Тема: Сравнительный анализ языков программирования высокого уровня

Актуальность темы исследования обусловлена тем, что возрастающая сложность программных продуктов и информационных технологий с уменьшением среднего срока жизненного цикла разработки требует адекватного, обоснованного и качественного выбора языка программирования высокого уровня в рамках реализации различных ИТ- проектов. Для повышения эффективности выбора необходим инструментарий поддержки, в том числе и инструментарий, основанный на математических моделях, что обеспечит высокий уровень достоверности результата и его обоснованность. На сегодняшний день представлено множество математических моделей для системы выбора и поддержки принятий управленческих решений в различных областях, все они имеют свои достоинства и недостатки и обеспечивают необходимый уровень достоверности. Следовательно, развитие системы анализа и выбора языков программирования высокого уровня, выстроенной на основе эффективных математических моделей, является актуальным направлением исследований в сфере прикладной информатики и математики.
Объект исследования: математические модели для принятия решения при проведении сравнительного анализа языков программирования высокого уровня.
Предмет исследования: процесс принятия решения о выборе на основе сравнительных характеристик эффективности языков программирования высокого уровня.
Цель исследования: разработка системы поддержки принятия решения о выборе в рамках сравнительного анализа языков программирования высокого уровня, основанной на математических моделях.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
- изучить теоретические и методические аспекты проведения
сравнительного анализа языков программирования высокого уровня;
- изучить преимущества и недостатки языков высокого уровня, их характеристика и отличительные черты;
- исследовать математические модели, применимые для решения поставленной исследовательской задачи;
- разработать математическую модель для проведения сравнительного анализа и оценки языков высокого уровня;
- провести эксперимент с использованием математической модели для решения исследовательской задачи;
- оценить результаты моделирования.
Методы исследования: математическое моделирование, системный анализ, аналитические методы, экспертные методы, сравнение, синтез, анализ и обобщение и другие.
Гипотеза исследования состоит в том, что развитие системы поддержки принятия решения, основанная на математических моделях нечеткой логики позволит повысить эффективность выбора в рамках сравнительного анализа языков программирования высокого уровня, а также обеспечить обоснованность выбора и предотвратить ошибки на этапах проектирования и планирования ИТ-проектов по разработке программного продукта, исправление которых может повлечь финансовые потери до 80% от стоимости всего проекта.
Теоретико-методологическую основу исследования составили исследовательские работы ведущих отечественных и иностранных ученых. Методы и критерии сравнительного анализа языков программирования высокого уровня в своих работах рассматривают такие авторы, как Н. А. Борсук, Д. В. Мастыкаш, В.Ш. Кауфман, М. С. Коротков, Е. С. Заньков, В. Н. Сысоев и М. О. Ильин.
Проведении сравнительного анализа, основанного на построении математических моделей предлагают такие эксперты-исследователи, как Пупыкина А. А., Сатунина А. Е., А. В. Потудинский, А. П. Преображенский, А. В. Шпинев, В. С. Лучников, Т. П. Новикова, А.А. Акинин, Ю.С. Акинина, С.В. Тюрин и другие.
Прорабатывают отельные этапы математического моделирования при решении задач анализа и выбора языков программирования высокого уровня в своих работах, такие ученые, как: В. Н. Волкова, А. Е. Леонова, А.А. Самарский, А.П. Михайлов, Ю. С. Ризен.
Теоретико-методологическая база, использованная для разработки математической модели на основе нечеткой логики, основывается на трудах видных математиков, таких как Р. Каплан, К. Асаи, Д. Ватада, А.Б. Кригер, К.А. Аксенов, Е.М. Сафрыгина, Л.Г. Доросинский, А.И. Титов, А.Д. Хомоненко, Г.Э. Яхъяева и других. Их исследования предоставили прочный фундамент для понимания и дальнейшего развития концепций и методов нечеткой логики. Вклад этих ученых стал основополагающим для создания моделей, способных эффективно решать задачи в условиях неопределенности и нечётко определенных данных. Современные исследования продолжают развивать эту область, что позволяет нечеткой логике эволюционировать и находить новые приложения в различных сферах.
В настоящее время наблюдается активная интеграция математического аппарата нечеткой логики с интеллектуальными парадигмами, что способствует развитию таких технологий, как нечеткие нейронные сети и другие аспекты искусственного интеллекта. Этот процесс представляет собой одно из наиболее перспективных направлений в науке и технике. Совмещение нечеткой логики с нейронными сетями позволяет создавать модели, обладающие высокой адаптивностью и способностью обучаться на основании неточных и частично определенных данных, что существенно расширяет их применение в различных областях, включая обработку естественного языка, прогнозирование и управление сложными системами.
Научная новизна магистерской диссертации состоит в применении математической модели нечеткой логики к решению задачи сравнительного анализа языков программирования высокого уровня, направленного на развитие систем принятия решений при выборе инструментов реализации ИТ-проектов по разработке программных продуктов.
Теоретическая значимость исследования заключается в расширении теоретических положений в направлении развития математического аппарата при решении задачи сравнительного анализа языков программирования высокого уровня.
Практическая значимость исследования состоит в возможности применения результатов моделирования при выборе инструментов реализации ИТ-проектов по разработке программных продуктов.
Достоверность и обоснованность результатов исследования подтверждается экспериментальным моделированием.
К научным результатам, выносимым на защиту, относятся:
- система параметров построения нечеткой математической модели для развития системы поддержки принятия решений при проведении анализа языков программирования высокого уровня;
- математическая модель Мамдани для решения задачи сравнительного анализа языков программирования высокого уровня.
Структура и объем магистерской диссертации. Диссертация состоит из введения, трех разделов, общего заключения, выводов, списка литературы и приложений. Список литературы насчитывает 53 наименования.
Купить

