ЛБ1. Отчет к лабораторной работе 1 методология объектноориентированного моделирования по дисциплине
 Скачать 115.59 Kb.
|
|
Классификация ИС по признаку структурированности задач При создании или при классификации ИС неизбежно возникают проблемы, связанные с формальным – математическим и алгоритмическим описанием решаемых задач. Степень формализации – это степень математического описания задачи, от которой, во многом зависит эффективность работы всей системы, а также уровень автоматизации, определяемый степенью участия человека при принятии решения на основе получаемой информации. Чем точнее математическое описание задач, тем выше возможности компьютерной обработки данных и тем меньше степень участия че0ловека в процессе ее решения. Это и определяет степень автоматизации задачи. Различают три типа задач, для которых создаются ИС: структурированные (формализуемые); не структурируемые (не формализуемые); частично структурируемые. В структурированных задачах содержание может быть выражено в форме математической модели, имеющей алгоритм решения. Подобные задачи обычно приходится решать многократно, и они носят рутинный характер (например, расчет на прочность стандартизированных деталей). Целью использования информационной системы для решения структурированных задач является полная автоматизация их решения, т.е. сведение роли человека к нулю. Пример. В ИС необходимо реализовать задачу расчета заработной платы. Это структурированная задача, где полностью известен алгоритм решения, Рутинный характер этой задачи определяется тем, что расчеты всех начислений и отчислений весьма просты, но объем их очень велик, так как они должны многократно повторяться ежемесячно для всех категорий работающих. Неструктурированные задачи это задачи, в которых решение связано с большими трудностями из-за невозможности создания математического описания и разработки алгоритма. Возможности использования здесь информационной системы невелики. Решение в таких случаях принимается человеком из эвристических соображений на основе своего опыта и, возможно, косвенной информации из разных источников. Пример. Формализация взаимоотношений в студенческой группе. Задача, не решаемая в связи с тем, что для нее существен психологический и социальный факторы, которые очень сложно описать алгоритмически. Частично структурированные задачи это задачи, в которых известна лишь часть их элементов и связей между ними. В практике работы любого предприятия существует сравнительно немного полностью структурированных или совершенно неструктурированных задач. На большинстве предприятий персонал сталкивается с частично структурированными задачами. Пример. Требуется принять решение по устранению ситуации, когда потребность в трудовых ресурсах для выполнения в срок одной из работ комплекса превышает их наличие. Пути решения этой задачи могут быть разными, например: выделение дополнительного финансирования на увеличение численности персонала; отнесение срока окончания работы на более позднюю дату и т.д. В данной ситуации ИС может помочь человеку принять то или иное решение, если снабдит его информацией о ходе выполнения работ по всем необходимым параметрам. ИС для решения частично структурированных задач обычно подразделяются на два вида:ИС создания отчета(репортинг) и ИС, разрабатывающие альтернативные решения. В ИС репортинга специалист принимает решение используя сведения содержащиеся в этих отчетах, полученных путем обработки данных (поиск, сортировка, фильтрация). ИС, создающие отчеты обеспечивают информационную поддержку пользователя, т.е. предоставляют доступ к информации БД и ее частичную обработку. Процедуры манипулирования данными в ИС должны обеспечивать следующие возможности: составление комбинаций БД, получаемых из различных источников; быстрое добавление или исключение того или иного источника данных и автоматическое переключение источников при поиске данных; управление данными с использованием возможностей систем управления БД; логическую независимость данных этого типа от других БД, входящих в подсистему информационного обеспечения; автоматическое отслеживание потока информации для наполнения БД В ИС, разрабатывающих альтернативные решения, принятое решение сводится к выбору одной из предложенных альтернатив. Они могут быть модельными или экспертными. Модельные ИС предоставляют пользователю математические, статистические, финансовые и другие модели, использование которых облегчает выработку и оценку альтернатив решения. Пользователь может получить недостающую ему для принятия решения информацию путем установления диалога с моделью в процессе ее исследования. Основными функциями модельной информационной системы являются: работа в среде типовых математических моделей, включая решение основных задач моделирования типа "как сделать, чтобы?", "что будет, если?", анализ чувствительности и др.; быстрая и адекватная интерпретация результатов моделирования; оперативная подготовка и корректировка входных параметров и ограничений модели; графическое отображение динамики модели; объяснение пользователю необходимых шагов формирования и работы модели. Экспертные ИС (Expert Systems – ES) обеспечивают выработку и оценку возможных альтернатив пользователем за счет создания ИС, связанных с обработкой знаний. Экспертные системы основаны на использовании искусственного интеллекта, и дают возможность менеджеру или специалисту получать консультации экспертов по любым проблемам, о которых этими системами накоплены знания. Экспертные системы подразделяются: по степени централизации обработки – на информационно-централизованные, децентрализованные, информационной системы коллективные использования по степени интеграции функций — многоуровневые ИС с интеграцией по уровням управления (цеха – производство, управления – предприятие, предприятие – объединение, объединение — корпорация и т.д.), многоуровневые с интеграцией по уровням планирования и т.