Цели, задачи и функции АИС

При построении и эксплуатации АИС учитываются следующие основные категории, отображаемые как системообразующие признаки АИС: цели, задачи, функции системы, структура, технология создания и функционирования АИС, исходные условия функционирования системы, факторы, влияющие на уровень качества и эффективность АИС и др. Определение системообразующих признаков, в данном случае целей АИС, выполняется на основе анализа их содержания и формы проявления. Изучение содержания проводится путем выявления свойств АИС. Один из способов идентификации свойств - классификация. Группировка проводится по основаниям (признакам) деления. В результате деления получаются классы (группы) АИС - носители свойств универсального или специфического характера. С учетом этих свойств можно проводить анализ и синтез соответствующих элементов АИС. Обычно группировка и выбор оснований деления выбираются в соответствии с характером решаемых задач. При решении практических задач целесообразно учитывать наиболее существенные свойства рассматриваемых систем.
Определение цели проведем с учетом рассмотренных в первой главе понятий АИС и ее выделенных характеристик. При формулировании цели обычно исходят из условия предвосхищения результата функционирования какой-либо системы. Цель воспринимается как ожидаемый результат функционирования системы, который определяется надсистемой. Главным результатом функционирования АИС должны быть выдача и предоставление операторам управления информации, которая им нужна в процессе их деятельности для решения экономических задач. Цель АИС - обеспечение специалистов информацией для решения экономических задач. Одна из форм результата - информационная продукция и услуги, предоставляемые потребителям. Кроме того, результатом работы ИС должно быть требуемое качество информационной продукции. Отсюда цель АИС - это также и повышение уровня качества информации, выдаваемой специалистам - пользователям АИС.
При решении практических задач следует учитывать, что определение цели может быть выполнено путем анализа так называемого дерева целей. Оно представляет собой иерархическую систему целей в виде классификации целей относительно управляемой ИС, ее продукции и услуг. Так, например, на первом уровне иерархии целей АИС могут быть расположены следующие фазы ее жизненного цикла: создание, функционирование. На втором уровне иерархии, в частности стадии «функционирование АИС», можно выделить эффективность технологического процесса обработки информации, качество выходной (результатной) информации и др. На третьем уровне иерархии, например в категории «эффективность технологического процесса», можно выделить качество подготовки документов, качество индексирования документов, качество ввода документов в ЭВМ, качество обработки данных и др. Указанные категории могут быть дифференцированы на подцели.
Составление системы целей целесообразно выполнять по сценарию. Этот сценарий определяется в каждом конкретном случае группой разработчиков системы. В общем случае в этом сценарном плане дерева целей имеется определенный содержательный алгоритм, в структуре которого предусматривается решение следующих вопросов.

· Что означает эта цель или подцель (осмысление содержания результата как формы реализации цели)?

· Кто реализует эту цель (определяется список конкретных лиц, ответственных за реализацию цели)?

· В какие сроки должна быть реализована эта цель (обозначаются временные параметры достижения цели в рамках функционирования управляемой АИС)?

· Где реализуется эта цель (указываются пространственно-структурные характеристики АИС: предприятия, фирмы, надсистемы, в рамках которой функционирует АИС)?

· Как реализуется эта цель (обозначаются пути, методы, способы, средства достижения цели).

Построение дерева целей в основном процесс неформальный. Он предполагает творческий подход в решении этой очень важной задачи и базируется на содержательном анализе. Вместе с тем, на этапе систематизации, группировки подцелей по вертикали и горизонтали дерева целей возможно применение и формальных моделей.
Задачи АИС
Задачи составляют важную категорию функциональной структуры АИС. Через решение задач обеспечивается достижение ее цели. Задача АИС - это совокупность методов, средств и процедур, реализация которых обеспечивает достижение цели АИС.
При рассмотрении задач следует учитывать, что существует два основных класса задач: универсальные и специальные. В соответствии с целью основными универсальными задачами АИС представляются:

· выполнение процессов преобразования информации и выдача ее в удобном для восприятия виде;

· экономия ресурсов при выполнении процессов преобразования информации;

· развитие социального статуса работников, занятых в контуре функционирования АИС.

Следует отметить, что в рамках первой задачи выполняется сложный комплекс работ и задействуется множество методов и средств по преобразованию информации и получению такой ее формы, которая обеспечивала бы эффективное ее восприятие и применение в решении экономических задач. Рассмотрение этой задачи и составляет, в основном, дальнейшее содержание данной книги.
В рамках второй задачи осуществляется комплекс процедур по экономии ресурсов, расходуемых в рамках создания и эксплуатации АИС по всем этапам ее жизненного цикла В данном случае к ресурсам относятся время, труд, материалы, финансы, расходуемые на поддержание АИС.
Решение третьей задачи должно обеспечить существенное изменение социального статуса специалистов, занятых в решении задач АИС, а также развитие параметров АИС. Задачи создания, внедрения и эксплуатации АИС требуют от специалистов улучшения их знаний и навыков в области информатики. Это объективно обусловливает рост их профессионализма и повышение социального статуса в коллективе предприятия, что потенциально улучшает их шансы на карьерный рост и повышение материального обеспечения. Задача базируется на широком комплексе процедур, методов и средств, обеспечивающих постоянное развитие АИС. В конечном итоге трансформация характеристик АИС закладывает основу развития качества АИС в целом.

Специальные задачи определяются характером производства и теми задачами, которые решает предприятие для достижения поставленной цели. Они включают:

· обеспечение необходимого объема производства продукции;

· обеспечение ритмичности в производстве продукции или услуг

· проведение мероприятий по обеспечению заданного уровня качества

· проведение технико-экономического анализа;

· выполнение материально-технического снабжения предприятия;

· обеспечение маркетинговой деятельности предприятия;

· обеспечение организационно-технических мероприятий по развитию предприятия и др.

