Введение к работе
Актуальность темы.
Автоматизированные системы массового обслуживания (СМО) гфедставляют собой обширный класс компьютерных систем, охватывающих самые разнообразные сферы обслуживания населения. Системы этого класса эффективно используются на транспорте, в банковском деле, в медицине, в информационно-справочном обслуживании населения, в торговле и т.д. Исторически первыми СМО явились системы резервирования на транспорте, получившие в англоязычной литературе наименование CRS, что означает 'Computerised Reservation Systems'". Типичными примерами СМО в России являются система бронирования мест и продажи авиабилетов "Сирена" и железнодорожная система автоматшащш билетно-кассовых операций "Экспресс". Эти системы прошли несколько стадий модернизации, при которых непрерывно совершенствовались и развивались. Они постоянно находятся в эксплуатации с начала 70-х годов по настоящее время.
Другими примерами СМО являются системы бронирования мест в гостиницах, системы заказа книг в библиотеках и заказа лекарств в аптеках, :ети продажи и резервирования билетов на междугородные автобусы, система 'Сберкасса". В самое последнее время СМО охватили обнлфные области торговли в форме систем электронной коммерции.
Все СМО, разработанные в СССР и в передовых западных странах в 60-е л 70-е годы, можно отнести к СМО первого поколения. Характерным этличительным признаком этих СМО является то, что они непосредственно доступны только зарегистрированным в них специально обученным шераторам-профессионалам.
В свое время эти системы по многим показателям (удаленная обработка інформанті, удаленная база данных, большое количество терминалов, эдновременно обслуживаемых центральными ЭВМ, высокие показатели по іадежности и достоверности, малое время реакции, случайный поток ранзакний и т.д.) занимали передовые позиции среди компьютерных систем. В іастоящсе время системы первого поколения уже морально устарели.
Значительный прогресс в области компьютерной техники,, шформационных технологий и техники коммуникаций, развитие рынка сомпьютерных средств привели к созданию СМО второго поколения, главной
особенностью которых является возможность доступа к базам данных СМО с персональных компьютеров через сеть Интернет. С другой стороны, развитие конкуренции, борьба за клиентуру и намерение расширить круг пользователей породили стремление сделать СМО более привлекательными для масс населения и максимально эффективными на фоне происходящего в эти годы процесса либерализации обслуживания клиентуры.
Таким образом, прогресс в области компьютерной техники и техники телекоммуникаций, с одной стороны, и требования рынка, с другой, представляют собой две главные причины возникновения СМО второго поколения.
СМО второго поколения позволили существенно расширить круг пользователей, предоставив в интересах увеличения доходов непосредственный допуск к базам данных необученным пользователям. Это означает, что услугами СМО может воспользоваться любой человек (физическое лицо) путем непосредственного обращения к удаленным базам данных, в том числе с помощью персонального компьютера, находящегося в его квартире.
Вместе с тем, как показывает практика, наряду со значительным прогрессом, СМО второго поколения присущи серьезные ограничения и недостатки, ограничивающие масштабы и эффективность их использования. В первую очередь это ощущают обычные граждане, работающие в среде Интернет, которым в СМО второго поколения предоставляется недостаточно универсальный и удобный человеко-машинный интерфейс. В результате потенциально наиболее массовые пользователи систем, какими являются обычные граждане, не могут воспользоваться полностью всеми возможностями, заложенными в этих системах.
Анализ показывает, что продолжающийся прогресс в области компьютерных и коммуникационных технологий позволяет усовершенствовать СМО второго поколения, снять присущие им ограничения и повысить эффективность использования. Эти системы предлагается называть СМО нового поколения, или CMO-XXI. Вопросам построения CMO-XXI посвящена настоящая диссертация.
Актуальность темы диссертации состоит в том, что в ней предложены пути устранения и преодоления недостатков и ограничений, присущих
современным СМО, и средства построения более эффективных СМО нового поколения.
Цель работы состоит в исследовании характерных черт и отличительных признаков нового класса систем массового обслуживания, названного в работе системами массового обслуживания нового поколения, в формулировании возникающих проблем и актуальных задач их построения и совергпенствоваїшя, в разработке алгоритмов и программ, реализующих эти задачи. Особое внимание уделено решению следующих проблем:
концепции применения естественного языка в системах массового обслуживания нового поколения с целью обслуживания необученных пользователей - физических лиц, представителей всех слоев населения;
использованию автоматических переводчиков в процессе диалога пользователей с системой с целью преодоления языкового барьера;
- сжатию информации с целью сокращения длительности ввода запросов в
компьютер;
- разработке эффективной по затратам времени структуры человеко-
машинного интерфейса, предоставляющего пользователям единообразный и
удобный язык общения со множеством размещенных в сети Интернет баз
данных СМО различного назначения.
