Принципи побудови комп’ютеризованої інформаційної системи

План лекції

1. Призначення КІС у виробничій сфері.

2. Аналітичні основи аналізу емпіричної системи і інформаційного образу.

3. Методика побудови концептуальної моделі КІС.

 

Комп’ютеризована інформаційна система застосовується для забезпечення необхідного рівня ефективності процесу оцінки технічного стану модулів і блоків електронного обладнання. Практичне застосування КІС полягає у формуванні інформаційного ресурсу, який дозволяє оптимізувати процедури оцінки ТС модулів і блоків з врахуванням їх функціональних властивостей. Реалізація методики формування інформаційного ресурсу базується на застосуванні принципу інформаційного відображення первинної (початкової) інформації в інформаційний ресурс. В свою чергу, рівень ефективності інформаційного відображення залежить від ступеню адекватності зазначеного відображення реальному процесу інтеграції початкової інформації.

Наведемо в загальному вигляді процедуру побудови адекватного інформаційного відображення, що дозволить побудувати оптимальну структуру інформаційної системи.

Нехай S – деяка скінченна множина модулів або блоків електронної апаратури, а R_i – відношення і-го виду між елементами зазначеної множини. Таке відношення адекватно процесу збору та зберігання інформації.

Емпіричною системою називається кінцева послідовність:

, де           (1)

A=(a₁,a₂,…,a_n),a₀; R_i – бінарне відношення.

Наприклад, відношення {a_k R_i a_j} розуміється наступним чином: елемент a_k множини А знаходиться в інформаційному відношенні R_i до елементу a_j цієї множини. Цим відношенням характеризується автоматизація елементу банку даних. Для електронної апаратури можна виділити наступні емпіричні системи:

 - для модулів;  - для блоків;  - для оцінки технічного стану;  - для управлінських рішень. В представлених виразах  – множина логічних і парадигматичних відношень, які існують між елементами множини  відповідно.

Для побудови бази знань на формальному рівні розглядається інформаційний образ Q деякої емпіричної системи S. При чому:

, де            (2)

 – деяка множина інформаційних елементів;  - бінарне відношення і-го виду проміж двох любих елементів множини . Під інформаційним елементом розуміється знакове представлення реального елемента множини .

Для оцінки ступеня наповненості бази знань стверджується, що емпірична система S і її інформаційний образ Q подібні. Ця властивість має місце, якщо множина {A} і {B} рівнопотужні, а множини {R} і {r} мають однакове число одних і тих же відносин {n=e=n}. Для визначення ступеню ідентичності баз знань і системи метаданих в КІС необхідно дослідити характер ізоморфізму між ними. Система S та її образ Q ізоморфні, якщо вони подібні і існує взаємно однозначне відображення однієї множини в іншу, при збереженні відносин між ними. Або система S=<A,R> ізоморфна образу Q=<B,r>, якщо існує таке відображення f S→Q, при якому відомо, що із {a_iRa_j} випливає {b_iRb_j}. Змістовно ізомортизм S і Q означає рівність числа елементів множини і східність відношень. З практичної точки зору отриманий висновок щодо ізомортизму ставить вимогу ранжирування баз знань відповідно до якісних і кількісних характеристик інформаційного потоку відносно процесу оцінки технічного стану ЕА. У разі, якщо відображення  не являються взаємно однозначними для інформаційного ресурсу , то КІС не можна визначити рівень ефективності його застосування.

Враховуючи викладений матеріал, можна заключити, що задача побудови адекватного інформаційного відображення полягає у побудові ізоморфних образів для певної кількості емпіричних систем. Для цього необхідно визначити сукупність реальних множин, які характеризують інформаційні потоки в КІС, провести класифікаційний аналіз цих множин і, якщо встановлена цільова функція, встановити оптимальний алгоритм використання інформаційного ресурсу.

Використовуючи наведену методику, можна побудувати управляючу інформаційну систему, в якій оптимальним чином будуть розташовані банки даних, бази знань, а також система метаданих. Така оптимізована структура комп’ютеризованої інформаційної системи дозволяє побудувати ефективний технологічний процес оцінки технічного стану модулів та блоків електронної апаратури.

В КІС образ інформаційного відображення має складну інфраструктуру функціональних властивостей. З одного боку, КІС повинна адекватно сприймати інформаційні потоки техніко-економічного характеру, джерела яких територіально рознести на виробничих площах, наприклад, заводу-виробника і експлуатаційного підприємства. При цьому важливо, щоб образ інформаційного відображення в КІС адекватно відповідав властивостям початкової інформації. З іншого боку, КІС виконує дуже важливу функцію перетворення інформації в інформаційний ресурс. Для забезпечення визначеного рівня ефективності інформаційного ресурсу необхідно забезпечити взаємно-однозначну відповідність інформаційних відображень. Реально ця умова виконується у разі застосування оптимальних (у певному розумінні) алгоритмів формування інформаційного ресурсу. На рис.1 представлена структура взаємодії КІС з оточуючим виробничим середовищем.

 

Рис.1. Концептуальна модель КІС в системі виробничого оточення

 

На вхід КІС поступають інформаційні потоки, які ототожнюють інформаційні образи  кожної виробничої структури як елемента емпіричної системи . На рис.1  – система, яка представляє завод-виробник ЕА. Інформаційний потік  забезпечує інформацією банки даних в КІС стосовно характеристик надійності як ФЕ, так і в цілому систем ЕА. Така інформація, наприклад, може використовуватись для розрахунку максимального часу працездатного стану для ЕА в процесі експлуатації. В якості інформаційного ресурсу в системі  формуються заходи щодо удосконалення технологічних процесів експлуатації ЕА на підприємствах-покупців ЕА (система ). На вхід цієї системи від системи  поступає ще один потік інформації, який надає експлуатаційному підприємству () гарантійні ресурси на те обладнання, яке випускає завод-виробник (). Із системи  на КІС поступає інформація , яка містить відомості щодо рівнів експлуатаційної надійності ФЕ обладнання заводу-виробника. Паралельно з цим із системи  (ринок продукції) на КІС поступає інформація  стосовно, наприклад, якості дизайну зазначеного обладнання.

В результаті перетворення в КІС інформаційних потоків   генерується інформаційний ресурс, який реалізується системою  у вигляді комплексу ефективних методів і засобів удосконалення технологічного процесу виробництва на заводі-виробника ЕА ().

 

Контрольні питання

 

1. З якою метою застосовується КІС?

2. Які властивості мають емпірична система і інформаційний образ?

3. Як реалізується методика побудови концептуальної моделі КІС?

 

Рекомендована література [8].