Информационная система университета с управлением приоритетами доступа к ресурсам на основе СМАРТ-технологий тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.10, кандидат технических наук Куликов, Антон Леонидович

• Куликов, Антон Леонидович
• кандидат технических наук
• 2005

Оглавление диссертации кандидат технических наук Куликов, Антон Леонидович

Введение.

ГЛАВА 1. Методы моделирования интегрированной среды и качественные характеристики ИС.

1.1. Эволюция и современные тенденции концептуальных подходов к автоматизации делопроизводства.

1.2 Показатели эффективности информационных систем.

1.2.1. Оценка производительности системы в целом.

1.2.2. Определение времени ответа.

1.3 Об эффективной реализации интегрированного информационного пространства.

1.4 Электронная идентификация пользователей ИС.

1.5 Выводы.

ГЛАВА 2 Построение концептуальной модели ИИС ВУЗа.

2.1 Характеристика объектов информатизации.

2.2 Интеграция подсистем.

2.2.1 Применение электронных средств идентификации студентов.

2.2.2 Методы интеграции слабосвязанных ИС.

2.2.3 Модель Corba.

2.2.4 Межпроцессионное взаимодействие.

2.2.5 Модель CGI.

2.2.6 Проектирование и разработка CGI-приложений.

2.2.7 Универсальный язык описания данных XML.

2.2.8 Некоторые особенности методов CGI.

2.3 Выводы.

ГЛАВА 3. Управление приоритетами доступа к информационным ресурсам университета.

3.1 Методы определения важности требований, предъявляемых к АДИ.

3.2 Методы построения функции принадлежности требований к приоритетности информации, заданного уровня качества.

3.3 Методы выбора рационального варианта оценки критерия для АДИ на основе экспертной информации.

3.4 Приоритетность информации в ИС ВУЗа.

3.5 Выводы.'.

ГЛАВА 4. Применение смарт-технологий для идентификации пользователей.

4.1 Устройства идентификации пользователей.

4.2 Применение смарт-карт в системе безопасности ИИС ВУЗа.

4.3 Использование динамических цифровых сертификатов.

4.4 Выводы.

ГЛАВА 5. Реализация ИИС ВУЗа, с приоритезацией доступа, на основе смарт-технологий.

5.1 Общая характеристика разработанной системы.

5.2 Реализация системы безопасности.

5.3 Алгоритм авторизации АРМ.

5.4 Экспериментальная проверка приоритезации.

5.5 Некоторые особенности реализации механизма шаблонов.

5.6 Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Информационная система университета с управлением приоритетами доступа к ресурсам на основе СМАРТ-технологий»

Актуальность работы.

Большинство университетов обладают одной или несколькими информационными системами (ИС), решающими задачи как учебного-организационного, так и финансового делопроизводства. Часто автоматизация участков делопроизводства ВУЗа носит локальный характер. Единая база данных студентов и преподавателей может полностью или частично отсутствовать. Современные тенденции проектирования ИС предполагают создание интегрированных информационных систем (ИИС) ВУЗа. Учитывая специфичность ИС ВУЗа (а именно: использование парка низкопроизводительных компьютеров в качестве автоматизированных рабочих мест пользователя - АРМ), требуется модель, совмещающая в себе достоинства современных функциональных возможностей интеграции (интеграция на уровне бизнес-процессов ВУЗа) и не предъявляющая специальных требований к АРМ. Некоторые вопросы, относящиеся к данной тематике, рассматриваются в работах И.А.Смольниковой, Леонтьева В.В., Кузнецова Д.С. и др.

Любая ИС имеет ряд ограничений по производительности, быстродействию и другим эксплуатационным характеристикам. В период наибольшей активности пользователей, запросы будут выполняться по мере их поступления с некоторым запаздыванием. При превышении программно-аппаратных возможностей ИС часть запросов будет отклонена. Для обеспечения поддержания производительности системы на максимальном уровне, при лавинообразном изменении нагрузки на отдельные информационные узлы необходим эффективный механизм определения приоритетности информационных запросов пользователя (приоритезация).

Проблемы управления приоритетами информационных потоков рассматриваются многими исследователями: Бурковым В.Н., Новиковым Д.А. и др.

Методы выбора критериев при выполнении экспертных оценок системы рассмотрены в работах: Анохина A.M., Глотова В.А. и др.

В большинстве систем операция определения приоритетности реализуется встроенными механизмами среды базы данных (БД), используемой в рамках ИС, что не всегда позволяет обеспечивать высокую эффективность выполнения информационных запросов. Большинство БД, содержащие в своем составе механизм адресного ранжирования и декларирования, предоставляемых указанному пользователю информационных ресурсов БД, обеспечивают их выделение только в рамках статичных параметров (например: определенное количество процентов общего процессорного времени).

