Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,252

К ПРОБЛЕМЕ СИНТЕЗА РАСПРЕДЕЛЕННЫХ ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКИХ СИСТЕМ ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ

Зеленков П.В. 1 Каюков Е.В. 1 Царев Р.Ю. 2 Штарик Е.Н. 2 Штарик А.В. 2
1 ФГБОУ ВПО «Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М.Ф. Решетнева»
2 ФГАУ ВПО «Сибирский федеральный университет»
Рассмотрена проблема синтеза распределенных информационно-аналитических систем поддержки принятия решений для обеспечения эффективного поиска и обработки информации. Приведена модифицированная модель формирования структуры распределенных информационно-аналитических систем, обеспечивающая применение узкоспециализированных тезаурусов при контекстном поиске информации в открытых источниках сети интернет и локальных информационных ресурсах. Предложены способы повышения надежности распределенной информационно-аналитической системы поддержки принятия решений путем введения избыточности данных в локальных подсистемах. Для решения задачи повышения эффективности информационного поиска разработан метод учета мультилингвистичности документов, представленных в мировой сети открытых источников информации. При этом учтена возможность использования мультилингвистических запросов при поиске мультилингвистической информации как в одной, так и нескольких поисковых процедурах, выполненных с применением разных языковых подмножеств.
система поддержки принятия решений
тезаурус
синтез распределенных систем
1. Антамошкин А.Н. Определение оптимальной структуры мультиверсионного программного обеспечения при ограничениях по времени и стоимости / А.Н. Антамошкин, И.В. Ковалев // Вестник САА. – 2000. – С. 111–124.
2. Боэм Б.У. Инженерное проектирование программного обеспечения. – М.: Радио и связь, 2005. – 512 с.
3. Ежеманская С.Н. Надежность модульных структур N-вариантных программных систем. – Красноярск: ВСФ РГУИТП, НИИ СУВПТ, 2005. – С. 169–174.
4. Завьялова О.И. Минимизация межмодульного интерфейса при формировании мультиверсионного программного обеспечения / О.И. Завьялова, Д.В. Капулин, Р.Ю. Царев // Системы управления и информационные технологии. – 2011. – № 3.1 (45). – С. 140–143.
5. Ковалев И.В. Кроссплатформенная поисковая мультиагентная система / И.В. Ковалев, М.А. Русаков, Р.Ю. Царев // Научно-техническая информация. Сер. 2. Информационные процессы и системы / Всероссийский институт научной и технической информации РАН. – 2010. – № 2. – С. 15–17.
6. Орлов С.А. Технологии разработки программного обеспечения: разработка сложных программных средств. – СПб.: Питер, 2002. – 464 с.
7. Оценка транзакционной надежности современных систем управления и обработки информации / Р.Ю. Царев, А.В. Штарик, Е.Н. Штарик, О.И. Завьялова // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. – 2012. – № 6. – С. 29–32.
8. Практическая реализация надежностного анализа архитектуры программной системы / Е.В. Гражданцев, О.И. Завьялова, М.А. Русаков, Р.Ю. Царев // Вестник СибГАУ – 2008. – № 1. – С. 37–40.

Анализ открытых источников показывает, что наиболее эффективным средством поиска информации в современных информационно-телекоммуникационных технологиях является сеть интернет, в рамках которой существуют поисковые системы. Разработанные методы поддержки принятия решений позволяют снизить трудозатраты при обработке больших массивов данных и значительно повысить скорость принятия решения.

Можно утверждать, что для создания систем, обеспечивающих эффективный поиск и обработку информации, необходимо решить задачу синтеза структуры распределенной информационно-аналитической системы поддержки принятия решений. Для решения поставленной задачи в современных условиях необходимо производить учет мультилингвистичности документов, представленных в мировой сети открытых источников информации [5]. Не менее важно помнить, что в ходе поиска мультилингвистической информации появляется возможность формирования мультилингвистических запросов как в рамках одной поисковой процедуры, так и рамках нескольких поисковых процедур, выполненных с применением разных языковых подмножеств [6].

