A METHOD FOR ASSESSING THE RESOURCE INTENSITY OF CHANGING THE REQUIREMENTS OF THE PURPOSE WHEN THE DESCRIPTION OF RECONFIGURABLE INFOCOMMUNICATION SYSTEMS IS INCOMPLETE

Full Text

Введение Развитие инфокоммуникационных систем привело к существенному увеличению их струк- турной и функциональной сложности. Количе- ство телекоммуникационных услуг, предостав- ляемых абонентам, значительно увеличивается. Изменение технических возможностей по предо- ставлению портфеля инфокоммуникационных услуг, с одной стороны, а предпочтения абонен- тов в получении современных сервисов, с дру- гой стороны, определяют изменения требований назначения мультисервисных инфокоммуника- ционных систем. Основными причинами измене- ния требований назначения из-за внешних усло- вий являются [1; 2]: внешние условия по отношению к организа- ции-заказчику (требования рынка и регуляторов); изменение самой организации (организаци- онно-штатные и нормативные изменения); возможности и ограничения поставщика ин- фокоммуникационных услуг (влияние техниче- ских и технологических решений и ограничений). «Infokommunikacionnye tehnologii» 2021, Vol. 19, No. 3, pp. 327-335 Изменение требований приводит к необхо- димости реконфигурации многофункциональ- ной инфокоммуникационной системы на основе процесса непрерывного улучшения [3]. Анализ отдельных инфокоммуникационных систем по- казывает, что для них характерно значение коэф- фициента динамики требований назначения на уровне 0,10-0,35 в год. Выполнение мероприя- тий реконфигурации требует ресурсного обеспе- чения. В рамках планирования развития системы необходимо оценивать потребности в ресурсах всех видов, необходимых на модернизацию си- стемы. Известные подходы к оценке ресурсоемкости развития многофункциональных систем требуют разработки проектов модернизации (эскизных или технических предложений), предполагаю- щих длительную и трудоемкую работу. При при- нятии решений на развитие многофункциональ- ной системы целесообразны приближенные оценки потребных ресурсов в зависимости от величины изменения требований. Отсутствие решения проблемы оценки ресурсоемкости ре- конфигурации при неполноте описания систе- мы определяет актуальность разработки метода оценки ресурсоёмкости изменения требований назначения реконфигурируемых инфокоммуни- кационных систем. Постановка задачи Задача оценивания динамики требований на- значений имеет следующую постановку: Рассматривается сервис-ориентированная мо- дель многофункциональной инфокоммуникаци- онной системы, в рамках которой она может быть представлена в виде множества функциональных Обзор подходов к оцениванию ресурсоемкости реконфигурации инфокоммуникационных систем Вопросы оценивания ресурсоемкости модер- низации и реконфигурации инфокоммуникацион- ных систем широко рассматриваются с позиций калькуляции оценок совокупных затрат по всем отдельным проектам модернизации (по каждому функциональному компоненту). По каждому проекту модернизации по всем видам ресурсов оценка может быть выполнена на основе метода нормативов. Для этих целей могут быть применены государственные элемен- тарные сметные нормы. Однако их применение требует значительной проработки проекта. При отсутствии полного проекта применяются ме- тодики оценивания на основе наиболее важных показателей проекта. Среди таких методик могут быть рассмотрены: COCOMO (COnstructive COst MOdel), SLIM (Software Lifecycle Management), PERT (Project evaluation and Review Technique), COSYSMO (COnstructive SYStem engineering cost MOdel), SEER SEM (SEER for Software), IF- PUG FPA (International Function Point Users Group Function Point Analysis), MkII FPA (Mk II Function Point Analysis) [5; 6]. Исходные идеи указанных методик учитывают размер проекта, квалифика- цию исполнителей и сложившуюся в организа- ции ресурсоемкость выполнения отдельных опе- раций. Учет особенностей реализации проекта модернизации обеспечивается применением не- четких данных [7]: использование лингвисти- ческих переменных с переводом в поправочные коэффициенты регрессионных уравнений; не- четкие множества [8], с использованием которых описываются значения исходных параметров; а компонентов [4]: S si , i 1..n. К многофунктакже нечетко-интервальные описания представциональной системе относят систему функциления итоговых оценок ресурсоемкости [9]. ональных требований QRô . Под воздействием