ХАРКІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ

Федорченко Костянтин Анатолійович

УДК 004.652/655.3

МОДЕЛІ, МЕТОДИ ТА ІНФОРМАЦІЙНА ТЕХНОЛОГІЯ ГЕНЕРАЦІЇ ЕКСТРАОРДИНАРНИХ ЗВІТІВ У ІНФОРМАЦІЙНИХ СИСТЕМАХ ОРГАНІЗАЦІЙНОГО УПРАВЛІННЯ

05.13.06 - інформаційні технології

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня
 кандидата технічних наук

Харків – 2011

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Херсонському державному університеті Міністерства освіти і науки, молоді та спорту України.

Науковий керівник:   доктор технічних наук, професор 
Жолткевич Григорій Миколайович, 
Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна, 
декан механіко-математичного факультету

Офіційні опоненти:   доктор технічних наук, професор
Філатов Валентин Олександрович,
Харківський національний університет радіоелектроніки,
професор кафедри штучного інтелекту

доктор технічних наук, професор 
Федорович Олег Євгенович,
Національний аерокосмічний університет імені М.Є. Жуковського «Харківський авіаційний інститут», завідувач кафедри інформаційних управляючих систем

Захист відбудеться ___ липня 2011 року о ____годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.052.08 Харківського національного університету радіоелектроніки за адресою: 61166, м. Харків, пр. Леніна, 14.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Харківського національного університету радіоелектроніки за адресою: 61166, м. Харків, пр. Леніна, 14.

Автореферат розісланий ___  червня  2011 р.

