Ontological Support Formation for Constructive-Synthesizing Modeling of Information Systems Development Processes
Loading...
Date
2018
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
НВП ПП «Технологічний Центр», Харьків
Abstract
ENG: The globalization of information systems (ISs) in the process of continuous operation and modernization creates new problems and reveals specific representations of IS tasks. Such a complex industry IS, requiring appropriate ontological support, is the unified automated system for managing freight traffic of Ukrzaliznytsia (ACS FT UZ-U). To develop the infrastructure information subsystems such as rolling stock and traction staff, traffic management, finance, personnel and a number of others, it is necessary to develop interconnected ontological support.
Therefore, methods and means of ontological support of constructive-synthesizing modeling (OCSM) have been developed, designed to support the processes of multistage creation, a long period of operation and the continuous development of the ACS FT UZ-U. The results obtained are distinguished by universalism, as they provide opportunities for representing the evolution of the object (IS) and the content of ontologies in the OCSM.
The formation of models and methods of the OCSM has been obtained by expanding relations and mappings as well as by creating new generating structures, complementing classes of signatures with new constructive relations. At the same time, the model of a unified, universal and customizable ontological constructive structure (OCS) has been developed. The OCS takes into account the requirements for representing the processes of expanding the subject area as well as unifying knowledge. For CSM problems, methods and means of modeling the conceptualization processes of developing objects have been created and constructive calculus has been devised for the generating class of mappings along with methods for constructing higher-order ontological objects. For the ontological support of the CSM processes in the context of expanding subject areas, the inference methods in the model of the OCSM constructive structure have been improved and procedures for meaningful, structural and related deducibility have been proposed together with multilevel inference methods.
Examples have been given of the implementation of the currently existing procedures for creating new applications of the automated system ACS FT UZ-U using the proposed CSM tools. The examples demonstrate the adequacy of the developed models and means of the OCSM for the implementation of procedures for the development and maintenance of complex railway ACSs.
UKR: Глобалізація інформаційних систем (ІС) в процесі постійної експлуатації і модернізації породжує нові проблеми, виявляє особливості представлення завдань розвитку ІС. Такою складною галузевою ІС, що вимагає відповідної онтологічної підтримки, є автоматизована система управління вантажними перевезеннями (АСК ВП УЗ-Є). Розвиток інформаційних підсистем інфраструктури, рухомого і тягового складу, управління рухом, фінансів, кадрів і ряду інших вимагають взаємопов'язаного розвитку онтологічного забезпечення. З урахуванням цього були розроблені методи і засоби онтологічного забезпечення конструктивно-продукційного моделювання (ОКПМ), призначені для підтримки процесів багатоетапного створення, тривалого періоду функціонування і постійного розвитку АСК ВП УЗ-Є. Отримані результати характеризуються універсалізмом, забезпечують можливості подання еволюції об'єкта (ІС) і змісту онтологій в ОКПМ. Побудова моделей і методів ОКПМ отримано шляхом розширення відносин і відображень, а також за рахунок створення нових структур породження, доповнення класів сигнатур новими відносинами із конструювання. При цьому отримала розвиток модель єдиної, універсальної та такої що налаштовується на різні предметні області онтологічної конструктивної структури (ОКС). ОКС враховує вимоги щодо поданням процесів розширення предметної області, а також уніфікації знань. Для завдань КПМ створені методи і засоби моделювання процесів концептуалізації об'єктів що розвиваються, побудовано конструктивну обчислення класу відображень погоджування, а також методи конструювання онтологічних об'єктів вищого порядку. Для онтологічної підтримки процесів КПМ в умовах розширення предметних областей вдосконалені методи виведення в моделі конструктивної структурі ОКПМ, запропоновані процедури змістовної, структурної та пов'язаної виводимості, а також багаторівневі методи виведення. Наведені приклади реалізації діючих в даний час у автоматизованій системі АСК ВП УЗ-Е процедур створення нових додатків, з використанням запропонованих засобів КПМ. Приклади демонструють достатність розроблених моделей і засобів ОКПМ щодо реалізації діючих процедур розвитку і супроводу складних залізничних АСУ.
RUS: Глобализация информационных систем (ИС) в процессе постоянной эксплуатации и модернизации порождает новые проблемы, выявляет особенности представления задач ИС. Такой сложной отраслевой ИC, требующей соответствующей онтологической поддержки, является автоматизированная система управления грузовыми перевозками (АСУ ГП УЗ-Е). Развитие информационных подсистем инфраструктуры, подвижного и тягового состава, управления движением, финансов, кадров и ряда других требуют взаимосвязанного развития онтологического обеспечения. С учетом этого были разработаны методы и средства онтологического обеспечения конструктивно-продукционного моделирования (ОКПМ), предназначенные для поддержки процессов многоэтапного создания, длительного периода функционирования и постоянного развития АСУ ГП УЗ-Е. Полученные результаты отличаются универсализмом, обеспечивают возможности представления эволюции объекта (ИС) и содержания онтологий в ОКПМ. Формирование моделей и методов ОКПМ получено путем расширения отношений и отображений, а также за счет создания новых порождающих структур, дополнения классов сигнатур новыми конструирующими отношениями. При этом получила развитие модель единой, универсальной и настраиваемой на предметные области онтологической конструктивной структуры (ОКС). ОКС учитывает требования по представлению процессов расширения предметной области, а также унификации знаний. Для задач КПМ созданы методы и средства моделирования процессов концептуализации развивающихся объектов, построено конструктивное исчисление порождающего класса отображений, а также методы конструирования онтологических объектов высшего порядка. Для онтологической поддержки процессов КПМ в условиях расширения предметных областей усовершенствованы методы вывода в модели конструктивной структуре ОКПМ, предложены процедуры содержательной, структурной и связанной выводимости, а также многоуровневые методы вывода. Приведены примеры реализации действующих в настоящее время процедур создания новых приложений автоматизированной системы АСУ ГП УЗ-Е, с использованием предложенных средств КПМ. Примеры демонстрируют достаточность разработанных моделей и средств ОКПМ для реализации процедур развития и сопровождения сложных железнодорожных АСУ.
