46) Разработка экспертных систем.

Процесс разработки промышленной экспертной системы можно разделить на шесть независимых между собой этапов (рис. 63.) и практически не зависимых от предметной области. Эта последовательность не вполне фиксированная. В действительности каждый последующий этап разработки ЭС приносит новые идеи, которые могут повлиять на предыдущие решения и даже привести к их переработке. Поэтому некоторые специалисты считают, что расходы на разработку таких систем очень большие, время разработки слишком длительное, а полученные в результате программы требуют больших вычислительных ресурсов.

В целом за разработку экспертных систем целесообразно браться организации, где накоплен опыт по автоматизации рутинных процедур обработки информации, например: - информационный поиск;

- сложные расчеты;

- графика;

- обработка текстов.

Этап 1. Выбор подходящей проблемы. Этот этап включает деятельность, предшествующую решению начать разрабатывать конкретную ЭС. Он включает:

- определение проблемной области и задачи;

- нахождение эксперта, желающего сотрудничать при решении проблемы, и назначение коллектива разработчиков;

- определение предварительного подхода к решению проблемы;

- анализ расходов и прибыли от разработки;

- подготовку подробного плана разработки.

Правильный выбор проблемы представляет, наверное, самую критическую часть разработки в целом. Если выбрать неподходящую проблему, можно очень быстро увязнуть в "болоте" проектирования задач, которые никто не знает, как решать.

Рис. 63. Этапы разработки ЭС

Этап 2. Разработка и оценка прототипной системы. Прототипная система является усеченной версией экспертной системы, спроектированной для проверки правильности кодирования фактов, связей и стратегий рассуждения эксперта. Она также дает возможность инженеру по знаниям привлечь эксперта к активному участию в разработке экспертной системы и, следовательно, к принятию им обязательства приложить все усилия для создания системы в полном объеме.

Этап 3. Развитие прототипа до промышленной ЭС. При неудовлетворительном функционировании прототипа эксперт и инженер по знаниям имеют возможность оценить, что именно будет включено в разработку окончательного варианта системы. Если первоначально выбранные объекты или свойства оказываются неподходящими, их необходимо изменить. Можно сделать оценку общего числа эвристических правил, необходимых для создания окончательного варианта экспертной системы. Иногда при разработке промышленной системы выделяют дополнительные этапы для перехода: демонстрационный прототип - исследовательский прототип - действующий прототип - промышленная система. Этап 4. Оценка системы. После завершения этапа разработки промышленной экспертной системы необходимо провести ее тестирование в отношении критериев эффективности. К тестированию широко привлекаются другие эксперты с целью апробирования работоспособности системы на различных примерах. Экспертные системы оцениваются главным образом для того, чтобы проверить точность работы программы и ее полезность. Этап 5. Стыковка системы. На этом этапе осуществляется стыковка экспертной системы с другими программными средствами в среде, в которой она будет работать, и обучение людей, которых она будет обслуживать. Иногда это означает внесение существенных изменений. Такое изменение требует непременного вмешательства инженера по знаниям или какого-либо другого специалиста, который сможет модифицировать систему. Под стыковкой подразумевается также разработка связей между экспертной системой и средой, в которой она действует.

Этап 6. Поддержка системы. При перекодировании системы на язык, подобный Си, повышается ее быстродействие и увеличивается переносимость, однако гибкость при этом уменьшается. Это приемлемо лишь в том случае, если система сохраняет все знания проблемной области, и это знание не будет изменяться в ближайшем будущем. Однако если экспертная система создана именно из-за того, что проблемная область изменяется, то необходимо поддерживать систему в инструментальной среде разработки.

47) Инжиниринг представляет собой инженерно-консультационные услуги, обособленные в самостоятельную сферу деятельности. Цель деятельности инжиниринга – повышение эффективности технологических процессов на основу известных науке и практике достижений в области инженерных знаний.

Реинжиниринг представляет собой инновационный процесс, направленный на перепрофилирование технологий для достижения значительного скачкообразного улучшения данных процессов.

При инжиниринге: коэффицент растёт равномерно (a )

При реинжиниринге: коэффицент может возрасти в n раз ((5-10)a )

Условия для реинжиниринга:

1) Обосновать необходимость внедрения в рассматриваемый вид деятельности новой ИТ;

2) Определить способность организации внедрения ИТ возможность нести необходимые расходы на внедрение;

3) Определить способность организации к собственно внедрению и эксплуатации новых ИТ необходимым профессиональным кадровым составом;

4) Исследовать возможность работы этих организаций с учётом внедрения новых ИТ, которые повлияют на профессиональный, кадровый и численный состав самоорганизации;

5) Определить способность организации к изменению режима работы её самой в связи с внедрением новых ИТ.

