Поделиться в Facebook Поделиться ВКонтакте Поделиться в LinkedIn Опубликовать в Twitter

С. Зыль "Использование метода анализа иерархий (МАИ) для выбора операционной системы реального времени"

Рано или поздно многим предприятиям приходится сталкиваться с задачей выбора технологической операционной системы, на базе которой будет выполняться автоматизация предприятия или разработка нового поколения продукции. Задача выбора не так проста, как это может показаться вначале – по моему глубокому убеждению, разработка соответствующих критериев является вполне диссертабельной темой и по важности, и по сложности. Однако, если на предприятии есть специалисты, хорошо знающие проблематику предприятия, вытекающие из неё требования к операционным системам и необходимые характеристики операционных систем, то задачу выбора можно решить относительно просто – с помощью метода анализа иерархий.

Метод анализа иерархий (МАИ) является самым, пожалуй, известным и удобным методом поиска оптимального решения той или иной задачи на основе суждений специалистов (т.е. на основе экспертных оценок). Суть метода заключается в том, что сначала определяется перечень критериев выбора и вес, т.е. важность каждого из этих критериев, а затем эксперты, участвующие в выборе, указывают для каждого из предложенных вариантов оценки по каждому критерию. Интегральные оценки каждого из вариантов, полученные с учетом оценок по всем критериям, можно легко сравнить.

В данной публикации мы рассмотрим небольшой пример, иллюстрирующий возможный подход к выбору ОСРВ на основе МАИ. Вычисления могут содержать ошибки, т.к. автор публикации преднамеренно не проверял правильность расчетов – этот анализ выполнен в демонстрационных целях.

Итак, как указано в работе [1], иерархия строится с вершины – цели анализа (в нашем случае это – операционная система, которую надо выбрать), через промежуточные уровни (критерии, по которым производится сравнение вариантов) к нижнему уровню (который является перечислением альтернатив). Пример возможной иерархии для выбора одной операционной системы из трех представлен на рисунке 1.

Иерархия для выбора операционной системы

Рис.1. Иерархия для выбора операционной системы

Для достижения цели анализа производится сравнение каждого критерия альтернатив попарно. В работе [1] была предложена вполне удобная шкала относительной важности критериев, представленная в таблице 1.

Таблица 1. Шкала относительной важности критериев

ВажностьОпределениеКомментарий
1Равная важностьРавный вклад двух видов деятельности в цель
3Умеренное превосходство одного над другимОпыт и суждения дают лёгкое превосходство одному виду деятельности над другим
5Существенное или сильное превосходствоОпыт и суждения дают сильное превосходство одному виду деятельности над другим
7Значительное превосходствоОдному виду деятельности даётся настолько сильное превосходство, что оно становится практически значительным
9Очень сильное превосходствоОчевидность превосходства одного вида деятельности над другим подтверждается очень сильно
2, 4, 6, 8Промежуточные решения между двумя соседними суждениямиПрименяются в компромиссном случае
Обратные величины приведенных выше чиселЕсли при сравнении одного вида деятельности с другим получено одно из вышеуказанных чисел, то при сравнении второго вида деятельности с первым получим обратную величину 

Какие можно использовать критерии выбора операционной системы? Навскидку можно назвать: стоимость инструментальных средств разработки (как программных, так и аппаратных), размер лицензионных отчислений при тиражировании готового изделия, стоимость технического сопровождения, совокупная зарплата команды разработчиков при разработке и отладке изделия, стоимость процедуры тиражирования изделия, способность системы обеспечить распределенную обработку информации, поддержка режима жесткого реального времени, наличие средств защиты информации от несанкционированного доступа, гибкость и масштабируемость системы, поддержка многопроцессорности, поддержка аппаратных графических ускорителей и т.д. Для ряда предприятий важным критерием выбора являются возможность и стоимость выполнения заказных разработок дополнительных компонент операционной системы (например, драйверов к специфичной аппаратуре собственного производства). Можно назвать и другие критерии – лицензионная и патентная чистота операционной системы, технологическая независимость от поставщика системного программного обеспечения (т.е. возможность быстрого перехода на новую платформу с максимальным сохранением кадров и сделанных наработок). Разумеется, приведенные критерии с одной стороны, необязательны, а с другой – не исчерпывающие.

А теперь проиллюстрируем МАИ на наглядном примере. Этот пример во многом позаимствован из работы [2], но, с одной стороны, упрощен и, с другой стороны, адаптирован к поставленной задаче. Пусть имеется три операционные системы ОС-1, ОС-2 и ОС-3. И пусть два предприятия X (коммерческая фирма, работающая на внешнем рынке) и Y (ФГУП) выбирают для проектируемых изделий операционную систему. Зададим критерии оценки:

А1 – стоимость инструментальных средств;
А2 – доступность заказных разработок;
А3 – поддержка режима жесткого реального времени;
А4 – наличие обученного персонала.

