автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.18, диссертация на тему:Модели и комплексы программ для развития систем управления знаниями

На правах рукописи УДК 519:6+681.3

4

Инюшкина Ольга Георгиевна

МОДЕЛИ И КОМПЛЕКСЫ ПРОГРАММ

ДЛЯ РАЗВИТИЯ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ЗНАНИЯМИ

Специальность: 05.13.18 - математическое моделирование, численные методы и

комплексы программ

Автореферат диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Екатеринбург, 2005

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет»

(УГТУ-УПИ)

Научный руководитель Официальные оппоненты:

Ведущая организация

- действ, член РАЕН, проф., д.т.н. Гольдштейн Сергей Людвигович

- действ, член АИН РФ, проф., д.т.н. Зобнин Борис Борисович,

- доц., к.ф-м.н. Мелких Алексей Вениаминович

- Институт математики и механики УрО РАН, г. Екатеринбург

Защита состоится « 27 » декабря 2005 года в часов на заседании диссертационного совета К212.285.01 при ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет» по адресу: 620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, 19, УГТУ-УПИ, 5-й учебный корпус.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке УГТУ-УПИ

Отзыв на автореферат в одном экземпляре, заверенный гербовой печатью, просим направлять по адресу: 620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, 19, ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, ученому секретарю университета

Автореферат разослан « £5 » ноября 2005 года

Ученый секретарь

диссертационного совета К212.285.01 доцент, к.х.н. Т.А. Недобух

ZQOiS"

20.026Ш

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Системы управления знаниями (СУЗ), предсташнпощие собой интеграцию различных инфо-коммуникационных (на базе сетей и технологий Интернет) технологий, используются в составе систем, основанных на знаниях (СОЗ) для разрешения проблемных ситуаций во всех сферах человеческой деятельности - в бизнесе, науке, образовании, медицине, социальной сфере и т.д. В развитых странах сформировался и развивается четвертичный сектор экономики, построенной на знаниях.

С конца 90-х гг. прошлого века, характеризующихся массовым внедрением СУЗ, был накоплен большой фактологический и эмпирический материал по теме. Вопросы управления знаниями освещены в многочисленных работах зарубежных (Г. Антее, Т. Боуэн, Д. Гарднер, Д. Каймо, Д. О'Лири, Д. Люгер, Э. Мэллоу, А. Сатьядас, Э. Скэннел, К. Фраппаоло и др.) и отечественных (В. Ананьин, Т. Гаврилова, М. Головко, А. Данилин, С. Левочкин, Т. Хорошевский и др.) авторов. Из уральских авторов работ данного направления можно отметить работы П. Бра-славского, С. Гольдштейна, А. Кудрявцева, Э. Макарова, С. Печеркина, Т. Ткаченко и др.

Но по-прежнему нет решений, способных в достаточной мере удовлетворить потребности ЛПР при разрешении проблемных ситуаций.

Несмотря на множество программных продуктов на рынке информационных технологий и публикаций по данной теме, сохраняется недостаточное понимание концепции управления знаниями (УЗ), многочисленные модели носят либо вербальный, либо слабо формализованный характер, либо строги, но касаются частностей. Более того, в области УЗ отсутствуют точные определения понятий, нет полного словаря. Все это приводит к трудностям с внедрением СУЗ в организациях, препятствует их развитию для повышения эффективности разрешения проблемных ситуаций.

Состояние осложняется тем, что в современных условиях информационные коммуникации, как средства разрешения проблем, сами становятся проблемой и нуждаются в управлении.

Поэтому тема диссертации является актуальной.

Работа выполнена при поддержке программ МО РФ: «Научное, научно-методическое, материально-техническое и информационное обеспечение системы образования» на 1999 г. (проект 04.01.36 «Разработка комплекса программных средств модернизированной системы документооборота на базе корпоративной сети («Корпоративный офис»)»); «Университеты России» (проекты: 99.15.14 «Моделирование и разработка интеллектуально-информационной среды для системотехнического обслуживания сложных объектов», 2001 г.), УР.03.01.09 «Моделирование и разработка интеллектуальной среды ля разрешения проблемных ситуаций», 2002 г.); «Государственная поддержка региональной научно-технической политики высшей школы и развитие ее научного потенциала» на 2002 г. (проект «Разработка корпоративного портала для расширения рынка научно-образовательных услуг в регионе путем внедрения инновационных технологий в образовательную и научно-организационную сферы»); «Интеграция науки и высшего образования России на 2002-2006 годы» (тема № ФО065 «Интегрированная образовательная среда для подготовки специалистов в области наукоемких технологий на примере специальности «Физическая электроника»»).

Объект исследования: системы управления знаниями (СУЗ).

Предмет исследования: модели и комплексы программ для СУЗ, улучшающие качество разрешения проблемных ситуаций.

Цель работы - создание моделей и комплексов программ для СУЗ. Задачи:

- обзор и анализ проблематики моделирования, методов и комплексов программ для СУЗ с выходом на пакет прототипов;

- восстановление полуформализованных моделей прототипов СУЗ по исходному вербальному описанию;

- создание пакета полуформализованных моделей предлагаемого решения СУЗ;

- создание пакета математических моделей позиционирования как блока в составе СУЗ;

- реализация, апробация и эксплуатация предлагаемых программных решений.

Методы исследования: системотехники, теории моделирования, ннформациологии, искусственного интеллекта, психологии, нейрофизиологии, теории управления, Я А ТУГ- методологии,

системной интеграции. Результаты работы:

1. Проведен литературно-аналитический обзор по ключевым словам темы диссертации, включающий систематизацию и анализ коммуникационных технологий, структурные и процессные описания управления знаниями, информационных порталов и систем позиционирования. Выявлены аналоги и на основе их анализа выбраны прототипы, принятые за базу для создания моделей и программной реализации СУЗ;

2. Разработаны информационные модели в виде иерархических тезаурусов понятий по СУЗ и системе позиционирования;

3. Из вербального описания восстановлены концептуальные, структурные, алгоритмические, структурно-технологические и функционально-структурные модели прототипов СОЗ, СУЗ, прототипов подсистем СУЗ: «Создание», «Организация», «Локализация», «Повторное использование» и «Позиционирование», а также прототипа информационного портала, как технологии для реализации СУЗ;

4 Предложены структурно-технологическая и математическая модели преобразования воздействующих физических факторов (звуковых, световых волн и т.д.) задачи в отклик (решение от ЛПР-исполнителя) в процессе разрешения проблемной ситуации с помощью СУЗ;

5. Предложен пакет концептуальных, структурных, алгоритмических, структурно-технологических и функционально-структурных моделей предлагаемого решения СУЗ;

6 Предложена математическая модель позиционирования как управления процессом преобразования воздействующих физических факторов задачи в отклик (решение от ЛПР-исполнителя).

7. Разработаны, апробированы и запущены в эксплуатацию комплексы программ для реализации предложенного пакета моделей СУЗ. Научная новизна:

1. Впервые введено в рассмотрение понятие триплекса субъектов разрешения проблемной ситуации, в составе: ЛПР-заинтересованное лицо, ЛПР-исполнитель, ЛПР-подсказчик (естественный интеллект или СОЗ);

2 Впервые предложены информационные модели в виде иерархических тезаурусов понятий по СУЗ и позиционированию, отличающиеся полнотой списка терминов и правил декомпозиции;

3 По вербальным описаниям восстановлен пакет концептуальных (общих, базово-уровневых и модификационных), структурных, алгоритмических, структурно-технологических и функционально-структурных моделей прототипов СОЗ, СУЗ, прототипов подсистем СУЗ: «Создание», «Организация», «Локализация», «Повторное использование», «Позиционирование» и прототипа информационного портала, отличающихся более высокой, чем существующая, формализацией описания;

4. По вербальным описаниям структуры и функций человеческого мозга, нейронных коммуникаций и процессов восприятия, памяти и мышления ЛИР, предложены непротиворечивые физическая и структурно-технологическая модели преобразования воздействующих физических факторов задачи в отклик (решение от ЛПР-исполнителя) без влияния заинтересованного лица. На их основе, путем интеграции частных законов (Вебера-Фехнера, теплового

взрыва, логистики и т.д.) в рамках кортежного, а также регрессионного эмпирического формализмов предложена математическая модель, связывающая качество решения с физическими факторами задачи; 5 Предложен пакет концептуальных, структурных, алгоритмических, структурно-технологических и функционально-структурных моделей предлагаемого решения СУЗ с позиционированием в качестве подсистемы; 6. Впервые предложена математическая модель позиционирования как управления (в интересах заинтересованного лица) процессом преобразования воздействующих физических факторов задачи в отклик (решение исполнителя). Практическая значимость работы.