Задача синтеза структуры распределенной информационно-аналитической системы поддержки принятия решений

Пусть Eqn26.wmf – локальные информационные системы, предназначенные для обеспечения функционирования сложной информационно-аналитической системы поддержки принятия решений, состоящей из совокупности K = {1, …, φ} объектов [3]; i – коэффициент, отвечающий за языковую принадлежность документа или запроса в рассматриваемой модели; Tj – множество тезаурусов с дескрипторными множествами T0j, описывающими состояния объектов (K); Dji – коллекция возможных мультилингвистических документов, которые требуются органам управления для принятия решения; Mji – множество допустимых мультилингвистических запросов со стороны органов управления; Eqn27.wmf – отображение, сопоставляющее каждому мультилингвистическому вопросу множество мультилингвистических документов. При этом мультилингвистическая информация с каждой локальной информационной системы поступает в центр сбора информации для дальнейшей передачи ее управляющему органу. Одна локальная информационная система может обслуживать несколько объектов.

Распределенная информационная система S = (T, Di, Mi, δ) определяется через локальные составляющие:

1. Eqn28.wmf

2. Eqn29.wmf

3. Eqn30.wmf

4. Eqn31.wmf

Распределенная информационная система выступает в роли центра сбора и обработки информации, т.е. обработки ответов на запросы пользователя [4].

Описание состояния каждого объекта представляется в виде своей информационной модели:

Eqn32.wmf

Индекс j указывает, что информационная модель l-го объекта сформирована в j-й локальной информационной системе.

Информация об объектах представляется независимыми мультилинвистическими информационными моделями и вместе с тем она сосредоточена в одном месте, в одной «точке» [7]. Таким образом, информационные модели объектов являются подсистемами локальной системы, обслуживающей эти объекты.

В случае использования запросов сложного типа, включающих в себя несколько дескрипторов, выражение имеет вид

Eqn33.wmf

где Eqn34.wmf Eqn35.wmf p – число объектов, обслуживаемых локальной информационной системой.

Объем передаваемой информации на запрос Eqn36.wmf из j-й локальной информационной системы равен

Eqn37.wmf

где F – оператор преобразования информации к виду, предназначенному для передачи в каналы связи.

Сформулируем задачу распределения объектов по локальным информационным подсистемам при множестве допустимых запросов в распределенной системе Eqn38.wmf на которые ответы формируются последовательно без повторения запросов. Для удобства положим, что каждый запрос описывается одним дескриптором.

Для формализации этой задачи введем обозначения: cjl – стоимость сбора информации об l-м объекте j-й локальной информационной системой; bjl – стоимость передачи единицы информации об l-м объекте в центр из j-й информационной локальной системы; xjl – булева переменная, равная 1, если l-й объект обслуживается j-й локальной информационной системой, и 0 – в противном случае.

Требуется найти

Eqn39.wmf

при ограничениях

Eqn40.wmf (1)

Eqn41.wmf (2)

Ограничения (1)–(2) требуют обслуживания каждого объекта только одной информационной системой. Условие ограничивает количество объектов, подлежащих обслуживанию локальными подсистемами, либо, напротив, требует, чтобы их было не меньше заданного числа.

Усложним требования к распределенной системе поддержки принятия решений. Потребуем, чтобы органы управления получали ответы на запросы даже в случае, если любая локальная информационная система перестанет функционировать. Иначе говоря, возникает потребность в дублировании информации об объектах [8].

Постановка задачи меняется в части, касающейся ограничения (1). Ограничение примет вид:

Eqn42.wmf

Расширим постановку задачи. Будем считать, что после закрепления объектов за локальными информационными системами в задаче минимизации перераспределения объектов не происходит. Однако органам управления необходимо иметь информацию о предыдущих состояниях объектов даже после прекращения функционирования любой из локальных подсистем. Это означает, что происходит дублирование информационных моделей об объектах постоянно в процессе их функционирования и информация локальных информационных систем перераспределяется между ними.

