Файл: Учебник Рекомендовано Федеральным государственным учреждением.pdf

2.
Рассматривается правило 2. Его условие истинно, так как утверждение из условия имеется в рабочем множестве. Примеря­
ем правило 2. Добавляем к рабочему множеству факт «Продолжи­
тельность жизни менее 60 лет». Целевое утверждение выведено.
При обратном порядке вывода заключения просматриваются до тех пор, пока не будут обнаружены в рабочей памяти или по­
лучены от пользователя факты, подтверждающие одно из них.
В системах с обратным выводом вначале выдвигается некоторая гипотеза, а затем механизм вывода в процессе работы как бы воз­
вращается назад, переходя от нее к фактам, и пытается найти среди них те, которые подтверждают эту гипотезу. Если достовер­
ность доказана, то выбирается следующая гипотеза, детализиру­
ющая первую и являющаяся по отношению к ней подцелью. Далее отыскиваются факты, подтверждающие истинность подчиненной гипотезы. Вывод такого типа называется управляемым целями.
Обратный поиск применяется в тех случаях, когда цели известны и их сравнительно немного.
Заметим, что для упрощения ситуации мы предположили, что в обоих случаях факты «Пациент курит» и «Кровяное давление выше среднего» уже известны системе. На самом деле система выясняет истинность или ложность факта, входящего в условие некоторого правила, спрашивая об этом пользователя в тот мо­
мент, когда она пытается применить правило.
Приведенный пример сознательно выбран простым и не от­
ражающим многих проблем, связанных с организацией вывода в экспертной системе. В частности, из примера может создаться впечатление, что прямая цепочка рассуждений эффективнее, чем обратная, что на самом деле не так. Эффективность той или иной стратегии вывода зависит от характера задачи и содержимого базы знаний. В системах диагностики чаще применяется прямой вывод, в то время как в планирующих системах более эффективным оказывается обратный вывод. В некоторых системах вывод осно­
вывается на сочетании обратного и ограниченно-прямого. Такой комбинированный метод получил название циклического.
Контрольные вопросы
1. Что такое искусственный интеллект?
2. Перечислите основные направления в моделировании ИИ.
3. Разъясните понятия «данные» и «знания».
4. Что называется экспертной системой?
5. Назовите основные проблемы технологии экспертных систем.
6. Какие особенности имеют экспертные системы?
7. Назовите основные компоненты типичной экспертной системы.
8. Приведите примеры крупномасштабных экспертных систем.
70

9. В чем смысл экспертного анализа?
10. Перечислите типовые задачи, решаемые экспертными систе­
мами.
11. Чем характеризуются экспертные системы?
12. Назовите функции экспертных систем.
13. Как осуществляется передача знаний в экспертной системе?
14. Что представляет собой база знаний? Как осуществляется в ней
представление знаний?
15. Что такое подсистема вывода? Каковы ее функции?
16. Что называется целевым утверждением?
17. В чем отличие прямого порядка вывода от обратного?

Г Л А В А 3
ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ ПРОГРАММНОГО
ОБЕСПЕЧЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ
СИСТЕМ
3.1. С тад и и ж изненного цикла
инф ормационны х с и ст е м
Понятие жизненного цикла является одним из базовых понятий методологии проектирования информационных систем. Жизнен­
ный цикл информационной системы представляет собой непре­
рывный процесс, начинающийся с момента принятия решения о создании информационной системы и заканчивающийся в момент полного изъятия ее из эксплуатации. Существует международный стандарт, регламентирующий жизненный цикл информационных систем, — ISO/IEC 12207. ISO расшифровывается как International
Organization of Standardization (Международная организация по стандартизации), IEC — как International Electrotechnical Commis­
sion (Международная комиссия по электротехнике). Стандарт ISO/
IEC 12207 определяет структуру жизненного цикла, включая про­
цессы, действия и задачи, которые должны быть выполнены во время создания информационной системы.
Жизненный цикл ИС можно представить как ряд событий, про­
исходящих с системой в процессе ее создания и использования.
Разработка информационной системы, как правило, выполняется для определенного предприятия. Особенности деятельности пред­
приятия или предметной области его функционирования, без­
условно, влияют на состав информационной системы, но в то же время структуры разных предприятий в целом похожи между собой.
Каждая организация независимо от рода ее деятельности состоит из ряда подразделений, непосредственно осуществляющих тот или иной вид деятельности компании. И эта ситуация справедлива практиче­
ски для всех организаций, каким бы видом деятельности они ни занимались. Любую организацию можно рассматривать как сово­
купность взаимодействующих элементов (подразделений), каждый из которых может иметь свою структуру. Взаимосвязи между подраз­
делениями тоже достаточно сложны. В общем случае можно выделить три вида связей между подразделениями предприятия:
72