В системе управления специальные задачи для статуса АИС приоритетны. Успешность функционирования АИС в конечном итоге зависит от того, насколько эффективно система будет обеспечивать управленческий персонал информацией. АИС прежде всего должна выдавать пользователю адекватную информацию по соответствующим функциональным задачам системы управления экономическим объектом.
Функции АИС
В решении задач АИС важная составляющая - набор ее функций. Функция АИС - это постоянный набор процедур, выполнение которых обеспечивает реализацию задач АИС. Функции АИС заключаются в установлении и осуществлении управляющих воздействий, определяемых целями и задачами системы, а также другими характеристиками объекта и субъекта управления экономической деятельностью. По своему характеру АИС относится к классу информационно-управляющих систем. Ей присущи две основные разновидности функций, которые она выполняет в плане реализации собственных задач, - функции управления и функции информационно-технологические. Функции управления в свою очередь подразделяются на общие и специальные. АИС обеспечивает реализацию следующих общих функций управления:

· планирование и прогнозирование деятельности предприятия;

· нормирование производственной деятельности;

· учет и отчетность;

· контроль производства;

· анализ производственной деятельности.

· выбор и установление номенклатуры, а также значений нормативных показателей по производству и продукции;

· расчет нормативов расхода ресурсов при изготовлении и эксплуатации продукции и изделий. Обычно нормирование осуществляется в соответствии с общепринятыми методиками, установленными в стандартах и других нормативных документах.

Планирование, прогнозирование и нормирование базируются на функции учета. Обработка информации здесь осуществляется по широкому набору категорий предприятия и его производственной деятельности. Учету подвергаются основные фонды и оборотные средства, персонал предприятия, финансовые ресурсы, документы предприятия и др. Очень важен в деятельности любой фирмы статистический учет и отчетность.
Информационное обеспечение контроля - доминирующее по объему в комплексе функций АИС. В зависимости от масштаба и уровня контроля его объектом может быть деятельность как предприятия в целом, так и его отдельных подсистем, например сборка двигателей моторного цеха автозавода. Для АИС предполагается несколько уровней реализации контроля:

· обработка информации по диспетчеризации отдельных этапов и (или) технологии предприятия в целом;

· управление производством и (или) эксплуатацией оборудования;

· м управление развитием отдельных звеньев и (или) предприятия в

Функция контроля выполняется по факту реализации определенных работ, в частности регулирования технологического процесса производства предприятием продукции. Основная роль АИС в функции контроля - получение количественной информации о состоянии процесса, производимой продукции и определение параметров их качества. Данные контроля сопоставляются с допустимыми значениями установленных параметров. Если на графическое изображение статистически обработанных данных контроля нанести установленные контрольные границы параметра технологии, то АИС будет выдавать так называемую контрольную карту. Контрольная карта АИС - это график изменения контролируемого параметра АИС с указанными на нем допустимыми отклонениями фактических значений параметра от его номинального значения. Рассмотрим пример простой контрольной карты АИС параметра качества технологии обработки данных (рис. 2.1.). На графике видно, что фактические значения расположены довольно близко к линии Т. Однако на четвертом временном этапе значение Рф вышло за пределы фазового пространства. Это говорит о необходимости выполнения комплекса мероприятий по возвращению Рф в область допустимых значений,
Рис. 2.1. Контрольная карта АИС параметра качества технологии обработки данных: Рф - фактическое значение параметра качества (обозначено звездочкой); Т3 - требуемое значение Р; В - верхний предел значения Р; Н -нижний предел значения Р; В-В -Н -Н - область допустимых значений параметра Р, или «фазовое пространство» (обозначено штриховой линией).
что и было выполнено системой управления качеством на пятом временном этапе. Подробный анализ выполняется с целью выявления успешности (неуспешности) выполненных управляющих воздействий. Кроме того, АИС выдает информацию по выявлению факторов и участков технологического процесса, наиболее сильно снижающих уровень качества продукции.
Функция анализа обеспечивает проникновение в суть качественного состояния управляемых экономических объектов и их частей. Анализ состоит в делении объектов на составные элементы. Например, в комплексной системе производства продукции выделяются части (подзадачи) - цеха, подразделения, участки. АИС выдает аналитическую информацию об управляемом объекте, на основе которой изучается состояние объекта, проводится оценка его функционирования, уточняется уровень отклонений в деятельности объекта от установленного регламента функционирования и принимается решение о корректировке работы управляемого объекта. В свою очередь, каждый из этих элементов может быть разделен на более мелкие элементы по выбранному критерию. При этом по каждому анализируемому объекту (его элементу) определяется состав конкретных свойств, что в значительной мере упрощает и улучшает изучение и анализ состояния управляемого объекта. АИС выдает информацию, выполняя специальные функции, которыми она обладает в соответствии со своим классом. К специальным функциям можно отнести, в частности, следующие:

· прогнозирование покупательского спроса;

· аттестация и сертификация выпускаемой продукции;

· организация разработки и управление качеством создания новых

· организация материально-технического обеспечения;

· подготовка и повышение квалификации кадров;

· анализ финансово-экономического состояния фирмы;

· организация и подготовка производства, и др.

Для реализации каждой из указанных общих и специальных функций, в зависимости от масштабов АИС, могут быть предусмотрены следующие этапы управленческого цикла, по которым система выдает соответствующую информацию:

· анализ состояния выполнения функции;

· разработка и принятие решения по ее реализации;

· организация выполнения принятого решения;

· контроль за исполнением решений.

