ИНФОРМАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ЭКСПЕРТНЫХ СИСТЕМ
Характеристика и назначение
Наибольший прогресс среди компьютерных информационных систем отмечен в области разработки экспертных систем, основанных на использовании искусственного интеллекта. Экспертные системы дают возможность менеджеру или специалисту получать консультации экспертов по любым проблемам, о которых этими системами накоплены знания.
Под искусственным интеллектом обычно понимают способности компьютерных систем к таким действиям, которые назывались бы интеллектуальными, если бы исходили от человека. Чаще всего здесь имеются в виду способности, связанные с человеческим мышлением. Работы в области искусственного интеллекта не ограничиваются экспертными системами. Они также включают в себя создание роботов, систем, моделирующих нервную систему человека, его слух, зрение, обоняние, способность к обучению.
Решение специальных задач требует специальных знаний. Однако не каждая компания может себе позволить держать в своем штате экспертов по всем связанным с ее работой проблемам или даже приглашать их каждый раз, когда проблема возникла. Главная идея использования технологии экспертных систем заключается в том, чтобы получить от эксперта его знания и, загрузив их в память компьютера, использовать всякий раз, когда в этом возникнет необходимость. Являясь одним из основных приложений искусственного интеллекта, экспертные системы представляют собой компьютерные программы, трансформирующие опыт экспертов в какой-либо области знаний в форму эвристических правил (эвристик). Эвристики не гарантируют получения оптимального результата с такой же уверенностью, как обычные алгоритмы, используемые для решения задач в рамках технологии поддержки принятия решений. Однако часто они дают в достаточной степени приемлемые решения для их практического использования. Все это делает возможным использовать технологию экспертных систем в качестве советующих систем.
Сходство информационных технологий, используемых в экспертных системах и системах поддержки принятия решений, состоит в том, что обе они обеспечивают высокий уровень поддержки принятия решений. Однако имеются три существенных различия. Первое связано с тем, что решение проблемы в рамках систем поддержки принятия решений отражает уровень ее понимания пользователем и его возможности получить и осмыслить решение. Технология экспертных систем, наоборот, предлагает пользователю принять решение, превосходящее его возможности. Второе отличие указанных технологий выражается в способности экспертных систем пояснять свои рассуждения в процессе получения решения. Очень часто эти пояснения оказываются более важными для пользователя, чем само решение. Третье отличие связано с использованием нового компонента информационной технологии – знаний.
Основные компоненты
Основными компонентами информационной технологии, используемой в экспертной системе, являются (рис. 3.17): интерфейс пользователя, база знаний, интерпретатор, модуль создания системы.
Рис. 3.17.Основные компоненты информационной технологии экспертных систем
Интерфейс пользователя.Менеджер (специалист) использует интерфейс для ввода информации и команд в экспертную систему и получения выходной информации из нее. Команды включают в себя параметры, направляющие процесс обработки знаний. Информация обычно выдается в форме значений, присваиваемых определенным переменным.
Менеджер может использовать четыре метода ввода информации: меню, команды, естественный язык и собственный интерфейс.
Технология экспертных систем предусматривает возможность получать в качестве выходной информации не только решение, но и необходимые объяснения. Различают два вида объяснений:
§ объяснения, выдаваемые по запросам. Пользователь в любой момент может потребовать от экспертной системы объяснения своих действий;
§ объяснения полученного решения проблемы. После получения решения пользователь может потребовать объяснений того, как оно было получено. Система должна пояснить каждый шаг своих рассуждений, ведущих к решению задачи.
Хотя технология работы с экспертной системой не является простой, пользовательский интерфейс этих систем является дружественным и обычно не вызывает трудностей при ведении диалога.
База знаний.Она содержит факты, описывающие проблемную область, а также логическую взаимосвязь этих фактов. Центральное место в базе знаний принадлежит правилам. Правило определяет, что следует делать в данной конкретной ситуации, и состоит из двух частей: условия, которое может выполняться или нет, и действия, которое следует произвести, если условие выполняется.
Все используемые в экспертной системе правила образуют систему правил, которая даже для сравнительно простой системы может содержать несколько тысяч правил.
Все виды знаний в зависимости от специфики предметной области и квалификации проектировщика (инженера по знаниям) с той или иной степенью адекватности могут быть представлены спомощью одной либо нескольких семантических моделей. К наиболее распространенным моделям относятся логические, продукционные, фреймовые и семантические сети (см. гл. 16,17).