— функциональные связи — каждое подразделение выполняет определенные виды работ в рамках единого бизнес-процесса;
— информационные связи — подразделения обмениваются информацией (документами, факсами, письменными и устными распоряжениями и т.п.);
— внешние связи — некоторые подразделения взаимодейству­
ют с внешними системами, причем их взаимодействие также может быть как информационным, так и функциональным.
Информационная система предприятия разрабатывается как некоторый проект. Многие особенности управления проектами и фазы разработки проекта (фазы жизненного цикла) являются общими, не зависящими не только от предметной области, но и от характера проекта. Каждый проект независимо от сложности и объема работ, необходимых для его выполнения, проходит в своем развитии определенные состояния. Совокупность ступеней развития от возникновения идеи до полного завершения проекта принято разделять на стадии или этапы.
В определении количества стадий и их содержания имеются некоторые отличия, поскольку эти характеристики во многом за­
висят от условий осуществления конкретного проекта и опыта основных участников. Тем не менее логика и основное содержание процесса разработки информационной системы почти во всех случаях являются общими.
Можно выделить следующие стадии развития информационной системы — формирование требований (концепции), проектиро­
вание, реализация, тестирование, ввод системы в эксплуатацию, эксплуатация (сопровождение проекта).
Завершается жизненный цикл информационной системы вы­
водом ее из эксплуатации.
Для каждого этапа определяют состав и последовательность выполняемых работ, получаемые результаты, методы и средства, необходимые для выполнения работ, роли и ответственность участников и т.д. Такое формальное описание жизненного цикла информационной системы позволяет спланировать и организовать процесс коллективной разработки и обеспечить управление этим процессом. Рассмотрим каждую из стадий более подробно.
Стадия формирования требований к информационной систе­
ме является одной из важнейших, поскольку определяет успех всего проекта. На начальной стадии устанавливается область при­
менения системы и определяются граничные условия. Для этого необходимо идентифицировать все внешние объекты, с которыми должна взаимодействовать разрабатываемая система, и определить характер этого взаимодействия на высоком уровне, т.е. иденти­
фицировать все функциональные возможности системы и произ­
вести описание наиболее существенных из них.
73

Данная стадия включает в себя следующие этапы:
1) планирование работ. Основными задачами этого этапа яв­
ляются:
— определение целей разработки;
— предварительная экономическая оценка проекта;
— построение плана-графика выполнения работ;
2) проведение обследования деятельности автоматизируемого объекта, в рамках которого осуществляются:
— предварительное определение требований к будущей системе;
— определение структуры организации;
— определение целевых функций организации;
— анализ распределения функций по подразделениям и сотруд­
никам;
— выявление функциональных взаимодействий между подраз­
делениями;
— анализ информационных потоков внутри подразделений и между ними;
— анализ информации, поступающей из внешних источни­
ков,
— анализ существующих средств автоматизации деятельности организации;
3) построение моделей деятельности организации на основании результатов обследования:
— модели «как есть» (as-is), отражающей существующее на мо­
мент обследования положение дел в организации и позволяющей выявить узкие места в функционировании и сформулировать предложения по улучшению ситуации (оптимизации бизнес- процессов);
— модели «как должно быть» (to-be), представляющей наиболее оптимальную технологию работы предприятия.
Каждая из моделей представляет собой совокупность функ­
циональной и информационной моделей деятельности организа­
ции. Необходимо определить способы перехода от модели «как есть» к модели «как должно быть». Переход может быть осущест­
влен либо путем совершенствования существующих бизнес- процессов и технологий их обработки на основе оценки их эф­
фективности, либо радикальным перепроектированием бизнес- процессов и технологий их обработки (реинжиниринг бизнес- процессов).
Стадия проектирования, как правило, вкючает определение архитектуры системы, ее функций, внешних условий функциониро­
вания, интерфейсы и распределение функций между пользовате­
лями и системой, требования к программным и информационным компонентам, состав исполнителей и сроки разработки. Проекти­
рование осуществляется на основе моделей «как должно быть».
74

Границы каждой стадии определены некоторыми моментами времени, в которые необходимо принимать определенные критиче­
ские решения и, следовательно, достигать определенных ключевых целей. Содержание остальных этапов совпадает с соответствующи­
ми процессами жизненного цикла и будет рассмотрено далее.

пользовалась в 70-х и первой половине 80-х годов XX века. Ка­
скадные методы проектирования хорошо описаны в зарубежной и отечественной литературе разных направлений: методических монографиях, стандартах, учебниках. Организация работ по ка­
скадной схеме официально рекомендовалась и широко применя­
лась в различных отраслях. Таким образом, наличие не только теоретических оснований, но и промышленных методик и стан­
дартов, а также использование этих методов в течение десятилетий позволяет называть каскадные методы классическими.
Каскадная модель предусматривает последовательную органи­
зацию работ. При этом основной особенностью является разбие­
ние всей разработки на этапы, причем переход с одного этапа на следующий происходит только после того, как полностью завер­
шены все работы на предыдущем этапе. Каждый этап завершает­
ся выпуском полного комплекта документации, достаточной для того, чтобы разработка могла быть продолжена другой командой разработчиков.
За десятилетия существования каскадной модели разбиение работ на стадии и названия этих стадий менялись. Кроме того, наиболее разумные методики и стандарты избегали жесткого и однозначного приписывания определенных работ к конкретным этапам. Тем не менее все же можно выделить ряд устойчивых этапов разработки, практически не зависящих от предметной об­
ласти (рис. 3.1).
На первом этапе проводится исследование проблемы, которая должна быть решена, четко формулируются все требования за­
казчика. Результатом, получаемым на данном этапе, является техническое задание (разработка требований), согласованное со всеми заинтересованными сторонами.
Рис. 3.1. Каскадная модель жизненного цикла ИС
76