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 рассуждении, 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 с помощью 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.

АРМ

С появлением персональных ЭВМ стало возможным установить их прямо на рабочее место и оснастить новыми инструментальными средствами, ориентированными на пользователя-непрограммиста. Под АРМ менеджера следует понимать его рабочее место, оснащенное персональным компьютером и представляющее собой самостоятельный программно-технический комплекс индивидуального или коллективного пользования, который позволяет в диалоге или пакетном режиме вести обработку информации и получать все необходимые выходные данные в виде экранных или печатных форм. На номенклатуру АРМ и совокупность включаемых в них информационных технологий влияют структура управления, сложившаяся в учреждении, технологии предметных областей, схема распределения обязанностей и целей между сотрудниками. Таким образом, номенклатура АРМ зависит от управленческой структуры, а содержание - от целей, реализуемых ЛПР. АРМ состоит из трех основных компонентов; обучающей системы, комплекса программных продуктов по обработке информации и сервисных средств. Обучающая система включает в себя: интегрированную строку подсказок, систему закладок, указателей и справок, встроенная система примеров, гипертекстовая система документации, включающая руководство пользователя и руководство программиста, система контроля и обнаружения ошибок. Комплекс программных продуктов для обработки информации включает в себя: для пакетного режима: ввод информации с дискет, сканера, по каналам связи (компьютерная связь, модемная связь), автоматизированные расчеты, обработку данных, вывод данных на печать, формирование архивов за отчетный период. для диалогового режима: ввод с клавиатуры, обработку информации в реальном времени, выписку документов с загрузкой базы, вывод данных по запросу на принтер, экран, в файл, работу с архивами.

Сервисные средства для настройки АРМ включают: настройку значности реквизитов, эргономическое обеспечение экранных форм, настройку цвета и звука, визитную карточку предприятия, установку системы доступа к данным, настройку алгоритмов расчетов, настройку таблиц входимости, настройку устройств (принтер, модем, сканер), календарь подготовки и сдачи отчетности. Сервисные средства для эксплуатации АРМ включают: ведение классификаторов, генератор отчетных форм, администратора баз данных сетевого доступа, инструментарий для устранения последствий аварий, для приема и передачи данных по каналам связи, для копирования и сохранности информации, мониторинга, а также часы, таймер, калькулятор. Информационная система, осуществляющая процесс поддержки принятия решения менеджерами, должна обеспечить реализацию целей их деятельности. Одной из наиболее распространенных форм реализации является система взаимосвязанных и взаимодействующих АРМ, в том числе руководителя и исполнителя. Руководителю нужна обобщенная, достоверная и полная информация, позволяющая принимать правильные решения, а также средства анализа и планирования различных сфер деятельности хозяйственного субъекта. К этим средствам относятся методы: экономико-математические, моделирования, анализа различных сфер деятельности, статистические, прогнозирования, а также обеспечивающие технологии - табличные, графические и текстовые процессоры, электронная почта, СУБД. Специалисту-исполнителю необходим удобный инструментарий для обеспечения профессиональной деятельности в конкретной области, что определяется применяемыми в данной сфере предметными технологиями и разделением обязанностей между управленческими работниками. АРМ данного уровня характеризуется жестким включением в программный продукт функциональных и обеспечивающих технологий, что позволяет использовать специалиста невысокой квалификации, поскольку его действия носят декларативный, а не процедурный характер и глубоких знаний предметной технологии от него не требуется, так как они заложены в АРМ разработчиками программного обеспечения

Деятельность работников сферы управления (бухгалтеров, спе­циалистов кредитно-банковской системы, плановиков, технологов, руководителей, конструкторов и т.д.) в настоящее   время  ориентирована  на   использование   развитых технологий. Организация и реализация управленческих функ­ций требует радикального изменения как самой технологии управления, так и технических средств обработки информации, среди которых главное место занимают персональные компью­теры. Они все более превращаются из систем автоматической переработки входной информации в средства накопления опыта управленческих работников, анализа, оценки и выработки наи­более эффективных экономических решений.

Автоматизированное рабочее место (АРМ) определяется как совокупность информационно-программно-технических ресур­сов, обеспечивающую конечному пользователю обработку данных и автоматизацию управленческих функций в конкретной предметной области.

Создание автоматизированных рабочих мест предполагает, что основные операции по "накоплению, хранению и переработ­ке информации возлагаются на вычислительную технику, а работник сферы управления (эко­номист, технолог, руководитель и т.д.)  выполняет часть ручных операций и операций, требую­щих творческого подхода при подготовке управленческих реше­ний. Персональная техника применяется пользователем для контроля производственно-хозяйственной деятельности, изме­нения значений отдельных параметров в ходе решения задачи, а также ввода исходных данных в АИС для решения текущих за­дач и анализа функций управления.

