dr hab. inż. Leszek B orzem ski, prof, nadzw. Instytut Informatyki
Politechnika W rocław ska
W rocław , 21.02.2014 r.
R EC EN ZJA
rozpraw y doktorskiej m gra inż. Stanisław a W idła
pt. ,yAnah^a architektury i wydajności Systemów Odpowiedni Fornc^ne/’
1.
O bszar problem ow y rozprawy
P roblem projektow ania interfejsu fon iczn ego, który jest rozpatrywany w rozprawie mieści się w obszernej i niezw ykle dzisiaj ważnej problem atyce kom unikacji człow iek-kom pu ter HCI (ang. Human-Computer Interaction). LICI bada problem y związane z używaniem kom puterów przez ludzi. Są to zagadnienia tradycyjnych sp o so b ó w komunikacji z w ykorzystaniem klawiatury i ekranu, jak i kw estie najnow szych interfejsów fonicznych, dotykow ych, lokalizacyjnych czy wizualnych. W' ramach H C I rozpatrywane są zarów no problem y lingwistyki kom puterowej, czy komunikacji sp ołeczn ej, jak i problem y natury technicznej. W ostatnich latach m ożna zauważyć dużą koncentrację prac nad u żyteczn ością interfejsów aplikacji w eb ow ych i m obilnych, m. innymi dla potrzeb zadań selekcji w łaściw ej informacji w kontekście zalewu inform acyjnego w Internecie oraz dla zw iększenia w sp ółczyn n ik a konwersji wizyt użytkow ników w serwisach e-biznesow ych. Interfejs foniczny odgrywa tutaj bardzo istotną rolę, ze w zględu na jego naturalność, prostotę i wygodę korzystania. Z nam ienitym przykładem interfejsu fo n iczn ego jest o sob isty asystent Siri, który działa w system ach A p p le i odpowiada na pytania oraz w ykonuje działania przekazane głosem przez użytkownika. Inny, bardzo świeży przykład w sp ó łcze sn e g o interfejsu m ożem y znaleźć w okularach G oogla, które są obsługiw ane g ło sem w języku naturalnym (na razie w języku angielskim). Okular)’ G o o g l’a mają d ocelow o mieć funkcje sm artfona. D ialog z okularami użytkownik rozpoczyn a od słó w "okay, glass”. A by na przykład użyć wyszukiwarkę G oogle użytkownik m ów i „google” oraz podaje h asło wyszukiwania - o d p ow ied ź jest wyświetlana w okularach, a od p ow ied ź foniczna, to tylko kwestia czasu, kiedy zostanie w prow adzona przez producenta b ow iem od p ow ied n ie API są już znane. Lista zadań realizowanych przez interfejs G o o g le’s Glass jest praktycznie nieograniczona, a w spom niany asystent Siri m oże rów nież w spółpracow ać z okularami.
Autor rozprawy’ zajmuje się problem am i projektowania System u O d p ow ied zi Fonicznej IVR (ang. Interactive Voice Response) służącego do interaktywnej fonicznej o b słu gi użytkownika
komunikującego się z kom puterem . Systemy klasy IVR są wykorzystywane w telekomunikacji do interaktywnej o b słu gi oso b y dzw oniącej i umożliwiają m.in. autom atyczne wybranie rodzaju żądanej informacji, czy usługi, weryfikację tożsam ości użytkownika za p o m o cą podania znanego tylko użytkow nikow i num eru P IN oraz dostęp do wybranych informacji z bazy danych.