Разработка и принятие управленческих решений по улучшению реализации общих функций АИС наиболее значимы, так как без принятия соответствующих решений система управления существовать не может. Способы принятия управленческих решений различны и зависят по существу от характера функции и ее объема. Применительно к управлению экономическим объектом способы принятия решений носят сложный, многофакторный, оптимизационный или эвристический характер. В АИС предусматривается многоуровневая структура организации и реализации функций управления: отдельное рабочее место, этап технологии производства, производство в целом, структурное подразделение, предприятие (организация), экономический регион (город, область, республика), отрасль (министерство), государство, экономическое сообщество государств.
Принципиальная категория функциональной составляющей АИС -комплекс информационно-технологических функций. Среди них:

· сбор сведений об управляемом объекте;

· регистрация данных;

· передача данных;

· индексирование данных (аналитико-синтетическая переработка,

· документов);

· ввод данных в ЭВМ;

· обработка данных;

· поиск данных;

· ведение баз данных;

· хранение данных (базы данных);

· актуализация информации;

· корректировка информации;

· копирование и тиражирование информации;

· выдача производных документов пользователю;

· отображение информации.

В зависимости от уровня реализации каждая из вышеуказанных функций модифицируется по своему содержанию, объему и способу выполнения работ. Некоторые из указанных функций могут находиться в соподчинении. Так, например, функция «ведение баз данных» может включать в себя подфункции или процедуры актуализации, корректировки, реорганизации, копирования и тиражирования данных. Подфункция тиражирования в распределенных базах данных заключается в своевременном представлении пользователям откорректированных данных в соответствии с регламентом функционирования АИС.

Структура АИС

Одна из доминирующих категорий АИС - ее структура (лат. struc-tura - строение, расположение, порядок). Понятие «структура» употребляется достаточно давно и применяется в качестве одного из средств определения понятий формы, организации, отображения содержания определенного объекта [14]. В общепринятом понимании слово «структура» обозначает совокупность составных частей объекта. Однако эти части могут организовать структуру только при наличии определенных связей между ними. Структура АИС - это способ взаимосвязи элементов системы, обеспечивающий ее целостность. Способы взаимосвязи структурных элементов должны быть такими, чтобы можно было обеспечить целостность объекта, его тождественность самому себе в различных условиях существования. Таким образом, целостность АИС - существенная характеристика, относящаяся прежде всего к ее структуре. Целостность АИС - это свойство АИС, обеспечивающее устойчивость и функционирование системы в соответствии с ее назначением. При отсутствии в структуре АИС, например, программного модуля по расчету показателей финансового состояния фирмы функция оценки ее финансово-экономического состояния не будет выполняться. А это означает, что способность системы осуществлять свое целевое функционирование в целом становится проблематичной. Кроме того, целостность АИС зависит и от параметров работоспособности ее элементов, например, слабый уровень контроля достоверности данных снижает параметры БД АИС и потенциально нарушает ее целостность.
Родовидовая структура АИС определяется комплексом классификационных признаков, или свойств. Эти признаки могут выступать как основания деления АИС на структурные группы или классы. В гл. 13 (табл. 13.2) выделен спектр АИС при рассмотрении методологии информационных систем. Здесь же дадим характеристику АИС только в аспекте решаемых задач. По характеру решаемых задач современные АИС можно условно разделить на четыре основных класса:

· Автоматизированные системы обработки данных (АСОД).

· Автоматизированные информационно-поисковые системы (АИПС).

· Автоматизированные системы управления (АСУ).

· Автоматизированные интеллектуальные информационные системы (АИИС).

Исторически сложилось так, что первыми АИС в системах организационного управления стали АСОД. Автоматизированная система обработки данных - это разновидность АИС, которая характеризуется большим объемом исходных данных и несложностью алгоритмов их обработки. Они ориентированы на переработку данных по экономическим задачам, которые не отличаются сложностью алгоритма Вместе с тем этот класс систем, как правило, перерабатывает большой объем данных. Основной объем вычислительных операций выполняется методом прямого счета, например обработка данных по составлению сводного баланса предприятия на основе балансов дочерних предприятий. Основная задача АСОД - обработка входных документов (данных) в соответствии с алгоритмом решаемой экономической задачи и своевременная выдача результатных (выходных) документов пользователю.
Едва ли не одновременно с АСОД появились АИПС. Автоматизированная информационно-поисковая система это разновидность АИС, предназначенная для поиска и выдачи информации по запросу потребителя. В задачах управления очень часто прибегают к использованию обширной информации, которая уже имеется и хранится в специально организованных хранилищах (БД). Чтобы принять обоснованное решение, руководитель или специалист обращается с запросом (поисковым предписанием) и таким образом взаимодействует с АИПС.
В процессе управления довольно часто возникают ситуации, вызывающие необходимость неоднозначного подхода к выработке и принятию решения по регулированию экономического объекта. Оператор управления, или Л ПР, привлекает для рассмотрения несколько так называемых оптимальных вариантов решения. Оптимизация решения задачи.проводится средствами АСУ. Автоматизированная система управления это разновидность АИС, обеспечивающая обработку данных по алгоритму оптимизации решения экономической задачи. В большинстве случаев АСУ - это более развитой проект АСОД, у которой имеется специальный блок программ, обеспечивающий алгоритм оптимизации. В результате переработки данных по решению оптимизационной задачи АСУ выдает несколько оптимальных вариантов. На основе анализа этих вариантов ЛПР принимает решение, более адекватное заданным конкретным условиям и критериям решения задачи. Критерием может быть любой параметр системы управления, в данное время наиболее значимый для предприятия, например минимизация времени (себестоимости) производства единицы продукции, максимизация объема выпускаемой продукции и др.
Усложнение народнохозяйственных задач и процессов управления вызвали необходимость создания такого средства, которое бы обеспечивало получение нового знания или принципиально новой информации, не присутствующей в имеющихся БД. Таким средством стали АИИС. Автоматизированная интеллектуальная информационная система - это разновидность АИС, предназначенная для генерации новых знаний, не содержащихся в исходных данных в явном виде. В основе АИИС лежит концепция искусственного интеллекта. Функция искусственного интеллекта как компонента АИИС состоит в том, чтобы выполнить анализ исходных данных, провести определенные логические процедуры и выдать пользователю новое знание об объекте управления. Главные компоненты в структуре АИИС - БЗ, интеллектуальный интерфейс и программа логических выводов. Как разновидность АИИС можно рассматривать ЭС или экспертно-советующие системы.
В теоретическом плане вопросы структуры отдельной АИС можно рассматривать условно разделив ее на обеспечивающую и функциональную части. Каждая из указанных частей дифференцируется на составные компоненты структуры - обеспечивающие и функциональные подсистемы АИС.
Обеспечивающая часть структуры АИС
Отобразим структуру обеспечивающей части и дадим трактовку основных понятий обеспечивающих подсистем АИС (рис. 3.1).

