Разработки и работы кафедры АСУ в области информационных технологий

Кафедра АСУ занимается такими разработками и работами в области информационных технологий и систем управления:

1. Подготовка специалистов в области современных информационных технологий

2. Разработка современного программного обеспечения

3. Научные исследования в области информационных технологий

Основные области современной информатики, к которым имеют отношение работы кафедры:

• Internet/Intranet технологии, объектные компонентные технологии разработки ПО;

• транзакцийные и аналитические системы обработки данных;

• компьютерные системы поддержки принятия решений, распределённые корпоративные системы;

• системы электронной коммерции;

• системы мобильных вычислений;

• средства защиты информации и обеспечения компьютерной безопасности;

• компьютерная графика и компьютерная анимация, мультимедийные технологии и др.

Разработка программного обеспечения на кафедре АСУ

1. Проекты, над которыми шла или идёт работа на кафедре АСУ.

2. При наличии заказчика на базе IT-центру кафедры АСУ возможно создание такого программного обеспечения:

   В области Internet-технологий:

   • проектирование "под ключ", разработка и сопровождение корпоративных и специализированных Web-сайтов для фирм и организаций широкого профиля (концептуальное проектирование сайта, разработка ПО для клиента и сервера, дизайн представления информации на сайте.)

   • создание Internet-ориентированных информационных систем различного назначения (примеры: специализированные поисковые системи, тематические информационные каталоги)

   • разработка спецализированного программного обеспечения для таких сфер применения, как:

   1. content management (управление размещением информации для доступа);

   2. управление взаимодействия с клиентами (customer relations management) через Internet: адресная електронная почта, форумы, настройка Web-узлов под интересы конкретного посетителя и т. п.;

   3. ПО аналитической обработки неструктурированной или слабоструктурированной Internet-информации (textual data mining);

   4. ПО для организации автоматизированных средств сбора и доставки Internet-информации согласно требованиям конкретного клиента (порталы Internet - Internet portals);

   5. проектирование и разработка специализированных систем защиты информации в Internet.

   В области Intranet-технологий:

   • разработка разделенных корпоротивных сетевых решений с использованем обмена данными по протоколу TCP/IP и представления информации в расчете на клиента, который использует Web браузер (систем, расчитанных на "тонкого клиента" (thin client));

   • разработка специализированного ПО для решения конкретних задач, которые возникают в ходе создания подобных систем;

   • проектирование и разработка автоматизированных способов сбора и представления информации с корпоротивных аналитических хранилищ данных согласно требованиям конкретного пользователя (информационных порталов предприятия - Enterprise Information portals, EIP);

   • разработка архитектурных решений и ПО для создания закрытых корпоративных сетей с использованием инфраструктуры и протоколов Internet (технология Virtual Private Networks, VPN);

   • организация и разработка средств координации деятельности подразделений предприятия с использованием технологий поддержки коллективной работы(configuration management, groupware).

   В области электронной коммерции:

   • разработка, установка и сопровождение ПО, которое реализует средства приема платежей через Internet для разных областей применения (технология цифровых денег (digital money) и защищённых электронных транзакаций (secure electronic transactions, стандарт SET, инфраструктуры с открытым ключом - public key infrastructures (PKI) и т. д.);

   • разработка "под ключ" для конкретного заказчика таких Internet-ориентированных систем електронной комерции, как онлайновые магазины (online stores) для разных сфер торговли (книжная торговля, транспорт, потребительские товари и т. п.), электронные аукционы, электронные рекламные агенства, средства банерной реклами и т. п.;

   • разработка универсального ПО для подобного рода задач с целью выхода с ними на рынок предприятий меньшего масштаба.

   В области компонентных технологий:

   • проектирование, разработка и сапровождение компонентов для решения конкретных программных проблем заказчика;

   • выход на рынок спциализированных программных компонентов определённой предметной области;

   • создание специализированных средств разработки компонентного ПО для разных предметных областей;

   • выход на рынок специализированных компонентных архитектур (component frameworks) для конкретных предметных областей;

   • проектирование, разработка и сопровождение корпоративных распределённых компонентных архитектур масштаба предприятия.

   В области транзакацийных систем обработки данных (OLTP)

   • разработка OLTP-систем для конкретного заказчика в разных предметных областях, таких, как електронные системы ведения расчетов за разные виды услуг (билинговые системи), торговля, управление трудовыми ресурсами и т. д.;

   В области аналитических систем обработки данных (On-line Analytic Processing, OLAP) и компьютерных систем поддержки принятия решений.

