Цели, задачи и функции АИС

При построении и эксплуатации АИС учитываются следующие ос­новные категории, отображаемые как системообразующие признаки АИС: цели, задачи, функции системы, структура, технология создания и функционирования АИС, исходные условия функционирования сис­темы, факторы, влияющие на уровень качества и эффективность АИС и др. Определение системообразующих признаков, в данном случае це­лей АИС, выполняется на основе анализа их содержания и формы про­явления. Изучение содержания проводится путем выявления свойств АИС. Один из способов идентификации свойств - классификация. Группировка проводится по основаниям (признакам) деления. В ре­зультате деления получаются классы (группы) АИС - носители свойств универсального или специфического характера. С учетом этих свойств можно проводить анализ и синтез соответствующих элементов АИС. Обычно группировка и выбор оснований деления выбираются в соответствии с характером решаемых задач. При решении практичес­ких задач целесообразно учитывать наиболее существенные свойства рассматриваемых систем.
Определение цели проведем с учетом рассмотренных в первой главе понятий АИС и ее выделенных характеристик. При формулировании цели обычно исходят из условия предвосхищения результата функцио­нирования какой-либо системы. Цель воспринимается как ожидае­мый результат функционирования системы, который определяется надсистемой. Главным результатом функционирования АИС должны быть выдача и предоставление операторам управления информации, кото­рая им нужна в процессе их деятельности для решения экономических задач. Цель АИС - обеспечение специалистов информацией для реше­ния экономических задач. Одна из форм результата - информационная продукция и услуги, предоставляемые потребителям. Кроме того, резуль­татом работы ИС должно быть требуемое качество информационной продукции. Отсюда цель АИС - это также и повышение уровня каче­ства информации, выдаваемой специалистам - пользователям АИС.
При решении практических задач следует учитывать, что определе­ние цели может быть выполнено путем анализа так называемого дерева целей. Оно представляет собой иерархическую систему целей в виде классификации целей относительно управляемой ИС, ее продукции и услуг. Так, например, на первом уровне иерархии целей АИС могут быть расположены следующие фазы ее жизненного цикла: создание, функционирование. На втором уровне иерархии, в частности стадии «функционирование АИС», можно выделить эффективность технологического процесса обработки информации, качество выходной (ре­зультатной) информации и др. На третьем уровне иерархии, например в категории «эффективность технологического процесса», можно выделить качество подготовки документов, качество индексирования документов, качество ввода документов в ЭВМ, качество обработки данных и др. Указанные категории могут быть дифференцированы на подцели.
Составление системы целей целесообразно выполнять по сценарию. Этот сценарий определяется в каждом конкретном случае группой раз­работчиков системы. В общем случае в этом сценарном плане дерева целей имеется определенный содержательный алгоритм, в структуре которого предусматривается решение следующих вопросов.

· Что означает эта цель или подцель (осмысление содержания ре­зультата как формы реализации цели)?

· Кто реализует эту цель (определяется список конкретных лиц, ответственных за реализацию цели)?

· В какие сроки должна быть реализована эта цель (обозначаются временные параметры достижения цели в рамках функционирования управляемой АИС)?

· Где реализуется эта цель (указываются пространственно-структур­ные характеристики АИС: предприятия, фирмы, надсистемы, в рамках которой функционирует АИС)?

· Как реализуется эта цель (обозначаются пути, методы, способы, средства достижения цели).

Построение дерева целей в основном процесс неформальный. Он предполагает творческий подход в решении этой очень важной задачи и базируется на содержательном анализе. Вместе с тем, на этапе систе­матизации, группировки подцелей по вертикали и горизонтали дерева целей возможно применение и формальных моделей.
Задачи АИС
Задачи составляют важную категорию функциональной структуры АИС. Через решение задач обеспечивается достижение ее цели. Задача АИС- это совокупность методов, средств и процедур, реализация ко­торых обеспечивает достижение цели АИС.
При рассмотрении задач следует учитывать, что существует два ос­новных класса задач: универсальные и специальные. В соответствии с целью основными универсальными задачами АИС представляются:

· выполнение процессов преобразования информации и выдача ее в удобном для восприятия виде;

· экономия ресурсов при выполнении процессов преобразования информации;

· развитие социального статуса работников, занятых в контуре функционирования АИС.

Следует отметить, что в рамках первой задачи выполняется сложный комплекс работ и задействуется множество методов и средств по преоб­разованию информации и получению такой ее формы, которая обеспе­чивала бы эффективное ее восприятие и применение в решении эконо­мических задач. Рассмотрение этой задачи и составляет, в основном, дальнейшее содержание данной книги.
В рамках второй задачи осуществляется комплекс процедур по эконо­мии ресурсов, расходуемых в рамках создания и эксплуатации АИС по всем этапам ее жизненного цикла В данном случае к ресурсам относятся время, труд, материалы, финансы, расходуемые на поддержание АИС.
Решение третьей задачи должно обеспечить существенное измене­ние социального статуса специалистов, занятых в решении задач АИС, а также развитие параметров АИС. Задачи создания, внедрения и экс­плуатации АИС требуют от специалистов улучшения их знаний и навы­ков в области информатики. Это объективно обусловливает рост их профессионализма и повышение социального статуса в коллективе предприятия, что потенциально улучшает их шансы на карьерный рост и повышение материального обеспечения. Задача базируется на широ­ком комплексе процедур, методов и средств, обеспечивающих постоян­ное развитие АИС. В конечном итоге трансформация характеристик АИС закладывает основу развития качества АИС в целом.

Специальные задачи определяются характером производства и теми задачами, которые решает предприятие для достижения поставленной цели. Они включают:

· обеспечение необходимого объема производства продукции;

· обеспечение ритмичности в производстве продукции или услуг

· проведение мероприятий по обеспечению заданного уровня качества

· проведение технико-экономического анализа;

· выполнение материально-технического снабжения предприятия;

· обеспечение маркетинговой деятельности предприятия;

· обеспечение организационно-технических мероприятий по развитию предприятия и др.