Вчений секретар спеціалізованої 
вченої ради Д 64.052.08	І. П. Плісс

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Бурхливий розвиток обчислювальної техніки та інформаційних систем, їх масовість та доступність, сприяють широкому застосуванню інформаційних технологій у різних сферах діяльності людини. Побудова та удосконалення автоматизованих інформаційних систем (АІС) різного рівня й масштабу є одним з основних напрямів розвитку цих технологій. Впровадження АІС у різні сфери діяльності людини призвело до появи великої кількості різних типів таких систем. 
Незалежно від типу інформаційної системи, сфери її застосування, структурних особливостей  виділяють дві основні функції: збереження й надання даних. Таким чином, в основі будь-якої інформаційної системи лежить середовище зберігання й доступу до даних, яке повинно забезпечувати цілісність і узгодженість інформації, що зберігається. Одним з видів таких систем є автоматизовані інформаційні системи організаційного управління.
Автоматизовані системи управління цього типу реалізують широкий спектр бізнес-функцій, зокрема: облік, аналіз, прогнозування, планування. Виконання цих функцій в інформаційній системі (ІС) неможливо без різних видів звітності й систем аналізу даних. Стандартні рішення сучасних систем звітності не дозволяють використовувати весь інформаційний потенціал системи або є занадто дорогими й ресурсомісткими, що додатково обмежує використання цих систем для бюджетних організацій і невеликих підприємств.
Однією з проблем ефективного використання ІС є своєчасне й коректне отримання різного виду звітів, на підставі яких виконується як прийняття керівництвом стратегічних рішень, так і оперативне керування. Наявність набору стандартних звітів не може повністю охопити всі інформаційні потреби користувачів ІС. Існує кілька способів розширення й зміни звітів в інформаційній системі [1, 2]:
−	звіти формуються службою підтримки ІС. Даний підхід дозволяє одержувати звіти найбільш наближені до вимог користувачів, але отримання завершеного звіту може зайняти багато часу, що витрачається на уточнення вимог, створення звіту і передачу звіту безпосередньо користувачеві [10];
−	звіти формуються користувачами самостійно. При цьому застосовуються різного виду «майстри» і «шаблони» для створення звітів. Використання даного підходу обмежується, з однієї сторони, кількістю «шаблонів» і «майстрів», 
з іншої сторони, кваліфікацією користувачів які не завжди знають структуру бази даних, для побудови запиту і можливостей генератора звіту, яким формується цей звіт.
Розвиток систем звітності й систем прийняття рішень DSS (Decision Support System) призвів до появи окремого класу систем BI (Business Intelligence), що об'єднують у собі технології OLAP(On-Line Analytical Processing) і Data mining; ці системи мають потужні засоби аналізу й надання інформації, які значно спрощують користувачам роботу з даними. Однак дані системи вимагають значних витрат на впровадження й реалізацію і спрямовані на роботу з історичними даними й призначені для керівників вищої й середньої ланки керування.
Існуючі системи генерації звітів не надають зрозумілих більшості користувачів інструментів і механізмів доступу до даних і простих інструментів форматування даних. Однак, найбільш передові системи генерації звітів, інтегрують різного виду механізми, що дозволяють спростити доступ користувачів до різного виду даних, але їх недостатньо для охоплення всіх можливостей ІС.
Таким чином, актуальним науковим завданням є розробка моделей, методів та прикладної інформаційної технології, що забезпечує автоматизацію процесу побудови звітів в автоматизованій інформаційній системі організаційного управління.
Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження, результати яких викладені в дисертації, проводилися відповідно до проектів та договорів виконаних в Херсонському державному університеті, а саме: міжнародного проекту «Інформатизація вищих учбових закладів» (TEMPUS TACIS CP № 20069-98); договору на виконання дослідно-конструкторських робіт «Розробка інформаційно-аналітичної системи Херсонського державного технічного університету» (договір № 422/05 від 15.02.2005); договору на виконання дослідно-конструкторських робіт «Розробка інформаційно-аналітичної системи Ізмаїльського державного гуманітарного університету (договір № 419/05 від 07.02.2005), під час яких автор виконував роботи пов’язані з розробкою методів генерації запитів і звітів на підставі метаданих ІС, а також зі створенням звітів і інструментальних засобів генерації звітів з використанням метаданих.
Метою дисертаційної роботи є розробка моделей, методів та створення на їх базі прикладної інформаційної технології, яка дозволяє підвищити продуктивність процесу забезпечення користувачів оперативною інформацією, необхідною для управління організацією, за рахунок автоматизації формування екстраординарних звітів без участі служби супроводу в інформаційних системах організаційного управління.
Для досягнення поставлених цілей вирішуються такі задачі:
–	провести аналіз особливостей систем генерації звітів у інформаційних системах, призначених для управління організаціями й підтримки прийняття рішень;
–	дослідити та класифікувати регулярні й екстраординарні звіти;
–	провести порівняльний аналіз методів концептуального моделювання уявлень користувачів в інформаційних системах організаційного управління;
–	побудувати модель метаданих інформаційної системи, яка дозволить формувати структуровані уявлення користувачів про предметну область;
–	провести дослідження вибраних уявлень користувачів на основі запропонованого методу моделювання і виявити їх специфічність;
–	розробити методи побудови уявлень користувачів і звітів, заснованих на використанні запропонованої метамоделі;
–	розробити та інтегрувати прикладну інформаційну технологію формування екстраординарних звітів в інформаційну систему організаційного управління;
–	провести апробацію та впровадження результатів дослідження в інформаційну систему організаційного управління.
Об'єкт дослідження: інформаційні процеси підтримки прийняття рішень, що забезпечують управління організацією.
Предмет дослідження: моделі, методи та інформаційна технологія, що забезпечують автоматизацію процесу побудови екстраординарних звітів на стадії експлуатації інформаційної системи організаційного управління.
Методи дослідження: при розв’язуванні поставлених задач було використано теорію множин та математичну логіку для опису теорії напівсхем, реляційну алгебру та теорію реляційних баз даних при реалізації алгоритмів перевірки напівсхем, системний аналіз для дослідження процесів побудови звітів, об’єктно-орієнтовний аналіз та проектування під час побудови програмного засобу.
Наукова новизна.
1. Вперше було використано теорію напівсхем для побудови метамоделі при концептуальному моделюванні предметних областей інформаційних систем організаційного управління, що дозволило:
–	уніфікувати формальний опис уявлень користувачів про данні, які використовуються інформаційною системою;
