Размещено на http://www.allbest.ru/

ХЕРСОНСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Автореферат дисертації

на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

Моделі та інформаційні технології підвищення ефективності автоматизованих інформаційних бібліотечних систем

05.13.06 - інформаційні технології

Кірхар Наталія Володимирівна

Херсон - 2009

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Херсонському національному технічному університеті Міністерства освіти і науки України.

Науковий керівник:

доктор технічних наук, професор Соколова Надія Андріївна,

Херсонський національний технічний університет, завідувач кафедри економічної кібернетики.

Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, професор Шаронова Наталія Валеріївна Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", завідувач кафедри інтелектуальних комп'ютерних систем;

кандидат технічних наук, доцент Бень Андрій Павлович, Херсонський державний морський інститут, проректор з науково-педагогічної роботи.

Захист відбудеться 03 липня 2009 р. о 13.00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 67.052.01 у Херсонському національному технічному університеті за адресою: Україна, 73008, Херсон, Бериславське шосе, 24, корпус №3, ауд.320.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Херсонського національного технічного університету за адресою: 73008, Херсон, Бериславське шосе, 24, корпус №1.

Автореферат розісланий 02 червня 2009 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради А.В. Шеховцов

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Автоматизовані інформаційні бібліотечні системи (АІБС) не задовольняють вимогам широкого кола користувачів, оскільки не забезпечують адекватної відповідності запитам читачів, характеризуються недостатньою досконалістю користувальницького інтерфейсу, що пов'язано з необхідністю вивчення й моделювання інтелектуальних функцій людини, інформаційних потреб, формалізації процесів її діяльності.

Проведений системологічний аналіз інформаційних технологій у бібліотечній справі показав, що незважаючи на достатню кількість АІБС використання їх у практичній діяльності не задовольняє вимогам сьогодення. Інформатизація ставить нові завдання, пов'язані із поняттям людського фактора, з використанням моделей діяльності користувача (читача). Рішення цих задач спрямовано на підвищення ефективності функціонування автоматизованих бібліотечних систем та є актуальним. Автор спирався на роботи вчених: Воровського Ф.С., Селтона М., Сенченка Н.І., Дж. Хекли, Шрайберга Я.Л., Шаранової Н.В., Чабан Н.К., та інш.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконана в Херсонському національному технічному університеті. Тематика дисертаційної роботи, її мета й основні завдання відповідають державним науково-технічним програмам:

Інформатика, автоматизація й приладобудування.

Інтелектуалізація процесів прийняття рішень.

Перспективні інформаційні технології й системи.

Тематика дисертації відповідає плану науково-дослідницьких робіт "Удосконалення інформаційних систем підтримки прийняття рішень" (№0102U004861). Роль автора полягала у розробці моделей, алгоритмів та модельного комплексу АІБС ВНЗ.

Мета і завдання дослідження. Метою дисертаційної роботи є підвищення ефективності навчального процесу у ВНЗ шляхом розробки теорії, методів, алгоритмічного й програмного інструментарію людино-машинної інтерактивної системи підтримки прийняття рішень, призначеної для раціонального управління бібліотечними процесами. Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити наступні задачі:

1. Виконати доробку елементів конструктивної теорії й проблемно-орієнтованого інструментарію аналізу, дослідження, моделювання взаємодії кінцевого користувача (читача) і комп'ютеризованої бібліотечної системи.

Виконати аналіз комп'ютеризованих бібліотечних систем.

Проаналізувати моделі кінцевого користувача (читача).

Виконати аналіз засобів адаптації комп'ютеризованих бібліотечних систем: адаптації читача (користувача) до АІБС, адаптації АІБС до читача (користувача).

Виконати формалізацію процесів задоволення інформаційних потреб кінцевих користувачів, що є важливим етапом розробки математичних моделей людино-машинних систем і створення адаптивних інтерфейсів для АІБС.

Дослідити у процесі моделювання інформаційних потреб кінцевих користувачів, з використанням нечітких орієнтованих гіперграфів другого роду.

Систематизувати й розробити аналітичні моделі автоматизованих інформаційних бібліотечних систем, що характеризують структуру й інформаційний зв'язок користувача (читача) з АІБС.

Створити ефективні алгоритми й відповідну технологію, що забезпечить зручність взаємодії користувача (читача) з АІБС.

Розробити відповідне авторське алгоритмічне й програмне забезпечення АІБС у навчальному процесі університету.

Об'єкт дослідження - процеси взаємодії користувача (читача) з комп'ютеризованою бібліотечною системою, процеси бібліотечно-інформаційного забезпечення навчального процесу у ВНЗ.

