Анотація до роботи:

Філатов В.О. Мультіагентні технології інтеграції гетерогенних інформаційних систем і розподілених баз даних. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.13.06 – автоматизовані системи управління і прогресивні інформаційні технології. – Харківський національний університет радіоелектроніки, Харків, 2004.

Дисертаційна робота присвячена рішенню наукової проблеми створення на єдиній методологічній основі нових моделей і методів інтеграції гетерогенних інформаційних систем і розподілених баз даних, інтелектуальних обчислювальних механізмів, методів і інструментальних засобів аналізу взаємозалежних задач користувача, з метою застосування їх в інтегрованих інформаційно-аналітичних системах і системах підтримки прийняття рішень.

На основі виконаних теоретичних і експериментальних досліджень сформульована і вирішена важлива для теорії і практики наукова проблема, створено і розвинуто новий науковий напрямок – мультіагентні системи управління інформаційними ресурсами розподілених систем і баз даних. У рамках даного напрямку отримані нові наукові результати, що мають істотні переваги перед існуючими рішеннями поставленої проблеми.

Уперше розроблені і досліджені класи рефлексивних, автономних і інтелектуальних програмних агентів на основі фреймової структури для вирішення задач управління інформаційними ресурсами розподілених гетерогенних інформаційних систем. Отримано узагальнену модель поведінки автономних програмних агентів у мультіагентному просторі на основі теорії поведінки кінцевих автоматів і теорії оптимального вибору варіантів.

Розроблена і досліджена логічна модель поведінки програмного агента на основі концепції «умови-дії» для класів агентів: рефлексивних, автономних, інтелектуальних. На основі моделі поведінки програмних агентів отримана можливість управління потоками задач користувача на основі автономних сценаріїв розвитку ситуацій.

Отримані теоретичні результати були підтверджені при розробці і впровадженні інформаційних систем різного функціонального призначення – від корпоративних до регіональних розподілених інформаційних систем.

Розроблені інструментальні засоби проектування і супроводу мультіагентних систем автономного управління та адміністрування інформаційних ресурсів можуть бути використані при створенні корпоративних і регіональних розподілених систем підтримки прийняття рішень.

На основі виконаних теоретичних і експериментальних досліджень сформульована і вирішена важлива для теорії і практики наукова проблема, створено і розвинуто новий науковий напрямок – мультіагентні системи управління інформаційними ресурсами розподілених систем і баз даних. У рамках даного напрямку отримані наступні наукові результати, що мають істотні переваги перед існуючими рішеннями:

1. Проведено аналіз існуючих підходів до вирішення проблеми інтеграції гетерогенних інформаційних ресурсів розподілених інформаційних систем і баз даних, теоретично обґрунтовані і розроблені методи і засоби із застосуванням технології програмних агентів. Запропонований підхід дозволяє істотно розширити функціональні можливості регіональних інформаційних систем за рахунок автономної взаємодії із різнорідними структурами даних.

2. Вперше обґрунтовано і отримано новий метод інтеграції інформаційних ресурсів гетерогенних систем і розподілених баз даних, що застосовує сценарії виконання послідовності задач користувача. Розроблена та обґрунтована загальна модель автономного сценарію користувача, яка передбачає аналіз виконаних дій та вибір ефективного шляху рішення наступної задачі з урахування особливостей інформаційного простору.

3. Вперше отримана узагальнена модель поведінки програмних агентів у мультіагентному просторі на основі теорії оптимального вибору варіантів і теорії кінцевих автоматів. Поведінка розглядається як окремий випадок загальної теорії оптимального управління об'єктами. У такому аспекті програмний агент виступає як абстрактна дискретна керуюча система, що на основі своїх дій і реакції на ці дії середовища, обирає оптимальну стратегію поведінки, отримано і досліджено клас автономних програмних агентів на основі фреймової структури для рішення задач автономного управління інформаційними ресурсами розподілених регіональних інформаційних систем. Доведено перевагу використання запропонованого підходу.

4. Вперше створено і досліджено три класи програмних агентів на основі фреймової структури рефлексивний, автономний, інтелектуальний для рішення задач управління інформаційними ресурсами розподілених гетерогенних інформаційних систем. Перший клас включає програмні агенти, призначені для реалізації завдань користувача у інформаційному просторі типу “умова-дія”; складні завдання у вигляді послідовності дій реалізує другий клас - автономні програмні агенти; третій клас програмних агентів призначений для вирішення завдань в експертних та інтелектуальних системах підтримки прийняття рішень.

