
- •2010 Г. Лекция №1
- •Тема №1 Компоненты и структуры автоматизированной информационной системы
- •Лекция №2
- •Тема 2 Классификация автоматизированных информационных систем
- •1. По отрасли применения:
- •2. По виду информации:
- •Лекция №3 (Продолжение Темы 2 «Классификация аис»)
- •7. Классификация по типу используемого программного обеспечения.
- •9. Применяемые в контуре аис модели
- •Лекция №4 Тема №3 Состав и структура аис. Основные проблемы, решаемые при разработке аис
- •Лекция №5 Тема №4 Обеспечивающие подсистемы аис и их характеристики
- •Организационное обеспечение.
- •Правовое обеспечение.
- •Лекция №6
- •Лекция №7 Тема №6 Принятие решений в иус
- •Лекция №8 Тема№7 Проектирование аис. Классификация методов проектирования систем.
- •Лекция №9 Тема №8 Средства проектирования аис
- •Лекция №10 Тема №9 Адаптация информационно-управляющей системы к области применения
- •Лекция №11 (Продолжение Темы №9 Адаптация информационно-управляющей системы к области применения)
- •Лекция №12 (Продолжение Темы №9 Адаптация информационно-управляющей системы к области применения)
- •Лекция №13 Тема № 10 Перспективные информационные технологии проектирования иус
- •Лекция №14 Тема № 11 Интеллектуализация иус
- •Лекция №15 (Продолжение Темы № 11 Интеллектуализация иус)
- •Лекция №16 (Продолжение Темы № 11 Интеллектуализация иус)
- •Лекция № 17 Тема №12 Области применения экспертных систем
Лекция № 17 Тема №12 Области применения экспертных систем
Цель: Рассмотреть основные области применения экспертных систем.
Задачи:
Рассмотреть основные типы экспертных систем;
Рассмотреть области применения экспертных систем.
Желаемый результат:
Студенты должны знать:
- что такое ЭС;
- типы ЭС;
- области применения ЭС.
иметь представление:
- о особенностях ЭС различного типа;
- о перспективах развития искусственного интеллекта.
Учебная информация:
Области применения систем, основанных на знаниях, разнообразны. Они могут быть использованы в: сфере образования, промышленности, экономической сфере, сфере здравоохранения и т.д. Обзор существующих экспертных систем, позволил сгруппировать их в следующие классы: системы диагностики (например, медицинская диагностика, диагностика неисправностей в механических и электрических устройствах и другие), системы контроля и управления, прогнозирующие системы, системы мониторинга, обучающие системы, системы поддержки принятия решений.
Медицинские диагностические системы используются для оценки состояния здоровья и медицинского контроля. В настоящее время существуют системы оценки состояния здоровья космонавтов и медицинского контроля на этапах подготовки в целях врачебной экспертизы, системы подбора лекарственных средств с учетом особенностей конкретного пациента, системы для получения консультации по конкретному заболеванию, ЭС с использованием нечеткой логики для диагностики внешнего дыхания.
Системы диагностики нашли свое применение и в сфере образования. В качестве примера может выступать система диагностики качества обучения. Данная система позволяет: вести регистрацию данных образовательных достижений, обеспечивать их хранение и сортировку, рассчитывать индикаторы качества учебной деятельности на основе педагогических измерений успеваемости в студенческих группах, анализировать показатели качества обучения посредством математических методов и т.д.
Прогнозирующие системы предсказывают возможные результаты или события на основе данных о текущем состоянии объекта. Например, экспертная система «ВИКС» с математическим ядром “AR-CONTROL”, осуществляющая прогнозирование временных рядов на финансовых рынках. База знаний в дынной системе представлена в виде xls (Excel) файлов с еженедельными расчетами прогнозов, графиками, и расчетными параметрами операций на рынке в течении 2001-2008гг. Данная система выполняет функцию прогнозирования остатков на корреспондентских счетах, осуществляет прогноз и оптимизацию банковской прибыли и т.д.
Системы контроля и управления осуществляют контроль за определенным процессом (зависит от области применения) и принимают решения на основе данных, поступающих от объекта (объектов) контроля и управления.
Системы поддержки принятия решений помогают выбрать нужное решение, и тем самым облегчить процесс принятия решения в определенной ситуации.
Обучающие ЭС позволяют определить наличие ошибок, при изучении какой – либо дисциплины. Использование данных систем повысит качество процесса обучения. Примером такой системы может служить обучающая система VIPES. Обучение в данной системе происходит по индивидуальному учебному плану. Экспертная система сопровождает обучаемого во время прохождения курса, а также выдает рекомендации по обучению и прохождению контроля. Процесс консультаций в данной системе является весьма долгим и обычно состоит из нескольких сеансов. Поэтому в VIPES предусмотрена возможность сохранения результатов предыдущих консультаций.