   • разработка OLAP-систем для конкретного заказчика в разных предметных областях, таких, как розничная и оптовая торговля, управление трудовыми ресурсами т.д.;

   • разработка законченных программных продуктов с использованием технологии многоуровневого доступа к данным;

   • проектирование, разработка и сопровождение витрин данных (data marts) и хранилищ информации (data warehouses) для фирм и организаций в разных предметных областях;

   • проектирование, разработка и сопровождение интегрированных систем поддержки принятия решений масштаба предприятия на основе хранилищ либо магазинов данных, а также современных методов исследования операций и теории принятия решений;

   • разработка систем интеллектуального поиска данных (data mining) для анализа структурированной и недостаточно структурированной информации;

   • исследование возможности использования современных математических методов при проектировании хранилищ данных и алгоритмов интеллектуального поиска данных.

   В области распределённых корпоративных информационных систем.

   • проектирование, разработка, тестирование, введение в эксплуатацию распределённых корпоративных информационных систем и сопровождение разного масштаба под конкретного заказчика в разных предметных областях;

   • реинженеринг существующих корпоративных информационных систем с целью их обновления согласно современным требованиям, таким, как:

     1. реинжиниринг разнообразных существуюших информационных систем, использованных ранее в технологии автономных решений (stand-alone systems) или в технологии файл-сервер (file-server systems) в целевую технологию клиент-сервер (client-server systems), с переходом от использования СУБД типа MS Access, FoxPro, Paradox и т.д. (т.наз. desktop-systems) к использованию серверов баз данных (SQL database servers): MS SQL Server, Oracle, Informix.

     2. реинжиниринг существующих програмних систем, созданных ранее в традиционной модульной технологии, с использованием таких языков программирования как C, Pascal, PL/1, FORTRAN и т.п. (т.наз. языков третьего поколения - 3GL), в новую объектно-ориентованную технологию, с использованием языков программирования четвертого поколения (4GL): Visual C++, Visual Java, Visual Basic и Delphi.

   • выход на рынок средств разработки корпоративных информационных систем для конкретной предметной области.

   В области систем мобильных вычислений:

   • разработка ПО для безпроводной связи с использованием спецификации WAP, языка разметки WML и языка программированияя WMLScript для конкретного заказчика;

   • выход с специализированным ПО на рынок систем мобильных вычислений для конкретной предметной области.

   В области мультимедийных infotainment-систем

   • участие в разработках в области компьютерной графики и компьютерной анимации согласно требованиям конкретного заказчика;

   • участие в разработках в области мультимедийных технологий (создание справочных систем по разным областям знаний, другие применения технологии) для конкретного заказчика;

   • выход на рынок универсальных средств разработки для определённых предметных областей с законченными программными продуктами.

   В области разработки наукоёмких программных комплексов

   • разработка моделей, алгоритмов и ПО для сложных оптимизационных расчётов в разных предметных областях;

   • разработка и применение имитационных моделей сложных систем для заказчика в разных предметных областях;

   • прогнозирование комерческих (банковских, биржовых) рисков в условиях неполной (нечёткой) информации;

   • построение систем пространственного (трёхмерного) визуального моделирования сложных геометрических областей;

   • разработка систем для компьютерных медицинских исследований;

   • разработка картографичных и геоинформационных систем;

   • разработка систем для применения в экологии (мониторинг окружающей среды, создание информационных систем в вопросах экологии и т.д.).

3. Технологии и средства разработки.

   
   Internet и Intranet-технологии

   Основной объем программного обеспечения для Internet в настоящее время под управлением OC UNIX (Linux, FreeBSD, коммерческие версии) и ОС Microsoft Windows NT/2000. Для работы с WWW-технологиями используется специальное ПО (Web-сервера), при этом полностью опиратся на использование Apache (некоммерческого сервера) и Microsoft IIS (Internet Information Server).

   Для прикладного программирования на Web-сервере используются такие технологи:

   • разработка специализированных расширений сервера для решения конкретных задач с использованием средств ISAPI (для IIS) и модулей Apache на языках C/C++, Perl (технология mod_perl) и др;

   • CGI (прикладное программирования на языках Perl и др.), технология сервлетов Java (Java servlets);

   • средства прикладного программирования путём построения специальных управляющих кодов в HTML-документы - PHP, Microsoft Active Server Pages (ASP), Java Server Pages (JSP);

   • организация связи с серверами баз данных (Oracle, Microsoft SQL Server, MySQL, PostgreSQL) и средствами контекстного поиска информации (Microsoft Index Server, MnoGoSearch) с CGI-программ, построение программного кода и др-х серверных программ;

   • организация генерации HTML-представлени информации на основании её описания стандартным языком представления структурированных данных XML, использование технологии XML, описание схем документов и WDDX;

   • использование современных компонентных технологий (COM/ActiveX, CORBA, Java Beans) для разработки распределённых масштабируемых WEB-систем (в взаимодействии с средствами прикладного Internet-программирования);

