Adaptation of software systems to user tasks based on the method of configuration modeling
Authors: Fedin M.A. , Lebedeva N.I. , Bashirov A.S. , Nechaev V.V. 
Published: January 2025

Modern large software systems (P-systems) are developed and maintained in conditions of constantly evolving requirements. Changes in existing P-systems are associated with additional costs, increasing with the passage of time. It is the desire to reduce the volume of such changes which was the main reason for creating adaptive software (AS) systems. AS-systems should have the property of purposeful development under the influence of external conditions. At the same time, the goal of the AS system should be achieved, despite the changes. To ensure compliance with these requirements, the most rational is the modular architecture of the AS system [1]. It makes it possible to easily exchange data with the serviced system [2]. Adaptation acts as an object management tool in the absence of its exact model. Adaptation acts as an object management tool in the absence of its exact model. Adaptation can be implemented through the use of parametric, organizational, structural methods, as well as evolutionary algorithms [3,4]. To solve the problem of adapting the software system the authors of this paper use the method of configuration modeling [5]. The configuration is a qualitative characteristic of the structure that determines its spatial, logical, temporal, and also combined - complex - organization of the P-system. From the conceptual point of view, a configuration is a structure of structures or a meta-structure. Configuration modeling, as a method of adapting modular P-systems, makes it possible to significantly expand their functionality and reduce additional resources in the development of software products. The P-system can be defined as configurable if it can be configured without programming additional functions and / or without changing the source code of the program. The presence of configuration mechanisms in the AS-system provides flexibility in the use of software within the scope of the tasks and the existing environment. It should be noted that the configuration method was initially used to form configurations of computing systems, complexes and networks [4]. However, it can be relatively easily used also for P-systems. It should be noted that the ability to configure software products has existed for a long time. However, the creation of P-systems, the structure of which was initially based on broad possibilities for adaptation in the presence of certain goals, was used relatively recently.

В данной работе рассматривается задача адаптации программных систем (ПС) и комплексов (ПК) на основе метода конфигурационного моделирования (МКМ). Статья детально рассматривает предназначение и целевое применение МКМ в области разработки ПС, приводятся предпосылки и обоснование актуальности разработки адаптивных ПС, а также описывается ряд основных достоинств создания конфигурируемых ПС. Основное внимание уделяется анализу и исследованию вопроса проектирования и реализации адаптивных ПС с использованием механизма конфигурирования как средства адаптации ПС к решаемым задачам, определяется потенциал использования конфигурационного моделирования в данной сфере. Рассматривается смысл понятий «конфигуратор», «конфигурирование» и «реконфигурирование» в контексте описания применения МКМ к созданию адаптивных ПС. В статье приводится реальный пример адаптивной ПС с описанием применения МКМ в процессе её проектирования. Описывается концептуальная модель такой ПС и осуществляется её интерпретация в форме модульной комплексной системы обработки данных (КСОД). На примере КСОД приводится и рассматривается структурная схема концептуальной модели процесса обработки данных, представляется декомпозиция КСОД на базовые модули, включая встроенный модуль-конфигуратор. Отдельное внимание уделяется подробному описанию решаемых задач и функциональных возможностей каждого отдельно взятого модуля, а также описанию взаимосвязей между ними. На основе КСОД реализуется решение задачи адаптации ПС с элементами динамического конфигурирования по входным данным. В процессе рассмотрения применения МКМ на примере КСОД приводится описание нескольких доступных пользователю режимов работы ПС, соответствующих различным конфигурациям системы, определяемых согласно решаемым задачам.  Статья позволяет получить как абстрактное представление по методикам и принципам создания адаптивных ПС, так и конкретное понимание особенностей реализации адаптации путём использования встроенного в ПС механизма управления конфигурациями. Дополнительно, в статье выделяется непосредственная польза и потенциальная прибыль от внедрения конфигуратора при проектировании ПС.