5. Набула подальшого розвитку концепція єдиного інформаційного простору як основа побудови систем управління гетерогенними інформаційними ресурсами. Поняття простору включає об’єкти розподілених інформаційних систем - файли даних, каталоги, логічні та фізичні диски, персональні комп’ютери, відносини між об’єктами та операції маніпулювання об’єктами у інформаційному простору. Запропонований підхід дозволяє формалізувати та визначити класи агентно-орієнтованих задач користувача.

6. Одержало подальший розвиток застосування апарата мереж Петрі для моделювання ієрархічних багаторівневих інформаційних процесів, що відбуваються в мультіагентних системах управління. Це дозволяє при аналізі складних агентно-орієнтованих задач користувача досліджувати динаміку взаємодії процесів у явному вигляді;

7. Розроблена технологія інтеграції і управління інформаційними ресурсами гетерогенних систем і розподілених баз даних на основі програмних агентів є теоретичною основою створення нового класу систем управління мультіагентним простором (СУМП), поряд із широко відомими системами класу системи керування базами даних (СКБД), при рішенні практичних задач інтеграції і управління розподіленими даними. На основі отриманих теоретичних результатів розроблені алгоритмічні і програмні засоби, що реалізують функції проектування, розробки та впровадження широкого класу задач управління інформаційними ресурсами розподілених систем.

8. Отримані теоретичні результати були реалізовані при розробці і впровадженні інформаційних систем різного функціонального призначення - від корпоративних до регіональних розподілених інформаційних систем. Розроблені інструментальні засоби проектування і супроводу мультіагентних систем автономного управління й адміністрування інформаційних ресурсів можуть бути використані при створенні корпоративних і регіональних розподілених систем підтримки прийняття рішень.

Вірогідність отриманих результатів дисертаційної роботи підтверджена експериментальними дослідженнями, результатами впровадження на реальних об'єктах (акти впровадження наведені в Додатку до дисертації).

Напрямки теоретичних і практичних досліджень дисертаційної роботи доцільно розвивати в області проектування і застосування мультіагентних систем і використовувати в регіональних і корпоративних інформаційно-аналітичних системах.

Публікації автора:

1. Танянский С.С., Тулупов В.В., Филатов В.А. Сравнительная характеристика показателей сложности выполнения запросов в реляционных СУБД // Системи обробки інформації. – Харьков: ХВУ.– 2004. – Вып.2. – С. 91-95.

Автором розглянуто основні аспекти розподіленої обробки даних в інформаційних системах зі спільною схемою даних із застосуванням реляційної системи управління базами даних.

2. Чалая Л.Э., Филатов В.А. Многоуровневая агентная концепция безопасности распределенных баз данных // Материалы Международной научно-практической конференции "Информационные технологии и информационная безопасность в науке, технике и образовании", 30 сентября - 5 октября 2002.- Севастополь, 2002.- С. 27-28.

Автором досліджені проблеми щодо застосування ефективних методів безпеки розподілених баз даних, розглянута багаторівнева мультіагентна концепція на підставі технології програмних агентів.

3. Пономаренко Л.А., Танянский С.С., Филатов В.А. Построение оптимальной последовательности соединения отношений в запросах реляционной базы данных // Системні дослідження та інформаційні технології. Міжнародний науково-технічний журнал.- 2003.- № 2.- С. 53-58.

Автором розв’язано задачу побудови оптимальної послідовності запитів до реляційної розподіленої бази даних в умовах обмежень на інформаційні ресурси обчислювальної системи.

4. Сладков А.В., Филатов В.А. Модель управления ресурсами информационного пространства на основе программных агентов // 10 Международная научная конференция “Теория и техника передачи, приема и обработки информации”: Сб. тезисов и докладов. - Харьков, ХНУРЭ-2004. - С. 42-43.

Автором наведено структуру моделі управління інформаційними ресурсами розподіленої регіональної системи із застосуванням програмних агентів з автономною моделлю поведінки на підставі теорії автоматів.

