Capital Tech - технология создания

интеллектуализированных информационных систем

 

А.Г.Щеголев (sch@ntmdt.ru)
Корпорация NT-MDT (NanoTechnology: Molecular Devices and Tools), г. Москва

 

В индустрии программного обеспечения разработка и сопровождение корпоративных информационных систем является одной из наиболее динамично развивающихся отраслей.

 

Специфичность данной сферы заключается в том, что при изобилии готовых и вновь создаваемых решений неизбежно возникают проблемы при внедрении и особенно при послепродажном сопровождении созданных систем. Это связано с тем, что бизнес-процессы компании, внедряющей у себя информационную систему, подвержены предельно динамичным изменениям.

 

Как правило, это особенно характерно для предприятий перерабатывающей промышленности (в особенности, научно-производственных предприятий и объединений) с годовым оборотом в несколько млн. долларов. На определенном этапе развития компании начинает остро ощущаться невозможность охвата разнородных бизнес-процессов в подразделениях производства, научных  разработок и, в особенности, отдела продаж и маркетинга. Координация усилий руководителей разного уровня и специалистов становится невозможной без инструментальной поддержки. Корпоративная информационная система призвана стать необходимым инструментом такой координации.

 

Опыт создания корпоративных информационных систем позволяет сформулировать требования к информационным системам, внедряемым в развивающихся компаниях.

 

• Многопользовательская работа (в том числе, из удаленных помещений, городов и даже из разных стран), естественно, требует клиент-серверной либо распределенной архитектуры информационной системы.

 

• Требования к информационной системе у руководителей компании представляют собой непрерывно изменяющийся образ. «Дрейф» этого образа во время разработки и внедрения системы вызван не столько субъективными причинами (не до конца продуманная логика бизнес-процессов, недостаточное знакомство с компьютерными технологиями), сколько связан с объективными изменениями, происходящими во всех сферах деятельности компании. В этом смысле представление об информационной системе как о найденном раз и навсегда решении перестает соответствовать реалиям жизни еще на этапе разработки системы.

 

• Функциональность информационной системы должна существовать и развиваться не параллельно бизнес-процессам компании, но являться их существенной составной частью. К примеру, если информационная система используется только для формирования отчетов руководству, а наполнение системы осуществляется лишь специально назначенными для этого людьми, рано или поздно эти отчеты перестанут быть достоверными. Только включенность системы в реальный документооборот (т.е. заполнение и формирование текущих документов в самой системе) обеспечивает заинтересованное вовлечение широкого круга сотрудников в единое информационное пространство, т.е. в решение общих проблем (не говоря уже о том, что именно это обеспечивает автоматизацию рутинной работы сотрудников).

 

• Обеспечивать дружественный для пользователя интерфейс приходится, тем самым, ориентируясь на достаточно разнообразный круг пользователей системы (как по интересам, так и по навыкам работы с компьютером). Создание «интуитивно понятного» интерфейса становится тем самым самостоятельной многоплановой проблемой. В этой ситуации «жесткие» интерфейсные решения неизбежно проигрывают – то, что естественно для одного пользователя, оказывается дезориентирующим для другого. Создание нескольких «ролевых» интерфейсов также не способно до конца решить эту проблему: серьезное увеличение трудоемкости, как правило, все равно не позволяет обеспечить требуемую гибкость. Выходом в данной ситуации может стать интеллектуализация системы, понимаемая как обеспечение вариативного общения с пользователем на основе использования последним естественно-языковых конструкций. Таким образом, внешним проявлением интеллектуализированной информационной системы является наличие канала взаимодействия с пользователем на основе подмножества естественного языка (ЕЯ).

 

• Введенная в действие информационная система, как правило, не может быть остановлена ни на один день (даже в случае принятия решения о радикальном изменении концепции системы). Тем самым, преемственность последовательных версий системы должна быть полной.

 

Перечисленные требования налагают существенные ограничения на используемые технологии разработки корпоративных информационных систем.

 

• Технология программирования должна быть предельно гибкой. Необходимо осознавать, что изменение технического задания (ТЗ) на разработку или адаптацию системы – не исключение из правил, а совершенно обычное явление. Разумеется, непродуманность и небрежность при формулировании требований к системе ничем не может быть оправдана; однако даже тщательно продуманный со стороны заказчика абрис системы все равно в дальнейшем подвергнется изменением. Разработчики системы должны быть к этому готовы; следовательно, должна быть обеспечена соответствующая размерность представления данных (знаний) в системе.

