ^[7], помимо этого выполняющего задачи маршрутизатора абонентского ^[9], а также выступающего в роли веб-сервера для обеспечения клиентов информацией о результатах анализа сети с помощью протокола ^[8]. Подобный подход позволяет обеспечивать визуализацию результатов управления сетью. В тоже время, возникает традиционный для организации веб-ресурса (а указанная система является веб-ресурсом, так как с логической точки зрения, несмотря на ВМА архитектуру, она является клиент-серверной веб-архитектурой) вопрос: каким образом организовывать управление интерфейсом веб-приложения. Само приложение может быть написано на языке PHP с использованием технологий MySQL, jQuery, CSS5 и HTML5, но требуется либо разработать его с нуля, либо выбрать существующий фреймворк, или одну из существующих систем управления содержимым (контентом) - content management system (CMS), на базе которой будет организована иерархия документов и программных компонентов

Анализ популярных CMS и требования к CMS для использования в МСТС

Первый этап выбора - обработка статистической информации ^[13;16] об использования CMS. Наиболее популярными в настоящее время оказываются Drupal^[4;16], Wordpress^[20;17;16], Joomla, ^[17;16], Bitrix^[16]. Анализу и сравнению четырех вышеуказанных CMS посвящена статья ^[16]. Методика и результаты, приведенные в ^[16] воспроизводимы и повторены автором. В тоже время мы можем не согласиться с выводами авторов в плане оценки популярности CMS. Из четырех выбранных для CMS систем 3 из 4 являются бесплатными, а Bitrix - лидером среди платных систем. Это меняет оценку выбора CMS, а в случае необходимости использования поддерживаемого коммерческого решения является скорее плюсом, нежели минусом. В тоже время, в ^[16] Bitrix проигрывает в количественных показателях, но выигрывает в качественных. И, действительно, среди неудобств CMS можно обозначить неочевидность управления контентом, создания новых страниц и разделов, редактирование в административном режиме, а не в режиме просмотра страниц. Последнего недостатка лишена CMS Bitrix. Как отмечено в ^[16], Bitrix обладает удобством работы с системой для пользователей и объемностью и удобностью API для разработчиков.

Рассмотрим требования к CMS для использования в МСТС. Изучив наиболее популярные CMS мы можем рассмотреть как их возможности, так и выдвинуть требования, для дальнейшего принятия решения о выборе CMS Bitrix, либо создания системы на основе иных CMS, либо создания собственного фреймворка под заложенные требования. Важными условиями является интуитивно-понятный человеко-машинный интерфейс. При этом не должно быть разделения интерфейсов на режим просмотра и режим редактирования, переход в режим редактирования должен выполняться в том же дизайне что и просмотр. Подобными характеристиками обладает режим правки Bitrix и механизмы правки сообщений в социальных сетях.

Построение математической объектно-ориентированной модели CMS

Существующие системы управления содержимым (content management systems - сокращенно CMS) разрабатываются на основе инженерного подхода без попытки создания достаточной математической основы. В тоже время необходимо восполнить этот недостаток и построить математическую модель CMS. Рассмотрим особенность организации содержимого (контента) веб-ресурса. Контент должен иметь иерархическую структуру, в виде разделов (которые могут быть папками), документов и приложений. Разделы, документы и приложения могут быть вложены в другие разделы. Отметим, что подобная организация схожа с древовидной файловой системой. В ряде случаев использование файловой системы позволяет не хранить данные о структуре в базе данных, а извлекать всю информацию только из файлов. Подобный подход описан в ^[11], использовался автором в разработке системы электронной библиотеки. Схожий подход также используется в специфической системе управления контентом nanoCMS^[19]. В вышеприведенном анализе не рассматривали последнюю из-за того, что она не предоставляет собственных механизмов редактирования, а также из-за несоразмерности с рассмотренными выше CMS. Тем не менее, nanoCMS может быть использована в качестве фреймворка для надстройки, что также подтверждено нашим практическим опытом.

В разработке модели CMS мы воспользуемся объектно-ориентированным подходом^[22]. Объектно-ориентированный подход хорошо описывается с помощью моделей графов и теорий множеств, что показано в ^[15]. Сложностью в реализации и в тоже время базовым принципом является возможность использования разного дизайна для разделов, при этом использование дизайна раздела страницами этого раздела позволяет рассматривать дизайн раздела как класс, а порождаемый дизайн страницы - как его экземпляр объекта. Также возможно организовать перекрытие дизайна, потому как вложенный раздел может иметь (наследовать) дизайн родительского раздела (класса), а может использовать собственный. В большей степени такая концепция имеет право быть названой прототипным подходом^[22], так как каждый класс является не абстрактным наследуемым элементом, а также сущностью в рамках иерархической организации документов. Существует также подход, известный как объектно-ориентированный пользовательский интерфейс - Graphic User Interface (GUI) ^[18]

Итак, мы выделяем следующие элементы модели:

· корневой раздел - содержит прототип дизайна страницы;

· документ и приложение - содержит экземпляр (наследуемый) дизайна страницы;

· корневой документ раздела - страница, открываемая по умолчанию при открытии раздела (также может восприниматься как прототип);

· вложенный раздел - содержит либо прототип нового дизайна для вложенных документов, либо наследует родительский дизайн.