Современные ИС (табл. 1) предполагают использование возможностей электронной идентификации пользователей системы на основе смарт-карт различных типов. Построенные на основе смарт-технологий ИС позволяют существенно сократить продолжительность процесса идентификации владельца смарт-карты по сравнению с использованием бумажных удостоверений личности. Специфика работы ВУЗа подразумевает проверку подлинности документов студентов при сдаче экзаменов, предоставлении доступа к библиотечному фонду, доступа в учебные классы с персональными компьютерами, предоставление доступа в Internet, контроль доступа в общежития, и т. п. Мультифункциональность смарт-карты позволяет хранить полную хронологическую историю получения студентом оценочных баллов по всем предметам, за весь период обучения.

Таким образом, разработка интегрированной ИС ВУЗа с применением механизма приоритезации доступа на основе смарт-технологий является актуальной задачей.

Работа проводилась в соответствии с НИР Астраханского государственного университета «Интеллектуальные системы автоматизированного проектирования и управления».

Система Разработчик Университет Количество пользователей Наличие независимых ИС Использование смарт-технологий

АИС «Университет» «АйТи» совместно с «Red Lab» МГУ (Россия) ВолгГТУ (Россия) 3500 + +

АИС «Студенты» Центр Информационных технологий БГУ (Белоруссия) БГУ (Белоруссия) +

Miotec «Idesco Oy» Tampere University ofTechnoIogy (Финляндия) 12000 - +

ANDIS Card and Application Management System (CMS/AMS) «Bell ID» King Fraud University of Petrolium and Minerals (Сауд. Аравия) 20000 - +

- HKU совместно с Bank of East Asia University of Hong Kong (КНР) 21500 - +

- University of CAMBRIDGE University of CAMBRIDGE (Англия) 55000 - +

Целью диссертационной работы является разработка модели интегрированной информационной системы университета с повышенной эффективностью за счет применения механизма управления приоритетами очередности доступа к информационным ресурсам на основе смарт-технологий.

Задачи исследования. В диссертационной работе решаются следующие задачи:

1. Исследование существующих моделей построения информационных систем университетов. Исследование моделей интеграции разнородных ИС. Выбор модели интеграции с учетом специфики ИС ВУЗа.

2. Формализация основных сущностей информационной модели ВУЗа для определения возможных участков применения смарт-технологий.

3. Создание математической модели информационного диспетчера ИС, с механизмом приоритетов в условиях неопределенности.

4. Апробация теоретических результатов на отдельных программных модулях ИС ВУЗа, обеспечивающих необходимый уровень конфиденциальности передаваемой персональной информации.

Методы исследований. В работе использованы методы теории множеств, теории массового обслуживания, теории графов, нечеткой логики. При практической реализации использованы методы создания универсального механизма представления интерфейсов разнородных БД, на основе совмещения свойств моделей Corba и CGI.

Научная новизна. Автором получены и выносятся на защиту следующие новые научные результаты:

1. На основе анализа существующих моделей интегрирования ИС даны рекомендации по совместному использованию в ИС ВУЗа моделей Corba и CGI, позволяющему обеспечить максимально полную интеграцию бизнес-процессов ВУЗа и не предъявляющему высоких системных требований к АРМ пользователя;

2. Разработана концептуальная модель ИИС ВУЗа, использующая смарт-технологии и управление приоритетами доступа к информационным ресурсам на основе формализации бизнес-процессов между отдельными подсистемами ВУЗа;

3. Разработана аналитическая модель управления приоритетом предоставления информации пользователю, в виде численного критерия приоритезации, учитывающего фактор текущей производительности ИС, особенности выполняемых технологических операций и уровень допуска пользователя;

4. Разработана концептуальная модель системы безопасности доступа к информационным ресурсам ИС ВУЗа. Предложен механизм аналитического контроля системы безопасности на основе смарт-технологий, отличающийся возможностью определения и блокирования нетипичных попыток несанкционированного доступа;

Практическая ценность работы. На основании предложенной теоретической модели, реализована ИС «Smart.University» (свидетельство об официальной регистрации программ для ЭВМ Роспатента № 2004612549 от 15.11.2004). Результаты исследования приняты к внедрению в Астраханском государственном университете (АГУ). Внедрение системы позволяет решить проблему предоставления персонифицированного доступа к ИС университета, обеспечить возможность консолидации локальных ИС, хранение персонально учебной информации, а также контроль авторизованного доступа пользователей посредством использования смарт-технологий.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на международной конференции «Информационные технологии в образовании, технике и медицине» (Волгоград, 2004), конференции «Интеграция научно-методической работы и системы повышения квалификации кадров» (Челябинск, 2004), на X международной электронной конференции «Новые технологии в образовании» (Воронеж, 2005).

