
- •Теория информационных процессов и систем Теоретические материалы для самостоятельной работы
- •Кафедра "Информационные технологии"
- •Содержание
- •Основные задачи теории информационных систем
- •1.1. Макропроектирование и микропроектирование
- •1.2. Объект и субъект.
- •2. Основные понятия и свойства системы
- •2.1. Определение системы
- •2.2. Связь объекта с внешней средой
- •2.2.1. Внешняя среда.
- •2.2.2. Кибернетическая модель объекта.
- •2.2.3. Классификация входов и выходов объекта.
- •2.2.4. Выделение системы.
- •2.3. Основные понятия строения и функционирования информационных систем
- •2.3.1. Свойство.
- •2.3.2. Элемент.
- •3. Виды информационных систем
- •3.1 Классификация информационных систем
- •Технические, экономические, социальные, биологические и др. Системы.
- •Детерминированные и стохастические системы
- •Открытые и закрытые системы
- •3.2. Классификация систем по сложности
- •Сложность системы.
- •Взаимосвязь и взаимодействие между элементами в бс.
- •Закономерности систем
- •4.1. Закономерности взаимодействия части и целого
- •4.1.1. Целостность (эмерджентность)
- •4.1.2. Аддитивность
- •Прогрессирующая изоляция и прогрессирующая систематизация
- •4.1.2. Закономерности иерархической упорядоченности систем Интегративность
- •Коммуникативность
- •Эквифинальность
- •Закон необходимого разнообразия
- •Закономерность осуществимости и потенциальной эффективности систем
- •Закономерность целеобразования
- •Системный подход и системный анализ
- •5. Принципы построения иерархических информационных систем.
- •5.1. Виды и формы представления структур
- •5.2. Формализация иерархических понятий
- •5.2.1.Координация
- •5.2.2. Декомпозиция
- •5.2.3.Агрегация
- •6. Методы и модели описания информационных систем
- •6.1. Качественные методы описания систем
- •6.1.1. Эвристические методы решения творческих задач
- •6.1. Организация мозгового штурма
- •6.2. Критерии оценки идей
- •6.1.2.Методы типа сценариев.
- •6.1.3. Метод «дерева целей»
- •6.3. Дерево целей
- •6.1.4. Методы экспертных оценок.
- •6.1.5. Мажоритарная система выбора
- •А) Различные правила голосования
- •Б) Парадоксы голосования
- •6.1.6. Морфологические методы
- •6.2. Количественные методы описания систем.
- •6.3. Человеко – машиннные системы
- •6.3.1. Экспертные системы
- •6.3.2. Системы поддежки принятия решенй (сппр)
- •Основные виды сппр
- •7. Моделирование систем
- •7.1. Определение, структура, характеристики моделей
- •7.2. Соответствие между моделью и действительностью:
- •7.3. Классификация моделей по их назначению
- •7.4. Основные принципы моделирования
- •7.5. Классификация видов моделирования систем
- •8. Кибернетический подход к описанию ис.
- •8.1 Управление как процесс.
- •Штриховой линией выделена система управления (су), выполняющая функцию реализации целей управления z*, формируемых субъектом.
- •8.2 Системы управления (су) и сложный объект управления.
- •9. Динамическое описание ис
- •9.1. Модели ис в терминах «вход-выход»
- •9.2 Операторы переходов и выходов детерминированной ис без последствий
- •9.3 Детерминированные ис без последствий с входными сигналами двух классов.
- •9.4. Детерминированные ис с последствиями.
- •Стохастические системы.
- •Сигналы в системах (в разработке)
- •11. Информационные аспекты изучения систем
- •11.1. Энтропия, как мера степени неопределенности состояния физической системы
- •Энтропия сложной системы
- •Энтропия и информация
- •. Задача кодирования сообщений. Код Шеннона-Фено
- •Пропускная способность канала без помех.
- •. Пропускная способность канала с помехами.
- •Литература
6.3. Человеко – машиннные системы
Работу экспертов лимитируют не только межличностные отношения, но и внутренние отношения, но и внутренние психологические и физиологические причины. Человек одновременно может оперировать лишь с небольшим числом операндов (понятий, моделей, альтернатив и т.д.) - психологи называют это законом «семь плюс - минус два». Кроме того, столкнувшись, например, с многокритериальной задачей, эксперт часто проявляет непостоянство, неуверенность, нелогичность, стремление к резкому упрощению задачи. Поэтому в настоящее время создаются системы, накапливающие опыт экспертов и впоследствии заменяющих самих экспертов.
6.3.1. Экспертные системы
Главная идея использования технологии экспертных систем заключается в том, чтобы получить от эксперта его знания и, загрузив их в память компьютера использовать, когда в этом возникает необходимость.
Основные компоненты экспертных систем (рис.6.8)
Рис.6.8. Основные компоненты экспертных систем
Интерфейс пользователя - приложение, реализующее диалог пользователя и системы.
База знаний - ядро экспертной системы (приложение, моделирующее рассуждения эксперта). Содержит факты, описывающие проблемную область, а также логическую взаимосвязь этих фактов. Центральное место в базе знаний принадлежит правилам. Правило определят, что следует делать в данной конкретной ситуации. И состоит из двух частей: условия (которое может выполняться или нет) и действия, которое следует произвести, если условие выполняется.
Все используемые в ЭС правил образуют систему правил.
Все виды знаний в зависимости то специфики предметной области могут быть представлены с помощью одной или нескольких моделей.
Интерпретатор - часть эксе6ртной системы, производящая в определенном порядке обработку знаний, находящихся в базе знаний. Технология работы интерпретатора сводится к последовательному рассмотрению совокупности правил (правило за правилом). Если условие, содержащееся в правиле соблюдается, то пользователю предоставляется вариант решения его проблемы.
Модуль создания системы служит для создания набора правил, которые могут быть положены в основу модуля создания системы (алгоритмически языки, использование готовой программной среды (оболочки экспертной системы).
Свойства экспертных систем. ЭС должна обладать набором следующих свойств: компетентность, символьное рассуждение, глубина, самосознание.
Компетентность означает, что ЭС должна достигать экспертного уровня решений, т. е. рассуждать, исходя из фундаментальных принципов для нахождения правильного решения даже в случае некоторых некорректных данных.
Символьные рассуждения. Это требование означает, что эксперты
обходятся без решения систем уравнений или сложных математических
формулировок, используя знания, выраженные обычными символами строк (например, «платежеспособность», «финансовая устойчивость»,
«рентабельность»).
Глубина означает, что ЭС должна работать в предметной области, содержащей трудные задачи, а также использовать сложные правила.
Самосознание означает, что ЭС должна быть способна объяснять свои выводы и действия.
Способы применения экспертных систем
1.Интерпретация - описание ситуации по информации, поступающей от датчиков.
2. Прогноз - определение вероятных последствий ситуаций.
3.Диагностика - выявление причин неправильного функционирования системы по результатам наблюдений.
4.Проектирование - построение конфигурации объектов при заданных ограничениях.
5. Планирование - определение последовательности действий.
6. Наблюдение - сравнение результатов наблюдений с ожидаемыми результатами.
7.Отладка - составление рецептов исправления неправильного функционирования системы.
8.Ремонт - выполнение последовательности предписанных исправлений.
9.Обучение - диагностика, отладка и исправление поведения обучаемого.
10. Управление - управление поведением системы как целого.