D ynam iczny rozw ój Internetu, a w tym jego wykorzystywanie do telefonii internetowej (np. V oIP — Voice oper IP), wymaga prowadzenia prac badawczych zw iązanych m.in. z interfejsem fonicznym dla potrzeb dialogu człow ieka z kom puterem w środow iskach sieciow ych tak, aby praca z system em , z którym „rozm awiam y” nie p ow od ow ała dyskom fortu dla użytkowników. Recenzowana rozprawa doktorska m ieści się w łaśnie obszarze badaw czym , w którym mamy p ołączem e problem atyki projektowania sam ego systemu ob słu gi fonicznej, jak i problem ów z zakresu sieci kom puterow ych. W ystępujące ograniczenia czasow e są najistotniejszym kryterium projektowym tego rodzaju system ów , stąd podjęta w pracy problem atyka badawcza dotycząca analizy czasów reakcji w ielow ątkow ego system u od pow iedzi fonicznej opartego na sprzętowej implementacji ró w n oległego przetwarzania rozproszonego z p rzesyłem kom unikatów jest dobrze sform ułowana, a od p ow ied n ie badania w tym zakresie są w pełni uzasadnione.
N ależy dodać, że rozprawa od nosi się również do in n ego bardzo w ażnego obszaru informatyki, a m ianow icie do zagadnień ewaluacji i walidacji system ów kom puterow ych, w szczególn ości oceny ich wydajności.
W tym św iede uważam , że sform ułow ane na stronie 9 tezy rozprawy, dotyczące:
I. Architektury System u O d p ow ied zi Fonicznej jako sp osobu im plem entacji w ielokanałow ości, w ielow ątkow ości i konfiguralności systemu,
II. Uznania czasu o d p ow ied zi jako p odstaw ow ego ilościow ego parametru oceny wydajności systemu,
III. Przyjęcia liczby klientów , czasu trwania komunikatu fo n iczn eg o i czasu ob słu gi jako zm iennych w ejściow ych w m od elu Systemu O dp ow ied zi Fonicznej,
są jest popraw nie p ostaw ion e i dobrze określają zakres prac prow adzonych w ramach rozpraw^'.
Uwzględniając stan badań dotyczących badanej problematyki H C I, jak rów nież stan wdrożeń oraz wymagania użytkow ników Internetu, Autor proponuje w łasną koncepcję w ielod ostęp n ego System u O d p ow ied zi Fonicznej w sieci kom puterow ej. Przedstawia także założenia co do cech za so b ó w sprzętow o-program ow ych um ożliwiających udostępnianie usług w sieci kom puterowej za p ośrednictw em interfejsu fonicznego. K oncep cję swoją rozwija poprzez jej implementację oraz badania wydajności opracow anego system u. Proponuje rów nież m odel
kolejkowy system u um ożliw iającego jego m odelow anie, ewaluację i badanie różnych opcji rozwiązania.
U w ażam , że p ostaw ion e cele oraz zakres tematyczny rozprawy odpow iadają aktualnym kierunkom badań p row ad zon ych nad w sp ółczesnym i system am i kom puterow ym i w zakresie nurtu prac dotyczących interakcji człow iek-kom puter. Rozpatrywany problem jest interesujący i ważny, w szczeg ó ln o ści z praktycznego punktu widzenia.
2.
K oncepcja i realizacja rozprawy
R ecenzow ana rozprawa doktorska, o ogólnej objętości 175 stron, składa się z sześciu rozdziałów , bibliografii, sp isów rysunków i tabel oraz skorow idzu używanych pojęć i akronimów. Bibliografia zawiera 200 źródeł literaturowych, w tym 22 publikacje Autora.
P oszczególn e rozdziały przedstawiają się następująco. R ozdział pierw szy prezentuje genezę, cel, tezy i zakres pracy. W rozdziale drugim o m ó w io n o wybrane problem y związane z problematyką interfejsu fo n iczn eg o z komputerem. R ozdział trzeci przedstawia p odstaw ow e założenia koncepcji System u O d p ow ied zi Fonicznej oraz dyskusję sp o so b ó w jego konstrukcji, m.in. w zakresie program ow ego m odelu obsługi interfejsu fon iczn ego, m odelu w ielozadaniow ości oraz architektury całego systemu. W rozdziale czwartym zaprezentow ano analizę wydajności system u. Z definiow an o ilościow e kryterium o cen y jakości systemu. Przedstawiono opracow any m od el kolejkowy system u oraz k oncepcję analizy tego m odelu z wykorzystaniem m etod y w artości średnich M Y A (ang. Mean l 'a lite Analysis). Podstaw ow ym założeniem było przyjęcie, że dane do m odelu będą poch odzić z dziennika system ow ego. W tym rozdziale p rzeprow adzono analizę niestacjonarności realizacji operacji w system ie oraz rewizję poczynionych za ło żeń do m odelu. R ozdział piąty przedstawia dalszą analizę charakterystyk m odelu w funkcji zm ieniających się wartości wejściowych. W ostatnim rozdziale przedstaw iono podsum ow anie pracy zawierające syntetyczne om ów ienie rezultatów pracy oraz kierunki dalszych badań i rozwoju system u.