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 6 печатных работах. Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и четырех приложений и содержит - 140 страниц основного текста, 31 рисунок, 9 таблиц, список литературы из 92 наименований.

Заключение диссертации по теме «Управление в социальных и экономических системах», Куликов, Антон Леонидович

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. В результате анализа существующих моделей интегрирования ИС даны рекомендации по совместному использованию в ИС ВУЗа моделей Corba и CGI, позволяющему обеспечить максимально полную интеграцию бизнес-процессов ВУЗа и не предъявляющему высоких системных требований к АРМ пользователя;

2. Разработана концептуальная модель ИИС ВУЗа, использующая смарт-технологии и управление приоритетами доступа к информационным ресурсам на основе формализации бизнес-процессов между отдельными подсистемами ВУЗа;

3. Разработана аналитическая модель управления приоритетом предоставления информации пользователю, в виде численного критерия приоритезации, учитывающего фактор текущей производительности ИС, особенности выполняемых технологических операций и уровень допуска пользователя;

4. Разработана концептуальная модель системы безопасности доступа к информационным ресурсам ВУЗа. Предложен механизм аналитического контроля системы безопасности для ИИС ВУЗа (использующей смарт-карты), отличающийся возможностью определения и блокирования нетипичных попыток несанкционированного доступа;

5. На основании разработанной модели, реализована ИС «Smart.University», (свидетельство об официальной регистрации программ для ЭВМ Роспатента № 2004612549 от 15.11.2004), результаты приняты к внедрению в Астраханском государственном университете.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Куликов, Антон Леонидович, 2005 год

1. Азбука ERP. "Текарт Компьютер" // По материалам отчетов Christopher Koch, Derek Slater and E. Baatz (www.consulting.ru)

2. Важенин С.И. «Суровая правда о внедрении ERP-систем для руководства предприятий» // Журнал Connect №11, 2001г.

3. Шеян И.А. «ERP для вуза не роскошь» // Журнал ComputerWorld #46 09.12.2003

4. Свиридов С.И., Курьян A.A. «IDEF0: Функциональное моделирование деловых процессов»// Центр ОТСМ-ТРИЗ технологий, Минск, Беларусь 2003г.

5. Печерский A.A. «Язык XML практическое введение» // материалы сервера CITForum.ru

6. Кофман А. Введение в теорию нечетких множеств М.: Радио и связь, 1982-432с.

7. Ю.Поспелов Д.А. «Нечеткие множества в моделях управления и искусственногоинтеллекта.»//-М. :Наука, 1986-312с.

8. П.Борисов А.Н., Алексеев A.B., Меркурьев Г.В. и др. «Обработка нечеткой информации в системах принятия решений»//М: Радио и связь, 1989-3 04с.

9. Борисов А.Н., Крумберг O.A., Федоров И.П. «Принятие решения на основе нечетких моделей: примеры использования»// Рига "Знание", 1990, 184 с.

10. Ротштейн А.П. «Интеллектуальные технологии идентификации» // Винница "Универсум-Винница", 1999-320с.

11. Н.Литвак Б.Г. «Экспертная информация: методы получения и анализа» // М.; Радио и связь, 1982-184с.

12. Заде JI. «Понятие лингвистической переменной и его применение к принятию приближенных решений» // М; МИР, 1976-165с.

13. Гуткин JI.C. «Оптимизация радиоэлектронных устройств по совокупности показателей качества» // М.; Радио, 1975-3 67с.

14. Анохин A.M., Глотов В.А., Павельев В.В., Черкашин A.M. «Методы определения коэффициентов важности критериев» // Журнал "Автоматика и телемеханика", №8, 1997, с3-35

15. Optimiz. Theory and Appl, 1985, V. 46, №4, p.483-491. 21.Studler Josef, «Weights Search by the Marquardt method» // Econ. Math. Obs, 1975, v.21, № 2, h.185-195.

16. Макаров И.М. и др. «Выбор принципа построения сетей» // АнТ, 1971, №4, с.25-31.

17. Тинтарев Э.М., Трофимов В.М. «Аппроксимация коэффициентов важности функциями ранжирования» // экономика и мат. методы, 1975, Т.11, №7, с. 17-20.