В системе управления специальные задачи для статуса АИС приори­тетны. Успешность функционирования АИС в конечном итоге зависит от того, насколько эффективно система будет обеспечивать управленческий персонал информацией. АИС прежде всего должна выдавать пользовате­лю адекватную информацию по соответствующим функциональным за­дачам системы управления экономическим объектом.
Функции АИС
В решении задач АИС важная составляющая - набор ее функций. Функция АИС- это постоянный набор процедур, выполнение которых обеспечивает реализацию задач АИС. Функции АИС заключаются в ус­тановлении и осуществлении управляющих воздействий, определяе­мых целями и задачами системы, а также другими характеристиками объекта и субъекта управления экономической деятельностью. По сво­ему характеру АИС относится к классу информационно-управляющих систем. Ей присущи две основные разновидности функций, которые она выполняет в плане реализации собственных задач, - функции управления и функции информационно-технологические. Функции управления в свою очередь подразделяются на общие и специальные. АИС обеспечивает реализацию следующих общих функций управления:

· планирование и прогнозирование деятельности предприятия;

· нормирование производственной деятельности;

· учет и отчетность;

· контроль производства;

· анализ производственной деятельности.

· выбор и установление номенклатуры, а также значений норматив­ных показателей по производству и продукции;

· расчет нормативов расхода ресурсов при изготовлении и эксплуа­тации продукции и изделий. Обычно нормирование осуществля­ется в соответствии с общепринятыми методиками, установлен­ными в стандартах и других нормативных документах.

Планирование, прогнозирование и нормирование базируются на функции учета. Обработка информации здесь осуществляется по ши­рокому набору категорий предприятия и его производственной дея­тельности. Учету подвергаются основные фонды и оборотные средства, персонал предприятия, финансовые ресурсы, документы предприятия и др. Очень важен в деятельности любой фирмы статистический учет и отчетность.
Информационное обеспечение контроля - доминирующее по объему в комплексе функций АИС. В зависимости от масштаба и уровня контроля его объектом может быть деятельность как предприятия в целом, так и его отдельных подсистем, например сборка двигателей моторного цеха автозавода. Для АИС предполагается несколько уровней реализации контроля:

· обработка информации по диспетчеризации отдельных этапов и (или) технологии предприятия в целом;

· управление производством и (или) эксплуатацией оборудования;

· м управление развитием отдельных звеньев и (или) предприятия в

Функция контроля выполняется по факту реализации определен­ных работ, в частности регулирования технологического процесса про­изводства предприятием продукции. Основная роль АИС в функции контроля - получение количественной информации о состоянии про­цесса, производимой продукции и определение параметров их качества. Данные контроля сопоставляются с допустимыми значениями установ­ленных параметров. Если на графическое изображение статистически обработанных данных контроля нанести установленные контрольные границы параметра технологии, то АИС будет выдавать так называемую контрольную карту. Контрольная карта АИС - это график изменения контролируемого параметра АИС с указанными на нем допустимыми отклонениями фактических значений параметра от его номинального значения. Рассмотрим пример простой контрольной карты АИС параме­тра качества технологии обработки данных (рис. 2.1.). На графике видно, что фактические значения расположены довольно близко к линии Т. Однако на четвертом временном этапе значение Рф вышло за пределы фазового пространства. Это говорит о необходимости выполнения ком­плекса мероприятий по возвращению Рф в область допустимых значений,
Рис. 2.1. Контрольная карта АИС параметра качества технологии обработки данных: Рф - фактическое значение параметра качества (обозначено звездочкой); Т3 - требуемое значение Р; В - верхний предел значения Р; Н -нижний предел значения Р; В-В -Н -Н - область допустимых значений параметра Р, или «фазовое пространство» (обозначено штриховой линией).
что и было выполнено системой управления качеством на пятом вре­менном этапе. Подробный анализ выполняется с целью выявления ус­пешности (неуспешности) выполненных управляющих воздействий. Кроме того, АИС выдает информацию по выявлению факторов и участ­ков технологического процесса, наиболее сильно снижающих уровень качества продукции.
Функция анализа обеспечивает проникновение в суть качественного состояния управляемых экономических объектов и их частей. Анализ состоит в делении объектов на составные элементы. Например, в ком­плексной системе производства продукции выделяются части (подзада­чи) - цеха, подразделения, участки. АИС выдает аналитическую ин­формацию об управляемом объекте, на основе которой изучается состояние объекта, проводится оценка его функционирования, уточня­ется уровень отклонений в деятельности объекта от установленного рег­ламента функционирования и принимается решение о корректировке работы управляемого объекта. В свою очередь, каждый из этих элементов может быть разделен на более мелкие элементы по выбранному кри­терию. При этом по каждому анализируемому объекту (его элементу) определяется состав конкретных свойств, что в значительной мере уп­рощает и улучшает изучение и анализ состояния управляемого объекта. АИС выдает информацию, выполняя специальные функции, кото­рыми она обладает в соответствии со своим классом. К специальным функциям можно отнести, в частности, следующие:

· прогнозирование покупательского спроса;

· аттестация и сертификация выпускаемой продукции;

· организация разработки и управление качеством создания новых

· организация материально-технического обеспечения;

· подготовка и повышение квалификации кадров;

· анализ финансово-экономического состояния фирмы;

· организация и подготовка производства, и др.

 

Для реализации каждой из указанных общих и специальных функ­ций, в зависимости от масштабов АИС, могут быть предусмотрены сле­дующие этапы управленческого цикла, по которым система выдает со­ответствующую информацию:

 

· анализ состояния выполнения функции;

· разработка и принятие решения по ее реализации;

· организация выполнения принятого решения;

· контроль за исполнением решений.

