Монография: Теоретико-методологические основы качества информационных систем

Современный креативный специалист важный элемент в системе КУКИС. Это, прежде всего, творец и вдохновитель прогрессивных идей и их воплощения в жизнь. Только творческая личность может эффективно вести за собой коллектив сотрудников и создать систему управления нового типа, систему креативного управления качеством ИС. Для этого система образования должна исходить из современных проблем и чутко откликаться на вызовы времени.

Высокий профессиональный уровень креативного специалиста в значительной мере должен определять подходы и способствовать организации креативного управления в системе совершенствования качества информационных систем различного класса и назначения.

Выводы

1. Эффективность решения задач СКИС во многом зависит от идентификации новых понятий, формирования дефиниций понятий и включения их в научную коммуникацию рассматриваемой проблемы. Включение новых понятий расширяют структуру парадигмы и являются исходным базисом для разработки концепции СКИС.

2. Формирование дефиниций в значительной мере зависит от создания и применения адекватных средств синтеза дефиниций понятий СКИС. Синтез дефиниций должен выполняться на базе соответствующей методики, построенной на основе традиционной логики. Методика синтеза предполагает определение принципов, правил, этапов, методов анализа и последующего синтеза дефиниций понятий. Конструктивным инструментом синтеза является логика организации как составной части методологии СКИС.

3. Синтез дефиниций проводится на основе выделенных существенных свойств рассматриваемых понятий. Эффективным способом выделения таких свойств является применение классификации для создания тематического поля рассматриваемого понятия. Выбор критериев выделения существенных признаков дефиниций определяется логикой организации СКИС и конкретными условиями существования рассматриваемых понятий.

4. В создании моделей СКИС необходимым направлением является выявление и анализ свойств и закономерностей процессов. Так, например, свойство метаинформационности может обеспечить существенное сокращение ресурсов в решении задач построения и функционирования КС УКИС.

5. Определение основных требований целесообразно выполнять на основе системного подхода к анализу качества ИС путем выделения комплекса семантических, синтаксических и прагматических свойств ИС. Выделение свойств осуществляется путем классификации ИС по существенным признакам, выбираемых с учетом содержания решаемых задач по улучшению качества. Анализ свойств позволил, в частности, идентифицировать ИС как сложную человеко-машинную вероятностную систему с иерархической структурой свойств.

6. Выделение комплекса свойств ИС обеспечивает определение основных требований к составу и содержанию методов совершенствования качества ИС. В составе этих методов находятся методы исследования, проектирования, построения и эксплуатации КС УКИС, как основного звена в системе СКИС.

7. Концепция СКИС может быть отображена в виде комплекса дескриптивных моделей, состав и содержание которых определяются логикой организации и развития СКИС. Разрабатываются модели первоочередного блока: принципиальная модель СКИС, модель измерения КИС, модель оценки КИС, модель автоматического обнаружения и исправления ошибок в документах табличного вида и др. Каждая из указанных моделей СКИС дифференцируется на ряд маргинальных моделей. Так, например, модель оценки качества предполагает модель определения состава показателей качества, модель определения значений фактических показателей качества, модель определения значений обобщенных показателей качества и их весомости и др.

8. На основе исследования свойств могут быть выявлены закономерности процессов СКИС, в частности, влияние дефектов по достоверности, полноте и своевременности обработки данных на производительность ИС, себестоимость обработки данных и другие категории качества ИС. Количественная форма проявления вышеуказанной закономерности может быть представлена, например, моделью множественной линейной регрессии. Построенные на основе модели графики производительности или себестоимости обработки данных могут обеспечить решение практических задач прогнозирования, идеализации и совершенствования качества ИС.

9. Совершенствование качества функционирования ИС может быть реализовано в форме Комплексной системы управления качеством информационных систем. Обобщенная модель этой системы является принципиальной основой для построения ряда моделей СКИС.