Методы исследования. В диссертационной работе применены методы теории систем массового обслуживания, теории вероятностей и искусственного интеллекта.
Научная новизна. Выявлен новый класс больших компьютерных систем, сформулированы его основные свойства и принципиальные отличия, определены основные задачи разработки, развития и совершенствования этих систем, разработан новый подход к реализации человеко-машинного взаимодействия в рамках систем массового обслуживания нового поколения.
Основные научные результаты работы заключаются в следующем:
сформулированы характерные черты и отличительные свойства систем массового обслуживания нового поколения;
выявлены актуальные задачи дальнейшего развития и совершенствования этих систем;
-разработана новая концепция человеко-машинного взаимодействия, эснованная на использовании элементов естественного языка для
пользователей-непрофессионалов в рамках систем массового обслуживания нового поколения;
- разработана структура оптимального диалога человеко-машинного
взаимодействия в классе СМО нового поколения;
разработан алгоритм и программа синхронного сжатия информации в процессе ручного ввода сообщений в компьютер пользователя;
выполнен теоретический анализ эффективности предложенного метода сжатия информации.
Практическая ценность и реализация результатов работы.
Использование результатов работы позволяет существенно расширить круг пользователей систем массового обслуживания, предоставив им удобный и универсальный доступ к услугам этих систем. Это обеспечит новый уровень информационных услуг, предоставляемых населению и организациям, а также повысит эффективность использования систем массового обслуживания.
Разработанные алгоритмы и программы могут быть использованы для дальнейшего развития и совершенствования систем массового обслуживания.
Результаты диссертационной работы использованы в работах, проводимых ИЛУ РАН в области модернизации и совершенствования систем массового обслуживания.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на Ш и IV Всесоюзных совещаниях по распределенным автоматизированным системам массового обслуживания (Винница, сентябрь 1990 г., Душанбе, апрель 1991 г.), Международном совещании по распределенным вычислительным системам и сетям (CDS-92) (Калининград, сентябрь 1992 г.), на Республиканской научной конференции "Современные проблемы алгоритмизации" (Ташкент, сентябрь 1996 г.), на Международных конференциях "Distributed Computer Communication Networks. Theory and Application (DCCN-96, DCCN-97)" (Тель-Авив (Израиль), ноябрь 1996 г., ноябрь 1997 г.) , на Республиканской научной конференции "Современные системы телекоммуникации и обработки информации и их применение" (Ташкент, апрель 1997 г.), на Международной научно-практической конференции "Управление большими системами" (Москва, сентябрь 1997 г.), на Международном семинаре "Информационные сети, системы и технологии (ИССТ-97)" (Ярославль, октябрь 1997 г.), на Международной конференции
"Математические методы исследования систем и сетей массового обслуживания" (Минск, январь 1998г.).
Осповиые положения, представляемые к защите:
- существующие системы массового обслуживания ориентированы,
главным образом, на пользователей-профессионалов. Это ограничивает
масштабы их применения, снижает уровень информированности и услуг,
оказываемых населению и различным организациям;
- используемый в существующих системах массового обслуживания язык
меню, подсказок и пиктограмм утяжеляет диалог системы с пользователями,
приводит к необходимости многократных обращений к центру обработки
данных, увеличивает длительность диалога, понижает его надежность,
перегружает сети Кроме того, он является чрезмерно сложным для
пользователей-непрофессионалов;
- предложенная в работе концепция использования элементов
естественного языка позволяет преодолеть перечисленные выше недостатки;
разработанный алгоритм синхронного кодирования позволяет в 2-3 раза сократить количество ручных операций в процессе человеко-машинного диалога и является удобным для пользователя-непрофессионала;
разработанная математическая модель структуры человеко-машинного диалога позволяет минимизировать затраты времени на реализацию диалога.
Публикации. По основным результатам диссертационной работы опубликовано 7 работ.
Структура и объем работы.
Диссертация состоит из введения, трех глав с выводами, заключения, списка литературы и трех приложений. Основная часть работы изложена на 140 страницах и содержит 20 рисунков.