18. Гмошинский В.Г., Флнорент А.В. «Теоретические основы инженерного прогнозирования»// М.; Наука, 1975,280с.

19. Churchmen C.W., Ackoff R. «An approximate Measure of Value» // Operations Research, 1954, №2, p. 172-181.

20. Подиновский B.B. «Лексикографические задачи линейного программирования» //журн. вычисл. матем. и мат. физики 1972, Т. 12,№6, с568—571

21. Гермеер Ю.Б. «Введение в теорию исследования операций» М.; Наука, 1971, 324с.

22. Кини Р.Л. «Принятие решений при многих критериях предпочтения и замещения» // М; Радио и связь, 1981, 342с.

23. Charsnes A., Cooper W.W. «Management models and industrial applications of line programming»// N.Y.: Wiley, 1961.

24. Zeleny M. Compromise programming in M.K. Starr and M. Zelleny, Columbia, 1973. 31.Szidarovsky R.I. «Use of cooperative games in a multiobjective analysis of maningand enwironment» // Proc. and International Conference, Madrid, 1978, p. 11-15.

25. Фарберов Д.С., Алексеев С.Г. «Сравнение некоторых методов решения многокритериальных задач линейного программирования» // Журнал Высш. математики и мат. физики, 1974, Т. 14,№6, с. 178-180

26. Thurstone L.L. «The measurement of values» // Chicago, 1959.

27. Глотов B.A. и др. «Метод определения коэффициентов относительной важности» // Приборы и системы управления 1976, №8, с. 17-22

28. Rosner B.S. «А new scaling technique for absolute judgement» // Psychometrica, 1956, V. 21, №4.

29. Сваровский C.T. «Аппроксимация функций принадлежности значений лингвистической переменной»// Математические вопросы анализа данных, Новосибирск, ВЦ СО АН СССР, 1980, с.127-131.

30. Кузьмин В.Б. «Параметрическое отношение лингвистических значений переменных и ограничений» // Модели выбора альтернатив в нечеткой среде, Рига, 1980, с.75-76

31. Саати Т., Керне К. «Аналитическое планирование, организация систем» // М.; Радио и связь, 1991-224с.

32. Демидович Б.Л. Марон И.А. «Основы вычислительной математики» // М; Наука, 1970-663с.

33. Мулен Э. «Кооперативное принятие решений: аксиомы и модели» // М; Мир , 1991-463с.

34. Брахман Т.Р. «Многокритериальность и выбор альтернативы в технике» // М; Радио и связь, 1984-287с.

35. Панкова Л. А., Петровский A.M., Шнейдерман Н.В. «Организация экспертизы и анализ экспертной информации» // М; Наука, 1984-214с.

36. Бурков В.Н., Заложнев А.Ю., Новиков Д.А. «Теория графов в управлении организационными системами.» // М.: Синтег, 2001. — 124 с.

37. Мейер Д., «Теория реляционных баз данных»//: Пер. С англ. М.: Мир, 1987, 608 с.

38. Codd Е. F. «А Relational Model of Data for Large Shared Data Banks.» //Comm. ACM, V 13, No 6, 1970, pp. 377-387.

39. Rosenthal A. and Reiner D. «Tools and Transformations Rigorous and Otherwise -for Practical Database Design» //ACM TODS, Vol. 19, No 2 (June 1994), pp. 167211

40. Fraternali P., Tanca L. «А Structured Approach for the Definition of the Semantics of Active Databases» // ACM TODS, Vol. 20, No 4 (Dec. 1995), pp. 414-471

41. Dey, D., Sarkar, S. «А Probabilistic Relational Model and Algebra»

42. Атре HL, «Структурный подход к организации баз данных»// Пер с англ. М. "Финансы и статистика", 1983, 317 с.

43. В. П. Шрамко, «Аппаратно-программные средства контроля доступа» // НИП «Информзащита», «PCWeek/RE», N9,2003

44. Oracle technical library. «Oracle8iTuning, А67775-01» раздел 18, «Tuning CPU Resources»

45. Вентцель E.C. «Исследование операций: задачи, принципы, методология» // М.: Наука, 1980. -208с., ил.

46. Каган Б.М. «Электронные вычислительные машины и системы» // Учеб. пособие для вузов. М.: Энергия, 1979. - 528с., ил.

47. Кулаков Ю.А., Луцкий Г.М. «Компьютерные сети» // Киев: Юниор, 1998. -384с., ил.

48. Куликовский Л.Ф., Мотов В.В. «Теоретические основы информационных процессов» // М.: Высшая школа, 1987. -248с., ил

49. Ларионов A.M., Майоров С.А., Новиков Г.И. «Вычислительные комплексы, системы и сети»// Л.: Энергоатомиздат, 1987. -288с., ил.