–	розробити та обґрунтувати методи верифікації формалізованих описів уявлень користувачів.
2. Одержав подальший розвиток метод відображення напівсхем в реляційну базу даних для концептуальних моделей предметних областей інформаційних систем організаційного управління шляхом визначення відповідного класу напівсхем (нерекурсивні напівсхеми), що дозволило:
–	використовувати існуючі реляційні системи керування базами даних (СКБД), згідно стандарту SQL 92, для збереження моделей предметних областей;
–	реалізувати алгоритми верифікації уявлень користувачів виразами реляційної алгебри.
–	описати рівень метаданих формалізованою мовою, що забезпечило однозначне відображення уявлень користувачів на базу даних.
3. Удосконалено метод побудови екстраординарних звітів шляхом інтеграції рівня метаданих, який на відміну від існуючих дозволяє користувачам самостійно формувати описи предметних областей у межах запропонованої метамоделі та контролювати їх цілісність та несуперечливість, що дозволило:
–	автоматизувати процес створення екстраординарних звітів за рахунок використанням метаданих;
–	розширити можливості користувачів з отримання даних від  інформаційної системи;
4. Удосконалено визначення понять регулярного та екстраординарного звітів, які на відміну від існуючих використовує формальні ознаки, виходячи з моделі життєвого циклу інформаційної системи (ISO/IEC 12207), що дозволило обґрунтувати необхідність удосконалення методів формування екстраординарних звітів.
Практичне значення отриманих результатів визначається тим, що на основі проведених досліджень і запропонованих методів розроблено методики, алгоритми і програмні компоненти для побудови та зберігання даних метарівня інформаційного забезпечення систем організаційного управління на базі реляційної СКБД, інструментальний засіб побудови звітів з використанням уявлень користувачів, які зберігаються на метарівні ІС, що в сукупності утворюють прикладну інформаційну технологію генерації екстраординарних звітів в ІС організаційного управління. Результати досліджень впроваджені в: інформаційно-аналітичній системі керуванням Херсонським державним університету університетом (акт впровадження від 20.10.2008 р.); інформаційно-аналітичній системі керуванням Херсонським національним технічним університетом (акт впровадження від 14.03.2008 р.).
Достовірність нових наукових положень і висновків дисертаційної роботи підтверджується: коректним застосуванням положень теорії множин, математичної логіки, системного аналізу, реляційної алгебри; результатами практичного впровадження й застосування в інформаційних системах різних ВНЗ; позитивними результатами аналізу роботи користувачів із застосуванням запропонованої технології.
Особистий внесок здобувача полягає в розробці та удосконаленні існуючих моделей, методів та процедур, які розв’язують поставлені в дисертації завдання. Всі основні результати отримані автором особисто. Роботи [1, 3, 4, 5, 9, 11, 12] опубліковані без співавторів. У роботах, що опубліковані у співавторстві, здобувачеві належать: аналіз засобів генерації звітів і класифікація звітів [2], перевірка й реалізація алгоритмів перевірки напівсхем засобами реляційної алгебри [6, 7, 8], розробка підсистеми генерації звітів [10].
Апробація  результатів наукових досліджень проводилася на таких наукових конференціях і семінарах: 
–	міжнародна науково-практична конференція з інформаційних інфраструктур вищих учбових закладів (Херсонський педагогічний університет, Херсон, 2000 р.);
–	міжнародна науково-практична конференція «Інформатизація освіти України: стан, проблеми, перспективи» (Херсонський педагогічний університет, Херсон, 2001 р.);
–	міжнародна науково-практична конференція «Інформаційні технології в системі керування вищою освітою України» (Херсонський педагогічний університет, Херсон, 2003 р.);
–	міжнародна науково-практична конференція «Інформаційні технології в системі керування вищою освітою України» (Херсонський державний університет, Херсон, 2004 р.);
–	міжнародна конференція з математичного моделювання МКММ–2005 (Херсонський технічний університет, Феодосія, 2005 р.);
–	XIV міжнародна науково-практична конференція «Інформаційні технології: наука, техніка, технологія, освіта, здоров'я» (Харків, НТУ ХПІ, Харків, 2006 р.);
–	міжнародна науково-практична конференція «Інформаційні технології в системі керування вищою освітою України» (Херсонський державний університет, Херсон, 2008 р.);
–	науковий семінар факультету комп’ютерних наук Харківського національного університету радіоелектроніки ( Харків, 2010 р.).
Публікації. Результати наукових досліджень відображені в 12 наукових роботах, з них 9 статей (серед яких 6 статей опубліковані в наукових виданнях, які включені до переліків ВАК України), 2 тези доповідей у збірниках праць наукових конференцій, а також свідоцтво про реєстрацію авторського права на твір.
Структура й обсяг дисертації. Дисертація складається зі вступу, п’яти розділів, висновків, списку використаних джерел зі 129 найменувань на 12 сторінках, та 5 додатків на 10 сторінках. Повний обсяг дисертації становить 146 сторінок, у тому числі 25 рисунків (з них на 7 окремих сторінках), 20 таблиць.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі подано загальну характеристику роботи, обґрунтовано актуальність теми дисертації, сформульовано мету та завдання досліджень, розкрито наукову новизну та практичне значення отриманих результатів, визначені об'єкт, предмет та методи досліджень.
У першому розділі розглянуті особливості побудови систем генерації звітів в інформаційних системах організаційного управління, проаналізовано системи корпоративної звітності та показано їх позитивні сторони та недоліки. 
Описано найбільш поширені методи побудови підсистем звітності та програмні засоби, які використовуються. Виконано класифікацію звітів в інформаційних системах та виявлені їх особливості. 
Визначено регулярні звіти, які формуються у фазі проектування ІС та створюються у фазі розробки. Ці звіти використовуються постійно під час експлуатації інформаційної системи. Екстраординарні звіти – це звіти, необхідність у яких виникає у процесі супроводу та експлуатації ІС, вони є передбачуваними за змістом та формою та використовуються один раз.
Проведено аналіз  процесу розробки екстраординарного звіту як об'єкта автоматизації, показано необхідність формування більш гнучких механізмів формування запитів до бази даних на основі уявлень користувачів про предметну область, з якою вони працюють. У якості такого механізму пропонується застосовувати метадані інформаційної системи, при цьому використовуються уявлення користувачів про предметну область рис. 1.
У запропонованому варіанті для одержання звіту користувач на основі метаданих, що описують предметну область ІС (механізми отримання даних, побудова запиту і його виконання, схований від користувача) та за рахунок використання інструментарію системи формулює свої вимоги до звіту в термінах своїх уявлень про предметну область. Процес побудови може відбуватися ітераціями доти поки користувач не отримає необхідні у звіті дані. 

