Введение 5
1 Современные подходы к реинжинирингу программного обеспечения для систем
мониторинга окружающей среды 7
1.1 Обзор современных проблем в мониторинге окружающей среды 7
1.2 Цели и задачи реинжиниринга программного обеспечения 13
1.3 Современные подходы к реинжинирингу программного обеспечения 14
2 Реинжиниринг пакета статистических тестов Diehard 24
2.1 Постановка задачи реинжиниринга 24
2.2 Краткая характеристика объекта реинжиниринга 27
2.3 Описание архитектуры «как есть» 31
2.4 Описание архитектуры «как будет» - программный продукт GeoStat 32
3 Экспериментальная проверка чувствительности программного обеспечения
GeoStat при изменении входного потока данных 37
3.1 Настройка автоматизированного рабочего места 37
3.1 Апробация на потоке данных, полученных от службы USGS 45
3.2 Апробация на входном потоке USGS с помехой 47
Заключение 50
Список использованных источников 51
Приложение
Актуальность темы исследования. Сегодня вопросы экологии принимают
критичное значение. Современные технологии позволяют наблюдать за основными экологическими показателями, тем самым решая проблемы еще на стадии
их возникновения. Но зависимость от приборов мониторинга окружающей среды
обусловлена значительными рисками для безопасности населения при отказе и
авариях в технических системах мониторинга окружающей среды. Вероятность
их проявления увеличивается без проведения профилактической диагностики
оборудования.
Качество окружающей среды и анализ потенциальных возможностей ее основных экологических составляющих предполагают четкую организацию мониторинга системы наблюдений и контроля за ее состоянием. При этом токсикологические аспекты всестороннего анализа окружающей среды в условиях современного экологического кризиса приобретают особую значимость.
Рациональное природопользование предполагает управление природными
процессами, а чтобы управление было достаточно эффективным, необходимо
иметь данные о динамических свойствах этих объектов, их изменении.
Целью работы повышение эффективности принятия управленческих решений в системах мониторинга окружающей среды.
Реализация поставленной цели обусловила необходимость решения следующих
задач:
– подбор и изучение теоретических материалов;
– проведение реинжиниринга статистического пакета тестов Diehard;
– разработка программного продукта GeoStat;
– описание и апробация полученного программного решения.6
Объектом исследования являются наборы данных, порождаемые приборами мониторинга окружающей среды.
Область диссертационного исследования соответствует направлению
09.04.03 «Прикладная информатика», программе магистерской подготовки
09.04.03.00.02 «Реинжиниринг бизнес-процессов».
Предмет исследования – методы и алгоритмы анализа характеристик наборов данных, порождаемых приборами мониторинга окружающей среды.
Методология исследования. В качестве метода исследований целесообразно было выбрано: аналитический и экспериментальный методы.
Теоретическую и методологическую основу исследования составили публикации ведущих российских и зарубежных ученых, учебные пособия, научные
издания, статьи, материалы научно-практических конференций, как на русском,
так английском языках.
Научная новизна выполненного исследования заключается в выборе средства оценки показателей приборов мониторинга состояния окружающей среды.
Практическая значимость результатов исследования заключается в возможности применения, полученного программного продукта в решении проблемы
идентификации потери чувствительности оборудования мониторинга окружающей среды.
В ходе написания магистерской диссертации были исследованы различные
подходы к реинжинирингу программного обеспечения, проанализированы существующие проблемы мониторинга окружающей среды.
В магистерской диссертации получены следующие основные результаты:
1. Проведен реинжиниринг пакета статистических тестов Diehard.
2. Разработано программное обеспечение GeoStat для контроля показателей
приборов мониторинга окружающей среды.
3. Протестированы показатели, полученные с приборов мониторинга окружающей среды. Было подтверждено, что численные показатели абсолютно случайны.
4. Проведен анализ чувствительности тестов к изменению входного потока
данных. Получен вывод о том, что полученное программное решение крайне чувствительно к изменению содержимого анализируемы показателей.
