Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Информационное сопровождение распределенногоэлектронного документооборота организации. обзор существующих подходов 15
1.1. Общие сведения об уровне развития информационно-телекоммуникационной сети университета 15
1.1.1.Информационно-телекоммуникационная сеть ВлГУ 15
1.1.2. Телекоммуникационное обеспечение электронного документооборота 19
1.2. Документооборот организации. Основные направления информационного сопровождения и моделирования 21
1.2.1. Назначение и цели создания системы корпоративного документооборота 21
1.2.2. Требования к системе 23
1.2.3. Состав и содержание работ по подготовке объекта автоматизации к вводу системы электронного документооборота в действие 25
1.3. Анализ современных программных средств информационного сопровождения документооборота организации 26
1.3.1. Сбор, хранение и обработка информации с помощью корпоративных баз данных 26
1.3.2. Системы автоматизированного документооборота организации 27
1.3.3. Геоинформационные системы как средство информационного сопровождения документооборота 28
1.4. Аналитическая поддержка принятия решений в управлении организационными структурами корпоративного документооборота 30
1.4.1. Принципы оптимизации структуры многоуровневой организации и повышения эффективности бизнес-процессов 30
1.4.2. Проектирование на базе SADT-моделирования 32
1.4.3. Алгоритмы поиска информации в корпоративных базах данных и вычислительных сетях 34
Выводы по главе 1 37
ГЛАВА 2. Принципы организации баз данных и знаний в образовательных учреждениях, методы их проектирования и математическое обеспечение организации и функционирования электронного документооборота 39
2.1. Научно-технические основы технологии создания и проектирования сетей и систем телекоммуникаций и обеспечения их эффективного функционирования 39
2.1.1. Основные подходы к проектированию корпоративной информационно-вычислительной телекоммуникационной сети (КИВС) 39
2.1.2. Цели и задачи КИВС 40
2.1.3. Базовые требования к КИВС и ее подсистемам 42
2.1.4. Принципы создания и функционирования КИВС 45
2.1.5. Архитектура КИВС 47
2.2. Создание эффективной изменяемой структуры отдела информации и документооборота 49
2.2.1. Постановка задачи 49
2.2.2. Построение решения задачи с помощью динамического программирования 52
2.3. Разработка математического аппарата алгоритма поиска информации в корпоративных базах данных и информационных сетях с применением нечетких множеств 58
2.3.1. Построение функции принадлежности методом парных сравнений 58
2.3.2. Аналитическое построение функции принадлежности 60
2.3.3. Построение функции принадлежности на основе статистических данных 63
2.3.4. Оценка релевантности документов 65
2.3.5. Построение нечеткой базы знаний и нечеткого логического вывода 68
Выводы по главе 2 72
ГЛАВА 3. Разработка методик и алгоритмов информационного сопровождения документооборота организации 73
3.1. Разработка структуры корпоративной базы данных для хранения значений классифицированных параметров 73
3.1.1. Разработка подхода к организации структуры корпоративной базы данных . 74
3.1.2. Разработка и реализация структуры корпоративной базы данных... 77
3.2. Алгоритмизация поиска документов в корпоративных базах данных и информационных сетях с применением нечетких множеств .80
3.2.1. Построение базы данных 80
3.2.2. Алгоритмы расчета функций принадлежности 82
3.2.3. Алгоритм расчета расстояний запроса от документа 86
3.3. Разработка принципов создания Интернет-решений для информационного сопровождения процесса обучения в удаленном доступе 86
3.4. Применение ГИС-технологий в информационном сопровождении документооборота .90
3.4.1. Основные подходы к организации взаимодействия системы информационного сопровождения документооборота с ГИС. 90
3.4.2. Реализация взаимодействия системы информационного сопровождения документооборота с ГИС 94
Выводы по главе 3 96
ГЛАВА 4. Проектирование электронного документооборота организации на примере владимирского государственного университета 97
4.1. Система документооборота, направленная на выполнение функций университета 97
4.1.1. Базовые принципы проектирования автоматизированного документооборота в ВлГУ 97
4.1.2. Создание банка данных 105
4.1.3. Поиск информации в документах 111
4.1.4. Планирование структуры отдела автоматизированного документооборота 112
4.2. Система документооборота, направленная на сопровождение функционирования головного совета научно технических программ развития образования 116
4.2.1. Пополнение банка данных 116
4.2.2. Расширение структуры отдела документооборота для выполнения функций головного совета 120
Выводы по главе 4 121
Заключение 122
Список использованных источников 125
Приложения 137
- Геоинформационные системы как средство информационного сопровождения документооборота
- Построение решения задачи с помощью динамического программирования
- Разработка подхода к организации структуры корпоративной базы данных
- Планирование структуры отдела автоматизированного документооборота
Введение к работе
Создание эффективной системы автоматизированного управления процессом документооборота в конкретной организации, в частности в образовательном учреждении, требует решения задач формирования единого информационно-телекоммуникационного пространства с аналитической базой данных и разработки корпоративной сети с соответствующими сервисами приложений.
