Информационные системы и технологии в экономике. Учебное пособие

2.Факты и механизмы вывода должны быть отделены четко друг от

друга;

3.На выходе должна дать четкий совет;

4.Должна быть экономически оправдана.

Классификация экспертных систем:

1.По основным классам задач выделяют экспертные системы:

диагностики;

интерпретации данных;

контроля;

проектирования;

прогнозирования;

планирования;

обучения.

2.По сфере использования.

3.По назначению выделяют:

консультационные;

исследовательские;

управляющие.

4.По связи с реальным миром выделяют:

статические – не учитывают внешних изменений;

квазидинамические – меняются с фиксированным интервалом;

динамические – учитывают все изменения.

5.По типам ЭВМ.

Для наиболее эффективной организации работы экспертной системы в ее разработке должны участвовать представители следующих специальностей:

Эксперт в проблемной области, задачи которой будет решать экспертная система. Он определяет знания (данные и правила),

71

характеризующие проблемную область, обеспечивает правильность и полноту введенных в экспертную систему данных.

Инженер по знаниям – специалист по разработке экспертных систем.

Помогает эксперту выявить и структурировать знания, необходимые для работы экспертной системы; осуществляет выбор того инструментария,

который наиболее подходит для данной проблемной области, и определяет способ представления знаний в нем; выделяет и программирует

(традиционными средствами) стандартные функции (типичные для данной проблемной области), которые будут использоваться в правилах, вводимых экспертом.

Программист по разработке инструментальных средств.

Подготавливает инструментарий к работе, осуществляет его сопряжение с той средой, в которой он будет использован.

7.2. Режимы работы и структура экспертной системы

В процессе работы экспертной системы принято выделять два режима:

режим приобретения знаний и режим решения задачи (режим консультации).

Режим приобретения знаний. Общение с экспертной системой осуществляется экспертом через посредничество инженера по знаниям. В этом режиме эксперт, используя компонент приобретения знаний, наполняет систему знаниями, которые позволяют ей самостоятельно в режиме решения справляться с задачами из проблемной области. Эксперт описывает проблемную область в виде совокупности данных и правил. Данные определяют объекты, их характеристики и значения, существующие в области экспертизы. Правила же определяют способы манипулирования с данными,

характерные для рассматриваемой области.

Режим консультации. Общение с экспертной системой в этом случае осуществляет конечный пользователь, которого интересует конечный результат или способ его получения. В зависимости от назначения экспертной системы

72

пользователь может не быть специалистом в данной проблемной области (в

этом случае он обращается к экспертной системе за результатом, не умея получить его сам), или быть специалистом (в этом случае пользователь может сам получить результат, но он обращается к экспертной системе с целью либо ускорить процесс получения результата, либо возложить на экспертную систему рутинную работу). После обработки в режиме консультации данных о задаче пользователя диалоговым компонентом они поступают в рабочую память. Интерпретатор на основе входных данных из рабочей памяти, общих данных о проблемной области и правил из базы знаний формирует решение задачи. Экспертная система, в отличие от традиционных программных продуктов, при решении задачи не только исполняет предписанную последовательность операции, но и предварительно формирует ее.

Структура экспертной системы:

1.Подсистема приобретения знаний – программа, представляющая инженеру по знаниям возможность создавать базу данных в диалоговом режиме. Она включает систему меню, систему подсказок.

2.База знаний – совокупность знаний, фактов, правил, умозаключений,

полученных от экспертов по данной предметной области. Содержат

информацию двух видов: факты, данные из предметной области и набор

правил.

3.Интерфейс пользователя – программа, позволяющая общаться пользователю с экспертной системой с помощью дружественного интерфейса.

4.Блок логических выводов – Это мозг экпертной системы.

Представляет собой программу, моделирующую ход размышлений эксперта на основании тех знаний, которые имеются в базе знаний.

5. Подсистема объяснений – программа, позволяющая объяснять поведение экспертной системы и отвечать на вопросы: почему был получен тот или иной результат, на основании чего были сделаны выводы.

73

7.3. Технология нейронных систем

Мощный новый вид автоматизированных информационных технологий в области экспертных систем – нейросетевые технологии. Они моделируют работу человеческого мозга. Изначально, нейросеть – это структура, состоящая из связанных между собой нейронов.