Подсистема «Информационное обеспечение АИС»

Одним из существенных структурных компонентов АИС является подсистема информационного обеспечения. Подсистема «Информационное обеспечение» АИС - это совокупность баз данных, файлов, документов и лингвистических средств, обеспечивающая реализацию информационной составляющей АИС. Структура подсистемы состоит из следующих основных блоков:

· базы данных (БД);

· базы знаний (БЗ);

· лингвистические средства.

Базы данных АИС. Особую значимость для подсистемы составляют БД. База данных АИС - это совокупность файлов, документов, показателей, данных, упорядоченных по определенным признакам, имеющим общие принципы описания, хранения и манипулирования данными, а также обеспечивающих их независимость от прикладных программ. В БД АИС может быть представлена не только экономическая, но и правовая, научная, техническая и другая информация.
В основе классификации БД могут быть положены различные основания деления, некоторые из них приведены ниже. В большинстве случаев выбор оснований систематизации БД определяется конкретными условиями работы предприятия и характером функциональных и информационных задач.
БЗ организуются в составе АИИС. База знаний - это совокупность знаний, организованная по принципам порождения знаний, явно не присутствующих в исходных данных. Обычно к знаниям относят результаты познания действительности, проверенные практикой. Знания - это приобретенные человечеством в процессе познания факты, истины, принципы, методы и пр. В отличие от обычной БД в БЗ размещаются знания, получаемые на основе данных, содержащихся в обычных документах, книгах, статьях, отчетах и др. Организация знаний в БЗ происходит в соответствии с методологией классификации объектов познания. Каждый объект представляется совокупностью элементов знаний. В соответствии с концептуальными связями элементы объединяются и образуют БЗ. Концептуальные связи БЗ имеют следующие разновидности: общность, партитивность, противопоставление и функциональная взаимозависимость. Общность - это связь элементов знаний по содержанию их характеристик. Партитивность - это соотношение целого и его частей относительно элемента знания. Противопоставление - это отображение связей между элементами, которые имеют противоположные характеристики. Функциональная взаимозависимость - это отображение связей между элементами, имеющими процедурную связь.
БЗ широко используются не только для извлечения знаний пользователями, но и для решения задач искусственного интеллекта. В составе экспертных систем применяются статические и динамические БЗ. Статическая БЗ содержит сведения, отображающие особенности конкретной предметной области и остающиеся неизменными в ходе решения задачи. Динамическая БЗ применяется для организации сведений, важных для решения конкретной задачи и изменяющихся в процессе ее решения. Генерация БЗ выполняется на основе механизма АИИС с помощью набора сведений, правил, аппарата логического вывода и др..
Лингвистические средства АИС. Значительную часть подсистемы «Информационное обеспечение» составляют лингвистические средства. Лингвистические средства АИС - это совокупность ИПЯ, методик индексирования и критерия смыслового соответствия АИС.
Подсистема «Техническое обеспечение АИС»
Техническую базу функционирования АИС составляет подсистема «Техническое обеспечение». Подсистема «Техническое обеспечение
АИС» - это совокупность технических средств, обеспечивающих реализацию технологического процесса ЭАИС по преобразованию и выдаче информации пользователям. В состав подсистемы может быть включен следующий комплекс технических устройств и оборудования:

· стандартный комплект ЭВМ;

· дополнительные периферийные устройства ЭВМ;

· средства передачи данных и связи;

· средства копирования, тиражирования и хранения информации.