Осуществление такого ИКТ-проекта позволяет в рамках
интегрированной автоматизированной информационно-
телекоммуникационной информационной системы (ИАИТС/ИАИС) — далее для краткости ИАИС, — объединить управляющие, информационные, интеллектуальные и финансовые ресурсы и потоки как самой организации, так и основных ее внешних партнеров, включая вышестоящие организации по ведомственной принадлежности. Это соответствует ведущей тенденции нынешнего развития страны - построения экономики, основанной на знании, - связанной в т.ч. и с формированием инфраструктуры информационного общества на базе достижений в области разработок современных информационных систем и телекоммуникаций как неотъемлемой части приоритетных направлений развития науки, технологий и техники, критических технологий.
Действительно, в мировой экономике быстрыми темпами идет развитие
информационно-телекоммуникационных технологий для нужд
транснациональных корпораций и для удовлетворения требований высокотехнологичных отраслей, основанных на информации о современных достижениях науки и техники, о прогрессивных технологиях, о ситуации на рынках наукоемкой продукции и т.д. Важным направлением применения результатов, полученных в ИКТ-сфере, является разработка интегрированных автоматизированных систем поддержки принятия управленческих решений, которые должны, в частности, включать систему управления аналитическими базами данных, разрабатываемую на основе
соответствующих информационно-коммуникационных технологий и стандартов.
Это требует новых подходов в развитии ИКТ-средств, которые используются для такого типа информационно-телекоммуникационных сетей, в частности, - разработки интеллектуальных систем с необходимым программно-аналитическим обеспечением.
Речь идет прежде всего о тех качественных изменениях, которые касаются технологий организации ИКТ-взаимодействия между отдельными участниками совместной деятельности и которые должны позволить в рамках целостной информационно-телекоммуникационной системы обеспечить требуемый обмен информацией и, соответственно, повысить оперативность и обоснованность принимаемых решений, сократить сроки выполнения проектов, повысить эффективность работы, снизить (оптимизировать) материальные и трудовые затраты в той или иной сфере деятельности.
Рассматривая информационно-телекоммуникационную сеть как информационно-управляющую систему, следует учитывать, что такая сеть — это не только собственно программные средства, системы, сети и устройства телекоммуникаций, различные используемые базы данных, но прежде всего люди (заказчики, исполнители, пользователи, аналитики и потребители), работающие в рамках определенных организационных структур в условиях выполнения соответствующих планов-графиков работы, а также реализующие определенные цели и использующие необходимые стимулы в процессе своей деятельности в различных организациях и их подразделениях. Весь этот функционал должен быть понятным, прозрачным и непротиворечивым образом соединен в одну ИКТ-систему. Это подразумевает, прежде всего, согласованность в действиях основного и управленческого персонала, оперативность и обоснованность принимаемых управленческих решений на основе определенных (качественных) критериев и экспертных оценок, позволяющих в итоге построить систему оценки
эффективности деятельности в количественных показателях и индикаторах, в т.ч. организационно-структурных и финансово-экономических.
Полная реализация такой программы требует комплексного подхода и не может быть обеспечена без использования корпоративной информационно-телекоммуникационной системы, объединяющей все информационные ресурсы и соответствующие базы данных как самой организации, так и отрасли в целом в рамках соответствующей телекоммуникационной инфраструктуры, которая предоставляет персоналу необходимые сведения для выполнения текущей работы, а руководителю — затребованную информацию для анализа результатов деятельности сотрудников в реальном масштабе времени.
Поэтому необходима разработка современной корпоративной
информационно-телекоммуникационной системы не только как программно-
аппаратной надстройки, способной выполнять разнообразные операции и
обеспечивающей деятельность функционирующего субъекта в рамках
единой телекоммуникационной среды, но и как основу соответствующей
информационно-аналитической системы поддержки принятия
управленческих решений.