N a podstaw ie p rzedstaw ionego skrótow ego om ów ienia treści rozprawy, należy odnotow ać, że pisząc rozprawę D oktorant p osłu żył się dobrze swoją w ied zą z zakresu tematyki rozprawy oraz wykazał się um iejętnościam i form ułow ania p rob lem ów naukow o-badaw czych na podstawie studiowanej literatury i w łasnych obserwacji.
3.
O ryginalne o sią g n ięcia
D o najważniejszych rezultatów uzyskanych przez mgra inż. Stanisława W idła zaliczam: 1. Opracowanie koncepcji i m od elu System u O dp ow ied zi Fonicznej. N o w e rozwiązalne bazuje
na praktycznych dośw iadczeniach Autora oraz osiągnięciach tech nologii interakcji człow iek- komputer.
2. Przebadanie zap rop on ow an ego system u oraz jego m odelu kolejkow ego. Z aproponow ano praktyczny m ech anizm pom iarów czasów realizacji operacji system u na podstaw ie logu system ow ego. Badania pokazały, że pozyskiwane tą drogą dane mające być danymi w ejściow ym i do m od elu nic m ogą być w nim wykorzystane, ze w zględu na niekorzystne ich w łasn ości wynikające z m estacjonarności m on itorow anego system u kom puterow ego. D oktorant przeprow adził obszerną analizę tego zjawiska próbując uzyskać dane do m odelu i ustalić źródła m estacjonarności. Przeprowadził też p oszerzon ą analizę w rażliw ości m odelu p od kątem jego charakterystyk w funkcji zmieniających się hipotetycznych wartości wejściowych.
Autor popraw nie opracow ał problem zaprojektowania, zrealizowania i przebadania proponow anych rozwiązań. O pracow ane przez Autora rozwiązania m ożn a uznać za udane. P roponow ane rozw iązanie bazuje na praktycznych dośw iadczeniach Autora. N a podkreślenie zasługuje duży w kład pracy Autora w praktyczne opracow anie i przebadanie system u z zaim plem entowanym i m echanizm am i. Swoje rezultaty Autor przedstawiał na kilku konferencjach oraz zawarł w kilku publikacjach krajowych.
Stwierdzam, że p ostaw ion y cel rozpraw)- został osiągnięty’, a A u tor wykazał się w iedzą i um iejętn ościam i n iez b ę d n y m i d o sam o d z ie ln eg o ro zw iąz yw an ia tru d n y c h p ro b le m ó w b a d aw czo- rozwojowych.
4.