В автоматизированных информационных технологиях нейросеть – это обобщенное название групп алгоритмов, которые умеют обучаться на примерах, извлекая скрытые закономерности из потока данных, впоследствии узнавая в потоке информации черты ранее встреченных образцов и ситуаций. В

процессе работы нейросеть может менять связи между нейронами и создавать новые. Нейронные сети относят к алгоритмам искусственного интеллекта.

На Западе эти технологии начали использоваться в середине 80-х годов, а

в начале 90-х появились новые нейропакеты, мощные и недорогие.

Нейросети в основном применяют для обобщения информации и прогнозирования развития ситуации на основе накопленных ретроспективных данных и настроенных алгоритмов получения прогностических оценок.

Основные особенности нейронной технологии:

1.данные могут быть неполными, противоречивыми, но если между входными и выходными данными есть какая-либо связь, то нейросеть определит эту связь и настроится на нее;

2.нейронные сети не обязательно иметь данные за большой промежуток времени, необходимы данные за 2-3 месяца, чтобы ухватить имеющиеся зависимости;

3.нейронные сети оценивают сравнительную возможность входных данных и распознают симптомы приближения критической ситуации;

4.нейросетевым технологиям принадлежит свойство способности обучаться на конкретном множестве примеров;

5.нейросети прогнозируют новые ситуации с достаточной точностью

(точность > 95%).

74

Существует три типа архитектуры нейронных сетей:

1.слабосвязанные сети (нейроны располагаются в углах прямоугольной решетки, каждый нейрон связан с 4, 8 ближайшими соседями);

2.полносвязанные сети (каждый нейрон связан со всеми остальными);

3.многослойные сети (нейроны объединяются в слои). Слой – это совокупность нейронов с единым входным сигналом. Внешние входные сигналы подаются на входы нейронов 1 слоя. Выходами нейросети служат выходные сигналы последнего (выходного) слоя нейронов.

При использовании нейросетевых технологий работа строится в

несколько этапов:

1.Четкое определение проблемы (что пользователь-аналитик должен получить на выходе - вектор, показатель, кривую или конкретный совет).

2.Подготовка входных данных и определение основных параметров, от которых будет зависеть та или иная ситуация. Сеть сама определит важность входных данных.

3.Ввод данных в систему. Для автоматизации предусмотрена связь с табличными редакторами.

4.Выбор типа нейронной сети, осуществление ее настройки или обучения (задаются методы и индикаторы обучения). Нейросети работают с текстовыми и числовыми данными. Результаты представляются либо в графическом виде, либо это конкретный совет пользователю.

5.Тестирование нейросети и ее запуск для получения прогноза.

В РФ нейросетевые технологии начали свой путь с финансово-кредитной сферы. Это системы выявления фальшивых пластиковых карт и определение курсов валют и биржевых индексов.

Пакеты Brain Maker и Ward System содержат более 8000 входных параметров.

Нейронные сети – это мощный инструмент для анализа и прогнозирования при решении сложных финансовых задач в руках аналитика.

75

Контрольные вопросы

1.Дайте определение понятию «Экспертные системы»?

2.Какова главная идея использования экспертных систем?

3.Чем отличаются задачи, решаемые при использовании экспертных систем?

4.Какими характеристиками должна обладать экспертная система?

5.Дайте краткое описание режиму «приобретение знаний»?

6.Дайте краткое описание режиму «решение задачи»?

7.Опишите структуру экспертной системы?

8.Перечислите основные особенности нейронной технологии?

9.Приведите последовательность работ при использовании нейросетевых технологий?

76

Глава 8

БЕЗОПАСНОСТЬ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ

8.1. Понятие информационной безопасности и ее значение

Современным мир находится на таком этапе своего развития, который специалисты определяют, как информационное общество. Информация стала определяющим ресурсом для успешной деятельности почти любого предприятий.

Напомним, что информация должна удовлетворять следующим требованиям:

полнота, т.е. достаточность для принятия правильного решения;

достоверность, т.е. отсутствие в полученной информации искажений;

своевременность, т.е. получение информации в тот момент времени,

когда это необходимо.

Как известно, информация – один из наиболее важных управленческих ресурсов. Получение неполной или искаженной информации, а также блокирование доступа к ней, могут привести к принятию неправильных решений в области управления. Кроме того, в большинстве случаев информация имеет наибольшую ценность только в силу неизвестности конкурентам. Такую информацию называю конфиденциальной или информацией, составляющей коммерческую тайну организации. Подобная информация должна быть защищена от утечек.

