Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Анализ особенностей разработки программно- информационного обеспечения выбора в среде WEB 12
1.1. Общая характеристика функций программно-информационного обеспечения выбора 12
1.2. Сравнительный обзор технологий, применяющихся для поддержки выбора информационных объектов в Web 16
1.3. Анализ подходов к разработке программных систем в условиях неопределенности и динамики требований 25
1.4. Концепция комбинаторно-логического подхода к созданию и применению программно-информационного обеспечения выбора в среде Web 27
1.5. Постановка задачи проектирования и реализации программно-информационного обеспечения выбора в среде Web 34
Выводы к главе 1 37
ГЛАВА 2. Разработка моделей данных и метаданных для программно-информационного обеспечения отбора альтетрнатив 39
2.1. Основные составляющие комбинаторно-логического описания функций программно-информационного обеспечения 39
2.2. Методические принципы применения комбинаторно-логического подхода к разработке программно-информационного обеспечения выбора 42
2.3. Задачи и структура программно-информационного обеспечения выбора из множества альтернатив 47
2.4. Модель функционального взаимодействия потребителей с описаниями альтернатив в процессе отбора 52
2.5. Сравнительный анализ типовых некомпенсирующих стратегий на основе модели функционального взаимодействия 60
2.6. Представление взаимосвязей между атрибутами как метаданных отношения «альтернатива» 64
Выводы к главе 2 68
ГЛАВА 3. Проектирование программно-информационного обеспечения альтернативного отбора с применением комбинаторной логики 69
3.1. Рассмотрение технологий отбора альтернатив на основе визуального просмотра 69
3.2. Рассмотрение технологий отбора с применением средств поиска по ключевым словам совместно с визуальным просмотром 76
3.3. Формирование структуры отношений «альтернативы -атрибуты» как метаданных модели функционального взаимодействия в процессах выбора 85
3.4. Организации выбора из альтернатив с применением структуры метаданных атрибутов 88
Выводы к главе 3 92
ГЛАВА 4. Разработка программно-информационного обеспечения альтернативного отбора в WEB 94
4.1. Этапы разработки программно-информационного обеспечения выбора из альтернатив 94
4.2. Особенности разработки программно-информационных средств выбора независимо сформированных описаний альтернатив 97
4.3. Особенности разработки программно-информационных средств выбора альтернатив, предлагаемых поставщиком 105
4.4. Принципы разработки программно-информационного обеспечения выбора альтернатив, предлагаемых поставщиком 112
4.5. Проектирование компонентов программного обеспечения выбора на основе модели данных и метаданных 116
4.6. Сопоставление предлагаемого программно-информационного обеспечения выбора с существующими средствами поддержки выбора 122
Выводы к главе 4 125
ГЛАВА 5. Реализация, экспериментальная проверка и внедрение программно-информационного обеспечения альтернативного отбора в web 127
5.1. Результаты реализации и экспериментальной проверки программно-информационного обеспечения выбора из независимо сформированных описаний альтернатив 127
5.2. Состав и структура реализованного программно-информационного обеспечения электронного магазина с поддержкой выбора альтернативных товаров и услуг 131
5.3. Средства поддержки выбора как функциональная компонента электронного магазина 134
5.4. Обобщенный сценарий работы посетителей при выборе альтернативных предложений в каталоге электронного магазина 136
5.5. Результаты реализации и внедрения электронного магазина с поддержкой выбора альтернативных товаров и услуг 142
Выводы к главе 5 144
Заключение 146
Глоссарий 148
Список литературы
- Анализ подходов к разработке программных систем в условиях неопределенности и динамики требований
- Методические принципы применения комбинаторно-логического подхода к разработке программно-информационного обеспечения выбора
- Рассмотрение технологий отбора с применением средств поиска по ключевым словам совместно с визуальным просмотром
- Особенности разработки программно-информационных средств выбора независимо сформированных описаний альтернатив
Введение к работе
В настоящей работе рассматриваются вопросы исследования и реализации программных средств выбора альтернатив в среде Web.
Актуальность работы.
Задача выбора из ряда альтернатив является одной из ключевых при разработке современных средств взаимодействия «поставщик - потребитель». Очевидно, что для многих областей деятельности неточности и ошибки выбора приводят к существенным отрицательным последствиям. Однако эффективность решения вопроса выбора принципиальным образом зависит от информированности о свойствах альтернатив того, кто осуществляет выбор.
Феноменальное развитие компьютерных сетей и, прежде всего, Интернета, создали предпосылки для реализации принципиально новых возможностей обеспечения информацией для принятия решений в различных областях деятельности. Важным направлением в этой области является информационное обеспечение выбора из альтернативных вариантов путём сбора информации из Web.
