18)вычисление и статистический анализ функций распределения вероятностей наблюдаемых величин и их числовых характеристик;

19)нахождение по экспериментальным данным оценок парамет­ ров математических моделей исследуемых объектов;

20)графическое представление экспериментальных данных и ре­ зультатов обработки.

1.3.2. Автоматизация этапов НИ, носящих творческий характер

Можно выделить многообразные процессы, из которых состоят НИ. При этом многие этапы НИ, и часто самые важные, носят творче­ ский характер, т.е. зависят от эрудиции и таланта исследователей. Эти обстоятельства существенно затрудняют автоматизацию научных ис­ следований.

При теоретических НИ основным средством автоматизации явля­ ются ЭВМ, с помощью которых может быть полностью автоматизиро­ вано математическое моделирование. В остальных процессах теорети­ ческих НИ ЭВМ используют в основном для автоматизации расчетов.

При экспериментальных НИ автоматизации поддаются очень многие процессы.

Автоматизация НИ должна охватывать все трудоемкие нетворче­ ские процессы, максимально облегчать творческие процессы, быть высокоэффективной и экономичной.

Следует отметить, что автоматизировать можно только отдельные элементы творческого процесса. Отличительной чертой творческого процесса является его разнообразие. Математику при обдумывании новой идеи необходима помощь в аналитических преобразованиях, решении задач, образовании геометрических построений, отражаю­ щих суть математических преобразований, конструировании теорем и т.д. Физику, исследующему вещество, необходима помощь, напри­ мер, в выдвижении и проверке гипотез о его структуре и составе. Ученым разных специальностей приходится проводить эксперимент, связанный с математическим моделированием сложных процессов, объектов исследований, систем управления, и т.п.

Важной проблемой в области автоматизации элементов творче­ ского процесса в НИ является решение задач, точная постановка которых находится лишь в стадии становления. Методы и их решения

должны быть выработаны и обоснованы в процессе общения пользо­ вателя с ЭВМ в режиме диалога посредством привлечения той или иной информации, проверки различных гипотез. Основным направле­ нием решения этих задач является создание в составе АСНИ диалого­ вых человеко-машинных систем, в которых достигается генерирова­ ние алгоритма, неизвестного до начала диалога с машиной, а также изучение машинных средств решения задач определенного класса, происходящее в процессе генерирования.

Как уже говорилось выше, творческий характер многих этапов НИ существенно затрудняет автоматизацию этих НИ. Часто, но существу, необходимо автоматизировать мыслительный процесс. Тем не менее нужно отметить, что возможность автоматизации творческих процессов не исключается полностью. По сути дела, это проблема создания искус­ ственного интеллекта (ИИ). Основные направления НИ в системах ИИ, основанных на знаниях, следующие [17]:

-извлечение знаний из различных источников (формализация ка­ чественных знаний, интеграция знаний);

-приобретение знаний от профессионалов (организация работ

сэкспертами, оценка и формализация знаний, согласование знаний);

-представление знаний (модели знаний, системы представления знаний, базы знаний);

-манипулирование знаниями (пополнение знаний, классифика­ ция знаний, обобщение знаний);

-выводы на знаниях (системы правдоподобного вывода);

-рассуждения с помощью знаний;

-объяснения на знаниях.

В настоящее время построены различные системы ИИ, основан­ ные на знаниях. В частности, создаются интеллектуальные системы автоматизации НИ, основанные на знаниях. Например, разработан­ ный в научно-исследовательской работе [14] программный инстру­ ментарий послужил экспериментальной лабораторией для разработок интеллектуальных компьютерных систем в области автоматизации НИ и компьютерного обучения. На его основе отработаны и развива­ ются различные методы и средства построения интеллектуальных АСНИ [15] и обучающих систем [16]. Сам комплекс при этом также развивается и совершенствуется.

1.3.3. Задачи автоматизации при проведении

теоретических исследований

Доступность вычислительных ресурсов в связи с массовым вне­ дрением в автоматизацию НИ персональных компьютеров возросла. Следствием этого явилась возможность повседневного использования вычислительных машин для символьных преобразований математи­ ческих формул, а также для хранения нечисловых данных: графиков, формул, изображений, текстов.

Появилась возможность математического моделирования изучае­ мых процессов и явлений (машинные эксперименты) непосредствен­ но на столе исследователя.

Созданы и продолжают развиваться пакеты для символьных вы­ числений на компьютере, для имитационного моделирования физиче­ ских процессов и явлений, для статистической обработки экспери­ ментальных данных.