Стандартный комплект ЭВМ. Сюда входят собственно ЭВМ и минимальный набор средств ввода-вывода данных, обеспечивающий решение задач пользователя в их ограниченном объеме. Основная единица комплекса технических средств АИС - ЭВМ. Они различаются по назначению и быстродействию. Скорость исчисляется в коротких (mips), длинных (flops) или теоретических операциях в секунду (mtops). Техническое быстродействие центрального процессора не всегда определяет свойства ЭВМ как базы АИС, особенно в многопроцессорных системах Обычно применяются оценки обобщенной производительности ЭВМ в определенном классе задач и технологий на основании испытаний по согласованным методикам и тестам
Дополнительные периферийные устройства ЭВМ. Эти устройства обеспечивают расширение функциональных возможностей АИС и решение расширенного состава экономических задач.
Средства передачи данных и связислужат для реализации сетевой технологии и прогрессивных способов обмена информацией в АИС. К этому классу устройств относится широкий состав аппаратных средств -модемы, концентраторы, маршрутизаторы, устройства оргсвязи, линии связи и др. Модемы - специальные устройства, предназначенные для обмена информацией между компьютерами по телефонной или другой линии. Модем необходим не только для подключения к сети Интернет, но и для внутрикорпоративной связи, для локальных сетей и т.д. Факсмодем - устройство, сочетающее в себе возможности модема и факсимильного аппарата. Некоторые модемы обладают голосовыми функциями, т.е. могут заменить автоответчик. Модемы бывают внутренними (Internal) и внешними (External). Предпочтение следует отдать последним, поскольку при зависании перезагрузить внешний модем гораздо проще: его нужно просто обесточить на секунду, а затем снова включить в сеть. Чтобы перезагрузить внутренний модем, потребуется перезапуск всего компьютера. Максимальная скорость передачи данных у модемов может быть от 2400 до 115 200 бит/с. Чем больше эта скорость, тем лучше, но большинство отечественных телефонных линий могут передавать информацию со скоростью не более 28 800 бит/с, следовательно, часто высокая скорость модема не может быть реализована на практике.
Подсистема «Программно-математическое обеспечение АИС»
Структура подсистемы «Программно-математическое обеспечение»
строится в соответствии с составом и характером решаемых задач системы. Программно-математическое обеспечение АИС это совокупность математических моделей, универсальных и специальных программ ЭВМ, реализующих решение задач АИС.
Математические модели имеют большое значение. Они составляют принципиальную основу алгоритмизации экономических задач, разработки на их основе программного обеспечения и функционирования АИС. Математическая модель АИС - это отображение существенных характеристик экономической задачи, решаемой в рамках АИС программными средствами.
Обычно в составе подсистемы имеется комплекс моделей. Комплекс математических моделей включает, как правило, обобщенную модель АИС, а также частные (маргинальные) модели определения и уточнения комплекса задач АИС. В состав программного обеспечения АИС входят следующие основные виды программ:

· операционные системы;

· прикладные программы;

· системы программирования.

Подсистема «Организационно-правовое обеспечение»
Организационно-правовое обеспечение АИС - это совокупность исполнителей, проектно-технической и нормативной документации, обеспечивающая организацию решения задач АИС.
Данная подсистема обычно включает в себя следующие компоненты:

· штатный персонал АИС;

· проектно-техническая документация АИС;

· нормативная документация.

Штатный персонал АИС. В зависимости от класса и назначения АИС в состав основного штатного персонала могут входить следующие категории: администратор системы, администратор сети, инженер по обслуживанию технических средств, информатик-аналитик, системный программист, прикладной программист, администратор БД, диспетчер решения задач, оператор ввода-вывода данных и др. Вышеуказанные лица штатного персонала относятся к категории «технологический пользователь АИС». В категорию «пользователь» потенциально входят также и другие лица фирмы, так называемые конечные пользователи -руководитель фирмы, ответственный за вопросы функционирования АИС, руководители служб и другие специалисты, применяющие выходную информацию АИС в своей работе.
Проектно-техническая документация АИС - это комплекс документов, отображающий порядок построения и функционирования АИС, оформленный и утвержденный в соответствии с установленными требованиями. В соответствии с этапами создания АИС она состоит из следующих документов:

· отчет об обследовании объекта автоматизации (предприятия);

· техническое задание на разработку системы;

· технический проект системы;

· рабочий проект системы;

· документы по приемке и сдаче АИС в эксплуатацию.

В документации, в частности, определяется порядок взаимодействия конечных пользователей с АИС и между собой в части выполнения работ, обусловленных функционированием АИС. Это взаимодействие изложено в различных методических и руководящих материалах по стадиям разработки проекта, внедрения и эксплуатации АИС. Состав и содержание проектной документации АИС рассматривается ниже (разд. 13.3).
Нормативная документация. К нормативной документации относятся следующие категории документов:

· законодательные документы, регламентирующие определенные стороны создания и функционирования АИС;

· стандарты предприятия и вышестоящих органов, относящиеся к АИС;

· должностные инструкции персонала АИС, определяющие статус исполнителей, занятых в контуре функционирования системы.

Нормативные документы содержат набор правовых норм, регламентирующих юридический статус АИС в схеме общественных производственных отношений, а также в конкретных отраслях народного хозяйства. Эти документы устанавливают регламент работ, выполняемых при создании, внедрении и эксплуатации АИС. Правовые акты устанавливают порядок организации договорных отношений разработчика и заказчика в процессе создания АИС. Устанавливается правовое положение о компетенции АИС и ее подсистем. Определяются обязанности, права и мера ответственности исполнителей. Достаточно подробно указывается порядок создания и применения информации в рамках АИС, процедур ее регистрации, сбора, обработки, хранения, поиска, передачи. Излагается порядок приобретения и использования комплекса технических устройств и оборудования, порядок создания и применения программных и математических средств и др..
Функциональная структура АИС
На основе обеспечивающей части строится функциональная структура АИС. Функциональная структура в свою очередь становится базисом, на основе которого выполняется основная задача АИС - выдача информации для решения задач пользователей. Функциональная структура может быть отображена в виде принципиальной схемы функционирования АИС (рис. 3.2).