Таким образом, подобна корпоративная информационно-
телекоммуникационная система — это сложная сеть, включающая множество самых разнообразных компонент: компьютеры разных типов, начиная с настольных и заканчивая мэйнфреймами и объединенные в единую локальную вычислительную сеть (ЛВС), системное и прикладное программное обеспечение, устройства и системы телекоммуникаций, сетевые адаптеры, концентраторы, коммуникаторы и маршрутизаторы, кабельную систему и т.д. Основная задача при разработке такой системы состоит в том, чтобы эта сложная система как можно лучше справлялась с обработкой больших потоков информации, циркулирующих между всеми пользователями ИАИС, и позволяла принимать своевременные и оптимальные (рациональные) решения, обеспечивающие эффективную
работу и текущее ведение дел, в том числе и коммерческую деятельность в условиях современной открытой экономики и реалий конкурентной борьбы. Следует учесть также и временной фактор — с ростом сложности и многокомпонентности реализуемой деятельности наполнение такой корпоративной ИКТ-системы информацией (контентом), содержание выполняемой в ее рамках работы и интенсивность прохождения информационных потоков в ней, а также использование адекватных способов обработки информации постоянно меняются.
В предлагаемой диссертационной работе в той или иной степени исследуются все эти аспекты и представлены результаты, полученные автором в процессе разработки информационно-телекоммуникационной сети с аналитической базой данных для поддержки управления образовательным учреждением на основе системы корпоративного электронного документооборота (на примере Владимирского государственного университета).
* * *
Актуальность работы
Фундаментальной основой управления современной отраслью/
организацией является реальная, оперативная и сопоставимая
управленческая информация, проходящая по соответствующей телекоммуникационной сети, обеспеченной необходимыми системами и устройствами, а также программно-аппаратной и программно-аналитической компонентами. Современная организация такой сети в рамках единой информационно-телекоммуникационной среды позволяет создать эффективную систему поддержки принятия управленческих решений и требует разработки единой интегрированной автоматизированной информационной системы, используемой в интересах деятельности конкретного корпоративного сообщества хозяйствующих субъектов.
В связи с этим разработка автоматизированной системы поддержки управления образовательного учреждения на основе информационно-телекоммуникационной сети и корпоративного электронного документооборота, неотъемлемой частью которого является система управления базами данных, представляет собой актуальную задачу. Особенно это важно в настоящее время, во-первых, в связи с идущими процессами реформирования и развития всей сферы образования в стране, когда образовательное учреждение наделяется многими самостоятельными функциями хозяйствующего субъекта. Во-вторых, — как пример общей задачи поддержки принятия управленческих решений в сложноорганизованной системе. В-третьих, — в связи с ведущей тенденцией нынешнего развития страны - построения экономики, основанной на знании, - определяемой в т.ч. и формированием инфраструктуры информационного общества на базе достижений в области разработок современных информационных систем и телекоммуникаций как неотъемлемой части приоритетных направлений развития науки, технологий и техники, критических технологий.
Предлагаемые в результате выполненных автором данной диссертации
исследований решения и программно-аналитические средства для
обеспечения информационного сопровождения электронного
документооборота являются оригинальными и могут служить основой для реализации пилотных проектов в других организациях. Они соответствуют области исследований по совершенствованию разработки новых принципов организации баз данных, а также методов их проектирования и обеспечения эффективности функционирования информационно-телекоммуникационных сетей и управления информационными потоками.
Целью диссертационной работы является разработка новых методов
организации баз данных иерархически структурированной информации на
основе созданной модели построения информационно-
телекоммуникационной сети для поддержки управления образовательным учреждением и обеспечение ее эффективного функционирования с помощью системы корпоративного электронного документооборота с аналитической базой данных (на примере Владимирского государственного университета — ВлГУ).
Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи исследования:
разработана типовая схема корпоративной информационно-телекоммуникационной сети электронного документооборота с аналитической базой данных и предложена соответствующая иерархия доступа к информации достаточно общего вида
разработаны новые методы хранения в реляционных базах данных древовидно структурированных электронных документов и сопутствующей информации, создана соответствующая система управления аналитической базой данных и спроектированы алгоритмы визуализации древовидно структурированной информации, распределенной в территориально обособленных подразделениях организации, с помощью геоинформационных систем
разработан математический аппарат и соответствующие алгоритмы поиска информации в системе созданных баз данных на основе технологий, использующих нечеткие вычисления для поиска необходимых документов в условиях многокритериального запроса по ключевым словам
разработана математическая модель и создан алгоритм построения эффективной (в аспекте оптимального финансирования и минимизации временных затрат в процессе выполнения работы) организационной структуры подразделения, выполняющего функции обеспечения управления документооборотом и контроля за исполнением решений (на примере отдела информации и документооборота (ОИД) ВлГУ).
Методы исследования
Использовались методология структурного проектирования и анализа, технологии имитационного моделирования для информационного сопровождения и поддержки принятия управленческих решений, а также технологии географических информационных систем для визуализации информации и создания соответствующих электронных карт, которые содержат оригинальный исследовательский компонент в части расширения возможностей их использования на основе новых разработанных подходов и методов.