Разработка и принятие управленческих решений по улучшению реа­лизации общих функций АИС наиболее значимы, так как без принятия соответствующих решений система управления существовать не может. Способы принятия управленческих решений различны и зависят по су­ществу от характера функции и ее объема. Применительно к управ­лению экономическим объектом способы принятия решений носят сложный, многофакторный, оптимизационный или эвристический ха­рактер. В АИС предусматривается многоуровневая структура организа­ции и реализации функций управления: отдельное рабочее место, этап технологии производства, производство в целом, структурное подраз­деление, предприятие (организация), экономический регион (город, область, республика), отрасль (министерство), государство, экономиче­ское сообщество государств.
Принципиальная категория функциональной составляющей АИС -комплекс информационно-технологических функций. Среди них:

· сбор сведений об управляемом объекте;

· регистрация данных;

· передача данных;

· индексирование данных (аналитико-синтетическая переработка,

· документов);

· ввод данных в ЭВМ;

· обработка данных;

· поиск данных;

· ведение баз данных;

· хранение данных (базы данных);

· актуализация информации;

· корректировка информации;

· копирование и тиражирование информации;

· выдача производных документов пользователю;

· отображение информации.

В зависимости от уровня реализации каждая из вышеуказанных функ­ций модифицируется по своему содержанию, объему и способу выпол­нения работ. Некоторые из указанных функций могут находиться в сопод­чинении. Так, например, функция «ведение баз данных» может включать в себя подфункции или процедуры актуализации, корректировки, реор­ганизации, копирования и тиражирования данных. Подфункция тиражи­рования в распределенных базах данных заключается в своевременном представлении пользователям откорректированных данных в соответ­ствии с регламентом функционирования АИС.

 

 

Структура АИС


Одна из доминирующих категорий АИС - ее структура (лат. struc-tura - строение, расположение, порядок). Понятие «структура» упот­ребляется достаточно давно и применяется в качестве одного из средств определения понятий формы, организации, отображения со­держания определенного объекта [14]. В общепринятом понимании слово «структура» обозначает совокупность составных частей объекта. Однако эти части могут организовать структуру только при наличии определенных связей между ними. Структура АИС - это способ взаимо­связи элементов системы, обеспечивающий ее целостность. Способы взаимосвязи структурных элементов должны быть такими, чтобы можно было обеспечить целостность объекта, его тождественность самому себе в различных условиях существования. Таким образом, целост­ность АИС - существенная характеристика, относящаяся прежде всего к ее структуре. Целостность АИС - это свойство АИС, обеспечиваю­щее устойчивость и функционирование системы в соответствии с ее назначением. При отсутствии в структуре АИС, например, програм­много модуля по расчету показателей финансового состояния фирмы функция оценки ее финансово-экономического состояния не будет выполняться. А это означает, что способность системы осуществлять свое целевое функционирование в целом становится проблематичной. Кроме того, целостность АИС зависит и от параметров работоспособ­ности ее элементов, например, слабый уровень контроля достовернос­ти данных снижает параметры БД АИС и потенциально нарушает ее целостность.
Родовидовая структура АИС определяется комплексом классификаци­онных признаков, или свойств. Эти признаки могут выступать как основа­ния деления АИС на структурные группы или классы. В гл. 13 (табл. 13.2) выделен спектр АИС при рассмотрении методологии информационных систем. Здесь же дадим характеристику АИС только в аспекте решаемых задач. По характеру решаемых задач современные АИС можно условно разделить на четыре основных класса:

· Автоматизированные системы обработки данных (АСОД).

· Автоматизированные информационно-поисковые системы (АИПС).

· Автоматизированные системы управления (АСУ).

· Автоматизированные интеллектуальные информационные систе­мы (АИИС).

Исторически сложилось так, что первыми АИС в системах организа­ционного управления стали АСОД. Автоматизированная система об­работки данных - это разновидность АИС, которая характеризуется большим объемом исходных данных и несложностью алгоритмов их об­работки. Они ориентированы на переработку данных по экономичес­ким задачам, которые не отличаются сложностью алгоритма Вместе с тем этот класс систем, как правило, перерабатывает большой объем данных. Основной объем вычислительных операций выполняется ме­тодом прямого счета, например обработка данных по составлению сводного баланса предприятия на основе балансов дочерних предпри­ятий. Основная задача АСОД - обработка входных документов (дан­ных) в соответствии с алгоритмом решаемой экономической задачи и своевременная выдача результатных (выходных) документов пользо­вателю.
Едва ли не одновременно с АСОД появились АИПС. Автоматизированная информационно-поисковая система это разновидность АИС, предназначенная для поиска и выдачи информации по запросу потре­бителя. В задачах управления очень часто прибегают к использованию обширной информации, которая уже имеется и хранится в специально организованных хранилищах (БД). Чтобы принять обоснованное реше­ние, руководитель или специалист обращается с запросом (поисковым предписанием) и таким образом взаимодействует с АИПС.
В процессе управления довольно часто возникают ситуации, вызы­вающие необходимость неоднозначного подхода к выработке и принятию решения по регулированию экономического объекта. Оператор управ­ления, или Л ПР, привлекает для рассмотрения несколько так называе­мых оптимальных вариантов решения. Оптимизация решения задачи .проводится средствами АСУ. Автоматизированная система управления это разновидность АИС, обеспечивающая обработку данных по алго­ритму оптимизации решения экономической задачи. В большинстве случаев АСУ - это более развитой проект АСОД, у которой имеется специальный блок программ, обеспечивающий алгоритм оптимизации. В результате переработки данных по решению оптимизационной зада­чи АСУ выдает несколько оптимальных вариантов. На основе анализа этих вариантов ЛПР принимает решение, более адекватное заданным конкретным условиям и критериям решения задачи. Критерием может быть любой параметр системы управления, в данное время наиболее значимый для предприятия, например минимизация времени (себесто­имости) производства единицы продукции, максимизация объема вы­пускаемой продукции и др.
Усложнение народнохозяйственных задач и процессов управления вызвали необходимость создания такого средства, которое бы обеспе­чивало получение нового знания или принципиально новой информа­ции, не присутствующей в имеющихся БД. Таким средством стали АИИС. Автоматизированная интеллектуальная информационная систе­ма - это разновидность АИС, предназначенная для генерации новых знаний, не содержащихся в исходных данных в явном виде. В основе АИИС лежит концепция искусственного интеллекта. Функция искус­ственного интеллекта как компонента АИИС состоит в том, чтобы вы­полнить анализ исходных данных, провести определенные логические процедуры и выдать пользователю новое знание об объекте управления. Главные компоненты в структуре АИИС - БЗ, интеллектуальный ин­терфейс и программа логических выводов. Как разновидность АИИС можно рассматривать ЭС или экспертно-советующие системы.
В теоретическом плане вопросы структуры отдельной АИС можно рассматривать условно разделив ее на обеспечивающую и функцио­нальную части. Каждая из указанных частей дифференцируется на со­ставные компоненты структуры - обеспечивающие и функциональные подсистемы АИС.
Обеспечивающая часть структуры АИС
Отобразим структуру обеспечивающей части и дадим трактовку ос­новных понятий обеспечивающих подсистем АИС (рис. 3.1).

