CC BY
0
УДК 004.451.25
DOI: 10.24412/2071-6168-2024-2-139-140
ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СТРУКТУРА СИСТЕМЫ ИНФОРМАЦИОННОЙ ПОДДЕРЖКИ ПРОЦЕССА
ПЛАНИРОВАНИЯ
А.А. Бурлаков, В.С. Скрябин, Е.В. Комаров, В.А. Питенко, А.Я. Моргунов
В статье описаны функции, реализуемые системой информационной поддержки процесса планирования, представлена ее функциональная структура. Подробно рассмотрены основные режимы функционирования системы, а также предполагаемые результаты ее использования.
Ключевые слова: система информационной поддержки, функциональная структура, функция.
Функции, реализуемые системой информационной поддержки процесса планирования (СИППП), представляются в виде:
fc: Ац х/ х Rc ^Ац; [ЗМ: %ЗМ х] х КЗМ ^ Ац; [зк- %ЗК х } х КЗК ^ Atj;
jЗП={[сс; /дс ; /д; jт};
ч
fcc' Ppfl х РСС ^ ^ Aij ;
к=1
ч
fp,c: Pßfl х х Fp/с ^ ^ Aij ;
k=l
fc РДЛ х $НД х Fß^ Atj; ft' РДЛ х SHT х FT ^ Ац,
где je - функция ссылок; /зм - функция замещения; /зк - функция заметок; /зп - функция запросов; /сс - подфункция поиска информации по статическим связям; /дс - подфункция поиска информации по динамическим связям; /д -подфункция полнотекстового поиска данных; /т - подфункция поиска понятий по имени в тезаурусе; Ац - информационный блок; J - множество якорей, каждый из которых состоит из идентификатора, на который можно ссылаться по связи, и значения, которое должно выбираться из определенной якорем части информации; Rc - множество правил переходов при реализации функции ссылок; R3M - множество правил переходов при реализации функции замещения; R3K - множество правил переходов при реализации функции заметок; Z3M - множество вариантов замещений информационного блока; Z3K - множество заметок в информационном хранилище (ИХ); Fec - множество переходов по статическим связям, Fдc - множество переходов по динамическим связям; Fд - множество реализаций алгоритмов полнотекстового поиска в ИХ; Ft - множество реализаций алгоритмов поиска по имени в тезаурусе; Рдл - множество информационных потребностей должностных лиц (ДЛ); SHдс - шаблон запроса поиска информации по динамическим связям; БНд - шаблон запроса информации по полнотекстовому поиску; SHt - шаблон запроса поиска информации по имени в тезаурусе.
Функция ссылок представляет собой отображение декартова произведения множества ссылок в информационном блоке, якорей и правил переходов по ссылкам на информационные блоки. Результатом произведения является множество ассоциативно связанных информационных блоков, от которых имеются ссылочные связи к исходным блокам. дЛ получает семантически близкую информацию относительно исходного информационного блока.
Функция замещения представляет собой отображение декартова произведения множества вариантов замещений информационного блока, якорей и правил переходов по замещению на множество информационных блоков. Результатом произведения является множество информационных блоков, которые отображают его семантику в различных формах представления (текст, графика, аудио, видео). Выбор формы представления имеющейся информации принадлежит дЛ.
Функция заметок представляет собой отображение декартова произведения множества заметок, якорей и правил переходов по установленным дЛ заметкам на множество информационных блоков. Результатом произведения является множество информационных блоков, которые имеют предварительно установленные заметки.
Функция запросов, в зависимости от применяемого вида поиска представляется следующим образом.
Функция поиска по статическим связям представляет собой отображение декартова произведения множеств информационных потребностей дЛ на множество переходов по статическим связям на множество информационных блоков. Результатом является множество информационных блоков, выбранных дЛ в результате поиска.
Функция поиска по динамическим связям представляет собой отображение декартова произведения множества информационных потребностей дЛ, шаблонов запросов, вызываемых дЛ и множество реализаций алгоритмов поиска на множество информационных блоков. Результатом является множество информационных блоков, представленных в виде сформированной, согласно семантики, запроса сети гиперграфа.