Интерпретатор. Это часть экспертной системы, производящая в определенном порядке обработку знаний (мышление), находящихся в базе знаний. Технология работы интерпретатора сводится к последовательному рассмотрению совокупности правил (правило за правилом). Если условие, содержащееся в правиле, соблюдается, выполняется определенное действие, и пользователю предоставляется вариант решения его проблемы.
Кроме того, во многих экспертных системах вводятся дополнительные блоки: база данных, блок расчета, блок ввода и корректировки данных. Блок расчета необходим в ситуациях, связанных с принятием управленческих решений. При этом важную роль играет база данных, где содержатся плановые, физические, расчетные, отчетные и другие постоянные или оперативные показатели. Блок ввода и корректировки данных используется для оперативного и своевременного отражения текущих изменений в базе данных.
Модуль создания системы. Он служит для создания набора (иерархии) правил. Существуют два подхода, которые могут быть положены в основу модуля создания системы: использование алгоритмических языков программирования и использование оболочек экспертных систем.
Для представления базы знаний специально разработаны языки Лисп и Пролог, хотя можно использовать и любой известный алгоритмический язык.
Оболочка экспертных систем представляет собой готовую программную среду, которая может быть приспособлена к решению определенной проблемы путем создания соответствующей базы знаний. В большинстве случаев использование оболочек позволяет создавать экспертные системы быстрее и легче в сравнении с программированием.
КЛЮЧЕВЫЕ ПОНЯТИЯ
| Аудиоконференция | Инструментарий ИТ | |||
| Аудиопочта | Информационная система (ИС): | |||
| База данных | автоматизированного проектирования | |||
| База моделей | автоматизированная | |||
| Видеоконференция | автоматическая | |||
| Видеотекст | интегрированная | |||
| Виды отчетов в ИГ управления | информационно-поисковая | |||
| Децентрализованная обработка | информационно-решающая | |||
| информации | менеджеров среднего звена | |||
| Деятельность: | обработки знаний | |||
| кадровая | оперативного (операционного) уровня | |||
| маркетинговая | организационного управления | |||
| производственная | офисной автоматизации | |||
| финансовая | разрабатывающая | |||
| Задача: | альтернативы решений | |||
| неструктурированная | Система | |||
| структурированная | Составляющие ИТ: | |||
| частично структурированная | действия, операции, этапы | |||
| ручная | Специальное программное обеспечение | |||
| поддержки принятия решений | Стандартные процедуры в организации | |||
| создающая управленческие | Структурный признак | |||
| отчеты | СУБД и ее функции | |||
| специалистов | Субкультура организации | |||
| стратегическая управления технологическим | СУБМ и ее функции Схема информационных потоков | |||
| процессом | Табличный процессор | |||
| управленческая | Текстовый процессор | |||
| экспертная Информационная технология (ИТ): | Телеконференция | |||
| автоматизированного офиса обработки данных | Техническая документация Техническое обеспечение | |||
| поддержки принятия решений управления экспертных систем | Технология материального производства Типы ИС для частично структурированных задач | |||
| Информационное обеспечение Компьютерная конференция Компьютерные офисные технологии Математическое обеспечение Методология построения баз данных | Унифицированная система документации Управление Управленческая функция: анализ контрольная | |||
| Модель: | организационная | |||
| детерминистская | планирование | |||
| математическая | стимулирование | |||
| оперативная | учетная | |||
| описательная | Управленческие решения | |||
| оптимизационная | Уровень управления: | |||
| специализированная | операционный | |||
| стохастическая | стратегический | |||
| стратегическая | функциональный | |||
| тактическая | Факсимильная связь | |||
| универсальная | Формы технического обеспечения | |||
| Новая информационная технология | Функциональный признак | |||
| Общесистемное программное обеспечение | Хранение изображений | |||
| Организационное обеспечение | Централизованная обработка информации | |||
| Организация | Электронная почта | |||
| Подсистема | Электронный календарь | |||
| Правовое обеспечение | Язык пользователя | |||
| Принятие решения | Язык сообщений | |||
| Программное обеспечение | ||||
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ
1. Что такое информационная система?
2. Как вы понимаете информационную технологию?
3. В чем состоит разница между компьютерами и информационными системами?
