Резюме (1137086)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»Факультет компьютерных наукНа правах рукописиАлексей Александрович МицюкИсправление моделей процессов с сохранениемих структуры на основе журналов событийРезюме диссертациина соискание ученой степеникандидата компьютерных наук НИУ ВШЭМосква — 2019Диссертационная работа выполнена в Национальном исследовательском университете «Высшая школа экономики».Научный руководитель:Ирина Александровна ЛомазоваПрофессор, доктор физико-математических наук,Факультет компьютерных наук Национального исследовательского университета «Высшая школа экономики»Диссертационный комитет: Александр Константинович Петренко(председатель),Профессор, доктор физико-математических наук,Отдел технологий программирования Институтасистемного программирования РАНДжозеп Кармона (Josep Carmona),Доцент, Ph.D.,Департамент компьютерных наук Политехнического университета КаталонииМарко Монтали (Marco Montali),Доцент, Ph.D.,Факультет компьютерных наук Свободного университета БольцаноВалерий Анатольевич Соколов,Профессор, доктор физико-математических наук,Кафедра теоретической информатики Ярославского государственного университетаАлессандро Спердути(Alessandro Sperduti),Профессор, Ph.D.,Департамент математики Падуанского университетаТема диссертацииВ настоящий момент невозможно представить себе жизнь без информационных систем.

Процессы в различных прикладных областях (информационные технологии, банковское дело, здравоохранение, промышленное производство) выполняются при поддержке программных систем, которые хранят и обрабатывают данные, относящиеся к этим процессам. Благодаря этому в последние годы сформировалась концепция процессно-ориентированныхинформационных систем [1,2]. Системы этого типа строятся на базе моделей,описывающих природу какого-либо прикладного процесса.Для разработки сложных программных и информационных систем могут применяться подходы программной инженерии, базирующиеся на использовании формальных моделей [3, 4].

В рамках таких подходов при проектировании структуры и процессов системы используется формальное моделирование, а затем тщательно проработанные проектные модели реализуютсяв виде программного кода. Тем не менее, крайне редко нормативная проектная модель точно реализуется в реальной системе. Более того, процессыподвержены эволюции и эрозии на протяжении жизненного цикла системы.Поэтому структура и поведение реальной системы, как правило, отличаютсяот её проектной модели.Для владельца системы полезными являются актуальные, обновляемые модели, описывающие структуру и поведение системы в соответствиис реальным состоянием исполняющихся в ней процессов.

Это обуславливаетразработку многочисленных методов обратного инжиниринга, предназначенных для анализа информационных систем, восстановления моделей их структуры и поведения.В частности, можно исследовать реальное поведение программной системы на основе анализа её журналов событий. Алгоритмы и методы дляанализа такого типа разрабатываются в рамках исследовательской и технологической области под названием «извлечение и анализ процессов» (Processmining) [5]. Модель реальной системы может быть автоматически синтезирована по журналу событий. Более того, техники проверки согласованностипозволяют процессным инженерам диагностировать расхождения в наблюдаемом (журналы событий) и модельном (модели процессов) поведении.Информация о согласованности может использоваться для улучшенияили обогащения моделей процессов.

Например, модель может быть исправлена с использованием журнала событий [6]. В этом случае конструируетсяновая модель процесса, базирующаяся на данной исходной модели, но лучшесогласованная с данным журналом событий. Использование техник исправ3ления моделей процессов позволяет сохранять модель процесса в актуальномсостоянии. Данная диссертация посвящена разработке таких алгоритмов.Цель исправления модели процесса — улучшить её качество1 . Приэтом, как правило, имеются дополнительные ограничения.

При исправлениив модель должно вноситься как можно меньше изменений, что обеспечиваетсохранение её структуры. Наличие этого дополнительного ограничения отличает задачу исправления от задачи автоматического построения моделипроцесса, когда цель состоит в том, чтобы синтезировать по данному журналу событий модель процесса, удовлетворяющую заданным характеристикам согласованности. Таким образом, методы исправления применяются втех случаях, когда ценные качества исходной модели процесса могут бытьутеряны, если полностью перестроить модель с нуля.Задача может быть проиллюстрирована с помощью следующего примера. На рисунке 1 показана модель процесса, которая не соответствует2 наблюдаемому поведению системы. В частности, соответствие данной модели ижурнала событий — 0,97 (где 1 — это идеальное соответствие).Рисунок 1: Заданная модель процессаМожно применить один из алгоритмов автоматического построения исинтезировать новую модель с нуля так, чтобы она идеально соответствовалаэтому журналу событий.