В порядке функционирования аппарат управления (блок 1) в соответствии с задачами и функциями экономического объекта (блок 2) вырабатывает управленческие решения. Аппарат управления включает в себя операторов управления. Оператор управления - это должностное лицо аппарата управления, принимающее решение и обеспечивающее выполнение комплекса организационно-технических мероприятий по его реализации. В контуре функций АИС оператор управления - это ЛПР, отвечающее за реализацию принятого решения. В зависимости от конкретных условий «лицо» может быть юридическим или физическим. ЛПР - это субъект управления. Управление осуществляется путем реализации решений, вырабатываемых субъектом. Решение - это целевая установка оператора управления, направленная на осуществление организационно-технических мероприятий по управлению объектом.

Передача решения по прямой связи проводится по каналам передачи данных посредством блока 3 на объект управления (блок 4) - предприятие, организацию, фирму и т.п. Через блок 4 реализуется также и обратная связь, т.е. передача данных от блока 4 в блок 3. Из блока 4 через блок 3 данные передаются на первый этап технологии обработки данных, где производится сбор и регистрация поступающих от предприятий данных (блок 5). На следующем этапе'проводится подготовка массивов информации к обработке на ЭВМ (блок 6). После этого начинается обработка данных в соответствии с алгоритмами решения функциональных задач аппарата управления (блок 7). Реализация решения функциональных задач проводится на основе соответствующих прикладных программ пользователей. После окончания обработки пакета данных (документов) определенной функциональной задачи проводится оформление результатов обработки, т.е. присоединение к выходным документам необходимых структурных элементов, в частности присоединение шапок и боковиков документов и др. (блок 8). После вывода, распечатки и проведения контроля выходных документов последние передаются через блок 3 соответствующим специалистам (блок 2), решающим определенную экономическую задачу.
Выходные (результатные) документы, как и входные, хранятся в БД. При необходимости функционеры аппарата управления в ходе решения своих задач обращаются в БД за необходимой информацией. В подобном случае обмен данными может происходить непосредственно между пользователем (блок 2) и автоматизированным банком данных в интерактивном режиме (блок 9).
Реализацию функциональных задач АИС по всем участкам и процедурам обеспечивают в своей части соответствующие подсистемы: информационное обеспечение (блок 10), техническое обеспечение (блок 11), программно-математическое обеспечение (блок 12) и организационно-правовое обеспечение (блок 13). В контуре функционирования АИС следует учитывать внутренние и внешние потоки информации. Внутренние '.потоки находятся внутри контура АИС, т.е. между аппаратом управления (блоки 1 и 2) и объектом управления (блок 4). Кроме того, к внутренним потокам относятся также и потоки информации на уровне взаимодействия пользователей (блок 2) с БД (блок 9), а также потоки на уровне участков и этапов технологии обработки данных (блоки 5-8). К внешним потокам относится информация, формируемая в порядке информационного обмена между экономическим объектом и вышестоящим органом управления, а также между экономическим объектом и другими предприятиями и организациями различных отраслей и ведомств в порядке взаимодействия и сотрудничества.

3. Информационный процесс представления знаний

В экономической деятельности приходится решать разнообразные за-
дачи. Достаточно хорошо структурированные задачи решаются на осно-
ве программных систем, построенных на формализованных моделях. Од-
нако не всегда и не везде экономические задачи можно решить только на
строго детерминированных принципах. Существует класс задач, при ре-
шении которых операторы управления, как правило, вынуждены при-
бегать к так называемым интуитивным, или эвристическим, решениям.
Эти решения основаны на нечетких алгоритмах. Поэтому синтез моде-
лей объектов или процессов, которые учитывают еще и профессиональ-
ные знания (опыт, интуицию) ЛПР, позволяет повысить обоснован-
ность принимаемых решений и добиться нового качества управления
сложными экономическими системами.

Свойства знаний. Обязательный элемент, определяющий эффектив-
ность функционирования любой АИИС — знания. В этих системах нет
общепризнанного формального определения понятию ｫзнанияｻ. Зна-
ния есть особая информация, зафиксированная и выраженная в языке.
Основные типы отношений, определяющие опосредованную связь зна-
ний с внешним миром отображаются с позиций семиотики и подчиня-
ются ее основным категориям — семантике, синтаксису и прагматике.
Таким образом, знания — это не только особая форма информации,
но и особая система отношений. В качестве рабочего можно принять
следующее определение: знания — это особая форма информации,
представляющая собой совокупность структурированных теоретичес-
ких и эмпирических положений предметной области, которые обладают
определенными свойствами и связаны синтаксическими, семантичес-
кими и прагматическими отношениями. Грань, отделяющая информа-
цию от знаний, условна. Признается, что знания имеют пять важных
свойств, позволяющих считать их таковыми: внутренняя интерпретиру-
емость, рекурсивная структурируемость, взаимосвязь единиц, наличие
семантического пространства с метрикой и активность.
В настоящее время не создано баз знаний АИИС, в которых в пол-
ной мере были бы реализованы все свойства знаний. Основные при-
чины этого — ограниченные возможности используемых МПЗ, не-
полнота знаний ПрО, несовершенство методов приобретения знаний
и несоответствие типов используемых знаний и моделей их представ-
ления.
Модели представления знаний. Представление знаний в АИИС не
только фундаментальное понятие, но и решающий аспект их разработ-
ки. Выбор МПЗ важен ввиду их многообразия и размытости критериев
выбора. Последствия неудачного решения проблемы представления
знаний могут быть катастрофическими. Используемый в АИ ИС форма-
лизм представления знаний определяет характер их получения и накоп-
ления. В результате создается БЗ, ориентированная на определенную
структуру представления, а не на сущность самих знаний. Таким обра-
зом, выбор модели, неадекватной типам знаний, приводит к потере
многих существенных деталей прикладной задачи.
Проблемы представления знаний в компьютерных системах решаются на трех уровнях:
1) техническом — реализация сложного представления знаний, тре-бующая ЭВМ с чрезвычайно развитой функциональной структурой, которая обеспечивает параллельные вычисления в режиме реальноговремени;

2) программном — создание программ, которые обеспечивают вы-
полнение всех алгоритмов, необходимых для представления знаний;
3) концептуальном — выработка концепций, моделей, образующих методологию искусственного интеллекта.