Рис. 1. Процес створення звіту на основі уявлень користувачів, що відображені у метаданих

Рис. 2. Формування схеми звіту за рахунок використання метаданих

Можливість попередньо одержати необхідні дані й переглянути їх, дозволяє користувачеві надалі сформулювати й уточнити як поняття так й форму форматування звіту, у будь який час. Цей підпроцес показаний на рис. 2. 

В цій схемі центральне місце надається користувачеві системи, що може змінювати свої вимоги до звіту самостійно й відразу спостерігати результат своїх дій.
На основі порівняльного аналізу методів зберігання та представлення метаданих робиться висновок про необхідність більш ґрунтовного підходу до формування метаданих системи для подальшого використання. 
Виконано аналіз  наступних характеристик моделей побудови метаданих:
1.	Можливість опису різних рівнів абстракції.
2.	Можливість опису різних точок зору на предметну область.
3.	Можливість визначення понять предметної області користувачем.
4.	Забезпечення вирішення проблеми неоднозначності зв’язку понять і імен.
5.	Підтримка контролю коректності, повноти, несуперечності опису предметної області.
6.	Простота використання.
Виходячи із цього, були розглянуті моделі даних і представлені їх характеристики в табл. 1
Таблиця 1
Методи концептуального моделювання	
Модель даних	1	2	3	4	5	6	Математична модель	
Ієрархічна				+	+		Деревоподібна модель	
Мережна				+	+		Графова модель	
Реляційна				+	+	+	Реляційна алгебра	
Rdf-Модель	+	+	+	+	+		Графова модель	
Модель онтологій	+	+	+	+	+		Дискрипційна логіка	
Модель напівсхем	+	+	+	+	+	+	Теорія напівсхем	
Найбільш перспективною й зручною моделлю подання метаданих, на наш погляд, є модель заснована на теорії напівсхем, яка дозволяє формалізувати метадані та забезпечує алгоритмічну перевірку метаданих на повноту й несуперечливість. Причому дана модель, як буде показано нижче, реалізується за допомогою механізмів реляційних баз даних. Це дозволяє інтегрувати її в існуючі сховища даних для автоматизованих систем організаційного управління, що використовують, як правило, реляційні СКБД.
У другому розділі викладено теорію напівсхем, за допомогою якої формуються метадані системи. Наведемо визначення напівсхеми та її зразка.
Нехай  – скінчена множина, елементи якої відповідають іменам понять предметної області, 
 – скінчена множина, елементи якої відповідають іменам ролей, тобто посиланням усередині екземпляра поняття на його структурні частини.
Позначимо через  множину часткових відображень із  в . Для відображень  будемо позначати області їхнього визначення через . Будемо також використовувати позначення e для відображення з порожньою областю визначення.
Напівсхемою предметної області назвемо трійку , де ,  – скінчені множини,  – відношення, і при цьому виконуються наступні умови:
1.	
2.	
Зразок понятия  множина  іменованих ниток поняття n, які задовольняють наступним умовам:
1.	
2.	
Напівсхема  називається схемою, якщо для будь-яких  і , для яких виконано , можна побудувати хоча б один зразок  із варіантом визначення .
У процесі дослідження понять, що притаманні предметній області інформаційних систем організаційного управління, було з’ясовано, що більшість напівсхем є нерекурсивними: Поняття  напівсхеми  є не рекурсивним, тоді і тільки тоді коли всі, іменуванні нитки за довженою не більше ніж фіксоване натуральне число, або напівсхему  будемо називати нерекурсивною, якщо всі її поняття нерекурсивні. Одночасно для нерекурсивних напівсхем вірно  наступне – множина образків нерекурсивної схеми є кінцевою,  будь-яка нерекурсивна напівсхема є схемою.
Для побудови сховища даних необхідно описати відповідну структуру у термінах реляційної алгебри, для цього пов’яжемо з напівсхемою відношення  зі схемою . Формування відношення  відбувається наступним чином:
–	 формування відношень  и ;
–	 побудови  , для виконання умови: ;
–	 перевірка коректності.
Для опису напівсхеми  досить побудови двох відносин  і , де 
 – ім'я поняття предметної області;
 – ім'я варіанта визначення поняття предметної області;
 – ім'я ролі, що є типом структурної частини поняття в рамках варіанта визначення.
Можливість представлення напівсхеми в реляційній базі даних забезпечується таким твердженням [6]: для заданих відносшень  і  відношення , що отримане за формулою , відповідає напівсхемі предметної області тоді й тільки тоді, коли одночасно виконані наступні умови:
1.	 задовольняє залежності ;
2.	 задовольняє залежності ;
3.	;
4.	Додаткові алгоритми дозволяють проводити аналіз напівсхем, наскільки часто дублюються дані при побудові тих або інших понять, для подальшого їхнього об'єднання та систематизації.
5. 
6. 
У третьому розділі наведено приклади побудови уявлень користувачів та методи генерації спеціальних звітів з використанням метамоделей уявлень заснованих на алгебраїчній теорії напівсхем. Приклад уявлення користувача з точки зору співробітника відділу кадрів наведений на рис. 3. Зауважимо, що це уявлення не є повним, і демонструє можливі варіанти опису понять з різною ступеню деталізації від елементарних, коли описуються лише атрибути (варіант визначення 1), до складних (варіант визначення 2), коли використовуються інші поняття та визначення.

