28 Апр

ИНТЕГРАЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ ДАННЫХ НА ОСНОВЕ СЕМАНТИЧЕСКОГО РЕПОЗИТОРИЯ




Номер части:
Оглавление
Содержание
Журнал
Выходные данные


Науки и перечень статей вошедших в журнал:

Все более возрастающие требования современных предприятий к оптимизации операционной деятельности, увеличению стратегических возможностей и ресурсов диктуют необходимость более высокого уровня архитектурных решений. Возникнув первоначально из потребностей внедрения ИТ-технологий, архитектура предприятий становится все более бизнес-ориентированной и вовлекает множество процессов, ресурсов и участников. Возрастающая сложность и комплексность практик разработки архитектуры предприятий вызывают эволюцию самой технологии и инструментов моделирования архитектуры предприятия. Осуществляется переход от простых референсных моделей, играющих для архитекторов роль шаблонов проектирования, к интероперабельным моделям и, в последующем, к семантически-ориентированным исполнимым моделям[3]. Архитектура предприятия на основе распределенных выполнимых моделях будет являться критическим фактором для достижения способностей предприятия гибко реагировать на изменяющиеся условия и возможности.

В этих условиях актуальной является проблема выбора соответствующего инструментария разработки архитектурных моделей. Одним из направлений решения этой задачи, по признанию многих исследователей, является использование семантических web-технологий.

Возможности архитектурного  решения в сильной степени зависят от способов представления и использования модели архитектуры предприятия. Референсные модели служат в основном целям документирования и коммуникации участников проекта. В качестве инструмента используются широко доступные средства типа Microsoft Visio. Этот подход доступен и легко осуществим в начальной стадии, однако он плохо поддается масштабированию.

Более продвинутыми инструментами являются архитектурные фреймворки. Они предлагают унифицированный и стандартизованный подход к описанию архитектуры предприятия и методы для осуществления моделирования некоторых аспектов деятельности предприятия. Известными архитектурными фреймворками являются модель Захмана, эталонная модель ISO/IEC 10746, стандарт разработки TOGAF[1]. В то же время существует множество частных моделей, фокусирующихся на описании иерархии бизнес-функций, прикладных компонентов, данных.

Однако растущая сложность систем, поддерживающих  ИТ-технологии на предприятии, порождает новые вызовы в разработке архитектуры предприятия в контексте ИТ-менеджмента. Типичные вопросы, возникающие в этой области:

  • как должны быть изменены системы при изменении стратегии бизнеса?
  • какой вклад вносят ИТ-технологии в стоимость предприятия?
  • на какие группы процессов и пользователей окажут влияние новые релизы программного обеспечения?

Для ответа на эти и другие вопросы инструментарий архитектуры предприятия должен быть интероперабельным, использовать согласованным способом информацию из различных источников и приложений. Проблема в том, что различным участникам   выгодно манипулировать данными и концептами в своей предметной области, в своем контексте. Возникает необходимость трансляции,  отображения данных, моделей из одного домена в другой. Так же становится актуальной проблема доступа к моделям различным категориям стейкхолдеров.

Таким образом, смещается акцент в понимании содержания термина архитектура предприятия в первую очередь как знания, которое должно приобретаться, интегрироваться и распределяться через различные слои архитектуры. Это требует, в свою очередь, семантически полного и лишенного двусмысленности представления архитектурных моделей.

Эти тенденции в развитии инструментов проектирования архитектуры предприятия приводят к возникновению и использованию нового вида средств – семантических репозиториев, репозиториев метаданных. Ключевой характеристикой этих средств является агрегация распределенной информации о предприятии в реальном времени и презентация этой информации различным типам пользователей на основе web-технологий. Этот слой поддерживающего ПО, получивший название «семантические технологии», используется в архитектуре предприятия для представления знаний.