Подсистема «Информационное обеспечение АИС»

 

Одним из существенных структурных компонентов АИС является подсистема информационного обеспечения. Подсистема «Информацион­ное обеспечение» АИС - это совокупность баз данных, файлов, документов и лингвистических средств, обеспечивающая реализацию информацион­ной составляющей АИС. Структура подсистемы состоит из следующих основных блоков:

· базы данных (БД);

· базы знаний (БЗ);

· лингвистические средства.

Базы данных АИС. Особую значимость для подсистемы составляют БД. База данных АИС - это совокупность файлов, докумен­тов, показателей, данных, упорядоченных по определенным признакам, имеющим общие принципы описания, хранения и манипулирования данными, а также обеспечивающих их независимость от прикладных программ. В БД АИС может быть представлена не только экономичес­кая, но и правовая, научная, техническая и другая информация.
В основе классификации БД могут быть положены различные осно­вания деления, некоторые из них приведены ниже. В большинстве слу­чаев выбор оснований систематизации БД определяется конкретными условиями работы предприятия и характером функциональных и ин­формационных задач.
БЗ организуются в составе АИИС. База знаний - это сово­купность знаний, организованная по принципам порождения знаний, явно не присутствующих в исходных данных. Обычно к знаниям отно­сят результаты познания действительности, проверенные практикой. Знания - это приобретенные человечеством в процессе познания фак­ты, истины, принципы, методы и пр. В отличие от обычной БД в БЗ размещаются знания, получаемые на основе данных, содержащихся в обычных документах, книгах, статьях, отчетах и др. Организация зна­ний в БЗ происходит в соответствии с методологией классификации объектов познания. Каждый объект представляется совокупностью эле­ментов знаний. В соответствии с концептуальными связями элементы объединяются и образуют БЗ. Концептуальные связи БЗ имеют следую­щие разновидности: общность, партитивность, противопоставление и функциональная взаимозависимость. Общность - это связь элемен­тов знаний по содержанию их характеристик. Партитивность - это со­отношение целого и его частей относительно элемента знания. Проти­вопоставление - это отображение связей между элементами, которые имеют противоположные характеристики. Функциональная взаимоза­висимость - это отображение связей между элементами, имеющими процедурную связь.
БЗ широко используются не только для извлечения знаний пользо­вателями, но и для решения задач искусственного интеллекта. В соста­ве экспертных систем применяются статические и динамические БЗ.Статическая БЗ содержит сведения, отображающие особенности кон­кретной предметной области и остающиеся неизменными в ходе реше­ния задачи. Динамическая БЗ применяется для организации сведений, важных для решения конкретной задачи и изменяющихся в процессе ее решения. Генерация БЗ выполняется на основе механизма АИИС с по­мощью набора сведений, правил, аппарата логического вывода и др..
Лингвистические средства АИС. Значительную часть подсистемы «Информационное обеспечение» составляют лингвистические сред­ства. Лингвистические средства АИС - это совокупность ИПЯ, методик индексирования и критерия смыслового соответствия АИС.
Подсистема «Техническое обеспечение АИС»
Техническую базу функционирования АИС составляет подсистема «Техническое обеспечение». Подсистема «Техническое обеспечение
АИС» - это совокупность технических средств, обеспечивающих реа­лизацию технологического процесса ЭАИС по преобразованию и вы­даче информации пользователям. В состав подсистемы может быть включен следующий комплекс технических устройств и оборудования:

· стандартный комплект ЭВМ;

· дополнительные периферийные устройства ЭВМ;

· средства передачи данных и связи;

· средства копирования, тиражирования и хранения информации.