Об актуальности исследований в данной области свидетельствует тот факт, что с 1998г. рынок программного обеспечения в США и странах Евросоюза, связанного с предоставлением информационных услуг в Web, ежегодно увеличивается на 60%-200% [43]. В рамках указанной предметной области интенсивно ведутся работы рядом исследовательских центров, например, Станфордским Университетом [79, 81, 88] (Г. Гарсиа-Молина, И. Папаконстантиноу), Массачу-сетским Технологическим Институтом [67, 87] (С Брессан, П. Тагард), исследовательскими центрами AT&T [56, 75] (М. Фернандез, М. Флореску), IBM [78] (С. Малайка) и Xerox [68] (Б. Чидловски).
Среди российских центров исследования вопросов поддержки поиска, отбора, выбора информационных объектов в среде Web необходимо выделить ИПУ РАН и МФТИ, где проводятся исследования под руководством проф. Алескерова Ф.Т., ряд работ по выбору из альтернатив выполнен в ИСА РАН (ак. Ларичев О.И.), в МГУ (проф. Левченков B.C., проф. Гасанов Э. Э.). Примером системы, достигшей стадии коммерческой эксплуатации и широко применяющейся в настоящее время, является программно-информационное обеспечение службы «Яндекс.Маркет» компании «Яндекс».
Модели и методы вычислений с объектами с применением аппликативных технологий развивались и развиваются Р. Хиндли, Дж. П. Селдином, Д. Скоттом, Р. Хьюсом, С. Пейтоном-Джонсом, А.С. Кузичевым, Л.В. Шабуниным. Как показано В. Э. Вольфенгагеном, применяя представление «функтор-как-объект», можно построить модель аппликативного типа для информационных систем, причем для случая частичных областей. Тем самым аппликативные технологии переносятся на класс информационных систем в Web. Сходными методами решаются и задачи информационного моделирования, в которых учитывается групповое поведение субъектов, что показано А.П. Столбовым с применением денотационного подхода.
Состояние проблемы.
За последние десятилетия был разработан ряд технологий, ориентированных на решение задач выбора с применением сети Internet. В частности, следует назвать: технологии поиска в Web по ключевым признакам; каталоги Web-ссылок; технологии, ориентированные на работу с частично структурированной информацией, такие как OEM-базы данных; технологии, основанных на установлении формальных отношений между объектами; технологии, обеспечивающие поддержку принятия решений на основе сбора статистических данных, например, технологии коллаборативной фильтрации.
Наиболее проработанными следует считать средства программно-информационного обеспечения принятия решений при стабильном выполнении одного из следующих условий:
Пользователи программно-информационного обеспечения знают, какая именно информация им требуется, и в какой форме она представлена.
Пользователи решают задачи одних и тех же типов, работая с одними и теми же информационными структурами, происходящие изменения незначительны и/или редки. Такие условия характерны для использования хранилищ данных и нейронных сетей.
В ситуациях высокой неопределённости и динамики условий выбора программно-информационное обеспечение принятия решений обычно строится на эмпирических моделях с последующими обобщениями.
В свою очередь, работы Рамбо [42], Буча [7], Фаулера [54] создали основу для развития методологий, ориентированных на повышение скорости и качества разработки, среди которых следует отметить Унифицированной Подход (RUP) [28, 30], Экстремальное Программирование (ХР) [39, 66] и компонентную архитектуру [22, 26, 49]. Однако применение названных методологий предполагает, что требования, предъявляемые к разрабатываемому программно-информационному обеспечению со стороны заинтересованных лиц, в комплексе полностью определяют функциональные потребности и ограничения для этого обеспечения.
Анализ современных технологий информационной поддержки выбора, а также результатов исследований российских и зарубежных научных центров позволяет поставить еще не решенные задачи: разработка моделей данных и метаданных для согласования разнородных представлений о требованиях к разрабатываемому программно- информационному обеспечению выбора в условиях динамики таких пред ставлений; реализация моделей данных и метаданных в программно-информационном обеспечении выбора альтернатив по описаниям, опубликованным в Web.
В этой связи исследование и реализация моделей данных и метаданных для программного обеспечения отбора альтернатив в Web является актуальной научной задачей.
Объект исследования. Процессы создания программно-информационного обеспечения выбора из альтернатив в Web в условиях динамики характеристик их описаний.
Предмет исследования. Повышение эффективности создания и применения компьютерной поддержки выбора из альтернатив.
Цель диссертационной работы заключается в построении модели данных и метаданных программно-информационного обеспечения выбора альтернатив по описаниям, опубликованным в Web, и в программной реализации средств выбора, соответствующих разработанной модели.
Исходя из указанной цели диссертационного исследования, основными задачами, решаемыми в работе, являются:
Исследование и систематизация особенностей построения программно-информационного обеспечения в функции поддержки выбора из альтернатив в Web.
Обоснование и постановка задачи проектирования программно-информационного обеспечения выбора из альтернатив по их описаниям, опубликованным в Web.