Для ясности изложения упростим ситуацию, полагая, что перераспределение информации осуществляется один раз. Хотя в реальной ситуации информация о состоянии объектов передается по мере ее поступления на всем интервале времени функционирования локальных информационных систем, указанное ограничение не снижает общности рассуждений, так как полная постановка задачи потребует просто дополнительного суммирования по дискретным моментам времени.

Введем следующие обозначения: аjs – стоимость передачи единицы информации из j-й локальной информационной системы в s-ю; yjsl – булева переменная, равная 1, если информация об l-м объекте перераспределяется из j-й локальной информационной системы в s-ю [1].

Окончательно задача синтеза структуры распределенной информационно-аналитической системы поддержки принятия решений формулируется так:

Eqn43.wmf

при ограничениях

Eqn44.wmf

Eqn45.wmf

Eqn46.wmf (3)

Ограничение (3) требует перераспределения информации об l-м объекте из j-й локальной информационной системы.

На основе задачи минимизации можно сформулировать ряд задач, учитывающих те или иные требования относительно структуры распределенной системы. Для этого необходимо сформулировать требования в виде ограничений и ввести их в описание задачи [2].

Рассмотрим, что нового в постановку задач синтеза распределенных систем поддержки принятия решений привносит использование модели системы на тезаурусе с весами. Главное достоинство этой модели состоит в возможности учета распределения информации по дескрипторам, описывающим документ, и тем самым, по сути дела, возможности оценки неопределенности в описании ответов на запросы со стороны органов управления.

В практических приложениях, учитывающих мультилингвистичность представления информации в системе, возможны и другие требования к точности получаемых ответов, зависящие от выбранного языка (или множества языков). Как и ранее, необходимо только всегда четко представлять себе целесообразность использования тех или иных моделей в разных языковых множествах и конечный эффект от их мультилингвистической реализации.

Заключение

В статье представлены разработанные модели синтеза структуры распределенной информационно-аналитической системы поддержки принятия решений. Выполнена модификация моделей синтеза структуры распределенных систем поддержки принятия решений, обеспечивающая применение узкоспециализированных тезаурусов при контекстном поиске информации в открытых источниках сети интернет и локальных информационных ресурсах. Применение тезаурусов в поисковых процедурах позволяет существенно повысить качество текстового поиска за счет того, что при поиске исключено точное сравнение терминов поисковой строки, приводящее к расширенной выборке терминов, относящихся к заданной предметной области.

На основе анализа существующих моделей синтеза информационно-аналитических систем поддержки принятия решений предложена модель, использующая элементы теории множеств и обеспечивающая синтез структуры распределенной системы на основе узкоспециализированных тематических тезаурусов. Одним из преимуществ данной модели является возможность ее применения в двух режимах: с учетом частоты и без использования частотных характеристик термов.

Исследование выполнено при поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации, соглашение 16.740.11.0750 «Мультилингвистическая информационно-аналитическая система выявления перспективных направлений научных исследований».

Рецензенты:

Ченцов С.В., д.т.н., профессор, зав. кафедрой «Системы автоматики, автоматизированного управления и проектирования», зам. директора по учебной работе Института космических и информационных технологий Сибирского федерального университета, г. Красноярск;

Ступина А.А., д.т.н., профессор кафедры «Системный анализ и исследование операций», Сибирский государственный аэрокосмический университет, г. Красноярск.

Работа поступила в редакцию 04.02.2013.


Библиографическая ссылка

Зеленков П.В., Каюков Е.В., Царев Р.Ю., Штарик Е.Н., Штарик А.В. К ПРОБЛЕМЕ СИНТЕЗА РАСПРЕДЕЛЕННЫХ ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКИХ СИСТЕМ ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ // Фундаментальные исследования. – 2013. – № 4-2. – С. 286-289;
URL: http://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=31184 (дата обращения: 21.11.2017).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.252