5. Мазаракі А.А., Базілевіч В.Д., Пономаренко Л.А., Філатов В.О. Концепція електронної комерції і технологія віртуального ринку // Матеріали конгресу “Інформаційне суспільство - стан, проблеми, перспективи” (25-27 вересня 2000).- Київ.- 2000. - С. 132-142.

Автором розглянуто ефективна інформаційна технологія та види програмного забезпечення щодо підтримки концепції сучасної електронної комерції.

6. Пономаренко Л.А., Филатов В.А. Методы и средства управления информационными ресурсами в корпоративных системах // Проблеми інформатизації та управління: Збірник наукових праць.- К.: НАУ, 2003.- Вып.8. - С. 145-153.

Автором досліджені проблеми побудови корпоративних інформаційних систем, а також вибору засобів управління ресурсами розподілених обчислювальних систем, зокрема технології groupware та workflow.

7. Танянский С.С., Филатов В.А. Глобальная выполнимость функциональных зависимостей при ведении несогласованных баз данных // Сб. научн. трудов 1-ой Международной конференции «Теория и техника передачи, приема и обработки информации». - Харьков: ХТУРЭ, 1995. - С. 155-156.

Автором розглянуті проблеми експлуатації та ведення неузгоджених розподілених баз даних з реляційною моделлю, запропоновано оригінальний підхід із застосуванням глобальної схеми даних.

8. Пономаренко Л.А., Філатов В.О. Програмні агентні технології в адмініструванні баз даних // Вісник Київського торговельно-економічного університету. – Київ, 2001. - Вып. 3. - С. 68-73.

Автором розроблена концептуальна модель агентної технології динамічного адміністрування розподілених баз даних із гетерогенною структурою, запропоновано структурну схему програмного агента.

9. Пономаренко Л.А., Філатов В.О. Адміністрування баз даних із застосуванням програмних агентних технологій. Матеріали Міжнародної конференції з управління “Автоматика-2001”, 10-14 вересня 2001.- Одеса, 2001.- С. 120-121.

Автором розглянуто сучасна інформаційна технологія автономних програмних агентів і засоби її використання, визначено завдання динамічного адміністрування, наведено схему взаємодії модулів та блоків інтелектуального агента.

10. Филатов В.А. Применение агентных технологий в системах баз данных. 7 Международная конференция “Теория и техника передачи, приема и обработки информации”: Сб. научных трудов. – Харьков: ХТУРЭ, 2001.- С. 216-217.

11. Пономаренко Л.А., Цыбульник Е.Е., Филатов В.А. Динамическое администрирование баз данных с использованием агентных технологий. Научный и произв.-практич. сборник "Труды Одесского политехнического университета". - Одесса, 2001.- Вып.4 (16). - С. 95-97.

Автором запропоновано підхід до рішення задачі автономного адміністрування розподілених баз даних на основі технології програмних агентів.

12. Танянський С.С., Глушко К.В., Філатов В.О. Організація доступу до баз даних у сфері послуг // Вісник Київського торговельно-економічного університету. – Київ, 2004.- Вип.1/2004.- С. 112-119.

Автором розглянуто види програмного забезпечення щодо реалізації розподіленого доступу до гетерогенних баз даних інформаційної підтримки сфери послуг.

13. Глушко К.В., Філатов В.О. Організація доступу до розподіленої інформації в електронному бізнесі // Наукові праці Донецького національного технічного університету. Серія: Обчислювальна техніка та автоматизація.- Донецьк, 2002.- Вип.48. - С. 200-205.

З урахуванням особливостей технології електронної комерції автором запропонована модель взаємодії програмних агентів з основними компонентами електронного бізнесу.

14. Пономаренко Л.А., Глушко К.В., Филатов В.А. Построение эффективной модели реляционной базы данных информационной системы "Общественное питание" // Прогресивні ресурсозберігаючі технології та їх економічне обґрунтування у підприємствах харчування: Збірник наукових праць: у 2-х ч. ХДУХТ. – Харків, 2003.– С. 549-560.

Автором розглянуто підхід до синтезу ефективної реляційної моделі бази даних розподіленої інформаційної системи “Громадське харчування”.

15. Бондаренко М.Ф., Борисенко В.П., Филатов В.А. Концепция построения и средства реализации информационно-управляющей системы Высшей аттестационной комиссии при Совете Министров Украины // АСУ и приборы автоматики. - 1998. - Вып. 108. - С. 26-32.