Функция поиска данных представляет собой отображение декартова произведения множества информационных потребностей дЛ, шаблонов запросов данных, и множество реализаций алгоритмов поиска на множество информационных блоков. Результатом является множество данных, представленных в виде вновь сформированного информационного блока.
Функция поиска по имени тезауруса представляет собой отображение декартова произведения множества информационных потребностей дЛ, шаблонов запросов, вызываемых дЛ и множество реализаций алгоритмов поис-
ка на множество информационных блоков. Результатом является информационный блок, имеющий в своем составе данный тезаурус.
Функциональная структура СИППП и взаимодействие ее компонентов показаны на рис.
Функциональная структура СИППП
Выделим два основных режима функционирования системы: 1) режим автора, в котором эксперт или подготовленное ДЛ осуществляет создание и модификацию информационного хранилища СИППП, 2) режим пользователя, в котором ДЛ выполняет запрос и получение необходимой информации.
ДЛ в режиме пользователя взаимодействует с двумя модулями системы: модулем ввода запросов (1) и модулем показа отобранной информации (2). Модуль ввода запросов обеспечивает возможность формирования запроса пользователя на основе шаблона типового запроса (7) и информационных блоков и связей базы данных (6). Сформулированный запрос транслируется и передается модулю поиска (5), который отбирает релевантные информационные блоки по индексу (10). Отбор блоков осуществляется путем сопоставления запроса с индексными записями полей блоков с учетом связей между ними (8). При этом возможно применение эвристических правил поиска информации (9). Отобранные блоки (17) связываются модулем показа информации (2) в гипертекст, который и предъявляется ДЛ.
Эксперт взаимодействует с редактором информационного хранилища (3) и модулем ввода и индексирования информационных блоков (4). Для каждого добавляемого в информационное хранилище нового информационного блока (16) в индексе блоков создается индексная запись (15), задающая шаблон описания документа (14), поля которого заполнены индексными данными (13).
Основной метод отбора информации - это сопоставление пунктов запроса с индексными записями, описывающими содержание документов. Сопоставление двух фрагментов Рз (пункт запроса) и 1з (индексная запись) успешно, т.е. Рз и 1з сопоставимы, в следующих случаях:
1. Рз и 1з есть простые понятия и либо 1з ¡я - а Рз, либо Рз ¡я - а 1з;
2. одно из Рз и 1з или оба являются множествами и либо
а) элементы Рз связаны через "или" и существует хотя бы одна пара рз ¡п Рз и ¡з ¡п 1з такая, что ¡з сопоставимо с рз, либо
б) элементы Рз связаны через "и" и для каждой пары рз ¡п Рз и ¡з ¡п 1з выполняется, что ¡з сопоставимо с рз;
3. Рз и 1з являются экземплярами одного и того же составного понятия и либо значение соответствующего
поля 1з сопоставимо с соответствующим значением поля Рз.
Таким образом, критерием релевантности блока является присутствие в его индексной записи либо каждой требуемой записи, либо потомков требуемой записи в и-а-иерархии.
Если запрос состоит из нескольких пунктов, блок отбирается в случае сопоставления его индексной записи хотя бы с одним из пунктов.
Помимо сопоставления, в процессе поиска могут использоваться правила поиска, задаваемые в базе данных. Выделяется 2 типа правил: ГР-ЫОТ-РОиЫО и 1Р-РОи№Э правила.
Правила первого типа определяют поведение системы в случае, если ни один документ не соответствует какому-либо пункту запроса. Предполагается, что часть релевантной информации может присутствовать неявно.
Правила второго типа позволяют дополнить отобранные блоки семантически близкой информацией.
Правила обоих типов имеют сходную структуру. Они добавляют новые пункты запроса, что позволяет отбирать дополнительные информационные блоки.
По запросу ДЛ может быть отобрано достаточно большое количество блоков, взаимосвязанных по содержанию. Семантические связи между документами следует сделать видимыми для пользователя. Для этой цели ре-
зультаты поиска представляются в виде фрагмента сети. Отобранные блоки образуют узлы фрагмента сети. Система устанавливает связи между узлами, учитывая, во-первых, историю выбора блоков по IF-FOUND правилам, во-вторых, сходство индексных записей блоков. Для облегчения ориентации между блоками соответствующие узлы подразделяются на первичные (отобранные непосредственно по запросу) и дополнительные (отобранные по правилам поиска). Кроме того, используются некоторые эвристики относительно общности и специфичности блоков.
