Принципы построения и стратегия разработки автоматизированных информационных систем

Операционные системы подразделяются на однопользовательские (преимущественно для домашнего использования) и многопользовательские, предназначенные для работы компьютера в офисной сети. Поэтому выбор ОС для АРМ специалиста не представляет особого труда: это должна быть современная система, совместимая с ОС сервера предприятия, а именно, операционная система Microsoft Windows XP (рис.2).

Windows XP имеет высокий уровень  защиты, она облегчает администратору  сети управление защитой, в частности, он может контролировать круг  пользователей, имеющих права доступа  к сетевым ресурсам: файлам, каталогам, принтерам, программам-приложениям и т.д. Причем правами на каждый ресурс и правами для каждого пользователя можно управлять централизованно. Учетные записи пользователей хранятся централизованно (на сервере) в зашифрованном виде, что препятствует обнаружению пароля каждого пользователя как при его передаче в сети, так и при попытке несанкционированного просмотра параметров регистрации.

 

Рис.1. Графический интерфейс пользователя Windows XP

Не маловажным является тот факт, под эту операционную систему можно установить множество прикладных программных продуктов, в том числе Microsoft Office XP (включающий Microsoft Access, Microsoft Excel, Microsoft Word, Microsoft Power Point, Microsoft Outlook Express).

Из инструментальных средств представлены: программа архивирования данных WinRar 3,0, программа защиты от вирусов Kaspersky Antivirus, программа в себе функции факс-аппарата, автоответчика и АОНа на компьютере VentaFax, программа сканирования документов Abbyy Fine Reader 6,0, PageMaker.

Все программы специального программного обеспечения конкретной АСУ должны быть совместимы как между собой, так и с ее общим программным обеспечением.

 

2. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ И СТРАТЕГИЯ РАЗРАБОТКИ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ

 

1. Интеллектуальные информационные системы

 

Любая информационная система (ИС) выполняет следующие функции:

1. Воспринимает вводимые пользователем информационные запросы и необходимые исходные данные;

2. Обрабатывает введенные и хранимые в системе данные в соответствии с известным алгоритмом и формирует требуемую выходную информацию.

С точки зрения реализации перечисленных функций ИС можно рассматривать как фабрику, производящую информацию, в которой заказом является информационный запрос, сырьем - исходные данные, продуктом - требуемая информация, а инструментом (оборудованием) - знание, с помощью которого данные преобразуются в информацию.

Если в ходе эксплуатации ИС выяснится потребность в модификации одного из двух компонентов программы, то возникнет необходимость ее переписывания. Это объясняется тем, что полным знанием проблемной области обладает только разработчик ИС, а программа служит “недумающим исполнителем” знания разработчика. Этот недостаток устраняются в интеллектуальных информационных системах .

Интеллектуальная информационная система (ИИС) - это ИС, которая основана на концепции использования базы знаний для генерации алгоритмов решения экономических задач различных классов в зависимости от конкретных информационных потребностей пользователей.

Для интеллектуальных информационных систем, ориентированных на генерацию алгоритмов решения задач, характерны следующие признаки:

-развитые коммуникативные способности,

-умение решать сложные плохо  формализуемые задачи,

-способность к самообучению,

Коммуникативные способности ИИС характеризуют способ взаимодействия (интерфейса) конечного пользователя с системой.

Сложные плохо формализуемые задачи - это задачи, которые требуют построения оригинального алгоритма решения в зависимости от конкретной ситуации, для которой могут быть характерны неопределенность и динамичность исходных данных и знаний.

Этапы жизненного цикла систем искусственного интеллекта:

1) Разработка идеи и концепции  системы

2) Разработка теоретических основ  системы

3) Разработка математической модели  системы

4) Разработка методики численных  расчетов в системе:

4.1) - разработка структур данных

4.2) - разработка алгоритмов обработки  данных

5) Разработка структуры системы  и экранных форм интерфейса

6) Разработка программной реализации  системы

7) Отладка системы

8) Экспериментальная эксплуатация

9) Опытная эксплуатация

10) Промышленная эксплуатация

11) Заказные модификации системы

12) Разработка новых версий системы

13) Снятие системы с эксплуатации

Условно каждому из признаков интеллектуальности соответствует свой класс ИИС:

-Системы с интеллектуальным интерфейсом;

-Экспертные системы;

-Самообучающиеся системы.