4. Как можно представить процессы, происходящие в информационной системе?
5. Как развивались информационные системы?
6. Почему информационные системы являются стратегическим средством развития фирмы и в чем состоит их вклад?
7. Расскажите о пирамиде уровней управления в фирме.
8. Почему при создании информационной системы следует учитывать влияние внешней среды?
9. Приведите примеры информационных систем, поддерживающих деятельность фирмы.
10. Какие задачи стоят при создании информационной системы?
11. Расскажите об основных функциональных информационных системах.
12. Приведите примеры информационных систем, обеспечивающих эффективность работы.
13. Как вы представляете структуру информационной системы?
14. Расскажите об информационном, техническом, программном и математическом обеспечении, об организационном и правовом обеспечении.
15. Для чего нужна схема информационных потоков?
16. В чем суть методологии построения баз данных?
17. Почему при разработке информационной системы важным фактором является структурированность задач?
18. Как структурированность задач влияет на классификацию информационных систем?
19. Каковы особенности информационных систем, создающих управленческие отчеты?
20. Каковы особенности и виды информационных систем, разрабатывающих альтернативы решений?
21. В чем суть функционального признака при классификации информационных систем?
22. Что такое признак уровней управления при классификации систем?
23. Расскажите о пирамиде информационных систем в фирме, где используется функциональный признак классификации.
24. Каковы роль и функции ИС оперативного уровня, ИС для специалистов, для менеджеров среднего звена, стратегических ИС?
25. Приведите классификацию информационных систем по характеру использования информации, по степени автоматизации, по сфере применения.
26. В чем сходство и в чем различие информационной технологии и технологии материального производства?
27. Отобразите информационную технологию в виде иерархической структуры и приведите примеры ее составляющих.
28. Изложите требования, которым должна отвечать информационная технология.
29. Что такое инструментарий информационной технологии?
30. Как следует понимать новую информационную технологию?
31. Как соотносятся информационная технология и информационная система?
32. Какова история развития информационной технологии?
33. Охарактеризуйте методологию использования информационной технологии,
34. Дайте общее представление об информационной технологии обработки данных, ИТ управления, автоматизации офиса, ИТ поддержки принятия решений и назовите их основные компоненты.
35. Расскажите о компьютерных и некомпьютерных офисных технологиях.
36. Что такое база моделей и какие модели вы знаете? Приведите примеры.
37. Расскажите об интерфейсе информационной системы и его составляющих.
ЛИТЕРАТУРА
1. Введение в информационный бизнес: Учебное пособие / Под ред. В.П. Тихомирова, А.В. Хорошилова, - М.: Финансы и статистика, 1996.
2. Громов Г.Р. Очерки информационной технологии. - М.: ИнфоАрт, 1992.
3. Данилевский Ю.Г., Петухов И.А., Шибанов В.С. Информационная технология в промышленности. - Л.: Машиностроение. Ленингр. отделение, 1988.
4. Диго С.М.Проектирование и использование баз данных: Учебник. - М.: Финансы и статистика, 1995.
5. Информатика: данные, технология, маркетинг / В.П. Божко, В.В. Брага и др. - М.: Финансы и статистика, 1992.
6. Информационная технология, экономика, культура / Сб. обзоров и рефератов. - М.: ИНИОН РАН, 1995.
7. Информационные системы в экономике / Под ред. В.В. Дика. - М,: Финансы и статистика, 1996.
8. Информационное обеспечение интегрированных производственных систем / Под ред. В.В. Александрова. - Л.: Машиностроение, 1986.
9. Матвеев Л.А. Информационные системы: поддержка принятия решений: Учебное пособие. - Спб.: Изд-во СПбУЭФ, 1996.
10. Мишенин А.И.Теория экономических информационных систем. - М.: Финансы и статистика, 1993.
11.Пономарева К.В., Кузьмин Л.Г. Информационное обеспечение АСУ. - М.: Высш. шк., 1991.
12. Поппель Г., Голдстайн Б. Информационная технология - миллионные прибыли. - М.: Экономика, 1990.
13. Тамбовцев В.Л.Пятый рынок: экономические проблемы производства информации. - М.: Изд-во МГУ, 1993.
14. Экономическая информатика и вычислительная техника: Учебник / Под ред. В.П. Косарева, А.Ю. Королева. – М.: Финансы и статистика, 1996.