В условиях постоянно развивающихся технологий, повсеместного внедрения искусственного интеллекта, инноваций, развития цифровой экономики и необходимости ускорения цифровой трансформации в различных отраслях возрастает сложность программных продуктов, меняются технологии программирования, требуется постоянное расширение функционала и сокращение среднего срока жизненного цикла разработки.
В этих условиях необходим точный, адекватный, быстрый и качественный выбор языка программирования высокого уровня в рамках реализации различных информационных и инновационных проектов цифровизации и цифровой трансформации, проектов, основанных на современных сквозных технологиях.
Для повышения эффективности выбора необходим инструментарий поддержки, в том числе и инструментарий, основанный на математических моделях, что обеспечит высокий уровень достоверности результата и его обоснованность. Следовательно, развитие системы анализа языков программирования высокого уровня и выбранная тематика является актуальным практико-научным направлением.
Определение эффективности использования различных языков программирования основывается на применении математических моделей, которые позволяют объективно оценить и сравнить их по ряду параметров. Одной из таких моделей является балльная модель, которая, благодаря своей простоте и адаптивности, может быть эффективно использована для анализа и выбора подходящего языка программирования высокого уровня. В данной модели каждому языку присваиваются баллы по определенным критериям, что позволяет структурировано оценить их производительность, удобство использования, функциональные возможности и другие важные характеристики. Этот метод является удобным инструментом для принятия
обоснованных решений в процессе выбора языка программирования, учитывая множество факторов, которые могут повлиять на конечный выбор.
В рамках данного исследования объектом являются математические модели, используемые для принятия решений при сравнительном анализе языков программирования высокого уровня. Предмет исследования фокусируется на процессе принятия решения, основанного на сравнительных характеристиках эффективности этих языков. Подход, основанный на балльной модели, позволяет не только систематизировать и упростить процесс анализа, но и сделать его более прозрачным и объективным. В результате, применение такой модели способствует повышению точности и обоснованности выбора, что особенно важно в условиях быстро меняющихся технологий и требований к программным продуктам.
Цель исследования: разработка системы поддержки принятия решения о выборе в рамках сравнительного анализа языков программирования высокого уровня, основанной на математических моделях.
Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:
- изучены теоретические и методические аспекты проведения
сравнительного анализа языков программирования высокого уровня;
- изучены преимущества и недостатки языков высокого уровня, их характеристика и отличительные черты;
- исследованы математические модели, применимые для решения поставленной исследовательской задачи;
- разработана математическая модель для проведения сравнительного анализа и оценки языков высокого уровня;
- проведен эксперимент с использованием математической модели для решения исследовательской задачи;
- оценены результаты моделирования.
Научная новизна магистерской диссертации состоит в применении математической модели нечеткой логики к решению задачи сравнительного анализа языков программирования высокого уровня, направленного на развитие систем принятия решений при выборе инструментов реализации ИТ-проектов по разработке программных продуктов.
Теоретическая значимость исследования заключается в расширении теоретических положений в направлении развития математического аппарата при решении задачи сравнительного анализа языков программирования высокого уровня.
Практическая значимость исследования состоит в возможности применения результатов моделирования при выборе инструментов реализации ИТ-проектов по разработке программных продуктов.
Достоверность и обоснованность результатов исследования подтверждается экспериментальным моделированием.
К научным результатам, полученным в рамках исследования, относятся:
- система параметров построения нечеткой математической модели для развития системы поддержки принятия решений при проведении анализа языков программирования высокого уровня;
- математическая модель Мамдани для решения задачи сравнительного анализа языков программирования высокого уровня.

Купить