п. Экспертные информационные системы обеспечивают выработку и оценку возможных альтернатив пользователем за счет создания экспертных систем, связанных с обработкой знаний. Архитектура экспертной системы включает в себя два основных компонента: базу знаний (хранилище единиц знаний) и программный инструмент доступа и обработки знаний, состоящий из механизмов, выводов, заключений (решения), для приобретения знаний, объяснения получаемых результатов и интеллектуального интерфейса. Причем центральным компонентом экспертной системы является база знаний, которая выступает по отношению к другим компонентам как содержательная подсистема, составляющая основную ценность. База знаний это совокупность единиц знаний, которые представляют собой формализованное с помощью некоторого метода представления знаний отражение объектов проблемной области и их взаимосвязей, действий над объектами и, возможно, неопределенностей, с которыми эти действия осуществляются. Экспертная поддержка принимаемых пользователем решений реализуется на двух уровнях. Работа первого уровня экспертной поддержки исходит из концепции «типовых управленческих решений», в соответствии с которой часто возникающие в процессе управления проблемные ситуации можно свести к некоторым однородным классам управленческих решений, т.е. к некоторому типовому набору альтернатив. Для реализации экспертной поддержки на этом уровне создается информационный фонд хранения и анализа типовых альтернатив. Если возникшая проблемная ситуация не ассоциируется с имеющимися классами типовых альтернатив, в работу должен вступать второй уровень экспертной поддержки управленческих решений. Этот уровень генерирует альтернативы на базе имеющихся в информационном фонде данных правил преобразования и процедур оценки синтезированных альтернатив. Сравнительный анализ существующих систем На сегодняшний день во многих сферах деятельности для решения задач аналитического планирования широко используется метод анализа иерархий, созданный американским ученым Т. Саати. Для объективной оценки ИС среди аналогов будет использован этот метод. Первым этапом применения МАИ является структурирование проблемы выбора в виде иерархии или сети. В наиболее элементарном виде иерархия строится с вершины (цели), через промежуточные уровни-критерии (технико-экономические параметры) к самому нижнему уровню, который в общем случае является набором альтернатив. [3] На рис. 1.3 представлена схема, структурирующая проблему в виде иерархии.  Рис. 1.3. Структурирование проблемы выбора в виде иерархии. Итак, даны три информационные системы: "Невский портье", "Портье" и "Разрабатываемая система". Определены критерии, по которым должно быть проведено сравнение систем и выбрана наиболее подходящая для описываемой предметной области. Проведем общее сравнение систем по выбранным критериям. Результаты сравнения сведены в табл. 1.4. Таблица 1.4 Общее сравнение систем-аналогов
Начнем с построения матрицы попарных сравнений для критериев, т.е. со второго уровня иерархии (на первом уровне наша цель - выбор информационной системы, на третьем - альтернативы). Заполняя таблицу 1.5, попарно сравниваю критерий из строки с критерием из столбца по отношению к цели - выбору информационной системы. Значения из шкалы относительной важности вписываю в ячейки, образованные пересечением соответствующей строки и столбца. Относительные веса критериев сведены в табл. 1.5. На рис. 1.4 представлена диаграмма, отображающая результаты вычислений. Таблица 1.5 Сравнение критериев по значимости
 Рис. 1.4. Сравнение критериев оценки ИС Относительная сила, величина или вероятность каждого отдельного объекта в иерархии определяется оценкой соответствующего ему элемента собственного вектора матрицы приоритетов, нормализованного к единице. Процедура определения собственных векторов матриц поддается приближению с помощью вычисления геометрической средней. Заполнив табл. 1.5, сначала определяются оценки компонент собственного вектора, которые получаются как произведение относительных весов критерия по горизонтали, возведенного в степень 1/5 (где 5 - количество критериев). Например, рассчитаем оценку собственного вектора для критерия "Удобство интерфейса": (1*1/5*1/3*1/9*1/7*)1/5 = 0,254 Аналогично определяю остальные критерии. Для того же критерия "Удобство интерфейса" рассчитаем нормализованные оценки вектора приоритета, разделив оценки собственного вектора на их сумму 0,254/7,840=0,032 Так же рассчитываем остальные критерии. Весьма полезным побочным продуктом теории является так называемый индекс согласованности (ИС), который дает информацию о степени нарушения согласованности. Вместе с матрицей парных сравнений мы имеем меру оценки степени отклонения от согласованности. Если такие отклонения превышают установленные пределы, то тому, кто проводит суждения, следует перепроверить их в матрице. ИС=(lmax-n)/(n-1) где lmax - максимальное собственное значение матрицы, n - размерность матрицы. ИС=(5,366-5)/(5-1)=0,091 Разделив ИС на число, соответствующее случайной согласованности матрицы пятого порядка, равного 1,12, получим отношение согласованности (ОС). Величина ОС должна быть порядка 10% или менее, чтобы быть приемлемой. В некоторых случаях допускается ОС до 20%, но не более, иначе надо проверить свои суждения. ОС=0,091/1,12=0,082=8,2% < 10%, т.е пересматривать суждения нет необходимости. Согласно проведенному анализу и расчетам, сведенным в таблицу, а так же диаграмме, можно сделать вывод, что наибольшее внимание уделяется критерию "Защищенность". Следующим шагом является выполнение сравнения информационных систем по каждому критерию отдельно. Данные об информационных системах по всем критериям были представлены в табл. 1. Построим матрицу сравнений, сравнивая попарно альтернативу из строки с альтернативой из столбца по отношению к критерию "Удобство интерфейса". Сравнительные оценки систем по критерию "Удобство интерфейса" сведены в табл. 1.6. Никакие другие критерии при этом не учитываются. Результаты расчётов представлены на рис. 1.5. Таблица 1.6 Сравнение систем по удобству интерфейса
 Рис. 1.5. |