- Разработаны и апробированы в УГТУ-УПИ комплексы программ, реализующие на практике модели СУЗ: тиражируемая инструментальная программная оболочка (ИПО-1) «Корпоративное рабочее пространство руководителя научно-практической структуры (КИРП-Р-НПУ)» для создания и поддержки интеллектуальных информационных порталов (рабочая версия) с инструментарием создания четырехопционных гиперграфовых гипертекстных мультимедийных систем знаний в качестве инструмента позиционирования; ИПО-2 «Дистанционное обучение на основе сотрудничества» для реализации подсистемы «Повторное использование» (пилотная версия); ИПО-3 «Персональное информационное рабочее пространство (ПИРП)» для создания и поддержки персональных информационных рабочих пространств отдельных пользователей (пилотная версия); ИПО-4 «Корпоративный офис. Научное обслуживание» для ведения совместной базы данных отчетов и принятия решений на основе коллективных обсуждений в интерактивном режиме. Новизна программных разработок защищена тремя авторскими свидетельствами Роспатента.

- Модели используются в учебном процессе УГТУ-УПИ на кафедре вычислительной техники по дисциплине «Системотехника» для студентов 4-го курса специальности 23.01.01 «Вычислительные машины, комплексы, сети и системы», а также на кафедре электрофизики для обучения по специальности 07.14.00 «Физическая электроника».

Апробация работы. Материалы диссертационной работы доложены и обсуждены на международных: «Новые информационные технологии в университетском образовании» (1999, 2000, 2001 - Новосибирск, 2002 - Кемерово); «Интернет. Общество. Личность - ИОЛ-2000. Новые информационно-педагогические технологии» (Санкт-Петербург, 2000); «Телемашка'2001» (2001, Санкт-Петербург), всероссийских: «Телематика-99» (Санкт-Петербург, 1999); «Региональные проблемы информатизации образования - Регинформ-99» (1999, Пермь); «Новые образовательные технологии в вузе» (2001, Екатеринбург) и областной: «Информационно-математические технологии в экономике, технике и образовании» (2005, Екатеринбург) конференциях.

Опубликовапность. Основное содержание диссертации отражено в 26 публикациях, в том числе в 12 статьях.

Достоверность. Достоверность полученных результатов и выводов подтверждена: выбором корректных методов моделирования и проектирования; совпадением расчетных и экспериментальных данных.

Положения, выносимые на защиту:

1. В литературе известны два дуплекса субъектов разрешения проблемной ситуации: ЛПР-заинтересованное лицо и Л1 ^-исполнитель - по Э. Райсу, Д. Трауту; ЛПР-исполнитель и ЛПК-подсказчик (естественный интеллект или СОЗ) - по С. Печеркину. В диссертации предложен триплекс субъектов: Л1 (^-заинтересованное лицо, ЛПР-исполнитель, ЛПР-подсказчик;

2. Среди разработчиков СУЗ наблюдаются разногласия в определениях, отсутствует полный словарь понятий. Низкая степень формализации существующих моделей СУЗ приводит к

трудностям в понимании на всех стадиях жизненного цикла. В диссертации предложена информационная модель в виде иерархического тезауруса понятий по СУЗ и создан по вербальным описаниям прототипов пакет концептуальных, структурных, алгоритмических и структурно-технологических моделей СУЗ и ее подсистем;

3. Система позиционирования по прототипу (Э. Райе, Д. Траут) существует в частном контексте (рыночных отношений), описана вербально. В дисссртятрт расширен контекст (осуществлен перенос концепции в поле деятельности научно-практической структуры), предложен пакет полуформализованных моделей, а также математическая модель системы позиционирования;

4. Для программной реализации предлагаемого решения СУЗ нужен прототип, адекватный сложности ситуации, обеспечивающий единую точку доступа к данным и приложениям, выполняющий функции системной интеграции, информационной безопасности, коллективной работы и обеспечивающий соответствующий пользовательский интерфейс. В диссертации на основе систематизации и анализа инфо-коммуникационных технологий в качестве прототипа для программной реализации предлагаемого решения СУЗ предложена технология информационного портала;

5. В существующих описаниях системы позиционирования слабо представлен процесс переработки информации человеческим мозгом. В диссертации на базе вербальных описаний построены функционально-структурная и математическая модели преобразования воздействующих физических факторов задачи в решение.

6. Компьютерно реализованные СУЗ, в частности, взятая за прототип для моделирования, слабо адаптируют знания под специфику ДПР-исполнителя, не обеспечивают их адресность, не имеют в своем составе системы позиционирования. В диссертации предложена и инженерно обоснована модель СУЗ, интегрирующая позиционирование в качестве подсистемы. Структура и объем диссертации: Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав,

заключения и списка использованной литературы из 109 источников. Основной текст изложен на 127 страницах, содержит 75 рисунков, 13 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1 .ПРОБЛЕМАТИКА СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ЗНАНИЯМИ: ОБЗОР, АНАЛОГИ, ПРОТОТИПЫ. В результате литературно-аналитического обзора по ключевым словам темы, во-первых, выявлено три субъекта разрешения сложных проблемных ситуаций: ЛПР-заинтересованное лицо, ЛПР-исполнитель (воздействие на которого, с целью получить требуемое решение, обеспечивает система позиционирования) и ЛПР-подсказчик (естественный интеллект или СОЗ). Во-вторых, выявлены аналоги, из которых выбраны прототипы (табл. 1).

Таблица 1

Выход на прототипы по данным литературно-аналитического обзора

' "J" '*fttj i t --g^'. 1 i' ■ -.-Iii" I - -—-. ДШУ

'"Шк- '¿Шяштжштштшш -яж

1 СОЗ "Knowledge Discovery System" («Система обнаружения знаний», IBM, 2003 г.) - в целом

2 СУЗ то же-в части СУЗ

3 Информационный портал Компилятивный

4 Система позиционирования Концепция позиционирования (Э. Райе, Д. Траут)

5 Система преобразования воздействующих физических факторов задачи в отклик (решение от ЛПР-исполшггеля) Компилятивный

Выбранные прототипы приняты за базу для создания пакета моделей СУЗ и последую-

щей программной реализации.

2. СОЗДАНИЕ ПАКЕТА ПОЛУФОРМАЛИЗОВАННЫХ МОДЕЛЕЙ ПРОТОТИПОВ СУЗ. На базе вербальных описаний восстановлен пакет полуформализованных моделей

прототипов СУЗ (табл. 2).

Таблица 2

_^ _Формализация исходных вербальных описаний прототипов

□рвке- Количество моделей во химии* ....... .

. типы потавл. : ,Л информаШЮЯе готеиуруса.: ховштушг иых вйрук- чурво-уровиевой iliji'-t , структурных в структурно- 'Шшт^т глГоряшиче-- J _ бядамхем 1 *' А; «ц» - фу нкциошшь- . "*'-' ma г iSAQT^lop»«;' ; eitfptrjpat*-'". • технологических вмоди- : МйтйИций ¿V* '..'J. ¿ацт+чш-

1 4 4 - -

2 1 10 5 6 7 6

3 . 2 1 - - -

4 1 4 1 1 1 1

5 - - - - - 3

Таким образом, получен пакет из 58 полуформализованных моделей пяти прототипов для моделирования и последующей программной реализации СУЗ.

В качестве примера приведена структурная модель системы разрешения проблемных ситуаций с помощью СУЗ (в составе СОЗ) (рис. 1).

Рис. t Система разрешения проблемных ситуаций на

производстве с помощью СУЗ (СЗвн. - внешняя система знаний, в т.ч. Internet, СЗпр.

- производственно-корпоративная система знаний; ПП

- процессы по производству продуктов и/или услуг; ПС - проблемная ситуация,

стрелки по толщине: жирные - относящиеся к СУЗ, тонкие - остальные; двунаправленные - запросно-ответные потоки, однонаправленные - производственные потоки).

3. ПАКЕТ ПОЛУ ФОРМАЛИЗОВАННЫХ МОДЕЛЕЙ ПРЕДЛАГАЕМОГО РЕШЕНИЯ ПО СУЗ.

3.1. В качестве предпосылки для обеспечения решения поставленной задачи рассмотрены коммуникационные технологические схемы вариантов перехода от задачи к решеншо(рис. 2).

Рис. 2. Коммуникационные технологические схемы вариантов перехода от задачи к решению (3) (пунктирная линия - альтернативный процесс для простых ситуаций, сплошная линия — разрешение сложных ситуаций; 1 - неупорядоченные воздействующие физические факторы задачи в связи с ситуацией); схема «а» (когнитивная) - разрешение ситуации с помощью ЛПР-подсказчика (4), представленного естественным интеллектом или СОЗ: 2 - ЛПР-исполнитель, 1 - упорядоченные (с точки зрения ЛПР-подсказчика) воздействующие физические факторы задачи Особенность схемы -знаний достаточно, но они не адаптированы под специфику ЛПР-исполнителя;

схема «б» (позиционирующая) - разрешение ситуации с помощью системы позиционирования (7): б - ЛПР-заинтересованное лицо, 8 - знания ЛПР-исполнителя, дающие образ его сознания, 9 - воздействующие физические факторы задачи, адаптированные под специфику ЛПР-исполнителя. Особенность схемы -знания адаптированы, но их может быть недостаточно для разрешения ситуации;

схема «в» (когнитивного позиционирования) - разрешение ситуации с помощью СОЗ и системы позиционирования (СУЗ - 4, 7). Особенность схемы - знания (10) упорядочены, адаптированы по специфику ЛПР-исполнигел* и их достаточно для разрешения ситуации.