Особое внимание необходимо уделить системам мониторинга. Данные системы уже нашли широкое применение в промышленности и других областях. Они позволяют контролировать технологический процесс изготовления продукции и сигнализировать при малейшем отклонении тех или иных параметров за допустимые пределы. Данные системы помогают определить причину возникновения этих отклонений и выдают рекомендацию по их устранению.
Таблица 1 - Классификация экспертных систем по области применения и типу решаемой задачи
Тип решаемой задачи |
Область применения | |||
|
Промышленность |
Образование |
Медицина |
Экономика и финансы |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
Диагностика |
Диагностика качества сборки и монтажа машин; Диагностика промышленного оборудования; Диагностика производственно- го потенциала предприятия и др. |
Системы диагностики качества обучения |
Диагностика различных заболеваний, травм у людей и животных и т.п.
|
Диагностика состояния экономической деятельности предприятия |
Мониторинг |
Мониторинг: технологического процесса, качества продукции, оборудования, аварийных ситуаций |
Мониторинг уровня подготовки, уровня обучения, мониторинг процесса обучения |
Мониторинг различных заболеваний, мониторинг показаний медицинских приборов |
Мониторинг экономической деятельности предприятий и организаций |
Поддержка принятия решений |
Принятие решений при отказе механических систем, при нарушении технологического процесса. |
Системы поддержки принятия решений для подготовки специалистов |
Принятие решений при постановке диагноза, при выполнении операций, при подборе лекарств |
Системы поддержки принятия решений по управлению хозяйством; поддержка принятия решений для оптимизации работы с валютными опционами |
Прогнозирование |
Прогнозирование нежелательных |
Прогностическая оценка |
Прогнозирование протекания |
Прогнозирование курса |
Продолжение таблицы 1
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
событий на потенциально опасных объектах, прогнозирование работоспособности оборудования |
педагогической деятельности |
болезни, прогнозирование исходов заболеваний |
волют; прогноз финансового состояния. |
Планирование
|
Планирование объемов производства, планирование при решении задач проектирования |
Планирование достижения целей по освоению материала |
Система планирования медицинских ресурсов; система планирования экспериментов |
Планирование и выполнение продаж; планирование (прогноз) и анализ бизнес-процессов |
Обучение |
Обучающая экспертная система работы с технологическими процессами |
Системы для поддержки обучения различных дисциплин и подготовки специалистов в различных сферах |
Обучающие системы для подготовки специалистов |
Обучение и подготовка специалистов финансовой и экономической сферы деятельности |
Контроль и управление |
Контроль и управление технологическим процессом изготовления продукции; система контроля и управления электротехническим оборудованием |
Контроль и управление качеством учебного процесса в различных образова- тельных учреждениях |
Системы контроля за состоянием пациентов, системы управления медицинским оборудова- нием |
Контроль и управление финансовыми ресурсами предприятия и организации, система управления портфелем ценных бумаг реального времени |
Вопросы для самопроверки:
Назовите основные типы экспертных систем.
Для чего предназначена система мониторинга?
Каково назначение ЭС диагностики?
Назовите области применения ЭС.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Основная литература:
Гайдомакин Н.А. Автоматизированные информационные системы. Базы и банки данных. Вводный курс: учебное пособие. – М.: Гелиос АРВ, 2002.
Емельянова Н. З., Партыка Т. Л., Попов И. И.Основы построения автоматизированных информационных систем. – М.: ФОРУМ - ИНФРА-М, 2007.
Избачков Ю.С., Петров В.Н. Информационные системы: Учебник для вузов. - СПб.: Питер, 2005.
Дополнительная литература:
Козырев А.А. Информационные технологии в экономике и управлении: Учебник. - СПб.: Из-во Михайлова В.А., 2001.
Компьютерные системы и сети: Учебное пособие/ В.П. Косарев и др. / Под ред. В.П. Косарева и Л.В. Еремина. – М.: Финансы и статистика, 2000. – 464 с.
Лещенко А.Б., Федорович О.Е., Антонов А.А., Губка А.С. Использование постреляционной технологии CASE при построении информационно-управляющих систем: Учебное пособие.- Харьков, ХАИ. 2003
Петров В.Н. Информационные системы: Учебно-методическое пособие. СПб.: Питер. 2003.- 688 с.