Разработка модели данных и метаданных выбора альтернатив.
Проектирование архитектур и пользовательских интерфейсов программно-информационного обеспечения, соответствующих предложенной модели выбора.
Экспериментальная проверка и внедрение в промышленную эксплуатацию разработанного программно-информационного обеспечения.
Методы исследования. При решении поставленных задач в диссертационной работе автором применены аппликативные вычислительные технологии, теория вычислений и комбинаторная логика, исчисление предикатов и унифицированный метод объектно-ориентированного проектирования.
Основные положения, выносимые на защиту, сводятся к следующему:
Обосновано применение техники аппликативных вычислений к созданию программно-информационного обеспечения выбора в Web с применением.
На основе исчисления с оператором абстракции построена модель выбора из альтернатив.
Сформулированы принципы формирования структур данных и метаданных, определяющих содержательные отношения «альтернатива - атрибут - значение - знак» в процессах отбора альтернатив.
Спроектированы архитектура и интерфейсы Web-сервиса, реализующие выбор из альтернатив по описаниям в соответствии с построенными моделями.
Выполнены реализация и внедрение комплексного Web-сайта корпоративного типа, реализующего поддержку функции выбора из альтернатив.
Научная новизна результатов работы сводится к следующему:
Для согласования представлений участников процессов выбора альтернатив в среде Web применяются аппликативные вычисления. Таким образом, элемент новизны состоит в дополнении существующих средств анализа и проектирования формально-языковыми средствами на ранних стадиях разработки.
Разработана модель выбора на основе применения техники аппликатив-ных вычислений, в том числе построена модель объектов данных и метаданных.
На основе аппликативных моделей предложен подход к формированию информационных структур, определяющих содержательные отношения «альтернатива - атрибут - значение - знак» в процессах отбора альтернатив.
Элементом новизны диссертационного исследования является построение архитектуры программного обеспечения путем поэтапного формирования структуры классов программы.
Практическая значимость диссертационного исследования определяется следующими результатами:
На основе аппликативной техники вычислений разработана технология создания программно-информационного обеспечения выбора большого количества альтернатив с большим числом атрибутов.
Предложенная модель объектов данных и метаданных поддерживает адаптацию программно-информационных средств в условиях динамики содержания рассматриваемых альтернатив и интересов потребителей.
Принятые программно-информационные решения позволяют повысить эффективность выбора, сократив количество упущенных альтернатив, релевантных запросам потребителей, а также уменьшив затраты времени на осуществление выбора.
Реализация результатов.
1. Развитые в работе модели, методы и средства положены в основу корпоративного Web-сайта компании «Интериор В», предназначенного для выбора и заказа комплектующих предприятиями, работающими в сфере строительства и дизайна, что подтверждается соответствующим актом о внедрении.
2. Произведено внедрение компьютерного практикума, основанного на применении теории аппликативных вычислений для согласования представлений, в учебный процесс на кафедре Кибернетики (22) МИФИ, что подтверждается соответствующим актом о внедрении.
Опубликование и апробация результатов работы. Результаты, представленные в данной диссертационной работе, докладывались и обсуждались на научной сессии МИФИ (г. Москва, 2001г.), на I, II, III и IV международных конференциях по компьютерным наукам и информационным технологиям «Computer Science and Information Technologies» (г. Москва, 1999; г. Уфа, 2000; г. Уфа, 2001, г. Патры, Греция, 2002) и на научном семинаре кафедры 22 МИФИ (г. Москва, 2005г.).
По теме диссертации опубликовано 8 работ, в том числе: тезисы доклада на научной сессии МИФИ'2000, статьи в сборниках трудов конференций CSIT'99 (Москва), CSIT'2000 (Уфа), CSIT'2001 (Уфа), CSIT'2002 (Патры, Греция) и CSIT'2004 (Будапешт, Венгрия); статья в сборнике трудов мультиконференции ІКЕ'ОЗ (Лас-Вегас, США).
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, глоссария, списка литературы и 5 приложений. Общий объем работы 182 стр., в том числе основной машинописный текст 119 стр., 32 рисунка, 20 таблиц, список литературы из 88 наименований.
В первой главе рассматриваются основные функции программно-информационного обеспечения выбора из множества описаний альтернатив, которые публикуются в Web одним или несколькими авторами, и, таким образом, становятся доступными для достаточно широкого круга потенциально заинтересованных лиц.
Показывается, что основные задачи, которые решаются лицом, осуществляющим выбор, - это поиск адекватных данных и представление информации в соответствии с потребностями выбора альтернатив.
Выполнен сравнительный обзор современных технологий, применяющихся для обеспечения выбора в Web. Рассмотрены области применения перечисленных технологий, сфера решаемых задач, устраняемые составляющие неопределённости взаимодействия и необходимые условия применения.
