Основні властивості ІС

Умовою розв’язання головної задачі проектування є визначення властивостей, які повинна мати ІС, що проектується. Основними властивостями ІС є:

· стійкість – це властивість ІС повертатися в попередній функціональний стан після припинення дії збурюючих факторів;

· керованість – це існування необмеженого керування, яке може перевести систему із довільного початкового стану в будь-який інший заданий стан за кінцевий інтервал часу;

· спостережуваність – це можливість визначення поточного функціонального стану системи шляхом аналізу вихідних змінних при заданому керуючому сигналі за кінцевий період часу.

З точки зору теоретико-інформаційного підходу умовою спостережуваності є виконання нерівності

,

або

,

де – апріорна (безумовна) ентропія; – апостеріорна ентропія, що характеризує залишкову невизначеність після прийняття рішення.

Наприклад, в ІС спостережуваність може бути втрачена за умови невиправданого збільшення або зменшення поля контрольних допусків на ознаки розпізнавання, що має наслідком збіг векторів-реалізацій різних образів. Тобто спостережуваність – це властивість ІС розрізняти вектори-реалізації образів.

Точність ІС, яка визначається через точнісні характеристики відповідної системи оцінок рішень. Для двохальтернативної системи оцінок достовірність рішень характеризується повною ймовірністю правильного прийняття рішень:

,

де , – безумовні ймовірності прийняття основної гіпотези і альтернативної гіпотези відповідно; , – точнісні характеристики: перша та друга достовірності відповідно;

і повною ймовірністю неправильного прийняття рішень:

,

де , – точнісні характеристики: помилки першого та другого роду відповідно.

Оскільки гіпотези і складають повну групу подій, то має місце .

Надійність ІС. Це властивість ІС забезпечувати виконання заданих функцій, зберігаючи в часі функціональну ефективність системи в заданих межах, що відповідають заданим режимам та умовам функціонування, технічного обслуговування, ремонту, супроводження інформаційного та програмного забезпечення, зберігання і транспортування.

Масогабаритні характерист ики визначаються геометричними, ваговими та топологічними показниками ІС.

Стабільність ІС. Це властивість ІС зберігати незмінними свої характеристики у процесі експлуатації.

Енерговитрати, пов’язані з функціонуванням ІС, які в першому наближенні лінійно залежать від маси системи.

Вартість як сукупні витрати на всіх етапах життєвого циклу системи. Основні етапи життєвого циклу ІС показано на рис.1.3.

Рисунок 1.3 – Схема етапів життєвого циклу системи

На рис.1.4 показано типовий якісний графік зміни показника надійності функціонування будь-якої системи в процесі експлуатації за умови відсутності відновлення системи

Рисунок 1.4– Графік залежності параметра у процесі експлуатації системи

На рис 1.4 показано три часові відрізки: І – введення системи в експлуатацію; ІІ – період стабільної експлуатації; ІІІ – період ”старіння” системи, обумовлений її фізичним зносом. Специфіка ІС полягає в тому, що на першому відрізку невисока функціональна ефективність обумовлена не стільки комплексом технічних засобів системи, який в основному є відповідною конфігурацією стандартних уніфікованих засобів електронно-обчислювальної і телекомунікаційної техніки, а необхідністю верифікації спеціального програмного забезпечення шляхом його адаптації до реального слабо формалізованого процесу.

.

1.4 Етапи проектування ІС

Проектування є ітераційним, значно пов’язаним процесом прийняття рішень із зворотними зв’язками. Узагальнені етапи проектування ІС показано на рис. 1.5 [5].

Рисунок 1.5 – Схема етапів проектування

Функціональна ефективність ІС, що проектується, значною мірою визначається якістю розроблення технічного завдання (ТЗ), яке здійснюється за результатами маркетингу і включає формування мети, вимог, оцінку можливості технічної реалізованості та процедуру узгодження між замовником і виконавцем щодо вимог та характеристик проекту.

Етап технічної пропозиції здійснюється з метою визначення принципів реалізації системи, структури, програмного забезпечення та КТЗ, що задовольняють технічне завдання. На цьому етапі проводиться патентний та інформаційний пошук прототипів та аналогів системи, що проектується..

Етапи ескізного та технічного проектування належать до стадії дослідно-конструкторського розроблення ІС.