Стандартный комплект ЭВМ. Сюда входят собственно ЭВМ и мини­мальный набор средств ввода-вывода данных, обеспечивающий реше­ние задач пользователя в их ограниченном объеме. Основная единица комплекса технических средств АИС - ЭВМ. Они различаются по на­значению и быстродействию. Скорость исчисляется в коротких (mips), длинных (flops) или теоретических операциях в секунду (mtops). Техни­ческое быстродействие центрального процессора не всегда определяет свойства ЭВМ как базы АИС, особенно в многопроцессорных систе­мах Обычно применяются оценки обобщенной производительности ЭВМ в определенном классе задач и технологий на основании испыта­ний по согласованным методикам и тестам
Дополнительные периферийные устройства ЭВМ. Эти устройства обеспечивают расширение функциональных возможностей АИС и ре­шение расширенного состава экономических задач.
Средства передачи данных и связислужат для реализации сетевой тех­нологии и прогрессивных способов обмена информацией в АИС. К это­му классу устройств относится широкий состав аппаратных средств -модемы, концентраторы, маршрутизаторы, устройства оргсвязи, линии связи и др. Модемы - специальные устройства, предназначенные для обмена информацией между компьютерами по телефонной или другой линии. Модем необходим не только для подключения к сети Интернет, но и для внутрикорпоративной связи, для локальных сетей и т.д. Факс­модем - устройство, сочетающее в себе возможности модема и фак­симильного аппарата. Некоторые модемы обладают голосовыми функ­циями, т.е. могут заменить автоответчик. Модемы бывают внутренними (Internal) и внешними (External). Предпочтение следует отдать послед­ним, поскольку при зависании перезагрузить внешний модем гораздо проще: его нужно просто обесточить на секунду, а затем снова включить в сеть. Чтобы перезагрузить внутренний модем, потребуется перезапуск всего компьютера. Максимальная скорость передачи данных у модемов может быть от 2400 до 115 200 бит/с. Чем больше эта скорость, тем луч­ше, но большинство отечественных телефонных линий могут передавать информацию со скоростью не более 28 800 бит/с, следовательно, часто высокая скорость модема не может быть реализована на практике.
Подсистема «Программно-математическое обеспечение АИС»
Структура подсистемы «Программно-математическое обеспечение»
строится в соответствии с составом и характером решаемых задач сис­темы. Программно-математическое обеспечение АИС это совокупность математических моделей, универсальных и специальных про­грамм ЭВМ, реализующих решение задач АИС.
Математические модели имеют большое значение. Они составляют принципиальную основу алгоритмизации экономических задач, разра­ботки на их основе программного обеспечения и функционирования АИС. Математическая модель АИС - это отображение существенных характеристик экономической задачи, решаемой в рамках АИС про­граммными средствами.
Обычно в составе подсистемы имеется комплекс моделей. Комплекс математических моделей включает, как правило, обобщенную модель АИС, а также частные (маргинальные) модели определения и уточне­ния комплекса задач АИС. В состав программного обеспечения АИС входят следующие основные виды программ:

· операционные системы;

· прикладные программы;

· системы программирования.

Подсистема «Организационно-правовое обеспечение»
Организационно-правовое обеспечение АИС - это совокупность исполнителей, проектно-технической и нормативной документации, обеспечивающая организацию решения задач АИС.
Данная подсистема обычно включает в себя следующие компоненты:

· штатный персонал АИС;

· проектно-техническая документация АИС;

· нормативная документация.

Штатный персонал АИС. В зависимости от класса и назначения АИС в состав основного штатного персонала могут входить следующие кате­гории: администратор системы, администратор сети, инженер по об­служиванию технических средств, информатик-аналитик, системный программист, прикладной программист, администратор БД, диспетчер решения задач, оператор ввода-вывода данных и др. Вышеуказанные лица штатного персонала относятся к категории «технологический пользователь АИС». В категорию «пользователь» потенциально входят также и другие лица фирмы, так называемые конечные пользователи -руководитель фирмы, ответственный за вопросы функционирования АИС, руководители служб и другие специалисты, применяющие выход­ную информацию АИС в своей работе.
Проектно-техни­ческая документация АИС - это комплекс документов, отображающий порядок построения и функционирования АИС, оформленный и утвер­жденный в соответствии с установленными требованиями. В соответ­ствии с этапами создания АИС она состоит из следующих документов:

· отчет об обследовании объекта автоматизации (предприятия);

· техническое задание на разработку системы;

· технический проект системы;

· рабочий проект системы;

· документы по приемке и сдаче АИС в эксплуатацию.

В документации, в частности, определяется порядок взаимодей­ствия конечных пользователей с АИС и между собой в части выполне­ния работ, обусловленных функционированием АИС. Это взаимодей­ствие изложено в различных методических и руководящих материалах по стадиям разработки проекта, внедрения и эксплуатации АИС. Со­став и содержание проектной документации АИС рассматривается ни­же (разд. 13.3).
Нормативная документация. К нормативной документации относят­ся следующие категории документов:

· законодательные документы, регламентирующие определенные стороны создания и функционирования АИС;

· стандарты предприятия и вышестоящих органов, относящиеся к АИС;

· должностные инструкции персонала АИС, определяющие статус исполнителей, занятых в контуре функционирования системы.

Нормативные документы содержат набор правовых норм, регламен­тирующих юридический статус АИС в схеме общественных производ­ственных отношений, а также в конкретных отраслях народного хозяй­ства. Эти документы устанавливают регламент работ, выполняемых при создании, внедрении и эксплуатации АИС. Правовые акты устанавли­вают порядок организации договорных отношений разработчика и за­казчика в процессе создания АИС. Устанавливается правовое положе­ние о компетенции АИС и ее подсистем. Определяются обязанности, права и мера ответственности исполнителей. Достаточно подробно ука­зывается порядок создания и применения информации в рамках АИС, процедур ее регистрации, сбора, обработки, хранения, поиска, переда­чи. Излагается порядок приобретения и использования комплекса тех­нических устройств и оборудования, порядок создания и применения программных и математических средств и др..
Функциональная структура АИС
На основе обеспечивающей части строится функциональная струк­тура АИС. Функциональная структура в свою очередь становится бази­сом, на основе которого выполняется основная задача АИС - выдача информации для решения задач пользователей. Функциональная структура может быть отображена в виде принципиальной схемы функ­ционирования АИС (рис. 3.2).