UKR: Глобалізація інформаційних систем (ІС) в процесі постійної експлуатації і модернізації породжує нові проблеми, виявляє особливості представлення завдань розвитку ІС. Такою складною галузевою ІС, що вимагає відповідної онтологічної підтримки, є автоматизована система управління вантажними перевезеннями (АСК ВП УЗ-Є). Розвиток інформаційних підсистем інфраструктури, рухомого і тягового складу, управління рухом, фінансів, кадрів і ряду інших вимагають взаємопов'язаного розвитку онтологічного забезпечення. З урахуванням цього були розроблені методи і засоби онтологічного забезпечення конструктивно-продукційного моделювання (ОКПМ), призначені для підтримки процесів багатоетапного створення, тривалого періоду функціонування і постійного розвитку АСК ВП УЗ-Є. Отримані результати характеризуються універсалізмом, забезпечують можливості подання еволюції об'єкта (ІС) і змісту онтологій в ОКПМ. Побудова моделей і методів ОКПМ отримано шляхом розширення відносин і відображень, а також за рахунок створення нових структур породження, доповнення класів сигнатур новими відносинами із конструювання. При цьому отримала розвиток модель єдиної, універсальної та такої що налаштовується на різні предметні області онтологічної конструктивної структури (ОКС). ОКС враховує вимоги щодо поданням процесів розширення предметної області, а також уніфікації знань. Для завдань КПМ створені методи і засоби моделювання процесів концептуалізації об'єктів що розвиваються, побудовано конструктивну обчислення класу відображень погоджування, а також методи конструювання онтологічних об'єктів вищого порядку. Для онтологічної підтримки процесів КПМ в умовах розширення предметних областей вдосконалені методи виведення в моделі конструктивної структурі ОКПМ, запропоновані процедури змістовної, структурної та пов'язаної виводимості, а також багаторівневі методи виведення. Наведені приклади реалізації діючих в даний час у автоматизованій системі АСК ВП УЗ-Е процедур створення нових додатків, з використанням запропонованих засобів КПМ. Приклади демонструють достатність розроблених моделей і засобів ОКПМ щодо реалізації діючих процедур розвитку і супроводу складних залізничних АСУ.
RUS: Глобализация информационных систем (ИС) в процессе постоянной эксплуатации и модернизации порождает новые проблемы, выявляет особенности представления задач ИС. Такой сложной отраслевой ИC, требующей соответствующей онтологической поддержки, является автоматизированная система управления грузовыми перевозками (АСУ ГП УЗ-Е). Развитие информационных подсистем инфраструктуры, подвижного и тягового состава, управления движением, финансов, кадров и ряда других требуют взаимосвязанного развития онтологического обеспечения. С учетом этого были разработаны методы и средства онтологического обеспечения конструктивно-продукционного моделирования (ОКПМ), предназначенные для поддержки процессов многоэтапного создания, длительного периода функционирования и постоянного развития АСУ ГП УЗ-Е. Полученные результаты отличаются универсализмом, обеспечивают возможности представления эволюции объекта (ИС) и содержания онтологий в ОКПМ. Формирование моделей и методов ОКПМ получено путем расширения отношений и отображений, а также за счет создания новых порождающих структур, дополнения классов сигнатур новыми конструирующими отношениями. При этом получила развитие модель единой, универсальной и настраиваемой на предметные области онтологической конструктивной структуры (ОКС). ОКС учитывает требования по представлению процессов расширения предметной области, а также унификации знаний. Для задач КПМ созданы методы и средства моделирования процессов концептуализации развивающихся объектов, построено конструктивное исчисление порождающего класса отображений, а также методы конструирования онтологических объектов высшего порядка. Для онтологической поддержки процессов КПМ в условиях расширения предметных областей усовершенствованы методы вывода в модели конструктивной структуре ОКПМ, предложены процедуры содержательной, структурной и связанной выводимости, а также многоуровневые методы вывода. Приведены примеры реализации действующих в настоящее время процедур создания новых приложений автоматизированной системы АСУ ГП УЗ-Е, с использованием предложенных средств КПМ. Примеры демонстрируют достаточность разработанных моделей и средств ОКПМ для реализации процедур развития и сопровождения сложных железнодорожных АСУ.
Description
V. Skalozub: ORCID 0000-0002-1941-4751; V. Ilman: ORCID 0000-0003-0983-8611; V. Shynkarenko: ORCID 0000-0001-8738-7225
Keywords
ontological support, constructive modeling, conceptualization, methods of inference, automated systems, онтологічне забезпечення, конструктивне моделювання, концептуалізація, методи виведення, автоматизовані системи, онтологическое обеспечение, конструктивное моделирование, концептуализация, методы вывода, автоматизированные системы, КІТ
Citation
Skalozub, V. Ontological Support Formation for Constructive-Synthesizing Modeling of Information Systems Development Processes / V. Skalozub, V. Ilman, V. Shynkarenko // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. – 2018. – № 5/4 (95). – P. 55–63. – DOI: 10.15587/1729-4061.2018.143968.