Композитосутнісні моделі адаптивних процесональних середовищ

Abstract

Захарченко Т.Л. Композитосутнісні моделі адаптивних процесональних середовищ. - Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук (доктора філософії) за спеціальністю 05.13.06 – інформаційні технології. Інститут телекомунікацій і глобального інформаційного простору, Київ, 2018. Будь-яка людська діяльність на кожному етапі її розвитку обумовлена її інтуїтивним баченням або розумінням. Природно, що найбільш спрощене розуміння за необхідністю присутнє на перших етапах розвитку діяльності. Але поступово, з розвитком самої діяльності, еволюціонує і її розуміння. Поштовхом для наступного кроку еволюції зазвичай виступає притаманна діяльності проблемність – надмірне спрощення її розуміння. Не винятком тут є й такий важливий вид людської діяльності як інформаційно-технологічна діяльність. Причин проблемності загалом більш ніж достатньо, але, що стосується ІТД, то тут головною серед них бачиться надто спрощене, а значить недостатньо змістовне розуміння взаємодоповнення інформаційнотехнологічних процесів (ІТП) і їх результатів. Загальна природа взаємодоповнюваності дуже складна та розкриття її в повному обсязі є, напевно, неможливим. Реальним бачиться шлях поступового прагматико-обумовленого збагачення уявлень про нього. Домінуючу роль у цьому взаємодоповненні традиційно відіграє результат ІТД. Для цього більш ніж достатньо об'єктивних підстав. Добре відомі вражаючі результати, досягнуті насамперед у математиці, які, без сумніву, є наслідком подібного домінування. Але безпрецедентно широке поширення комп'ютерної справи в усіх областях дійсності не могло не прийти в суперечність із реаліями розвитку всіх сфер людської діяльності. Змістовно кажучи, прийняте домінування результату ІТД як позиція чітко підтвердило, що абсолютизація будь-якого, навіть виключно важливого і продуктивного позиціонування, часто призводить до вкрай негативних результатів. Адже абсолютизація будь-чого в силу її природи замкнена в актуальних даностях предмету абсолютизації. Це свідчить про нездатність адекватно реагувати на обумовлені потенційною відкритістю об’єктивних процесів пізнання еволюційні зміни бачення дійсності. Звідси виходить, що усунення головної причини недоліків у рамках актуально замкненої точки зору на ІТД є неможливим. Актуально замкнене загальнозначуще ядро розглядів як їх логіка повинно бути адекватно збагачене потенційно відкритим різноманіттям його предметних продовжень. Тобто традиційні сьогодні, актуально замкнені у своїй відкритості або замкненості парадигми ІТД мають бути якісно збагачені відповідно до їх взаємодоповнення – відкрито-замкненої парадигми. Змістовно така зміна бачиться у переході в ІТД від продукування окремих, іноді досить ефективних, але фактично обмежених домінантою результату ІТД підходів до вирішення задач, до розробки єдиної відкрито-замкненої інформаційно-технологічної платформи, домінантою якої є не результат, а ІТП. Це дозволяє не протиставляти існуючі точки зору на ІТД, а навпаки, природним чином об’єднувати їх у якості тих чи інших предметних продовжень «спільного знаменника» – взаємодоповнення ІТП та їх результатів. Така об’єднуюча точка зору складає кістяк реального розуміння ІТД. Вона дозволяє, відштовхуючись від фундаментального значення інтуїтивної бази сучасної ІТД, якісно його розвивати, доповнюючи за можливістю точними дослідженнями та розробками. У дисертації в якості такого «спільного знаменника» різних точок зору на ІТД пропонується концепція адаптивного процесонального середовища (АПС). Основу його складає адекватне зміщення акцентів розгляду з виключно результатів вирішення задач, зокрема їх верифікації на коректні методи їх досягнення. Це забезпечує можливість ставити та ефективно вирішувати задачі управління якістю отримуваних рішень, забезпечення ефективності діяльності з пошуку таких рішень і проблему збереження інвестицій у такій діяльності. Тут під якістю розуміється коректність продукованих АПС рішень, їх гарантоздатність та функціональна безпека. Під ефективністю ж розуміється підвищення продуктивності розробки за рахунок простоти використання існуючих суміжних інформаційно-технологічних рішень і уточнення самої ІТД за рахунок підтримки АПС, прийняття інформаційно-технологічних рішень в умовах часткової невизначеності. Отримати рішення цих та інших задач стало можливим завдяки залученню до розглядів, у першу чергу, процесів їх вирішення, зокрема адекватній організації цих процесів. Останнє забезпечується реальним врахуванням