Научная новизна работы сводится к следующему:
разработана информационно-телекоммуникационная сеть электронного документооборота с соответствующей иерархией доступа к информации с использованием новых методов и алгоритмов проектирования и хранения в реляционных базах данных древовидно структурированных электронных документов на основе оригинальной системы управления аналитической базой данных
на основе оригинальных подходов нечетких вычислений разработан математический аппарат и соответствующие алгоритмы поиска по ключевым словам в условиях многокритериального запроса электронных документов в созданных базах данных.
впервые в едином комплексе разработана математическая модель и предложена методика оптимизации (в аспекте производимых финансовых и временных затрат) организационной структуры подразделения, выполняющего функции обеспечения управления при реализации электронного документооборота
Практическая значимость работы заключается в разработке методик и алгоритмов проектирования аналитической базы данных, создания программно-аналитических средств для информационно-аналитического сопровождения и поддержки эффективного управления на основе типовой
информационно-телекоммуникационной сети электронного
документооборота образовательного учреждения.
На защиту выносятся:
информационно-телекоммуникационная сеть электронного документооборота с аналитической базой данных типового образовательного учреждения с соответствующей иерархией доступа к информации (на примере Владимирского государственного университета)
новые методики и алгоритмы организации хранения в реляционных базах данных древовидно структурированных электронных документов, система управления аналитической базой данных с алгоритмами поиска необходимых документов и визуализации информации, в т.ч. в условиях ее распределения по территориально обособленным подразделениям организации
математическая модель, методика проектирования и алгоритмы построения эффективной (в аспекте оптимального финансирования и минимизации временных затрат) организационной структуры подразделения, выполняющего функции обеспечения автоматизированного документооборота (для типового образовательного учреждения).
Реализация и внедрение результатов
Разработанные в диссертации модели, алгоритмы, программные и аналитические средства, методики и подходы использовались при выполнении госбюджетных и хоздоговорных научно-исследовательских работ с участием автора в рамках ряда НТП Минобразования России и региональных НТП.
Основные результаты работы внедрены во Владимирском государственном университете, в ряде учреждений, подведомственных
Агентству по образованию России, а также в Администрации Владимирской области.
Апробация работы
Основные результаты работы докладывались на следующих научно-технических совещаниях и конференциях:
Всероссийской научно-методической конференции «Научные основы федерально-региональной политики в области образования». — Владимир: ВлГУ, 2002
Всероссийской научно-практической конференции-выставке «Единая образовательная информационная среда». — Омск, 2004
Всероссийской научно-методической конференции «Телематика 2004». — Санкт-Петербург, 2004
Международной научной конференции-выставке «ИТО-2004». — Москва, 2004
Всероссийской научной конференции «ИТ в образовании». — Москва, 2004.
Всероссийской научно-методической конференции «Телематика 2005». — Санкт-Петербург, 2005.
Публикации
Основные результаты работы опубликованы в 14 изданиях (в т.ч. в 6 статьях), список которых приведен в конце автореферата, а также представлены в научно-технических отчетах по ряду НТП Минобразования России и по региональным НТП.
Структура и объем диссертации
- Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, приложения и изложена на 207 страницах машинописного текста (основной текст — 136 с). Список литературы содержит 124 наименования
. Таблиц 17, рисунков 59. Каждая глава снабжена аннотацией и заканчивается основными выводами по результатам проведенных исследований.
Личный вклад
Все приводимые в диссертации результаты являются оригинальными и получены автором лично или при его непосредственном участии. Выбор общего направления исследований и принципиальная постановка рассматриваемых задач осуществлялись совместно с научным руководителем.
Геоинформационные системы как средство информационного сопровождения документооборота
Как упомналось в пункте 1.2.1, система электронного документооборота предприятия должна проектироваться на основе организационной и функциональной структуры этого предприятия. Очевидно, что чем более четкая и эффективная у предприятия организационная структура, тем проще на её основе спроектировать систему электронного документооборота и, в конечном итоге, оптимально организовать информационные потоки на предприятии. Таким образом, задача создания системы электронного документооборота на предприятии неразрывно связана с задачей оптимизации организационной структуры этого предприятия.
При разработке типовой модели многоуровневых организаций и определении механизмов их функционирования необходимо использовать оптимальную организационно-управленческую структуру для таких интегрированных систем. Она может быть сформирована на основе достаточно общих подходов. Действительно, в условиях бурного развития информационных технологий и существенного увеличения объема задач различного уровня требуется от руководителей организаций разного профиля внедрение совершенно новых методов управления в рамках своей деятельности. Типовые организационные структуры, которые были эффективны до 90-х годов прошлого столетия, не удовлетворяют нынешним вызовам, определяемым быстроизменяющимися внешними условиями. Новые подходы особенно необходимы для решения кадровых вопросов; это требует также грамотного распоряжения ими, т.е. определения для них соответствующих многокомпонентных функций.