Рис. 3. Опис напівсхеми, що відповідає поняттю «Співробітник»

Для побудови запитів до бази даних необхідно описати структуру бази даних у термінах метамоделі та додатково визначити зв’язки між поняттями.
Для опису структури бази даних, треба визначити зміст відношень  та :
– ім’я поняття, відповідає назві таблиці,
 – ім’я варіанту визначення,  відповідає назві таблиці, тільки одне визначення, 
 – ім’я ролі, приймає значення атрибуту таблиці,
 – значення ролі, визначає тип атрибуту.
Для побудови відображень між поняттями необхідно визначити відповідність між ролями різних понять.
Де  – скінчена множина, елементи якої відповідають іменам понять предметної області,  – скінчена множина, елементи якої відповідають іменам понять, що описують базу даних,  множина відображень з  в , при цьому відображення U  на A – , де .
Де  – структурна частина поняття користувача, для якої будується відображення.
 – структурна частина поняття користувача, на яку будується відображення.
Одночасно повинні виконуватися наступні обмеження :
1)	; 
2)	, якщо ;
3)	, якщо ;
4)	;
5)	 слідує з (1) оскільки;
6)	немає циклів;
7)	відображення  на  сюр’єктивно ();
Реалізація зазначених вище обмежень, окрім 6, будується за допомогою стандартних засобів реляційних баз даних, ключових полів, зв’язків та запитів, які наведені у додатках дисертації. 
У четвертому розділі запропоновані методи побудови уявлень користувачів, методи генерації спеціальних звітів з використанням уявлень користувачів заснованих на алгебраїчній теорії напівсхем
Оскільки передбачається, що інформаційна система організаційного управління вже розроблена та функціонує, то можна запропонувати два методи формування понять – прямий та зворотний.
Прямій метод – вимагає повторного аналізу предметної області із залученням ІТ-фахівців. У результаті їх роботи будується модель предметної області після чого побудована модель проектується на існуючу базу даних. Причому при даному підході можна виявити поняття або елементи понять, які не реалізовані й можуть потребувати доробки ІС. Також прямий метод може використовуватися на початкових стадіях проектування нової інформаційної системи (рис. 4).

Рис. 4. Прямий метод побудови уявлень користувача

При використанні прямого метода побудови метаданих системи у наслідок додаткового аналізу предметної області або предметних областей с використання спеціалістів необхідно провести такі дії.
1.	Описи схем, діаграм, моделей привести до  опису моделі у термінах теорії напівсхем.
1.1.	Отримати документ, який описує тільки структурні частини уявлень користувачів та зв’язки між ними;
1.2.	Привести опис документу у відповідність з правилами опису напівсхем.
2.	Виконати побудову структури понять у метаданих системи. 
3.	Виконати перевірку понять згідно правилам перевірки метаданих:
3.1.	 перевірити коректність варіантів визначення:
3.1.1.	пошук варіантів визначення, що не описанні або не використовуються;
3.1.2.	визначити однозначність опису варіантів визначення;
3.2.	перевірка властивостей напівсхеми;
3.3.	перевірка не повністю описаних понятий. 
4.	Виконати побудову зв’язків між уявленнями. 
5.	Виконати перевірку коректності побудови зв’язків між уявленнями
5.1.	 перевірити відсутність циклічних посилань;
5.2.	 перевірити однозначність визначення зв’язків.

На відміну від прямого методу побудови уявлень користувачів, при зворотному методі уявлення користувачів формуються за допомогою програмного засобу, який використовує структуру існуючою бази даних та будує опис автоматично. З початку отримуємо опис структури бази даних  у термінах метамоделі. На базі цього опису за допомогою спеціалістів будуємо опис предметних областей користувачів. При використанні зворотного методу  ми  одержуємо опис понять, які реалізовані в системі. Можна виділити наступні джерела понять – базові таблиці й представлення (view) і структурні частини понять – атрибути. Причому, якщо дані сильно нормалізовані, варто віддавати перевагу представленням. Визначення зв'язків між поняттями відбувається на підставі зв'язків між таблицями й представленнями (view). Схема зворотного методу представлена на рис 5.