Задача получения априорных оценок ресурсовнешних факторов требования назначения из- Y емкости реконфигурации инфокоммуникационных систем имеет общий подход с задачей оцеменяются: QRô QRô,í . Изменение системы требований приводит к снижению уровня принивания ресурсоемкости реализации НИОКР, для которых известны методики нечеткого экспертгодности системы Kã . Изменение системы реаного оценивания [10], параметрического оценилизуется набором мероприятий модернизации: M (QRô,í ) вания на основе аналога [11]. При этом в параме- M : S Sí . На реконфигурацию многотрических моделях в качестве исходного объекта функциональной системы затрачиваются ресурсы времени, материалов (денежные) и труда: R rt , rm , rl . Требуется: разработать механизм оценива- ния ресурсоемкости модернизации системы может рассматриваться как проект-аналог, так и результат реализации проекта (модернизирован- ная инфокоммуникационная система). Задача оценивания решается как применительно к пол- ной ресурсоемкости, так и по ее отдельным со- : Rˆ QR t при изменении требований наставляющим (трудоемкости, материалоемкости значения многофункциональной системы. и оперативности). В [12] определена параметри- Рисунок 1. Преобразование системы требований ческая модель трудоемкости программного про- дукта на основе анализа сложности разрабатыва- емого объекта, учитывающая его структурную и функциональную сложность. В [13] определена системе в заданный момент времени может быть представлена иерархией над частными требова- ниями: многопараметрическая модель расчета трудоем- QRô CR qr , E , (1) кости разработки программного обеспечения на где CR - набор комплексных требований наоснове аналога с использованием 8 поправочных значения; qr - множество функциональных коэффициентов (по каждому их которых определены возможные значения). Апостериорные требований назначения; E - отношения (за- висимости) между требованиями. При этом оценки получают с использованием статистических методов, которые позволяют рассчитывать E CR qr qr e , e - отношения зафактическую потребность в ресурсах на реализа- цию ИТ-системы [14; 15]. Отмечается необходимость в рамках выпол- нения процесса управления требованиями и их изменениями для снижения перепроектирования висимости между двумя требованиями, множе- ство листьев совпадает с qr . В соответствии с [20; 21] изменение требова- ний реализуется путем следующих базовых опе- раций: многофункциональных систем в процессе ее раз- UQR Create, Delete, Modify , (2) работки из-за нечеткости описаний [16]. Оценка ресурсов на внесение изменений в систему вы- - операция создать (добавить) требование полняется на основе трассировки системы требо- Create qrN 1 реализует добавление нового треваний, отмечается необходимость оптимизации бования к системе требований назначения; портфеля услуг - выполнения текущей системы - операция удалить требование Delete qri требований на основе многопараметрической оценки пригодности [17]. Анализ известных ме- тодов показывает, что данные методы оценивания ресурсоемкости реконфигурации требуют нали- чия значительного уровня проработки проекта. Таким образом, вопрос априорного оценивания изменения требует проработки применительно к инфокоммуникационным системам. Модель изменения требований назначения Описание системы требований в соответствии с целеориентированным подходом может быть выполнено с использованием методологий NFR Framework, i*/Tropos, KAOS methodology и Goal- Based Requirements Analysis Method [18; 19]. Сиреализует удаление существующего требования; - операция изменить (модифицировать) тре- бование Modify qri реализует изменение требо- вания. В соответствии с [21] наличие взаимосвязей по входам и выходам между требованиями при- водит к необходимости добавления, удаления и модификации связей между требованиями. В общем случае это приводит к 8 типам операций изменения требований. Исходя из практики, изменение системы тре- бований реализуется итеративно, таким образом, за один цикл изменения реализуется несколько управляющих воздействий преобразования системы требований: U u (рисунок 1). Ui стема требований QRô к многофункциональной QRi QRi 1. (3) Рисунок 2. Общая схема оценки ресурсоемкости реализации изменения требований Оценка ресурсоемкости реализации изменения требований с использованием нечетких методов Следует отметить, что необходимость