інформаційна бібліотечна система комп'ютеризована

Предмет дослідження - комп'ютеризація процесів взаємодії користувача (читача) з комп'ютеризованою бібліотечною системою й інформаційно-бібліотечними процесами.

Методи дослідження - методи аналізу прийняття рішень при керуванні бібліотекою, теорії масового обслуговування, інженерної психології, оптимізації й математичного програмування, теорії управління, дослідження операцій, математичної статистики.

Наукова новизна одержаних результатів полягає в наступному:

1. Системологічний аналіз використовуваних АІБС показав, що вони не задовольняють вимогам користувачів (читачів), оскільки не забезпечують адекватної відповідності читацьким запитам інформації, що видається, обробка якої повинна базуватися на глибокій переробці за змістом, а так само тим, що в системах відсутні інтерфейси користувача, що пов'язано з необхідністю вивчення й моделювання інтелектуальних функцій людини.

2. Уперше виконано доробку елементів конструктивної теорії й проблемно орієнтованого інструментарію аналізу, використання, моделювання взаємодії кінцевого користувача (читача) і АІБС. Ці елементи теорії й інструментарій орієнтовані на рішення нових завдань взаємодії кінцевого користувача з АІБС, що приводить до підвищення ефективності бібліотечних систем, до підвищення ефективності навчання.

3. Уперше запропоновано для моделювання інформаційних потреб користувачів нечіткі орієнтовані гіперграфи другого порядку щоб досліджувати питання зв'язності, взаємної досяжності, виділення експериментальних підмножин, а також побудову мінімальних груп елементів, з яких досяжні всі елементи, тобто визначення мінімального набору понять асоціативно зв'язаних з усіма поняттями, наявними в мережі.

4. Уперше виконано формалізований опис процесів задоволення інформаційних потреб користувачів, що є важливим етапом розробки моделей людино-машинних систем і створення адаптивних інтерфейсів, систематизує знання про інформаційне обслуговування й полегшує автоматизацію процесів пошуку інформації та дозволяє скоротити час на інформаційне обслуговування й прийняття рішень.

5. Аналіз моделей діяльності користувача комп'ютеризованої системи показав, що більшість видів моделей не мають властивостей універсальності, прогнозності й не можуть широко використовуватися. Найбільш універсальною є модель на основі набору характеристик користувача, що може бути рекомендована до використання в системах для аналізу інформаційно-аналітичної діяльності та покладена в основу універсального підходу до побудови інтерфейсу "людино-комп'ютеризована система", тобто для АІБС у якості дружнього інтерфейсу бібліотечної системи.

6. Розвинено й дороблено моделі діяльності кінцевих користувачів (читачів) комп'ютеризованих систем.

7. Одержали подальший розвиток аналітичні моделі АІБС, що характеризують структуру АІБС й інформаційний зв'язок користувача із системою. Отримані моделі, що охоплюють широкий клас систем масового обслуговування - СМО: модель із циклічною дисципліною, регулярними потоками й постійним часом обслуговування; модель із регулярним потоком абсолютного пріоритету, пуасоновським безпріоритетним потоком і показовим часом обслуговування; безпріоритетні та пріоритетні моделі з пуасоновськими вхідними потоками з обмеженням і без обмеження на довжину черги; моделі з ерланговськими вхідними потоками, ерланговським часом обслуговування з обмеженням без обмеження на довжину черги; моделі з ерланговськими вхідними потоками, показовим часом обслуговування з обмеженням без обмеження на довжину черги; пріоритетні й безпріоритетні моделі зі змішаними вхідними потоками й різними законами обслуговування. Виконано порівняльний аналіз моделей. Наукова й практична цінність результатів полягає в тому, що вони використовуються для розрахунку характеристик і структурної оптимізації АІБС.

8. Доведено інженерну придатність і практичну можливість реалізації теоретичних положень і методів створення АІБС із дружнім інтерфейсом "користувач - АІБС". Створено проект системи, більшість із компонентів якої пройшли практичну апробацію в Херсонському національному технічному університеті. Підтверджено той факт, що результати дисертаційної роботи можна кваліфікувати як рішення наукового завдання автоматизованого управління бібліотечними процесами з високим рівнем взаємної адаптації "читач - АІБС", "АІБС - читач".

Практичне значення отриманих результатів. Отримані математичні моделі й алгоритми прийняття раціональних рішень при управлінні бібліотекою ВНЗ дали можливість розробити програмний комплекс "Макет автоматизованої інформаційно-бібліотечної системи", що виконує "АРМ адміністратора бібліотечної системи", "АРМ Книговидача", "АРМ бібліотекаря", "АРМ читача", "АРМ Інтернет-читача", що був впроваджений у бібліотеці в Херсонському національному технічному університеті. Розроблене програмне забезпечення використовується в навчальному процесі на кафедрі інформаційних технологій Херсонського національного технічного університету.