Рис 5. Зворотній метод побудови уявлень користувача

На відміну від описаних вище кроків побудови метаданих при зворотному методі, використовують опис структури баз даних та на його основі будують описи уявлень користувачів. 
Слід зазначити, що додатково необхідно реалізувати механізм який забезпечує актуальність метаданих. Цей механізм працює у автоматичному режимі та дозволяє відслідковувати зміни які відбуваються, як у бази даних інформаційної системи, так у метаданих. Зміни, що призводять до некоректного стану метаданих, надаються адміністратору у вигляді рекомендаций до змін, якщо їх не можливо виправити у автоматичному режимі.
За допомогою метаданих користувач має можливість отримати запит та данні, далі потрібно виконати форматування цих даних. Для запропоновано використовувати rtf шаблони, які дозволяють обробляти документ за допомогою текстових редакторів і розташовувати елементи даних у вигляді спеціальних меток. Також користувач має можливість експортувати отримані данні у xls формат для подальшого аналізу. Для більшої гнучкості застосовується додатковий програмний модуль, який дозволяє підміняти джерело даних для звітів у форматі CrystalReport  використовуючи уявлення користувачів у межах існуючих шаблонів інформаційної системи. 
У п’ятому розділі описано процес інтеграції запропонованої технології та проведене оцінювання її ефективності .
Інформаційно-аналітичну систему організаційного керування реалізовано відповідно до класичної 3-х рівневої архітектури клієнт-сервер: рівень сховища даних, рівень бізнес-логіки й рівень інтерфейсу користувачів. 
При проектуванні інформаційно-аналітичної системи організаційного керування використані наступні рішення й технології
•	сховище даних реалізоване на базі реляційної СУБД MS SQL Server,
•	рівень бізнес-логіки реалізований з використанням технології COM+ і клієнтський додаток,
•	рівень інтерфейсів користувача реалізує контейнер, що забезпечує загальні інтерфейси доступу до компонентів бізнес-логіки і інтерфейси, що здійснюють взаємодію цих компонентів, виконаних як Active-X компоненти.
З метою оцінки ефективності запропонованої в роботі технології проводився моніторинг і аналіз відповідних показників у ході впровадження системи «Провідник» дивись рис 6.

Рис. 6. Динаміка кількості звертань користувачів у ході впровадження

Аналіз отриманих даних показує що зменшення кількості звертань користувачів у службу підтримки стосовно звітів склало 64,7%. При цьому в ході виконання впровадження із другого по дев'ятий місяць спостерігався ріст кількості звертань користувачів за рахунок звертань із запитами на консультування. Дана статистика дозволяє з достатньо високою вірогідністю стверджувати про доречність застосування запропонованої технології.

ВИСНОВКИ

У дисертаційній роботі вирішена науково-прикладна задача – розробка моделей, методів та реалізація науково обґрунтованої прикладної інформаційної технології, що забезпечує формування екстраординарних звітів без участі служби супроводу в інформаційних системах організаційного управління. Розв’язання цієї задачі базується на наступних результатах:
1.	Аналіз особливостей систем генерації звітів і методів їх інтеграції в інформаційні системи, призначених для управління організаціями й підтримки прийняття рішень, показав необхідність впровадження до інформаційної системи організаційного управління механізмів забезпечення гнучкості засобів доступу до даних, а також застосування цих механізмів на всіх рівнях керування.
2.	На базі аналізу процесів життєвого циклу інформаційної системи у відповідності до стандарту ISO/IEC 12207 удосконалено поняття регулярного 
й екстраординарного звітів, що дозволило обґрунтувати необхідність удосконалення методів формування екстраординарних звітів.
3.	На основі порівняльного аналізу методів концептуального моделювання предметних областей інформаційних систем організаційного управління 
було встановлено, що теорія напівсхем дозволяє формалізувати уявлення користувачів, одночасно залишаючи можливість описувати їх різними способами.
4.	Вперше було використано теорію напівсхем для побудови метамоделі при концептуальному моделюванні предметних областей інформаційних систем організаційного управління, що дозволило уніфікувати формальний опис уявлень користувачів про данні, які використовуються інформаційною системою, розробити та обґрунтувати методи верифікації формалізованих описів уявлень користувачів.
5.	Одержав подальший розвиток метод відображення напівсхем в реляційну базу даних для концептуальних моделей предметних областей інформаційних систем організаційного управління шляхом визначення відповідного класу напівсхем ( нерекурсивні напівсхеми), що дозволило: 
– описати структуру сховища концептуальних моделей, яке реалізується за допомогою реляційних баз даних; 
– реалізувати алгоритми верифікації уявлень користувачів виразами реляційної алгебри, які відповідають операторам у реляційних системах керування базами даних, що підтримують стандарт SQL 92;
– описати рівень метаданих формалізованою мовою, що надало можливість побудувати уявлення користувачів в інформаційній системі та забезпечило однозначне відображення цих уявлень на базу даних.
6.	На базі запропонованої метамоделі реалізовані методи побудови запитів та заснованих на них звітів з уявлень користувачів, що використовують вирази реляційної алгебри, які дозволяють інтегрувати ці методи у реляційні бази даних.
7.	Удосконалено метод побудови екстраординарних звітів шляхом інтеграції рівня метаданих, який на відміну від існуючих дозволяє користувачам самостійно формувати описи предметних областей у межах запропонованої метамоделі та контролювати їх цілісність та несуперечливість. Це дозволило автоматизувати процес створення екстраординарних звітів з використанням метаданих, за рахунок надання користувачам широких можливостей при створенні звіту; зменшити навантаження під час створення екстраординарних звітів на спеціалістів супроводу інформаційної системи організації.
8.	На базі запропонованої технології розроблено програмне забезпечення підсистеми генерації екстраординарних звітів і здійснена його інтеграція 
в інформаційну аналітичну систему управління Херсонським державним університетом. 
Результати дослідної експлуатації показують ефективність застосування даної технології в системі керування університетом, що підтверджується відповідними актами впровадження результатів дослідження. 

