Введение к работе
Актуальность темы.
В настоящее время имеются различные отечественные и зарубежные программные системы для разработки автоматизированных информационных систем (АИС). Как правило, в этих пакетах рассматриваются вопросы создания подсистем АИС и вопросы управления самим процессом разработки. Однако, в области концептуального исследования АИС таких разработок почти нет. Между тем эффективность функционирования АИС во многом определяется ранними этапами разработки, когда определяется на концептуальном уровне: структура ее вычислительного комплекса (ВК), информационное и программное обеспечение, адекватность алгоритмического обеспечения функциям реальных задач. Ошибки, допущенные в ходе концептуального проектирования наиболее тяжело исправляются в ходе дальнейшей разработки АИС.
Процесс концептуального проектирования представляет собой слабо формализованную задачу, в которой решение принимается на уровне эвристик и нечетких рассуждений. Поэтому решение такой задачи требует привлечения методов искусственого интеллекта и выдвигает на первое место проблему создания программных интеллектуальных сред для решения таких задач.
Это обуславливает актуальность выполненных в диссертации исследований по разработке метода синтеза структуры и состава ВК АИС с применением аппарата представления и обработки знаний.
Цель исследования.
Целью работы является создание метода определения структуры и состава ВК АИС для начальной стадии проектирования (предпроектный анализ, концептуальное проектирование) и разработка соответствующих инструментальных программных средств.
Для достижения этой цели в диссертации решены следующие основные задачи:
- проведено исследование трудно-формализуемых алгоритмов процесса создания АИС, применяемых разработчиками совместно с пользователями на этапе концептуального проектирования с целью выявления скрытой модели "мира знаний" об этом этапе;
разработано формализованное представление процесса концептуального проектирования на основе использования баз знаний (БЗ);
на основе БЗ, бзз данных (БД) концептуальных схем и реальных технических средств разработан способ определения структуры и состава ВК АИС;
созданы инструментальные программные средства выбора структуры и состава ВК АИС;
проведено практическое апробирование работы инструментальных средств при различных исходных данных и в ходе разработки реальных ВК АИС.
Предмет исследования.
Предмет исследования составили системы автоматизированной разработки АМС, системы обработки знаний и методы и средства их построения.
Методы исследования.
Научные результаты диссертации получены с использованием методов математического программирования (линейного целочисленного программирования, метода ветвей и границ), теории графов, методов логического программирования и статистического моделирования.
Научная новизна.
Научная новизна работы состоит в следующем:
впервые предложено автоматизировать этап концептуального проектирования ВК АИС с применением аппарата представления и обработки знаний;
предложена новая постановка задачи выбора структуры и состава ВК АИС; (метод выбора является многоэтапным с применением процедурных способов обработки данных и продукционных способов обработки знаний);
предложен и программно реализован способ применения неформализованных знаний пользователей при выборе структуры ВК (данный подход позволяет свести выбор необходимых потребностей в вычислительных средствах к рассмотрению множества информационных потоков и некоторой концептуальной схемы, получаемой в результате логического вывода из БЗ и по данным,
получаемым от пользователя);
предложен новый способ синтеза структуры и состава ВК АИС, предусматривающий преобразование концептуальной схемы ВК в реальную схему по информации из специализированной БД;
разработанный метод не накладывает ограничений на используемые в тот или иной момент конкретные средства вычислительной техники. Другими словами, система открыта для пополнения и модификации используемой специализированной БД.
Практическая ценность.
Метод выбора структуры и состава ВК АИС реализован в виде двух функционально однотипных пакетов программ для ЭВМ типа ЕС ЭВМ и IBM PC/AT.
Пакеты программ позволяют автоматизировать процесс использования данного метода, повышают обоснованность выбора структуры и состава ВК АИС для конкретного применения в ходе многовариантных расчетов, сократить сроки проектирования.
Данный метод и пакеты программ могут быть использованы при проектировании ВК широкого класса АИС, функционирующих в составе систем организационного управления.
Внедрение результатов работы.
Разработанный метод и пакет программ использованы и внедрены при проектировании ВК для сети информационно-вычислительных токсикологических центров в Центре острых химических отравлений при Московском НИИ Скорой помощи им. Н.В. Склифосовского.
Апробация работы.
Основные идеи и результаты, приведенные в данной работе были изложены и обсуждены:
на Всесоюзной конференции "Моделирование систем автоматизированного проектирования, автоматизированных систем научных исследований и гибких автоматизированных производств" (Тамбов, 1989 г.);
на научно-техническом семинаре "Гибридные экспертные системы в задачах проектирования сложных технических объектов" (Санкт-Петербург, 1992 г.).
Публикациии.
По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ.
Объем работы.
Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и шести приложений. Объем работы: основного текста 150 стр., 22 рисунка, Библиография - 105 наименований.