10. Информационные системы: стадии и этапы проектированияИс

Индустрия разработки автоматизированных информационных систем управления зародилась в 1950-х - 1960-х годах и к концу века приобрела вполне законченные формы.

Проектирование информационных систем всегда начинается с определения цели проекта. Основная задача любого успешного проекта заключается в том, чтобы на момент запуска системы и в течение всего времени ее эксплуатации можно было обеспечить:

• требуемую функциональность системы и степень адаптации к изменяющимся условиям ее функционирования;

• требуемую пропускную способность системы;

• требуемое время реакции системы на запрос;

• безотказную работу системы в требуемом режиме, иными словами - готовность и доступность системы для обработки запросов пользователей;

• простоту эксплуатации и поддержки системы;

• необходимую безопасность.

Проектирование информационных систем охватывает три основные области:

• проектирование объектов данных, которые будут реализованы в базе данных;

• проектирование программ, экранных форм, отчетов, которые будут обеспечивать выполнение запросов к данным;

• учет конкретной среды или технологии, а именно: топологии сети, конфигурации аппаратных средств, используемой архитектуры (файл-сервер или клиент-сервер), параллельной обработки, распределенной обработки данных и т.п.

В реальных условиях проектирование - это поиск способа, который удовлетворяет требованиям функциональности системы средствами имеющихся технологий с учетом заданных ограничений.

11. Интеллектуальные ис: основные понятия

Интеллектуальная система (далее ИС) — это техническая или программная система, способная решать задачи, традиционно считающиеся творческими, принадлежащие конкретной предметной области, знания о которой хранятся в памяти такой системы. Структура интеллектуальной системы включает три основных блока — базу знаний, решатель и интеллектуальный интерфейс.

Виды интеллектуальных систем:

1. Расчетно-логические системы, способные решать управленческие и проектные задачи по декларативным описаниям условий. Пользователь имеет возможность контролировать в режиме диалога все стадии вычислительного процесса. Данные системы способны автоматически строить математическую модель задачи и автоматически синтезировать вычислительные алгоритмы по формулировке задачи. Эти свойства реализуются благодаря наличию базы знаний в виде функциональной семантической сети и компонентов дедуктивного вывода и планирования

2. Рефлекторная интеллектуальная система - это система, которая формирует вырабатываемые специальными алгоритмами ответные реакции на различные комбинации входных воздействий. Алгоритм обеспечивает выбор наиболее вероятной реакции интеллектуальной системы на множество входных воздействий. Рефлекторные программные системы применяются к следующим задачам: естественно-языковой доступ к базам данных; оценки инвестиционных предложений; оценки и прогнозирования влияния вредных веществ на здоровье населения; прогнозирования результатов спортивных игр.

3. Интеллектуальная информационная система— система, основанная на знаниях.

4. Гибридная интеллектуальная система, под ней принято понимать систему, в которой для решения задачи используется более одного метода имитации интеллектуальной деятельности человека. Таким образом ГИС — это совокупность:

• аналитических моделей

• экспертных систем

• искусственных нейронных сетей

• нечетких систем

• генетических алгоритмов

• имитационных статистических моделей

Междисциплинарное направление «гибридные интеллектуальные системы» объединяет ученых и специалистов, исследующих применимость не одного, а нескольких методов, как правило, из различных классов, к решению задач управления и проектирования.

Задачи, решаемые ИС:

1. Интерпретация данных (процесс определения содержания данных)

2. Диагностика (процесс соотношения объекта с некоторым классом объектов и обнаружения неисправности в некоторой системе)

3. Мониторинг (непрерывная интерпретация данных в реальном времени и сигнализация о выходе параметров за допустимые пределы)

4. Проектирование (подготовка спецификаций (напр. набор чертежей, записок на создание объектов с заранее определенными свойствами)

5. Прогнозирование (предсказывание последствий некоторых событий или явлений на основании анализа имеющихся данных)

6. Планирование(нахождение планов действий, относящихся к объектам, способных выполнять некоторые функции. Используется модель поведения реальных объектов)

7. Обучение (использование ЭВМ для обучения. Система диагностирует ошибки при изучении некоторой дисциплины и подсказывает правильные решения)

8. Управление (функция организованной системы, поддерживающей определенный режим деятельности. Управление по системам с заданной спецификацией)

9. Поддержка принятия решений (процедуры, обеспечивающее лицо, принимаемое решение, необходимой информацией, рекомендациями, облегчающими принятие решений)

Схема функционирования ИС

Функционирование интеллектуальной системы можно описать как постоянное принятие решений на основе анализа текущих ситуаций для достижения определенных целей. Естественно выделить отдельные этапы, которые образуют типичную схему функционирования интеллектуальной системы

1. Непосредственное восприятие внешней ситуации; результатом является формирование первичного описания ситуации.

2. Сопоставления первичного описания со знаниями системы и пополнение этого описания; результатом является формирование вторичного описания ситуации в терминах знаний системы. Этот процесс можно рассматривать как процесс понимания ситуации, или как процесс перевода первичного описания на внутреннюю речь системы. При этом могут изменяться внутреннее состояние системы и ее знания. Вторичный описание может быть не единственным, и система может выбирать между различными вторичными описаниями. Кроме того, система в процессе работы может переходить от одного вторичного описания к другому. Если мы можем формально задать формы внутреннего представления описаний ситуаций и операции над ними, мы можем надеяться на определенный автоматизированный анализ этих описаний.

3. Планирования целенаправленных действий и принятия решений, т.е. анализ возможных действий и их последствий и выбор того действия, которое лучше всего сочетается с целью системы. Это решение, вообще говоря, формулируется некоторой внутренней языке (сознательно или подсознательно).

4. Обратная интерпретация принятого решения, то есть формирование рабочего алгоритма для осуществления реакции системы.

5. Реализация реакции системы; следствием является изменение внешней ситуации и внутреннего состояния системы, и т. д.

Очень важным является следующее соображение. Не следует считать, что указанные этапы являются полностью разделенными в том смысле, что следующий этап начинается только после того, как полностью закончится предыдущий. Напротив, для функционирования интеллектуальной системы характерно взаимное проникновение этих этапов. Например, те или иные решения могут приниматься уже на этапе непосредственного восприятия ситуации. Прежде всего, это решение о том, на какие внешние раздражители следует обращать внимание, а на которое не обязательно. Внешних раздражителей так много, что их восприятие должно быть выборочным.