Д. Соловей, А. Скориков

Направления внедрения информационных технологий в лесной комплекс

Одним из важнейших направлений развития лесного комплекса (ЛК) является применение современных информационных технологий (ИТ) на всех этапах жизненного цикла лесных ресурсов. Большинство задач ЛК, которые решаются автоматизированными методами, целесообразно решать в рамках единой отраслевой интегрированной автоматизированной информационной системы. При формировании такой информационной системы (ИС) возникает проблема построения модели функционирования такой ИС в сети.

Основной (целевой) функцией любой информационной системы ИСp сети ИС = {ИС}N является поиск информации по запросам пользователей       I = {i}m. От того, насколько адекватно будет реализована эта функция, зависит эффективность функционирования ИСp (полнота и точность – релеватность, время поиска, экономичность и др.). Понятно, что эти показатели эффективности формируются на всех операциях информационной технологии поиска (ИТ) и, в первую очередь, на этапах взаимодействия ИСpс внешней средой (множеством пользователей I), отражая вариантность информации в множестве запросов, неоднозначность в свертывании их первичного описания и в оценках выданной на запросы информации.

Построим структурную модель ИТ и рассмотрим общие законы ее функционирования. Для этого определим эту модель в виде кортежа моделей

Мит = < M, MWX, MXY, MYW, M>, элементы которого последовательно формируют этапы выполнения ИТ (M- модель множества запросов, MWX – модель связи множества запросов со входом ИСp, MXY – модель преобразования входного объекта в выходной объект, MYW - модель связи выхода с множеством выходных документов, M- модель множества выходных документов). В соответствии с моделью Мит представим ИТ поиска в виде схемы функционирования ИСp в сети (рис.1) и рассмотрим более подробно выше представленные модели.

Модель множества запросов представляет собой нуль-граф, M: G= G(W(X), Æ), где W(X) = (W1(X1), W2(X2), …, Wm(Xm)) – множество вершин, характеризующее множество запросов пользователей. Каждый запрос Wi(Xi),  i Î I представляется в виде требуемого массива информации Xi заданного формата Wi. При этом модель запроса формализуется в виде   Wi(Xi) = {W(Xi), Wiпр(Xi), L(W)}, где W(Xi) – множество исходных структур данных; Wiпр(Xi) – множество производных структур данных; L(W) – множество организационно–технологических ограничений и требуемыхинтегральных свойств данных (пертинентность – соответствие выдачипотребностям пользователя, режимы информирования – избирательный (периодический), ретроспективный (разовый), интегральный поиск; сроки выполнения запроса, объемы информации, выделяемые средства и др.). При этом сам формат (структура) i–го запроса - это заданный граф G(Wi, E), где Wi – множество исходных и производных структур, а E- множество связей (дуг), соединяющих эти структуры. Отметим, что множество дуг отображает множество Wi само в себя. Тогда граф G исходных данных можно задать в виде G(Wi, Гi), включающего множество вершин Wi(Xi) и заданного на нем отображения Гi.

Модель связи множества запросов со входом MWX устанавливает отношение между множеством запросов модели Mи множеством входного объекта X системы ИСp (рис. 1). Заметим, что нуль–граф G(W(X), Æ) порождает нуль–граф G({Xi}, Æ), объединение вершин которого формирует входной объект X = Xi. При этом понятно, что |X| £ |{Xi}| ( | • | - мера множества). Тогда модель MWX представляется в виде двудольного графа MWX : GX = GX(VX, EX), VX = {Xi} È X, причем дуга ekl Î EX, если vkÎ{Xi} Ù vlÎX.

Модель преобразования входного объекта в выходной объект MXY  представляет собой не что иное, как модель функции самой информационной системы ИС. В предположении наличия множеств: X – входного объекта, Y- выходного объекта, C – состояний системы (рис.1) функцию ИСp можно описать в теоретико– множественном представлении, т.е. MXY: ( R : X ´® Y), где R – множество глобальных реакций (преобразований X ® Y)системы. Структуру модели представим в виде ориентированного графа GXY = (VXY, EXY). Граф GXY имеет множество вершин VXY = X È С È Y и множество дуг EXY. При такой структуризации следует заметить, что в графе вершины Y достижимы из вершин X только через вершины множества состояний С, а множество дуг EXY определяет множество стратегий информационного поиска . Причем существует взаимооднозначное соотношение EXY Û R. Сравнение множеств X и Y позволит оценить и релеватность поиска, например в виде |Y| / |X|.

Перейдем к построению моделей связи выхода с множеством выходных документов MYW. Для этого первоначально введем в рассмотрение двудольный граф GY = GY(VY, EY), VY = Y È {Yi}, дуга ekl Î EY, если vkÎ Y Ù vl Î {Yi} (рис.1). Здесь результирующие информационные вектора формируются по правилу Yi = {Yik Î Y:Yil ГiY Yik}, где i Î I; Yik – k–ый элемент данных i–го информационного вектора; ГiY – преобразование Y ® {Yi}. Переход к выходным форматам связан с так называемыми подсхемами данных Схi. Введение Схi обеспечивает независимость пользователей по отношению к функционированию ИСp, т.к. любое изменение процессов поиска никоим образом не сказывается на пользователе. Используя подсхемы, ИСp должна преобразовать данные в формат, совместимый с запросом пользователя в соответствии с графом G(Wi, Гi). Структурно это также двудольный граф Gс = Gс(Vс, Eс) с множеством вершин VY = {Yi} È Wi и Wi = {Yik Î Yi:Yil Схi Yik}. Тогда моделью MYW может служить трехярусный граф MYW: GYW(VYW, EYW), VYW = Y È {Yi} È Wi и Wi = Гк(Y), где Гк = ГiY· Схi – композиция отображений.

Наконец, модель множества выходных документов Mустанавливает отношение между ИСp и внешней средой (множеством пользователей). Она представляется нуль-графом G= G (W(Y), Æ) и от того, насколько он  « похож » на нуль–граф множества запросов G= G(W(X), Æ), зависит пертинентность ИТ поиска.