Моделирование информационных ресурсов. Учебно-методический комплекс по специальности 080801 «Прикладная информатика (в информационной сфере)», специал

Министерство культуры Российской Федерации ФГБОУ ВПО «Кемеровский государственный университет культуры и искусств»

Институт информационных и библиотечных технологий Кафедра технологии автоматизированной обработки информации

МОДЕЛИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ РЕСУРСОВ

Учебно-методический комплекс по специальности 080801 «Прикладная информатика

(в информационной сфере)», специализации «Информационные сети и системы»,

квалификация – «информатик-аналитик»

Кемерово 2013

1

Утвержден на заседании кафедры технологии автоматизированной обработки информации 22.01.2013 г., протокол № 8.

Рекомендован к изданию учебно-методическим советом института информационных и библиотечных технологий КемГУКИ 31.01.2013 г., протокол № 3.

Моделирование информационных ресурсов [Текст]: учебно-методи- ческий комплекс по специальности 080801 «Прикладная информатика (в информационной сфере)», специализации «Информационные сети и системы», квалификация – «информатик-аналитик» / сост. Э. Н. Огнева. – Кемерово: Кемеров. гос. ун-т культуры и искусств, 2013. – 36 с.

Составитель: доцент

Э. Н. Огнева

2

ВВЕДЕНИЕ

Многообразие проблемных ситуаций, возникающих в области информационных ресурсов и их управления, диктует необходимость владения технологиями моделирования информационных ресурсов. В данной предметной области изучению подлежат сложные информационные процессы, поэтому для облегчения задачи создаются модели реальных процессов и систем. Проблема принятия решения с применением моделей заключается в использовании информационных технологий, обеспечивающих наилучший результат, оцениваемый критерием оптимальности. Проблемные ситуации в управлении информационными ресурсами, как правило, имеют многоальтернативный характер. Для оптимального решения задач такого типа необходим комплекс взаимосвязанных моделей. Формализация поставленной задачи позволяет четко уяснить суть проблемной ситуации и получить оптимальное решение. Все это обуславливает включение в состав профессиональной подготовки студентов, обучающихся по специальности 080801 «Прикладная информатика (в информационной сфере)» дисциплины «Моделирование информационных ресурсов».

Изучение дисциплины опирается на знания, полученные студентом по таким дисциплинам, как: «Математика», «Теория вероятностей и математическая статистика», «Теория систем и системный анализ», «Базы данных», «Информационные системы», «Информационные ресурсы общества», «Мировые информационные ресурсы», «Методы анализа предметных областей».

Учебная программа данной дисциплины подготовлена в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по специальности 080801 «Прикладная информатика (в информационной сфере)».

Данная дисциплина преследует цель обучения студентов технологиям моделирования информационных ресурсов с использованием разнообразных методов и средств. В структуре дисциплины выделяются четыре раздела: «Теоретические основы моделирования»; «Критерии оценки эффективности информационных процессов и систем»; «Математический аппарат описания информационных процессов, ресурсов и систем на макроуровне»; «Макромодели оптимизации и координации информационной деятельности».

В результате изучения дисциплины «Моделирование информационных ресурсов» студент должен знать основные понятия и методы моделирования информационных ресурсов, а также владеть умениями решения задач такого типа на практике.

3

Программой дисциплины предусмотрено чтение лекций, проведение семинарских и практических занятий, самостоятельная работа студентов. Лекционные занятия раскрывают основные проблемные вопросы по каждой теме. На семинарских занятиях обсуждаются проблемы, связанные с моделированием информационных ресурсов. Практические работы предназначены для приобретения практических навыков моделирования информационных ресурсов.

В соответствии с учебным планом специальности 080801 «Прикладная информатика (в информационной сфере)» дисциплина «Моделирование информационных ресурсов» общим объемом 113 часов изучается в течение 8-го семестра. Изучение дисциплины завершается зачетом.

Данный учебно-методический комплекс (УМК) включает учебную программу дисциплины, методические указания по изучению дисциплины, планы семинарских занятий, описания практических работ, тесты для самоконтроля, контрольные вопросы по разделам дисциплины, вопросы к зачету, список литературы, перечень ключевых слов. В совокупности учебные материалы, представленные в настоящем УМК, предназначены для организации и проведения аудиторных занятий, реализации самопроверки, текущей и итоговой проверки знаний и умений студентов, а также организации подготовки студентов к сдаче зачета по дисциплине «Моделирование информационных ресурсов».

УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

Тематический план дисциплины «МОДЕЛИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ РЕСУРСОВ»

для студентов очной формы обучения

Раздел 2. КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИНФОРМАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ И СИCТЕМ

Раздел 3. МАТЕМАТИЧЕСКИЙ АППАРАТ ОПИСАНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ, РЕСУРСОВ И СИСТЕМ НА МАКРОУРОВНЕ

Тематический план дисциплины «МОДЕЛИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ РЕСУРСОВ»

для студентов заочной формы обучения

Содержание дисциплины «МОДЕЛИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ РЕСУРСОВ»

Раздел 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ

Тема 1.1. Модели и моделирование

Понятие модели, объекта и процесса моделирования. Классификация моделей по: форме представления, исследуемым процессам, целевому назначению, характеру причинно-следственных связей, способам отражения времени. Процесс моделирования как средство анализа и метод обоснования принимаемых решений прогнозирования и управления информационными процессами.

