Главная arrow Поиск arrow Активные информационные системы
Как начинался компьютер
Компьютерная революция
Двоичный код
Разработки военных лет
Интегральные микросхемы
Микрокомпьютер
Персоны
Сеть
Язык компьютера
Развитие ПО
Гибкие системы
Средства разработки
Информатика
Вычислительная наука
Операционные системы
Искусственный интеллект
Предыстория
Поиск
Знания и рассуждения
Логика
Робототехника
 

 
Активные информационные системы Печать

Документ претендует на то, отражает наиболее важные точки дальнейшего развития программного обеспечения, а идеи, заложенные в ней через некоторое время могут стать таким же общим местом как системное проектирование, реляционная алгебра и графический интерфейс пользователя.

Сформулировать на нескольких страницах основные положения крайне тяжело. Во-первых, из-за новизны предлагаемого подхода, который может многих оттолкнуть своей неортодоксальностью; во-вторых, из-за общности (комплексности) рассматриваемых проблем, существенно увеличивающую ассоциативную и аналитическую нагрузку материала; в-третьих, из-за невозможности совмещения формализованного построения проекта и раскрытию практического его применения.

Идея документа состоит в том, чтобы определить понятие АИС, обозначить основные задачи данного подхода и выделить направления их решения. Детализационный уровень принят описательным.

Понятие Объекта

Мы в данной концепции станем употреблять термин Объект как некоторую феноменальную структуру, в задачу которой входит обеспечение своей жизнедеятельности. Это может быть фирма, предприятие, какой-то государственный комитет или любое формальное или неформальное объединение людей, обладающее следующими свойствами Объекта:

  • Наличие технологических задач, т.е. задач, связанных с поддержанием определенной последовательности операций, направленных на получение определенного результата с заданным расходованием ресурса;
  • Наличие коммуникационных задач, т.е. задач, связанных с обеспечением достаточного взаимодействия участников Объекта в технологической деятельности;
  • Наличие задач обработки информации, т.е. задач, связанных с добыванием, анализом, структуризацией и усвоением исходной коллекции фактов и событий феноменального мира и созданием динамической информационной модели, позволяющий извлечь значение любого факта и события как логически осмысленного текста.

Свойство активности

Под Активными Информационными Системами (далее - АИС) мы станем понимать гипотетическую компьютерную информационную систему, отличающуюся от всех прочих компьютерных систем одним свойством: она активна, т.е. не просто является некоторым инструментальным средством, работающим по определенному алгоритму, но и проявляющее свою собственную "волю" в зависимости от контекста своего существования. Так, например, при попытке смены жесткого диска на машине одного из пользователей, АИС может выдать следующее сообщение: "По-моему мнению, увеличение постоянной памяти для этого пользователя не является полезным, ибо он тратит ее для размещения посторонних программ, возможно - игрушек."

Или, если Вы три дня не входите в ассоциативное пространство АИС, при введении пароля может возникнуть: "Подтвердите у руководителя отдела Ваше право обращения к пространству." А для руководителя отдела написать: "Господин Камский не работал со мной три дня. Уволить? Ограничить в правах? Сделать выговор? Или простое (шестое с начала года) предупреждение?"

При этом необходимо помнить, что данное активное вмешательство АИС в процессы, происходящие в Объекте, происходят не потому, что существует жесткая регламентация правил работы с АИС (алгоритм), но по причине использования принципов существования Объекта, которые АИС анализирует и откликается на них согласно "своего разумения" (правил ее поведения).

Таким образом, активность как основная отличительная особенность АИС от прочих ИС приводит к тому, что все ее свойства неузнаваемо меняются и становятся "странными".

Понятие контекста

Контекст является основным понятие технологии АИС. Под контекстом можно понимать все внешние независимые факторы, которые участвуют в работе Объекта и функционировании АИС. При этом мы не рассматриваем полный контекст, но только тот, который воспринимается АИС как независимые условия. Таким образом, к контексту могут относиться: время суток, пользователи с их привычками и особенностями поведения в системе, любые директивы Администратора АИС, и пр.

