При формировании КМ предполагается, что консультационная задача, решение которой возлагается на рассматриваемый модуль, а также ЛФР, несущее ответственность за результаты ее решения, известны. В частности, задача формулируется вышестоящим ЛФР, ом и является для формируемого модуля директивной информацией. ЛФР определяется, как правило, одновременно с формулировкой задачи. В результате можно считать, что формированию в каждом конкретном случае подлежат компоненты «информационная среда» и «технические средства».
Одним из основных условий, налагаемых на формирование КМ, является то, что оно должно производиться гибко без ограничений как на исходную постановку сформулированной консультационной задачи, так и на методы и методики ее решения. Данное условие может быть выполнено лишь в случае формализации процесса формирования КМ и создания инвариантных средств управления этим процессом.
В качестве инвариантной составляющей САК, управляющей процессом формирования КМ, рассматривается управляющий модуль (УМ) системы. Его структуру (рис. 10.1) и назначение определим следующим образом.

Рис. 10.1. Структура управляющего модуля САК
Как уже отмечалось, в основе автоматизированного консультирования лежит использование фундаментальных знаний и опыта, накопленного в области консультируемой проблемы, которые имеют «машинную» форму представления. Основными формами такого их представления являются:
- математические модели класса проблем, к которым относится консультируемая проблема. Наиболее распространенной формой их представления в САК являются пакеты прикладных программ (ППП);
- конкретные данные, полученные в результате проведения различного рода исследований и экспериментов. В САК они представляются в виде прикладных баз данных (ПБД);
- методы, методики и алгоритмы решения задач различного рода, которые представляются в виде пакетов программ, называемых далее пакетами программ численных методов (ППЧМ).
Вычислительную систему (совокупность технических средств, программного и информационного обеспечений), на базе которой
функционирует САК, разделим на две составляющие. К первой составляющей, называемой проблемно-ориентированной, отнесем ППП, ППЧМ, ПБД, а ко второй — оставшуюся часть и представим ее в виде виртуальных вычислительных средств.
Процесс решения консультационных задач на базе представленных виртуальных вычислительных средств, охватывающих как формирование, так и функционирование КМ, в общем случае может быть разделен на три этапа.
На первом из них для каждой рассматриваемой задачи формируется с учетом данных ПБД соответствующая логика обработки программных модулей из ППП и ППЧМ. Этот этап адекватен проектированию соответствующего рассматриваемой операции консультационного модуля.
На втором этапе, адекватном «изготовлению» спроектированного КМ, формируются соответствующие вычислительные схемы по обработке программных модулей из ППП и ППЧМ по ранее определенной логике.
На третьем этапе сформированные вычислительные схемы реализуются, что соответствует отдельному такту функционирования сформированного КМ.
Основываясь на вышеизложенном, выделим в составе базового вычислительного средства САК три слоя: алгоритмизирующий, реализующий и исполнительный. При этом алгоритмизирующий и реализующий слои определяют собственное программное и информационное обеспечения УМ.
Исполнительный слой также входит в состав УМ и отражает компоненты «технические средства» и «стандартное программное обеспечение», на базе которых функционирует САК.
Данное представление вычислительной системы САК позволяет при определении УМ не конкретизировать используемые технические средства, а также соответствующее стандартное программное обеспечение вне зависимости от их реализации (на базе одной ЭВМ, распределенной системы или сети ЭВМ). Поэтому в дальнейшем при определении УМ ограничимся рассмотрением программного и информационного обеспечений, соответствующих алгоритмизирующему и реализующему слоям.
Основную информацию, на базе которой функционирует УМ, формируя требуемые КМ, составляют: математическая модель, описывающая консультируемую проблему; методы и методики решения различного рода консультационных задач на базе математических моделей; данные различного характера, полученные к текущему моменту времени и отражающие директивную и нормативно-справочную информацию. При этом математическая модель играет центральную роль и используется: во-первых, для обеспечения непротиворечивости рекомендаций, формируемых в процессе консультирования, а во-вторых, совместно с методами и методиками — для проведения расчетных работ в процессе анализа сформированных рекомендаций и выбора из них наиболее обоснованного варианта.
Рассмотрим сказанное подробнее.