Для решения проблемы представлениязнаний разработаны разнообразные МПЗ. В системах искусственногоинтеллекта используются в основном четыре типа МПЗ: логическая,продукционная, семантическая сеть и фрейм.

Логические МПЗ представляют знания в виде формул, которые состоят из констант, переменных, функций, предикатов, логических связок и кванторов. Каждая логическая формула дает частичное описание состояния ПрО. В основе всех логических схем представления знаний лежит понятие формальной системы, которую можно задать четверкой:

М=<Т,Р,А, F>,

где Т — множество базовых элементов (алфавит формальной системы);
р — множество синтаксических правил, позволяющих строить син-
таксически правильные выражения А из Т;
А — множество аксиом (любое множество синтаксически правиль-
ных выражений);
Р — правила вывода, позволяющие расширять множество аксиом.
Среди реализаций логических МПЗ различают системы дедуктивно-
го типа (имеют фиксированную систему правил вывода) и индуктивно-
го типа (правила вывода порождаются системой на основе конечного
числа обучающих примеров).
В логических схемах синтаксис задается набором правил построения
правильных синтаксических выражений, а семантика — набором пра-
вил преобразования выражений и разрешающей процедурой, позволяю-
щей однозначным образом и за конечное число шагов определить,
является ли данное выражение семантически правильным. К достоин-
ствам логических МПЗ относятся: высокий уровень модульности зна-
ний, лаконичность представления, наличие четкого объекта анализа
и определение понятия логического вывода. Они позволяют формаль-
ным путем получить новые знания. К недостаткам можно отнести чрез-
мерный уровень формализации знаний, слабая наглядность, трудность__
прочтения логических формул и сложность их понимания. Кроме того,
логические МПЗ имеют технологические ограничения: низкая произ-
водительность при отработке знаний, необходимость большой памяти,
отсутствие выразительности средств для отражения особенностей ПрО
и структурирования знаний, громоздкость при описании больших объ-
емов знаний. Чаще всего логические МПЗ применяются в сочетании
с другими моделями.
Продукционные МПЗ задаются в виде выражений: ｫесли имеется ус-
ловие, то предполагается выполнить действиеｻ; ｫесли имеется причина,
то она влечет следствиеｻ; ｫесли возникает ситуация, то предполагается
решениеｻ. Продукционные модели могут быть реализованы, в частности,
процедурно. В процедурных системах присутствуют три компонента:
БД, некоторое число продукционных правил (продукций), состоящих
из условий и действий; интерпретатор, который последовательно опре-
деляет, какие продукции могут быть активированы в зависимости от
содержащихся в них условий. В БД хранятся известные факты выбран-
ного ПО. Продукционные правила (продукции) содержат специфичес-
кие знания ПО о том, какие еще дополнительные факты могут быть
учтены, есть ли специфические данные в БД. В АИИС, построенных на
использовании продукционных МПЗ, БД представляет собой перемен-
ную часть, а правила и интерпретатор не изменяются. Благодаря свой-
ству модульности, присущему продукционным МПЗ, можно добавлять
и изменять знания (правила, факты). Поэтому продукционные МПЗ
применяются в ПО, где нет четкой логики и задачи решаются на осно-
ве независимых правил (эвристик). Продукционные правила несут ин-
формацию о последовательности целенаправленных действий. Продук-
ционные модели благодаря причинно-следственному характеру правил
хорошо отражают прагматическую составляющую знаний.
АИИС продукционного типа удобна, если решается небольшая задача.
С увеличением объема знаний эффективность такой АИИС снижается.
Семантические сети МПЗ основываются на результатах изучения ор-
ганизации долговременной памяти человека. Характерная особенность
семантических сетей в том, что они для образования своей структуры
используют два компонента — вершинам сети соответствуют понятия
(объекты, события, процессы, явления), а дугам, их соединяющим, —
отношения, связи между понятиями.
В зависимости от структуры узлов и характера отношений между ни-
ми различают следующие сети: простые и иерархические, однородные
и неоднородные. Последние делятся на функциональные сети, сцена-
рии и семантические сети.
В семантических сетях знания представлены в терминах естествен-
ного языка и естественных отношений между ними (элемент-класс,
тики сетей следующие:

описание объектов производится на естественном языке;
все знания накапливаются в относительно однородной структуре памяти;
на сетях определяются унифицированные отношения между объек-тами, которым соответствуют унифицированные методы вывода;
методы вывода в соответствии с запросами определяют участки семантического знания, имеющего отношение к поставленной за-даче;
аппарат вывода определяет процедуру понимания запроса и соот-ветствующую цепь выводов по решению задачи.