В нынешних динамических условиях, когда, например, вероятны перемены в нормативно-правовой базе, изменения приоритетов всего персонала, то решение данной задачи требует применения оптимизационных методов с использованием достижений экономической политики, рост или спад цен и т.д., руководителю часто приходится пересматривать задачи своего предприятия и даже корректировать стратегическую цель. Сильно изменять при этом кадровый состав явно не целесообразно, т.к. это может привести к неустойчивости предприятия и даже к его ликвидации. Как правило, в таких ситуациях, а также в момент возникновения непредвиденных обстоятельств, единственно верное решение - временное перераспределение функций между подчиненными. Однако при таком перераспределении не всегда учитываются возможности сотрудников, которые иногда скрыты от руководителя. Это приводит к снижению эффективности работы имеющейся структуры [45].
Если подойти к данной проблеме с позиции учета возможностей сотрудников организации/подразделения выполнять ту или иную работу (этапы) некоторого мероприятия с определенной скоростью в аспекте увеличения эффективности работы информационных технологий. Это может существенно снизить временные, материальные и моральные затраты на принятие и исполнение решений.
Особое значение при этом имеет эффективность работы сотрудников конкретного подразделения. Она определяется следующими факторами [24]: оптимальным численным составом подразделения для выполнения необходимых функций при минимальных затратах на вознаграждение; рациональным назначением сотрудников подразделения на выполнение этапов мероприятия с целью минимизации времени выполнения мероприятия; проверкой правильности полученных результатов с помощью имитационной модели, встроенной в систему визуального моделирования, основанную на использовании системной динамики. Для решения вышеописанных задач могут быть использованы следующие методологические и методические средства: методология структурного проектирования и анализа (Structured Analysis a Design Technique - SADT) - для структурного проектирования сложной системы на базе графических языков [10]; методы оптимизации для оптимального построения организационных структур и бизнес-процессов; методы имитационного моделирования (например, системная динамика) для проигрывания заданных сценариев бизнес-процессов и проведения многовариантных расчетов. Также является очень важным разработка и реализация алгоритмов поиска информации для повышения эффективности в управлении документооборотом со стороны обработки и анализа больших массивов информации, хранимых в не жестко определенных формах. автоматизацию управления предприятием, в том числе его документооборота с применением телекоммуникационных технологий по существующим методологиям и стандартам. Одной из самых известных и широко используемых методологий системного проектирования является SADT (Structured Analysis and Design Technique) - методология описания искусственных систем средней сложности. Методология SADT была разработана Дугласом Россом в период с 1969 по 1973 гг. и получила дальнейшее развитие [40]. После ее масштабного использования в программе ICAM (Интеграция компьютерных и промышленных технологий), проводимой по инициативе ВВС США, она была широко признана; в основном одна из ее частей, называемая IDEFO (Integrated Definition, интегрированное определение). В настоящий момент к семейству IDEF можно отнести несколько стандартов. Один из них - IDEFO - методология функционального моделирования. С помощью наглядного графического языка IDEFO изучаемая система предстает в виде набора взаимосвязанных функций (функциональных блоков). IDEFO позволяет формализовать системы и ее среды на ранних этапах процесса создания, называемого жизненным циклом системы"; следует отметить, что иногда за этим следует применение и других методов. С помощью методологий семейства IDEF можно эффективно отображать и анализировать модели деятельности сложных систем в различных разрезах. Опыт использования методологии SADT показал, что ее можно эффективно сочетать с другими структурными методами. Это достигается использованием графических SADT-описаний в качестве схем, позволяющих объединять различные методы, применяемые для описания отдельных частей системы с различным уровнем детализации. Соответствующая ориентация получаемой при этом модели системы (ее контекст, точка зрения и цель) позволяет получить такие структурные описания, которые могут дать исходные данные для методологий имитационного моделирования, проектирования баз данных или структурного программного проектирования л [8]. В связи с этим в дальнейшем рассматривается моделирование с общих позиций.
Построение решения задачи с помощью динамического программирования
Для решения поставленной задачи нами была выполнена в двух вариантах реализация данного метода. Первым вариантом рассчитывалась функция принадлежности методом парных сравнений для терминов в рамках каждого из документов, т.е. каждый термин отдельного документа сравнивался с каждым термином в этом же документе на основе характеристики «вес» или «частота» с последующим построением матрицы парных сравнений. Во втором варианте при определении оценки важности сравнивались частоты (весовые коэффициенты) (fiJk) некоторого термина для тех документов, в которые входит данный термин. Вычисление оценки важности термина / по сравнению с термином j в рамках некоторого документа (первый вариант) или важности (релевантности) документа і по сравнению с документом j для некоторого термина (второй вариант) можно выполнять по формуле: Эти методы использовались для нахождения функции принадлежности, термины которых основывались на характеристиках «частота вхождения слова в документ» и «вес слова».
