Основы теории информационных процессов и систем. Учебное пособие

Поиск экстремума (планирование эксперимента). Считается, что имеется возможность пошагового изменения величин xij (tk ) , tk t0 k t, k 0,1, 2,... Требуется изменять их так, чтобы в конце кон3 цов получить экстремальное значение целевого признака х0.

5.6. Особенности протоколов наблюдений

Отметим встречающиеся на практике особенности реальных про3 токолов наблюдений, которые следует учитывать при их обработке.

Большая размерность. Во многих исследованиях число объектов N и число признаков n велики, так что произведение n N достигает нескольких десятичных порядков. Учет времени приводит к еще боль3 шему увеличению размерности блока данных. В настоящее время при3 менение ЭВМ существенно расширяет количественные возможности обработки данных, но «проклятие размерности» остается в силе и для ЭВМ.

Разнотипность данных. Разные признаки могут измеряться в раз3 личных шкалах. Многие алгоритмы построены для обработки одно3 типных переменных, что часто вызывает необходимость приводить раз3 нотипные данные к одной шкале. Ясно, что более правильной стра3 тегией поведения является разработка алгоритмов, специально постро3 енных так, чтобы имелась возможность обрабатывать разнотипные данные, не внося в протокол никаких изменений, не связанных с экс3 периментом.

Пропущенные значения. Незаполненная ячейка таблицы данных – не такой уж редкий случай, особенно если эксперимент производится не в лабораторных, а в естественных условиях. Исключить из таблицы строку и столбец, на пересечении которых находится пустая ячейка, – выход далеко не всегда приемлемый. Можно, используя избыточность таблицы, некоторым образом «восстановить» пропущенные значения, а затем обрабатывать таблицу так, будто их и не было. Однако критерий «восстановления» и цель обработки должны быть согласованы, поэтому не может быть универсального способа «восстановления» про3 пусков. Хотя этот путь в ряде случаев вполне допустим, перспектив3 ным представляется конструирование алгоритмов обработки, позво3 ляющих использовать таблицы с пробелами без их предварительного заполнения.

Зашумленностъ. Довольно часто измерение, занесенное в прото3 кол, на самом деле отличается от измеряемого значения на некоторую случайную величину. Статистические свойства этой добавочной поме3

171

хи могут не зависеть от измеряемой величины, и тогда мы говорим об аддитивном шуме. В противном случае имеет место неаддитивная, или зависимая, помеха. Все эти варианты должны по3разному учитываться при обработке экспериментальных данных.

Искажения, отклонения от предположений. Приступая к обработ3 ке протокола наблюдений, мы всегда исходим из определенных предпо3 ложений о природе величин, занесенных в протокол. Любой способ об3 работки дает результаты ожидаемого качества только в том случае, если данные отвечают определенным предположениям. Далеко не всегда в ходе обработки данных обращают внимание на то, действительно ли данные отвечают предположениям, заложенным в алгоритм обработки.

Например, данные могут выглядеть как не размытые, но быть на самом деле расплывчатыми. Цифры в действительности могут быть символами, а мы можем считать, что они числа. Числовые шкалы пред3 полагают одинаковость единиц измерения вдоль всей шкалы, а измери3 тельный прибор может обладать нелинейной характеристикой; и если это не отражено в протоколе, то мы будем обрабатывать искаженные данные. Измеряемая величина может быть непрерывной, но в прото3 коле она неизбежно приводится с округлением, и это также является искажением.

Контрольные вопросы

1.Охарактеризуйте основные цели экспериментов при получении новых знаний.

2.Что такое измерительные шкалы?

3.Для чего используются шкалы наименования?

4.Охарактеризуйте основные свойства шкал наименования.

5.Для чего используются порядковые шкалы?

6.Охарактеризуйте основные свойства порядковых шкал.

7.Для чего используются модифицированные порядковые шкалы?

8.Охарактеризуйте основные свойства модифицированных поряд3 ковых шкал.

9.Для чего используются шкалы интервалов?

10.Охарактеризуйте основные свойства шкал интервалов.

11.Для чего используются шкалы отношений?

12.Охарактеризуйте основные свойства шкал отношений.

13.Для чего используются шкалы разностей?

14.Охарактеризуйте основные свойства шкал разностей.

15.Для чего используется абсолютная шкала?

16.Охарактеризуйте основные свойства абсолютной шкалы.

172

ПРИЛОЖЕНИЕ

Пример структуры АИС

В примере рассмотрены фрагменты Автоматизированной информа3 ционной системы учета материальных ценностей в строительной фирме.

Н а з н а ч е н и е . АИС обеспечивает:

Повышение надежности и точности процесса сбора, обработки и передачи информации.

Автоматическое формирование отчетных документов.

Сокращение затрат времени на обработку экономической ин3 формации.

Повышение производительности труда сотрудников.

Улучшение культуры производства – технологии обработки эко3 номической информации – и качества подготовки документов.

Краткая характеристика АИС:

1. Администрация принимает заказы на выполнение строительных работ, поручает производственно3техническому отделу (ПТО) подго3 товить смету на объект строительства; заключает с заказчиком договор на выполнение строительных работ; выполняет анализ расходов строи3 тельных материалов.

2. ПТО составляет смету на строительство в соответствии с нор3 мами расхода материалов, комплектовочную ведомость; ежемесячно принимает от прорабов отчеты о фактически выполненных работах и израсходованных материалах, сопоставляет данные с планами и нормами.

3. На склад или непосредственно на объекты строительства посту3 пают строительные материалы от поставщиков; прорабы и заведующий складом передают после оформления документы на полученные мате3 риалы и изделия в бухгалтерию. Часть материалов на строительство передается со склада по накладным на внутреннее перемещение с ука3 занием объектов строительства. На складе ведется картотека материа3 лов (поступило, израсходовано, осталось).

4. На основании первичных документов о приходе, расходовании, перемещении материальных ценностей (МЦ) бухгалтерия составляет отчетные документы (ведомости прихода, расхода, движения МЦ и др.); передает данные о стоимости МЦ в ПТО для расчета финансовых затрат на строительство объекта за месяц.

174

П р о д о л ж е н и е п р и л о ж е н и я

Примеры форм табличных документов приведены в таблице.

175

П р о д о л ж е н и е п р и л о ж е н и я

Иерархическая информационно-функциональная модель (взаимосвязанные диаграммы потоков данных) АИС

Схема верхнего уровня (контекстная диаграмма) и диаграмма потоков данных (ДПД) АИС на уровне подсистем приведена на рис. I (создана с помощью программной системы Case_Analist).

Рис. I

176

П р о д о л ж е н и е п р и л о ж е н и я

Схема следующего уровня (соответствующая подсистеме) и ДПД на уровне АРМ (склад) приведена на рис. II (создана с помощью программной системы Case_Analist).

Рис. II

На рис. III приведена ER3модель базы данных АИС, созданная в среде ERWin, которая затем передана в среду СУБД Access 2000 для создания БД и дальнейшего ее использования в системе.

177

П р о д о л ж е н и е п р и л о ж е н и я

Рис. III (начало)

178

П р о д о л ж е н и е п р и л о ж е н и я

Рис. III (окончание)

179

О к о н ч а н и е п р и л о ж е н и я

На основе ER3модели в среде Access 2000 создана БД АИС, фраг3 менты компонент которой приведены на рис. IV.

Рис. IV

В среде Access 2000 созданы все инструментальные средства, необ3 ходимые для полноценной эксплуатации АИС (формы, запросы, отчеты, макросы и т.п.). Особенности их создания и использования рас3 сматриваются в дисциплине «Управление данными».

180