3.2. Для управления процессом переработки воздействующих факторов задачи по ситуации в решение от ЛПР-исполнителя в интересах Л1 ^-заинтересованного лица предложено позиционирование в качестве подсистемы интегрировать в СУЗ. Пример структурной модели решения приведен на рис. 3:

Рис. 3. Структура предлагаемого решения СУЗ на базе прототипа СУЗ, серый фон • предлагаемые дополнения

(подсистемы: 1 - «Создание», 2 -«Организация», 3 - «Локализация»; 4 - «Повторное использование»; 5 -«Позиционирование», ЛПРсуз - АРМ ЛПР по СУЗ; НЗ - АРМ сотрудников-носителей неявных знаний; ЛПРпс -АРМ ЛПР-исполнителя)

3.3. Результаты работы по созданию пакета полуформализованных моделей предлагаемого решения СУЗ, включая предлагаемые решения на уровне ее подсистем отражает табл. 3.

Формализация предлагаемых решений (ПР) по СУЗ

ШШВьж

, г-ЧГ*/

разрешения ПС с помощью СУЗ - 1 1 1

работы СУЗ - 1 5 6 7 6

информационного портала для реализации СУЗ - 2 1 - - -

подсистемы «Позиционирование» - 11 2 1 1 1

блока преобразования воздействующих физических факторов задачи в отклик (решение от ЛПР-исполнителя) - - - - - 1

Итого: - 15 9 8 8 8

*) - как в табл. 2.

Таким образом, получен пакет из 48 полуформализованных моделей предлагаемого решения СУЗ.

4. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ.

4.1. Математическая модель преобразования воздействующих физических факторов задачи в отклик (решение от Л11Р-исполнителя).

У = У0 + У,± У2± Уз,

1=1

У2 -¿с„Х&,и +£С41Х]'11.4, +

¡-1 ¡=1 ¡=1 ¡=1

+ С5^1.2.2 + С6^и.З + С5^]Г.2.4 + С5^1.2.5 + '

Уз * Уз6^з.5-Х1.261'9; ¥3 5«У3 т-Х,.2/± X,., з^, Уз т = ДА(У3.(пн)-> Ут); Узл = Г(А](Уз1]—> У3 i з)+ А2(Уз.| ]—> Уз.1.з)), т = 1 12 | 3 | 4 (уровни сознания, на которых принимается решение); ^ 6 3

Узл, = Уз.и = 22^3.1.2 ^

>1 ч=1

где: У - качество отклика (решения по проблемной ситуации) от ЛПР-исполнителя; У о - У г ~ независимые друг от друга линейные вклады. \'о - от X,, (характеристик релевантной системы знаний ЛПР-исполнителя), У| - от Х2 (воздействующих на ЛИР факторов задачи по ситуации Х21 (Х2 ц,Х212)" Х2 2), У: - от X, 2 (характеристик работы сознания ЛПР-а), У3 - нелинейный вклад от взаимодействия X, и Х2 в процессе преобразования Х2 в отклик; а 2 О, Ь > 0, с > 0 - коэффициенты пропорциональности; а, р, у, 8, е, к - коэффициенты влияния; А, А2, А3 - алгоритмы преобразования, субвклады: У3, - перцептивный образ задачи, У32- смысловой образ задачи, У33 - смысловой образ задачи в каркасе СЗ ЛПР-а, У, 4 - консолидированный смысловой образ задачи в каркасе СЗ ЛПР-а, У33- образ решения задачи; субвклады: У3, | - сигналы (субвклад от работы механизма X, 211 по преобразованию воздействующих факторов Х22 в сигналы, проходящие от первичных рецепторов к коре головного мозга), У31 2 - информация, извлеченная из сигналов (субвклад от работы субмеханизма X, 2,2), У3,3 - эмоциональный оттенок (субвклад от работы субмеханизма Хи < зУ,.! - индекс совокупности сигналов: (1 - зрительных, 2 - аудиальных, 3 - чувства тяжести и равновесия, 4 - тактильных, 5 - вкусовых, 6 - обонятельных); я - индекс характеристики каждого .¡-ого типа сигнала (1 - информация о качестве (длины для световой волны, частоты для звуковой волны и т л. воспринимается в дальнейшем как цвет - в зрении, тон и тембр - в слухе и т.д.), 2 - информация об интенсивности (воспринимается в дальнейшем как «сила ощущения»), 3 - информация о длительности);

Х1 - когнитивные характеристики ЛПР (X,, - характеристики качества релевантной системы знаний (СЗ) ЛПР-а (с характеристиками качества ее компонентов: X,,«каркаса», X, ,2-«начинки», X! 13-«сборки»; X, ,31 -эталоны - ранее поступившая в кору головного мозга ЛПР информация, используемая для идентификации информации о

(1) (2)

(3)

(4)

задаче, вновь поступающей от сенсорных систем, X, ,32 - планы, цели и задачи ЛПР-ислолнителя, сформированные до описываемого воздействия, критерии оценок для принятия решений, правила выбора, альтернативы); X, 2 -характеристики качества работы сознания ЛПР по преобразованию факторов задачи в отклик (т - индекс механизма преобразования воздействующих факторов задачи в отклик: 1 - первого механизма (системы восприятия) создания перцептивного образа задачи, 2 - второго механизма (кратковременной памяти) создания смыслового образа задачи, 3 - третьего механизма (первой фазы долговременной памяти) реорганизации смыслового образа задачи, который может быть использован для принятия решения, забыт или отправлен на постоянное хранение, 4 - четвертого механизма (второй фазы долговременной памяти) консолидации и отправки знаний на постоянное хранение, 5 - пятого механизма (мышления) принятия решения, б - шестого механизма (моторно-двигательной системы) реализации принятого решения; 5 — индекс субмеханизма механизма X] 21 - первого субмеханизма (первичных сенсорных рецепторов) обнаружения воздействующих факторов Х2 задачи и преобразования их в сигналы, 2 - второго субмеханизма (первичных и вторичных воспринимающих центров) извлечения информации из сигналов, 3 -третьего субмеханизма (ретикулярной формации) создания эмоционального оттенка путем фильтрации сигналов от различных органов чувств и отбора новой и необычной информации, 4 - четвертого субмеханизма (интегрирующих центров) интеграции сенсорной информации и создания перцептивного образа задачи;) - индехс сенсорной системы, ответственной за переработку соответствующих факторов (1 - зрительной, 2 - аудиальной и т.д.); я - группы рецепторов, ответственных за извлечение определенной информации из сигнала; Х1251 — субмеханизм подготовки решения, X, 251. - субмеханизм непосредственно принятия решения»; Х2 - воздействующие на ЛПР факторы задачи по ситуации (и аспекты. Х2, - содержательно-смысловой, Х22 - транспортио-физический; Х2,, - качество формулировки задачи для ЛПР, Х21 х - качество требований к решению; j - индекс совокупности факторов: 1 - зрительных (световые волны), 2 - слуховых (звуковые волны), 3 - давления, 4 - осязательных (тепло), 5 - вкусовых (вкус), 6 - обонятельных (запах); ц - индекс характеристики для каждой ^й совокупности факторов: 1 - совокупность качеств - длин световых, частот звуковых волн и т.д., 2 - интенсивность, 3 - длительность воздействия, которые могут быть измерены инструментально.

0£(Х2^Ч + 'Хи! и))'

4-1 И

л1214 1Л1 1 3 1

3 « е 6 5 «

((£(Х2* и -Х12М| 2 м) + хтз£(х2^ -Х,^,,

4=1

°ХП 14 *ХИЗ 1)'Хр22 -ХН 3

«<1(х;

м 22И

'Х12Л.2.и) + ХП1 "Хи1 1..)))'

И

■Х?214 *ХМЗ ¿Х^з^Х^з ±Х|К, ,

■Х1.2.51Г,±Хи.З 2"2)'Х1.2.679, (6)

а2

4=1 Н

-Х12 14 ±ХГ'и |)"Х?22 ±ХГи)"Х?1з ±Х*1 г)'ХГ24. в единицах из расчета, что транспортно-физический аспект для Хг (Х22] я - частоты, интенсивности и длительности света, звука и т.д.) имеют соответствующие размерности («им» - для длины световых волн, «Вт/м2» - для интенсивности звука и т.д.); Х12 т (характеристики механизмов сознания ЛПР-исполнителя по преобразованию воздействующих факторов задачи в отклик) -это преобразователи качества (нм, Вт/м2-^дБ-> Бит-> размерность, характеризующая состояние ситуации) и количества нелинейного вклада на каждом уровне сознания ЛПР-исполнителя; Х11 - характеристики качества релевантной системы знаний ЛПР-исполнителя - это количество бит информации, релевантной (+) или антагонистичной (-) по отношению к поступившей.