Автором розроблена інформаційно-логічна модель бази даних і технологія інтеграції різнорідних даних інформаційно-аналітичної системи підтримки прийняття рішень «Вища атестаційна комісія України «ІАС ВАК України».

16. Пономаренко Л.А., Филатов В.А. Модель системы управления информационными ресурсами на основе технологии программных агентов // Проблеми інформатизації та управління: Збірник наукових праць:.- Київ: НАУ, 2004.- Вип.9. - С. 8-16.

Автором розроблена інформаційна модель програмного агента на підставі фреймовій структури класу “об’єкти - умови - дії” для ефективного вирішення завдань управління ресурсами розподілених систем.

17. Пономаренко Л.А., Филатов В.А. Состояние и тенденции развития агентных технологий в задачах информационной поддержки // Проблеми підвищення ефективності інфраструктури, Збірник наукових праць.- Київ: НАУ, 2002.- Вип.8. - С. 174-180.

Автором розглянуто основні аспекти сучасного стану, розвитку та впровадження технології інтелектуальних програмних агентів в задачах автономного управління інформаційними ресурсами розподілених обчислювальних систем.

18. Филатов В.А. Мультиагентный подход к интеграции и управлению информацией в гетерогенных вычислительных средах // Искусственный интеллект. - 2004.- № 4. - С. 748-755.

19. Пономаренко Л.А., Цыбульник Е.Е., Филатов В.А. Агентные технологии в задачах поиска информации и принятия решений // УСиМ: Управляющие системы и машины.- 2003.- № 1.- С. 36-41.

Автором досліджені різні аспекти застосування агентних технологій у задачах інформаційного пошуку та прийняття рішень в електронній комерції, управлінні потоками даних, діагностиці та управлінні в мережних структурах.

20. Филатов В.А. Модели и методы защиты информационных ресурсов на основе агентных технологий // Вестник национального технического университета "ХПИ". - Харьков: ХПИ, 2003.- Вып.19.- С. 179-186.

21. Гвоздинский А.Н., Чалая Л.Э., Филатов В.А. Безопасность компьютерных систем: методы и технологии // Радиоэлектроника и информатика. - Харьков: ХНУРЭ, 2003.- № 2 (23).- С. 131-136.

Автором теоретично обґрунтовано підхід на підставі концепції інтелектуальних програмних агентів щодо моніторингу і захисту інформаційних ресурсів різнорідних інформаційних систем.

22. Чалая Л.Э., Филатов В.А. Об одном подходе к использованию агентных технологий в задачах идентификации пользователей информационных систем // Искусственный интеллект. - 2003.- № 4. - С. 460-466.

Автором розроблено дворівневу модель безпеки на основі технології програмних агентів і запропоновано сучасний підхід до ідентифікації індивідуального клавіатурного почерку користувача із застосуванням математичного апарату опису нейронних мереж.

23. Буслик Н.Н., Филатов В.А. Информационная модель для подсистемы аэроэкологического мониторинга территориальной АСУ природоохранной деятельностью // Сб. научн. трудов 3-ой Международной конференции «Теория и техника передачи, приема и обработки информации». - Харьков, 1997. - С. 396-397.

Автором розроблена інформаційна модель розподіленої бази даних системи моніторингу екологічного простору регіональної системи природоохоронної діяльності.

24. Танянский С.С., Филатов В.А. Решение задачи обработки данных в измерительно-вычислительных комплексах одного класса с помощью инструментальных средств СУБД // Тезисы докладов Всесоюзной школы по проблемам контроля и управления сложными объектами (13-17 октября).- Туапсе. - 1993.- С. 35-36.

Автором розв’язано задачу обробки даних гетерогенних інформаційних структур із застосуванням стандартних інструментальних засобів реляційних системам управління базами даних.

25. Чалая Л.Э., Филатов В.А. Модель интеллектуального агента как абстрактный тип данных // Вестник Херсонского государственного технического университета. - Херсон: ХГТУ, 2003.- № 2 (18).- С. 216-219.

Автором запропоновано підхід до побудови інтелектуального агента як абстрактного типу даних, розроблена логічна модель інтелектуального агента на підставі фрейму.

26. Филатов В.А. Об одном подходе к построению математической модели программного агента // Радиоэлектроника и информатика. - 2003.- № 4 (25).- С. 48-51.