 

• Поскольку заказчик системы может сделать определенные выводы о направленности разработки лишь на основании практической работы с уже созданными программными средствами, технология программирования должна обеспечить возможность быстрого создания и ввода последовательных версий системы. Быстрота создания очередной версии является критическим фактором. При этом полная функциональность системы обретается при помощи дискретного уточнения требований и создания очередных версий программного продукта.

 

• Жизненный цикл корпоративной системы не может быть четко разделен на собственно разработку и послепродажное сопровождение (сервис). В действительности и то, и другое представляет собой описанный выше единый процесс последовательного – от версии к версии - достраивания функциональности системы. Требование разработчиков о заключении отдельных договоров для каждого случая послепродажного изменения функциональности системы явно противоречит потребностям заказчика. Именно поэтому «коробочные» решения являются столь же пугающими для потенциальных заказчиков, сколь и изначально притягательными (из-за кажущейся дешевизны, полной отчужденностью от разработчика и т.п.)

 

• Требование интеллектуализации системы – с точки зрения пользовательского интерфейса – должно быть поддержано соответствующим программистским инструментарием. В этом смысле представляется перспективным использование средств, традиционно относимых к технологиям искусственного интеллекта.

 

Capital Tech представляет собой метатехнологию (в том смысле, что был разработан инструмент разработки) корпоративных информационных систем. Особенностями технологического решения являются.

 

• Объектно-ориентированное представление данных (знаний) в системе. При этом объектные представления используются как непосредственно для хранения данных (взамен традиционных реляционных представлений), так и в качестве транспортного формата.

 

• Использование в качестве инструмента создания графических интерфейсов среды программирования Delphi. Наиболее гибкие возможности Delphi в ряду RAD-систем именно в части интерфейсного проектирования общеизвестны.

 

• Применение языка логического программирования Prolog для  представления данных (знаний), а также для проведения логических выводов на основе имеющихся фактов и продукций. Таким образом, требование «внешней» (интерфейсной) интеллектуализации получает адекватное воплощение с точки зрения языковых средств (поскольку используются непроцедурные представления данных  и машина вывода языка Prolog).

 

• Основной проблемой при использовании языка Prolog в проектировании развивающихся информационных систем становится необходимость априорного задания размерности (арности) предикатов, описывающих классы объектов либо (при декомпозиции) отдельные свойства объектов. Для решения этой проблемы были использованы XML-представления отдельных экземпляров объектов, а также процедуры преобразования XML-представлений в обобщенные факты Prolog’а и обратно.

 

• Использование XML-агентов стало основой единого объектного транспорта – как на границе сред Delphi – Prolog, так и для удаленного обмена по сети.

 

Таким образом, трехзвенная клиент-серверная функциональность представления и хранения объектных классов, а также актуализации экземпляров объектов в реальном масштабе времени осуществляется на языке Prolog. Тем самым проблема обеспечения гибкости внесения изменений в систему решается на уровне алгебраических представлений. Пользовательский интерфейс (а также отдельные элементы сетевого интерфейса) реализованы в среде Delphi.

 

Для создания и адаптации интеллектуализированных информационных систем необходимо наличие компиляторов Visual Prolog (v. 5.2), а также Borland Delphi (v. 6 или выше).

 

Процесс формирования корпоративных  информационных систем осуществляется в среде Capital Tech, разработанной в NT-MDT. С точки зрения функциональности, метасистема Capital Tech также является интеллектуализированной информационной системой, написанной на Prolog’е, Delphi и, частично, на самой Capital Tech.

 

Работа команды разработчиков в клиент-серверной среде Capital Tech обеспечивается автоматической  фиксацией и автоматизированным документированием всех вносимых в проект изменений. Таким образом, деятельность разработчиков является прозрачной и может быть эффективно скоординирована.

 

Изначально разработанная для ОС MS Windows, данная технология допускает переносимость под управление системы Linux, поскольку такую переносимость обеспечивает как Delphi (Kylix), так и Visual Prolog (без графического интерфейса, который в данном случае и не использовался). Тем самым, кросс-платформенность решения обеспечивается возможностями используемых инструментальных сред.