Повседневная

(постоянная)

Деятельность

Проект

Творческая

Новые ИТ

!!!

48) CASE-технологии (Computer-Aided Software Engineering) – технологии, ориентированные на автоматизированную разработку проектных решений по созданию и совершенствованию систем организационного управления (например, CASE-Аналитик, Ideff/Desing, Selviran).

CASE-технологии представляют собой совокупность методологий и инструментарий аналитиков, разработчиков и программистов, предназначенный для автоматизации процессов проектирования и сопровождения АС на всем ее жизненном цикле.

Именно структурный системный анализ является основой методологий положенных в основу большинства CASE-систем, которые появились во второй половине 80-х годов на рынке и стали быстро завоевывать популярность. Основные положения этих методологии можно сформулировать следующим образом:

1. Основополагающей концепцией является построение логической (не физической) модели системы при помощи графических методов, которые дали бы возможность пользователям, аналитикам и проектировщикам получить ясную и общую картину системы, уяснить как сочетаются между собой компоненты системы и как будут удовлетворены потребности пользователя.

2. Эта методология предполагает построение системы сверху вниз за счет последовательной детализации: вначале получают диаграмму потоков данных всей системы, далее разрабатывают детализированные диаграммы потоков данных, затем определяют детали структур данных и логики процессов, вслед за этим переходят к проектированию модульной структуры и т.д..

3. Анализ производится сверху вниз, проектирование производится сверху вниз, разработка производится сверху вниз и тестирование производится сверху вниз.

4. Хорошая разработка включает итерацию, то есть следует быть готовыми уточнить логическую модель и физический проект с учетом информации, получаемой при использовании первой версии модели или проекта.

В современных CASE-пакетах используются практически все известные методологии проектирования (свыше 90 методов, при этом наибольшее распространение получили методологии SADT,структурного системного анализа, структурного системного анализа Гейна-Сарсона, структурного проектирования Йодана, методологии моделирования данных, структурного анализа Де Марка). Существуют CASE-пакеты, не поддерживающие ни одной методологии (строго ориентированные средства управления проектом...), а также средства, независимые от методологий (возможность по адаптации к любым методам).

Вспомним о том, что CASE-технология - это не только методология, но и инструментарий. Сейчас на рынке существует огромное количество CASE-пакетов. Все CASE-средства делятся на типы, категории и уровни.

49) XXI век характеризуется построением информационных обществ в различных государствах нашей планеты. В России политическое и социально–экономическое развитие страны определяется как переход от политики информатизации к информационной политике, включающей геополитические, внешнеэкономические, социально–экономические, научно-технические и культурные аспекты развития.

К категории национальных и международных интересов относятся информационные технологии, связанные с изучением планеты, ее полезных ископаемых и т.д. Развитие информационных технологий на базе вычислительной техники, создание автоматизированных, высокопроизводительных рабочих станций, банков данных и баз знаний, а также вычислительных сетей привело к появлению нового направления в информатике – геоинформатики, в основе которой лежат геоинформационные технологии и геоинформационные системы.

Геоинформационная технология – это технологическая основа создания географических информационных систем, позволяющая реализовать их функциональные возможности.

В 80-е годы XX века в Канаде начали проводить эксперименты по решению проблемы связи текстовых и графических – картографических – данных. Так появились первые географические информационные системы – компьютерные сис-темы, позволяющие эффективно работать с пространственно-распределенной картографической информацией – географическими координатными данными.

Географически координированные данные – это данные, привязанные к картографической основе, к карте местности, то есть данные, имеющие либо географические координаты (широту и долготу), либо прямоугольные координаты (X,Y,Z), либо почтовые адреса (почтовые индексы, коды), идентифицирующие местоположение на карте. Таким образом, связующим звеном информации в географической информационной системе является география. Однако широко распространено получило другое название – геоинформационные системы.  Хотя можно себе представить проектирование специализированных геоинформационных систем, ориентированных на решение узких географических задач, и назвать их географическими информационными системами, практически оба названия систем являются синонимами.