Алгоритмы метода парных сравнений описаны в п.3.2. главы 3. частоты вхождения слова в документ имеет график в виде равносторонней гиперболы, форма которой всегда одинакова. Второй закон Зипфа утверждает, что наиболее значимые слова лежат в средней области диаграммы. От того, как будет выставлен диапазон значимых слов, зависит многое. Нужные термины могут потеряться во вспомогательных словах при широкой области значимых слов, при узкой области смысловые термины также могут быть потеряны. Будем вместо выделения строгого интервала значимых слов на оси «Ранг» строить функцию принадлежности (mf). Именно по малым значениям этой функции должны отбрасываться слова, которые не могут повлиять на основное содержание (смысл) анализируемого текста. Для значимых слов, наоборот, функция принадлежности должна иметь значение, близкое к единице, и таким образом она выделяет данный термин из общей совокупности слов в документе. При выборе вида функции принадлежности мы основывались на том, что по закону Зипфа слова, отражающие смысл содержания текста, лежат в средней части диаграммы "ранг-частота". А следовательно, «пик» функции принадлежности должен располагаться в середине графика этой зависимости, т.е. значение функции принадлежности слова, несущего смысловую нагрузку больше, чем остальные и должна быть близка к единице. Выбор вида функции принадлежности возможен из следующих основных вариантов: функция принадлежности в виде разности между двумя сигмоидными функциями (dsiqmf) двусторонняя гауссовская функция принадлежности (gausszmf) симметричная гауссовская функция принадлежности (gaussmf) обобщенная колоколообразная функция принадлежности (gbellmf) пи- подобная функция принадлежности (pimf) произведение двух сигмоидных функций принадлежности ipsigmj) сигмоидная функция принадлежности (sigmf) s-подобная функция принадлежности (smf) трапециевидная функция принадлежности (trapmf) треугольная функция принадлежности (trimf) z- подобная функция принадлежности (zmf). Треугольная (trimf) и трапециевидная (trapmj) функции принадлежности формируются с использованием кусочно-линейной аппроксимации. Трапециевидная функция принадлежности является обобщением треугольной, она позволяет задавать ядро нечеткого множества в виде интервала.
Две функции принадлежности - симметричная гауссовская {gaussmf) и двусторонняя гауссовская (gauss2mj) - формируется с использованием гауссовского распределения. Функция gaussmf позволяет задавать асимметричные функции принадлежности. Обобщенная колоколообразная функция принадлежности (gbellmj) по своей форме похожа на гауссовские. Эти функции принадлежности часто используются в нечетких системах, так как на всей области определения они являются гладкими и принимают ненулевые решения.
Функции принадлежности sigmf dsigmf psigmf основаны на использовании сигмоидной кривой. Эти функции принадлежности позволяют формировать функции принадлежности, значения которых, начиная с некоторого значения аргумента и до ± х , равны 1. Полиномиальная аппроксимация применяется при формировании функций zmf pimf и smf, графические изображения которых похожи на функции sigmf, dsigmf, psigmf, соответственно [32, 44]. Таким образом, пиковые значения (max) sigmf, dsigmf, psigmf, zmf, pimf smf функций принадлежности не приходится на диапазон значимых слов, который находится в средней области диаграммы по закону Зипфа, и не выделяет его. После выбора вида функций принадлежности встает задача поиска их параметров адекватных моделируемой системе. В случае поискового механизма этот подбор может выполняться как субъективно (по смысловому соответствию результатов обработки запроса), так и, например, по значениям критериев полноты и точности (см. в главе 3 раздел 3.2). Параметры функций принадлежности в данной главе будем выбирать эмпирически. При этом будем определять их в виде дробных частей от максимального значения ранга Лтахдля данного документа (например, если (b-a)=0.2Rmax, Rmax=20, то (b-a)=4)
При построении функции принадлежности с использованием статистических данных считается, что функция принадлежности \хА {и) ставит в соответствие каждому элементу и є U число из интервала [0,1], характеризующее степень принадлежности элемента и множеству А. При получении какой-либо информации в данном подходе не пользуются конкретными числами, а информацию переводят в определенные понятия -значения лингвистической переменной. Каждое такое значение лингвистической переменной описывается введенной определенной функцией принадлежности, о которой речь шла выше [39].
