Преимущества онтологического подхода к созданию информационно-аналитической системы высшего учебного заведения
Литвак А. Г., г. Донецк. Перевод с украинского.
Из материалов конференции «Глушковские чтения» 2013 года.
Большинство процессов деятельности высших учебных заведений (ВУЗов) подлежит постоянным трансформациям, особенно во время формирования единого образовательного пространства Украины. Это не может не отражаться на информационно-аналитических системах (ИАС) учебных заведений. Например, на протяжении восьми лет в Донецком Государственном Университете Управления работает ИАС «Абитуриент», обеспечивающая автоматизацию работы приемной комиссии. Ее функционал в невыравненных функциональных точках (UFP) изменился со 120 до более 300, чтобы соответствовать тем трансформациям, которые постоянно происходили в правилах проведения вступительной кампании. В не меньшей степени проблема постоянных изменений касается сферы управления учебным процессом.
Процессы из разных сфер деятельности ВУЗа достаточно жестко связаны между собой. Связи касаются как совместного использования одних и тех же данных, так и пересечений в использовании функционала. Количество пользователей информационной системы ВУЗа очень большое, пользователи должны иметь разные права доступа. Кроме того, контингент пользователей не является постоянным. Сроки выполнения профессиональных обязанностей пользователями системы регламентируются графиком учебного процесса и приказами МОН Украины, то есть имеет место жесткая ограниченность во времени.
Одним из основных принципов управления качеством в современных стандартах является принцип быстрого реагирования на изменения. То есть фактически постоянные изменения не стоит рассматривать как особый инцидент, они стали частью нормального рабочего процесса. Это в свою очередь требует возможности быстрого внесения изменений в ИАС, работающие в сфере образования. При этом следует помнить, что ИАС является фактически «нервной системой» учебного заведения, поэтому длительная остановка в ее работе просто невозможна для всего «организма».
Таким образом, важной задачей становится определение базовых принципов построения электронной среды учебного заведения, которое отвечало бы следующим требованиям: легкость адаптации (создание новых элементов предметной области и процессов); масштабируемость по разным направлениям: серверами, базами данных, системами, данными, пользователями; поддержка процедур интеграции на всех уровнях: схематическом, синтаксическом, семантическом; максимально автоматическое функционирование.
Основную проблему мы видим в методологиях, на базе которых проектируются ИАС учебных заведений. В настоящее время существует две методологии проектирования информационных систем — функциональная и объектно-ориентированная (ОО) [1]. Недостатки ОО-методологии исследованы К. Партриджем [2]. Стандартный объектно-ориентированный (ОО) подход к проектированию информационных систем вообще не позволяет верно соотнести сущности модели с реальностью, ведь в реальности свойства объектов существуют отдельно от самих объектов. Следовательно системы, спроектированные на основе ОО, страдают отсутствием гибкости и адаптируемости, а функциональный подход не является достаточным. В качестве альтернативы предлагается онтологический подход к моделированию ИАС [3]. Основное отличие модели онтологий от других моделей — это свойствостецентричность: свойства существуют не внутри объектов, как в ОО-модели, а отдельно, на одном уровне с объектами. Таким образом, модель позволяет избавиться от недостатков ОО-модели и сохранить привлекательные черты функциональной модели. Но для легкости последующего программирования онтологическая модель может быть отображена на ОО-модель.
Непосредственно для учебного заведения предлагается разработать следующие онтологии:
Онтологию бизнес-процессов, где будут описаны действия, направленные на выполнение функций учебного заведения. Бизнес-процессы должны быть декомпозированы до процессов самого низкого уровня, из которых конструируются процессы более высоких уровней. Например, бизнес-процесс «Прием абитуриентов» состоит из элементарных процессов «регистрация личных данных», «регистрация документов», «регистрация льгот», «регистрация заявлений определенного абитуриента».
Онтологию предметной области. К ней будут относиться такие понятия как «абитуриент», «льгота», «документ», «заявление», связи между ними (функциональные свойства) — «имеет документ», «имеет льготу», «льгота подтверждается документом» и логические правила.
Онтологию ИАС. Онтология ИАС в свою очередь должна состоять из онтологии данных и онтологии транзакций. К онтологии данных относятся реляционные таблицы, файлы с данными различного формата. К транзакциям относится непосредственный функционал — веб-сервисы, подпрограммы, функции и др.
Между онтологиями должны существовать отношения. Например, предметная область отображается на данные, бизнес-процессы — на транзакции. Таким образом, онтологии являются промежуточным слоем между уровнем пользователя (аналитика, менеджера проекта и др.) и уровнем программирования. Онтология по своей сути всегда открыта для расширения и модификации, поэтому становится возможным быстрый реинжениринг систем — добавление новых бизнес-процессов или конструирование ее из существующих, создание новых сущностей предметной области и корректное отображение ее на уровень данных, интеграция на всех уровнях, легкость сопровождения и анализа.
Литература
Вендеров А.М. Проектирование программного обеспечения экономических информационных систем/Вендеров А.М. - М.: Финансы и статистика,2000.- 254 c.(Підручник)
Partridje C. Business Objects: Re-Engineering for Re-Use/Partrije.C -Butterworth-Heinemann, 2000 – 442c.
OWL Web Ontology Language. Overview [Електронний ресурс]/W3C Recommendation 10 February 2004.Режим доступу: http://www.w3.org/TR/owl-features/