50) Интернет-технологии —технологии создания и поддержки различных информационных ресурсов в компьютерной сети Интернет: сайтов, блогов, форумов, чатов, электронных библиотек и энциклопедий.

Основы Интернет-технологий

В основе Интернет и Интернет-технологий лежат гипертексты и сайты, размещаемые в глобальной сети Интернет либо в локальных сетях ЭВМ.

Гипертексты - это тексты со гиперссылками на другие гипертексты, размещенные в Интернет или локальной сети ЭВМ.

Для записи гипертекстов используется язык разметки гипертекстов HTML, который воспринимается всеми браузерами на всех персональных компьютерах.

Язык HTML является международным стандартом, поэтому все гипертексты, единым образом воспринимаются и единым образом отображаются на всех персональных компьютерах во всем мире.

Для подготовки гипертекстов обычно используются визуальные гипертекстовые редакторы, в которых сразу видно - как будет выглядеть гипертекст на ЭВМ и возможна вставка гиперссылок на сайты в Интернет.

Одним из лучших визуальных гипертекстовых редакторов является свободный офисный редактор Writer в свободном офисном пакете Open Office.

Интерактивные сайты и программы

Интерактивные сайты - это сайты, в которых используются интерактивные гипертекстовые подпрограммы, позволяющие вести диалог с пользователями ЭВМ, подключенных к сети ЭВМ.

Гипертекстовые подпрограммы включаются в гипертексты вместе с гипертекстовыми формами и подпрограммами, которые называются скриптами.

Для записи гипертекстовых подпрограмм (гипертекстовых скриптов) часто используется язык JavaScript, являющийся расширением языка разметки гипертекстов HTML

Язык JavaScript является расширением разметки гипертекстов HTML и по этим причинам интерпретатор языка JavaScript встроен во все браузеры и все гипертекстовые редакторы.

Язык JavaScript является международным стандартом. По этой причине интерактивные программы на языке JavaScript одинаковым образом выполняются на всех компьютерах в мире.

Более 60% программ в мире написано на языке гипертекстовых скриптов JavaScript.

Программы на JavaScript могут не только выполняться на любом компьютере, подключенном к сети Интернет, но и доступны для чтения в Интернет исходных текстов.

Программы на JavaScript - лучший пример Открытого ПО в Интернет - их можно читать, выполнять и модифицировать любой человек, знакомый с языком программирования на JavaScript.

Современные Интернет-технологии

К современным Интернет-технологиям относятся веб-сервера, гипертексты и сайты, электронная почта, форумы и блоги, чат и ICQ, теле- и видеоконференции, вики-энциклопедии.

Интернет-технологии в информатике

Интернет-технологии в информатике - различного рода практикумы по созданию сайтов, блогов, электронных библиотек и энциклопедий в сети Интернет.

Интернет-сайты - это наборы гипертекстов с гиперссылками, размещаемых на серверах и порталах в компьютерной сети Интернет.

Блоги в Интернет - это интернет-сайты, совмещенные с интерактивными форумами для общения и публикации сообщений и комментариев посетителей сайтов.

Создание сайтов в Интернет - одна из важнейших задач курсов информатики в вузах и школах студентами и школьниками.

Электронные библиотеки и энциклопедии - это новейшие технологии публикации научной и учебной литературы в сети Интернет.

Создание гипертекстовых программ на языке JavaScript - один из лучших примеров обучения программированию, поскольку эти программы можно публиковать и тестировать в Интернет.

Приведенные ниже программы на языке JavaScript были написаны и опубликованы в Интернет и до сих пор работоспособны и доступны для подражания и разработки новых Интернет-учебников.

Язык JavaScript является одним из лучших языков обучения программированию в Интернет.

Интерактивные Интернет-учебники

Интерактивные учебники - это интерактивные сайты и программы, которые могут вести диалог с пользователями персональных ЭВМ с помощью интерактивных сайтов и программ.

Дистанционное обучение информатики ИКТ

Подготовка студентов, учителей и преподавателей к ЕГЭ по информатике может проводиться дистанционно с помощью Интернет и базовых учебных пособий по информатике и ИКТ.

Дистанционное обучение как и всякое другое заочное обучение проводится с использованием учебников и учебных пособий, а также сдачей зачетов и экзаменов и курсовых проектов и работ.

Дистанционно подготовка к ЕГЭ может проводиться не только по информатике и ИКТ, но и по другим школьным общеобразовательным предметам. Например - обществознанию.