оценки интенсивности изменения требований заключа- ется в возможности получения оценок ресурсов, необходимых на сопровождение таких измене- ний. Возможно оценивать количество ресурсов сурсоемкости в зависимости от вида изменения требования. В общем случае расчет оценки по выражению (6) связан с некоторыми неточностями в связи с изменением ресурсоемкости от вида изменения требований ui . Анализ многофункциональных инфокоммуникационных систем показывает, что вид измене- ния требований в среднем оказывает различное Rˆ, необходимых на развитие многофункциовлияние на сложность реализации функциональнальных систем. В общем случае предполагает- ся, что оценку ресурсоемкости процесса развития можно выполнить на основе значения показателя интенсивности изменения требований. При пред- положении о линейной зависимости ресурсоем- кости и важности функционального компонента могут быть получены следующие оценки: Приближенная оценка ресурсоемкости: ных возможностей многофункциональной систе- мы. Наибольшее влияние оказывает добавление нового требования: коэффициент изменения ре- сурсоемкости варьируется от 0,8 до 1,3 (меньшее значение коэффициента возможно за счет вне- дрения новых технологий, а большее значение за счет единичности работ). Удаление требований существенно зависит от области приложения Rïð Rìôñ , (4) системы: для программных инфокоммуникационных систем оно близко к нулю, а для сложных где Rìôñ - ресурсоемкость развёртывания многоорганизационно-технических может составлять функциональной системы; - показатель интенсивности изменения требований назначения. до 0,3, что связано с расформированием обеспе- чивающей системы. Изменение требований ока- T QR , n QR , (5) зывает промежуточный вклад в ресурсоемкость. i i 1 Подход к оценке ресурсоемкости где QR - совокупные изменения системы тререализации изменения требований бований за промежуток времени T; i - коэфс использованием нечетких методов фициент изменения требований на i-м такте. Уточненная оценка ресурсоемкости: N Учет неточности описания характеристик многофункциональных инфокоммуникационных Ró i 1 ki ui Ri , (6) систем может быть реализован путем использова- ния нечетких оценок ресурсоёмкости. В качестве где Ri - ресурсоемкость развёртывания функтаковых в работе рассматриваются интервальный ционального компонента, реализующего соответствующую функцию (при добавлении нового функционального компонента используется меметод и нечеткие треугольные числа. В рамках одной многофункциональной систе- мы оцениваемый процесс изменения функциотод аналога); ki - коэффициент изменения ренального компонента может отличаться от анало- Лингв. оценка Оператор изменения требования Добавле- ние Измене- ние Удаление Обыч. [0, 7;1, 0] [0, 0;0, 4] [0, 0;0, 1] Выс. [0, 9;1, 1] [0, 2;0, 6] [0, 0;0, 2] Знач. [1, 0;1, 3] [0, 4;0, 8] [0, 0;0, 3] Таблица 1. Значения поправочного коэффициента при интервальном представлении оценок ресурсоемкости Таблица 2. Значения поправочного коэффициента при представлении оценок ресурсоемкости в форме нечёт- ких треугольных чисел Лингв. оценка Оператор изменения требования Добавление Изменение Удаление Обыч. <0,9;0,2;0,2> <0,2;0,2;02> <0,0;0,0;0,1> Выс. <1,0;0,3;0,2> <0,4;0,2;02> <0,0;0,0;0,2> Знач. <1,1;0,2;0,2> <0,6;0,2;02> <0,1;0,1;0,2> га (исходного компонента) новизной, сложностью реализации и научно-техническим уровнем. Определение оценок ресурсоемкости предпола- гает экспертное определение отличий от проекта аналога в форме лингвистических оценок: Использование интервального метода для оценивания ресурсоемкости Каждый поправочный коэффициент при ис- пользовании интервального метода задается интервалом K ð : k k min , kmax . Значение ресурсо- íîâ , ñëîæ , êà÷ , (7) ёмкости функционального компонента аналога где íîâ оценка уровня новизны функциональможет быть также задано в интервальной форме. ного компонента; ñëîæ оценка уровня сложно- Для расчета значений ресурсоемкости в соотсти; êà÷ - оценка научно-технического уровня. ветствии с выражениями (8) и (9) заданы опера- Значения факторов задаются для многофункци- ональной системы на основе ретроспективно- го анализа (рисунок 2) и уточняются на каждом шаге цикла принятия решений. Оценка ресурсоемкости реконфигурации, та- ким образом, может быть выполнена путем умно- жения частных оценок ресурсоемкости проекта- аналога (на основе