Кт в теоретических исследованиях

3.1. СОСТАВ И МЕТОДЫ ТИ

Основной задачей ТИ является создание теории по исследуемой пробле­ме, включающей объяснение явлений с использованием математического ап­парата или качественных правил.

Объем ТИ зависит от специфики и сложности проблемы. В общем слу­чае может включать этапы:

1. Постановка задачи, где определяются цели исследования, наиболее эффективные пути реализации. Иногда формируется гипотеза, предваритель­но объясняющая явление.

2. Разработка модели процесса функционирования изучаемого объекта. В ТИ обычно используются математические, информационные или логиче­ские модели явления.

3. Выбор методов построения модели и их проверка.

4. Разработка алгоритмов и программных средств реализации моделей.

5. Выполнение математических расчетов или обработка информацион­ных алгоритмов.

6. Анализ полученных результатов с помощью логических рассуждений и выводов, формулирование результатов исследований.

Эффективность ТИ в значительной степени зависит от используемых ис­следователем методов. При этом обычно применяются:

1. Известные общенаучные методы: абстрагирование, идеализация, фор­мализация, анализ и синтез, обобщения и т.п.

2. Математические методы: аналитические, численные, оптимизацион­ные, вероятностно-статистические.

3. Эвристические приемы и методы: инверсия, универсальность, самооб­служивание, ассоциации, аналогии и т.д.

4. Логические методы и правила, к числу которых можно отнести прави­ла вывода сложных понятий из простых, установление истинности, выявле­ние непротиворечивости и т.п.

3.2. КОМПЬЮТЕРНАЯ ПОДДЕРЖКА ТИ

ВТ находит широкое применение в реализации задач ТИ. Наиболее час­то ВТ используют в проведении математических расчетов. Программное обеспечение для данного направления условно делится на следующие кате­гории:

1. Библиотеки программ для численного анализа, которые также делятся на библиотеки общего назначения (пакеты SSP, NAG) и узко специализиро­ванные пакеты, ориентированные на решение определенного класса задач (Micro Way - матрицы, преобразование Фурье).

2. Специализированные системы для математических расчетов и графи­ческого манипулирования данными и представления результатов (Phaser -дифференциальные уравнения, Statgraf - статистический анализ), Eureca, Statistica.

3. Диалоговые системы математических вычислений с декларативными языками, позволяющими формулировать задачи естественным образом (Mu-Math, Reduce, MathCad, Matlab, Mathematica).

4. Электронные таблицы (ЭТ), которые позволяют выполнять различ­ные расчеты с данными, представленными в табличной форме (Supercalc, Quattro Pro, Lotus 1-2-3, Excеl).

В реализации эвристических методов рациональное применение ВТ свя­зано с использованием методов морфологического анализа (таблиц), ассоциа­тивных методов (метод каталога, метод гирлянд случайностей и ассоциаций), с помощью которых генерируется большое число вариантов решения задачи, а затем производится их оценка и выбор рационального.

Теоретические исследования технических проблем в некоторых случаях целесообразно проводить с использованием автоматизированной системы решения изобретательских задач - АРИЗ, которая охватывает все этапы тех­нического творчества от анализа технических систем до поиска вариантов решения.

Наиболее сложной является компьютеризация логико-лингвистических методов НИ. Решение проблемы в этом направлении обеспечивается средст­вами, включающими элементы искусственного интеллекта. Это системы ав­томатизированного перевода (COKPAT, PROMT, Stylus), интеллектуальные ППП, расчетно-логические системы, системы поддержки принятия решение (СППР) и различные экспертные системы.

Интеллектуальные ППП дают возможность решать задачи по описанию процесса с помощью непроцедурного языка без программирования алгорит­ма. При этом система сама формирует матмодель исследования и определяет необходимые программные модули для ее реализации (ПРИЗ, СПОРА, МАВР).

Расчетно-логические системы предназначены для коллективного реше­ния общих задач НИ при выполнении локальных задач на отдельных рабочих местах за счет координируемого взаимодействия по каналам связи (Система комплексного планирования ГРАНИТ).

Экспертные системы - это программные комплексы, использующие зна­ния в предметной области и способные на их основе с помощью логических (рассуждений) правил формулировать выводы о состоянии системы, осно­ванные на анализе модели представления экспертов о закономерностях её функционирования. ЭС обычно включает: подсистему общения, БЗ с подсис­темой накопления знаний, решающий блок, подсистему объяснения. Данные системы наиболее эффективные для анализа процессов и явлений, которые сложно представить матмоделью.

Дата добавления: 2014-01-03