Для построения таблицы эмпирических наблюдений (Табл.2.3.) использован следующий подход [37]. Выбирается диапазон документов на заданную тематику. Документы предварительно индексируются, т.е. для них выполняется подсчет частот слов и определение рангов. Каждый из документов характеризуется своим значением максимального ранга. Весь диапазон рангов документа разбивается на десять интервалов. Затем перебираются все термины документа, каждый из которых оценивается экспертом, решающим, насколько сильно данный термин характеризует документ. В рамках работы были выбраны следующие значения - «очень слабо», «слабо», «средне», «сильно», «очень сильно», а качестве эксперта выступал сам автор.
Разработка подхода к организации структуры корпоративной базы данных
Основная цель, которую преследует структура данных — хранение древовидной классификации и информации по пересечениям различных классификаций. Необходимо предусмотреть таблицы для хранения справочников, в которых будет содержаться список всех справочников и содержание конкретных справочников. При рассмотрении справочников следует обратить внимание на то, что отдельно выделяются группы справочников — понятие, которое объединяет несколько справочников, представляющих один и тот же смысловой срез данных, но имеющих разные периоды действия. Для обеспечения корректного извлечения данных из базы должно существовать несколько связок, которые позволяют однозначно идентифицировать данные, то есть узнать, по каким полям нужно строить выборку, чтобы получить значение нужного ПОЛЯ. Разработка и реализация структуры корпоративной базы данных Перед разработкой структуры базы данных выделим несколько фактов об информации, которой приходиться оперировать в документообороте [84]: 1. Хранятся цифровые и символьные данные (суммы, ссылки на текстовые файлы). 2. Информация хранится в разрезе классификаций. Каждая классификация может быть представлена в виде древовидной структуры. 3. Данные хранятся в виде определенных параметров для различных значений классификаций. Количество параметров и их типы заранее не определены. 4. Информация хранится не по всем возможным пересечениям значений классификаций и параметров, а только по сравнительно небольшому их количеству. 5. Классификации имеют непостоянную структуру. Часть классификаций может быть изменена, удалена, добавлена. Для хранения справочников предусмотрены таблицы classifier — список всех справочников и classifierdata — содержание конкретных справочников. Кроме того, для каждой строки справочника можно задать определенные параметры. Для этого в базе данных предусмотрены таблицы params — список всех параметров и связка classifier_params — соответствие конкретной ветки справочника значению какого-либо параметра. Для хранения информации в базе данных предусмотрен неограниченный список полей — таблица fields. Для хранения собственно данных служит таблица fieldsdata. Идея хранения неограниченно количества данных основана на том, что эта таблица имеет динамическую структуру, которая позволяет пополнять или уменьшать список колонок таблицы в зависимости от нужд системы. Каждое значение какого-либо поля данных определяется набором значений классификаторов из разных групп. Например, для ветки «Стажировка» справочника «Приказы по командировкам» есть следующие параметры: год — 1996, организация — ВлГУ, источник финансирования — Государственный бюджет, тип документа — внутренний приказ. Как видно, определяющие параметры представляют собой значение определенных строк справочников, причем каждое значение принадлежит одной группе справочников. Поэтому для хранения кодов классификаторов, на пересечении которых располагается некоторое значение, можно использовать следующий прием. В таблицу fields_data ввести несколько колонок: group_l, group_2 ... group_n. Каждая колонка относится только к одной группе справочников и содержит код index_id строки справочника, к которой относится значение поля данных field_str или field_value. Таким образом, для того, чтобы записать значение одного поля для указанного примера с «неналоговыми доходами» потребуется одна строка в таблице fields_data. Если группе справочников года соответствует колонка group_n, то в эту колонку должен быть прописан index_id строки «1996» из справочника лет. Если группе справочников «организации» соответствует колонка group_k, то в эту колонку должен быть прописан index_id строки «ВлГУ» из справочника организаций. Аналогично для остальных групп справочников. Если существуют группы справочников, которые не входят в набор для однозначного определения значения поля данных, то в соответствующих полях group_ n должен быть прописан NULL. Для обеспечения корректного извлечения данных из базы существуют несколько связок, которые позволяют однозначно идентифицировать данные, то есть узнать, по каким полям group_ n нужно строить выборку, чтобы получить значение нужного поля. Эта связка групп справочников с группами - таблица classifier_classifier - позволяет определить, какие группы справочников связаны с требуемыми группами.
Для определения списка полей, по которым вносятся данные по группе классификаторов, служит таблица classifierjfields. Кроме того, в базе существуют несколько таблиц — requests, request classifier, request_fields, которые содержат информацию для правильного извлечения данных.