50. Липаев В.В. «Проектирование программных средств» //Учебное пособие для вузов. -М.: Высшая школа, 1990. 303 е., ил.

51. Советов Б.Я., Яковлев С.А. «Моделирование систем» // Учебник для вузов — 3 изд., перераб. и доп. -М.: Высшая школа, 2001. -343с.: ил.

52. Кнут Д. «Искусство программирования для ЭВМ» // Том 2.: Мир, 1976.

53. Информационный бюллетень «Сервер SPRI. Обследование информационной системы. Аналитический отчет»// Джет Инфо Паблишер, материалы сервера www.jetinfo.ru

54. Б. П. Арсеньев. «Интеграция распределенных баз данных» // Лань. ISBN 58114-0321-6 2001 г.

55. Ревунков Г.И. и др. «Базы и банки данных и знаний» // М.: Высшая школа, 1992.

56. Вейнеров О.М., Самохвалов Э.Н. «Проектирование баз данных САПР» // М.: Высшая школа, 1990.

57. Мейер Д. «Теория реляционных баз данных» // М.: Мир, 1987.

58. Ульман Дж. «Базы данных на Паскале» // М.: Машиностроение, 1990.

59. Диго С.М. «Проектирование баз данных» // М.: Финансы и статистика, 1988.

60. Каратыгин С.А., Тихонов А.Ф. «Энциклопедия по СУБД Paradox 4.5» // В 2-х томах. М.: Мир, 1994.

61. Кравченко Д.В. «Интеграция баз данных с различными моделями данных с использованием Corba.» // RFFI Grant, 1995

62. Новиков Д.А. «Сетевые структуры и организационные системы.» // М.: ИПУ РАН, 2003.- 102 с.

63. Горелик В.А., Горелов М.А., Кононенко А.Ф. «Анализ конфликтных ситуаций в системах управления.» // М.: Радио и связь, 1991. 288 с.

64. Ope О. «Теория графов.» // М.: Наука, 1968. 352 с.

65. Емеличев В.А„ Мельников О.И., Сарванов В.И., Тышкевич Р.И. «Лекции по теории графов.» // М.: Наука, 1990. 384 с.

66. Кононенко А.Ф., Халезов А.Д., Чумаков В.В. «Принятие решений в условиях неопределенности.» // М.: ВЦ АН СССР, 1991. 197 с.

67. Гламаздин Е.С. , Новиков Д.А, Цветков А.В. «Управление корпоративными программами: информационные системы и математические модели». // М.: ИЛУ РАН, 2003.,-159с.

68. Атоян В.Р. и др. «Трансформация российских университетов в учебно-научно-инновационные комплексы» // Саратов.: СГТУ, 2001. — 416 с.

69. Воронина И.Д. «Проектирование самоорганизующейся информационной системы иерархически-сетевых организаций» // Управление большими системами / Сборник трудов. Выпуск 7. Общая редакция Д.А. Новиков. М.: ИПУ РАН, 2004.- 113 с.

70. University of Cambridge «The University Card» // материалы «Management Information Services Division» http://www.admin.cam.ac.uk/offices/misd/univcard/82. «КИС: информация для разработчика» // Журнал «Программист», №2 2003

71. Семёнов Ю.А. «Телекоммуникационные технологии. Смарт-карты EMV»// Материалы сервера CITForum.ru

72. Кузовкин К. Н. «Удаленный доступ к информационным ресурсам. Аутентификация»//Журнал "Директор информационной службы" №9, 2003.

73. Кузовкин К.Н. «Защищенная платформа для Web-приложений» // журнал «Открытые системы», № 4,2001

74. Ричард Э.Смит «Аутентификация: от паролей до открытых ключей // Издательский дом «Вильяме», 2002 г.

75. Сергеев А.Н. «Технологии распределенных вычислений»// материалы сервера www.omega.ru

76. А.Д. Плутенко, М.В. Малов «Интеграция баз данных, языков разметки и интеллектуальных агентов»// Материалы электронной конференции ЭНИТ-2000. http://enit.ulsu.ru/

77. Козленко Л.В. «Информационная безопасность в современных системах управления базами данных»// Журнал КомпьютерПресс №3 2002г.

78. Н.И. Куцевич, «Инструментарий для интеграции разнородных подсистем»// материалы сервера http://www.asutp.ru

79. Глинских A.M. «Мировой рынок ERP систем»// Jet info информационный бюллетень №2(105)/2002