Семантические технологии имеют дело с представлением, обменом и интеграцией смыслового содержания архитектурных моделей через границы различных контекстов. Они используют явные, разделяемые модели знаний  в виде онтологий, доступные как для человеческого восприятия, так и машинной обработки. Онтология — это явная спецификация концептуализации на уровне знаний. Существуют различные формы и способы представления онтологий. Как показывает практика, наиболее реальной формой представления онтологий являются web-стандарты, утвержденные концорциумом  W3C. Среди таких стандартов известны  RDF(Resource Description Framework) – модель представления данных и метаданных во всемирной паутине; RDF Schema – словарь для описания схем и метаданных; OWL – язык описания онтологий для семантической паутины[2]. Семантически web-онтологии представляют собой формальные модели, напоминающие классы диаграмм UML или модели E-R, но могут использоваться как исполнимые  модели благодаря наличию механизмов запросов и синтаксического анализа.

Более того, онтологии, построенные  с использованием RDF и OWL изначально предполагают интеграцию распределенных фрагментов знаний  без каких-либо дополнительных механизмов, требуемых в случае централизованно управляемых баз данных. Таким образом, создаются предпосылки для эффективного использования web-семантических технологий при проектировании архитектуры предприятий для интероперабельности, интеграции данных и информационного поиска.

Для эффективного использования семантических технологий  при проектировании архитектуры предприятия необходима  определенная инфраструктура семантических метаданных, обеспечивающая согласованную интерпретацию и использование моделей и онтологий на различных уровнях представлений. В качестве такой инфраструктуры может выступать семантический репозиторий – своеобразное хранилище моделей, фактов, концептов и других артефактов проекта.

В настоящее время информация о процессах управления, моделях, системах существует, как правило, в наборе различных форм, документов, баз данных с малой долей координации и с большой долей избыточности информации об одних и те же вещах. Семантический репозиторий создает возможность  распознавания  и интеграции информации через барьеры различных слоев архитектуры. Основными компонентами семантического репозитория являются концепты системы и архитектуры. Концепт системы – это любой сложный набор ресурсов и процессов, интегрированных для достижения определенных целей. Концепт архитектуры – это спецификация того, как система может или будет достигать свои цели. Один и тот же элемент в системе может быть представлен множеством спецификаций на разных уровнях и на разных языках. Семантический репозиторий будет использоваться для создания архитектур из множества источников и использования множества средств на основе различных языков. В основу инфраструктуры репозитория положен язык OWL. Эта инфраструктура образует своего рода  семантическую шину, включающую двунаправленную синхронизацию с внешними источниками информации: моделями, онтологиями, требованиями, процессами. В свою очередь управление этой шиной осуществляется на основе семантического ядра, представляющего собой референсную онтологию для  описания архитектурных моделей, своего рода «метамодель» для архитектур, представленных в репозитарии.

Разработка  и реализация семантического репозитория может обеспечить новый, более высокий уровень архитектурных решений прикладных систем.

Список литературы

  1. The open Group:TOGAF version 9.1 Van Haren Publishing (2011).
  2. OWL Web Ontology Language.Overview. W3C Recommendation : W3C, 27 October 2009, URL:http://www.w3.org/TR/owl-features.
  3. Чеглаков А.Л., Головкова А.С. Сервис-ориентированный подход к построению распределенной системы компьютерного моделирования // Международная научно-практическая конференция Инновационное развитие: ключевые проблемы и решения 8 декабря 2015 г. Казань.
    ИНТЕГРАЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ ДАННЫХ НА ОСНОВЕ СЕМАНТИЧЕСКОГО РЕПОЗИТОРИЯ
    Рассмотрены проблемы построения семантического репозитория для интеграции распределенных данных в процессе проектирования архитектуры предприятия.
    Written by: Головкова Альфия Салимовна, Нехотина Виктория Сергеевна, Чеглаков Анатолий Леонидович
    Published by: БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА
    Date Published: 12/18/2016
    Edition: euroasia-science_28.04.2016_4(25)
    Available in: Ebook