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1.	Федорченко К.А. Особенности генерации отчетов в информационных системах управления вузом / К.А. Федорченко // Інформаційні технології в освіті: зб. наук. пр. – Херсон: ХДУ, 2008. – Вип. 2. – С. 62–65.
2.	Жолткевич Г.Н. Интеграция средств генерации отчетов в информационные системы / Г.Н. Жолткевич, К.А. Федорченко // Вестн. Херсон. гос. техн. ун-та. – 2002. – № 15. – С. 184–186.
3.	Федорченко К.А. Использование и динамическое построение отчетности в информационных системах / К.А.Федорченко // Вестн. Херсон. гос. техн. 
ун-та. – Херсон: ХГТУ, 2001. – Вып. 3 (12). – С. 280–282.
4.	Федорченко К.А. Збір аналітичної і статистичної інформації в ІАС / К.А. Федорченко // Інформаційна інфраструктура вищих закладів освіти: зб. наук. пр. / Херсон. держ. пед. ун-т – Херсон : ХДПУ, 2000. – Т. 2. – С. 102–106.
5.	Федорченко К.А. Особенности эксплуатации информационных систем / К.А. Федорченко // Вестн. Херсон. гос. техн. ун-та. – Херсон: ХГТУ, 2003. – Вып. 3 (19). – С. 436–439.
6.	Жолткевич Г.Н. Представление полусхем предметных областей информационных систем средствами реляционных баз данных / Г.Н. Жолткевич, Т.В. Семёнова, К.А. Федорченко // Вісн. Харк. нац. ун-ту ім. В. Н. Каразіна. Сер. Математичне моделювання. Інформаційні технології. Автоматизовані системи управління. – 2004. – № 629, вип. 3. – С. 11–24.
7.	Жолткевич Г.Н. Проверка корректности спецификации концептуальной модели предметной области средствами реляционной алгебры / Г.Н. Жолткевич, К.А. Федорченко // Вестн. Херсон. гос. техн. ун-та. – 2005. – № 22 (2). – С. 138–143.
8.	Жолткевич Г.Н. Об одном классе концептуальных моделей / Г.Н. Жолткевич, К.А. Федорченко // Вестн. НТУ «ХПИ»: сб. науч. тр. – Х.: НТУ «ХПИ», 2006. – № 19: Системный анализ, управление и информационные технологии. – С. 51–56.
9.	Федорченко К.А. Реализация методов сравнения множеств средствами реляционных баз данных / К.А. Федорченко // Інформаційні технології в освіті: зб. наук. пр. – Херсон: Вид-во ХДУ, 2009. – Вип. 3. – С. 279–282.
10.	 Інформаційно-аналітична система керування вищим навчальним закладом: а. с. 10907 Україна / Щедролосьєв Д.Є., Співаковський О.В., Свєтланов І.Л., Бучинський І.В., Федорченко К.А., Саржан Є.М., Толстопят К.В., Верещак К.В, Мазур А.В. – № 10907; заявл. 31.08.04 ; опубл. 15.02.05, Бюл. № 6.
11.	 Федорченко К.А. Использование статистической и аналитической информации в информационных системах в сфере образования / К.А. Федорченко // Інформатизація освіти України: стан, проблеми, перспективи: матеріали 
2-ої міжнар. наук.-практ. конф. – Херсон : Вид-во ХДУ, 2003. – С. 145–147.
12.	Федорченко К.А. Системы отчетности как инструмент повышения эффективности информационных систем / К.А. Федорченко // Інформаційні технології в системі керування вищою освітою України: матеріали міжнар. наук.-практ. конф. – Херсон: Вид-во ХДУ, 2004. – С. 23–24.

АНОТАЦІЯ
Федорченко К.А. Моделі, методи та інформаційна технологія генерації екстраординарних звітів в інформаційних системах організаційного управління. – Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.06 – інформаційні технології. – Харківський національний університет радіоелектроніки, Харків, 2011.
Дисертаційна робота присвячена розробці моделей, методів та прикладної інформаційної технології генерації екстраординарних звітів. Запропоновано використання теорії напівсхем для побудови метаданих інформаційної системи. Виконано аналіз користувацьких уявлень у рамках запропонованої теорії та виявлено, що застосування не рекурсивних напівсхем дозволяє, не тільки добре описувати предметну область, але й однозначно відображати ці напівсхеми на базу даних. Розроблено методи формування структурованих користувацьких уявлень про дані інформаційної системи. Показана можливість відображення структурованих користувацьких уявлень на базу даних з наступним формуванням запиту до бази даних. Описано інформаційну технологію побудови екстраординарних звітів на базі структурованих користувацьких уявлень, що зберігаються у метаданих інформаційної системи. 
Запропонований підхід дозволяє користувачу, на базі структурованого опису предметної області інформаційної системи, вибирати необхідну інформацію та отримувати її у вигляді звітів. За рахунок використання розробленого програмного засобу, вдалось зменшити навантаження служби супроводу інформаційної системи розробкою додаткових звітів.

Ключові слова: інформаційна система, метадані, реляційна модель, напівсхема, множина, звіт.