На етапі ескізного проектування розв’язуються задачі аналізу та синтезу, здійснюється детальне пропрацювання технічного та інформаційного забезпечення відповідно до ТЗ. Особливістю проектування ІС є необхідність проведення на цьому етапі програмної реалізації розроблених алгоритмів з метою фізичного моделювання системи, що характерно для евристичних методів аналізу і синтезу.

На етапі технічного (робочого) проектування на основі ТЗ та результатів ескізного проектування розробляється повний комплект технічної документації, який включає:

1) електричні схеми.

2) графічну документацію у вигляді необхідних креслень та специфікацій до них.

3) програмна документація: специфікація, текст програми, опис програми, формуляр, опис застосування, інструкції для оператора, системного програміста та інше;

4) текстова документація: загальні технічні умови на систему, частинні технічні умови на комплектуючі, технічний опис, технічні формуляри, паспорти, інструкції на настроювання системи та вузлів, інструкції з експлуатації та інше.

На етапі технічного проектування випускається технічна документація, необхідна для виготовлення дослідної партії системи у заводських умовах, яка включає:

· технологічні інструкції;

· технологічні (маршрутні) карти;

· креслення на технологічне оснащення та необхідне технологічне обладнання.

Невід’ємною частиною проектування ІС на всіх етапах є проведення випробувань системи, які мають таку класифікацію [5]:

· прийомоздавальні випробування, які полягають у встановленні відповідності системи та її складових технічному завданню;

· лабораторні випробування, які відбуваються на етапах ескізного та технічного проектування і полягають в оцінці правильності функціонування, точнісних оцінок, стійкості, стабільності, надійності роботи з метою забезпечення технічних умов;

· сумісні випробування, які проводяться проектувальниками та замовниками за програмою лабораторних випробувань, але, як правило, за більш жорстких умов;

· натурні випробування, які проводяться у присутності замовника як вирішальний етап перед здачею системи за умов, максимально наближених до заводських.

1.5 Види забезпечення ІС

Згідно з існуючим стандартом [3] для здатних навчатися ІС доцільним є виділення таких основних видів її забезпечення, як технічне, інформаційне, програмне та організаційне, структуру яких подано на рис. 1.6.

Рисунок 1.6 - Види забезпечення ІС

На ефективність функціонування ІС вирішальний вплив має інформаційне забезпечення, яке характеризується значним обсягом інформаційних операцій, пов’язаних на етапі навчання із структуруванням і нормалізацією даних, керуванням масивами даних, оцінкою ефективності процесу навчання, формуванням інформаційного фонду, прийняттям рішень та інше. Тому у рамках алгоритмічного (евристичного) підходу до моделювання ІС математичне забезпечення, яке включає методи реалізації інформаційних і обчислювальних процедур, спрямованих на формування та перетворення інформаційних структур даних, належить до інформаційного забезпечення. При цьому математичне забезпечення ІС розглядається як технологія оброблення інформації з метою прийняття достовірних рішень.

На рис. 1.7 подано структуру інформаційного забезпечення ІС, що навчається, основними елементами якого є:

· інформація як атрибут прийняття рішень;

· технологія оброблення інформації як формалізована система обчислювальних і логічних операцій;

· кодування як спосіб інформаційного узгодження елементів КТЗ, стиснення інформації, підвищення її завадозахищеності та безпеки;

· класифікація як процес прийняття рішень;

· контроль як процес встановлення відповідності між функціональним і технічним станами ІС.

Однією із важливих функцій інформаційного забезпечення є класифікаційний аналіз даних. Тому класифікацію доцільно розглядати, як і контроль, окремим елементом інформаційного забезпечення.

Розроблення інформаційного забезпечення ІС складається з послідовного розв’язання таких основних задач:

· організація збору інформації про можливі функціональні стани та режими функціонування ІС;

· формування словника ознак розпізнавання;

· розроблення математичної (інформаційної) моделі ІС для режимів її функціонування;

· конструювання КФЕ навчання ІС і розроблення процедури його обчислення;

· розроблення засобів інформаційних технологій прийняття достовірних рішень за умови апріорної невизначеності;

· дефазіфікація нечітких множин на екзамені;

· розроблення методів та алгоритмів перспективного та нормативного прогнозування функціональної ефективності та надійності ІС.

Розв’язання наведених вище задач інформаційного забезпечення дозволяє отримати відповіді на такі важливі питання, як інформаційне відображення функціональних станів ІС і оптимізація просторово-часових параметрів функціонування за КФЕ навчання системи з метою забезпечення на екзамені достовірної класифікації поточного або спрогнозованого її функціонального стану.

Дата добавления: 2014-01-07