Все это дало мощный импульс для использования вычислительной техники в теоретических исследованиях, в деле автоматизации НИ.

Задачи автоматизации при проведении теоретических исследова­ ний включают:

-обеспечение эффективных условий для проведения теоретиче­ ских исследований (устранение рутинных операций, связанных с вы­ числениями и поиском информации, обеспечение быстрого распро­ странения получаемых результатов, эффективной связи исследовате­ лей со средствами автоматизации, моделирования и т.д.);

-выполнение алгоритмов моделирования элементов творческого процесса (поиска принятия решений, проверки гипотез, доказательст­ ва теорем и т.д.).

1.3.4.Задачи автоматизации, связанные

споиском информации

Группа задач автоматизации, связанных с информационно-поиско­ вой деятельностью, включает:

- выявление, сбор, представление, регистрацию и систематиза­ цию, анализ и обобщение требуемой информации;

-подготовку справок о состоянии разработок и решений по оп­ ределенной тематике;

-ответы на вопросы специалистов и организаций;

-выдачу соответствующей статистической информации и т.д.

1.4. Постановка и решение в АСНИ комплексных научных проблем

В настоящее время определилась тенденция постановки ком­ плексных научных проблем, предполагающих получение решений по основным этапам цикла научно-технической деятельности: проведе­ ние фундаментальных исследований, прикладных исследований, раз­ работок (производственных исследований), а также перевод результа­ тов этих решений в сферу производства и потребления. Постановка комплексных научных проблем требует организации совместного проведения таких разновидностей научной деятельности, как теоре­ тические и экспериментальные исследования, организационное управление исследованиями и информационно-поисковая деятель­ ность. С позиций системного анализа автоматизация НИ должна рас­ сматриваться как комплексная задача, включающая вопросы автома­ тизации всех стадий научной деятельности, начиная с фундаменталь­ ных исследований и заканчивая техническими приложениями. Таким образом, уже наметившаяся тенденция интеграции АСНИ в масшта­ бах отдельной научно-исследовательской организации, совокупности организаций смежного научного профиля в последующие годы, без­ условно, получит дальнейшее развитие, что будет способствовать обеспечению решения комплексных научных проблем.

1.5. Экономический эффект от автоматизации НИ

Экономический эффект от автоматизации НИ можно получить в процессе проведения НИ, при использовании их результатов (в про­ цессе создания, изготовления и эксплуатации продукции нового каче­ ства), при создании самих средств и систем автоматизации НИ.

В процессе проведения НИ факторами экономической эффектив­ ности работ по их автоматизации являются:

1)получение качественно новых результатов в данной области исследований;

2)повышение производительности труда исследователей;

3)сокращение сроков проведения НИ;

4)увеличение объема НИ;

5)интенсификация использования оборудования для исследований;

6)увеличение объема и повышение качества получаемой научной информации;

7)совершенствование методик проведения НИ;

8)снижение затрат материальных и энергетических ресурсов;

9)совершенствование конструкции оборудования для проведе­ ния НИ и повышение его качества (точности, надежности и т.д.);

10)возможность получения дополнительных или улучшенных технико-экономических характеристик результатов НИ;

11)сокращение числа людей, занятых в экспериментальных НИ;

12)автоматизация всех трудоемких процессов, исключающая полностью тяжелый физический труд;

13)снижение стоимости подготовки и проведения эксперимен­ тальных НИ;

14)представление результатов эксперимента в форме, обеспечи­ вающей их быстрое внедрение в производство.

При использовании результатов НИ (в процессе создания, изго­ товления и эксплуатации продукции нового качества) факторы эко­ номической эффективности работ по их автоматизации таковы:

1)совершенствование конструкции продукции (снижение ее ма­ териалоемкости, энергоемкости);

2)совершенствование технологии (в том числе снижение трудо­ емкости) изготовления продукции;

3)повышение технико-экономических характеристик продукции (рост производительности, сокращение сроков ремонта);

4)снижение эксплуатационных затрат.

Экономическая эффективность при создании средств и систем ав­ томатизации НИ достигается за счет принятия прогрессивных техни­ ческих и организационных решений (например, за счет использования технических средств с лучшими технико-экономическими показате­ лями, одновременного комплексного решения задач автоматизации НИ - экспериментов, вычислительных работ, элементов творческого процесса, проектно-конструкторских работ, научно-организационной деятельности).