активної участі суб’єкта в ІТП, там, де ця участь дійсно необхідна. Основу ІТД складає його розуміння як обумовлення результату ІТД при цьому результат ІТД є сутністю (монадою), а ІТД є процесом розкриття її суті (концепту). Таке відношення між суттю та сутністю називається сутесутнісним відношенням. У цього відношення можна виділити властивості рефлексивності, транзитивності та антисиметричності. В силу приведених властивостей ІТД можна звести до рефлексивно-транзитивного замикання сутесутнісного відношення. Звісно, для того, щоб говорити про ІТД цього недостатньо, необхідно збагатити це відношення до необхідного рівня. В роботі ці збагачення проходять починаючи з розгляду динамічного та статичного аспектів ІТД, закінчуючи втягненням до розглядів таких понять як результат ІТД, композиція та функція. А саме ССВ зводиться до композитосутнісного відношення (КСВ). Це означає що суттю сутності в нашому специфічному випадку (ІТД) виступає композиція. В роботі ґрунтовно досліджено поняття композиції, зокрема, виділено основні їх властивості: адекватність, тотальність, замкненість. Особливо важливою є адекватність, як носій суб’єктивності в ІТД. Для більш глибокого розуміння композицій розроблені їх класифікації: за роллю та властивостями даних. Відомо три ролі композицій: аплікативні, фундативні та константні. За властивостями даних вони поділяються на абстрактні, іменні та метаіменні. Виходячи з того, що КСВ – частковий порядок, ми можемо сформулювати та довести прагматико-обумовлену спеціалізацію теореми Тарського: проективні функції мають нерухомі точки. Тут проективною функцією називається та функція, що забезпечує ітеративний перехід від задачі до рішення. Принципова значимість цієї теореми полягає, звичайно, не в доведенні існування нерухомих точок у проективних функцій, а в тому, що вона відкриває зовсім природній шлях для пошуку тих типів прагматико-обумовлених функцій, для яких їхнє існування є більш-менш прямим наслідком такої обумовленості. Зважаючи на те, що у ІТД можна виділити певну загальнозначущу логіку – рефлексивно-транзитивне замикання КСВ, та відкрите різноманіття прагматично-обумовлених її продовжень, з’явився сенс говорити про відкиртозамкнену парадигму ІТД, яка лягла в основу АПС. Базовим поняттям відкритозамкненої парадигми стало відкрито-замкнене середовище (ВЗСр), яке включає в себе згадані вище відкриту та замкнуту частини. Дані побудови все ще досить загальні, а розуміння АПС як ВЗСр не достатньо. В роботі проводиться ряд збагачень ВЗСр, які приводять до розуміння АПС, як прагматико-обумовленої релятивізації універсального середовища інтеграції. Таке середовище має наступну архітектуру: УСІ = <<< УР, УП>, УЗП>, ЗЕР>. Вона побудована на взаємодоповненні універсуму рішень (УР) та універсуму предметів(УП, композиції у пасивній ролі), що доповнюють універсумі засобів побудови (УЗП, композиції в активній ролі), це доповнення в свою чергу доповнює засоби еволюційного розвитку (ЗЕР, метакомпозиції). Характер цих взаємодоповнень, як можна помітити, носить суб’єктно-об’єктний характер та дозволяє говорити про конкретні реалізації АПС. Подальші дослідження АПС виявляються неможливими без актуалізації алгебри яка використовується в ІТД. Вона актуалізована як примітивна програмна алгебра (ППА). Її зручно використовувати в розробці програмного забезпечення, так як її композиції нагадують управляючі структури класичних мов програмування. Також вона може використовуватись і для розробки апаратного забезпечення завдяки властивості кортежності носіїв алгебри. Це дозволило дослідити такий актуальний носій, як функції над записами. Розглянуті підкласи функцій що зберігають та не зберігають денотати і для них вирішені проблеми повноти. В результаті розглядів отримав подальший розвиток метод отримання алгебраїчних характеристик класів функцій. Взаємодія розробника з АПС неможлива без мови специфікації композицій(МСК). У роботі запропонована як текстова, так і графічна МСК. Вони підтримують, як породження композицій (метакомпозиції), так і застосування їх. З метою досліджень, в ході роботи розроблена дослідна реалізація адаптивного процесонального середовища. Воно підтримує розробку як апаратного, так і програмного забезпечень. Користувач може задати дескрипцію вирішення задачі у МСК. Після цього вирішення може бути згенероване в код HDL або на мові програмування. На разі підтримуються Verilog HDL та C. У випадку якщо мова йде про розробку апаратного забезпечення, то рішення виглядає як Verilog модуль, що сумісний з САПР Quartus II.