Моделювання та алгоритмізація процесу ціноутворення в електронній комерції із застосуванням програмних агентів

Abstract

У дисертаційній роботі розв’язано актуальну науково-прикладну задачу удосконалення процесу моделювання та розробки програмних засобів, що використовуються в електронній комерції за рахунок застосування агентно-орієнтованого підходу для розширення множини їх властивостей та потенційних можливостей, зменшення кількості використовуваних системних процесів та зв’язності між компонентами системи, а також підвищення швидкості їх розробки. Дисертаційна робота складається зі вступу, чотирьох розділів, висновків, списку літературних джерел та додатків. У першому розділі проведено огляд особливостей розробки та застосування програмних агентів, а також узагальнення множини основних недоліків підходу прямих поставок в електронній комерції. Виявлені особливості агентно-орієнтованого програмування, які стали основою рішення проблем розробки та використання програмних засобів за підходу прямих поставок в електронній комерції. Додатково проведено: огляд наукової літератури з вивчення проблем використання програмного забезпечення, які можуть бути вирішені за допомогою агентно-орієнтованої інженерії програмного забезпечення; огляд та аналіз властивостей агентно-орієнтованого підходу, а також аналіз засобів її реалізації; огляд переваг, недоліків та особливостей використання програмних агентів; огляд класифікації, властивостей та математичної моделі програмних агентів; визначено додаткову властивість розширення множини властивостей та потенційних можливостей програмного забезпечення за рахунок застосування агентно-орієнтованого підходу; огляд основних мов комунікації, платформ для розробки програмних агентів та типів поведінки; класифікацію та узагальнення множини найбільш значущих недоліків підходу прямих поставок в електронній комерції з метою їх усунення за допомогою результатів дослідження процесу обробки даних програмними агентами у ціноутворенні; порівняння та аналіз підходів до розробки програмного забезпечення, в ході якого запропоновано удосконалення прототипування шляхом застосування агентно-орієнтованого підходу, що дозволить усунути умови виникнення недоліку з дотриманням строків, а саме — зменшення витрат часу на розробку версій прототипу за допомогою менш ускладненого процесу розробки інтерфейсу користувача. У другому розділі побудована логічна структура досліджуваної предметної області за допомогою представлення сутностей у формі класів, їх зв’язків та взаємодії між собою. Розглянуто методику впровадження результатів першого розділу до практики проектування програмних засобів, поетапну послідовність та особливості програмної реалізації агентно-орієнтованого програмування за використання прототипування. Проведено: аналіз та моделювання предметної області, а також її концептуалізацію; архітектурне проектування та моделювання поведінки системи. В ході проведеного теоретичного дослідження процесу моделювання програмного забезпечення автоматизованої інформаційної системи актуалізації роздрібних цін удосконалено метод об’єктно-орієнтованого програмування до розробки програмного забезпечення в електронній комерції за рахунок застосування агентно-орієнтованого підходу, що дозволило зменшити кількість системних процесів, що використовуються, на 4 одиниці та зменшити зв’язність між компонентами системи на 1–3 зв’язки для підвищення їх автономності. У третьому розділі проведено експериментальне дослідження процесу алгоритмізації ціноутворення програмним агентом, в ході якого підвищено ефективність програмної реалізації розробленого алгоритму обробки даних за точністю розрахунку шляхом удосконалення процесу програмної реалізації ціноутворення в електронній комерції за методологією об’єктно-орієнтованого програмування за рахунок дослідження процесів обробки даних та використання його результатів на етапі формування вимог. У ході дослідження встановлено необхідність розробки додаткового інтерфейсу користувача для інтерактивної взаємодії оператора з програмним забезпеченням та прийняття ним рішення стосовно обробки екстремальних значень вхідних даних з метою подальшого навчання програмного засобу самостійному прийняттю рішення. Як наслідок встановлено необхідність використання штучного інтелекту в подальших версіях програмного засобу. Проведено експериментальне дослідження процесу розробки програмного забезпечення, в ході якого удосконалено модель реалізації еволюційних прототипів за рахунок застосування агентно-орієнтованого підходу до розробки програмних засобів в електронній комерції, що дозволило підвищити швидкість програмної реалізації інтерфейсу користувача та асинхронної комунікації між автономними компонентами системи. У четвертому розділі під час тестування продуктивності програмних агентів виконано збір даних показників продуктивності з метою аналізу та визначення обсягу апаратних ресурсів, спожитих за певний проміжок часу при підключенні програмних агентів з різними базовими типами поведінки, в різній кількості, а також під час виконання їх основної функції — оновлення цін. В результаті аналізу зібраних даних визначено темп приросту продуктивності в аспекті споживання апаратних ресурсів для різних типів поведінки та інтерфейсів. У ході аналізу продуктивності програмних агентів та їх впливу на апаратні ресурси визначено: статистичні показники продуктивності для різних типів поведінки програмних агентів; розширення множини властивостей та потенційних можливостей програмного забезпечення за рахунок застосування агентно-орієнтованого підходу не супроводжується використанням додаткових апаратних ресурсів.

