Глава 2. Модели и алгоритмы 14

2.1 Подход к моделированию 14

2.2 Модели предметной коллекции, подзадачи, пользователей 14

2.2.1 Универсальная модель предметной коллекции 14

2.2.2 Онтологические модели 16

2.3 Алгоритмы 17

2.3.1 Алгоритм построения и декомпозиции модели ПК 17

2.4 Выводы 19

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 20

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 21

21

Перечень условных обозначений, символов и терминов

БЗ – база знаний.

Знания – структурированная информация, необходимая и достаточная для решения некоторой задачи.

ЗПР - задача принятия решений

ЛПР – лицо, принимающее решение

Предметная коллекция (ПрК) – структурированные и формализованные знания, необходимые и достаточные для решения определенного класса задач

ПО – программное обеспечение

ПрК – предметная коллекция

ПрО – предметная область, т.е. информационные, алгоритмические, коммуникационные и технологические составляющие решения задачи

РКИ – распределенные когнитивные источники знаний

РОС – распределенная организационная система

СППР – система поддержки принятия решений

Центр – лицо, принимающее решение и инициирующее выполнение проекта

Эксперт – лучший специалист в некоторой области знаний

ASP.Net – пакет программ для реализации приложений в .Net

C# – язык программирования, входящий в состав .Net

.Net – программная платформа фирмы Microsoft

Введение

В период становления глобального рынка, интернационализации труда, высокого уровня конкуренции, экологических и социальных угроз важнейшим элементом приспособления организационных структур к новым условиям является эффективное принятие решений на всех уровнях управления.

Эффективность решений определяется компетентностью (точностью, полнотой, актуальностью) знаний, применяемых для выработки решений, и качеством программных технологий для их быстрого получения и использования. Знания, как правило, представляются в форме предметной коллекции, т.е. формализованной и структурированной определенным образом информации, необходимой и достаточной для решения некоторого класса задач.

Носителями наиболее инновационных знаний являются эксперты, т.е. специалисты, обладающие новейшими в данный момент знаниями для решения проблем в некоторой проблемной области.

Соответственно, одной из актуальных задач в настоящее время является проблема разработки технологий для получения, формализации и применения знаний экспертов независимо от места их географического расположения. Она, в частности, решается в рамках построения баз инновационных знаний, формируемых в рамках проектов Knowledge Clouds, Common Knowledge Clouds, Enterprise Knowledge Clouds и др., реализуемых крупными IT-компаниями, включая Microsoft и IBM.

Вопросы реализации технологий поддержки принятия решений на основе знаний исследуются в работах отечественных и зарубежных авторов: Гавриловой Т.А., Хорошевского В.Ф., Осипова Г.С., Рассела С., Друкера П., Кендалла И., Роллинза К. и др.

Одним из наиболее востребованных направлений является построение предметных коллекций. Под предметными коллекциями (ПК) понимаются структурированные знания, необходимые и достаточные для комплексного решения задачи: от алгоритма до технологии реализации и анализа опыта применения. Они используются в области медицины, экологии, банковском деле и других отраслях для оперативного решения задач, требующих инновационных знаний.

Несмотря на ряд полученных частных результатов, проблема построения предметных коллекций не нашла комплексного решения, доведенного до уровня технологии. Известные результаты в области программирования (включая паттерны проектирования Гаммы-Влиссидеса) достаточно эффективны, но имеют ряд недостатков: узкая специализация (на ПО), большие затраты по времени и средствам, технологическая сложность и необходимость высокой квалификации пользователей. Это в совокупности затрудняет их широкое использование.

Целью дипломной работы является разработка интуитивно понятной технологии построения предметных коллекций для широкого класса задач поддержки принятия решений на базе распределенных экспертных знаний, доступных в сети Интернет.

В первой главе дипломной работы проведен анализ литературы, выделены нерешенные проблемы построения предметных коллекций, определен ряд “узких мест” – отсутствие технологически ориентированной модели предметной коллекции, неэффективность методов прямого диалога с множеством распределенным по разным странам мира экспертов, сложность визуализации разнородных предметных областей, характерных для данного класса задач.

Сформулирована постановка задачи на разработку технологии для оперативного моделирования предметной коллекции, получения соответствующих экспертных знаний и их визуализации в рамках компьютерной системы поддержки принятия решений, в качестве которой была разработана система на базе веб-приложения.

Во второй главе решены задачи построения модели предметной коллекции, разработки алгоритмов ее построения, декомпозиции на фрагменты, отправки фрагментов исполнителям, обогащения фрагментов за счет экспертных знаний и визуализации результата.

В третьей главе разработана архитектура целевой системы, реализующая разработанные алгоритмы в рамках программной системы на базе веб-приложения. Обоснован выбор программных средств для реализации архитектуры. Разработана библиотека классов, обеспечивающих построение модели предметной коллекции, ее обогащения на основе распределенных экспертных знаний и визуализации сформированной предметной области.

В четвертой главе разработана методика применения разработанных программных средств для решения практических задач. Представлен пример ее применения для решения прикладной задачи группой распределенных экспертов из области построения обучающих систем.

В заключении кратко изложены результаты выполнения дипломного проекта и определены направления развития разработанной технологии.

В списке использованных источников перечислены авторы и наименования их трудов, которые использовались при написании данной дипломной работы.

ГЛАВА 1. ПРОБЛЕМА ПОСТРОЕНИЯ ПРЕДМЕТНЫХ

КОЛЛЕКЦИЙ

1.1 Аналитический обзор литературы

1.1.1 Методологическая основа проектирования

В качестве методологической основы дипломной работы выбран системный подход, поскольку он является методологическим каркасом всех известных науке исследований [1, 2]. На основе системного подхода исследуется сущность решаемой проблемы, выделяются ее основные составляющие, связи между ними, формулируется формальная постановка задачи, подзадачи, подходы к их решению [3].

Для моделирования предметных коллекций (domain-specific collections) используются различные способы представления знаний, включая продукции, фреймы и т.д., рассматриваемые в теории искусственного интеллекта [1, 11].

Методы приобретения, формализации и визуализации экспертных знаний исследуются в рамках инженерии знаний [1, 4, 7].

Для построения архитектуры программного средства управления проектов используются методы системологии [6, 7].

Для реализации архитектуры компьютерных систем используются методы и средства программирования, описанные в [5].

На основе синтеза системного подхода и указанных прикладных научных направлений выполняется разработка моделей и алгоритмов решения, их отображение в архитектуру целевой системы и ее реализация на языке высокого уровня и предлагается один из вариантов технологии ее применения.