Аналіз проблеми інформаційного синтезу систем керування, що навчаються

РОЗДІЛ 1

АНАЛІЗ ПРОБЛЕМИ ІНФОРМАЦІЙНОГО СИНТЕЗУ СК,

ЩО НАВЧАЮТЬСЯ

1.1.  Основні визначення та класифікація СК, що навчаються

Недостатня розробка термінології і майже повна відсутність стандартів на СК, що навчаються (самонавчаються), потребує для них додаткового уточнення визначень, класифікації та формалізації процесів функціонування.

Визначення 1.1.1. За існуючими стандартами[58] під функціонуванням системи розуміється процес виконання системою заданого робочого алгоритму при використанні системи за призначенням, тобто за критерієм мети створення системи.

Відомо, що у рамках системологічного аналізу [59,60] система повністю визначається шляхом однозначного завдання таких її категорій як елемент, відношення та властивість.

Визначення 1.1.2.Метою проектування системи є конкретизація та визначення таких значень і співвідношень її категорій, які дозволяють системі функціонувати із визначеною ефективністю.

Оскільки поняття “ефективність” все ще залишається неформалізованим, тому пропонується таке її визначення.

Визначення 1.1.3.Загальна ефективність системи визначає ступінь відповідності її складових виконанню системою свого призначення згідно з критерієм мети.

Важливою складовою загальної ефективності є функціональна ефективність.

Визначення 1.1.4.Під функціональною ефективністю системи розуміється складова загальної ефективності, яка визначає ступінь відповідності функціонування системи за її робочим алгоритмом виконанню поставленої перед нею задачі згідно з критерієм мети.

Формування критерію мети спрямовано на зняття невизначеності в описі системи. Оскільки мірою невизначеності є кількість інформації, то критерій мети має інформаційну природу, а інформаційний критерій функціональної ефективності (КФЕ) навчання системи є його важливою складовою, яка визначає асимптотичні точнісні характеристики класифікатора. Залежно від вхідних даних і уявлень про побудову та функціонування системи задачі синтезу поділяються на три класи [61]: 

·  інформаційний синтез, який передбачає оптимізацію (тут і далі в інформаційному розумінні) функціональної ефективності системи;

·  структурний синтез, який спрямований на оптимізацію складу, конфігурації, внутрішніх і зовнішніх зв’язків системи при заданих алгоритмах її функціонування;

·  комбінований синтез структури та алгоритмів функціонування, пов’язаний з розподілом функцій за елементами системи та визначенням їх оптимального складу.

Необхідною  умовою  синтезу системи є наявність  вхідного  математичного опису.

Визначення 1.1.5. Вхідний математичний опис є адекватною моделлю вхідних даних, що відбивають основні характеристики та властивості функціонального стану системи.

Визначення 1.1.6.Під функціональним станом розуміються основні характеристики системи у визначений момент або інтервал часу її функціонування у заданому режимі, які залежать як від технічного стану системи, так і від середовища, що впливає на неї через контрольовані і неконтрольовані фактори.

Для СК, здатних навчатися, інформаційний синтез набуває важливого науково-практичного значення, що викликано необхідністю створення високоефективних алгоритмів прийняття рішень у процесі керування слабо формалізованими процесами. Невід’ємною частиною СК, що навчається, є система прийняття рішень (СПР), яка будується на основі електронно-обчислювальної техніки і безпосередньо моделює розумові процеси прийняття рішень, притаманні людині. В експертних СК та автоматизованих системах керування технологічними процесами (АСКТП) та іншими об’єктами і процесами замість СПР застосовується система підтримки прийняття рішень (СППР). При цьому термін “підтримка” стосується таких систем, де вирішальне слово належить особі, що приймає рішення (ОПР). Поняття СК, що навчається, охоплює широкий клас автоматизованих систем, які характеризуються такими основними загальними показниками:

·  процес керування може бути різної природи;

·  у контурі керування системи використовується ЕОМ або обчислювальний комплекс з потужною довготривалою пам’яттю, які функціонують у багатопотоковому режимі, що призводить до асинхронності оброблення інформації;

·  система має замкнені зворотні зв`язки і допускає можливість роботи в автоматичному режимі;

·  невід’ємною обов’язковою частиною СК, що навчається, є СПР або СППР, що виконують функції регулятора системи і можуть функціонувати у двох роздільних (або об’єднаних) у часі режимах: навчання і екзамену, на якому безпосередньо приймаються рішення про оцінку функціонального стану системи та формуються відповідні керуючі сигнали;

·  система, у математичному розумінні, є слабо формалізованою (за          Г. Саймоном), тобто її релевантна математична модель існує у рамках системного аналізу на теоретико-множинному рівні, а сама динамічна система функціонує за умов апріорної невизначеності, багатофакторності, нестаціонарності та імплікативності взаємозв’язку характеристик при довільних (ненульових)  початкових умовах;

·   система є інтерактивною і має можливість функціонувати в режимі моніторінгу;