Принято, что для разработки программно-информационного обеспечения в условиях неопределённости должна быть априорно задана функциональная модель взаимодействия. Эффективность взаимодействия рассматривается исходя из двух принципиально связанных критериальных свойств - цикличности и коммуникативности. Свойство цикличности рассматривается как комплексная характеристика ресурсопотребления в процессах взаимодействия. Соответствие организации взаимодействия функциональным потребностям деятельности характеризуется свойством коммуникативности.
На основе проведенного исследования предложено применение средств теории аппликативных вычислений для формализации и последующего согласования представлений всех заинтересованных участников разработки и применения программно-информационного обеспечения.
Во второй главе определены основные составляющие описания функций программно-информационного обеспечения.
На основе аппликативной теории вычислений разработана модель функционального взаимодействия в процессах выбора. Анализируются кластеризующие и сепарирующие критерии отбора, и выполняется их формализация.
Задача устранения информационной несогласованности между поставщиками и потребителями альтернатив рассматривается как задача построения структуры метаданных атрибутов, определяющих взаимосвязи между атрибутами двух классов.
На основании формализации результатов исследований процессов выбора по атрибутам [44,77] предложены методические принципы поддержки выбора с применением типовых «некомпенсирующих» стратегий.
В третьей главе рассмотрены технологии отбора альтернатив на основе визуального просмотра, а также технологий отбора с комбинированием средств поиска по ключевым словам совместно с визуальным просмотром.
Рассмотрены особенности отбора по атрибутам разных типов. Обосновано выделение составных атрибутов. Предложены алгоритмы структурирования описаний альтернатив по отношениям «альтернатива - атрибут - значение -знак».
Разработаны основы организации выбора из альтернатив с применением метаданных атрибутов. Предлагается отображать для потребителя не только данные отдельных альтернатив, но и структуры метаданных атрибутов (СМА).
Определена функциональная зависимость взаимосвязей атрибутов от «контекста», в котором осуществляется выбор. Показаны возможности снижения трудоёмкости выбора за счет динамической свертки пространства альтернатив по значениям атрибутов. Предложены принципы формирования мультимодаль-ной СМА.
В четвертой главе систематизированы и обобщены результаты разработки программно-информационного обеспечения выбора.
Определены основные этапы реализации, экспериментальной проверки и внедрения программно-информационного обеспечения выбора из альтернатив по описаниям в Web. Применена технология разработки программно-информационного обеспечения на основе спиралеобразной модели жизненного цикла.
Выявлены особенности организации программно-информационного обеспечения выбора независимо разработанных описаний альтернатив и особенности программно-информационного обеспечения выбора альтернатив, предлагаемых поставщиком.
Предложено структурировать описания альтернатив с помощью иерархической базы «шаблонов». Выработаны правила формирования «шаблонов» структурирования, а также их трансформации в случае изменения структуры пространства альтернатив. Технология работы с шаблонами рассмотрена как составляющая спиралеобразной модели жизненного цикла.
Для реализации программно-информационного обеспечения выбора были определены правила преобразования модели данных и метаданных в проектные решения. При формировании этих правил привлечены концептуальные понятия «функтор-как-объект» и «вычисления в среде» теории аппликативных вычислений.
В пятой главе представлены основные этапы реализации, экспериментальной проверки и внедрения программно-информационного обеспечения выбора альтернатив в Web. В частности, представлены структура интерфейсов и архитектура программно-информационного обеспечения выбора, разработанных на основе предложенной структуры метаданных атрибутов.
Описаны типовые сценарии работы пользователей.
Приводятся результаты ряда тестов, выполненных для оценки эффективности разработанного программно-информационного обеспечения выбора. Также приведены результаты внедрения программно-информационного обеспечения выбора, на основании которых делаются выводы о теоретических и прикладных результатах исследования.
Анализ подходов к разработке программных систем в условиях неопределенности и динамики требований
В разделе 1.1 показано, что особенностью разработки программно-информационного обеспечения отбора информационных объектов является высокая неопределенность условий разработки. Наибольшую остроту и актуальность имеют вопросы устранения неопределённости для следующих областей взаимодействия: коммуникационное взаимодействие по сетям связи при создании функционально новых систем на основе уже существующих комплексов; взаимодействие потребителей и разработчиков при создании и развитии программно-информационного обеспечения хозяйственной деятельности.
Для указанных областей взаимодействия рассмотрим основные современные подходы к организации деятельности при разработке программно-информационного обеспечения.
Компонентная архитектура. Одним из наиболее широко применяемых в настоящее время подходов к разработке сложных программных систем является построение компонентной архитектуры [45,49].
Сложная система разбивается на компоненты, решающие отдельные задачи. В случае изменения требований, предъявляемых к системе, обычно исправления программной системы затрагивают небольшую часть множества компонентов.