АРМ создается для обеспечения выполнения некоторой группы функций. Наиболее простой функцией АРМ является информационно-справочное обслужи­вание. АРМ имеют проблемно-профессиональную ориентацию на конкретную предметную область. Профессиональные АРМ яв­ляются главным инструментом общения человека с вычисли­тельными системами, играя роль автономных рабочих мест, интеллектуальных терминалов больших ЭВМ, рабочих станций в локальных сетях.

Локализация АРМ позволяет осуществить оперативную об­работку информации сразу же по ее поступлении, а результаты обработки хранить сколь угодно долго по требованию пользова­теля.

Целью внедрения АРМ является усиление интеграции управленче­ских функций, и каждое более или менее «интеллектуальное» рабочее место должно обеспечивать работу в многофункцио­нальном режиме.

АРМ выполняют децентрализованную одновременную обра­ботку экономической информации на рабочих местах исполни­телей в составе распределенной базы данных (БД). При этом они имеют выход через системное устройство и каналы связи в ПЭВМ и БД других пользователей, обеспечивая таким образом совместное функционирование ПЭВМ в процессе коллективной обработки.

АРМ, созданные на базе персональных компьютеров, — наи­более простой и распространенный вариант автоматизирован­ного рабочего места для работников сферы организационного управления. Такое АРМ рассматривается как система, которая в интерактивном режиме работы предоставляет конкретному ра­ботнику (пользователю) все виды обеспечения монопольно на весь сеанс работы. Этому отвечает подход к проектированию такого компонента АРМ, как внутреннее информационное обеспечение, согласно которому информационный фонд на магнитных носителях конкретного АРМ должен находиться в монопольном распоряжении пользователя АРМ. Пользователь сам выполняет все функциональные обязанности по преобразо­ванию информации.

Создание АРМ на базе персональных компьютеров обеспе­чивает:

простоту,  удобство и дружественность по отношению к пользователю;

простоту адаптации к конкретным функциям пользователя;

компактность размещения и невысокие требования к усло­виям эксплуатации;

высокую надежность и живучесть;

сравнительно  простую  организацию  технического  обслуживания.

Эффективным режимом работы АРМ является его функцио­нирование в рамках локальной вычислительной сети в качестве рабочей станции. Особенно целесообразен такой вариант, когда требуется распределять информационно-вычислительные ресур­сы между несколькими пользователями.

В наиболее сложных системах АРМ могут через специальное оборудование подключаться не только к ресурсам главной ЭВМ сети, но и к различным информационным службам и системам общего назначения (службам новостей, национальным инфор­мационно-поисковым системам, базам данных и знаний, биб­лиотечным системам и т.п.).

Возможности создаваемых АРМ в значительной степени зависят от технико-эксплуатационных характеристик ЭВМ, на которых они базируются. В связи с этим на стадии проек­тирования АРМ четко формулируются требования к базовым параметрам технических средств обработки и выдачи инфор­мации, набору комплектующих модулей, сетевым интерфей­сам, эргономическим параметрам устройств и т.д.

Информационное обеспечение АРМ ориентируется на кон­кретную, привычную для пользователя, предметную область. Обработка документов должна предполагать такую структуриза­цию информации, которая позволяет осуществлять необходимое  манипулирование различными структурами, удобную и быструю корректировку данных в массивах.

Техническое обеспечение АРМ должно гарантировать вы­сокую надежность технических средств, организацию удоб­ных для пользователя режимов работы (автономный, с рас­пределенной БД, информационный, с техникой верхних уровней и т.д.), способность обработать в заданное время не­обходимый объем данных. Поскольку АРМ является индиви­дуальным пользовательским средством, оно должно обеспе­чивать   высокие   эргономические   свойства   и   комфортность обслуживания.

Программное обеспечение прежде всего ориентируется на профессиональный уровень пользователя, сочетается с его функциональными потребностями, квалификацией и специа­лизацией. Пользователь со стороны программной среды дол­жен ощущать постоянную поддержку своего желания рабо­тать в любом режиме активно либо пассивно.

В последнее время создаются унифицированные АРМ, обслуживающие несколько пред­метных областей. Например, комплекс «Экспресс-анализ при заключении договоров, за­казов, контрактов» обеспечивает процесс управления аналити­ческой информацией о себестоимости, цене, возможных объемах производства отдельных видов продукции. Комплексы «Анализ формирования, распределения и ис­пользования прибыли», «Анализ материально-технического и финансового состояния предприятия», «Анализ труда, оплаты и социального развития», «Анализ выполнения госзаказов и хо­зяйственных договоров» соответствуют структуре действующего законодательства о предприятии. Комплексы «Анализ и прогнозирование динамических ря­дов», «Корреляционно-регрессионный анализ», «Выборочный метод» дают возможность автоматизированно осуществлять со­циально-экономический анализ с использованием статистиче­ских методов. Комплекс «Сервисные программы» позволяет получать об­работанную информацию в виде графиков и схем, редактиро­вать входную информацию, корректировать хранящиеся в файлах АРМ данные.