Подготовка к ЕГЭ студентов, преподавателей и учителей информатики начинается с подтверждения ими знания учебников информатики и стандартов ЕГЭ.

Завершение подготовки к ЕГЭ - выполнение курсовых проектов и работ по информатике и ИКТ в компьютерной сети Интернет.

28)

Механизм эволюции Шмальгаузен рассматривал с точки зрения кибернетики, процесс взаимодействия системы и внешней среды представлял как последовательность информационных процессов: накопления, отбора, преобразования, передачи информации о свойствах (признаках) отдельных элементов и системы в целом.

Действие регуляторного механизма развития системы проявляется на различных уровнях ее организации и зависит от реакции на изменение внешних факторов, от форм взаимодействия системы с факторами внешней среды. В зависимости от уровня структуризации системы взаимозависимость с внешними факторами проявляется в различных формах, так как относится к разным уровням организации системы и различным процессам. В роли регулятора выступает внешняя среда, включающая рассматриваемую систему. Внешняя среда должна быть связана с развивающейся системой двумя линиями связи – прямой линией передачи управляющих сигналов от внешней среды к системе и линией обратной связи, передающей во внешнюю среду информацию о действительном состоянии системы. В процессе своего функционировании система передает во внешнюю среду информацию о количественном составе соответствующих элементов-признаков, об их распределении. Во внешней среде происходит преобразование этой информации (контроль и отбор наиболее ценной информации). Отобранная информация накапливается во внешней среде и передается в систему путем появления соответствующих свойств (признаков) у элементов системы.

Таким образом, осуществляется двусторонняя связь между внешней средой и включенной в ее состав системой. Однако между обеими линиями передачи нет непосредственной связи, так как они находятся на разных уровнях. Накопленная информация передается по прямому каналу на уровне признаков отдельных элементов, а обратная информация – только на уровне элементов и компонентов системы. Так как регулирующие механизмы развития системы связаны с внешней средой, то следует считаться с возможностью различных случайных внешних влияний, которые искажают передачу информации и нарушают нормальное течение преобразований.

Накопленная во внешней среде информация отражает влияние внешней среды и реализуется (передается в систему) путем появления соответствующих свойств (признаков) у элементов системы (передается на уровне элементов). Отбор происходит в результате взаимодействия системы со средой, накопление информации идет во внешней среде (накапливается отобранная информация).

Обратная информация передается от системы во внешнюю среду в процессе ее функционирования (на уровне подсистем). Эта информация преобразуется во внешней среде (идет отбор). Каждый элемент системы развивается по той же схеме, т.е. может либо погибнуть, либо изменить свои количественные иди качественные характеристики.

Несколько слов о понятии «отбор». Шмальгаузен выделяет две стадии отбора: стабилизирующий и преобразующий. Рассматривая процесс развития, представим его как два взаимосвязанных периода: период эволюционного развития (адаптации) и период революционных качественных изменений (отбор). При этом отбор понимаем как преобразующий. Стабилизирующий отбор в нашей схеме происходит на этапе адаптации.

Стабилизирующий отбор закрепляет достигнутые свойства системы, связывает их в целостную систему и обеспечивает максимальную надежность их воспроизведения. Целостность проявляется в адаптации элемента к условиям внешней среды, в формообразующей роли в ходе установления основ определенной организации в процессах дифференциации и интеграции.

Входы и выходы системы

ВХОДЫ И ВЫХОДЫ СИСТЕМЫ (элемента системы, блока, модели) [inputs and outputs of a system] — совокупность воздействий внешней среды на систему и воздействий системы на среду.

Выход одной системы неминуемо будет входом какой-то другой системы — в этом выражается всеобщая взаимосвязь явлений в мире. Следовательно, входы могут быть двух основных видов: результат предшествующего процесса, последовательно связанного с данным; и результат предшествующего процесса, случайным образом связанного с данным. Кроме того, вход может оказаться результатом функционирования той же системы, который вновь вводится в нее (обратная связь). Процесс функционирования системы иногда называют “преобразованием входа в выход”, а правило такого преобразования — оператором.

Математически входы и выходы рассматриваются как наборы (векторы и кортежи) переменных величин. Если обозначить оператор через T, то воздействие на систему (вход) x, имеющее результатом (выходом) y, можно выразить формулой y = T x.