Еще важнее не сам контекст, а его изменения, на который АИ-система обязана отреагировать. При этом можно выделять глобальные изменения (условия работы), нелокальные изменения (конфигурация работы) и локальные изменения (диалоги работы).

Можно отдельно в паре Пользователь-АИС разделить контекст для АИС и для пользователя. Для пользователя контекстом (он создается АИС) будет являться конкретная конфигурация ассоциативного пространства с предоставляемыми возможностями его обработки, которая, в свою очередь, зависит от контекста АИС. В виде примера работы контекста для пользователя может служить диалог обработки, который вызывается для любого элемента ассоциативного пространства и предоставляет список всех возможных операций над выбранным элементом. Другим примером - карта отображения элементов в диалоговом окне.

Ассоциативно-понятийное пространство

Ассоциативно-понятийное пространство элементов АИС, или просто ассоциативное пространство (АПП) - это конечное множество фреймов (сетей, паутин) элементов, представленными своими именными формами и могущие иметь специализацию: объектный элемент, операционный элемент (операция, реляция, отношение). В связи с тем, что множество фреймов представимо в виде фрейма, мы далее будем говорить об едином АПП, представленный различными (связными или несвязными) фреймами.

Основное отличие АПП от любых других структур в том, что объектная или модульная ориентация, декларативное описание, а так же объекты, методы, функции и все остальное, что касается данных, и их представления и обработки находятся в этом АПП. Таким образом, не только задаются основные отношения между именованными элементами АПП, но и предлагается алгебра их отображения (опять же на АПП, ничего другого нет). Эта алгебра может быть знакомой: булевой, реляционной, а может быть и "странной", например, алгеброй, в которой существуют только взаимно противоречивые высказывания.

Разумеется, для построения АПП невозможно обойтись без выделенных (специальных) языковых структур, описание которых мы не приводим в настоящем документе.

Другим аспектом, кардинально отличающим АПП от любых других способов задания структуры объектов является рекурсивность АПП: каждый именованный элемент не просто может быть связан с каждым, но и может содержать рекурсии своего определения в АПП, которые обрабатываются согласно методологии ITEM.

Любой Объект представляет собой сложный организм, существующий как единое координированное целое. (Разумеется - это сверхзадача.) В настоящий момент, информационное обеспечение решает, в основном, две группы задач: обработку числовых данных (различные "зарплаты", "бухгалтерии", "таможенные декларации", "сметы" и т.п.) и обработку упорядоченных массивов символьных информационных данных (различные базы данных: "склад", "контракты", "органайзер" и т.п.). Очень немногие системы предлагают комплексное решение технологических и коммуникационных задач (Офисные системы, системы Планирования).

Комизм ситуации заключается еще и в том, что при рвении тотальной компьютеризации начинают работать законы Питера: некоторые Объекты вместо ощутимой выгоды получают ощутимые издержки, выражающиеся в парадоксальном увеличении объема бумажных документов, возникновении меньшей согласованности в работе и увеличении времени на извлечение необходимой информации.

Оказывается, что существует определенный оптимум, проявляющий себя в согласованности сложности задачи и мощности информационного обеспечения, зависимость эта выглядит так (в семибалльной шкале): Перечисленные особенности просто отмечают тот факт, что на самом деле, компьютерные системы призваны решать или помогать решению задач Управления Объектом, чего они (эти компьютерные системы) так и не делают.

Мы, анализируя потребности сотрудников Объектов, сформулировали основную задачу, которую необходимо решить для того, чтобы информационная система имела смысл и полезность: Информационная система должна содержать в себе модель Объекта, которая непосредственно участвует в обработке данных и всех технологических процессов Объекта, связанных с данной информационной системой. Данная задача более чем на 65% решается в Офисных системах путем введения в обработку технологической модели, но при этом сочетающая в себе информационно-поисковые свойства. Однако стационарной модели Объекта недостаточно, ибо Объект как организм, существующий в независимой среде, претерпевают постоянную модификацию. Если данную модификацию отражать с помощью реконфигурации информационной системы, то можно получить два неудобства: опоздание по времени (система каждый раз будет работать с предыдущим состоянием Объекта) и возможные ошибки интерпретации Объекта (стандартный технологический цикл модификации информационной системы следующий: Объект - Технологическая интерпретация - Постановка - Системная интерпретация - Код - Аппаратная интерпретация - Диалог - Пользовательская интерпретация - Решение задач).