При этом дизайн является сложной системой, состоящей из ряда однотипных повторяемых компонентов, а также ссылок на другие разделы / документы. Отметим, что мы не будем разделять документ и программный компонент, хотя последний и отличается от документа по организации, внешне он также выдает динамически сформированный документ.

Дизайн может содержать следующие элементы:

· вложенный раздел - отображается как в виде графического элемента (меню, ссылка) так и является ссылкой для перехода и управления на новый раздел;

· вложенный документ (приложение) - отображается как в виде графического элемента (меню, ссылка) так и является ссылкой для перехода и управления в документ (приложение раздела);

· текстовый блок - содержит статью или текстовое описание;

· изображение - изображение с подписью;

· графическая схема для NTDL (альтернативная реализация на HTML5+CSS5 в противовес ^[10];

· ссылка на внешний документ (в том числе, в качестве которого выступает изображение с подписью - в этом случае должна генерироваться миниатюра);

· линк (не порождающая ссылка) - ссылка на уже порожденный документ.

Очевидно наличие двух смыслов у вложенных разделов / документов. Создавая элемент страницы, создается одновременно и новый элемент в иерархии. Для документа-изображения порождается его миниатюра. Нечто похожее присуще подходу, изложенному в ^[11]. Помимо этого подобный подход позволяет организовать ссылочную целостность, в т.ч. без хранения дополнительной метаинформации ^[14].

Графовая модель документной иерархии будет обладать простотой по сравнению с графовой моделью для объектно-ориентированного программирования. Для объектно-ориентированной программы при построении ее графовой модели в качестве узлов используются методы, а дуги - вызов методов (P-путь; procedure-path) либо вызов метода порождает вызов других методов, связанных сообщениями (ММ-путь Method/Message path) ^{[15; с. 73]}. Для отображения иерархии документов в данном случае такой подход не подойдет. В общем случае иерархия документов в большей степени схожа с бинарным деревом, которым же может быть изображена файловая система. Добавление символических ссылок превращает бинарное дерево уже в граф с циклами, но эти дуги будут вторичны.

Таким образом, мы рассмотрели требования к системе управления контента и проанализировали существующие системы управления содержимым (content management systems - сокращенно CMS). На основе анализа мы предприняли попытку по построению объектно-ориентированной модели, в том числе приводимой к графовому представлению в виде бинарного дерева и графа с циклами. Немаловажную роль в этом играет исходная постановка задачи обеспечить эргономику в создании оптимального дизайна системы человек-пользователей. Именно это обусловило использование объектно-ориентированного описания структуры документов. Полученные результаты позволят перейти к следующим задачам нашего исследования: настроить на основе полученной модели CMS, разработать документооборот в условиях МСТС, реализовать приложение в телекоммуникационном модуле сопряжения и реализовать библиотеку графического ядра для отображения NTDL на технологии HTML5/CSS5 для использования совместно с CMS.

Библиография

пользователь веб сайт интерфейс

1. Вишняков А.В., Кручинин С.В., Кручинина М.Ю. Язык описания топологии вычислительных сетей NTDL // Известия Волгоградского государственного технического университета. 2012. №15 (102). С. 126-130.

2. Вишняков А.В. Опыт настройки системы связи транспортных средств // Научно-исследовательские публикации. 2013. №1. С. 56-65.

3. Зотов С.В. Автоматизация тестирования устройств телекоммуникаций // Научно-исследовательские публикации. 2013. №1. С. 49-55.

4. Кончаков Р.Б. Информационная система «Пути сообщения Российской Империи»: CMS DRUPAL и создание исторических информационных систем // Вестник Тамбовского университета. Серия: Гуманитарные науки. 2013. №6 (122). С. 166-172.

5. Кручинин С.В. К вопросу о терминологии в области мобильных сетей транспортных средств // Теория и техника радиосвязи. - Воронеж. - 2011. - №1. - С. 117-120.

6. Кручинин С.В. Разработка и применение САПР в сфере систем телекоммуникаций // NB: Кибернетика и программирование. - 2014. - 1.-C. 61-68. DOI: 10.7256/2306-4196.2014.1.10622. URL: http://www.e-notabene.ru/kp/article_10622.html

7. Кручинин С.В. Телекоммуникационный модуль сопряжения абонентской и транспортной сетей // Патент на полезную модель RU 128 052 U1 Опубликовано 10.05.2013 бюл. №13; заявка №2012151805/08; заявл. 03.12.2012. - Москва. - Федеральная служба по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам.