Возможные пути продолжения работы над программным продуктом GeoStat:
1. Увеличение производительности за счет поддержки многопроцессорных систем.
2. Поддержка сторонних операционных систем.
Таким образом, все поставленные задачи решены, и, следовательно, цель магистерской диссертации достигнута.
Сачков, Ю. В. Вероятность, случайность, независимость [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://goo.gl/lHUcKH.
2. Алексеев, П. В. Философия: учебник – 3-е изд., перераб. и доп. / П.В. Алексеев, А. В. Панин. – М.: ТК Велби, Изд-во Проспект, 2003. — 608 с.
3. Рюэль, Д. Случайность и хаос: пер. с. фр. / Д. Рюэль – Ижевск: РХД, 2001
— 192 с.
4. Чайковский, Ю. В. Что такое случайность [Электронный ресурс] – Режим
доступа: http://goo.gl/Z2PlDV.
5. Вентцель, Е. С. Теория вероятностей / Е. С. Вентцель, Л. А. Овчаров – М:
Наука, 1969. – 576с.
6. Выгодский, М. Я. Справочник по высшей математике. / М. Я. Выгодский –
М.: Наука, 1976. – 870с.
7. Корн, Г. Справочник по математике для научных работников и инженеров.
/ Г. Корн, Т. Корн – М.: Наука, 1978. – 834с.
8. Гмурман, В. Е. Теория вероятностей и математическая статистика / В. Е.
Гмурман – М.: Высш.шк., 2003.- 479с.
9. Волков, И. К. Случайные процессы: учеб, для вузов / И. К. Волков, С. М.
Зуев, Г. М. Цветкова; под ред. В. С. Зарубина, А. П. Крищенко – М.: Изд-воМГТУ им. Н. Э. Баумана, 1999. – 448 с.
10. Кремер, Н. Ш. Теория вероятностей и математическая статистика:
Учебник для вузов. — 2-е изд., перераб. и доп. / Н. Ш. Кремер – М.: ЮНИТИДАНА, 2004. – 573с.
11. Колмогоров, А. Н. Основные понятия теории вероятностей / А. Н:,
Колмогоров – М.: Наука, 1974. – 119с.
12. Чайковский, Ю. В. Ступени случайности и эволюция // Вопросы философии. 1996. – №9. — с.32-47.
13. Марсалья, Д. DIEHARD Statistical Tests [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://goo.gl/seqY82.52
Корпачёва Л.Н. Информационные системы в экономике: учеб. пособие / ГУЦМиЗ. - Красноярск, 2004. - 116 с.
14. Системный анализ и информационные технологии [Текст]: пятая
международная конференция САИТ-2013, 19-25 сент. 2013 г.: труды : в 2-х т. /
Рос. акад. наук, Рос. акад. наук, Отд-ние нанотехнологий и информ. технологий,
Рос. акад. наук, Ин- системного анализа, Рос. акад. наук, Сиб. отд-ние, Ин-т вычислит. моделирования, Сиб. федерал. ун-т, Сиб. гос. аэрокосм. ун-т им. М. Ф.
Решетнева. - Красноярск: ИВМ СО РАН, 2013. Т. 1. - 2013. - 341 с.
15. Ойхман, Е. Г. Реинжиниринг бизнеса: реинжиниринг организаций и
информационные технологии / Е. Г. Ойхман, Э. М. Попов. - М.: Финансы и статистика, 2015. - 210 с.
16. Тельнов, Ю. Ф. Реинжиниринг бизнес-процессов. Компонентная методология / Ю. Ф. Тельнов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Финансы и статистика, 2013. - 320 с.
17. Бизнес-инжиниринговые технологии [Электронный ресурс]: Информационно-методические материалы по построению систем управления, примеры
бизнес-моделей и процессов организаций. – Москва, 2003. – Режим доступа:
http://www.betec.ru.
18. Экологический мониторинг окружающей среды : учеб. пособие для
вузов : в 2 т. / Ю.А. Комиссаров, Л.С. Гордеев, Ю.Д. Эдельштейн, Д.П. Вент ;
под ред. П.Д. Саркисова. – М. : Химия, 2005.