10. Одним из способов минимизации дефектов обработки и улучшения качества ИС является метод автоматического (программного) обнаружения ошибок в значениях цифровых показателей документов табличной структуры, программного вычисления достоверных значений показателей и замены недостоверного значения на достоверное (вычисленное программно). Распознавание ошибок может быть построено на основе взаимосвязи значений элементарных показателей значений агрегатных показателей типа «всего», «итого» и др.

11. В дескриптивном моделировании СКИС могут применяться средства: теория управления, теория надежности, квалиметрия, системный анализ, семиотика, лингвистика, а также методы исследования - определение, сравнение, анализ, синтез, индукция, дедукция, абдукция, классификация, редукция, идеализация и др. Каждая из указанных категорий выбирается в соответствии с характером и этапом решаемой задачи.

12. В решении задач СКИС вообще и управления качеством ИС, в частности, большое значение имеет разработка и применение концепции креативного управления качеством ИС. Определение характеристик системы креативного управления можно выполнить посредством изучения структуры креативного управления ИС.

13. В составе структуры креативного управления следует предусмотреть, прежде всего, мыслительную, деятельностную и ресурсную составляющие. Каждая из этих составляющих имеет свои структурные компоненты, потенциал которых обеспечивает реализацию системы креативного управления качеством ИС.

14. Успешность решения задач креативного управления качеством ИС в значительной мере будет определяться наличием эффективной системы подготовки соответствующих специалистов и задействованием их в создании, эксплуатации и развитии КС УКИС.

Глава 3. Разработка математических моделей совершенствования качества информационных систем

3.1 Обобщённая модель совершенствования качества информационных систем

Продуктивным направлением в методологии СКИС является математическое моделирование, являющееся в нашем случае следующей ступенью после дескриптивного моделирования. Следует отметить, что в настоящее время трудно создать адекватную математическую модель сложных объектов, как, например, ИС, тем более модель взаимодействия ИС и системы управления её качеством. Обычно для решения подобных задач прибегают к декомпозиции объектов и моделирование начинается с построения обобщённой (принципиальной) модели [12,172,197]. На основе этой модели может быть построен комплекс частных (маргинальных) моделей, объединенных логикой обобщённой модели. К математическим средствам разработки формализованных моделей СКИС можно отнести широкий спектр математических теорий, в частности, теорию управления, теорию вероятностей и математическую статистику, теорию планирования эксперимента, теорию множеств и др. [12,13,17,18,50,101,151,153,155,158,165].

В контуре СКИС имеются два основных взаимодействующих блока: субъект управления - КС УКИС и объект управления - ИС. (рис. 3.1). В этом контуре результаты функционирования ИС отображаются зависимостью следующего вида

= (, , ) , (3.1)

где - k-мерный вектор, определяющий совокупность начальных (входных) условий и внешних воздействий, определяемых режимом функционирования ИС; - q-мерный вектор, определяющий возможные внутренние состояния ИС; - l-мерный вектор, определяющий управление качеством ИС - h-мерный вектор выходных координат ИС.

Внешние

воздействия

- Управляющие

воздействия

- Начальные - Выходные

условия координаты

- Изменение внутреннего

состояния ИС

Рис. 3.1. Схема взаимодействия КС УКИС и управляемой ИС

Управляющие воздействия , вырабатываемые и реализуемые КС УКИС в процессе улучшения качества, определяются следующим соотношением

= (,) (3.2)

Обозначим через j(y) пространство выходных координат на j-м этапе управления, характеризующих поведение ИС с позиций критерия качества. После задания j(y) следует выбрать критерий качества ИС в зависимости от состояния ИС. В общем случае критерий качества Ij можно рассматривать как оценку математического ожидания от некоторого функционала Gj, определяемого на траекториях процесса Yhj(t)

Ij(t) = M[Gj (Yhj(t))] (3.3)

Поскольку ИС характеризуется, как сложная система, многомерностью и иерархичностью свойств, то адекватную оценку качества в соответствии с дескриптивной моделью необходимо проводить не одним показателем, а набором показателей. Здесь следует определить несколько типов функционалов, наблюдаемых на траекториях Yhj(t). Отсюда задача системы управления качеством в измерении и оценке качества ИС состоит в выработке таких значений и , чтобы от этапа к этапу критерий качества Ij улучшался до требуемого или максимально возможного значения. Таким образом, на каждом этапе ИС имеем n значений функционалов

G1j, ... , Gij, ... , Gnj, (3.4)

представляющих собой выборку n значений случайных событий, например, искажений значений показателей, которые можно подвергнуть обычной статистической обработке с применением ЭВМ для получения оценок качества.