К достоинствам семантических сетей можно отнести: логическую
гибкость, полученную благодаря наличию свойств ассоциативности
и иерархичности; гармоничность и естественность сочетания деклара-
тивного и процедурного, синтаксического и семантического знаний;
наглядность отображения объектов, связей, отношений в силу прису-
щей им возможности графической нотации; лучшую читаемость и по-
нимаемость знаний; высокую степень структуризации знаний. Среди
недостатков следует выделить: сложность и трудность разработки алго-
ритмов анализа семантической сети в силу нерегулярности структуры
и большого количества дуг, несущих синтаксическую информацию;
пассивность структуры сети, для обработки которой необходим слож-
ный аппарат формального вывода и планирования; разнообразие типов
вершин и связей, произвольность структуры, требующие большого раз-
нообразия процедуры обработки; трудность представления и обработки
неточных и противоречивых знаний. В целом семантические сети по-
зволяют представлять семантику ПО, а также осуществлять за счет на-
личия связей и отношений между понятиями целевую ориентацию и,
таким образом, отражать прагматическую составляющую знаний.
В связи с указанными недостатками предприняты попытки усовершен-
ствования семантических сетей, которые нацелены в основном на орга-
низацию процессов обобщения, решение проблемы поиска и повыше-
ние изобразительных возможностей сетей.
Фреймовые МПЗ — это особые познавательные структуры, дающие
целостное представление о явлениях и их типах. Основной элемент
этой МПЗ — фрейм. В общем виде фрейм представляется так:

Fi{Sp

где F— имя фрейма;
/ — индекс слота;
*,}, __
Si — имя слота;
Zt — значение слота;
Pt — процедура.
Фреймы отражают концептуальную основу организации памяти
человека. Слоты — это некоторые структурные элементы фрейма,
заполнение которых приводит к тому, что фрейм ставится в соответ-
ствие некоторому объекту — предмету или явлению. Значениями слота
могут быть конкретные данные, процедуры и даже продукции. В каче-
стве слота может быть указано имя другого фрейма. Слот может быть
пустым (незаполненным). Из всех ранее рассмотренных МПЗ только
фреймам свойственна высокая структурируемость, внутренняя интер-
претируемость посредством имен и значений и связность слотов и их
значений.
Кроме того, фреймы обладают высокой наглядностью и модульно-
стью, объединяют достоинства декларативного и процедурного пред-
ставления знаний. Однако фреймы наиболее эффективны при обработке
семантической составляющей знаний. У фреймов, как и у семантичес-
ких сетей, отсутствуют универсальные процедуры их обработки, что
приводит к неэффективному использованию ресурсов процессора и
памяти ЭВМ.
Рассмотренные МПЗ — это в некотором смысле разновидности
структур данных, хотя эти МПЗ и используются в АИИС для обработки
знаний. На основе МПЗ строятся технологии приобретения знаний.
Технология приобретения знаний. Главная задача при построении
АИИС — приобретение знаний. От качества и полноты первоначаль-
ных знаний, введенных в БЗ, в решающей степени зависят эффектив-
ность работы АИИС и качество решения задач пользователя.
В современных экспертных системах генерация знаний базируется
на следующих основных компонентах (рис. 4.8):

БЗ;
подсистеме приобретения знаний;
интерфейсе пользователя;
подсистеме объяснения;
машине вывода;
доске объявлений (рабочая память);
подсистеме совершенствования вывода.

Такая структура обеспечивает пользователю возможность наполне-
ния ЭС нужными данными и знаниями и проведения консультаций
с системой при решении экономических задач. Среда разработки ис-
пользуется разработчиком ЭС для введения и представления эксперт-
ных знаний. Среда консультации доступна пользователям для получе-
ния экспертных знаний и подсказок.

В подсистеме приобретения знаний происходит сбор, передача и
преобразование опыта решения экономических задач из определенных
источников знаний в компьютерные программы при их создании или
расширении. Источники знаний — это эксперты, специалисты, БД,
научные отчеты, учебная литература, опыт пользователей-экономис-
тов. Извлечение знаний в силу своей сложности — узкое место в созда-
нии и технологии ЭС. Для построения БЗ нужен инженер по знаниям.
Он оказывает эксперту методическую помощь в структурировании его
знания о ПрО, интерпретирует и интегрирует ответы на вопросы, нахо-
дит аналогии, предлагает контрмеры и выявляет затруднения в опреде-
лении концептуального уровня задач.
В БЗ содержится все необходимое для понимания, формирования
и решения задач. Она содержит два основных элемента: факты (данные)
из ПрО и специальные правила, или так называемые эвристики, кото-
рые управляют использованием фактов при генерации знаний. Кроме
того, БЗ может включать мета-правила, т.е. правила о правилах для ре-
шения проблем и получения выводов. Эвристики выражают формаль-
ные суждения о ПрО. Для ЭС первичный исходный материал — знания,
а не факты. Информация БЗ включается в программу ЭВМ в процессе
представления знаний.

Применение автоматизированных систем приобретения знаний позволяет реализовать одну из трех стратегий получения знаний. В рамках
первой стратегии основные функции по актуализации и формированию
знаний выполняет эксперт, обращаясь при этом за помощью к АИИС.
Благодаря этой помощи эксперт структурирует, систематизирует и фор-
мализует свои знания, используя некоторые средства формализации.__
В результате получаются готовые формы знания для непосредственного
кодирования и ввода в БЗ. Такая стратегия позволяет исключить инже-
неров по знаниям из технологической цепочки приобретения знаний
и все их функции возложить на автоматизированную систему.
В рамках второй стратегии получения знаний ведущая сторона в
диалоге — автоматизированная система. По ответам эксперта АИИС
конструирует готовые формы знания и затем передает их в другие ком-
поненты АИИС для включения в состав БЗ. Инженер по знаниям пол-
ностью исключается из рассмотренной технологической цепочки полу-
чения знаний.
Третья стратегия приобретения знаний связана с исключением из
классической технологии и инженера по знаниям, и программиста.
Заполнение знаниями таких АИИС может быть осуществлено без изме-
нения механизма логического вывода с помощью редактора знаний.
Основная функция редактора знаний — возможность заполнение БЗ
нужными знаниями самим экспертом.