Список основных терминов
№п/п |
Термин |
Определение |
1 |
Внемашинное информационное обеспечение
|
это совокупность единой системы классификации и кодирования информации, унифицированных систем документации, схем информационных потоков, циркулирующих в организации |
2 |
Внутримашинное информационное обеспечение
|
совокупность информационных массивов и баз данных, процедур организации, ведения, хранения и обработки баз данных, методы и средства преобразования внешнего представления данных в машинное и обратно, описания хранимой и обрабатываемой информации |
3 |
Групповые СППР (ГСППР) |
интерактивные компьютерные системы, призванные обеспечить поддержку группам работников в решении плохо структурированных проблем |
4 |
Документ
|
является основным носителем информации на предприятии и представляет совокупность некоторых элементов, называемых показателями |
5 |
Знания пользователя
|
это то, что пользователь должен знать, работая с системой |
6 |
Иерархическая система классификации |
это система, в которой между классификационными группировками устанавливается строгое отношение подчиненности (иерархии). |
7 |
Интерпретатор
|
это часть экспертной системы, производящая в определенном порядке обработку знаний (мышление), находящихся в базе знаний. |
8 |
Информационное. обеспечение |
это совокупность данных, языковых средств описания данных, программных средств обработки информационных массивов, а также процедур и методов их организации, хранения, накопления и доступа к ним, обеспечивающих выдачу всей необходимой информации в процессе решения задач, а также справочной информации |
9 |
Информационно-советующие АИС |
системы, в которых кроме сбора, передачи и обработки информации подготавливаются рекомендации, используемые при принятии решений. |
10 |
Информационно-справочные АИС |
системы, которые выполняют задачу обеспечения руководства необходимыми справочными данными по запросам |
11 |
Информационно-управляющая система
|
формальная система для выдачи администрации информации, необходимой для принятия решений |
12 |
Информационные АИС |
системы, в которых обеспечивается сбор и частичная систематизация первичной информации |
13 |
Информационый поток
|
совокупность данных в процессе ее движения в пространстве и во времени |
14 |
искусственный интеллект (ИИ)
|
это способности компьютерных систем к таким действиям, которые назывались бы интеллектуальными, если бы исходили от человека. |
15 |
Классификатор |
этосистематизированный свод однородныхнаименований группировок объектов, признаков и их кодовых обозначений |
16 |
Классификация |
это распределение элементов множества на подмножества на основании признаков и зависимости внутри признаков |
17 |
Код |
условное обозначение объекта знаком или группой знаков по определенным правилам, установленным системой кодирования. Коды могут быть цифровыми, буквенно-цифровыми и состоять из одного или нескольких знаков. |
18 |
Кодирование |
это процесс присвоения условного обозначения различным позициям номенклатуры |
19 |
Комбинированная система кодирования |
это система, в которой применяются комбинации рациональных систем, например, разрядной и серийной и др. |
20 |
Лингвистическое обеспечение (ЛО)
|
объединяет совокупность языковых средств для формализации естественного языка, построения и сочетания информационных единиц в ходе общения персонала АИТ со средствами вычислительной техники |
21 |
Математическое обеспечение (МО) |
это совокупность математических методов, моделей и алгоритмов обработки информации, используемых при решении функциональных задач и в процессе автоматизации проектировочных работ АИТ |
22 |
Мнемокод |
это буквенные и буквенно-цифровые коды, которые представляют собой условное обозначение номенклатуры |
23 |
Модели детерминистские |
модели, которые используют оценку переменных одним числом |
24 |
Модели оперативные |
модели, которые используются на низших уровнях управления для поддержки принятия оперативных решений с горизонтом, измеряемым днями и неделями |
25 |
Модели описательные |
описывают поведение некоторой системы и не предназначены для целей управления (оптимизации) |
26 |
Модели оптимизационные |
предназначены для нахождения точек минимума или максимума некоторых показателей |
27 |
Модели стахостические |
модели, которые оценивают переменные несколькими параметрами, чем отличаются от детерминистских |
28 |
Модели стратегические |
модели, которые используются на высших уровнях управления для установления целей организации, объемов ресурсов, необходимых для их достижения, а также политики приобретения и использования этих ресурсов |
29 |
Модели тактические |
модели, которые применяются управляющими среднего уровня для распределения и контроля использования имеющихся ресурсов |
30 |
Номенклатура |
это полный перечень однородных наименований, состоящий из отдельных строк-позиций |
31 |
Оперативный контроль |
предназначен для анализа рутинных, постоянно повторяющихся операций, выполняемых исполнителями низшего уровня, для проведения которых созданы необходимые процедуры |
