Классификация по признаку структурированности задач

При создании информационных систем неизбежно возникают проблемы, связанные с формальным (математическим и алгоритмическим) описанием решаемых задач. От степени формализации 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 задачи, тем выше возможности компьютерной обработки данных и тем меньше степень участия человека в процессе ее решения. Это и определяет степень автоматизации задачи.

Различают три типа задач, для которых создаются информационные системы: структурированные (формализуемые), неструктурированные (неформализуемые) и частич­но структурированные.

Структурированная (формализуемая) задача – задача, в которой известны все ее элементы и связи между ними.

Неструктурированная (неформализуемая) задача – задача, в которой невозможно выделить элементы или установить между ними связи.

В структурированной задаче удается выразить ее содержание в форме мате­матической модели, имеющей точный алгоритм решения. Подобные задачи обычно прихо­дится решать многократно, и они носят рутинный характер. Целью использования информационной системы для решения структурированных задач является полная авто­матизация их решения, т. е. сведение роли человека лишь к подготовке исходных данных.

Пример 2.2. В информационной системе необходимо реализовать задачу расчета заработной платы. Это структурированная задача, так как для нее известен алгоритм решения. Рутинный характер этой задачи определяется тем, что расчеты всех начислений и удержаний просты, но объем их очень велик, поскольку они должны многократно пов­торяться ежемесячно для всех категорий работающих.

Решение неструктурированных задач из-за невозможности создания матема­тического описания и разработки алгоритма связано с большими трудностями. Возмож­ности использования информационной системы в данном случае невелики. Решение в таких случаях принимается человеком из эвристических соображений на основе личного опыта и, возмож­но, косвенной информации из разных источников.

Пример 2.3. Требуется формализовать взаимоотношения студентов в академической группе. Эту задачу решить невозможно, потому что для нее являются существенными психологический и социальный факторы, которые очень сложно описать алгоритмически.

В практике работы любой организации существует сравнительно немно­го полностью структурированных или полностью неструктурированных задач. О боль­шинстве задач можно сказать, что известна лишь часть их элементов или связей между ними. Такие задачи называются частично структурированными. В этих условиях можно создать информационную систему. Получаемая в ней информация анализируется человеком, который будет играть определяющую роль. Такие информационные системы являются автоматизированными, так как в их функционировании принимает участие человек.

Пример 2.4. Требуется принять решение по устранению ситуации, когда пот­ребность в трудовых ресурсах для выполнения работы в указанные сроки превышает их наличие.

Пути решения этой задачи могут быть разными, например:

■ выделение дополнительного финансирования на увеличение численности рабо­тающих;

■ отнесение срока окончания работы на более позднюю дату и т. д.

В данной ситуации информационная система может помочь человеку принять то или иное решение, если снабдит его информацией о ходе выполнения работ по всем необходимым параметрам.

По признаку структурированности задач информационные системы подразделяются на системы для решения структурированных задач и системы для решения частично структурированных и неструктурированных задач (рис. 2.3). Последние, в свою очередь, также подразделяются на два вида:

■ создающие управленческие отчеты и ориентированные главным образом на обра­ботку данных (поиск, сортировку, фильтрацию); используя сведения, содержащиеся в этих отчетах, управляющий принимает решение;

■ разрабатывающие возможные альтернативы решения; принятие решения при этом сводится к выбору одной из предложенных альтернатив.

Информационные системы, создающие управленческие отчеты, обеспе­чивают информационную поддержку пользователя, т. е. предоставляют доступ к инфор­мации в базе данных и ее частичную обработку. Процедуры манипулирования данными в информационной системе должны обеспечивать следующие возможности:

■ составление комбинаций данных, 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 базами данных;

■ логическую независимость данных этого типа от других баз данных, входящих в подсистему информационного обеспечения;

■ автоматическое отслеживание потока информации для наполнения баз данных.

Рис. 2.3. Классификация информационных систем по признаку структурированности решаемых задач

Информационные системы, разрабатывающие альтернативы реше­ний, могут быть модельными или экспертными.

Модельные информационные системы 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:

■ возможность работы в среде типовых математических моделей, включая решение основных задач моделирования, анализ чувствительности и др.;

■ достаточно быстрая и адекватная интерпретация результатов моделирования;

■ оперативная подготовка и корректировка входных параметров и ограничений модели;

■ возможность графического отображения динамики модели;

■ возможность объяснения пользователю необходимых шагов формирования и работы модели.

Экспертные информационные системы обеспечивают выработку и оценку воз­можных альтернатив пользователем за счет создания экспертных систем, связанных с обра­боткой знаний.