Для оценки качества отклика в диапазоне от 0 до 1 и измерения вкладов и субвкладов предложена графическая модель в виде плоскости решений с осью задач (3), упорядоченных во времени (условно равномерно), и осью состояний их решения (рис. 4). При этом:

У = ¿л.=1 УП>УП\ (7)

п-0 г) «О

где' У* - минимально допустимая планка качества решения, У„* - минимально допустимая планка дифференциально! о отклика. Пи - »вса критериев.

У3=£цтУ3п1>У;, ¿цт=1, У3 пъч;я, (8)

т-1 т=1

где* Уз и* - минимально допустимая планка дифференциально! о отклика, Дт - веса критериев;

у31=1^-узь>у;„ ¿^=1, у31>гу;и, (9)

где- У,, ,* - минимально допустимая планка дифференциального отклика, ^ - веса критериев *п

(состояние решмия)

0,8-

0,6--

0,4-

0,2--

У*

задачу

Зо

3,

Рис. 4. Планирование и фиксация действий по решению задач получения вкладов в отклик от ЛПР-исполнителя

(задачи получения вкладов: Зо -от релевантной системы знаний ЛПР-а, 3, - от воздействующих факторов задачи, Зг - от характеристик работы сознания ЛПР, З3 - от нелинейного вклада; веса критериев условно равны; тонкие черные линии -дифференциальная кривая, жирные серые линии -интегральная кривая (состояние цели). Для У„ «0» -неудовлетворительное состоянию вклада, «1» -вклад полностью удовлетворяет требованиям. Дифференциальные значение «1» субвкладов У3т иУ„, означают полную переработку У3(лИ) и У3 (1. ■) соответственно.

Важно, что при переходе на более высокий уровень сознания время (^Х необходимое ЛПР-исполнителю для формирования отклика, увеличивается, но в то же время, предполагается повышение его качества, в частности, его устойчивости во времени.

Необходимо также отметить, что в отличие от линейных вкладов нелинейный вклад и отклик соответственно являются динамическими величинами, зависящими как от времени (1) формирования, так и от своевременности получения. При отсутствии временных условий получения отклика зависимость его качества от времени будет описываться в-образной кривой, возрастая до момента (и) получения максимального (Утах) значения. С момента и, определяемого ситуацией, качество отклика начинает падать с увеличением времени (и) реакции от ЛПР-исполнителя. Тогда зависимость качества отклика от времени (Ъ) его получения от ЛПР-исполнителя будет описана следующим образом:

У =

-, при

1 + е ь

УО^е'^'Лпри

где: и время реакции от ЛПР, ^-требуемое время реакции, Утю - максимальное значение качества отклика, 8 -характеристика системы, определяемая X,, О - характеристика системы, определяемая ситуацией, с'1,

(Ю)

с. 5, 6

«Л «гИе^ ЬИ, У

Рис. 5 отражает ситуацию, когда время необходимое ЛПР-исполнителю для формирования отклика со значением Ущв, меньше требуемого времени его получения.

Рис. 5. Зависимость качества отклика 00 от времени (I,) реакции от ЛПР-исполнителя при ^ 2 ^ (У* - качество отклика при преждевременной реакции ЛПР-а («спешка»), У" - качества отклика ори запоздалой реакции - в голове ЛПР-исполнителя сформировано качественное решение, но отклик ' получен позднее чем нукно)

Рис. 6 Зависимость качества отклика (У) от времени (О реакции от ЛПР-исполнителя при ^ > ^

Таким образом, качество отклика понижается также при 1с > и При этом из рте. 6 видно, что если У^На) 2 У*(минимальной планки), то целесообразна выдача незаконченного решения (У<Улмх).

В случае, когда У^У^^), для разрешения ситуации необходимо управление качеством отклика.

4.2. Математическая модель позиционирования кдк управления откликом. Позипиониро-вание (Р) предлагаем понимать как безинвазивное управление откликом от ЛПР-исполнителя путем изменения воздействующих факторов задачи Х2 с учетом когнитивных характеристик Х[ ЛПР-исполнителя и рассматривать как совокупность компонентов:

г г

личение путем продвижения факторов задачи через уровни сознания ЛПР-исполнителя, Р2 уменьшение времени получения У„х), рр - веса, Р*"

- требуемое значение (минимальная планка), где: Р1 х - управляющие факторы компонента позиционирования Р, (Р] 1 - мотивирующий фактор, Р, 2

- фактор включенности содержательного аспекта воздействующих факторов задачи в СЗ ЛПР-исполнителя, Р, з - фактор повторения) фг Р,тр - минимальная плавка.

Р=£ср-Р)р&Р,р, Ёрр=1

р=1 Р=1

О < Р ^ 1,

(11)

(12)

С нормировкой для оценок:

о<Рр^1, о£Р,г<а

где: верхний символ «та» — текущее, «тр» - требуемое значения.

(13)

Качество прохождения факторов задачи через уровни сознания ЛПР-исполнителя зависит от его фокуса (I7) внимания на них. Тогда:

У1Ш« = й;Р(Р|)),-Л/22 ?<.т]2. (14)

Принимая во внимание биохимическую основу процессов восприятия, памяти и мышления у ЛПР, в качестве основной аналогии для создания математической модели позиционирования предложено использовать аналогию с моделью теплового взрыва:

Утах ~ V ■СО$(1',(Р1)), где: У — потенциально достижимое качество. (15)

При Б = 0 (максимальная концентрация внимания ЛПР-а на факторах задачи) происходят извлечение смысла и структурные изменения в нервной системе, связанные с долговременным запоминанием (информационно-когнитивный «взрыв»). То есть Р] - продвижение факторов задачи в сознание ЛПР-исполнителя путем сужения фокуса внимания Р:

(16) (17)

Рис.7. Зависимость качества отклика (У) от позиционирования (Р) и времени реакции (О.

Второй компонент Рг - уменьшение времени, необходимого ЛПР-исполнителю для формирования отклика со значением качества путем упрощения сообщения о задаче (минимизации количества кодирующих символов и возможных интерпретаций):

{ Х2|Е-1ое(Х21М) где-Х21 - сложность сообщения, X] где - пропускная способность субме-"г ~~~ ~ у 7 > ханизма Х|22, Х2 ,Е - количество кодирующих символов, переносящих

'а 12 2С * <1 информацию (букв, отдельных слов, предложений, изображений или (18)

элементов изображения), Х2 ш - количество смыслов (возможных интерпретаций) сообщения.

Таким образом, первый компонент (Р)) позиционирования повышает максимально возможное для данного ЛПР-исполнителя качество отклика Ушах, а второй (Рг) - ускоряет его получение. Веса компонентов позиционирования могут быть различны при различных ситуациях.

5. ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ СУЗ.

5.1. Комплексы программ для СУЗ. Для программной реализации СУЗ и ее подсистем разработаны комплексы программ (КП), функциональное назначение и структура которых приведены в табл. 4, 5.

Р = |(1-РД 1 £Р, > О,

В итоге получаем:

-р,))

У =■ 1 + е я

при

,при

с примером на рис. 7: у

Комплексы программ для реализации СУЗ по функциональному назначению

Тип польет«» им*?*- •• -

йрпгнкмивд "

•< «ипеггнвный «Корпоративное информационное рабочее пространство руководителя научно-практической структуры (КИРП-Р-НПУ)»

«Корпоративный офис. Научное обслуживание» «Дистанционное обучение на основе сотрудничества»

вндашадримрй «Персональное информационное рабочее пространство»

Таблица 5

/ 'J

Комплексы программ для реализации СУЗ представляют собой программные приложения сервера Domino, разработаны с использованием API Notes и языков LotusScript, Java, JavaScript, Notes-formula, HTML, XML, функционируют под управлением сервера Domino версии не ниже 5.0 на платформе (Intel, Windows 95/98/NT), могут быть тиражированы или арендованы.

5.2. Примеры разрешения ситуаций. В табл. 6 приведены примеры разрешения ситуаций при оптимальных весах для компонентов позиционирования. Па рис. 8 показан пример разрешения ситуации, связанной со сдачей экзамена.

Структура комплексов программ для реализации СУЗ

НявваняеКП

«Корпоративное рабочее пространство руководителя научно-практической структуры (КИРП-Р-НПУ)»

«Общедоступный интерфейс» («Общедоступные ресурсы», «Форум», «Ответы на вопросы»), «Корпоративный интерфейс» («Корпоративные ресурсы», «Переписка», «\УЕВ-конференцин», «Смена пароля»), «Интерфейс разработчика» («Инструментарий проектирования», «Инструментарий моделирования», управление доступом к ресурсам на чтение и изменение в режимах «защищенный», «персональный», «выборочный»), «Интерфейс администратора» («Регистрация пользователей», «Назначение полномочий»); «Полнотекстовые документы»; «Автоматизированные линейки новостей»; «Персональные страницы»; «Иерархические модели».