27. Филатов В.А. Мультиагентная система автономного управления информационными процессами // Сб. трудов международной научной конференции «Современные сложные системы управления» СССУ/HTCS'2002, 27-29 ноября 2002г. - Ст. Оскол, Россия, СТИ, 2002.- С. 131-134.

28. Филатов В.А. Концептуальная модель мультиагентной системы мониторинга распределенных баз данных // 8 Международная конференция “Теория и техника передачи, приема и обработки информации”: Сб. научных трудов. – Харьков: ХНУРЭ, 2002. - С. 147-148.

29. Цыбульник Е.Е., Чалая Л.Э., Филатов В.А. Модель мультиагентной системы автономного администрирования информационных систем и распределенных баз данных // Искусственный интеллект, 2002.- № 4. - С. 620-627.

Автором запропоновано модель життєвого циклу мультіагентної системи, досліджені парадигми програмної реалізації та концептуальна модель мультіагентної системи.

30. Филатов В.А. Модель автономного поведения интеллектуального программного агента в информационном пространстве // Сборник научных трудов ДНГУ.- Днепропетровск: НГУ, 2004. - № 19.- том 2 - С. 127-135.

31. Филатов В.А. Об одном подходе к построению модели поведения программного агента // Интеллектуализация обработки информации: тезисы докладов Международной научной конференции. – Симферополь: Крымский научный центр НАН Украины, 2004. - С. 165.

32. Филатов В.А. Модель поведения автономного агента на основе теории автоматов // Вестник Херсонского государственного технического университета. - Херсон: ХГТУ, 2004.- № 1 (19).- С. 108-111.

33. Танянский С.С., Руденко Д.А., Филатов В.А. Модель информационного пространства мультиагентной системы управления потоками работ // "Автоматика - 2003": Материалы 10-й международной конференции по автоматическому управлению, 15-19 сентября 2003. - Севастополь: СевНТУ 2003.-Т3.- С. 113-114.

Автором запропоновано підхід щодо побудови адаптивної моделі управління потоком задач користувача з використанням математичних процедур вибору та прийняття рішень при нечітких функціональних обмеженнях..

34. Кучеренко Е.И., Филатов В.А. Модели принятия решений в задачах анализа сложных систем на основе сетей высокого уровня. // Системи обробки інформації. - Харьков: ХВУ.- 2004. - Вип.5. - С. 139-148.

Автором наведено алгоритмічну структуру процесу моделювання та аналізу задач мультіагентної системі із застосуванням модифікованих предикатних мереж і Е-мереж високого рівня у реальному масштабі часу, з окрема, інтеграції розширених мереж Петрі.

35. Филатов В.А., Кучеренко В.Е. О моделях обработки данных на основе иерархии сетей высокого уровня. // Радиоэлектроника. Информатика. Управление. - Научный журнал, Запорожье: ЗНТУ, 2004. - № 1(11).- С. 95-100.

Автором визначено умови маркірування мета позицій і виконання мета переходів в умовах ієрархії взаємозалежних мереж. Розроблено технологію управління мереж із змінною структурою на основі модифікації функції інцидентності.

36. Фалькович Е.И., Филатов В.А. Концепция проектирования средств информационной поддержки в системе государственного управления // Збірник наукових праць Української Академії державного управління при Президентові України. Харків. - 2001. - Вип. 1. - С. 68-70.

Автором розроблена концепція проектування засобів інформаційної підтримки керівників районних, міських адміністрацій у системі державного управління на основі інтелектуальних розподілених інформаційних систем.

37. Чалая Л.Э, Ластович А.Е., Филатов В.А. О языковых средствах поддержки интеллектуальных агентов // 9 Международная научная конференция “Теория и техника передачи, приема и обработки информации”: Сб. тезисов и докладов. – Харьков, ХНУРЭ-2003. - С. 266-267.

Автором запропоновано модель програмного агента у вигляді фреймової структури, а також мови опису базових структур та маніпулювання даними. Розроблено мовний комплекс підтримки мультіагентних систем, частина якого, мова запитів, здійснює доступ до слотів завдань або кортежів станів.

38. Филатов В.А. Концептуальная модель информационно-аналитической системы «Выборы» // УСиМ: Управляющие системы и машины.- 2004.- № 3.- С. 15-20.