The thesis paper solved the actual scientific and applied task of improving the process of modeling and development of software tools used in e-commerce through the use of an agent-oriented approach to expand the set of their properties and potential opportunities, reduce the number of used system processes and connections between components of the system, as well as increasing the speed of their development. The thesis paper consists of an introduction, four chapters, conclusions, a list of literary sources and appendices. In the first chapter, an overview of the features of the development and application of software agents, as well as a generalization of a number of the main disadvantages of the dropshipping approach in electronic commerce, is carried out. Features of agent-oriented programming, which became the basis for solving the problems of development and use of software in dropshipping, were revealed. Also conducted: a review of scientific literature on the study of software usage problems that can be solved with the help of agent-oriented software engineering; review and analysis of agent-oriented programming, as well as analysis of means of its implementation; overview of advantages, disadvantages and features of using software agents; overview of the classification, properties and mathematical model of software agents; an additional property of expanding the set of properties and potential capabilities of software due to the application of an agent-oriented approach is defined; an overview of the main communication languages, platforms for the development of software agents, as well as types of behavior; classification and generalization of a set of the most significant shortcomings of the approach of dropshipping in electronic commerce with the aim of eliminating them with the help of research results of the process of data processing by software agents in pricing; comparison and analysis of approaches to software development, during which it is proposed to improve prototyping by applying an agent-oriented approach, which will allow to eliminate the conditions for the occurrence of a disadvantage with compliance with deadlines, namely, reducing the time spent on developing prototype versions with the help of a less complicated process of developing the user interface. In the second chapter, the logical structure of the subject area under study is built using the representation of entities in the form of classes, as well as their connections and interactions among themselves. The method of implementing the results of the first section into the practice of software design, as well as the step-by-step sequence and features of the software implementation of agent-oriented programming using prototyping, are considered. Also carried out: analysis and modeling of the subject area, as well as its conceptualization; architectural design and modeling of system behavior. In the course of the conducted theoretical study of the software modeling process of the automated information system for updating retail prices, the method of object-oriented programming for the development of software in electronic commerce was improved through the use of an agent-oriented approach, which allowed to reduce the number of system processes used by 4 units and also reduce the connectivity between system components by 1–3 connections to increase their autonomy. In the third chapter, an experimental study of the process of algorithmization of pricing by a software agent was carried out, during which the efficiency of the software implementation of the developed data processing algorithm was increased in terms of calculation accuracy by improving the process of software implementation of pricing in electronic commerce according to the methodology of object-oriented programming due to the study of data processing processes and using its results at the stage of requirements formation. In the course of the research, it was established the need to develop an additional user interface for interaction of the operator with the software and decision-making by him regarding the processing of extreme values of input data in order to further teach the software tool to make decisions independently. As a result, the need to use artificial intelligence in future versions of the software was established. An experimental study of the software development process was conducted, during which the model of the implementation of evolutionary prototypes was improved due to the use of an agent-oriented approach to the development of software tools in e-commerce, which allowed increasing the speed of the software implementation of the user interface and asynchronous communication between the autonomous components of the system. In the fourth chapter, when testing the performance of software agents, data collection of performance indicators was carried out in order to analyze and determine the amount of hardware resources consumed in a certain period of time when connecting software agents with different basic types of behavior, in different quantities, as well as during the performance of their main function — price updates. As a result of the analysis of the collected data, the rate of productivity growth in terms of hardware resource consumption for various types of behavior and interfaces was determined. During the analysis of the performance of software agents and their impact on hardware resources, the following are determined: statistical indicators of performance for various types of behavior of software agents; expansion of the set of properties and potential capabilities of the software due to the application of an agent-oriented approach is not accompanied by the use of additional hardware resources.