U w agi
Lektura rozprawy skłania do kilku uwag, tak ogólniejszej, jak i bardziej szczegółow ej natury. W ramach uwag ogólnych uważam, że w pracy brak jest dyskusji na temat porównania z innymi m ożliw ym i rozwiązaniam i. W prawdzie Autor przedstawia w rozdziałach 2 i 3 swoje wybory dotyczące p rop o n o w a n eg o rozwiązania, ale mają on e jedynie uzasadnienie praktyczne i są dla mnie przedstaw ione zbyt „encyklopedycznie” . D yskutow ane wybory Autora powinny wynikać z przeprow adzonych (wstępnych) badań. D otyczy to nie tylko m odelu program owego użytego w zaproponow anym system ie, ale także środowiska w yk on aw czego system u - być m oże takiego, w którym m ożna by przezw yciężyć problem niestacjonarności - np. poprzez
wykorzystanie rozw iązań sprzętow ych klasy SoC (ang. System on Chip), które charakteryzują się zarówno wielką wydajnością, od pow iedn ią do zadań rozpatrywanych w pracy, jak i wysoką (jeśli me 100 procentow ą) pow tarzalnością czasów realizacji zadań ob liczen iow ych . Pozostałb y wtedy jedynie problem przesyłu kom unikatu w sieci, co wydaje się już problem em rozwiązanym. Inną drogą badań m o g ło b y być wykorzystanie m odelu symulacyjnego. O pracow any m odel systemu m ożna by w ów czas p orów n ać z m odelam i opracowanym i dla innych porów nyw anych rozwiązań. W m odelu symulacyjnym m ożn a by rów nież zawrzeć m odele system ów SoC.
Uważam , że krytyczne odniesienie się w rozprawie doktorskiej d o w yników własnych dokonań, pozwala lepiej ocen ić swój wkład. W pracy wprawdzie zawarto uwagi co do dalszych prac, ale zawarto jedynie uwagi dotyczące m ożliwych kierunków poprawy' tego co zostało już opracowane, a nie m a odniesienia porów naw czego.
Te m oje uwagi A utor m o ż e potraktować jak wskazanie kierunku dalszych prac.
W ramach uwag szc zeg ó ło w y c h i redakcyjnych chciałbym zaznaczyć, że rozprawa została napisana i zredagowana starannie. Tzw . „literówki” występują nielicznie. Układ pracy jest logiczny. Język jest poprawny. Brak jest znaczących usterek stylistycznych. N iem niej jednak Autor me ustrzegł się drobnych b łęd ó w redakcyjnych. Uważam , że bibliografia nie pow inna zawierać pozycji niepublikowanych (np. prac doktorskich) oraz jedynie te pozycje, do których występują odnośniki w tekście rozprawy. W tym kontekście nieuzasadnione są np. poz. p oz. [58-60]. Niektóre źródła literaturowe m e pow inny być um ieszczon e z p o w o d u historycznych już dzisiaj daty' wydania. N ie w id zę uzasadnienia aby w pracy naukowej b y ło tak szerokie rozpisanie bibliografii, jak to zr ob ion o w przypadkach: [27-32J, [45-49] i [134-144]. U m ieszczen ie w bibliografii dużej liczby w ydaw nictw m onograficznych, książek i podręczników akademickich też mija się z celem , b ow iem cytowania w rozprawie doktorskiej pow inny być w ąsko ukierunkowane, tak aby m óc ocenić w kład doktoranta i popraw ność wyboru literatury. Przy m onografiach tego wymagania spełnić zwykle się nie da, chyba, że odniesienia dotyczą konkretnych akapitów (stron). W pracy brakuje wykazu oznaczeń.
5.
Konkluzja
Uwzględniając wyżej w ym ienion e uwagi i kom entarze, jak rów nież całą rozprawę doktorską wraz z oryginalnym i i opublikow anym i osiągnięciam i stwierdzam , że A utor rozprawy' sform ułow ał cele rozprawy w sp o só b jasny i poprawny, a tezy rozprawy zostały sform ułow ane poprawnie i wykazane w eksperym entach z wykorzystaniem rzeczyw istego środowiska kom puterow ego. D ok toran t wykazał się dobrą znajom ością problem atyki projektowania
system ów kom puterow ych oraz pokazał, że potrafi sam odzielnie i popraw nie rozwiązywać problemy. Przedstaw ione uwagi krytyczne nie podważają mojej ogólnie pozytywnej oceny pracy.
Podsum ow ując w szystkie p ow yższe oceny i uwagi — stwierdzam , że przedstawiona przez mgra inż. Stanisława W idia praca spełnia wymagania stawiane rozpraw om doktorskim przez aktualnie obow iązujące przepisy. W związku z tym w n o szę o jej d o p u szczen ie do publicznej obrony.