Так как в рамках предлагаемого подхода предполагается, что математическая модель, описывающая консультируемую проблему, считается известной, то все действия, выполняемые в процессе консультирования, должны быть согласованными с имеющейся моделью. В частности, если в составе модели имеются связи а=f1(b, с),
l=f2(с), то это означает, что взаимонезависимое задание параметров консультируемой проблемы, описываемых переменными а, b, с, l, недопустимо. Обратно, если для консультируемой проблемы известен лишь параметр, описываемый переменной с, а возможность определения значений переменной b отсутствует, то значения переменной а неопределимы и, соответственно, консультационная операция, для выполнения которой существенно знание этого значения, невыполнима.
Рассмотренные два факта могут быть сопоставлены с реальными консультационными ситуациями. Вначале предположим, что в задании на выполнение консультационной операции в качестве директивных данных присутствуют значения полученных независимо параметров, описываемых переменными а, b, с, l. Если эти параметры носят непрерывный характер, то вероятность того, что их значения непротиворечивы, равна нулю. Консультационная операция в таких условиях, очевидно, невыполнима. Если же значения тех же параметров не фиксированы, а ограничены, то требуется провести сопоставление диапазонов их возможных значений, и если они непротиворечивы, то наиболее «слабые» ограничения могут быть выведены из рассмотрения, «освободив» тем самым соответствующие параметры.
Теперь предположим, что в процессе функционирования одного КМ были определены параметры, описываемые переменными а и b, а другого КМ — параметр описываемый переменной с. Данное обстоятельство с учетом имеющейся связи (а = f(b, с)) свидетельствует о том, что результаты функционирования рассматриваемых КМ являются взаимозависимыми. Это является признаком наличия информационной связи между этими КМ и необходимости согласования результатов их автономного функционирования.
Далее, на основе такого же рода анализа взаимозависимости различных параметров, описывающих консультационную операцию (критериев, фиксированных и определяемых параметров), можно определить требуемый способ ее выполнения. Так, если в качестве директивных данных фигурируют параметры, соответствующие переменным b и с, а требующие определения параметры соответствуют переменным а, l, то основным содержанием КМ в таком случае является выполнение расчетов на базе математической модели.
Если же значения требуемых параметров на основе математической модели не могут быть определены расчетным путем, то их определение возможно лишь на основе оптимизационных процедур. При этом для такого их определения необходимо, чтобы используемый критерий мог быть вычислен на основе имеющейся модели по значениям выбираемых параметров и известным к текущему моменту времени значениям фиксированных (директивных) параметров.
Приведенные простейшие примеры показывают, что на основе анализа возможности определения значений одних переменных математической модели через другие возможно выполнение таких возлагаемых на управляющий модуль САК функций, как выявление информационных связей между различными КМ, а также анализ корректности задания на формирование требуемого КМ.
Непосредственное формирование КМ в рассматриваемом подходе состоит в гибком и оперативном формировании требуемых программного и информационного обеспечений. Это трактуется как выбор из ППП (программной реализации математической модели), ППЧМ (программной реализации методов и методик решения консультационных задач) и ПБД (различного рода данных, связанных с консультируемой проблемой) их определенных элементов, составляющих целостную информационную среду, адекватную консультационной задаче, возлагаемой на формируемый КМ. При этом полагается, что выбор методов и методик осуществляется ЛФР, ом, а формирование требуемых моделей как «цепочек» из модулей ППП может осуществляться УМ на основе формальных алгоритмов или ЛФРом.
Формирование КМ возлагается на определенный выше алгоритмизирующий слой УМ. В основу структуризации данного слоя положен принцип, согласно которому каждый элемент, далее называемый алгоритмизирующим, взаимооднозначно соответствует определенному классу задач, решаемых в САК. Такого рода структуризация базируется на последовательной декомпозиции процесса консультирования на иерархическую совокупность инвариантных действий (задач) и постановке каждому из этих действий в соответствие того или иного алгоритмизирующего элемента, на базе которого оно должно выполняться.
В общем случае все проблемы, решаемые в процессе консультирования, могут быть разделены на задачи, имеющие:
- отличия в их математической постановке;
- общую математическую постановку, но отличающиеся методиками (методами) их решения;
- общую математическую постановку, при решении которых используется единая методика, но отличающиеся в своей предметной постановке, определяемой математической моделью конкретно рассматриваемой подпроблемы консультируемой проблемы.
Тогда, обозначив некоторую конкретную консультационную задачу через Зα, ее можно представить в виде:
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 |