Компоненты взаимодействуют друг с другом синхронно или асинхронно, например, по сети Интернет. Существующие технологии межкомпонентных коммуникаций обеспечивают абстрагирование алгоритмов от размещения отдельных компонентов, их платформ разработки и эксплуатации, внутренней архитектуры и т.п.
Быстрое прототипирование (Rapid Application Development) - это подход, ориентированный на создание и развитие функционирующих прототипов программно-информационного обеспечения в процессе разработки. Конечная программа является результатом доработки и модификации прототипов. Каждая новая версия прототипа демонстрируется заказчику для согласования его требований и реальных функций разрабатываемой программы.
Средства разработки «сверхвысокого» уровня
Для выделенной проблемной области разрабатываются специализированные средства разработки сложных систем. Например, для построения корпоративных информационных систем (КИС) существует множество развитых специализированных средств. Эти средства позволяют: повысить производительность программистского коллектива; поддерживать необходимый уровень надёжности и качества реализации программно-информационного-обеспечения.
Унифицированная методология управления требованиями предлагает систематический подход к выявлению, организации и документированию требований к системе, а также процесс, в ходе которого вырабатывается соглашение между заказчиком и выполняющей проект группой по поводу меняющихся требований [32]. Выделяются следующие этапы управления требованиями:
1. Анализ проблемы, для решения которой предназначено программное обеспечение.
2. Понимание потребностей пользователей. Для этого предлагают применять следующие приёмы: анкетирование, совещание, создание «раскадровок», описание прецедентов, обыгрывание ролей и создание прототипов.
3. «Определение» программно-информационной системы, удовлетворяющей потребности пользователей. Результатом этого этапа является разработка и согласование «документа-концепции»
4. Управление масштабом проекта.
5. Уточнение «определения» системы до уровня, достаточного для проведения проектирования и реализации.
6. Построение «правильной» системы, т.е. системы, удовлетворяющей всем предъявленным требованиям. Для этого предлагается применять, в частности, контрольные журналы нескольких типов.
Rational Unified Process (RUP) - это подход к организации анализа, проектирования, разработки и модификации программно-информационного обеспечения. Согласно концепции RUP, формирование программного обеспечения - это процесс разработки системы исходя из требований, новых (начальный цикл развития) или измененных (цикл эволюции). RUP обеспечивает строгий порядок распределения задач и ответственности в пределах группы разработки. Его цель состоит в том, чтобы гарантировать высокое качество программного продукта, отвечающего потребностям заказчиков или предполагаемых пользователей, в пределах предсказуемого временного графика и бюджета.
Подход Rational Unified Process основывается на создании, развитии и эксплуатации моделей - семантически богатых представлений программной системы. Эти модели, используют Унифицированный язык моделирования (UML) как общую систему обозначений.
Подход «Экстремальное программирование» («extremal programming» или «ХР») возник как развитие идеи быстрого прототипирования (см. выше). Этот подход ориентирован на небольшие группы разработчиков, создающих программное обеспечение в условиях недостаточно определённых и/или быстро изменяющихся требований.
Методические принципы применения комбинаторно-логического подхода к разработке программно-информационного обеспечения выбора
В этом разделе предлагается перейти к методической стороне комбинаторно-логического подхода, то есть к вопросам, как формируются, изменяются и дополняются модели взаимодействия для формирования задания на разработку программно-информационного обеспечения. Автор понимает, что получение ответов на эти вопросы невозможно без накопления и обобщения значительного опыта практического применения комбинаторно-логического подхода для решения технологических задач. Однако автор считает целесообразным предложить в качестве отправной основы для систематизации и обобщения знаний участников разработки и применения программно-информационного обеспечения некоторые методические соображения, основывающиеся на рассмотрении возможностей процедур идентификации.
Под идентификацией в широком смысле понимается формирование в процессе проектирования модели объекта, выраженной в тех или иных терминах (описанной на том или ином языке), или определение характеристик модели реального объекта по экспериментальным данным.
Существует проблема полноты идентификации: с одной стороны, реальные процессы бизнес-взаимодействия всегда сложнее идентифицирующей функциональной модели. С другой стороны, технологическая модель обеспечения взаимодействия предназначается для того, чтобы служить основой задания на разработку или развитие программно-информационного обеспечения. Очевидно, что программно-информационное обеспечение как реальный объект намного сложнее модели постановки. Для разрешения проблемы перехода от объекта к модели автор предлагает моделировать на языке А,-формализмов только те признаки, которые служат исходными данными для принятия технологических решений по вопросам разработки и развития программно-информационного обеспечения. При включении в состав функциональной модели взаимодействия или технологической модели программно-информационного обеспечения на комбинаторно-логической основе идентифицируются исключительно аспекты представлений, определяющие свойства коммуникативности и цикличности разработки (внедрения, сопровождения) и применения программно-информационного обеспечения.