«Персональное информационное рабочее пространство (ПИПР)»

«Редактор персональной страницы», «№еЬ-корреспонденция», «АУеЬ-конференции», «Мультимедиа-ресурсы», «Виртуальная библиотека», «Инструментарий проектирования» (создание ресурсов, оформление, управление доступом), «Академические сообщества» (индивидуальный доступ к ресурсам для других пользователей и групп пользователей).

«Дистанционное обучение на основе сотрудничества»

«Административный офис» («Заявки на обучение», «Регистрация пользователей», «Академические группы», «Академическая успеваемость», «Архив рабочих тетрадей»); «Виртуальная учебная аудитория» («Персональный рабочий стол преподавателя»; «Персональный рабочий стол студента»; «Банк заданий»; «Выдача заданий», «Рабочие тетради» («Выполнение задания», «Обсуждение», «Коллоквиум», «История выполнения», «Рецензия»); «Дискуссионный форум», «Консультации»),

«Корпоративный офис. Научное обслуживание»

«Корпоративная отчетность» (создание отчетов, статистика (сводные таблицы), анализ (диаграммы и выводы)); «Совместные решения» («Персональные рабочие столы», «Персональная переписка», «Селекторные совещания», «Совместные ресурсы» (экспорт-импорт)); «Администрирование» (регистрация пользователей, назначение полномочий)._

Примеры разрешения ситуаций с помощью позиционирования

г. „ | *- .......-71:---- * 15»»« '„1 . «Я* 2 й Йр * г*!-'. ШпфЗ Г ? И," * * и.; "»д'

( : ШН! -».Л-ф* #'1 #1 Ж » ■чк* -ЩЙНцОД 'лани* "

сдача экзамена обучаемый 0.8 0 1 04 0.5 02 40 мин. ответ не будет зачтен -10 оценка на экзамене 0.6 1.0

выполнение поручений на кафедре сотрудники 03 0.6 03 0.1 0.7 зависит от конкретной ситуации разрешен-ность ситуации 0.3 0.9

получение гранта ЛПРпо рассмотрению заявок 0.9 03 06 0.1 0.1 несколько месяцев появление аналогичных проектов <0.1 грант 04 0.8

репозицио нирова-ние конкурента рынок потребителей 0.4 0.2 0.5 0.3 0.6 несколько дней укрепление позиции конкурента в сознании потребителя ~1 продажи 0.6 0.8

реанимация пациента врач 0.7 0.4 0.5 0.1 0.3 2 часа ухудшение состояния пациента до летального нехода ~1 состояние пациента 0.4 0.6

защита диссертации соискатель 0.5 0.4 05 0.1 0.5 несколько лет появление аналогичных тем, снижение актуальности работы <0 1 защита диссертации 0.9 1.0

А) Р=0

В) Р11=1,Р12=1,Ри=0,Р2=0 У

, Р12=1,Рг=0

О) Рц = 1,Р12=1,Р12=1, Р2=1 У

у .....

4г==1с| Ъ^со

^

Рис. 8. Динамика изменения качества отклика (У) в зависимости от времени ответа на примере разрешения ситуации, связанной со сдачей экзамена (А - группа студентов, не сдавших экзамен, разбита на экспериментальные подгруппы В, С и О. У подгруппы В в процессе подготовки повышают концентрацию внимания с помощью Рм и Р, 2, у подгруппы С - с помощью Р, ь Р) 2 и Р( з, иля подгруппы О в качестве дополнительной меры упрощают изложение материала, У* - планка отклика - оценка «5», У - оценка «2», У1 - оценка «3», У2 - оценка «4», У3 - оценка «5»),

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Приведенные в тексте диссертации материалы исследований и разработок представляют собой законченную работу, посвященную задаче создания моделей и комплексов программ для развития систем управления знаниями. Подробные результаты и выводы приведены в конце каждой из пяти глав диссертации.

Основные научные результаты: проведен обзор и анализ проблематики моделирования, методов и комплексов программ для СУЗ с выходом на пакет прототипов; наведен порядок в терминологии и упорядочено поле понятий по СУЗ и системе позиционирования; по исходным вербальным описаниям восстановлены полуформализованные (информационные, концептуальные, структурные, алгоритмические, структурно-технологические и функционально-структурные) модели прототипов для моделирования и программной реализации СУЗ; предложено новое решение СУЗ, включающее позиционирование в качестве подсистемы; создан пакет информационных, концептуальных, структурных, алгоритмических, структурно-технологических и функционально-структурных моделей предлагаемого решения по СУЗ; создан пакет математических моделей позиционирования как управления откликом (решением от ЛПР-исполнителя) в процессе разрешения проблемной ситуации с помощью СУЗ.

Для создания пакета моделей СУЗ проделана работа по системной интеграции знаний из области психологии, нейрофизиологии, системотехники и информационных технологий.

Основные практические результаты: Разработан, апробирован и пущен в эксплуатацию комплекс программных продуктов, реализующий на практике модели СУЗ.

В итоге создан теоретический и практический фундамент для внедрения СУЗ в научно-практических структурах с целью разрешения проблемных ситуаций.

Основные публикации по тем« диссертационной работы

1. Инюшкина О.Г., Кортов B.C., Макаров Э.П. Виртуальные персональные ресурсы в сетях Интернет. // Материалы международной научно-методической конференции «Новые информационные технологии в университетском образовании». - Новосибирск: СГУИПС, ИДМИ, 1999.

2. Инюшкина О.Г., Макарова Н.Э. Студенческие академические сообщества в Интернет. // Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Региональные проблемы информатизации образования» («Регинформ-99»), часть 2. - Пермь: Пермский региональный институт педагогических информационных технологий, 1999, с. 138.

3. Инюшкина О.Г., Кортов B.C., Макаров Э.П. Персональное информационное рабочее пространство. // Тезисы докладов Всероссийской научно-методической конференции «Телема-тика-99». - СПб.: Санкт-петербургский государственный институт точной механики и оптики (технический университет), 1999.

4. Инюшкина О.Г., Макаров Э.П. Программный комплекс «Персональное информационное рабочее пространство (ПИРП)». Свидетельство об официальной регистрации программ №

2000610395.1I Реестр программ для ЭВМ. - г. Москва, Российская федерация. Роспатент, 18 мая 2000 г.

5. Макаров Э.П., Инюшкина О.Г., Кортов B.C. Контролируемая информационно-образовательная среда дистанционного обучения на базе Интернет-технологий. // Материалы Международной научно-методической конференции «Новые информационные технологии в университетском образовании». - Новосибирск: ИДМИ, 2000, с. 169-170.

6. B.C. Кортов, Э.П. Макаров, О.Г. Инюшкина. Виртуальная персональная информационно-образовательная среда в Интернет. // Тезисы докладов Второй международной конференции «Интернет. Общество. Личность - ИОЛ-2000. Новые информационно-педагогические технологии». - СПб: Институт «Открытое общество», 2000, с. 180-181.

7. Программный комплекс «Персональное информационное рабочее пространство (ПИРП)». Рекламный буклет. // Постоянно действующая выставка интеллектуальной собственности УГТУ, октябрь 2000 г.

8. Инюшкина О.Г., Макаров Э.П. Программный комплекс «Корпоративный офис. Научное обслуживание». Свидетельство об официальной регистрации программ № 2001610222. // Реестр программ для ЭВМ. - г. Москва, Российская федерация. Роспатент, 28 февраля 2001 г.

9. С. Л. Гольдштейн, О. Г. Инюшкина, Э. П. Макаров. Управление знаниями: обзор, аналоги, прототип, предлагаемая структура. // Сб. «Интеллектуальные информационные технологии в управленческой деятельности». - Екатеринбург: ИПК УГТУ, 2001, с. 9-19.

10. С. Л. Гольдштейн, О. Г. Инюшкина, Э. П. Макаров. Иерархическая модель системы управления знаниями. Там же, с.20-39.

11. Гольдштейн С.Л., Макаров Э.П., Инюшкина О.Г. Корпоративный информационный портал управления знаниями. // Тезисы международной научно-методической конференции «Новые информационные технологии в университетском образовании». - Новосибирск: СГУИПС, ИДМИ, 2001, с. 178-179.

12. Э.П. Макаров, О.Г. Инюшкина, C.B. Устелсмов. Корпоративный офис. Научное обслуживание. // Труды Международной научно-методической конференции "Телематика'2001". -СПб.: Санкт-петербургский государственный институт точной механики и оптики (технический университет), 2001, с. 235-236.