В порядке функционирования аппарат управления (блок 1) в соот­ветствии с задачами и функциями экономического объекта (блок 2) вырабатывает управленческие решения. Аппарат управления включает в себя операторов управления. Оператор управления - это должностное лицо аппарата управления, принимающее решение и обеспечивающее выполнение комплекса организационно-технических мероприятий по его реализации. В контуре функций АИС оператор управления - это ЛПР, отвечающее за реализацию принятого решения. В зависимости от конкретных условий «лицо» может быть юридическим или физическим. ЛПР - это субъект управления. Управление осуществляется путем ре­ализации решений, вырабатываемых субъектом. Решение - это целевая установка оператора управления, направленная на осуществление орга­низационно-технических мероприятий по управлению объектом.

Передача решения по прямой связи проводится по каналам переда­чи данных посредством блока 3 на объект управления (блок 4) - пред­приятие, организацию, фирму и т.п. Через блок 4 реализуется также и обратная связь, т.е. передача данных от блока 4 в блок 3. Из блока 4 че­рез блок 3 данные передаются на первый этап технологии обработки данных, где производится сбор и регистрация поступающих от пред­приятий данных (блок 5). На следующем этапе'проводится подготовка массивов информации к обработке на ЭВМ (блок 6). После этого начи­нается обработка данных в соответствии с алгоритмами решения функ­циональных задач аппарата управления (блок 7). Реализация решения функциональных задач проводится на основе соответствующих при­кладных программ пользователей. После окончания обработки пакета данных (документов) определенной функциональной задачи проводит­ся оформление результатов обработки, т.е. присоединение к выходным документам необходимых структурных элементов, в частности присо­единение шапок и боковиков документов и др. (блок 8). После вывода, распечатки и проведения контроля выходных документов последние передаются через блок 3 соответствующим специалистам (блок 2), ре­шающим определенную экономическую задачу.
Выходные (результатные) документы, как и входные, хранятся в БД. При необходимости функционеры аппарата управления в ходе решения своих задач обращаются в БД за необходимой информацией. В подоб­ном случае обмен данными может происходить непосредственно между пользователем (блок 2) и автоматизированным банком данных в инте­рактивном режиме (блок 9).
Реализацию функциональных задач АИС по всем участкам и процеду­рам обеспечивают в своей части соответствующие подсистемы: инфор­мационное обеспечение (блок 10), техническое обеспечение (блок 11), программно-математическое обеспечение (блок 12) и организационно-правовое обеспечение (блок 13). В контуре функционирования АИС сле­дует учитывать внутренние и внешние потоки информации. Внутренние '.потоки находятся внутри контура АИС, т.е. между аппаратом управления (блоки 1 и 2) и объектом управления (блок 4). Кроме того, к внутренним потокам относятся также и потоки информации на уровне взаимодейст­вия пользователей (блок 2) с БД (блок 9), а также потоки на уровне участ­ков и этапов технологии обработки данных (блоки 5-8). К внешним потокам относится информация, формируемая в порядке информацион­ного обмена между экономическим объектом и вышестоящим органом управления, а также между экономическим объектом и другими пред­приятиями и организациями различных отраслей и ведомств в порядке взаимодействия и сотрудничества.

 

3. Информационный процесс представления знаний

В экономической деятельности приходится решать разнообразные за-
дачи. Достаточно хорошо структурированные задачи решаются на осно-
ве программных систем, построенных на формализованных моделях. Од-
нако не всегда и не везде экономические задачи можно решить только на
строго детерминированных принципах. Существует класс задач, при ре-
шении которых операторы управления, как правило, вынуждены при-
бегать к так называемым интуитивным, или эвристическим, решениям.
Эти решения основаны на нечетких алгоритмах. Поэтому синтез моде-
лей объектов или процессов, которые учитывают еще и профессиональ-
ные знания (опыт, интуицию) ЛПР, позволяет повысить обоснован-
ность принимаемых решений и добиться нового качества управления
сложными экономическими системами.

Свойства знаний.Обязательный элемент, определяющий эффектив-
ность функционирования любой АИИС — знания. В этих системах нет
общепризнанного формального определения понятию ｫзнанияｻ. Зна-
ния есть особая информация, зафиксированная и выраженная в языке.
Основные типы отношений, определяющие опосредованную связь зна-
ний с внешним миром отображаются с позиций семиотики и подчиня-
ются ее основным категориям — семантике, синтаксису и прагматике.
Таким образом, знания — это не только особая форма информации,
но и особая система отношений. В качестве рабочего можно принять
следующее определение: знания — это особая форма информации,
представляющая собой совокупность структурированных теоретичес-
ких и эмпирических положений предметной области, которые обладают
определенными свойствами и связаны синтаксическими, семантичес-
кими и прагматическими отношениями. Грань, отделяющая информа-
цию от знаний, условна. Признается, что знания имеют пять важных
свойств, позволяющих считать их таковыми: внутренняя интерпретиру-
емость, рекурсивная структурируемость, взаимосвязь единиц, наличие
семантического пространства с метрикой и активность.
В настоящее время не создано баз знаний АИИС, в которых в пол-
ной мере были бы реализованы все свойства знаний. Основные при-
чины этого — ограниченные возможности используемых МПЗ, не-
полнота знаний ПрО, несовершенство методов приобретения знаний
и несоответствие типов используемых знаний и моделей их представ-
ления.
Модели представления знаний.Представление знаний в АИИС не
только фундаментальное понятие, но и решающий аспект их разработ-
ки. Выбор МПЗ важен ввиду их многообразия и размытости критериев
выбора. Последствия неудачного решения проблемы представления
знаний могут быть катастрофическими. Используемый в АИ ИС форма-
лизм представления знаний определяет характер их получения и накоп-
ления. В результате создается БЗ, ориентированная на определенную
структуру представления, а не на сущность самих знаний. Таким обра-
зом, выбор модели, неадекватной типам знаний, приводит к потере
многих существенных деталей прикладной задачи.
Проблемы представления знаний в компьютерных системах решаются на трех уровнях:
1) техническом — реализация сложного представления знаний, тре-бующая ЭВМ с чрезвычайно развитой функциональной структурой, которая обеспечивает параллельные вычисления в режиме реальноговремени;

2) программном — создание программ, которые обеспечивают вы-
полнение всех алгоритмов, необходимых для представления знаний;
3) концептуальном — выработка концепций, моделей, образующих методологию искусственного интеллекта.