8. Кручинин С.В., Зотов С.В. Синтез протокола автоматизированного управления и контроля гетерогенных телекоммуникационных устройств // Научно-исследовательские публикации. 2014. №3. С. 55-68.

9. Кручинин С.В., Кручинина М.Ю. Маршрутизатор абонентский в децентрализованных одноранговых сетях транспортных средств // Перспективы развития информационных технологий: сборник материалов XI международной научно-практической конференции. Новосибирск, 2013. С. 136-139.

10. Кручинин С.В., Кузнецов А.М., Зотов С.В. Графическое ядро визуализации и анализа инженерных схем. // Свидетельство о государственной регистрации программа для ЭВМ №2011618938 от 27.09.2011. - Москва. - Федеральная служба по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам.

11. Кручинин С.В., Свиридов Ю.Т. Ссылочная целостность индекса html файлов (тезисы) // Всероссийская научно-практическая конференция «Современные проблемы борьбы с преступностью»: сборник материалов (радиотехнические науки). - Воронеж; Воронежский институт МВД России, 2005. - С. 91-92.

12. Кузнецов А.М. Математическая модель мультиграфа телекоммуникационной сети и иерархия классов // Научно-исследовательские публикации. 2013. №1. С. 87-93.

13. Кузнецов С.М., Ткаченко В.Я., Холомеева Н.В. Обработка статистической информации // Научно-исследовательские публикации. 2014. №3 (7). C. 45-54.

14. Лучинин З.С. Метод ссылочной целостности документо-ориентированных баз данных. // NB: Кибернетика и программирование. - 2014.- №1.-С. 17-22. DOI: 10.7256/2306-4196.2014.1.11081. URL: http://e-notabene.ru/kp/article_11081.html

15. Отладка и тестирование приложений в среде Visual Studio 2005: учебное пособие / сост. О.Н. Евсеева, А.Б. Шамшев.-Ульяновск: УлГТУ, 2008. - 96 с. URL: http://sernam.ru/book_oit.php

16. Соков В.М., Холоднов В.А. Выбор оптимальной системы управления контентом (CMS) для размещения сайта в сети Интернет // Информационные системы и технологии. 2009. №1. С. 87-90.

17. Шеметько В.Г. Сравнение CMS WORDPRESS и JOOMLA. // Вестник магистратуры [Текст]: науч. журн./учредитель ООО «Коллоквиум». - 2013, №2 (17).-Йошкар-Ола: Коллоквиум, 2013.-ISSN 2223-4047. URL: http://www.magisterjournal.ru/docs/VM17.pdf

18. Dayton Tom. «Object-Oriented GUIs are the Future». OpenMCT Blog. Retrieved 23 August 2012. URL: http://openmct.blogspot.ru/2012/08/object-oriented-guis-are-future.html

19. Lasto Nano CMS URL: http://nanocms.name

20. Lerner R.M. Wordpress // Linux Journal. 2004. №125. P. 14-15.

21. Liebeman H. Using Prototypical Objects to Implement Shared Behavior in Object Oriented Systems, by Henry Lieberman, 1986 URL: http://web.media.mit.edu/~lieber/Lieberary/OOP/Delegation/Delegation.html

22. Rational Unified Process Best Practices for Software Development Teams. Rational Software White Paper (TP026B). 11/01. Retrieved 12 December 2013. URL: http://www.ibm.com/developerworks/rational/library/content/03July/1000/1251/1251_bestpractices_TP026B.pdf

23. Новакова Н.Е., Горячев А.В., Горячев А.А., Васильев А.А., Монахов А.В. Система управления проектами в автоматизированном проектировании // NB: Кибернетика и программирование. - 2013. - 4.-C. 1-13. DOI: 10.7256/2306-4196.2013.4.8301. URL: http://www.e-notabene.ru/kp/article_8301.html

24. Давыденко И.Т. Семантическая модель базы знаний интеллектуальной справочной системы // NB: Кибернетика и программирование. - 2013. - 2.-C. 1-11. DOI: 10.7256/2306-4196.2013.2.8307. URL: http://www.e-notabene.ru/kp/article_8307.html

25. Денисенко В.А., Нагоев З.В., Нагоева О.В. Проектирование компьютерной системы на основе рекурсивной когнитивной архитектуры для задачи синтеза интеллектуального поведения агента // Программные системы и вычислительные методы. - 2013. - 3.-C. 264-267. DOI: 10.7256/2305-6061.2013.3.9138.

Размещено на Allbest.ru