Чтобы получить дополнительную возможность прикрепления к классифицированным параметрам документы, реализуется так называемый «карточный» подход. Суть его заключается в добавлении к каждому пункту классификации карточки, через которую документы могут заносится в базу данных.
Планирование структуры отдела автоматизированного документооборота
Разработана SADT-модель функционирования оснащенного средствами автоматизации отдела информации и документооборота ВлГУ и представленны основные направления разработки соответствующих программных средств. 2. Создана на основе принципов хранения древовидной информации аналитическая база данных документов, циркулирующих в ВлГУ, в соответствии с его организационной структурой (факультеты и другие подразделения). Данная АБД позволяет оценить эффективности работы различных подразделений (кафедр). Аналогичная аналитическая база данных документов и их характеристик создана для научно-технических проектов, выполняемых в рамках научно-технических программ Минобразования России (на конкретном примере одной из подпрограмм). 3. Разработан на основе нечетких вычислений алгоритм поиска информации в документах и продемонстрирована его эффективность в аспекте более широкого охвата материала, размещенного в разных тематических разделах структуризированной базы данных. 4. Предложена организационная структура отдела информации и документооборота ВлГУ, осуществляющего электронный документооборот и информационно-аналитическое сопровождение управления вузом, позволяющая оптимизировать затраты на обеспечение этой деятельности. Разработаны технологии автоматизированного сопровождения деятельности головного совета в рамках реализации научно-технических программ Минобразования России (на примере конкретной подпрограммы). Основные результаты, полученные в диссертационной работе, сводятся к следующему. 1. Разработаны новые подходы в организации баз данных и знаний, а также методы управления информационными потоками с целью обеспечения эффективного функционирования информационно-телекоммуникационных сетей образовательного учреждения (по данным ВлГУ). 2. Созданы принципиальные алгоритмы для реализации автоматизированного документооборота на основе технологии SADT-моделирования, с помощью которой на примере отдела информации и документооборота (ОИД) ВлГУ разработан и внедрен пилотный вариант системы корпоративного электронного документооборота (на базе программного продукта Lotus-Domino/Notes). 3. Разработана информационно-аналитическая система хранения и обработки электронных документов в виде организации аналитической базы данных древовидно структурированной информации (с системой управления в формате Microsoft SQL Server 2000), включающая их экспертную оценку на основе количественных показателей и характеристик. Предложена технология визуализации иерархически структурированной территориально привязанной информации на электронных географических картах (на базе программного продукта Arc View GIS 3.1). Данная система внедрена в ВлГУ в виде корпоративной базы данных электронных документов и сопутствующей информации с соответствующей иерархией доступа на примере информации, распределенной в информационных сетях факультетов и других подразделений университета, а также для организационно-технического сопровождения научных программ в рамках деятельности головной организации по НТП Минобразования России. 4. Разработан математический аппарат и предложен соответствующий оригинальный алгоритм поиска и выборки требуемых документов в корпоративных базах данных/информационно-телекоммуникационных сетях в условиях многокритериального запроса по соответствующим ключевым словам на основе методов, используемых в технологиях с нечеткими вычислениями. 5. Создана методика планирования оптимальной организационной структуры (в аспекте оптимизации финансовых затрат и минимизации времени выполнения соответствующих работ) для подразделений, выполняющих функции обеспечения электронного управления и контроля за исполнением решений в типовом образовательном учреждении. На примере ОИД ВлГУ показано, что внедрение разработанной технологии позволяет заметно повысить эффективность его работы. 6. Разработан комплекс программных средств автоматизации ряда функций электронного документооборота в корпоративных информационно-телекоммуникационных сетях образовательного учреждения на базе соответствующих общих подходов. На примере ВлГУ показана целесообразность использования данного комплекса для обеспечения работы сервера приложений с необходимым набором сервисных услуг в аспекте информационно-аналитической поддержки повышения эффективности управления при функционировании образовательных учреждений.
В заключение выражаю искреннюю благодарность и глубокую признательность ректору университета — научному руководителю всех работ по информатизации в университете - доктору технических наук, профессору А.Г.Сергееву за всестороннюю поддержку и помощь, без которых эта работа не могла состояться, научному руководителю диссертации доктору технических наук, профессору О.Р.Никитину за внимание к работе и помощь, а также доктору физико-математических наук, профессору С.М.Аракеляну, кандидату технических наук, доценту В.В.Исакевичу, кандидату физико-математических наук, профессору В.Г.Прокошеву, кандидату технических наук, доценту А.В.Духанову, кандидату физико-математических наук, доценту А.Ю.Лексину и другим моим соавторам и сотрудникам Владимирского государственного университета за их полезные рекомендации в процессе совместной деятельности в ВлГУ и при работе над диссертацией.