Среди входных величин в управляемых системах (их называют также сигналами) можно выделить две группы, различные по характеру влияния на выходы: управляющие воздействия и возмущения (возмущающие воздействия). К первым относятся такие величины (управляющие переменные, инструментальные переменные), значения которых можно менять для получения желательного (обычно оптимального) выхода, ко вторым — воздействия на систему, нарушающие ее нормальное функционирование и развитие в желательно

Под формированием технологической среды информационной системы понимаются решения, которые принимаются на предприятии относительно состава и объема вычислительной техники, средств телекоммуникации и программного обеспечения ИС. С позиций стратегического информационного менеджмента в отношении Hardware и Software предприятию необходимо выяснить следующие важные вопросы [15]: • выбор оптимальной степени децентрализации ИС и ИТ; • выбор между новейшими средствами информатизации или уже испытанными и хорошо себя зарекомендовавшими; • утверждение нормативов (разработанных или заимствованных) на средства информатизации и ИТ; • разработка критериев выбора поставщиков. Степень децентрализации информационной системы, как правило, выбирается по аналогии со степенью децентрализации на предприятии других функций. Выбор средств информатизации для развития информационных систем из новых предложений поставщиков или из уже присутствующих на рынке изделий осуществляется с учетом накопленного опыта эксплуатации ИТ, внутренних условий (квалификации персонала и т. д.), соображений стандартизации. При этом необходимо ориентироваться на тот стратегический критерий, значение которого наиболее полно отражает роль ИС для предприятия. Поставщик средств информатизации определяется на основе анализа таких характеристик, как репутация, степень обслуживания и сопровождения, финансовые условия и др. При использовании персональных компьютеров (ПК) целесообразно в течение рассматриваемого стратегического периода иметь единый технологический парк с тем, чтобы использовать как внутренние (надзор, обучение), так и внешние (условия при покупке, солидное сопровождение) его преимущества. По мере развития процесса стандартизации средств информатизации (Hardware и Software) появляется возможность использовать продукцию различных изготовителей. Следует регулярно анализировать, в какой степени те или иные услуги должны обеспечиваться своими силами, а в какой - тем или иным внешним исполнителем. Анализ показателей хозяйственной деятельности (например, анализ стоимости ремонта в единицу времени) может потребовать замены технических или программных средств.

Структура среды информационной системы Обобщенная структура любой ИС может быть представлена двумя взаимодействующими частями: функциональная часть, включающая прикладные программы, которые реализуют функции прикладной области; среда или системная часть, обеспечивающая исполнение прикладных программ. С этим разделением тесно связаны две группы вопросов стандартизации: стандарты интерфейсов взаимодействия прикладных программ со средой ИС, прикладной программный интерфейс (Application Program Interface - API); стандарты интерфейсов взаимодействия самой ИС с внешней для нее средой (External Environment Interface - EEI). Эти две группы интерфейсов определяют спецификации внешнего описания среды ИС - архитектуру, с точки зрения конечного пользователя, проектировщика ИС, прикладного программиста, разрабатывающего функциональные части ИС. Спецификации внешних интерфейсов среды ИС и, как будет видно далее, спецификации интерфейсов взаимодействия между компонентами самой среды, - это точные описания всех необходимых функций, служб и форматов определенного интерфейса. Совокупность таких описаний составляет эталонную модель открытых систем (Reference Open System Model). Эта модель используется более 20 лет и определяется системной сетевой архитектурой (SNA), предложенной IBM в 1974 году. Она основана на разбиении вычислительной среды на семь уровней, взаимодействие между которыми описывается соответствующими стандартами и обеспечивает связь уровней вне зависимости от построения уровня в каждой конкретной реализации ( рис. 8.1). Основным достоинством этой модели является детальное описание связей в среде с точки зрения технических устройств и коммуникационных взаимодействий. Вместе с тем она не принимает в расчет взаимосвязь с учетом мобильности прикладного программного обеспечения. Семиуровневая модель взаимодействия информационных систем Рис. 8.1. Семиуровневая модель взаимодействия информационных систем Эталонная модель среды открытых систем (OSE/RM) определяет разделение любой информационной системы на приложения (прикладные программы и программные комплексы) и среду, в которой эти приложения функционируют. Между приложениями и средой определяются стандартизованные интерфейсы (API), которые являются необходимой частью профилей любой открытой системы. Кроме того, в профилях ИС могут быть определены унифицированные интерфейсы взаимодействия функциональных частей друг с другом и интерфейсы взаимодействия между компонентами среды ИС.