То есть априорно определенные и согласованные всеми заинтересованными участниками принятия технологических решений алгоритмы, структуры данных и метаданных, сценарии, протоколы, интерфейсы и другие компоненты описания взаимодействия и его программно-информационного обеспечения, как правило, сохраняют свою форму представления. Это означает, что все существующие и вновь разрабатываемые средства поддержки проектирования, разработки, внедрения и сопровождения программно-информационного обеспечения могут применяться в комплексе с комбинаторно-логическим подходом. Например, по мнению автора, комбинаторно-логическая формализация может хорошо сочетаться с технологиями RUP [27, 30, 63]. Комбинаторно-логической идентификации подлежит только то, что может быть предметом обсуждения, уточнения, согласования, пересмотра.
Тем не менее, для принятия решений по разработке и развитию таких сложных объектов необходимо провести идентификацию множества характеристик различного типа. В общем случае, например, идентификации подлежат такие аспекты взаимодействия с применением компьютерной поддержки как: связи с внешней средой, разбиение на подсистемы, выделение уровней иерарахии, внешние и внутренние сценарии, интерфейсы и протоколы, обеспечение требований к этапам жизненного цикла и т.п. Так как при разработке программно-информационного обеспечения выбора из альтернатив идентификация осуществляется в условиях существенной неопределённости, то автор предлагает проводить её последовательно, от более проработанных вопросов к менее проработанным. То есть в первую очередь должны быть идентифицированы исходные условия для разработки, в том числе её внешняя среда. Исходя из этого положения, в последующих разделах данной главы будут рассмотрены варианты конфигурации функций взаимодействия и принципы информационной поддержки выбора альтернатив по их описаниям. Затем будут идентифицированы характеристики деятельности при выборе.
В свою очередь, при рассмотрении представлений касающихся технологической модели обеспечения взаимодействия, то есть требований к компьютерно-сетевому комплексу сначала решаются структурные вопросы. Это значит, что определяются конфигурация и характеристики технического обеспечения, выбираются операционная система и другие средства поддержки разработки и применения, которые в комплексе характеризуются понятием «платформа». При дальнейшей идентификации больший приоритет в порядке рассмотрения должны получать вопросы, решение которых более критично по ресурсной цикличности. В частности, человеческий компонент во многих случаях обладает большей определённостью характеристик работы с информацией, чем компьютерный. Для этих случаев идентификация человеческой составляющей взаимодействия должна проводиться раньше и должна оказывать большее влияние на дальнейшую разработку. Поэтому представления, предназначенные для формирования функциональной модели взаимодействия, обычно следует рассматривать ранее, чем относящиеся к технологической модели программно-информационного обеспечения.
Данный вид приоритета относится к порядку идентификации, то есть, прежде всего, этот вид приоритета влияет на последовательность проведения идентификации. Другой вид приоритета, отражающий значимость идентифицируемых представлений, рассмотрим более подробно.
В соответствии с назначением и условиями применения комбинаторно-логического подхода (см. раздел 1.4) при решении задач идентификации могут задействоваться модели с различной степенью формализации, в том числе: математические модели; феноменологические модели; модели типа «чёрный ящик»; логические модели, представляющие собой суждения, взаимосвязанные в той или иной степени.
Однако степень формализации, по мнению автора, существенно не влияет на значимость идентифицируемых представлений для включения в состав объекта разработки, который определяется в виде интегрированных моделей функций взаимодействия и их технологического обеспечения с помощью компьютерно-сетевого комплекса. Решающее значение с точки зрения значимости автор придаёт такому фактору, как онтологический статус идентифицируемого представления. Понятие онтологического статуса отражает степень обоснованности представления, устойчивость, робастность его содержания по отношению к изменениям значений объективных и субъективных признаков условий разработки.
Рассмотрение технологий отбора с применением средств поиска по ключевым словам совместно с визуальным просмотром
В настоящее время для целей отбора широко применяются программно-информационные средства, называемые средствами поиска по ключевым словам (см. раздел 1.2). Мы считаем целесообразным указать, что название «поиск по ключевым словам» для этих средств является достаточно условным. Прежде всего, следует отметить, что поиск осуществляется не только по словам.
Традиционно такие средства поддерживают следующие типы формул запросов: 1. Поиск по отдельному слову. 2. Поиск по выражению (последовательности слов). 3. Поиск по началу слова. 4. Поиск по запросам типа 1-3, связанным такими функциями, как «расположены в тексте не далее, чем в N словах друг от друга», «выражение встречается в тексте не менее N раз». 5. Поиск по сочетанию запросов типа 1-4, связанных логическими функциями «И», «ИЛИ», «НЕ».