Допустим, что после бурных обсуждений эксперты обоих предприятий указали относительные оценки заданных критериев. Пусть на предприятии X получилась таблица 2:

Таблица 2. Относительные веса критериев для предприятия X

 А1А2А3А4ПроизведениеW
A11971/31891891/4/1,68=1,23
A21/911/550,0030,0031/4/24=0,01
A31/75170,10,11/4/15,2=0,04
A41/397121211/4/4,25=0,5
Сумма1,682415,213,33  

Веса (W) критериев получаются как отношение произведения относительных весов критерия по горизонтали, возведенного в степень ¼ (где 4 – количество критериев), к сумме относительных весов критерия по вертикали. Числа в таблицах округлены до сотых долей (кроме числа 0,003 – возможности округлять до сотых не было).

На предприятии Y получатся, разумеется, иные оценки важности критериев. Поместим оценки экспертов предприятия Y в таблицу 3:

Таблица 3. Относительные веса критериев для предприятия Y

 А1А2А3А4ПроизведениеW
A111/51/91/30,0030,0031/4/18=0,01
A2511/358,338,331/4/4,4=0,39
A393171891891/4/1,68=2,21
A431/51/710,090,091/4/13,33=0,04
Сумма184,41,6813,33  

Следующим шагом выполняется сравнение операционных систем по каждому критерию отдельно. Данные об операционных системах по перечисленным выше критериям представлены в таблице 4.

Таблица 4. Данные об операционных системах

 А1А2А3А4
ОС-1150 у.е.НетНетДа
ОС-230000 у.е.НетДаНет
ОС-340000 у.е.ДаДаНет

Будем считать, что оценки рассматриваемых операционных систем по заданным критериям у экспертов предприятий X и Y совпадают.

Таблица 5. Сравнительные оценки систем по критерию 1

 ОС-1ОС-2ОС-3К-1
ОС-11793,14
ОС-21/7130,09
ОС-31/91/310,02

Столбец К-1 (нормализованные оценки критерия А1) таблицы 5 получен так же, как столбец W таблиц 2 и 3. Аналогично системы оцениваются по остальным критериям. Результаты оценок операционных систем по всем критериям поместим в таблице 6.

Таблица 6. Нормированные оценки систем по всем критериям

 К1К2К3К4
ОС-13,140,040,013,5
ОС-20,090,040,980,04
ОС-30,023,50,980, 04

В этом месте пути предприятий X и Y вновь расходятся, т.к. у экспертов каждого предприятия представления о важности рассматриваемых критериев не совпадают.

Для получения результатов необходимо для каждой из рассматриваемых операционных систем просуммировать нормализованные критерии, умноженные на свои веса. Для предприятия получим таблицу 7, а для предприятия Y – 8.

Таблица 7. Результаты для предприятия X

 Результат
ОС-13,14*1,23 + 0,04*0,01 + 0,01*0,04 + 3,5*0,5 = 5,61
ОС-20,09*1,23 + 0,04*0,01 + 0,98*0,04 + 0,04*0,5 = 0,17
ОС-30,02*1,23 + 3,5 *0,01 + 0,98*0,04 + 0,04*0,5 = 0,12

Таблица 8. Результаты для предприятия Y

 Результат
ОС-13,14*0,01 + 0,04*0,39 + 0,01*2,21 + 3,5*0,04 = 0,21
ОС-20,09*0,01 + 0,04*0,39 + 0,98*2,21 + 0,04*0,04 = 2,18
ОС-30,02*0,01 + 3,5 *0,39 + 0,98*2,21 + 0,04*0,04 = 3,53

В итоге получаем, что для решения поставленных задач предприятию X больше всего подходит операционная система ОС-1, а предприятию Y – операционная система ОС-3. И этот результат учитывает все пожелания руководителей и инженеров предприятия. Конечно, выбор мог бы выполняться не на предприятиях X и Y, а на одном предприятии для двух разных задач – X и Y.

Использованные источники информации

1. Т.Саати, К.Кернс. Аналитическое планирование. Организация систем: Пер. с англ.- М.: Радио и связь, 1991.

2. Паламарчук П.П. Практическое руководство по выбору хостинг провайдера. http://www.hostobzor.ru/manual/

Метки: Статья

Задать вопрос on-line Обсудить на форуме Написать электронное письмо