Следует отметить, что форма представления блоков может быть различной. Большинство типов блоков (тексты, изображения, видео- и аудиоинформация) предполагают непосредственное предъявление пользователю. В то же время для числовых и табличных данных система должна производить дополнительные преобразования с тем, чтобы выявить их структуру и облегчить пользователю анализ информации. Так, для табличных документов должна обеспечиваться возможность переструктурирования, отбора строк и столбцов и т.д. В случае данных, имеющих территориальную привязку, обеспечивается интерактивное построение аналитических карт с различными способами картографического изображения. Наконец, учитывая характеристики данных (типы значений и отношения между соответствующими данными) и цели их использования ДЛ (выражающиеся в выбранном типовом запросе), система должна автоматически построить когнитивно-графическую иллюстрацию.
Следует отметить, что возможности предлагаемой системы существенно отличаются от традиционных статических систем. В традиционных системах при работе с большими гипертекстами пользователь испытывает серьезные проблемы дезориентации и когнитивных перегрузок [1, 2]. Эксперименты показали, что поиск информации средствами навигации по гипертексту крайне неэффективен [3]. Поиск по ключевым словам, реализованный в некоторых системах, также не решает указанных проблем. Напротив, в представленном подходе просмотру предшествует стадия отбора информации, в результате чего гипертекст состоит из относительно небольшого количества заведомо релевантных информационных блоков.
Предложенная формальная модель СИППП обобщает идею информационного поиска как по статическим, так и по динамическим связям. Архитектура, основанная на пространствах активности, играет существенную роль в реализации дружественного интерфейса системы. Отличительным свойством предлагаемой СИППП является подход, при котором происходит динамическое связывание отобранных блоков в гипертекст, отражающее семантические связи между фрагментами информации, что обеспечивает более полную семантическую взаимосвязь элементов предметной области.
Основываясь на использовании указанных выше положениях формальной модели, предложим представление структуры СИППП, отображающее ее компоненты, необходимые для автономной работы ДЛ.
В качестве основных элементов структуры выделим модуль реализации пространств активности и модуль управления. Последний модуль реализует обработку, хранение и поиск данных (узлов, связей и составных объектов вместе со своими атрибутами). Разрабатываемые документы сохраняются в базе данных.
Совместно используемые пространства активности отображаются посредством браузеров. Все изменения сохраняются в информационном хранилище СИППП.
Использование подхода при формировании модели СИППП, основанного на применения метафоры "паутина вычислений", в последующем развивая его на основе реализации пространств активности, и приведение данных подходов к формальному виду позволяет построить систему, которая гипотетически повысит эффективность информационной поддержки работы ДЛ при планировании.
Список литературы
1. Котенко И.В. Теория и практика построения автоматизированных систем информационной и вычислительной поддержки процессов планирования связи на основе новых информационных технологий. Монография. СПб.: DEC, 1998. 404 с.
2. Карпов Е.А., Котенко И.В., Боговик А.В. и др. Основы теории управления в системах военного назначения. Часть 1. СПб.: ВУС, 2000. 194 с.
3. Галов С.Ю., Кудрявцев А.М., Смирнов А.А. Применение аналитических методов при принятии решений: Учеб. пособие. СПб.: ВАС, 2019. 110 с.
Бурлаков Андрей Анатольевич, канд. воен. наук, доцент, доцент кафедры, [email protected], Россия, Санкт-Петербург, Военная академия связи.
Скрябин Виктор Сергеевич, преподаватель кафедры, [email protected], Россия, Санкт-Петербург, Военная академия связи.
Комаров Евгений Владимирович, канд. воен. наук, доцент, преподаватель кафедры, [email protected], Россия, Санкт-Петербург, Военная академия связи.
Питенко Валерий Александрович, старший преподаватель кафедры, [email protected], Россия, Санкт-Петербург, Военная академия связи.
Моргунов Алексей Яковлевич, канд. воен. наук, доцент, профессор кафедры, [email protected], Россия, Санкт-Петербург, Военная академия связи.
