Принципи побудови комп’ютеризованої інформаційної системи

План лекції

1. Призначення КІС у виробничій сфері.

2. Аналітичні основи аналізу емпіричної системи та 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 урахуванням їх функціональних властивостей. Реалізація методики формування інформаційного ресурсу базується на застосуванні принципу інформаційного відображення первинної (початкової) інформації в інформаційний ресурс. Рівень ефективності інформаційного відображення залежить від ступеня 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 адекватне процесу збирання та зберігання інформації.

Емпіричною системою називається кінцева послідовність:

, де (15.1)

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

Наприклад, відношення {a_k R_i a_j} потрібно розуміти таким чином: елемент a_k множини А знаходиться в інформаційному відношенні R_i до елемента a_j цієї множини. Цим відношенням характеризується автоматизація елемента банку даних. Для електронної апаратури можна виділити такі емпіричні системи:

– для модулів; – для блоків; – для оцінки технічного стану; – для управлінських рішень. В наведених 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. Так:

, де (15.2)

– деяка множина інформаційних елементів; – бінарне відношення і-го виду між двома будь-якими елементами множини . Під інформаційним елементом потрібно розуміти знакове відображення реального елемента множини .

Для оцінки ступеня інформативності 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 ступеня ідентичності баз знань і системи метаданих у КІС необхідно дослідити характер ізоморфізму між ними. Система S та її образ Q – ізоморфні. 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, за яким відомо, що із {a_iRa_j} випливає {b_iRb_j}. Змістовно ізомортизм S і Q означає рівність числа елементів множини і східність відношень. З практичного боку отриманий висновок щодо ізомортизму ставить вимогу ранжирування баз знань відповідно до якісних і кількісних характеристик інформаційного потоку стосовно процесу оцінки технічного стану ЕА. Якщо відображення не є взаємно однозначними для інформаційного ресурсу , то у КІС не можна визначити рівень ефективності його застосування.

Отже, можна заключити, що завдання побудови адекватного інформаційного відображення полягає у розробці 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, сформувати оптимальний алгоритм використання інформаційного ресурсу.

Використовуючи наведену методику, можна побудувати управлінську інформаційну систему, в якій оптимальним чином будуть розташовані банки даних, бази знань, а також система метаданих. Така оптимізована структура комп’ютеризованої інформаційної системи сприяє будуванню ефективного технологічного процесу 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 потрібно 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 за умови застосування оптимальних (у певному розумінні) алгоритмів формування інформаційного ресурсу. На рис. 15.1 представлено структуру взаємодії КІС з оточуючим виробничим середовищем.

Рис. 15.1. Концептуальна модель КІС в системі виробничого оточення

На вхід КІС нвдходять інформаційні потоки, які ототожнюють інформаційні образи кожної виробничої структури як елемента емпіричної системи . На рис. 15.1 наведено –систему, яка репрезентує завод-виробник ЕА. Інформаційний потік забезпечує інформацією банки даних в КІС щодо характеристик надійності як ФЕ, так і в цілому систем ЕА. Така інформація, наприклад, може використовуватись для розрахування максимального часу працездатного стану для ЕА у процесі експлуатації. Як інформаційний ресурс в системі формуються заходи щодо удосконалення технологічних процесів експлуатації ЕА на підприємствах-покупців ЕА (система ). На вхід цієї системи від системи надходить ще один потік інформації, який надає експлуатаційному підприємству ( ) гарантійні ресурси на те обладнання, яке випускає завод-виробник ( ). Із системи на КІС надходить інформація , яка містить відомості щодо рівнів експлуатаційної надійності ФЕ обладнання заводу-виробника. Паралельно з цим із системи (ринок продукції) на КІС надходить інформація (наприклад, якість 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. Поясніть, з якою метою застосовується КІС?

2. Розкажіть, які властивості мають емпірична система й інформаційний образ?

3. Поясніть, як реалізується методика побудови концептуальної моделі КІС?

Література – [8].