Proiectul propus abordeaza teme prioritare, teme ce apar si in planul strategic in domeniul ingineriei soft elaborat de Institutul european de software (EIS). In acest plan se pune accent pe necesitatea elaborarii unor modele abstracte pentru activitatile legate de modelare, implementare si intretinerea sistemelor software si se propune automatizarea proceselor legate de aceste activitati pentru a mari gradul de competitivitate in domeniul ingineriei soft. Proiectul urmareste dezvoltarea cunoasterii intr-un domeniu de cercetare fundamentala cu potential, prioritar PNCDI-II, 1.3. Matematica, abordand doua directii de cercetare majore: 1.3.1 Informatica teoretica si 1.3.5 Modelare matematica.

Obiective

Obiectivul general al proiectului este folosirea tehnicilor de inteligenta artificiala (invatare automata) pentru adaptarea structurala a sistemelor informatice de-a lungul intretinerii si evolutiei acestora si pentru autoadaptarea lor din punct de vedere comportamental. Ne propunem dezvoltarea unor modele formale abstracte pentru problemele mentionate anterior in scopul modelarii precise a acestora si a creerii unor modele conceptuale valide. De asemenea, se urmareste dezvoltarea unui sistem multiagent inteligent de suport decizional pentru asistarea dezvoltatorilor in faza de intretinere si evolutie a sistemelor informatice.

Importanta proiectului propus in raport cu obiectivele strategiei nationale in domeniul cercetarii, dezvoltarii si inovarii este relevata de faptul ca isi propune urmatoarele obiective stiintifice:

• O1. Elaborarea unor metodologii bazate pe invatare automata (clustering, retele cu autoorganizare - SOM, retele neuronale) pentru optimizarea adaptiva structurala si comportamentala a sistemelor informatice.
• O2. Validarea teoretica a acestor metodologii, prin elaborarea unor modele formale pentru problemele legate de intelegerea programelor: identificarea sabloanelor de proiectare si localizarea conceptelor.
• O3. Elaborarea unor modele teoretice pentru probleme legate de reingineria soft: restructurarea si introducerea de sabloane de proiectare in sisteme informatice existente.
• O4. Dezvoltarea unor algoritmi de invatare automata (clustering, retele cu autoorganizare - SOM, retele neuronale) pentru activitatile legate de intelegerea sistemelor informatice si de modificarile (optimizarile) structurale ale sistemelor informatice (identificarea sabloanelor de proiectare, localizarea conceptelor, identificarea aspectelor, restructurarea si introducerea de sabloane de proiectare).
• O5. Dezvoltarea unor algoritmi de invatare automata (clustering, retele cu autoorganizare - SOM, retele neuronale) in scopul autoadaptarii din punct de vedere comportamental al sistemelor informatice (optimizarea comunicarii cu alte sisteme - acces la resurse, servicii, in functie de fluxul de activitati din sistem- , autoadaptarea structurilor de date folosite la fluxul de date din sistem).
• O6. Modelarea conceptuala folosind tehnologia bazata pe agenti a unui sistem care sa permita optimizarea adaptiva (dpdv structural si comportamental) a sistemelor informatice. Acest model va fi bazat pe modelele teoretice elaborate anterior.
• O7. Dezvoltarea incrementala, pe baza modelului conceptual anterior, a unui sistem multiagent inteligent de suport decizional pentru asistarea dezvoltatorilor in faza de intretinere si evolutie a sistemelor informatice, denumit DSSEM (Decision Support System for software Evolution and Maintenance).
• O8. Studiul imbunatatirii performantei sistemului multiagent DSSEM prin folosirea programarii paralele.
• O9. Validarea experimentala a sistemului DSSEM pe sisteme informatice reale.
• O10 Diseminarea rezultatelor stiintifice teoretice si aplicative ale proiectului pe plan national si international.

Activitatile derulate in cadrul proiectului sunt in principal activitati de cercetare stiintifica si dezvoltare tehnologica în domeniul tehnologiei informatiei si a comunicatiilor. Activitati din categoria • cercetari fundamentale de baza in domeniul tehnologiei informatiei si a matematicii aplicate sunt utilizate la realizarea obiectivelor O1, O2, O3, O4, O5, O8. Activitati din categoria • cercetare aplicativa in informatica sunt utilizate la realizarea obiectivului O6. Activitati din categoria • analiza, proiectarea, programarea si implementarea de sisteme complexe informatice sunt utilizate la realizarea obiectivelor O7 si O9. Activitati din categoria • diseminarea rezultatelor cercetarii in informatica sunt utilizate la realizarea tuturor obiectivelor (O1-O10).

De asemenea, se urmareste formarea unui grup interdisciplinar de cercetare care sa ofere un cadru stiintific pentru formarea tinerilor cercetatori din proiect si obtinerea unor rezultate stiintifice de excelenta competitive cu cele de pe plan international. Dorim sa continuam colaborarea cu grupul de cercetare SEVERE (Software Vizualization and Evolution Research Group) al Departamentului de Informatica al Universitatii "Wayne State" din Detroit, colaborare deja inceputa si materializata in cateva publicatii ([SER06], [CAM06]) cu directorul adjunct al grupului, Assoc. Prof. Andrian Marcus (http://www.cs.wayne.edu/~amarcus/). Ne propunem, totodata, sa initiem cu grupul de cercetatori din cadrul proiectului Contract, de la Universitatea din Bonn, Germania, o colaborare in directia formalizarii refactorizarilor. Elemente originale vizate Proiectul isi propune sa aduca contributii originale in directiile aprofundarii cadrului teoretic si al suportului metodologic existent pentru analiza problemelor legate de intretinerea si evolutia sistemelor informatice precum si a completarii acestuia cu teorii si metodologii proprii. Elementele originale vizate de prezentul proiect se regasesc in obiectivele propuse anterior, in special in obiectivele O1-O7. Rezultatele originale in tematica proiectului obtinute pana in prezent in comun de catre membrii echipei (dupa cum sunt descrise in Sectiunea 9.2) sunt o confirmare a faptului ca directiile de cercetare propuse sunt extrem de promitatoare, creand premizele obtinerii unor rezultate stiintifice valoroase. Tinand cont de cele spuse anterior, estimam ca elementele originale vizate de prezentul proiect vor avea un impact si o importanta deosebita in dezvoltarea cunoasterii stiintifice in domeniile abordate.

Impactul estimat al prezentului proiect asupra cunoasterii stiintifice:

Impact asupra cercetarii fundamentale. Proiectul vizeaza, pe de o parte, fundamentele teoretice ale problemelor legate de optimizarea adaptiva a sistemelor informatice folosind tehnici de invatare automata si sisteme multiagent. Avand in vedere faptul ca se urmareste dezvoltarea cadrului conceptual-teoretic, cercetarile pe care le vom efectua vor avea un impact important in cercetarea teoretica a domeniilor vizate.

Impact asupra cercetarii aplicative. Problemele abordate de proiect deriva si din necesitati practice ale ingineriei soft si, prin urmare, se vor utiliza cunostintele stiintifice in vederea dezvoltarii sistemului multiagent DSSEM.

Impact economic. Utilizarea sistemul multiagent DSSEM pentru sisteme informatice reale face posibila eficientizarea fazei de evolutie si intretinere a sistemelor.

Caracterul interdisciplinar Prin obiectivele pe care si le propune, avand in vedere elementele originale vizate, proiectul de fata are un caracter vadit interdisciplinar, si va contribui, cu siguranta, la dezvoltarea cunostintelor din domeniile tehnologiei informatiei - inteligentei artificiale si matematicii aplicate.