FUNCTIONAL STRUCTURE OF THE INFORMATION SUPPORT SYSTEM FOR THE PLANNING PROCESS A.A. Burlakov, V.S. Skrybin, E.V. Komarov, V.A. Pitenko, A.Ya. Morgunov
The article describes the functions implemented by the information support system for the planning process, and presents its functional structure. The main modes of operation of the system, as well as the expected results of its use, are considered in detail.
Keywords: information support system, functional structure, function.
Burlakov Andrey Anatolyevich, Candidate of Military Sciences, Associate Professor, Associate Professor of the Department, [email protected], Russia, St. Petersburg, Military Academy of Communications.
Skrybin Viktor Sergeevich, lecturer of the department, [email protected], Russia, St. Petersburg, Military Academy of Communications.
Komarov Evgeny Vladimrovich, Candidate of Military Sciences, lecturer of the department, Associate Professor, [email protected], Russia, St. Petersburg, Military Academy of Communications
Pitenko Valery Aleksandrovich, senior lecturer of the department, [email protected], Russia, St. Petersburg, Military Academy of Communications., Russia, St. Petersburg, Military Academy of Communications.
Morgunov Alexey Yakovlevich, Candidate of Military Sciences, Associate Professor, Professor of the Department, [email protected], Russia, St. Petersburg, Military Academy of Communications.
УДК 004.451.25
DOI: 10.24412/2071-6168-2024-2-142-143
ФОРМАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ СИСТЕМЫ ИНФОРМАЦИОННОЙ ПОДДЕРЖКИ ПРОЦЕССА
ПЛАНИРОВАНИЯ
А.А. Бурлаков, В.С. Скрябин, Е.В. Комаров, В.А. Питенко, А.И. Муравьев
В статье рассмотрены основные требования к формальной модели системы информационной поддержки процесса планирования. Описана модель информационного хранилища как формы представления системы информационной поддержки процесса планирования, модель управляющей оболочки хранилища с точки зрения реализации функций динамической информационной системы
Ключевые слова: процесс планирования, информационно-вычислительная поддержка, система информационной поддержки, формальная модель.
Для детального рассмотрения формальной модели системы информационной поддержки процесса планирования (СИППП) выделим следующие требования, которым должна удовлетворять данная модель [1]:
адекватность, заключающаяся в обеспечении требуемого сходства и полноты отображений объектов и их связей в модели с оригиналами;
соответствие целям исследования;
открытость - возможность модификации модели;
принцип иерархичности, заключающийся в том, что в модели отражаются естественные иерархические связи, которые позволяют вести поиск информации об определенном объекте, т.е. просматриваются не все объекты, а только объекты, непосредственно связанные с рассматриваемыми объектами.
Описание формальной модели СИППП зададим в виде: М = 1 U О, где Iявляется моделью информационного хранилища СИППП, а О представляет модель управляющей оболочки СИППП. Очевидно, что от того, как будет представлено информационное хранилище и каким образом будет осуществляться управление им, зависит эффективность функционирования СИППП и всего информационного процесса в целом. Таким образом, актуальной становится задача формального представления СИППП в виде модели информационного хранилища, отражающей основные аспекты предметной области, и управляющей оболочки СИППП, позволяющей реализовывать в системе ее возможности.
Модель информационного хранилища СИППП задана множеством I={A,S}, где А - множество информационных блоков; S - множество связей между ними. Информационный блок является элементарной единицей и содержит информацию по какому-либо конкретному вопросу планирования. Информационные блоки связаны между собой посредством связей, которые реализуют переход от одного объекта к другому.
Проблема представления информационного хранилища и взаимосвязи между отдельными его элементами, а также их эффективное использование для решения практических задач еще далека до полного разрешения. Это обстоятельство усложняет процесс выбора эффективного способа представления информации, а также требует преобразования представления информации из естественного для данной предметной области в допускаемое конкретным формализмом.
Необходимо отметить, что в общем случае модель представления данных о предметной области является формализмом, призванным отобразить статику и динамику предметной области, то есть отобразить объекты и связи между ними, иерархию объектов и изменение отношений между ними, а также закономерности выработки управляющих воздействий. В этом случае предметная область представляется совокупностью данных, содержащих информацию об объектах, к которым в статье относятся: исходные данные по планированию, методики работы должност-