АНОТАЦИЯ
Федорченко К.А. Модели, методы и информационная технология генерации экстраординарных отчетов в информационных системах организационного управления. – Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.13.06 – информационные технологии. – Харьковский национальный университет радиоэлектроники, Харьков, 2011.
Диссертационная работа посвящена разработке моделей, методов и прикладной информационной технологии генерации экстраординарных отчетов. Опыт эксплуатации информационных систем организационного управления, показывает необходимость формирования различного вида экстренных отчетов в ограниченные сроки, не предусмотренных разработчиками системы. Данная работа в основном ложиться на службу сопровождения информационной системы, что сказывается на времени создания отчета. Разработка информационной технологии позволила пользователям самостоятельно формировать запросы к базе данных и отчеты, а также позволила повысить продуктивность работы, как пользователей, так и информационной системы в целом. 
Анализ программных средств генерации отчетов и методов их интеграции в информационные системы показал, что существующие решения не позволяют пользователям в полной мере использовать ресурсы информационной системы, и предназначены для специалистов информационной поддержки. Основной проблемой для пользователей является извлечение данных из базы данных. 
Для решения данной проблемы предложено использовать метаданные информационной системы, описывающие представления пользователя о ее структуре. Пользователь имеет возможность не только использовать метаданные, но и создавать собственные описания данных на базе существующих. Предоставление пользователю возможности самостоятельно создавать структурированные представления о данных информационной системы, требует создания правил, для проверки корректности, целостности и не противоречивости метаданных созданных пользователем. 
Известные методы представления метаданных являются или слишком общими, например модель онтологий, или слишком формальными – 
RDF-модель. Поэтому в качестве модели метаданных информационной системы было предложено использование теории полусхем, которая обладает простотой описания, гибкостью и необходимыми алгоритмами проверки.
Использование теории полусхем позволило реализовать уровень метаданных в виде реляционной базы данных, а также описать алгоритмы проверки корректности выражениями реляционной алгебры. 
В рамках используемой теории был исследован специальный вид полусхем – нерекурсивные полусхемы. Исследование показали, что с использованием данного вида полусхем можно построить описание предметных областей информационной системы организационного управления и получить однозначное отображение полученного описания на базу данных. На основании использования нерекурсивных полусхем описаны методы формирования пользовательских представлений и методы их отображения на базу данных с последующим формированием запроса.
Для построения описания предметной области реализованы методы формирования пользовательских представлений, прямой и обратный. 
Прямой – требует повторного анализа предметной области с привлечением специалистов, на основании их работы строиться модель предметной области после этого построенная модель проецируется на существующую базу данных. Причем при данном подходе можно выявить понятия или элементы понятий, которые не реализованы и могут потребовать доработки. Обратный метод построения – подразумевает использование существующей базы данных и работающей системы. 
Методы автоматизации генерации специальных отчетов включают в себя ряд этапов связанных между собой и позволяющих упростить процесс построение экстраординарного отчета. В рамках процесса автоматизации генерации отчетов выполнены следующие шаги: разработана технология моделирования пользовательских представлений предметной области информационной системы организационного управления средствами теории полусхем, предложены и обоснованы методы трансформации пользовательских представлений в запросы с последующим построением на их базе экстраординарных отчетов, что позволило использовать при программировании стандартные средства реляционных баз данных. 
Полученные результаты исследования реализованы в виде программных компонентов и интегрированы в информационную систему организационного управления. За счет использования программного средства, удалось уменьшить нагрузку на службу сопровождения информационной технологии.

Ключевые слова: информационная система, метаданные, реляционная модель, полсхема, отношение, отчет.

ANNOTATION
Fedorchenko K.А. Models, methods and information technology of the extraordinary reports generation in the information systems of organization management. – Manuscript.
Thesis for obtaining scientific degree of candidate of technical sciences on the speciality 05.13.06 – information technologies. – Kharkiv national university of radioelectroniks, Kharkiv, 2011.
The thesis is dedicated to the development of models, methods and information technology of extraordinary reports generation. It was suggested to use semi-scheme theory for the constructing of information system metadata. It was developed the methods of formation of the users structured notions about information system data. It was shown the possibility of representation of the users structured notions about database with the following creation of the request to the database.
It was described information technology of the extraordinary reports formation, based on users structured notions, which are kept in information system metadata.
The suggested approach, based on structured description information system knowledge domain, let the user to choose the necessary information and get it as reports. By using the developed software, it became possible to lessen loading of assistance service of information system by the developing of additional reports.
Key words: information system, metadata, relational model, semi-scheme, relations, report.

Підп. до друку 31.05.2011.	Формат 60х84 1/16. 	Спосіб друку – ризографія.
Умов.-друк.арк. 1,2.	Облік. вид. арк. 1,1.	Тираж 100 прим.
Ціна договірна	Зам №2-463

ХНУРЕ. Україна. 61166, Харків, просп. Леніна, 14

Віддруковано в навчально-науковому
видавничо-поліграфічному центрі ХНУРЕ
61166, Харків, просп. Леніна, 14