В пространстве [Y(t)] можно выделить подмножество состояний, когда ИС не соответствует требованиям по качеству - н[Y(t)] и соответствует - c[Y(t)]. Функционал оценки качества может быть как качественным, так и количественным. Применение качественных показателей возможно, если, например, какой-либо из функционалов (3.4) принимает значение

В этом случае показатель качества характеризует соответствие ИС установленным требованиям за время t на j-м этапе ИС (Rj(t))

Ij(t) = M [Gij] = Rj(t) ( 3.6)

Если за значение функционала Gij принять время работы ИС до первого попадания Yij(t) в н , то показатель качества (3.3) равен среднему времени успешной работы на j-м этапе ИС

Ij = M [Gij ] = Tj (3.7)

В подобных случаях оценку качества ИС можно и целесообразно проводить посредством количественных показателей. При применении качественных показателей в результате управления ИС фиксируется только факт: событие E1 успешно, если отсутствует дефект, и неуспешно (E0), при наличии дефекта. Для случайной величины ij состояния обработки i-го документа на j-м этапе обработки получим

Эти величины применимы для оценки качества функционирования ИС через обозначения удовлетворительно/неудовлетворительно, выраженных через такую, например, величину как частота дефектов. Однако для определения состава показателей качества методом, например, кластер-анализа, расчета значений обобщенных показателей, требуется проводить квантификацию каждого наблюдаемого события. В этом аспекте результат или состояние i-го документа на j-м этапе обработки характеризуется случайной величиной ij, которая может принимать множество положительных значений. Результаты наблюдения серии из n документов на m этапах функционирования ИС можно отобразить матрицей размерности mn, каждый элемент которой представляет собой случайные величины ij

(3.9)

При условии испытания i-го документа на j-м этапе данная матрица представляется вектор-строкой 1n

[ij] =(i1, ..., ij, ..., in ) (3.10)

Для оценки КИС по сумме всех обрабатываемых документов на всех этапах обработки этой партии предлагается применить комплексный показатель следующего вида

(3.11)

где Kj, Ki, K - сумма столбцов, строк и всех элементов матрицы (3.9), которые являются соответственно числом неуспешных испытаний n документов на j-м этапе, i-й последовательности документов на m этапах, общим числом неуспешных испытаний. Эти величины могут быть применимы для определения значений, например, фактических, единичных, групповых, интегральных, относительных и других видов показателей оценки качества функционирования ИС.

В случае, когда результаты испытания ИС представляются случайной величиной ij , которая может принимать только два значения (3.8), то

P(ij =1) = P(E1) = 1 - P(Eo) (3.12)

является вероятностью успешной работы ИС и соответственно

P(ij =0) = P(E0) = 1 - P (E1) (3.13)

является вероятностью отказов, неуспешной работы ИС.

Исходя из существа рассматриваемой задачи, наиболее целесообразным и приемлемым представляется регистрация и измерение случайных событий E0, характеризующих отклонение ИС от установленных требований вероятностью P(E0), идентифицируемых частотой дефектов Kij в выборке документов n, взятых по этапам технологии m. Поэтому для отображения качества ИС в нашем случае лучше принять вероятность ее успешной работы по формуле (3.12), чем вероятность отказов (дефектов) - неуспешной работы по формуле (3.13). Следует отметить, что принципиального значения подобный выбор в измерении качества не имеет, так как оценку качества можно выполнить как тем, так и другим способами.