Выполняя запрос, эти программно-информационные средства среди множества доступных текстов выбирают те, которые соответствуют формуле поиска, выраженной в запросе. Многие современные средства обеспечивают автоматическое изменение содержания запроса на более «мягкое», если не найдено или почти не найдено текстов, соответствующих исходным критериям выбора. Например, может выполняться замена логических связок «Я» на «ИЛИ» в формуле запроса.
Для улучшения соответствия результатов содержанию потребностей в выборе современные средства поиска дополнительно привлекают информацию следующих видов:
Информация о свойствах языка. Обеспечивается поддержка поиска раз личных словоформ, например, обеспечение поиска слова в разных паде жах. Учитывается информация о наиболее употребительных синонимах -если в запросе встречается слово, для которого существуют устойчивые синонимы, то они неявно добавляются в запрос через логическую функцию «ИЛИ», а также об омонимии и полисемии (многозначности). (Например, некоторые поисковые системы на запрос "Turkey" просят уточнить, что имеется в виду: страна или птица).
Информация о структуре текстов. Такая информация задействуется, в частности, при сортировке результатов отбора, например, считается, что степень соответствия текста запросу выше, если ключевое выражение в тексте подчеркнуто или вынесено в заголовок.
Информация о результатах выполнения предыдущих запросов. Например, обеспечивается возможность применения запроса на поиск к результатам выполнения предыдущих запросов и возможность исключения результатов предыдущего запроса из результатов последующего.
Информация о ссылках. Привлекается информация о содержательных признаках как текстовых материалов, ссылающихся на рассматриваемый текст, так и материалов, на которые содержатся ссылки в тексте для оценки степени сходства текста с содержанием запроса, и для устранения неопределённости, связанной с полисемией и омонимией.
Отобранные тексты, как правило, представляются в виде списка, упорядоченного по убыванию сходства текстовых материалов с содержанием запроса на поиск. Например, считается, что текст, в котором искомое ключевое выражение встречается несколько раз, лучше соответствует запросу, чем текст, в котором выражение встречается один раз.
Обычно, стремясь с помощью этих средств отыскать тексты с определённым смысловым содержанием, потребитель пытается по возможности точнее описать в поисковом запросе, как это содержание может быть выявлено в рассматриваемом пространстве символьных последовательностей. С точки зрения логической семиотики, такой запрос содержит в виде формулы соотношение символьных знаков, являющееся ключевым для распознавания текстов.
Таким образом, эти средства осуществляют выбор по наличию или отсутствию символьных знаков. Отсюда следует, что для выбора фактически применяются критерии сепарации - каждое слово или выражение, включённое в запрос, делит множество рассматриваемых текстов на подмножество, содержащее этот знак, и подмножество, не содержащее его. Критерии кластеризации могут быть реализованы итеративным поиском или логикой подбора символьных знаков в поисковом выражении.
Высокая степень проработки средств поиска по ключевым словам и наличие весьма развитой технологической поддержки выполнения ключевого поиска в виде индексных структур, каталогов и т.п. позволяют, за приемлемое, с точки зрения эргономики, время, осуществлять обработку как локальных, так и сетевых хранилищ. Развитое программно-информационное обеспечение позволяет не только производить ключевой выбор среди огромного количества (миллионов) текстовых материалов, но и работать с множествами неоднородных как по форме, так и по содержанию текстов.
Таким образом, на современном уровне развития информационных технологий, для автоматизации выбора альтернатив по текстовым описаниям в основном применяются программные средства поиска по ключевым словам. По сравнению с возможностями визуального просмотра текстов, применение этих средств даёт следующие преимущества: возможность быстрого извлечения описаний, соответствующих формулам запросов из баз данных большого и очень большого объёма; возможность отыскивать текстовые материалы, соответствующие формулам запросов (в том числе описания альтернатив) на Web-серверах, работая с Сетью как с виртуальным хранилищем; отсутствие издержек, связанных с утомлением пользователя.
Анализируя систематическую организацию выбора среди большого количества альтернатив на основе визуального просмотра, мы выявили три типа процедур обеспечения выбора по правилам некомпенсирующих стратегий: получение информации о характеристиках рассматриваемого множества альтернатив, то есть когнитивное обеспечение технологических решений по осуществлению отбора; фильтрация множества описаний по знакам для формирования «области интересов», то есть предварительное выделение альтернатив, потенциально интересных с точки зрения пользователя; осуществление отбора по отношениям «атрибут - значение» в соответствии с регламентом некомпенсирующих стратегий.