Для решения проблемы представлениязнаний разработаны разнообразные МПЗ. В системах искусственногоинтеллекта используются в основном четыре типа МПЗ: логическая,продукционная, семантическая сеть и фрейм.

Логические МПЗ представляют знания в виде формул, которые состоят из констант, переменных, функций, предикатов, логических связок и кванторов. Каждая логическая формула дает частичное описание состояния ПрО. В основе всех логических схем представления знаний лежит понятие формальной системы, которую можно задать четверкой:

М=<Т,Р,А, F>,

где Т — множество базовых элементов (алфавит формальной системы);
р — множество синтаксических правил, позволяющих строить син-
таксически правильные выражения А из Т;
А — множество аксиом (любое множество синтаксически правиль-
ных выражений);
Р — правила вывода, позволяющие расширять множество аксиом.
Среди реализаций логических МПЗ различают системы дедуктивно-
го типа (имеют фиксированную систему правил вывода) и индуктивно-
го типа (правила вывода порождаются системой на основе конечного
числа обучающих примеров).
В логических схемах синтаксис задается набором правил построения
правильных синтаксических выражений, а семантика — набором пра-
вил преобразования выражений и разрешающей процедурой, позволяю-
щей однозначным образом и за конечное число шагов определить,
является ли данное выражение семантически правильным. К достоин-
ствам логических МПЗ относятся: высокий уровень модульности зна-
ний, лаконичность представления, наличие четкого объекта анализа
и определение понятия логического вывода. Они позволяют формаль-
ным путем получить новые знания. К недостаткам можно отнести чрез-
мерный уровень формализации знаний, слабая наглядность, трудность__
прочтения логических формул и сложность их понимания. Кроме того,
логические МПЗ имеют технологические ограничения: низкая произ-
водительность при отработке знаний, необходимость большой памяти,
отсутствие выразительности средств для отражения особенностей ПрО
и структурирования знаний, громоздкость при описании больших объ-
емов знаний. Чаще всего логические МПЗ применяются в сочетании
с другими моделями.
Продукционные МПЗ задаются в виде выражений: ｫесли имеется ус-
ловие, то предполагается выполнить действиеｻ; ｫесли имеется причина,
то она влечет следствиеｻ; ｫесли возникает ситуация, то предполагается
решениеｻ. Продукционные модели могут быть реализованы, в частности,
процедурно. В процедурных системах присутствуют три компонента:
БД, некоторое число продукционных правил (продукций), состоящих
из условий и действий; интерпретатор, который последовательно опре-
деляет, какие продукции могут быть активированы в зависимости от
содержащихся в них условий. В БД хранятся известные факты выбран-
ного ПО. Продукционные правила (продукции) содержат специфичес-
кие знания ПО о том, какие еще дополнительные факты могут быть
учтены, есть ли специфические данные в БД. В АИИС, построенных на
использовании продукционных МПЗ, БД представляет собой перемен-
ную часть, а правила и интерпретатор не изменяются. Благодаря свой-
ству модульности, присущему продукционным МПЗ, можно добавлять
и изменять знания (правила, факты). Поэтому продукционные МПЗ
применяются в ПО, где нет четкой логики и задачи решаются на осно-
ве независимых правил (эвристик). Продукционные правила несут ин-
формацию о последовательности целенаправленных действий. Продук-
ционные модели благодаря причинно-следственному характеру правил
хорошо отражают прагматическую составляющую знаний.
АИИС продукционного типа удобна, если решается небольшая задача.
С увеличением объема знаний эффективность такой АИИС снижается.
Семантические сети МПЗ основываются на результатах изучения ор-
ганизации долговременной памяти человека. Характерная особенность
семантических сетей в том, что они для образования своей структуры
используют два компонента — вершинам сети соответствуют понятия
(объекты, события, процессы, явления), а дугам, их соединяющим, —
отношения, связи между понятиями.
В зависимости от структуры узлов и характера отношений между ни-
ми различают следующие сети: простые и иерархические, однородные
и неоднородные. Последние делятся на функциональные сети, сцена-
рии и семантические сети.
В семантических сетях знания представлены в терминах естествен-
ного языка и естественных отношений между ними (элемент-класс,
тики сетей следующие:

  • описание объектов производится на естественном языке;
  • все знания накапливаются в относительно однородной структуре памяти;
  • на сетях определяются унифицированные отношения между объек-тами, которым соответствуют унифицированные методы вывода;
  • методы вывода в соответствии с запросами определяют участки семантического знания, имеющего отношение к поставленной за-даче;
  • аппарат вывода определяет процедуру понимания запроса и соот-ветствующую цепь выводов по решению задачи.

