Філатов Валентин Олександрович. Мультіагентні технології інтеграції гетерогенних інформаційних систем і розподілених баз даних

brief description

Філатов Валентин Олександрович. Мультіагентні технології інтеграції гетерогенних інформаційних систем і розподілених баз даних: дис... д-ра техн. наук: 05.13.06 / Харківський національний ун-т радіоелектроніки. - Х., 2005

Філатов В.О. Мультіагентні технології інтеграції гетерогенних інформаційних систем і розподілених баз даних. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.13.06 автоматизовані системи управління і прогресивні інформаційні технології. Харківський національний університет радіоелектроніки, Харків, 2004.
Дисертаційна робота присвячена рішенню наукової проблеми створення на єдиній методологічній основі нових моделей і методів інтеграції гетерогенних інформаційних систем і розподілених баз даних, інтелектуальних обчислювальних механізмів, методів і інструментальних засобів аналізу взаємозалежних задач користувача, з метою застосування їх в інтегрованих інформаційно-аналітичних системах і системах підтримки прийняття рішень.
На основі виконаних теоретичних і експериментальних досліджень сформульована і вирішена важлива для теорії і практики наукова проблема, створено і розвинуто новий науковий напрямок мультіагентні системи управління інформаційними ресурсами розподілених систем і баз даних. У рамках даного напрямку отримані нові наукові результати, що мають істотні переваги перед існуючими рішеннями поставленої проблеми.
Уперше розроблені і досліджені класи рефлексивних, автономних і інтелектуальних програмних агентів на основі фреймової структури для вирішення задач управління інформаційними ресурсами розподілених гетерогенних інформаційних систем. Отримано узагальнену модель поведінки автономних програмних агентів у мультіагентному просторі на основі теорії поведінки кінцевих автоматів і теорії оптимального вибору варіантів.
Розроблена і досліджена логічна модель поведінки програмного агента на основі концепції «умови-дії» для класів агентів: рефлексивних, автономних, інтелектуальних. На основі моделі поведінки програмних агентів отримана можливість управління потоками задач користувача на основі автономних сценаріїв розвитку ситуацій.
Отримані теоретичні результати були підтверджені при розробці і впровадженні інформаційних систем різного функціонального призначення від корпоративних до регіональних розподілених інформаційних систем.
Розроблені інструментальні засоби проектування і супроводу мультіагентних систем автономного управління та адміністрування інформаційних ресурсів можуть бути використані при створенні корпоративних і регіональних розподілених систем підтримки прийняття рішень.

На основі виконаних теоретичних і експериментальних досліджень сформульована і вирішена важлива для теорії і практики наукова проблема, створено і розвинуто новий науковий напрямок мультіагентні системи управління інформаційними ресурсами розподілених систем і баз даних. У рамках даного напрямку отримані наступні наукові результати, що мають істотні переваги перед існуючими рішеннями:
1. Проведено аналіз існуючих підходів до вирішення проблеми інтеграції гетерогенних інформаційних ресурсів розподілених інформаційних систем і баз даних, теоретично обґрунтовані і розроблені методи і засоби із застосуванням технології програмних агентів. Запропонований підхід дозволяє істотно розширити функціональні можливості регіональних інформаційних систем за рахунок автономної взаємодії із різнорідними структурами даних.
2. Вперше обґрунтовано і отримано новий метод інтеграції інформаційних ресурсів гетерогенних систем і розподілених баз даних, що застосовує сценарії виконання послідовності задач користувача. Розроблена та обґрунтована загальна модель автономного сценарію користувача, яка передбачає аналіз виконаних дій та вибір ефективного шляху рішення наступної задачі з урахування особливостей інформаційного простору.
3. Вперше отримана узагальнена модель поведінки програмних агентів у мультіагентному просторі на основі теорії оптимального вибору варіантів і теорії кінцевих автоматів. Поведінка розглядається як окремий випадок загальної теорії оптимального управління об'єктами. У такому аспекті програмний агент виступає як абстрактна дискретна керуюча система, що на основі своїх дій і реакції на ці дії середовища, обирає оптимальну стратегію поведінки, отримано і досліджено клас автономних програмних агентів на основі фреймової структури для рішення задач автономного управління інформаційними ресурсами розподілених регіональних інформаційних систем. Доведено перевагу використання запропонованого підходу.
4. Вперше створено і досліджено три класи програмних агентів на основі фреймової структури рефлексивний, автономний, інтелектуальний для рішення задач управління інформаційними ресурсами розподілених гетерогенних інформаційних систем. Перший клас включає програмні агенти, призначені для реалізації завдань користувача у інформаційному просторі типу умова-дія”; складні завдання у вигляді послідовності дій реалізує другий клас - автономні програмні агенти; третій клас програмних агентів призначений для вирішення завдань в експертних та інтелектуальних системах підтримки прийняття рішень.
5. Набула подальшого розвитку концепція єдиного інформаційного простору як основа побудови систем управління гетерогенними інформаційними ресурсами. Поняття простору включає об’єкти розподілених інформаційних систем - файли даних, каталоги, логічні та фізичні диски, персональні комп’ютери, відносини між об’єктами та операції маніпулювання об’єктами у інформаційному простору. Запропонований підхід дозволяє формалізувати та визначити класи агентно-орієнтованих задач користувача.
6. Одержало подальший розвиток застосування апарата мереж Петрі для моделювання ієрархічних багаторівневих інформаційних процесів, що відбуваються в мультіагентних системах управління. Це дозволяє при аналізі складних агентно-орієнтованих задач користувача досліджувати динаміку взаємодії процесів у явному вигляді;
7. Розроблена технологія інтеграції і управління інформаційними ресурсами гетерогенних систем і розподілених баз даних на основі програмних агентів є теоретичною основою створення нового класу систем управління мультіагентним простором (СУМП), поряд із широко відомими системами класу системи керування базами даних (СКБД), при рішенні практичних задач інтеграції і управління розподіленими даними. На основі отриманих теоретичних результатів розроблені алгоритмічні і програмні засоби, що реалізують функції проектування, розробки та впровадження широкого класу задач управління інформаційними ресурсами розподілених систем.
8. Отримані теоретичні результати були реалізовані при розробці і впровадженні інформаційних систем різного функціонального призначення - від корпоративних до регіональних розподілених інформаційних систем. Розроблені інструментальні засоби проектування і супроводу мультіагентних систем автономного управління й адміністрування інформаційних ресурсів можуть бути використані при створенні корпоративних і регіональних розподілених систем підтримки прийняття рішень.
Вірогідність отриманих результатів дисертаційної роботи підтверджена експериментальними дослідженнями, результатами впровадження на реальних об'єктах (акти впровадження наведені в Додатку до дисертації).
Напрямки теоретичних і практичних досліджень дисертаційної роботи доцільно розвивати в області проектування і застосування мультіагентних систем і використовувати в регіональних і корпоративних інформаційно-аналітичних системах.