Утечка информации – процесс ее неконтролируемого распространения за пределы круга лиц, имеющих право на работу с данной информацией. По оценкам западных специалистов, утечка 20 % конфиденциальной информации в 60 случаях из ста приводит к банкротству фирмы.

Существуют такие информационные ресурсы, наибольшим вредом для

77

которых будут не утечка информации, а их утрата (уничтожение). Обычно это та информация, восстановление которой невозможно или очень сложно,

например обширные банки данных, архивы предприятий и т.п. Информация,

ценность которой зависит от своевременности предоставления пользователю,

нуждается в защите от блокировки.

Удовлетворение перечисленных требований позволяет говорить о соблюдении информационной безопасности. Информационная безопасность

– такое состояние информационных ресурсов, при котором они защищены от любых негативных воздействий, способных привести к нарушению полноты,

целостности, доступности этих ресурсов или вызвать утечку или утрату содержащейся в них информации.

Таким образом, информационная безопасность должна решать широкий круг задач, которые обычно делят на два направления: удовлетворение информационных потребностей субъектов и защита информации.

Удовлетворение информационных потребностей состоит в предоставлении пользователям необходимой им информации. Защита информации отвечает за полноту, достоверность, своевременность и сохранность информации.

Существуют следующие направления обеспечения защиты информации:

правовая, организационная, инженерно-техническая, программно-аппаратная (в

том числе и криптографическая).

В понятие правовой защиты входит в соблюдение всех норм правовых документов, регулирующих вопросы использования информационных ресурсов.

Организационная защита информации подразумевает создание в организации комплекса административных мер, позволяющих разрешить или запретить доступ сотрудников к определенной информации и средствам ее обработки, выработать правила работы с защищаемой информацией,

определить систему наказаний за несоблюдение таких правил и т.п.

Инженерно-техническая защита информации означает обеспечение

78

защиты от средств технической разведки, установку в организации технических средств охраны, а также принятие мер по обеспечению защиты информации от утечки по техническим каналам.

Программно-аппаратная защита включает в себя комплекс мер по защите информации, обрабатываемой на ЭВМ, в том числе и в вычислительных сетях.

Процесс создания системы защиты информации в автоматизированных системах подразумевает прохождение следующих этапов:

выявление угроз защищаемой информации;

определение политики безопасности;

создание механизмов поддержки политики безопасности;

оценка защищенности системы;

8.2.Угрозы информационной безопасности

Под угрозой защищаемой информации понимают некоторую ситуацию

(или потенциальную возможность ее осуществления), которая может привести к нарушению установленного статуса информации. Понятие угрозы информации является комплексным и включает в себя несколько составляющих:

источники угроз,

виды угроз;

способы их реализации.

В качестве источников угроз защищаемой информации могут выступать:

1.Человек – наиболее опасная угроза, т.к. в отличии от остальных может производить не только непреднамеренные действия, но и преднамеренное воздействие на информацию.

2.Средства передачи, обработки и хранения информации. Могут представлять угрозу в случае выхода из строя и появления сбоев в работе.

Технические средства и системы, непосредственно не связанные с обработкой

79

информации (водоснабжение, отопление и т.п.). Могут оказывать негативное воздействие на средства обработки информации.

3. Стихийные бедствия и природные явления. Могут создавать аварийные ситуации, при которых вычислительная техника выходит из строя или временно находится в нерабочем состоянии.

Информация, обрабатываемая при помощи вычислительной техники,

может подвергаться следующим видам угроз:

Уничтожение информации или ее носителя.

Несанкционированное получение или распространение конфиденциальной информации.

Модификация информации.

Создание ложных сообщений.

Блокирование доступа к информации или ресурсам системы, в том числе отказ в обслуживании.

Несанкционированное или ошибочное использование информационных ресурсов системы. Может нанести вред самой информационной системе.

Отказ в получении или отправки информации.

Способы реализации угроз делят на:

активные – преодоление защиты или прекращение ее работы путем воздействия на саму систему;

пассивные – использование уже существующих ошибок защиты,

программного и организационного обеспечения.

Возможны следующие методы реализации угроз для информации с применением вычислительной техники на практике:

1. Вредоносные программы. Эти программы прямо или косвенно нарушают процесс обработки информации и способствуют реализации различных угроз. Самые известные среди них – вирусы и трояны.

80