Экспертная система (ЭС) - это ИИС, предназначенная для решения слабоформализуемых задач на основе накапливаемого в базе знаний опыта работы экспертов в проблемной области /12/

Экспертная система является инструментом, усиливающим интеллектуальные способности эксперта, и может выполнять следующие роли:

1. консультанта для неопытных  или непрофессиональных пользователей;

2. ассистента в связи с необходимостью  анализа экспертом различных  вариантов принятия решений;

3. партнера эксперта по вопросам, относящимся к источникам знаний  из смежных областей деятельности.

Исторически, ЭС были первыми системами искусственного интеллекта, которые привлекли внимание потребителей.

Классы экспертных систем. По степени сложности решаемых задач экспертные системы можно классифицировать следующим образом:

- По способу формирования решения  экспертные системы разделяются  на два класса: аналитические  и синтетические. Аналитические  системы предполагают выбор решений  из множества известных альтернатив, а синтетические системы - генерацию  неизвестных решений. Аналитическая экспертная система - это ЭС, осуществляющая оценку вариантов решений (проверку гипотез). Синтетическая экспертная система - это ЭС, осуществляющая генерацию вариантов решений (формирование гипотез).

- По способу учета временного  признака экспертные системы могут быть статическими или динамическими. Статические системы решают задачи при неизменяемых в процессе решения данных и знаниях, инамические системы допускают такие изменения.

Статическая экспертная система - это ЭС, решающая задачи в условиях, не изменяющихся во времени исходных данных и знаний.

Динамическая экспертная система - это ЭС, решающая задачи в условиях изменяющихся во времени исходных данных и знаний.

- По видам используемых данных  и знаний экспертные системы  классифицируются на системы с детерминированными (четко определенными) знаниями и неопределенными знаниями. Под неопределенностью знаний (данных) понимается их неполнота (отсутствие), недостоверность (неточность измерения), двусмысленность (многозначность понятий), нечеткость (качественная оценка вместо количественной).

По числу используемых источников знаний экспертные системы могут быть построены с использованием одного или множества источников знаний.

 Система с интеллектуальным  интерфейсом - это ИИС, предназначенная  для поиска неявной информации в базе данных или тексте для произвольных запросов, составляемых, как правило, на ограниченном естественном языке.

Системы контекстной помощи можно рассматривать, как частный случай интеллектуальных гипертекстовых и естественно-языковых систем. В системах контекстной помощи пользователь описывает проблему (ситуацию), а система с помощью дополнительного диалога ее конкретизирует и сама выполняет поиск относящихся к ситуации рекомендаций. Такие системы относятся к классу систем распространения знаний (Knowledge Publishing) и создаются как приложение к системам документации (например, технической документации по эксплуатации товаров).

Системы когнитивной графики позволяют осуществлять интерфейс пользователя с ИИС с помощью графических образов, которые генерируются в соответствии с происходящими событиями.

Самообучающаяся система - это ИИС, которая на основе примеров реальной практики автоматически формирует единицы знаний

В основе самообучающихся систем лежат методы автоматической классификации примеров ситуаций реальной практики (обучения на примерах). Примеры реальных ситуаций накапливаются за некоторый исторический период и составляют обучающую выборку. Эти примеры описываются множеством признаков классификации. Причем обучающая выборка может быть:

- “с учителем”, когда для каждого  примера задается в явном виде  значение признака его принадлежности  некоторому классу ситуаций (классообразующего  признака);

- “без учителя”, когда по степени  близости значений признаков  классификации система сама выделяет классы ситуаций.