   Для программирования и организации предстваления информации на WEB-клиенте (браузере, таком как Microsoft Internet Explorer или Netscape Navigator) используются такие технологии, как:

   • языки разметки гипертекста (HTML и связанные с ним технологии, такие, как каскадные табицы стилей - CSS);

   • средства динамического управления информацией на клиенте (Dynamic HTML, встроенные языки программирования JavaScript/ECMAScriptи VBScript)

   • средства организации графического оформления гипертекстовой информации (графические растровые редакторы и ихние Internet-ориентированные расширения, например, специализированные фильтры для Adobe Photoshop);

   • средства Internet-ориентированной компьютерной анимации (язык динамического предстваления трёхмерной информации VRML, технологии разработки анимированных графических изображений - Macromedia Flash в частности);

   • средства организаци доставки и исполнения защищённого программного кода на клиентском рабочем месте (подписанные ActiveX-компоненты, аплеты Java).

   Компонентные технологии

   Современные компьютерные технологии делятся на три основные группы согласно трёх основных архитектур: Microsoft Component Object Model (COM) (а также её современное расширение COM+), Object Management Group (OMG) Common Object Request Broker Architecture (CORBA) и компонентная архитектура Java (Java Beans). Решение относительно использования той или иной технологии зависит от спецификации конкретной задачи. Все технологии поддерживают распредлённый доступ к объектам, кроме того есть возможность организовать архитектурную поддержку надёжных и масштабируемых распределённых объектных решений с помощью технологии Microsoft Transaction Server (MTS) и COM+, а также Enterprise Java Beans. В качестве средств разработки компонент технология COM требут использования C++ (Visual C++), Microsoft Visual Basic, Borland Delphi, интеграцию компонентов возможно делать с использованием широкого спектра средств (включая Microsoft Office). Для описания интерфейсов компонент в технологии CORBA используется специализированный язык IDL (Interface Definition Language), для разработки компонентов используются средства программирования на языках C++, Java и Perl. Компонентная архитектура Java требует использования языка Java для разработки и использования компонентов, при этом разработанные компоненты выходят платформенно-независимые.

   Транзакцийные системы обработки данных (OLTP)

   Для разработки OLPT-систем в настоящее время широкое распространение получили трёхуровневые архитектуры клиент/сервер, (уровень данных, уровень бизнес-правил и уровень представления). На уровне данных находится высокопродуктивный сервер баз данных (например, Oracle или SQL Server). Уровень бизнес-правил может быть реализоран по разному: как шар сохранённых процедур БД, как набор транзакцийных распределённых объектов под управлением Microsoft Transaction Server или мервера архитектуры Enterprise Java Beans, или как специализированный монитор транзакций. Уровень представления данных (клиентская часть) обычно создается с использованием таких средств разработки, как Microsoft Visual Basic, Borland Delphi, Sybase PowerBuilder, Oracle Forms/Reports и т.д.

   Аналитические системы обработки данных (OLAP) и компьютерные системы поддержки принятия решений.

   OLAP-технология основывается на специальном многометном представлении данных (данные основываются по измерениям, которые отвечают параметрам, к которым будет отправлятся запрос (например, поставщики, виды товаров и т.д.) и по измеряемым величинам (те данные, которые на необходимо узнать, например объем продаж).

   Существует ряд категорий серверного ПО, которое реализует доступ к такой информации: специализованные сервера - MOLAP (формат данных специфичный для данного сервера), реляционные сервера - ROLAP (данные хранятся в реляционной СУБД с использованием таких методов организации, как звёздная схема (star schema)) и смешанные - HOLAP (возможно хоранить данные в собственном формате и в СУБД). Пример HOLAP-сервера - Microsoft OLAP Services, MOLAP - Oracle Express Server и EssBase.

   В настоящее время существует стандарт на средства доступа к многомерной информации - OLE DB for OLAP с языком многомерных запросов MDX. Он реализованв большинстве программных продуктов.

   Клиенты OLAP используют специфичные методы доступа к информации, такие, как drill-down (поетапное увеличение детальности информации),slice and dice (возможности просмотра информации с разных точек зрения). Примеры таких клиентов PowerPlay и Microsoft Excel 2000.

   Для разработки хранилищ данных и витрин данных обычно применяются высокопродуктивные реляционные СУБД, такие, как Oracle и Microsoft SQL Server. Возможно использование более специализированных продуктов, таких, как TeraData и RedBrick. Разработка хранилища данных - сложный поэтапный процесс, который требует постоянного взаимодействия с будущими пользователями систесмы. Важное значение тут могут играть разные средства проектирования, такие, как средства анализа требований (requirement analysis), CASE-сркдства проектирования структуры данных. Интеллектуальный анализ данных может производится с использованием готового ПО (такого, как IBM IntelligentMiner), так и разработанного для данной пробдемы. В настоящее время также создаётся стандарт на описание процедур таколго анализа - OLE DB for Data Mining.

   Распределённые корпоративные информационные системы.

   Для реализации корпоративных информационных систем применяется целый комплекс современных информационных технологий и средств разработкию В него входят, Intranet-технологии, компонентные архитектуры, OLPT и OLAP-системы, хранилища данных и др. Специфичными для этого класса систем есть такие технологии, как MQM - message queueing middleware - средства связи между прикладынми программами с использованием механизма асинхронных сообщений (примеры: IBM MQSeries і Microsoft MSMQ), push technology или publish-subscribe middleware - средства асинхронной связи между программами с использованием технологии publish-subscribe, когда клиенты подписываются на информацию, которая далее автоматически доставляется с сервера (пример: TIBCO TIB/Rendezvous).

   Важную роль при создании такого рода систем и особенно при их реинженеренге играет унифицированное ПО класса EAI - Enterprise Application Integration - интеграции систем масштаба предприятия, которое используется для организации связи между программными продуктами вне зависимости от ихней совместимости с данными, что очень важно при обновлении устарелых систем. Ещё одним важным компонентом распределённых корпоративных систем есть сервера прикладных программ (application servers), которые позволяют организовать доступ к программам в масштабе предприятия с использованием вычислительных мощностей серверного аппаратного обеспечения (примеры: Sun NetDynamic, Oracle Web Application Server). Часто оптимальным подходом есть внедрение готового решения на безе системы класса EPR (SAP R/3 и т.п.) и следующая его интеграцяи с другими компонентами с использованием технологии EAI.

   Системы мобильных вычислений

   Основой современных мобильных вычислений есть спецификайия WAP (Wireless Application Protocol), которая определяет набор протоколов и архитектуру для доставки интерактивной информации из Internet и других данных на мобильные устройства. В эту спецификацию входят такие средства, как WML - Wireless Markup Language - язык разметки, который определяет формат информации для передачи на мобильные устройства и WMLScript - язык программирования, который позволяет создавать прикладные программы для мобильных вычислений.

   Мультимедийные infotainment-системы

   Для создания систем такого рода применяется широкий спектр различных программных и аппаратных средств, включая специализированной ПО (такое, как средства компьютерной анимации, трёхмерного моделирования, обработки изображений и т.д.), специализированные библиотеки, компонентные средства разработки. Применение того или иного средства зависит от специфики кокретной задачи.

   Разработка наукоёмких программных комплексов

   Спектр применения математичских моделей и методов для создания подобного рода систем необычайно широкий. К ним относятся, в первую очередь:

   • методы системного анализа й оптимизации сложных технико-економичных систем (распределённых, с многими критериями функционирования);

   • методы имитационного моделирования;

   • нейросетевые модели и методы, применение нейронных сетей в разных прикладных областях;

   • другие методы прикладного штучного интелекта (генетические алгоритмы, метод имитации затвердения - simulated annealing, метод поиска с ограничениями - tabu search);

   • методы теории нечётких множеств и нечёткой логики (fuzzy sets and fuzzy logic);

   • методы и модели многокритериального принятися решений;

   • методы и алгоритмы теории распознования образов;

   • стохастичные (вероятные) подходы, методы теоры случайных функций, математической статистики, факторного, регресионного, дисперсионного аналізу, теории планирования экспериментов, теории массового обслуживания и др.

   • методы и алгоритмы машинной графики и трёхмерного моделирования;

   • специализированные модели и методы для таких областей, как экологический мониторинг,компьютеризация медицинских исследований, геоинформационные системы.

   Для реализации математических моделей могут применятся существующие программные средства (такие, как MatLab, Mathematica, BrainMaker, пакеты имитационного моделирования и т.д.), так и разрабатываться новые програмные продукты с использованием существующих библиотек моделей.

4. Квалификация и наличие специалистов

   Число специалистов, которые ведут работу на кафедре АСУ, и, в частности, на её IT-центре, насчитывает 40 человек (работники, аспиранты, студенты старших курсов). Все они имеют необходимую квалификацию для профессиональной разработки программного обеспечения.

5. Использованные аппаратные средства

   IT-центр кафедры АСУ укомплектован современной техникой, включая локальную вычислительную сеть на базе двухядерных персональных компьютеров и персональных компьютеров Pentium IV, с возможностью подключения к Интернет.

   Общее количество ЭВМ на кафедре, кроме ІТ-центра - 150.

6. Создание программного обеспечения составляет 50% в общем объеме работ на кафедре АСУ (другие 50% составляют учебный процесс и научно-исследовательскую работу).

7. Спектр заказов в области разработки ПО совпадает со спектром работ, которые выполняются кафедрой в настоящее время.