Это можно сделать, к примеру, с использованиеминдуктивного алгоритма синтеза (Inductive miner), если настроить алгоритм на нулевой уровень шума в журнале событий. На рисунке 2 показанамодель, которая была синтезирована с применением этого алгоритма.Эта модель идеально соответствует журналу событий.

Она моделирует тот же самый процесс с тем же множеством действий, а потому содержитпереходы с пометками из того же множества, что и исходная модель. Темне менее, структура моделей сильно отличается. Заметим, что исходная модель почти идеально соответствовала журналу событий. Это означает, чтостепень несовместимости модели и журнала нельзя назвать серьёзной. В действительности модель, изображенная на рисунке 1, может быть исправлена1Качество модели оценивается в соответствии с выбранным критерием качества.

Например, модельдолжна быть согласована с заданным журналом событий.2Соответствие — один из многих применяемых критериев согласованности. Модель идеально соответствует журналу событий, если она способна воспроизвести все варианты поведения, записанные вданном журнале. Уровень соответствия показывает, какая доля поведения из журнала событий можетбыть воспроизведена моделью.4Рисунок 2: Модель, синтезированная с нуля индуктивным алгоритмом синтезапутём перестановки всего двух её элементов (переходов). Подобные несовместимости далеко не всегда требуют полного перестроения модели. Нередкоони могут быть исправлены без внесения существенных изменений в модельпроцесса.Именно в таких случаях актуальным является применение алгоритмов, сохраняющих структуру модели. Алгоритмы исправления моделей такого типа довольно сложны, так как от них требуется сохранение балансамежду необходимостью получить модель, более согласованную с журналомсобытий, и устремлением сохранить структуру исходной модели неизменной.Цель данной диссертации как раз и состоит в том, чтобы предложить новыесохраняющие структуру методы исправления моделей процессов.В данной диссертации решается задача исправления модели процесса, которая определяется следующим образом.

Исходная модель процесса описывает поведение системы. Журнал событий этой системы не согласован3 с моделью процесса в соответствии с некоторыми наперед заданнымикритериями согласованности. Другими словами, модель не в полной мереотражает наблюдаемое поведение системы. Обобщенная задача исправлениямодели процесса состоит в том, чтобы найти модель (исправленная модель процесса) такую, чтобы она была согласована с журналом событий в соответствии с упомянутыми выше критериями, и, кроме того, модели и схожи настолько, насколько это возможно. Для выполнения последнегоусловия процедура исправления не должна существенным образом изменятьмодель процесса.3Заметим, что в данной диссертации применяются две формы записи с одинаковым значением: модельсогласована с журналом событий и журнал событий согласован с моделью.5Основные результаты диссертацииОсновные результаты данной диссертации, полученные её автором ивыносимые на защиту:I.

Предложен новый модульный подход (схема) исправления моделей процессов на базе журналов событий. Подход основан на применении декомпозиции моделей процессов. В качестве моделей рассматриваются сетипотоков работ. Модульная схема может включать разнообразные алгоритмы декомпозиции модели и исправления под-сетей. Сформулированыдостаточные условия эффективности подхода.II.

Предложены новые алгоритмы для выполнения локального и нелокального исправления моделей процессов на базе журналов событий. Данные алгоритмы реализуют обобщённую модульную схему и используютпринцип разделяй и властвуй.III. Предложены новые алгоритмы генерации журналов событий в результате симуляции моделей процессов.IV. Прототипы алгоритмов исправления моделей процессов экспериментально оценены с использованием журналов событий, которые были подготовлены в результате применения алгоритмов симуляции моделей процессов.Публикации и апробация работыРезультаты данной диссертации были опубликованы в международных рецензируемых журналах и трудах конференций.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов диссертации