13. Бирюков И.В., Гольдштейн С.Л., Инюшкина О.Г. Корпоративное информационное пространство кафедры вычислительной техники. // Тезисы Всероссийской научно-методической конференции «Новые образовательные технологии в вузе». - Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2001, с. 69-70.

14. Инюшкина О.Г., Гольдштейн СЛ., Макаров Э.П. Программный комплекс «Корпоративное информационное рабочее пространство руководителя научно-практического учреждения (КИРП-Р-НПУ)». Свидетельство об официальной регистрации программ № 2002610017. // Реестр программ для ЭВМ. - г. Москва, Российская федерация. Роспатент, 3 марта 2002 i.;

15. Э.П. Макаров, О.Г. Инюшкина. Персональный информационно-образовательный портал. // Тезисы Международной научно-методической конференции «Новые информационные технологии в университетском образовании». - Кемерово: КемГУ, ИДМИ, 2002, с. 257-258.

16. Гольдштейн С.Л., Инюшкина О.Г. Позиционирование- обзор, аналоги, прототип, предлагаемые описание и расширение. // Сб. «Системная интеграция в управленческой деятельности» - Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2002, с.64-78.

17. Гольдштейн С.Л., Инюшкина О.Г., Макаров Э.П. Интегрированная коммуникационная платформа жизнедеятельности образовательного учреждения: обзор, аналоги, прототип. Там же, с. 78-98.

18. Гольдштейн С.Л., Инюшкина О.Г., Макаров Э.П. Научно-образовательный портал: обзор, аналоги, прототип. Там же, с.99-113.

19. С. Л. Гольдштейн, О. Г. Инюшкина. Система, основанная на знаниях: прототип и предлагаемое решение. // Сб. «Инжиниринг, Инновации, Инвестиции», вып. 3. - Челябинск: ЧНЦ РАЕН, 2003, с. 122- 133.

20. О.Г. Инюшкина, СЛ. Гольдштейн. Разработка пакета моделей для реализации системы управления знаниями. // Научные труды VII отчетной конференции молодых ученых ГОУ ВПО УГТУ-УПИ: сборник статей. - Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2005, с. 198-200.

21. О.Г. Инюшкина, С.Л. Гольдштейн. Технологические схемы системы управления знаниями для разрешения проблемных ситуаций. // Там же, с.217-218.

22. С.Л. Гольдштейн, О.Г. Инюшкина. Система управления знаниями персонала предприятия по разрешению проблемных ситуаций: прототип и предлагаемое решение в структурных, алгоритмических и концептуальных моделях. // Сб. «Инжиниринг. Инновации. Инвестиции», вып. 5. - Челябинск: ЧНЦ РАЕН, 2005, с. 8-26.

23. С.Л. Гольдштейн, О.Г. Инюшкина. Сисгема управления знаниями для разрешения проблемных ситуаций: инфо-технологические схемы. // Там же, с. 41-60.

24. С.Л. Гольдштейн, О.Г. Инюшкина. Позиционирование задачи в сознание ЛПР: предпосылки для моделирования и технической реализации. // Сб. «Интеллектика. Логистика. Системоло-гия», вып. 15. - Челябинск: ЧНЦ РАЕН, 2005.

25. С.Л. Гольдштейн, О.Г. Инюшкина. Позиционирование задачи в сознание ЛПР: структурно-технологическая модель преобразования факторов в отклик. Там же.

26. СЛ. Гольдштейн, О.Г. Инюшкина. Математическая модель разрешения ситуации в инфо-коммуникационно-позиционирующих технологиях экономики, техники, образования. // Тезисы докладов областной научно-практической конференции «Информационно-математические технологии в экономике, технике и образовании». - Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2005, с. 37.

Подписано в печать « 2.А » ноября 2005 Тираж 80 экз. Заказ 471

Ризография НИЧ УГТУ-УПИ 620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, 19

"»56JÍ

РНБ Русский фонд

2006-4 29045

ВВЕДЕНИЕ.

1 .ПРОБЛЕМАТИКА СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ЗНАНИЯМИ (СУЗ): ОБЗОР, АНАЛОГИ, ПРОТОТИПЫ.

1.1 Инфо-коммуникационные системы: исторический обзор и тенденции развития.

1.2 Системы управления знаниями (СУЗ): обзор, аналоги, прототип.

1.3 Информационный портал: обзор, аналоги, прототип.

1.4 Система позиционирования: обзор, аналоги, прототип.

1.5 Система преобразования воздействующих физических факторов задачи в отклик (решение от ЛПР-исполнителя).

1.6 Цель, задачи и методы диссертационного исследования.

1.7 Результаты и выводы по главе 1.

2. СОЗДАНИЕ ПАКЕТА ПОЛУФОРМАЛИЗОВАННЫХ МОДЕЛЕЙ ПРОТОТИПОВ СУЗ.

2.1 Полуформализованные модели прототипа СУЗ.

2.1.1 Информационная модель в виде иерархического тезауруса понятий

2.1.2 Концептуальные модели прототипа СУЗ.

2.1.3 Структурные модели прототипа СУЗ.

2.1.4 Алгоритмические модели прототипа СУЗ.

2.1.5 Структурно-технологические и функционально-структурные модели прототипа СУЗ.

2.2 Полуформализованные модели прототипа информационного портала для программной реализации СУЗ (структурная модель).

2.3 Полуформализованные модели прототипа системы позиционирования

2.3.1 Концептуальные модели прототипа системы позиционирования.

2.3.2 Структурная модель прототипа системы позиционирования.

2.3.3 Информационная модель прототипа системы позиционирования в виде иерархического тезауруса понятий.

2.4 Структурно-технологические модели системы преобразования воздействующих физических факторов задачи в отклик (решение от ЛПР).

2.5 Результаты и выводы по главе 2.

3. ПАКЕТ ПОЛУФОРМАЛИЗОВАННЫХ МОДЕЛЕЙ ПРЕДЛАГАЕМОГО РЕШЕНИЯ СУЗ.

3.1 Предпосылки для моделирования предлагаемого решения СУЗ.

3.2 Пакет полу формализованных моделей предлагаемого решения СУЗ.

3.2.1 Концептуальные модели предлагаемого решения СУЗ.

3.2.2 Структурные модели предлагаемого решения СУЗ.

3.2.3 Алгоритмические модели предлагаемого решения СУЗ.

3.2.4 Функционально-структурные модели предлагаемого решения СУЗ.

3.2.5 Структурно-технологические модели предлагаемого решения СУЗ.

3.3 Оценка эффективности работы предлагаемого решения СУЗ.

3.4 Результаты и выводы по главе 3.

4. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ.

4.1. Математическая модель преобразования воздействующих физических факторов задачи в отклик (решение от J11 IP-исполнителя).

4.2. Математическая модель позиционирования как управления откликом

4.3 Результаты и выводы по главе 4.I.

5. ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ СУЗ.

5.1 Комплексы программ для реализации СУЗ.

5.2 Апробация и внедрение.

5.3 Примеры разрешения ситуаций.

5.4 Результаты и выводы по главе 5.

Системы управления знаниями (СУЗ), представляющие собой интеграцию различных инфо-коммуникационных (на базе сетей и технологий Интернет) технологий, используются в составе систем, основанных на знаниях (СОЗ) для разрешения проблемных ситуаций во всех сферах человеческой деятельности - в бизнесе, науке, образовании, медицине, социальной сфере и т.д. В развитых странах сформировался и развивается четвертичный сектор экономики, построенной на знаниях.

С конца 90-х гг. прошлого века, характеризующихся массовым внедрением СУЗ, был накоплен большой фактологический и эмпирический материал по теме. Вопросы управления знаниями освещены в многочисленных работах зарубежных (Г. Антее, Т. Боу-эн, Д. Гарднер, Д. Каймо, Д. О'Лири, Д. Люгер, Э. Мэллоу, А. Сатьядас, Э. Скэннел, К. Фраппаоло и др.) и отечественных (В. Ананьин, Т. Гаврилова, М. Головко, А. Данилин, С. Левочкин, Т. Хорошевский и др.) авторов. Из уральских авторов работ данного направления можно отметить работы П. Браславского, С. Гольдштейна, А. Кудрявцева, Э. Макарова, С. Печеркина, Т. Ткаченко и др.

Но по-прежнему нет решений, способных в достаточной мере удовлетворить потребности ЛПР при разрешении проблемных ситуаций. Несмотря на множество программных продуктов на рынке информационных технологий и публикаций по данной теме, сохраняется недостаточное понимание концепции управления знаниями (УЗ), многочисленные модели носят либо вербальный, либо слабо формализованный характер, либо строги, но касаются частностей. Более того, в области УЗ отсутствуют точные определения понятий, нет полного словаря. Все это приводит к трудностям с внедрением СУЗ в организациях, препятствует их развитию для повышения эффективности разрешения проблемных ситуаций. Состояние осложняется тем, что в современных условиях информационные коммуникации, как средства разрешения проблем, сами становятся проблемой и нуждаются в управлении.

