VI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2014

Каждый день мы сталкиваемся с большими потоками информации, нас окружают сложные системы, устройство которых не может быть изучено за короткий срок, и все актуальнее становится вопрос структурирования знаний. Структурирование знаний и создание методов моделирования сложных систем оказывает существенное влияние на процессы усвоения, объем и анализ человеком информации об окружающем мире на современном этапе.

Чтобы человек мог легко обнаруживать необходимую информацию и получать новые для себя знания при взаимодействии с информационными системами, возникает потребность в удобной для понимания и легкой для работы структуре доступа и хранения информации. Проектирование подобной структуры является довольно актуальной проблемой, так как ежедневно множество предприятий сталкивается с вопросом организации собственных баз знаний, которые содержат опыт сотрудников, примеры решения типовых проблем, научно-исследовательские изыскания. Грамотно организованная структура подобных баз знаний будет являться залогом удачной работы конечных пользователей, как с точки зрения поиска нужной информации, так и с точки зрения пополнения уже существующей базы знаний. Существует несколько различных подходов к структурированию знаний. Далее рассмотрим объектно-ориентированный анализ (ООА).

Используя объектно-ориентированный анализ, мы рассматриваем решение задачи и предметную область с точки зрения объектов (понятий и сущностей). В этом и заключается основная идея данного подхода. Модульность, абстрагирование, иерархичность, устойчивость и параллелизм составляют основные принципы объектно-ориентированного анализа. Используя методологию этого подхода, мы получаем возможность построения модели любой сложной системы, что, несомненно, является весомым аргументом в пользу применения данного метода при решении задач, касающихся сложных систем. Понятие сложной системы охватывает множество объектов: от простых предметов до социальных структур. Однако для более четкого описания данного термина принято выделять несколько формальных признаков сложных систем:

1. Сложная система состоит из взаимозависимых подсистем, которые в свою очередь, также могут быть разделены на подсистемы, вплоть до самых низших степеней абстракции.

2 .Выбор низшего уровня абстракции достаточно произволен и в большей степени определяется наблюдателем

3. Внутриэлементные связи обычно сильнее межэлементных связей

4. Иерархические системы обычно состоят из нескольких подсистем разного типа, реализованных в различном порядке и разных комбинациях

5. Работающая сложная система неизбежно оказывается результатом развития работающей простой системы

В ходе рассмотрения сложной системы происходит логическое деление на сущности, в результате которого происходит построение структуры классов и объектов. Ключевой особенностью ООА является абстрагирование от конкретного объекта и приведение формально-логических связей, описывающих состояние данного объекта, а также возможность применения уже установленных правил и закономерностей для схожих объектов. С одной стороны, каждый объект состоит из чего-либо, являясь в свою очередь составной частью чего-либо, а с другой стороны, каждый объект определяется через сходство с другими объектами. Таким образом, производится отнесение объекта к определенному классу и происходит построение структуры данной системы.

Основная процедура ООА – построение информационной модели. В ходе данного процесса происходит абстрагирование фундаментальной структуры предметной области от реального мира и проводится формализация и документирование. Под фундаментальной структурой следует понимать совокупность ряда структур, описывающих предметную область. Большинство исследователей выделяют следующие виды структур:

1. Функциональная структура – упорядоченная совокупность действий, процессов и операций, производимых анализируемой системой.

2. Компонентная структура состоит из элементов (объектов) и их взаимосвязей.

3. Динамическая (поведенческая) структура описывает возможные состояния системы и события, вызывающие переход из одного состояния в другое.

Получение представления предметной области в терминах классов и объектов для дальнейшего проектирования логической структуры и является конечной целью ООА. Исходя из этого, при анализе сложной системы планируется еще и концептуальная структура, объединяющая функции, компоненты, события, сценарии поведения с абстрактными понятиями, характерными для понимания сущности предметной области в иерархию классов.

Однако необходимо отметить, что существует ряд проблем при создании четкой структуры знаний. Одной из основных помех является парадокс Рассела, возникающий в ходе логического деления понятий: для определения понятия необходимо найти ближайший класс, к которому относится понятие и найти видовое отличие от других видов того же класса. Таким образом, в процессе классификации в размерах замкнутой области знаний и возникают подобные неразрешимые парадоксы, и стройная структура теряет законченный вид.

Результатом рассмотренного выше процесса структурирования знаний предложено считать поле знаний. Поле знаний определено как условное описание основных понятий сложной системы и их взаимосвязей, в виде графа, таблицы, диаграммы, формул или текста, полученное после завершения процесса извлечения знаний на стадии структурирования.

Результирующее поле знаний, имеющее понятную пользователю логическую структуру, построенную в терминах предметной области, будет являться ключевым фактором в получении новых знаний при работе с информационной системой. Необходимо отметить, что если человек в процессе работы с информационной системой хочет не только получить новые знания, но и добавить свои знания в данную систему, то при грамотной организации этой системы ему не составит особого труда определить, к какой области знаний и к какому разделу отнести свою новую статью. Таким образом, благодаря методологии ООА становится возможным построение удобной модели хранения и доступа к знаниям, описанной в терминах предметной области.

Формирование поля знаний позволяет человеку легче обрабатывать большие объемы информации и систематизировать накопленные знания и опыт, что, несомненно, является важным фактором успешного развития человечества.

Список источников и литературы:

1. Буч, Г. Объектно-ориентированный анализ и проектирование с примерами приложений. 3-е изд. – М.: Вильямс, 2008.

2. Грэхем, И. Объектно-ориентированные методы. Принципы и практика. М.: Вильямс, 2004.

3. Паклин, Н.Б., Орешков В.И. - Бизнес-аналитика: от данных к знаниям. Питер, 2013

4. Шлеер, С., Меллор, С. Объектно-ориентированный анализ: моделирование мира в состояниях. Диалектика, 1993.

Код для цитирования: Скопировать