Тема 1.2. Системный подход при моделировании информационных ресурсов

Принцип системности как один из главнейших принципов моделирования. Понятие и назначения основных принципов процесса моделирования: интегратизма, инвариантности, главных видов деятельности. Общие свойства систем. Роль модели системы в понимании функционирования информационных объектов и их сущности. Последовательность процесса моделирования.

Тема 1.3. Математические методы моделирования

Вероятностные методы исследований. Синтаксические совокупности и выборочные методы. Оценки неизвестных параметров распределения случайных величин. Проверка статистических гипотез. Корреляционно-

7

регрессионный анализ. Линейный и нелинейный регрессионный анализ, множественный корреляционный анализ. Многомерный анализ. Одно- и двухфакторный анализ. Кластерный анализ. Методы оптимизации. Метод множителей Лагранжа, линейное и нелинейное программирование.

Раздел 2. КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИНФОРМАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ И СИСТЕМ

Тема 2.1. Производственные и целевые функции

Понятие, назначение и область применения производственных и целевых функций. Построение производственных функций. Математическое выражение производственных и целевых функций. Виды моделей производственных функций. Использование аппарата производственных и целевых функций при оценке информационных процессов и систем. Способы учета достижений научно-технического прогресса на основе двухфакторной производственной функции.

Тема 2.2. Задачи оценки и оптимизации информационных систем

Оптимизационные задачи с линейными и нелинейными связями. Их классификация. Основные направления при решении задач оптимизации распределения ресурсов: задачи оптимального финансирования в статике; задачи распределения ресурсов во времени; задачи оптимального финансирования во времени. Задачи многокритериальной оптимизации: метод последовательных уступок и метод случайных направлений.

Тема 2.3. Частные и интегральные оценки

Экономическая оценка инвестиций, необходимых для создания/обнаружения информации для информационных ресурсов. Виды распределений инвестиций. Метод экспериментальной оценки параметров деградации информационных ресурсов. Проблема прогноза, текущая оценка информационной эффективности системы. Статистические характеристики процесса деградации информационной эффективности системы Микроинформационные дефекты. Теоретико-информационная оценка сигналов информационного поля.

8

Тема 2.4. Аддитивные и мультипликативные свертки критериев

Понятия и назначение аддитивной и мультипликативной сверток критериев. Методы, сводящие многокритериальную задачу к скалярной. Наиболее распространенные аддитивные и мультипликативные виды сверток критериев. Замена векторного критерия скалярным. Недостатки и достоинства аддитивных и мультипликативных сверток критериев.

Раздел 3. МАТЕМАТИЧЕСКИЙ АППАРАТ ОПИСАНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ, РЕСУРСОВ И СИСТЕМ НА МАКРОУРОВНЕ

Тема 3.1. Формализованное описание информационных процессов и объектов

Описание информационных объектов и процессов с использованием математического аппарата. Математическое описание процессов создания, обнаружения и регистрации информации. Математическое выражение различных методов оценки информации. Математический аппарат особо сложных ситуаций. Формализованное описание сложных проблемных ситуаций на основе класса стохастических временных сетей Петри.

Тема 3.2. Операции над информационными потоками в операторном теоретико-множественном представлении

Операция добавления информации. Понятие совместимости пересечения и параллельности информационных потоков. Операции объединения поглощения и максимальности информационных потоков. Понятие сравнимости информационных потоков. Использование информационных потоков для решения задач с неполной начальной информацией. Проблема распознавания образов.

Тема 3.3. Оптимизация проблемных ситуаций с использованием нечетких множеств

Нелинейность и нечеткость описания проблемных ситуаций информационных ресурсов. Системная оптимизация управления информацион-

9

ными объектами в условиях неопределенности с использованием теории нечетких множеств. Построение реальных математических моделей с учетом неопределенных исходных данных. Объединение понятий вероятности и определенности. Особенности применения нечетких множеств. Свойства нормальности и выпуклости функции принадлежности.

Тема 3.4. Организационная и функциональная декомпозиция системы информационного обмена

Понятие декомпозиции применительно к информационным системам. Математические методы декомпозиции: факторизация, функциональная и параметрическая декомпозиция. Отличие от традиционного метода описания систем информационного обмена. Оценка эффективности данного метода. Метод вероятностной скаляризации при решении задачи оценки эффективности функционирования систем информационного обмена.

Раздел 4. МАКРОМОДЕЛИ ОПТИМИЗАЦИИ И КООРДИНАЦИИ ИНФОРМАЦИОННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Тема 4.1. Технико-экономические аспекты информационной системы

Оценка информационных ресурсов как интеллектуальной собственности. Формы охраны прав интеллектуальной собственности. Объекты авторского и смежных прав. Информация, представляющая коммерческую и служебную тайну. Стоимость интеллектуальной собственности. Оценка интеллектуальной собственности. Этапы решения проблемы оценки интеллектуальной собственности. Чистая сделка по интеллектуальной собственности. Рыночная стоимость интеллектуальной собственности. Документы, определяющие и регулирующие интеллектуальную собственность и ее использование.

Тема 4.2. Оптимизационные модели информационных ресурсов

Целенаправленность и математическая технология оптимизации информационных ресурсов. Понятие двойственности при оптимизации про-

10