К достоинствам семантических сетей можно отнести: логическую
гибкость, полученную благодаря наличию свойств ассоциативности
и иерархичности; гармоничность и естественность сочетания деклара-
тивного и процедурного, синтаксического и семантического знаний;
наглядность отображения объектов, связей, отношений в силу прису-
щей им возможности графической нотации; лучшую читаемость и по-
нимаемость знаний; высокую степень структуризации знаний. Среди
недостатков следует выделить: сложность и трудность разработки алго-
ритмов анализа семантической сети в силу нерегулярности структуры
и большого количества дуг, несущих синтаксическую информацию;
пассивность структуры сети, для обработки которой необходим слож-
ный аппарат формального вывода и планирования; разнообразие типов
вершин и связей, произвольность структуры, требующие большого раз-
нообразия процедуры обработки; трудность представления и обработки
неточных и противоречивых знаний. В целом семантические сети по-
зволяют представлять семантику ПО, а также осуществлять за счет на-
личия связей и отношений между понятиями целевую ориентацию и,
таким образом, отражать прагматическую составляющую знаний.
В связи с указанными недостатками предприняты попытки усовершен-
ствования семантических сетей, которые нацелены в основном на орга-
низацию процессов обобщения, решение проблемы поиска и повыше-
ние изобразительных возможностей сетей.
Фреймовые МПЗ — это особые познавательные структуры, дающие
целостное представление о явлениях и их типах. Основной элемент
этой МПЗ — фрейм. В общем виде фрейм представляется так:

Fi{Sp

где F— имя фрейма;
/ — индекс слота;
*,},__
Si — имя слота;
Zt — значение слота;
Pt — процедура.
Фреймы отражают концептуальную основу организации памяти
человека. Слоты — это некоторые структурные элементы фрейма,
заполнение которых приводит к тому, что фрейм ставится в соответ-
ствие некоторому объекту — предмету или явлению. Значениями слота
могут быть конкретные данные, процедуры и даже продукции. В каче-
стве слота может быть указано имя другого фрейма. Слот может быть
пустым (незаполненным). Из всех ранее рассмотренных МПЗ только
фреймам свойственна высокая структурируемость, внутренняя интер-
претируемость посредством имен и значений и связность слотов и их
значений.
Кроме того, фреймы обладают высокой наглядностью и модульно-
стью, объединяют достоинства декларативного и процедурного пред-
ставления знаний. Однако фреймы наиболее эффективны при обработке
семантической составляющей знаний. У фреймов, как и у семантичес-
ких сетей, отсутствуют универсальные процедуры их обработки, что
приводит к неэффективному использованию ресурсов процессора и
памяти ЭВМ.
Рассмотренные МПЗ — это в некотором смысле разновидности
структур данных, хотя эти МПЗ и используются в АИИС для обработки
знаний. На основе МПЗ строятся технологии приобретения знаний.
Технология приобретения знаний. Главная задача при построении
АИИС — приобретение знаний. От качества и полноты первоначаль-
ных знаний, введенных в БЗ, в решающей степени зависят эффектив-
ность работы АИИС и качество решения задач пользователя.
В современных экспертных системах генерация знаний базируется
на следующих основных компонентах (рис. 4.8):

  • БЗ;
  • подсистеме приобретения знаний;
  • интерфейсе пользователя;
  • подсистеме объяснения;
  • машине вывода;
  • доске объявлений (рабочая память);
  • подсистеме совершенствования вывода.

Такая структура обеспечивает пользователю возможность наполне-
ния ЭС нужными данными и знаниями и проведения консультаций
с системой при решении экономических задач. Среда разработки ис-
пользуется разработчиком ЭС для введения и представления эксперт-
ных знаний. Среда консультации доступна пользователям для получе-
ния экспертных знаний и подсказок.

В подсистеме приобретения знаний происходит сбор, передача и
преобразование опыта решения экономических задач из определенных
источников знаний в компьютерные программы при их создании или
расширении. Источники знаний — это эксперты, специалисты, БД,
научные отчеты, учебная литература, опыт пользователей-экономис-
тов. Извлечение знаний в силу своей сложности — узкое место в созда-
нии и технологии ЭС. Для построения БЗ нужен инженер по знаниям.
Он оказывает эксперту методическую помощь в структурировании его
знания о ПрО, интерпретирует и интегрирует ответы на вопросы, нахо-
дит аналогии, предлагает контрмеры и выявляет затруднения в опреде-
лении концептуального уровня задач.
В БЗ содержится все необходимое для понимания, формирования
и решения задач. Она содержит два основных элемента: факты (данные)
из ПрО и специальные правила, или так называемые эвристики, кото-
рые управляют использованием фактов при генерации знаний. Кроме
того, БЗ может включать мета-правила, т.е. правила о правилах для ре-
шения проблем и получения выводов. Эвристики выражают формаль-
ные суждения о ПрО. Для ЭС первичный исходный материал — знания,
а не факты. Информация БЗ включается в программу ЭВМ в процессе
представления знаний.

Применение автоматизированных систем приобретения знаний позволяет реализовать одну из трех стратегий получения знаний. В рамках
первой стратегии основные функции по актуализации и формированию
знаний выполняет эксперт, обращаясь при этом за помощью к АИИС.
Благодаря этой помощи эксперт структурирует, систематизирует и фор-
мализует свои знания, используя некоторые средства формализации.__
В результате получаются готовые формы знания для непосредственного
кодирования и ввода в БЗ. Такая стратегия позволяет исключить инже-
неров по знаниям из технологической цепочки приобретения знаний
и все их функции возложить на автоматизированную систему.
В рамках второй стратегии получения знаний ведущая сторона в
диалоге — автоматизированная система. По ответам эксперта АИИС
конструирует готовые формы знания и затем передает их в другие ком-
поненты АИИС для включения в состав БЗ. Инженер по знаниям пол-
ностью исключается из рассмотренной технологической цепочки полу-
чения знаний.
Третья стратегия приобретения знаний связана с исключением из
классической технологии и инженера по знаниям, и программиста.
Заполнение знаниями таких АИИС может быть осуществлено без изме-
нения механизма логического вывода с помощью редактора знаний.
Основная функция редактора знаний — возможность заполнение БЗ
нужными знаниями самим экспертом.