19. Экологическое право : учебник для вузов / под ред. С.А. Боголюбова. – М. : Высшее образование, 2006. – 485 с.
20. Электроаналитические методы в контроле окружающей среды / Р.
Кальвода, Я. Зыка, К. Штулик и др. ; пер. с англ. под ред. Е.Я. Неймана. – М. :
Химия, 1990. – 240 с.
21. Полищук Д.М.Концептуальное моделирование в задачах мониторинга окружающей среды // Системы эко информатики. Проблемы, решения,
перспективы.-Томск:ТНЦ СО АН СССР,1989.-с.4-17.53
22. Н. Agrawal, J. R. Horgan "Dynamic Program Slicing", In Proceedings
of the ACM SIGPLAN Conference on Programming Language Design and Implementation, New York, June 1990, pp. 246-256.
23. E. Ashcroft, Z. Manna "The translation of 'goto' programs in 'while' programs", Proceedings of the 1971 IFIP Congress, Amsterdam, pp. 250-260
24. T.J. Biggerstaff, B.G. Mitbander, D.E. Webster "Program Understanding
and the Concept Assignment Problem", Communications of the ACM, May 1994, pp.
72-82.
25. B. W. Binkley, M. Harman, L. R. Raszewski, C. Smith "An Empirical
Study of Amorphous Slicing as a Program Comprehension Support Tool", In Proceedings of the 8th IEEE International Conference on Program Comprehension, Limerick, Ireland, June 2000, pp. 161-170.
26. B. Boehm "Software Engineering Economics", Englewood Cliffs, N.J.,
Prentice-Hall, 1981.
27. G. Canfora, A. Cimitile, A. De Lucia "Conditioned program slicing". In
Information and Software Technology Special Issue on Program Slicing, ElsevierScience B.V., Vol. 40, 1998, pp. 595-607.
28. C. Cifuentes, K.J. Gough "Decompilation of Binary Programs", Software: Practice and Experience, Vol. 25, No. 7, July 1995, pp. 811-829.
29. C. Cifuentes, D. Simon, A. Fraboulet "Assembly to High-Level Language Translation", In Proceedings of the International Conference on Software
Maintenance, Washington DC, November 1998, pp 228-237.
30. О. А. Плисс, К. Д. Волошин "Трансляция вызовов и переходов из
COBOL в C++", в сб. "Автоматизированный реинжиниринг программ", СПб,
изд-во С.- Петербургского университета, 2000. С. 83-102.
31. О. А. Плисс, К. Д. Волошин "Устранение локальных GOTO", в сб.
"Автоматизированный реинжиниринг программ", СПб, изд-во С.-Петербургского университета, 2000. С. 103-109.54
32. B. Boehm "Software Engineering Economics", Englewood Cliffs, N.J.,
Prentice-Hall, 1981.
33. B. S. Baker "An Algorithm for Structuring Flowgraphs", Journal of the
ACM, Vol. 24, No. 1, 1977, pp. 98-120.
34. А.П. Ершов "Организация АЛЬФА-транслятора", в сб. "АЛЬФА —
система автоматизации программирования", Сиб.отд.изд-ва “Наука” - Новосибирск, 1967
35. А. В. Береснева, А. А. Терехов "Анализ языка PL/I в системе
RescueWare", в сб. "Автоматизированный реинжиниринг программ", СПб, изд-во
С.-Петербургского университета, 2000. С. 268-277.
36. Ф. П. Брукс-мл. "Мифический человеко-месяц, или как создаются
программные системы", 2-е изд., СПб.: Символ-плюс, 1999,304 стр.
37. М.А. Бульонков, Д.Е. Бабурин "HyperCode - открытая система визуализации программ", в сб. "Автоматизированный реинжиниринг программ",
СПб, изд-во С.- Петербургского университета, 2000. С. 165-183.
38. Г. Буч "Объектно-ориентированный анализ и проектирование с примерами приложений на C++", 2-е издание, М.: "Издательство Бином", СПб.:
"Невский диалект", 1999. 560 с.