В результате обучения системы автоматически строятся обобщенные правила или функции, определяющие принадлежность ситуаций классам, которыми обученная система пользуется при интерпретации новых возникающих ситуаций. Таким образом, автоматически формируется база знаний, используемая при решении задач классификации и прогнозирования. Эта база знаний периодически автоматически корректируется по мере накопления опыта реальных ситуаций, что позволяет сократить затраты на ее создание и обновление.

 

 

2. Автоматизированные информационные системы

 

Толковый словарь по информатике дает следующее определение информационной технологии. Информационная технология – это совокупность методов, производственных процессов и программно-технических средств, объединенных в технологическую цепочку, обеспечивающую сбор, хранение, обработку, вывод и распространение информации для снижения трудоемкости процессов использования информационных ресурсов, повышения их надежности и оперативности.

Как отмечалось, не имеет смысла говорить о полезной информации, содержащейся н сигнале, если не указана задача. Целесообразность применения компьютера для обработки информации также может быть обусловлена только задачей или задачной ситуацией, т. е. конкретной ситуацией предметной области, для которой необходимо выработать управленческое решение. В бизнесе применение компьютера состоит в идентификации задачных ситуаций, их классификации и использовании для их решения общих средств (технических и программных), которые называются технологиями. Технология - это правила действия с использованием каких-либо средств, которые являются общими для целой совокупности задач или задачных ситуации. Если реализация технологии направлена на выработку управляющего воздействия, то это технология управления.

Состав информационной технологии управления.

Для информатизации общества и бизнеса необходим широкий спектр программно-аппаратных средств, в том числе вычислительной техники и средств связи. Различные технические средства обеспечивают прием и передачу трех основных видов информации (речь, печатный текст, графика) в статике и динамике с максимальным использованием трех чувств восприятия человека (слух, осязание, зрение). Напрямую с человеком связаны относительно громоздкие устройства, обеспечивающие согласование разнообразных человеко-машинных входных и выходных потоков информации (дисплеи, клавиатуры, “мыши”, джойстики и иные манипуляторы и многое другое, включая электронные планшеты и табло). Технические средства связи обеспечивают передачу информации во внешней деловой среде. При этом в системе связи используются не только “чистые” устройства связи, но и информационно-коммуникационные компьютеры. На деловом предприятии в зависимости от масштаба и особенностей предпринимательства может использоваться от одного до нескольких тысяч компьютеров для хранения и обработки информации.

Программные средства обеспечивают обработку данных и состоят из общего и прикладного программного обеспечения и программных документов, необходимых для эксплуатации этих программ. К общему программному обеспечению относят операционные системы, системы программирования и программы технического обслуживания, которые предоставляют сервис для эксплуатации компьютера, выявления ошибок при сбоях, восстановления испорченных программ и данных. Прикладное программное обеспечение определяет разнообразие информационных технологий и состоит из отдельных прикладных программ или пакетов, называемых приложениями. Ряд приложений могут применять все пользователи, а применение некоторых приложений требует определенного уровня квалификации проектировщика /11/.

Разнообразие технических средств и операционных систем вынудили разработчиков ввести понятие платформы. Платформа определяет тип компьютера и операционной системы, на которых можно установить используемую информационную технологию. Практика показывает, что эволюция программно-аппаратного комплекса идет непрерывно по мере повышения квалификации и уровня знаний тех, кто реально использует эти средства. Модульность программно-аппаратных средств - ключ к эволюционному развитию систем. Международные организации и крупные фирмы в области информатики предлагают де-юре и де-факто стандарты на аппаратные и программные интерфейсы.

Интерфейс - это технология общения с. компьютером и взаимодействия частей компьютера. Иными словами, это сопряжение частей средств информатики [информации (данных), программ, аппаратуры], в котором нее информационные, логические, физические и электрические параметры отвечают установленным стандартам. И именно через стандартизацию интерфейсов обеспечивается совместимость специалиста-функционера с компьютером, т. е. через стандарты интерфейса специалист-функционер может выполнять с помощью компьютера определенные действия (определенную технологию) по превращению данных в информацию. Таким образом, информационно-командная среда представляет собой совокупность программного и информационного обеспечения и определенного стандарта интерфейса. Они: