1. Объект (∑º). Реально существующий или идеальный объект, который в соответствии с целями и задачами моделирования вычисляется из формы окружающей среды и на основе тех или иных методов, средств, представляется в форме модели.

2. Субъект (S) – это специалист (эксперт), который осуществляет модельную деятельность в соответствии с рассматриваемой технологией, направленной на решение задачи моделирования.

Функциями эксперта являются:

· Определение целей моделирования;

· Постановка задачи;

· Определение объекта моделирования и его окружающей среды;

· Нахождение метода;

· Создание модели и ее использование.

Эксперт это обобщенное понятие. В минимуме – это один специалист, обладающий знаниями как в предметной области решаемой задачи, так и в области моделирования. В более широком смысле понятие эксперта включает коллектив специалистов.

3. Модель (Mº) – это мысленно представляемый или физически реализуемый объект, находящийся в гомоморфных отношениях с некоторыми другим объектом – оригиналом по отношению к первому. Это материальный или идеальный объект, отражающий те или иные аспекты другого объекта (оригинала), который дает возможность получать новые сведения об объекте-оригинале.

Модель формируется в соответствии с целями и задачами моделирования и ее функционирование направленно на получение новой информации (результата), определяемой целями моделирования.

Взаимоотношения компонент:

Триаду мы можем представить граф-моделью, имеющей 3 вершины.

Рис. 3 Граф-схема триады

На рисунке 3 представлена граф-схема триады. На этой схема изображены следующие элементы: эксперт по моделированию (ЭМ), объект-оригинал (∑°) и модель (Mº)

Анализ триады на основе бинарных отношений.

Все 3 компоненты триады "объект-субъект-модель" взаимосвязаны. Они образуют бинарные сочетания, реализующие между ними эпиморфные отношения:

• - восприятие информации об объекте моделирования - эксперт по

моделированию изучает объект моделирования, выделяя при этом особенности данного объекта, его свойства.

• - воздействие на объект моделирования - для более детального изучения

особенностей объекта моделирования эксперт воздействует на объект, изучая его реакцию.

• - построение модели - эксперт по моделированию на основе полученных
данных об объекте-оригинале строит модель.

• - изучение полученной модели - эксперт по моделированию после построения
модели изучает ее на предмет адекватного замещения объекта-оригинала. Это
является условием правильного построения модели.

• - изучение модели может показать, что объект-оригинал не выполняет свои
функции. В этом случае модель дорабатывается, и вносятся изменения в сам
объект-оригинал.

• -может получиться, что объект-оригинал имеет новые свойства, которые были

ранее не известны. В этом случае необходимо дополнить модель для адекватного замещения оригинала.

Анализ триады на основе унарных отношений

Также существуют связи исходящие из компоненты и входящие в нее. Это автоморфные (унарные) отношения:

•         - предполагается анализ модели с точки зрения ее целевого назначения,
функциональных   возможностей,   структуры,   задач,   которые   рассматриваемая
модель   позволяет   решать.    Модель   реализуется   таким   образом,   что   все
последующие изменения основываются на предыдущих, вся заложенная ранее в
модель информация отображается снова;

• - эксперт по моделированию анализирует имеющуюся информацию и на
основе знаний, опыта принимает различные решения;

• - под воздействием окружающей среды объект-оригинал может изменяться с
целью адаптации к изменениям.

Сложность объекта моделирования. Субъективные и объективные аспекты сложности. Редукция сложности в задачах моделирования.

Объект моделирования это система. Сложность системы сводится к количеству элементов в ней или к объему информации, требуемому для ее описания. Объем информации определяется числом состояний объекта (формула Хартли).

Принцип редукции сложности: При моделировании сложного объекта он должен быть в зависимости от целей и задач моделирования максимально упрощен на основе методов стратификации и декомпозиции посредством аппроксимации и обобщения. Для реализации принципа редукции сложности необходимо учитывать принципы интроспективности, экстроспективности, целенаправленности, адекватности.

Стратификация – определение уровней анализа (для моделирования) – используется принцип интроспективности – вычленение необходимых аспектов объекта, относящиеся к целям моделирования.

Декомпозиция – расчленяет на заданном уровне анализа (на выделенной страте) целостный объект моделирования на части (необходимо определить основание декомпозиции)

В результате использования этих методов возникает усложнение связанное с увеличением информации о системе пропорционально кол-ву компонент системы + возникают отношения между компонентами (принцип Парето).

Чем глубже анализ, тем больше информации, тем сложнее моделирование объекта, следовательно, необходимо определить:

1. уровни детализации;

2. задачи, с которыми работает;

3. точность, которая необходима с итоге.

Сложность бывает:

— структурная (характеристики: количественная {главная} – кол-во элементов и связей между ними; качественная - конфигурация {бывает последовательная, иерархическая}-это качественная сложность структуры ).

— функциональная – выделение функции для каждого элемента, но морфологическая конфигурация подчиняется вложенности (включению) – морфологическое дерево. Функциональная сеть – запутанное дерево. Функциональная сложность (морфологический слой – обязательно учитывается) для построения функций.

Концептуальная математическая метамодель объекта и её применение для решения задач моделирования.

Концептуальное метамоделирование (КММ) основано на использовании
индуктивно-дедуктивного подхода. Создание КММ осуществляется на основе индуктивного подхода (от конкретного к абстрактному, от частного к общему) посредством обобщения, концептуализации и формализации.

Использование КММ предполагает переходы от общего к частному, от абстрактного к конкретному на основе интерпретаций.

Под математической моделью принято понимать совокупность соотношений (уравнений, неравенств, логических условий, операторов и т.п.), определяющих характеристики состояний объекта моделирования, а через них и выходные значения - реакции, в зависимости от параметров объекта-оригинала, входных воздействий, начальных и граничных условий, а также времени.

КММ функционирования системного элемента предполагает описание динамики поведения на заданном уровне абстракции с точки зрения его взаимодействия с окружающей средой, т.е. внешнего поведения. Математическое описание такого элемента должно отражать последовательность причинно-следственных связей типа "вход - выход" с заданной временной направленностью из прошлого в будущее. КММ функционирования системного элемента должна учитывать базовые концепции и существенные факторы, к числу которых, в первую очередь, следует отнести следующие.

1. Элемент , как компонент системы , связан и взаимодействует с другими компонентами этой системы.

2. Компоненты системы воздействуют на элемент посредством входных сигналов, в общем случае, обозначаемых векторным множеством .

3. Элемент может выдавать в окружающую его среду выходные сигналы, обозначаемые векторным множеством .

4. Функционирование системного элемента ( ) происходит во времени с заданной временной направленностью от прошлого к будущему: где

5. Процесс функционирования элемента представляется в форме отображения входного векторного множества в выходное - , т.е. по схеме "вход - выход" и представляется записью вида

6. Структура и свойства отображения при моделировании на основе метода прямых аналогий определяется внутренними свойствами элемента , во всех остальных случаях - инвариантны и связаны феноменологически.

7. Совокупность существенных внутренних свойств элемента , представляется в модели "срезом" их значений для фиксированного момента времени , при

условии фиксированного "среза" значений входных воздействий и определяется как внутреннее состояние элемента .

8. Внутренние свойства элемента характеризуются вектором параметров

, которые назовем функциональными ( - параметры ).

Концептуальное математическое описание системного элемента ( )

с учетом изложенных выше положений, представим кортежем

. ( 1 )

Такое описание определим как концептуальную метамодель - КММ функционирования системного элемента .

Интеллектуальные решатели задач моделирования: концептуальные представления, математические метамодели.

Метод блочных альтернативных сетей /БАС/ при решении задач моделирования

Этот метод организует данные и информацию. Он дает возможность группировать информацию по различным семантическим, ассоциативным или другим признакам. Дает возможность создания поименованных информационных массивов. Организовывать различные последовательности массивов в соответствии с требованиями решаемых задач. В рамках методологии блочных альтернативных сетей в отличие от морфологического ящика есть возможность избежать полного перебора элементов полного комбинирования за счет отсечения ненужных ветвей на каждом шаге прохождения сети. Это обеспечивает относительно быструю сходимость решений.

Основой архитекртуры БАС является элементарный блок альтернатив (ЭБА). Он характеризуется некоторой совокупностью атрибутов А

Выбирая некий атрибут A_йдля него можно представить следующую структуру:

Развитие дерева с точки зрения ЭБА все сводится к добавлению замыкающей вершины (которая называется в нашем случае якорем).

б_ј_ι– являются альтернативами α_ј_ι+1 . Таким образом получается структура являющаяся структурной альтернативой. Использование такой структуры для автоматического выбора альтернатив требует ее расширения. Прежде всего, введем вершину обратной связи (R) – рекурсия, дает возможность организовывать циклы.

Если из совокупности атрибутов некоторые не используются, но представлены в виде блока возникает необходимость игнорировать или обходить такой блок. Для этого вводится еще одна вершина – транзитная (Т_i). Таким образом получаем законченную структуру ЭБА для некоторого блока. Блоки целесообразно использовать при формировании сетей. Различные структурные схемы дают возможность синтезировать различные архитектуры сетей

Основные методы творчества: классификация и характеристики.

Творчество - вид деятельности, который порождает нечто новое, никогда ранее не существующее. Результат творческой деятельности направлен на удовлетворение потребностей личности, относящихся к материальной, духовной и социальной сфере.

В общей сложности существует около шестидесяти методов решения творческих задач (РТЗ):

Морфологические методы РТЗ:

· Метод «И-ИЛИ дерево» — И-ИЛИ дерево представляет собой удачный симбиоз системного и морфологического подходов к проблеме выбора цели творческой деятельности. Как известно, системное представление объекта требует, чтобы исследователь мысленно видел объект в трех аспектах: как нечто целое (систему ), как часть более общей системы (надсистемы ) и как совокупность более мелких частей (элементов, подсистем ). При этом в надсистеме следует просмотреть и все ее составные части, так или иначе связанные с нашей системой. В общем же случае, для того, чтобы не упустить из виду какую-либо немаловажную деталь системы, целесообразно строить полное И-ИЛИ дерево, включающее в себя как предметные, так и операционные компоненты.

Эвристические методы РТЗ:

· Метод фокальных объектов — метод отличается простотой и большими (неограниченными) возможностями поиска новых точек зрения на решаемую проблему. В методе используются ассоциативный поиск и эвристические свойства случайности. Результативность поиска с помощью метода фокальных объектов во многом определяется «чувствительностью» к конструкциям языка, умением строить оригинальные ассоциативные цепочки. Метод предъявляет высокие требования к воображению. Метод фокальных объектов особенно аффективен при поиске новых форм проектируемого объекта. Использование случайности позволяет получать решения, которые не могут быть получены другими способами. Эффективность метода объясняется тем, что посредством специальных процедур различные знания как бы фокусируются на объекте проектирования (этим объясняется название метода). Метод фокальных объектов может быть полезен и как средство для тренировки способности к фантазии.

Семантико-лингвистические методы РТЗ:

· Метод контрольных вопросов — посредством ответов на вопросы, направить ход мысли по направлению к наиболее сильным решениям. Специально подобранные вопросы требуют таких ответов, которые позволяют лучше уяснить проблему и условия ее решения, «подсказывают» возможные пути решения, помогают преодолевать психологическую инерцию. Контрольные вопросы составляются на основе опыта решения схожих задач. Они могут использоваться при совершенствовании производства, продукции, организационных структур, для выявления ошибок при поиске решений различных проблем. Результатом использования списков может быть целый спектр оригинальных решений или переосмысление проблемы и формулирование ее с других позиций с целью дальнейшего поиска решений.

Алгоритмические методы РТЗ:

· Метод веполя (вещественно-полевой анализ) — в 1974 г. метод решения технических задач на структурном уровне. В качестве основы при создании метода было положено понятие «веполя», т. е. минимальной модели технической системы, описываемой обобщенными элементами (вещества) и связями, взаимодействиями между ними (веполи). Принято, что минимальная работоспособная техническая система должна включать в себя три элемента (два вещества и одно поле или два поля и одно вещество). Суть вепольного анализа состоит в представлении технической системы, данной в условиях задачи в «вепольной» форме, и достройки ее до полного веполя или в манипуляциях с имеющимся веполем по заданным правилам. В настоящее время делаются попытки развить представления, используемые в рамках вепольного анализа, с целью определения закономерностей развития технических систем.

Экспертные методы РТЗ:

· Метод мозгового штурма — в 1953 году американский психолог А. Осборн предпринял попытку усовершенствовать метод «проб и ошибок». Пытаясь решить задачу этим методом, изобретатель выдвигает какую-то идею («А если сделать так?»), а затем проверяет, годится она или нет. Есть люди, которые по складу ума хорошо «генерируют» идеи, но плохо справляются с их анализом. И наоборот: некоторые люди больше склонны к критическому анализу идей, чем к их «генерации». Осборн решил разделить эти процессы. Пусть одна группа, получив задачу, только выдвигает идеи, хотя бы и самые фантастические. Другая группа пусть только анализирует выдвинутые идеи. Один из основных недостатков мозгового штурма — отсутствие времени на глубокое осознание задачи. Кроме того, для многих людей более эффективным является процесс индивидуального творчества.

Комплексные методы РТЗ:

· Метод гирлянд ассоциаций — данный метод состоит из десяти этапов:

1) Определение синонимов объекта.

2) Выбор случайных объектов.

3) Составление комбинаций из элементов гирлянды синонимов объекта и элементов гирлянды случайных объектов. Комбинации составляются из двух элементов путем попытки объединения каждого синонима рассматриваемого объекта с каждым случайным объектом.

4) Составление перечня признаков случайных объектов. Определяются признаки случайно выбранных объектов с возможно большим количеством признаков в течение ограниченного времени (минуты).

5) Генерирование идей путем поочередного присоединения к техническому объекту и его синонимам признаков случайно выбранных объектов.

6) Генерирование гирлянд ассоциаций. Поочередно из признаков случайных объектов, выявленных на четвертом шаге, генерируют гирлянды свободных ассоциаций. Для каждого из отдельных признаков они могут быть практически неограниченной длины, поэтому генерирование следует ограничить по времени или количеству элементов гирлянды.

7) Генерирование новых идей. К элементам гирлянд синонимов технического объекта пытаются присоединить элементы гирлянд ассоциаций.

8) Выбор альтернативы. На этом шаге решается вопрос - продолжать генерирование гирлянд ассоциаций или их уже достаточно для отбора полезных идей.

9) Оценка и выбор рациональных вариантов идей.

10) Выбор оптимального варианта.

Методы случайного поиска:

· Метод проб и ошибок — впервые метод проб и ошибок был описан немецким физиологом Э.Торндайком в 1898г. Метод проб и ошибок стал отправной точкой для создания разнообразных методов случайного поиска, где используется не просто перебор всех возможных вариантов, а сложная система «весовых» коэффициентов, которая позволяют отбросить неэффективные варианты уже на ранних этапах поиска.

Методы функционально-структурного исследования объектов

Метод функционально-стоимостного анализа — методология непрерывного совершенствования продукции, производственных технологий, организационных структур. Задачей ФСА является достижение наивысших потребительских свойств продукции при одновременном снижении всех видов производственных затрат. Сегодня в экономически развитых странах практически каждое предприятие или компания используют методологию функционально-стоимостного анализа для решения задач повышения конкурентоспособности своей продукции.

Цель, целенаправленность, целевая мотивация, творчество как высшая форма целенаправленной деятельности.

По определению цель – это есть образ или модель предполагаемого результата. Это общее идеализированное представление результата. Это общее идеализированное представление результата, то к чему следует стремиться. Результат всегда конкретен, если цель определенна, то она должна быть в области цели либо на любой его границе.

Целевые мотивационные механизмы дают возможность в соответствии с возникающей потребностью формировать первичный образ этой потребности. Это формирование осуществляется на основе уже сформированных знаний по отношению к этой потребности.

Существует два основных направления (вида/формы) творческой деятельности.

1. Ментальная - мыслительная деятельность с помощью головы.

2. Идеальная - деятельность рук.

Ментальная деятельность - формирование образа, портрета, визуального представления цели творческой деятельности.

Для реализации ментальной деятельности необходимо определить что представляют собой предмет и объект потребности.

От вида потребности и ситуации зависит вид системы. Если известен объект и предмет, но ими надо завладеть - это одна задача, если что-то неизвестно - другая.

При осуществлении любой деятельности существует определенная последовательность действий:

- ментальная деятельность,

- целевая мотивация,

- материальная деятельность,

- деятельностная мотивация.

Т.о. в процессе мыслительной деятельности формируется новый ментальный информационный портрет деятельности с той степенью дискретизации и уточнения, которая доступна на данном этапе для данного человека.

Т.о. потребность - запускающий фактор мотивации, с помощью которого оценивается состояние предмета потребности и, усиливая мотивационные факторы (в процессе ментальной деятельности), формируется ментальный информационный портрет конкретного информационного образа предмета потребности.

Можно сказать, что такое конечное состояние предмета потребности (информационный портрет) называется модель цели.

По существу, процесс формирования портрета за счет изменения атрибутов и их значений и есть уточнение образа, т.е. формирование конечного образа цели.

Целевая мотивация – это цель деятельности, представление образа результата деятельности, формирование Ментального Информационного Портрета (МИП).

Деятельностная мотивация – пути решения задачи, физическая реализация потребности.

Общее представление о задачах, разделение задач на творческие и нетворческие /формальный подход/.

Процесс возникновения задачи укладывается в последовательность:

1. Потребность

2. Противоречие

3. Проблемная ситуация

4. Проблема

5. Задачная ситуация

6. Задача

В соответствие с жизненным циклом задачи имеем:

1. Возникновение задачи

2. Описание задачи

3. Постановка задачи

4. Решение задачи

5. Если необходимо – оптимизация задачи.

Задача по своей природе является сугубо информационным объектом. Это субъективная категория, т.е. всегда связанная с человеком, для которого возникает потребность решения задачи. Формируется некая информационная система на ментальном или реальном уровне, в рамках которой предполагается возможным получить либо идеальный (информационный) или реальный (материальный) результат.

ßРис. 9.3. Информационное представление задачи

После формулировки задачи, возникают вопросы о ее решении. Необходимость рассматривать вопросы компетенции решателя задач. Он должен быть компетентен, т.е. располагать совокупностью знаний и данных – информационных ресурсов, которые бы удовлетворяли требованиям необходимости и достаточности по отношению к решаемой задаче.

Задачи делятся на творческие и не творческие, если в задаче присутствует новизна, то ее можно отнести к творческой. Один из основных критериев оценки любой деятельности как творческой является новизна результата деятельности.

Существует 4 основных уровня новизны.

а) Индивидуальная новизна.

Новизна - то, что в результате творческой деятельности является новым для конкретного человека (преодоление проблем, решение задач).

б) Коллективная новизна.

Уровень коллективной новизны соотносится с уровнем той группы людей, которые занимаются одной проблемой, получают новые результаты.

Различные люди, коллективы могут решать одну и ту же проблему.

Новизна - новое решение для каждой конкретной группы людей.

в) Регионально новые.

Здесь рассматриваются территории, на которых реализуется творческая деятельность, и на которых порождаются новые результаты.

В основном учитываются национальные особенности:

- потребности,

- менталитет,

- особенности климата,

- географические особенности.

С изменением национальных и территориальных особенностей изменяются характер и форма творческой деятельности. Таким образом, на основе особенности региона, в котором получены новые результаты, порождается региональная новизна.

г) Всемирная новизна (глобальная).

В результате творческой деятельности порождается нечто никогда ранее не существовавшее в условиях земной цивилизации, Земли. Т.е. в результате имеем принципиально или существенно новое или новое во времени.

Существенно новое - появление предмета или результата творческой деятельности, которая раньше никогда не существовала.

Новое во времени - предполагает существование предмета творческой деятельности до того момента, когда его стали рассматривать.

Проблемная ситуация, проблема, виды проблем. Творчество как процесс постановки и решения проблем.

Существует два основных направления (вида/формы) творческой деятельности.

1. Ментальная - мыслительная деятельность с помощью головы - формирование образа, портрета, визуального представления цели творческой деятельности.

Для реализации ментальной деятельности необходимо определить что представляют собой

- предмет и

- объект потребности.

2. Идеальная - деятельность рук.

При осуществлении любой деятельности существует определенная последовательность действий:

- ментальная деятельность,

- целевая мотивация,

- материальная деятельность,

- деятельностная мотивация.

Можно сказать, что такое конечное состояние предмета потребности (информационный портрет) называется модель цели.

При формировании портрета учитывают:

- вес атрибута (его значимость),

- точность его определения.

Это играет важную роль, т.к. изменение портрета во времени, т.е. расхождение между t_kи t_н b и есть противоречие, а противоречие рождает проблему, исходя из потребности.

В зависимости от определения Z_н и Z_к могут существовать различные ситуации.

Например.

1. Z_н- полностью известно, т.е. полное, а Z_к - не полное. Тогда рождается проблемная (задачная) ситуация.

2. Если Z_н< Z_к– т.е. Z_н превосходит, доминирует, подчиняет и включает в себя Z_к, то между Z_ни Z_квозникает противоречие, а ситуация в этом случае называется противоречивой.

А в зависимости от степени глубины противоречия эта ситуация может быть либо проблемной, либо задачной.

Задачная ситуация считается более простой, т.е. нет необходимости в предварительном создании проблемы.

Проблемная ситуация должна сначала конкретизироваться (после возникновения). Конкретизация происходит в основном за счет определения среды, в которой существует эта ситуация, а также за счет определения цели. Конкретизировав проблемную ситуацию, переходим к определению проблемы.

Т.о. проблема – осознанное представление ситуации.

После окончательного содержательного и вербального описания проблемы, необходимо конкретизировать проблему до уровня задачи.

Раскрытие содержания такой модели объясняет ментальные процессы, происходящие при решении творческих задач.

Творчество – процесс постановки, возникновения и решения задачи – творческая деятельность.

Любая деятельность – процесс решения задач, направленный на удовлетворение потребности.

Такая схема используется для реализации творческой деятельности, которая состоит из:

* ментальной деятельности,

* деятельности рук.

Попробуем рассмотреть две фазы реализации потребностей на одной схеме, что поможет проследить полный цикл прохождения задачи: от возникновения потребности на ментальном уровне, до постановки задачи для ее решения с помощью деятельности рук.

Структура творческой деятельности, основные схемы /этапы и их варианты/.

Всего существует 16-18 вариантов ментальной деятельности. В структурном аспекте освящен ряд исследований и основных подходов, связанных с рассмотрением структуры психологических актов реализации творческих процессов, структуры деятельностных актов направляемых на реализацию творческой задачи.

Различают мыслительные процессы, скрытые в инженерном подходе, или, точнее будет сказано, – творческо-деятельностном процессе.

Инженерное творчество связанно с мыслительной деятельностью, это есть некое умственное творчество.

Трех актовая модель Энгельмеера включает следующие этапы (технологии творчества по П.К. Энгельмееру):

· Желание и интуицию, направленных на формирование замысла творческой задачи, здесь же рассматриваем интуитивные подходы к реализации замысла и генерируются идеи, как реализовать творческий замысел. Интуитивно–эвристический неосознанный уровень мышления.

· Знание и рассуждения. Знания для реализации идеи и анализа знаний методом рассуждений. Результатом осмысления являются планы, схемы, практических действий. То есть второй акт связан с ментальной реализацией замысла и идеи, причем она должна удовлетворять требования необходимости и достаточности. Знания рассматриваются на уровне осознания, и может быть сопоставлен с уровнем логического мышления трех уровневой модели, уровень неосознанного мышления.

· Умение — акт умения выполнения практического выполнения творческой задачи. Он не требует творческих усилий. И является воплощением замысла опытным специалистом с полной гарантией в достижении успеха. Сопоставляется с уровнем автоматного или точнее сказать исполнительского мышления трех уровневой модели.

Модель технологии творчества по Пономареву (советский психолог):

· Бессознательная работа – связанная с работой интуитивно – эвристического сверхсознания, на поиск идей разрешения творческой задачи. Ментальная работ над творческой задачей и инкубация основных направлений - идей процесса решения творческой задачи.

· Переход от бессознательного в сознательное - рассматривается как озарение \ вдохновение. В результате бессознательной работы в сферу сознания поступает идея решения творческой задачи, в первичном варианте идея поступает в гипотетической форме как некая гипотеза, оформляющаяся в некоторое решение.

· Сознательная работа - на сознательном уровне происходит развитие и конкретизация поступающей идеи, окончательное развитие и доработка идей до конкретной схемы реализации. Сознательная работа (уровень логического мышления) особый вид деятельности как предпосылка интуитивного проблеска новой идеи.

Итак, итогом служит выделение уровней:

- бессознательного;

- осознанного;

- сверхсознания.

Творческий процесс реализуется на уровне информационного взаимодействия сознания и сверхсознания, между логическим и интуитивно – эвристическим уровнями мышления.

Гипотеза, её назначение и функции в творческой деятельности; виды гипотез.

Зарождение гипотезы начинается с идеи. Идея - это основная мысль, лежащая в базисе теоретической системы, ее логического построения и плана функционирования.

Структурно идея включает:

1) Формулировку (постановку).

2) Цели перед человеком и способы ее достижения.

3) Идея - форма разрешения противоречия между проблемной ситуацией и экспертом, который должен ее решить.

Основная функция идеи - достижение синтеза знаний.

При формировании гипотезы и ее подтверждения необходимы и целевая и деятельностная мотивации. Только в том случае, когда человек уже сформировал ментальный информационный портрет, у него возникают идеи решения проблемы, и он выдвигает гипотезы, одна из которых становится правильной.

Гипотеза - основание, предположение. Есть предположение о том, как разрешить противоречие проблемы. Гипотеза - как форма творческого поиска. Гипотеза может быть предположением о свойствах и структуре объекта, либо о способе, программе деятельности, направленном на разрешение противоречия. Гипотеза выступает как форма развития знаний, как форма творческого поиска, как способ разрешения возникающих противоречий.

В процессе познания важным является момент, когда обращение к гипотезе необходимо и неизбежно, т.е. когда без выдвижения гипотезы дальнейшее познание невозможно. Это и есть функция гипотезы. Таким моментом является проблемная ситуация, обострение проблемы до максимального противоречия.

Четко определенная деятельностная мотивация помогает подтвердить выдвинутую гипотезу в практической деятельности, а другие доказательно опровергнуть. После чего выдвижение версий прекращается, дискуссии все закрываются и творческий поиск по данной проблеме завершается.

Концептуальная метамодель творческой задачи и её стратифицированный анализ.

Задача – это некоторый объект, устанавливающий связь между извсетным и неизвестным, причем неизвестное может быть найдено, но не определено.

<А>

S_р - среда существования задачи.

Z_р – цель.

C_р – условия.

J_р - исходные данные задачи.

Выражение <А> возникает в результате цепочки:

Потребность –Ситуация—Проблема—Задача

На рис. 1 изображена некоторая область существования идеального результата. Если мы это означили, то проблема переходит в класс задач.

Существует также кообласть определения результата или область исходных данных Jp, и определены условия, при которых такое отображение возможно, необходимо и доступно.

ßРис. 1. Область существования идеального результата и кообласть определения результата

Для такого случая имеем:

Дано:

Определить: R_р=?

Анализируя каждый компонент кортежа, можно рассмотреть их более подробно.

Раскроем содержание среды существования задачи Sр.

S_j - функция,

S_m- морфологическая модель,

S_w- организационная модель,

e_S- система отображения.

Первые три компоненты определяют три инварианта структуры объекта, т.е. задача существует в целостном объекте либо в его инварианте, либо в их комбинации.

Раскроем содержание условий С _р.

<2>

М_р – метод решения задачи, это необходимое условие для каждой задачи. Его нужно формализовать и привести к некоторому набору действий – алгоритм А_р. Если алгоритм известен, то задача практически решена. оставляем план решения задачи и затем ее решаем на основе М_р и А_ри составляем программу решения задачи Р_р.

Но решая задачу нам подходит не каждый результат ее решения. Поэтому вводится показатель адекватности (релевантности результата) - Г_р.

Выражения <1> и <2> по существу являются концептуальной моделью задачи.

Т.О. можно раскрыть все элементы каждого кортежа.

Информационное представление задачи:

<*>

Ip – информационный портрет

<**>
<*> и <**> - это представление концептуальной модели задачи для ее информационных портретов.

I определяется через кортеж, который включает два элемента:

<3>
D_p – данные,

Kn_p- знания.

При необходимости можно идти и дальше, расщепляя на компоненты знания и т.д.

Показатель качества определяется двумя факторами:

<4>

Q^p_wr –показатель результата качества,

Ef ^p_r – эффективность результата.

В соответствии с выражениями <1>, <2>, <3>,<4> имеем расширенный вариант концептуальной модели задачи.

Т.о. определили достаточный объем концептуальной модели для описания и исследования задач.

Архитектура концептуальной метамодели творческих задач.

См. вопрос 13

По определению творческой задачи:

Элементы этих кортежей могут быть только частично известны, иначе это не творческая задача.

Для раскрытия неопределенностей концептуальной модели есть механизм, по средством которого возможно уточнение задачи – это рекурсивный механизм формирования новой задачи в тех случаях, в которых один или несколько элементов кортежей являются неизвестными и недоопределенными.

В зависимости от степени определенности можно рассмотреть вопрос сложности творческой задачи.

Draw

H – это показатель сложности, снизу вверх возрастает

Представим ситуации., когда первый элемент S_рнеизвестен, в этом случае все элементы прекращают своё существование и мы не имеем права говорить, что сущсетвует задача, т.к. нет среды (максимальная сложность). Когда возникает потребность, то внутренние процессы тогда приводят к тому, что в неявной, нечеткой форме возникает первичный образ предмета потребности

Z^нач_р-> Z^кон_р

Переходим к некоторой проблемной ситуации, частично определяем образ предмета потребности. Цель – конечное определение предмера потребности.

Если нет цели, то нет смысла дальше работать: определим цель – снимем часть неопределенности – определим уровень проблемы – задачная ситуация. Дальнейший процесс идет по той же схеме, где неопределенность стремится к минимуму. Имея следующий концептуальный механизм, , мы имеем задачу определения среды существования творческой задачи.

Формируем концептуальную модель поредения среды существования исходной творческой задачи.

- это первый уровень рекурсии

M_p-> P^S_m- второйуровень рекурсии

Если в следующем уровне рекурсии есть неопределенность, то через рекурсивный механизм конкретизацию неизвестных элементов мы можем устранить неопределенность Каждый элемент на схеме предполагает, что вышестоящие элементы уже существует (известны), а нижестоящие неизвестны. Но возможна предварительная конкретизация.

Логическая схема, которая формирует последовательность рекурсивных действий для творческой задачи. Фрагмент схемы:

Последний уровень (7-ой) связан с решением исходной творческой задачи, а вся схема ориентирована на раскрытие неопределенности творческой задачи и трансформацию из неопределенной творческой задачи в определенную рутинную.

Информация, информационные процессы, информационные технологии.

В узком смысле информация — сведения (сообщения, данные) независимо от формы их представления. Слово «информация» происходит от латинского слова informatio, что в переводе обозначает сведение, разъяснение, ознакомление.

Базовые информационные процессы:

Извлечение

Транспортировка

Обработка

Хранение

Представление и использование

Базовые информационные технологии:

Мультимедиа-технологии

Геоинформационные технологии

CASE-технологии

Телекоммуникационные технологии

Технологии искусственного интеллекта

Прикладные информационные технологии:

Организационного управления (КИС)

ИТ в промышленности и экономике

ИТ в образовании

ИТ автоматизированного проектирования

16. Информационные процессы в структуре автоматизированных систем

Инф. ф-ии технич средств заключаются в сборе, хранении, обработке, отображении и передачи информации. Эти средства образуют подсистему обеспечения информацией.

Информационное обеспечение (ИО) - совокупность единой системы классификации и кодирования информации, унифицированных систем документации, схем информационных потоков, циркулирующих в системе, а также методология построения баз данных.

17. Сигналы, их модели и информационные параметры во временной и частотной областях

Сигнал – условный физ. знак по средствам которого информация передается в пространстве и во времени.

Природа сигналов:

· Электрические-токи различной формы, напряжения и частоты.

· Электромагнитные-электромаг. волны.

· акустические-имеют вид ударной волны и гармонических колебаний, передаваемых в пространстве.

· оптические-сигналы разной формы передающиеся по оптическим кабелям, а также по воздушному и без воздушному пр-вам.

· биологические сигналы- это событие имеющее регуляторное значение для функционирования клетки.

Действие одного объекта на другой вызывает реакцию, которая передается к объекту, вызвавшему это действие. Это воздействие бывает 3 видов: материальное, энергетическое, информационное. Результатом инф-ого воздействия одного объекта на другой является информация представляющая реакцию со следствием этого воздействия (обратная связь).

Модели сигналов:

Детерминированные

Периодические (гармонические и т.п.)

НЕпериодические

Недетерминированные

Стационарные

Нестационарные

18. Методы качественных и количественных оценок информации

Кол-во ннф. - мера оценки информации, содержащейся в сообщении(в битах). 2 подхода для измерения кол-ва инф:

1) Содержательный 1 бит — объем информации такого сообщения, которое уменьшает неопределенность знания в два раза. Таким образом, если сообщение указывает на один из п равновероятных вариантов, то оно несет количество информации, равное log ₂ n Информация называется полезной, если она уменьшает неопределенность решающего алгоритма.

2) Алфавитный

-Определить количество информации (i) в одном символе по формуле 2ⁱ = N, где N — мощность алфавита

-Определить количество символов в сообщении (m)

-Вычислить объем информации по формуле: V = i * m.

Качество информации - совокупность свойств, отражающих степень пригодности конкретной информации об объектах и их взаимосвязях для достижения целей, стоящих перед пользователем. (репрезентативность, содержательность, достаточность, доступность, актуальность, своевременность, точность, достоверность, устойчивость)

19. Кодирование информации в автоматизированных системах

Кодирование информации – это процесс формирования определенного представления информации.(переход от одной формы представления информации к другой, более удобной для хранения, передачи или обработки – 1/0) В большинстве современных компьютеров для хранения символа отводится 8-разрядная ячейка (байт). В байт можно записать 256 различных двоичных чисел - это позволяет закодировать 256 разных символов. Коды символов задаются здесь с помощью таблицы (для каждого кода указывается соответствующий символ). Кодировки ASCII, КОИ-8, windows (cp-1251) и др.

20. Обеспечение достоверности информации в системах ее передачи и обработки

Достоверность информации - свойство информации быть правильно воспринятой. Существует два вида контроля достоверности информации: структурный и программный. Структурный контроль связан с введением в систему дополнительных контрольных элементов (контроллеров). Программный контроль состоит в том, что при составлении процедур обработки данных в них предусматриваются дополнительные операции, связанные с алгоритмом данных. Сравнение результатов этих дополнительных операций с результатами обработки данных дает возможность установить с определенной вероятностью наличие или отсутствие ошибки.

В общем случае достоверность информации достигается:

- указанием времени свершения событий, сведения о которых передаются;

- сопоставлением данных, полученных из различных источников;

- своевременным вскрытием дезинформации;

- исключением искаженной информации и др.

21. Классификация информационных технологий (+22, 23, 24)

Информационные технологии можно разделить на:

Ø Базовые информационные процессы: (№22)

извлечения информации (связан с переходом от реального представления предметной области к его описанию в формальном виде данных, которые отражают это представление);

транспортировки (передача информации);

обработки (состоит из получения одних «инф. объектов» из других «инф. объектов», путем выполнения некоторых алгоритмов);

хранения (связан с необходимостью накопления и долговременного хранения данных, обеспечением их актуальности, целостности, безопасности, доступности);

представление и использование (направлены на решение задачи доступа к информации в удобной для пользования форме).

Ø Прикладные информационные технологии: (№24)

Корпоративные информационные системы (организационного управления) – 1С-предприятие;

Информационные технологии в промышленности и экономике – 1С-склад, 1С-бухгалтерия;

АСУ ТП – это СРВ;

ИТ в обучении – БиГОР;

ИТ автоматизированного проектирования (САПР) – AutoCad, Компас.

Ø Базовые информационные технологии (№23) – ориентированы на решение определенного класса задач и используется в конкретных технологиях в виде отдельной компоненты:

Мультимедиа-технологии – технологии, позволяющие одновременно использовать различные формы представления информации;

Геоинформационные технологии - системы, предназначенные для сбора, хранения, анализа и графической визуализации пространственных данных и связанной с ними информации о представленных в ГИС объектах. Другими словами, это инструменты, позволяющие пользователям искать, анализировать и редактировать цифровые карты, а также дополнительную информацию об объектах, например высоту здания, адрес, количество жильцов;

Технологии защиты информации - это совокупность инженерно-технических, электрических, электронных, оптических и других устройств и приспособлений, приборов и технических систем, а также иных вещных элементов, используемых для решения различных задач по защите информации, в том числе предупреждения утечки и обеспечения безопасности защищаемой информации.

CASE-технологии – Rational Rose, BPWin – проектирование и создание АС;

Телекоммуникационные технологии – большое семейство различных технологий, связывающих информационные массивы таких объектов, находящихся на некотором расстоянии друг от друга.

Технологии искусственного интеллекта - Просматриваются два направления развития ИИ:
первое заключается в решении проблем, связанных с приближением специализированных систем ИИ к возможностям человека, и их интеграции, которая реализована природой человека.
второе заключается в создании Искусственного Разума, представляющего интеграцию уже созданных систем ИИ в единую систему, способную решать проблемы человечества. + Экспертные системы.

25. Средства реализации информационных технологий

1.методические — определяют требования при разработке, внедрении и эксплуатации (+стандартизация)

2.информационные — информационные модели и системы классификации и кодирования

3.математические — модели решения функциональных задач и управление информационными процессами

4.алгоритмические — реализуют математические

5.технические — вычислительные и информационные сети

6.программные — а) базовые: операционные системы, СУБД, языки программирования, программные среды; б) прикладные: приложения в различных областях (под конкретные задачи – пример, Rational Rose – анализ и проектирование АС).

26. Процесс принятия решений, его стадии и характеристики

Чтобы принять решение нужна цель и модель!

Для принятия решения при большом числе условий (когда оно не очевидно, если очевидно – достаточно здравого смысла) необходимо:

1. Изучить объект, получить некоторые исходные данные

2. Проанализировать их

3. Построить математическую модель

4. Провести эксперимент (серию экспериментов)

5. Получить решение, либо поменять модель

На последнем этапе нужно отнести задачу к какому-либо известному классу. Более подробно:

1. Определение альтернативных способов действия

2. Описание вероятностей возможных исходов

3. Ранжирование предпочтений. Возможных исходов через их полезности

4. Рациональный синтез информации, полученной на первых трех этапах.

5. Ищем методы решения.

27. Методологическая основа теории принятия решений

ТПР основывается на трех науках: исследование операций, кибернетика и теория систем

Существует три методологических основы:

1. принятие решений в неопределенности (субъективные оценки вероятности или возможности тех или иных событий, иметь критерий оценки эффективности (альтернатив)) – определить разбросы в области поиска и задать критерии поисковой настройки необходимых решений

2. механизм случайного выбора

3. противоречивость (если этого нет, то решение не существует )

Классические основы: поисковые, вариационные исчисления

ТМО и СМО: потоковое программирование/алгоритмы, теория масс обслуживания, оптимизация на сетях и графах

Математическое программирование, линейное нелинейное. Целочисленное, динамическое

Теория матричных игр и статистических решений.

28. Задачи выбора решений, отношения, функции выбора. Цель и критерии

Задача выбора решения стоит перед человеком при решении какой-то задачи, в результате будет какой-то исход. С помощью исхода делается выбор.