функционального требования) на соответствующие поправочные коэффициен- ты, отражающие влияние соответствующих фак- торов: ции сложения: k1 k2 k1,min k2,min , k1,max k2,max , умножения: k1 k2 k1,min k2,min , k1,max k2,max . Значения поправочного коэффициента зада- ются путем присвоения лингвистической оценки влияния изменения функционального требова- ния. Введено три лингвистических оценки, уста- навливающих различия в комплексном уровне (7) сложности, качества и новизны функциональноi i Rð K ð R* , (8) го требования. где R i * - оценка ресурсоемкости создания функ- Использование нечетких треугольных ционального компонента - аналога; K ð k ñëîæ чисел для оценивания ресурсоемкости kíîâ kêà÷ - поправочный коэффициент, рассчитываемый на основе значения факторов. Совокупная уточненная оценка ресурсоемко- При применении нечетких треугольных чисел каждый поправочный коэффициент задается нести рассчитывается по формуле: четким треугольным числом: k a, , . Rð ð Ri ð * K Ri . (9) Для расчета значений ресурсоемкости в соответствии с выражениями (8) и (9) заданы операi i При этом значения поправочного коэффициции сложения [22]: ента рассчитываются отдельно по классам опера- ций изменения требований назначения: k1 k2 умножения: a1 a2 , 1 2 , 1 2 , K ð c m d K ð ; K ð ; K ð , k1 k2 a1 a2 , a2 1 a1 2 , a2 1 a1 2 , где c K ð , m K ð , K d ð - поправочные коэффициенты дефаззификации: при оценке ресурсоемкости в задачах создания, модификации и удаления требований назначения. a k , a - x x dx a На каждом шаге управления изменениями a - x dx требований назначения выполняется уточнение где x функция принадлежности нечеткого поправочных коэффициентов с целью минимизации ошибки оценивания ресурсоемкости внесе- ния изменений: числа: 1 x - a , x a; í K ð arg min R R, K , qr ; (10) x 1 - x - a , x a. ð ôê ð ð Rn 1 Rn 1 - Rn 1 Kí K , R . Рисунок 3. Расчет показателя ресурсоемкости (трудоемкости) реализации изменения требований назначения Расчет ресурсоемкости изменения 9 4 6 Rð Rð Rð Rð ; требований назначения Rð Kñ R* Kd R* Km R*; многофункциональной îá 9 çíà÷ 4 âûñ 6 инфокоммуникационной системы Rð 15 0,9; 0, 2; 0, 2 10 0,1; 0,1; 0, 2 Рассмотрим пример расчета ресурсоемко- 22 0, 4; 0, 2; 0, 2 ; сти изменения требований назначений на осно- ве системы требований из 8 показателей назна- Rð 13,5;3, 0;3, 0 1, 0;1, 0; 2, 0 чения (рисунок 3), объединенных в три группы 8,8; 4, 4; 4, 4 23,3;8, 4;9, 4 ; услуг (голос, видео и передача данных). Цикл изменения требований предполагает добавле- ние, удаление и модификацию по одной частной инфокоммуникационной услуге. Не снижая общ- ности подхода в работе, рассмотрен показатель трудоемкости (на рисунке представлены оценки трудоемкости реализации соответствующих функ- циональных требований в человеко-месяцах). Приближенная оценка ресурсоемкости: i i j i Rð 23, 63. Результаты расчета показывают, что прибли- женная оценка входит в треугольную и интер- вальную оценки, однако имеет некоторые отличия от среднего из-за недоучета мероприятий вывода функциональных компонентов из эксплуатации вследствие исключения требований назначения. Заключение Изменение условий развития многофункцио- Rïð Rìôñ v R ; Rïð 0,162 115 18, 63. Расчёт оценок ресурсоемкости интервальным методом: 9 4 6 Rð Rð Rð Rð ; нальных инфокоммуникационных систем при- водит к увеличению интенсивности изменения требований назначения. Это определяет необхо- димость реконфигурации инфокоммуникацион- ной системы и планирования затрат ресурсов на Rð Kñ R* Kd R* Km R*; непрерывное обеспечение процесса развития. îá 9 çíà÷ 4 âûñ 6 Rð 15 0, 7;1, 0 10 0, 0; 0,3 22 0, 2; 0, 6 ; Rð 10,5;15, 0 0, 0;3, 0 4, 4;13, 2 14,9;31, 2 . Расчёт оценок ресурсоемкости нечетким ме- тодом: Для получения приближенных оценок ресурсоёмкости реализации изменения требований предложен подход на основе нечетких лингвисти- ческих оценок. Этот подход позволяет на основе изменения системы требований рассчитывать непосредственно в рамках процесса управления требованиями также и оценки ресурсов на про- цессы реконфигурации. Тем самым это позволяет на ранних стадиях цикла принятия решений иметь оценки ресурсоемкости процесса рекон- фигурации.

About the authors

I. V Loginov

The Academy of the Federal Guard Service of the Russian Federation

Email: loginov_iv@bk.ru
Orel, Russian Federation

References

Supplementary files