Рассмотрим, как влияет на возможности организации отбора альтернатив в соответствии с психологическими потребностями, совместное применение визуального просмотра и компьютерного поиска по ключевым словам. Прежде всего, отметим, что применение компьютера для поиска способствует упорядочиванию процесса выбора. То есть, чтобы сформировать запрос для программных средств поиска, потребитель вынужден сделать какие-то предположения об отношении «знаки - значения атрибутов», проанализировав поисковую ситуацию. Получив в качестве результата множество отфильтрованных, согласно формуле поиска, альтернатив, он вынужден так или иначе оценить правильность выбранных посылок и принять новые. Следовательно, применение компьютерного обеспечения для поиска обуславливает выполнение процедур когнитивного обеспечения принятия технологических решений и процедур выделения альтернатив из рассматриваемого множества, то есть процедур исполнения отбора. С точки зрения сбора информации о характеристиках множества альтернатив, по нашему мнению, средства ключевого поиска дают возможность решать следующие задачи:
Особенности разработки программно-информационных средств выбора независимо сформированных описаний альтернатив
Особенности организации программно-информационного обеспечения формирования представления независимо разработанных описаний альтернатив
В разделе 2.3 были определены две основные конфигурации построения программно-информационной поддержки отбора. В этом разделе мы рассмотрим ту конфигурацию, в которой поддержка отбора выполняется при помощи Web-сервера - посредника. Информация на такой Web-сервер собирается из множества независимых друг от друга источников Web.
Так как практически все описания альтернатив, доступные в Web, содержат описания альтернатив в нестандартизованной слабоструктурированной форме, то существует принципиальная неоднородность взаимосвязей между формой и содержанием описываемой альтернативы. Другими словами, имеет место неопределенность отношений «значения атрибутов - знаки». Перечислим некоторые из составляющих такой неопределённости:
Различие способов оформления и структур описаний альтернатив, принятых на разных серверах. Одна и то же альтернатива может быть представлена на разных серверах в различных формах.
Содержательная синонимия, то есть одно и тоже значение атрибута может быть описана по-разному. Применение авторами различных прикладных жаргонов существенно увеличивает количество синонимичных и квазисинонимичных, то есть близких по значениям, текстовых структур. Применение сокращений слов, в том числе необщепринятых, является источником дополнительной неопределённости.
Использование некоторых, обычно неформализованных, правил умолчания при представлении тех или иных компонентов содержания в коммерческих предложениях.
Часто встречаются нечёткие формулировки содержания коммерческого предложения.
Принципиально важным, по нашему мнению, является динамизм неопределённых характеристик условий выбора, то есть неопределенность «воспроизводится», постоянно сопутствуя выбору. Среди источников воспроизводства неопределенности можно выделить следующие факторы:
Динамика развития Web-серверов, на которых публикуются коммерческие предложения. Регулярно появляются новые серверы, а структура представления информации на уже существующих часто перерабатывается, чтобы более полно соответствовать потребностям как продавцов, так и покупателей.
Динамика языка, то есть изменчивость формы представления того или иного содержания в рассматриваемых текстах, другие изменения лингвистических характеристик этих материалов.
Динамика рынка коммерческих предложений. Например, новые предложения электронной техники появляются каждый день, а срок их устарева ния измеряется, в зависимости от конкретных обстоятельств, днями, неделями, максимум месяцами. Отсюда проистекает требование: время сбора и представления пользователю такой информации не должно превышать нескольких часов.
Для преодоления указанной неопределённости необходимо разработать средства адекватного содержательного структурирования отношений «атрибуты -значения - знаки». С другой стороны, ориентация на выбор и широкая распространенность и обработанность такого способа взаимодействия предопределяет устойчивый онтологический статус описаний альтернатив. Поэтому можно обоснованно рассматривать описание альтернатив как источник информации об организации вышеуказанного структурирования.
Например, в приложении 6 приведена структура взаимосвязей атрибутов для выбора сотовых телефонов, построенная по описаниям альтернатив, полученных с нескольких российских Web-серверов.
Необходимо отметить, что высокая содержательная значимость «исходного» текста описания альтернативы позволяет расширить средства коммуникативного отбора по отношениям «альтернативы - атрибуты - значения - знаки». То есть следует пользователю предоставить возможность при необходимости переходить от интегральной информационной структуры представления содержания альтернатив к структуре, описывающей отдельную альтернативу, и, наконец, к текстовому описанию альтернативы. А средства отбора по желательным / нежелательным атрибутам и значениям предлагается дополнить средствами отбора по желательным / нежелательным знакам.
Другими словами, комплекс взаимосвязанных структур информационного обеспечения коммуникативного отбора включает: понятийно-знаковые структуры смыслового отображения содержания каждой рассматриваемой альтернативы; понятийно-знаковую структуру интегрального представления смыслового содержания множества потенциальных альтернатив; множество рассматриваемых альтернатив в виде размеченных текстов. Логическая основа структурирования описаний альтернатив
В первую очередь, предлагается рассмотреть структурирование перечислимых атрибутов, значения которых определяются словами и словосочетаниями, так как такие атрибуты наиболее характерны для описаний многих альтернатив.