Поэтому тема диссертации является актуальной.

Выводы:

- рассмотренный материал достаточен для перехода к дальнейшему исследованию, теоретическому описанию и соответствующим разработкам.

5. ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ СУЗ 5.1. Комплексы программ для СУЗ

На базе предложенных моделей разработаны комплексы программ (КП) для реализации СУЗ.

КП для реализации СУЗ - это инструментальные программные оболочки (ИПО) для создания и поддержки интеллектуальных информационных порталов («Корпоративное информационное рабочее пространство руководителя научно-практической структуры (КИРП-Р-НПУ)»), виртуальных офисов («Корпоративный офис. Научное обслуживание»), персональных информационных рабочих пространств («Персональное информационное рабочее пространство (ПИРП)») и электронного обучения («Дистанционное обучение на основе сотрудничества»).

Функциональное назначение КП отражено в табл. 12.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Приведенные в тексте диссертации материалы исследований и разработок представляют собой законченную работу, посвященную задаче создания моделей и комплексов программ для развития систем управления зан-ниями. Подробные результаты и выводы приведены в конце каждой из пяти глав диссертации.

Основные научные результаты: проведен обзор и анализ проблематики моделирования, методов и комплексов программ для СУЗ с выходом на пакет прототипов; наведен порядок в терминологии и упорядочено поле понятий по СУЗ и системе позиционирования; по исходным вербальным описаниям восстановлены полуформализованные (информационные, концептуальные, структурные, алгоритмические, структурно-технологические и функционально-структурные) модели прототипов для моделирования и программной реализации СУЗ; предложено новое решение СУЗ, включающее позиционирование в качестве подсистемы; создан пакет информационных, концептуальных, структурных, алгоритмических, структурно-технологических и функционально-структурных моделей предлагаемого решения по СУЗ; создан пакет математических моделей позиционирования как управления откликом (решением от ЛПР-исполнителя) в процессе разрешения проблемной ситуации с помощью СУЗ.

Для создания пакета моделей СУЗ проделана работа по системной интеграции знаний из области психологии, нейрофизиологии, системотехники и информационных технологий.

Основные практические результаты: Разработан, апробирован и пущен в эксплуатацию комплекс программных продуктов, реализующий на практике модели СУЗ.

В итоге создан теоретический и практический фундамент для внедрения СУЗ в научно-практических структурах с целью разрешения проблемных ситуаций.

1. Э. Райе, Д. Траут. Позиционирование. Битва за узнаваемость. - СПб: Питер, 2001. -249с.

2. Д. Флинт. Локальные сети ЭВМ. Архитектура, принципы построения, реализация. -М.: Финансы и статистика, 1986, с. 264;

3. История Интернет: Коммерциализация Интернет. http://wvAV.smolensk.ru/history/classmats 134.html# 1989

4. С. Теллин. Интранет и Адаптивные Инновации: переход от управления к координации в современных сетях. Jet Info online №21-22(28-29), 1996, http://www.jetinfo.ru/1996/21-22/2/article2.21-22.1996.html

5. P. Ричардсон. Предел средств коллективной работы. / LAN/ЖУРНАЛ СЕТЕВЫХ РЕШЕНИЙ, №4, 1998.

6. The 'Three Eras' of Lotus History, http://www.lotus.com

7. С. Теллин. Методология Интранет. // Jet Info online, №21 -22(28-29), 1996, http://www.jetinfo.ru71996/21 -22/1 /articlel .21 -22.1996.html

8. Ф. Хэпгуд. Новое поколение Интранет. // Директор ИС, №23, 1999, http.V/text.marsu.ru/osp/cw/cio/l 999/23/01 .htm

9. М. Хиллз. Последнее слово в области группового программного обеспечения. / Се-ти/intranet, № 3/97, с. 49-55.

10. Д. Шэнд. В работе участвуют все.// Сети, №5, 1998 г, с. 106-110, http://www.ops.ni/nets/l 998/106.htm

11. М. Хиллз. Групповое ПО и ваша интрасеть. // Сети/intranet, № 3, 1997.

12. А.В. Данилин. Архитектура решений Lotus. http://www.citforum.ru/seminars/cis99/lsa06.shtml

13. Л.Григорьева. И.Юрьев. Workflow организация успеха. http://www.document.ru/metodol/workflow.asp?id=0

14. Э. Бухмиллер, В. Флори. Деловой офис прошлое и будущее. http://consulting.ru/main/mgmt/texts/ml/002virtualoffice3.htm http://consulting.ru/main/mgmt/texts/ml/002virtualoffice5.htm

15. Т. Дейви. ПО Venue создает виртуальный «офис». Компьютерная неделя, N4 (78), 4/2, 1997, http://old.pcweek.ru/9704/koi/ntl 4.htm

16. Т.А. Гаврилова, В.Ф. Хорошевский. Базы знаний интеллектуальных систем. СПб: Питер, 2000.-384 с.

17. А.Н. Одинцов, Б.Е. Романов. Советующие информационные системы в экономике. М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2000. 487 с.

18. В.П. Романов. Интеллектуальные информационные системы в экономике. М.: Экзамен, 2003.-496 с.

19. А.В. Вебер, А.Д. Данилов, С.И. Шифрин. Knowledge-технологии в консалтинге и управлении предприятием. СПб: Наука и Техника, 2003. - 176с.

20. Ю.И. Шемякин. Семантика самоорганизующихся систем, М.: Академический проект, 2003. - 176с.

21. Т.Я. Ткаченко. Инструментальная среда системотехнического обслуживания сложных объектов. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2002. - 202с.

22. What is Knowledge Management, http://www.km-forum.org/whatis.htm

23. Т. Боуэн, Эд Скэннел. Это таинственное управление знаниями. COMPUTERWORLD РОССИЯ №09,1999.

24. А. Данилин. О проблематике управления знаниями. COMPUTERWORLD РОССИЯ №31, 1999.

25. Д.Е. О'Лири. Управление корпоративными знаниями. ОТКРЫТЫЕ СИСТЕМЫ №0405,1998.

26. AAAI Spring Symposium Artificial Intelligence in Knowledge Management Stanford University, March 24-26, 1997. http://ksi.cpsc.ucalgary.ca/AIKM97/

27. Э. Мэллоу. Поддержка управления знаниями: у вас это есть. // Computerworld Россия №10,1998.

28. К. Фраппаоло. Четыре базовые функции. Computerworld Россия, №10, 1998

29. Г. Антее. Как поделиться знаниями . // Computerworld Россия, №10, 1998.

30. Д. Гарднер. Обогащайтесь знаниями! COMPUTERWORLD РОССИЯ №21, 1998.

31. К.А. Шульман. Электронный бизнес: новые реалии. ИННОВАЦИИ, 3-4 (20-21), май 1999.

32. Р. Скотт. Управление знаниями глазами тех, кто его развивает. // COMPUTERWORLD РОССИЯ №7, 1999. http://text.marsu.ru/osp/cw/1999/07/40.htm

33. Т.С. Боуэн, Э. Скэннел. Это таинственное управление знаниями. // COMPUTERWORLD РОССИЯ, №9, 1999.

34. D. Kajmo. Knowledge Management in R5. 03 May 1999. http://www-10.lotus.com/ldd/today.nsf/DisplayForm/FAB0891EECD6D9898525670500776F5970penD ocument.

35. Lotus представляет портал управления знаниями. ComputeReview, №18 (33), 25 октября 2000.

36. М. Головко. Проекты ИС для крупных предприятий: от бессистемного управления к системам управления знаниями. // Директор информационной службы, №04, 2000. www.osp.ru/cw/cio/2000/04/013 .htm.

37. С. Гольдштейн, С. Печеркин, Т. Ткаченко. Системная интеграция: системно-информациологический подход к проблеме знаний и управления знаниями. ИНФОР-БОНУМ, №1 (5), 2000, с. 99-109.

38. A. Satyadas. Knowledge discovery strikes the balance between business control and innovation. Nov 5,2002,http://www.lotus.com/news/news.nsf/public/lD77D354B2F9AB4285256C5D0046BD44.

39. Satyadas. Tuesday, February 11,2003. Growing with Knowledge Management. http://www.line56.com/articles/default.asp?ArticleID=4408

40. C. JI. Гольдштейн, О. Г. Инюшкина, Э. П. Макаров. Управление знаниями: обзор, аналоги, прототип, предлагаемая структура. // Сб. «Интеллектуальные информационные технологии в управленческой деятельности». Екатеринбург: ИПК УГТУ, 2001, с. 9-19.

41. М.Х. Мескон, М. Альберт, Ф. Хедоури. Основы менеджмента. М.: Дело, 1992.