Отсюда возникает вторая задача, уровень которой на порядок выше предыдущей: Необходимо, чтобы информационная система имела динамическую модель Объекта с возможностью поддерживать ее в непрерывном актуальном состоянии. При решении этой задачи, мы получаем элегантный интерпретатор задач (синтаксис постановки, естественно, формальный), который для технолога выглядит как конструктор и не включает в себя циклы, связанные с программированием конкретных приложений. Это направление в современном программировании носит имя CASE-системы.

Но и этого оказывается недостаточно для хорошего информационного обеспечения работы. Интеллектуальные затраты на подготовку интерпретаций новых Объектных задач существенно велики. И обычный конструктор здесь не помогает. Во-первых, потому что остаются ошибки, во-вторых, невозможность оптимизации исходных элементов конструктора, в-третьих, обратная связь к модели осуществляется чисто эвристическим путем, грубо говоря, необходим институт надсмотрщиков, которые бы анализировали изменения Объекта, работу сотрудников Объекта с системой и активизировали технолога на решение новых задач, связанных с изменением контекста. Поэтому возникает еще один уровень сложности задачи:

Необходимо, чтобы информационная система "умела" анализировать взаимодействие пользователей с собой и со своими данными для извлечения информации об изменении контекста Объекта и модификации модели Объекта (обратная связь и самомодификация). Этого, наконец, будет достаточно для обеспечения нормальной работы, в принципе. Теперь рассмотрим подробнее задачи, связанные со спецификой Объекта. Мы выдели три группы задач: технологические, коммуникационные и информационные. Естественно, каждая из групп связана с любой другой и может быть решена только посредством использования решений двух других. Здесь возникает рекурсивность, которая пока является камнем преткновения существующих информационных систем, которые обходят ее так: 1) не допускают рекурсии совсем; 2) устанавливают конечное количество циклов; 3) вводят механизмы параметризации - делая независимый параметр, используемых в рекурсивных моделях.

Нам представляется эта отработка не вполне корректной. Мы ставим задачу по-другому, в ее явном виде: Необходимо, чтобы информационная система использовала взаимоопределяющие (рекурсивные) элементы АПП на уровне задания основных и прочих моделей Объекта. Таким образом, вместо того, чтобы бороться с рекурсией, мы постулируем ее в качестве одного (в дальнейшем будет показано - опорного) из механизмов построения модели. Теперь, после того, как мы выяснили глобальные задачи, стоящие перед АИС, можно попытаться найти аналитический инструмент, позволяющий эти задачи решать. Наши исследования традиционной, классической аналитики привели к малоутешительному выводу: полной методологии и хорошо проработанной теоретической базы решения данной задачи не существует.

Очень близкими по теме является методы дискретной математики, особенно в части формальных алгебр и теории графов. Так, например, наилучшей метафорой ассоциативного пространства является сетевая организация данных: ориентированный взвешенный граф, где вершинами являются именованные элементы АПП, а дугами - реляции между элементами.

Имеют перспективы проекты, связанные с обработкой высказываний, например, языки декларативного задания свойств и правил системы. Хорошо проработанной и имеющие многочисленные приложения в информатике является теория конечных автоматов, которая применима для динамического моделирования Объекта и создания свойства событийности АИС.

Но, к несчастью, отсутствует самое главное - решение вопроса самомодификации и обработки обратной связи состояния Объекта - состояние системы. Поэтому, пришлось создавать методологию построения АИС, интегрирующую классические математические методы и собственные разработки, которые можно обозначить как комплементарное моделирование и проектирование абстрактных организмов.