32 |
Организационное обеспечение (ОО)
|
совокупность методов и средств, регламентирующих взаимодействие работников с техническими средствами и между собой в процессе разработки и эксплуатации информационной системы. |
33 |
Плохо структурированные задачи |
это задачи, характер решения которых представляется не полностью |
34 |
Показатель |
информационная совокупность, дающая характеристику объекта и определяющая все входящие в совокупности признаки количественно или качественно |
35 |
Порядковая система кодирования |
применяется для кодирования однопризначных номенклатур и предусматривает присвоение объектам цифр натурального ряда чисел без пропуска номеров |
36 |
Правовое обеспечение (ПрО) |
совокупность правовых норм, регламентирующих правоотношения при создании и внедрении АИС и АИТ. |
37 |
Прагматический аспект информации |
характеризуется ее полезностью для достижения поставленной цели |
38 |
Программное обеспечение (ПО) |
совокупность программ, реализующих функции и задачи АИТ и обеспечивающих устойчивую работу комплексов технических средств |
39 |
Разрядная система кодирования
|
это система, в которой каждому классификационному признаку отводится определенное число разрядов, которое зависит от количества предметов кодируемого множества |
40 |
Регистрационная системы кодирования |
это система не требующая предварительной классификации |
41 |
Ручные системы
|
системы, в которых все функции по сбору, передаче, обработке информации и принятию решений выполняются человекам |
42 |
Семантический аспект информации |
характеризует ее смысловое содержание |
43 |
Серийная система кодирования |
служит для кодирования аналогичных простых номенклатур и предполагает присвоение серий номеров объектам, выделенным в группу, а в пределах серии объектам присваиваются номера по порядку |
44 |
Синтаксический аспект информации |
оперирует с обезличенной информацией не выражающей смыслового отношения к объекту |
45 |
Система документации
|
это совокупность взаимосвязанных форм документов, используемых в процессе управления предприятием |
46 |
Система классификации |
это совокупность правил распределения объектов множества на подмножества. |
47 |
Системы поддержки принятия решений (СППР)
|
системы, которые используются для решения в режиме диалога плохо структурированных задач, для которых характерна неполнота входных данных, частичная ясность целей и ограничений. |
48 |
Системы электронной обработки данных (СЭОД)
|
системы, в которые предназначены для решения хорошо структурированных задач, по которым имеются входные данные, известны алгоритмы, ведущие к решению задач. Система работает в автоматическом режиме с минимальным участием человека. |
49 |
Стратегическое планирование |
предназначено для определения целей, ресурсов и достижения целей и стратегии, которые должны привести к достижению цели |
50 |
Структурированные задачи |
задачи, решения которых носят повторяющийся характер |
51 |
Структурный аспект информации |
характеризует проблемы хранения, реорганизации и извлечения информации. Здесь абстрагируются от субъективности, относительной ценности информации и рассматривают логические и физические структуры организации информации |
52 |
Техническое обеспечение (ТО)
|
это комплекс технических средств (технические средства сбора, регистрации, передачи, обработки, отображения, размножения информации, оргтехника и др.), обеспечивающих работу АИТ |
53 |
Унифицированная система документации
|
представляет собой комплекс взаимосвязанных форм документов и процессов документирования данных, отвечающих единым правилам и требованиям документооборота, и является средством реализации информационных процессов обмена данными, имеющим нормативно-правовую силу в управлении.. |
54 |
Управленческий контроль |
проводится на уровне руководителей для того, чтобы дать оценку текущей ситуации, выбрать контрольные операции, сформулировать новые правила принятия решения для персонала, находящегося на оперативном уровне управления, а также распределить имеющиеся ресурсы |
55 |
Управляющие АИС |
системы, в которых обеспечивается сбор и частичная систематизация первичной информации, и, кроме этого, обеспечивают выработку некоторых управленческих решений, передающихся непосредственно исполнительным механизмам по заранее заданным программам. |
56 |
Фасетная система классификации |
это система, в которой некоторый набор признаков сформирован в параллельные независимые фасеты |
57 |
Функциональная подсистема
|
эта часть системы, выделенная по определенному признаку, отвечающему конкретным целям и задачам управления. |
58 |
Шахматная система кодирования |
разновидность разрядной системы, применяется к номенклатурам, характеризующимся двумя признаками, из которых один располагается по вертикали, а другой - по горизонтали |
59 |
Экспертные системы
|
это компьютерные программы, трансформирующие опыт экспертов в какой-либо области знаний в форму эвристических правил (эвристик). |
60 |
Энтропия |
это количественно выраженная неопределенность состояния системы |