42. P. Fitzgerald. Enterprise Information Portals: Tie It Together, Open It Up (Part 1). "Datamation". May 30,2001.

43. P. Fitzgerald. Enterprise Information Portals: Tie It Together, Open It Up (Part 2). "Datamation". May 31, 2001.

44. D. Yockelson. "META Group Report: Starting From Where We Left Off. Datamation. May 25,2001.

45. D. Aponovich. Portal Security: It's All About Trust. "Datamation". May 31,2001.

46. Т. Богатова. Новый портал для открытого общества. / PC WEEK/RE № 33, 12 сентября2000 г., с.24-25.

47. Е. Монахова. Корпоративный портал это вовсе не сайт. PC WEEK/RE № 20, 5 июня2001 г., с.29-30.

48. А. Чубуков. Порталы для э-бизнеса. / PC WEEK/RE № 20, 5 июня 2001 г., с.29-30.

49. СЛ. Гольдштейн, M.A. Еремеева. Порталы: обзор, аналитика, аналоги, прототип. // Сб. «Системная интеграция в управленческой деятельности». Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2002 г., с.78.

50. Гольдштейн СЛ., Инюшкина О.Г., Макаров Э.П. Научно-образовательный портал: обзор, аналоги, прототип. // Сб. «Системная интеграция в управленческой деятельности». Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2002, с.99-113.

51. Г. Минцберг, Б. Альстрэнд, Д. Лэмпел. Школы стратегий. СПб: Питер, 2000, 336 е., с. 72-105.

52. Маркетинг. Толковый терминологический словарь-справочник. М.: Инфоконт, 1991, с. 89.

53. Словари и энцеклопедии on-line. Экономический словарь.

54. Энциклопедия Интернет-рекламы. http://book.promo.ni/book/http://dic.academic.ru/misc/econdict.nsf/ListW

55. Интернет-консалтинг и стратегическое планирование. Интернет-агенство Promo.ru. http://agency.promo.ru/services/strategy/02.html

56. Слагаемые эффективного маркетинга. //YES! Российский журнал о брэндинге и креативе, №4 (25), 1999. http://www.advi.ru/arts/yes-25/yes-25-art-2.php3?mag=40&rub=0

57. Гольдштейн C.J1., Плюшкина О.Г. Позиционирование: обзор, аналоги, прототип, предлагаемые описание и расширение. // Сб. «Системная интеграция в управленческой деятельности». Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2002, с.64-78.

58. Психология. Словарь. / Под общ. Ред. А.В. Петровского, М.Г. Ярошевского. 2-е изд., - М.: Политиздат, 1990, - 494 с.

59. Ф. Блум, А. Лейзерсон, Л. Хофстедтер. Мозг, разум и поведение. М.: Мир, 1998, -248 с.

60. Д. Хьюбел. Мозг. // «Scientific American», Сентябрь, 1979. http://devices.by.ru/new/fiz/0005.htm

61. П. Стерки. Основы физиологии. М.: Мир, 1984, - 556 с.

62. С.М. Иванов. Быстрый холод вдохновенья. М.: «Советская Россия», 1988. http://www.bio-pc.ru/literatura/v 1.1 .html

63. В. К. Чертыковцев. Логистика человеко-машинных систем. Человек как звено СЧМ. -Самара: самарская государственная экономическая академия, 2004, - электронная версия, http://www.ssea.ni/logist/chrtl/3.l.htm

64. Энциклопедия Брокгауза и Эфрона, http://dic.academic.ru/dic.nsf/brokgauz/3474

65. Новейший философский словарь. Минск.: Интерпрессервис; Книжный дом, 2001. — 1280 с.

66. С.Л. Гольдштейн, О.Г. Инюшкина. Позиционирование задачи в сознание ЛПР: структурно-технологическая модель преобразования факторов в отклик. // Сб. «Интеллекти-ка. Логистика. Системология», вып. 15, Челябинск: ЧНЦ РАЕН, 2005.

67. С.И. Ожегов. Словарь русского языка. М.: Государственное издательство иностранных и национальных словарей, 1961.

68. Терминологический словарь по автоматике, информатике и вычислительной технике. М.: ВШ, 1989.

69. Computing & Multimedia. Карманный словарь. М.: Внешсигма, 1996.

70. Словари и энциклопедии online, http://dic.academic.ru/

71. Д.А. Поспелов. Данные и знания. Искусственный интеллект. Книга 2. Модели и методы. Под ред. Проф. Д.А. Поспелова. М.: Радио и связь, 1990.

72. С. Осуга. Обработка знаний. Пер. с японского к.т.н. В.И. Этова. М.: Мир, 1989. Информационные ресурсы. Информатика: Учебник /Под ред.проф. Н.В. Макаровой М.: Финансы и статистика, 1997.

73. Информационные ресурсы. Информатика: Учебник /Под ред.проф. Н.В. Макаровой -М.: Финансы и статистика, 1997.

74. В. Ананьин. Интранет как инструмент корпоративного управления. Часть 1. // Системы управления базами данных, №03,1997.

75. В.И. Ананьин. Корпоративные стандарты точка опоры автоматизации. // Системы управления базами данных, №05-06,1997.

76. С. JI. Гольдштейн, О. Г. Инюшкина, Э. П. Макаров. Иерархическая модель системы управления знаниями. // Сб. «Интеллектуальные информационные технологии в управленческой деятельности». Екатеринбург: ИПК УГТУ, 2001, с.20-39.

77. C.J1. Гольдштейн, Т.Я. Ткаченко. Введение в системологию и системотехнику. Екатеринбург: ИРРО, 1994, с.50.

78. С. Л. Гольдштейн, О. Г. Инюшкина. Система, основанная на знаниях: прототип и предлагаемое решение. // Сб. «Инжиниринг, Инновации, Инвестиции», вып. 3, Челябинск: ЧНЦ РАЕН, 2003, с. 122 - 133.

79. О.Г. Инюшкина, C.JI. Гольдштейн. Разработка пакета моделей для реализации системы управления знаниями. // Научные труды VII отчетной конференции молодых ученых ГОУ ВПО УГТУ-УПИ: сборник статей. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2005, с. 198-200.

80. Д. Андерсен. Когнитивная психология. СПб: Питер, 2002. - 496 с.

81. СЛ. Гольдштейн, О.Г. Инюшкина. Система управления знаниями для разрешения проблемных ситуаций: инфо-технологические схемы. // Сб. «Инжиниринг. Инновации. Инвестиции», вып. 5. Челябинск: ЧНЦ РАЕН, 2005, с. 41-60.

82. Разработка концептуальной модели. http://ssu.sumy.Ua/~chekalov/teach/cource/dbase/desktop/2/2l.shtml;

83. С.С. Печеркин. Теоретическое описание и развитие системной интеграции для научно-практических структур. // Автореферат. — Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2002, 19 с.

84. СЛ. Гольдштейн. Введение в информатику. Свердловск: УПИ, 1990, - 104 с.

85. СЛ. Гольдштейн, О.Г. Инюшкина. Позиционирование задачи в сознание ЛПР: предпосылки для моделирования и технической реализации. // Сб. «Интеллектика. Логистика. Системология», вып. 15. Челябинск: ЧНЦ РАЕН, 2005.

86. С.И. Блохина, С.Л. Гольдштейн и др. Методология и инструментарий системной медико-технической интеграции. // «Вестник уральской медицинской академической науки» , №2, Екатеринбург: СУ НЦ РАМН и ПСО, 2003, С. 3-6

87. А.П. Бочков, Д.П. Гасюк, А.Е. Филюстин. Модели и методы управления развитием технических систем. СПб: Союз, 2003, - 288 с.

88. Я.Б. Зельдович, Г.И. Баренблатт, В.Б. Либрович, Г.М. Махвиладзе. Математическая теория горения и взрыва. М.: Наука, 1980, С. 478.

89. В. Лаврус. Слухи о 25-м кадре подсознательно преувеличены. Оценка влияния текста и образа, http://www.n-t.ru/tp/ts/25.htm

90. Инюшкина О.Г., Макаров Э.П. Программный комплекс «Корпоративный офис. Научное обслуживание». Свидетельство об официальной регистрации программ № 2001610222. // Реестр программ для ЭВМ. г. Москва, Российская федерация. Роспатент, 28 февраля 2001 г.

91. Инюшкина О.Г., Кортов B.C., Макаров Э.П. Виртуальные персональные ресурсы в сетях Интернет. // Материалы международной научно-методической конференции «Новые информационные технологии в университетском образовании». Новосибирск: СГУИПС, ИДМИ, 1999.

92. О.Г. Инюшкина. Программный комплекс «Персональное информационное рабочее пространство (ПИРП)». Рекламный буклет. // Постоянно действующая выставка интеллектуальной собственности УГТУ, октябрь 2000 г.

93. Э.П. Макаров, О.Г. Инюшкина. Персональный информационно-образовательный портал. // Тезисы Международной научно-методической конференции «Новые информационные технологии в университетском образовании». Кемерово: КемГУ, ИДМИ, 2002, с. 257-258.