Выбор – делается мной.

Исход – конечный результат.

Отношения связаны целью. Цель – что-то идеальное, идеальное представление о желаемом результате.

Критерий – реального, с помощью чего оценивается достижение цели.

Отношения складываются через задачу. Через задачу видим объект.

А – найти подобласть

В – область недопустимых значений

Однако, у человека ест свойство подмены цели, т е мы стремимся к одной цели, а можем придти к совершенно другой, это нужно понимать. Таким образом необходимо четко определять цель и критерии при решении задачи.

29. Детерминированные и стохастические задачи принятия решений

Детерминированные – задачи, имеющие решение (описание поведения процесса во времени), когда мы м построить модель (лингвистическую и логическую).

Стохастические – статистически неопределенные задачи – это значит не хватило времени для сбора данных и решения задачи как определенной. Стохастические задачи: случайные задачи, использование генератора случайных чисел, построение системы (парикмахерская), имитация расписания.

Механизмы случайного выбора – это стохастические задачи (интересен не процесс, а получившийся результат, основной способ реализации - метод Монте-Карло - фактически, накопление статистики)

30. Проблема принятия решений в условиях неопределенности и основные задачи

Проблема приятия решений в условиях неопределенности решена не будет (её никто ещё не решил). Для того чтобы хоть как-то приблизится к цели, необходимо выделить область решений и свети задачу к стохастической, далее преобразовать в статистическую, а затем к детерминированной. НО произойдет подмена цели. Можно использовать модель для решений задачи, т.к. на ней можно применять что угодно, а именно расширить область применения.

Для решения используют следующие методы:

мозговой штурм, метод комиссии.

Интуиция – свойство эксперта (рез-т получается, но как его достичь?)

Эвристика - догадка

31. Задачи скалярной оптимизации: линейные, нелинейные, дискретные

Скалярная оптимизация - совокупность методов решения задач математического программирования, целевая функция которых представляет собой скаляр.

В общем, математическое программирование это решение задач поиска некоторой функции (целевой) при заданных ограничениях.

Основные задачи:

- линейного программирования (транспортная задача) - как ограничения, так и целевая функция линейные, а искомые переменные неотрицательные,

- нелинейные (методы возможных направлений, выбор оптимального шага, методы безусловной оптимизации, метод случайного поиска) – ограничения и целевая функция нелинейные,

- дискретные а искомые переменные накладывается условие целочисленности, а область допустимых решений конечна )

32. Системология и уровни конкретизации абстрактного. Концептуальная схема для рациональных исследований

Системология – двухмерное измерение науки. Междисциплинарная мера, т.е. что-то общее для части предметов. Ветки системологии: систематическая и структурная.

Уровни языков представления как множества:

Естественный язык

Ограниченный естественный

Формализованный

Объектный язык интерпретации

Уровни рациональных эмпирических комплексов:

лингвистический,

теоретико-множественный,

интерпретации,

логический,

топологический,

информационный,

динамический.

Типы ТПР:

1. Дедуктивные методы ПР – процесс получения заключителного утверждения из исходных посылок положения поисходному правилу или закону (законы логики, математические)

х-посылка, у – утверждение, Р-правило, у=Р(х)

2. Абдуктивное решение – процесс выявления наиболее вероятных посылок положения из заключительных утверждений на основе обратных связей.

3. Индуктивные решения – процесс выявления связи между исходными посылками. Эти решения обладают большей неопределённостью, которая уменьшается по мере накопления опыта, интуиции исследователя.

33. Концептуальная схема абстрагирования конкретного для эмпирических исследований

1. Выбор объекта наблюдения, отражающего весь цикл наблюдения, обладающего свойством различимости и свойством дополнимости

2. Формирование описания модели

3. Выбор свойств и баз, но не всегда удаётся объяснить и описать традиционными средствами, особенно для которых законы природы проявляются в тенденционной форме.

4. В систематологии понятия переменной не связано с жестким методологическим различием в виде существования аддитивной шкалы измерений. Каналы наблюдений не ограничены свойствами четкости переменной.

5. Обработка данных, поиск параметрически инвариантных свойств переменных, позволяющих экономно представлять данные и порождать полезные знания.

34. Рекурсивность / вложенность / понятий ”объект-субъект”. Составляющие объекта и их связь с предметными областями знаний и деятельность

Рекурсивность – возврат назад для познания.

Уровни:

Узнавание

Воспроизведение

Применение

Творчество (применение знаний в нестандартных ситуациях)

Вложенность все время продолжается.

35. Аксиоматический принцип и подходы при формировании исчислений и теории

Единство времени, места и действия.

Аксиоматический принцип: совместность, непротиворечивость и общие принципы (правила).

Аксиоме не требуется доказательства, а системе – оно необходимо.

Аксиома – система утверждений, совместные и непротиворечивые для выведения истины.

А+В=С(это свободная система), 2+3=6 (это связанная система)

Истина -----высказывание

Лож-----высказывание

36. Абстракции в математических знаниях и их назначение

Абстракции:

- Отождествление (или обобщающая абстракция, в результате которой выделяется общее свойство исследуемых объектов. Данный вид абстракции считается основным в математике и математической логике. Например, взаимно однозначное соответствие между множествами характеризуется тремя важнейшими свойствами: симметричностью, транзитивностью и рефлексивностью. Если между определенными объектами существуют отношения с данными свойствами, то с помощью такого отношения, аналогичного равенству, выделяется некоторое общее свойство, присущее всем этим объектам),

- Актуальная бесконечность (отвлечение от принципиальной невозможности зафиксировать каждый элемент бесконечного множества, т.е. бесконечные множества рассматриваются как конечные);

Потенциальная осуществимость (закон исключительного третьего: А или не А, третьего не дано) - моделирование.