Формирование условия гарантированного достижения цели деятельности информационной системой на базе операторного уравнения

Аннотация: Современные реалии требуют создания информационных систем, гарантированно достигающих цели деятельности. Создание таких систем может выполняться на базе операторного уравнения, связывающего модель объекта, модель действий объекта и предназначение объекта. Синтез операторного уравнения целесообразно искать с помощью подходов структурно-функционального синтеза. Цель исследования – предложить достаточно общий и, вместе с тем, практически ориентированный̆ метод синтеза операторного уравнения, уменьшающий̆ «проклятие размерности» и преобразующий творческий интуитивный процесс в процесс, готовый к автоматизации, то есть переводящий его в рутину. Методы. Системный анализ, морфологический анализ, алгебраическая теория морфизмов. Результаты. Разработан метод iSOFT, включающий шаги: 1) представление целевых свойств системы в качестве носителя алгебры, задание соответствующей сигнатуры, формализация критериев эффективности; 2) создание алгебры для представления элементов системы и свойств элементов, а также алгебры для представления эмерджентных свойств; 3) поиск точных или приближённых субстанциальных закономерностей для синтезируемой системы, составление соответствующей системы уравнений и неравенств; 4) решение составленной системы относительно целевых свойств, при этом структура системы получается автоматически. Доказаны сходимость и завершаемость метода. Практическая значимость. Метод iSOFT отчасти снимает «проклятие размерности», удерживает связь создаваемых математических моделей с физической реальностью и создаёт предпосылки для автоматизации процесса создания информационных систем, способных гарантированно достигать цели деятельности.

Ключевые слова: Структурно-функциональный синтез, эмерджентные свойства, субстанциальная закономер- ность, синтез операторного уравнения.

V.V. Gryzunov

Formation of a condition for guaranteed achievement of the activity goal of an information system based on an operator equation

Resume. Modern realities require the creation of information systems that are guaranteed to achieve the goal of activity. The design of such systems can be performed on the basis of an operator equation that links the object model, the object›s action model, and the purpose of the object. It is advisable to search for the synthesis of the operator equation using the approaches of structural-functional synthesis. The purpose of the study is to propose a fairly general and, at the same time, practically oriented method for synthesizing an operator equation, which reduces the “curse of dimensionality” and transforms the creative intuitive process into a process ready for automation, that is, turns it into a routine. Methods. System analysis, morphological analysis, algebraic theory of morphisms. Results. The iSOFT method has been developed, which includes the following steps: 1) representing the target properties of the system as an algebra carrier, setting the appropriate signature, formalizing the performance criteria; 2) creation of an algebra for representing system elements and properties of elements, as well as an algebra for representing emergent properties; 3) search for exact or approximate substantial regularities for the synthesized system, compilation of the corresponding system of equations and inequalities; 4) the decision of the compiled system regarding the target properties, while the structure of the system is obtained automatically. The convergence and termination of the method are proved. Practical significance. The iSOFT method partly removes the «curse of dimensionality», maintains the connection between the created mathematical models and physical reality, and creates the preconditions for automating the process of creating information systems that are guaranteed to achieve the goal of the activity.

Keywords: Structural-functional synthesis, emergent properties, substantial regularity, operator equation synthesis

DOI:10.34219/2078-8320-2022–13-4-67-74