Особистий внесок здобувача. Наукові положення, рекомендації, практичні результати належать авторові й не містять результатів, що належать співавторам, разом з якими опубліковані роботи.

У публікаціях, написаних у співавторстві, особистий внесок полягає в наступному: розроблено концепцію побудови АРМ читача, його структура й состав [2]; розроблено архітектуру АІБС, состав і наповнення основних функціональних блоків [3]; обґрунтовано включення в АІБС базу знань, розроблено структуру бази знань АІБС [4]; запропоновані основні показники, за якими виконується аналіз видів моделей діяльності кінцевого користувача [5]; запропоновано спеціально розроблений композиційний алгоритм рішення стаціонарних завдань оптимізації [6]; запропоновано й виконано експериментальну перевірку алгоритму оптимізації проб і помилок [7]; запропонований підхід до аналізу продуктивності АІБС методами теорії масового обслуговування, виконано експериментальні дослідження і проведено розрахунки [8].

Апробація результатів дисертації. Концепція, проблематика, окремі результати дисертаційної роботи доповідалися на міжнародних конференціях Європейського університету (Київ 2007, 2008), міжнародній конференції "Бібліотеки й інформаційні ресурси в сучасному світі науки, культури, освіти й бізнесу" (Судак, 2005); VII-X науково-практичних конференціях "Інформаційні технології в освіті й управлінні" (Нова Каховка, 2005-2008 рр.); Міжнародній конференції "Наука, теорія й практика - 2008" (Дніпропетровськ, 2008).

Публікації. За результатами досліджень опубліковано 8 наукових праць у наукових фахових виданнях, що входять до переліку ВАК України.

Структура й обсяг дисертації. Дисертація складається із вступу, чотирьох розділів, висновків, списку використаних літературних джерел зі 123 найменувань, додатків, 16 таблиць й 13 рисунків. Загальний обсяг дисертації становить 207 сторінок, у тому числі 160 сторінок основного тексту.

Основний зміст

У розділі 1 розглянуті завдання підвищення ефективності функціонування автоматизованих інформаційних бібліотечних систем. Процеси діяльності бібліотеки підрозділяються на: технологічні бібліотечні процеси; процеси бібліотечного обслуговування; процеси інформаційного забезпечення; адміністративно - управлінські процеси.

Користувач (читач) і АІБС утворюють комунікативну систему взаємодії, у якій здійснюється обмін інформацією. Розробка засобів інтерфейсу, що полегшує роботу користувача (читача), пов'язана з рішенням проблеми користувача. Відомі роботи Ломова Б.Ф., Агейкина Д.І., Венди В.Ф., Галактионова А.І., Губинського А.В., Зинченка В.П., Литвака І.І., Темникова Ф.Є., Денисова В.Г., Чачка О.Г., Павлова В.В., Ходакова В.Є. Узилевського Г.Я., Гаврилової Т.А. Адаптивний інтерфейс АІБС - користувач (читач) сприяє підвищенню ефективності функціонування АІБС.

Запити користувачів в АІБС за інформацією проходять повний життєвий цикл обробки (ЖЦО). Адекватним математичним апаратом, що це вивчає, є теорія масового обслуговування (ТМО). Для користувача важливе значення мають час перебування заявки в системі, величини, що визначають продуктивність CMО, деякі дискретні параметри обслуговування, наприклад, імовірність g_v застати в системі в довільний момент часу v заявок, та інш.

Вибір оптимальної кількості каналів і встановлення раціональної дисципліни пріоритету є завданнями, які доводиться вирішувати шляхом аналізу відповідних моделей СМО. У багатофазній СМО в процесі обслуговування перед кожною фазою можуть утворюватися черги заявок. Використання АІБС у практичній діяльності є незадовільним.

Розділ 2 присвячений моделям взаємодії користувача з АІБС. Діяльність людини значною мірою характеризує ефективність системи. Формалізація діяльності людини потребує моделювання його трудового процесу. Структура діяльності людини відрізняється багаторівністю, багатомірністю, адаптивністю, відрізняється поганою пристосованістю до формалізації. У загальному випадку повна модель представлена у вигляді набору взаємозалежних частних моделей. Моделі мають емпіричний характер. Модель повинна відбивати й поєднувати в єдине ціле широкий спектр психофізіологічних, біомеханічних, моторних характеристик користувача. Моделі діяльності розділено на два класи:

реалізуючі алгоритми, аналогічно автоматичному регулюванню;

основані на інтелектуальній переробці інформації.

У першому класі історично послідовно розроблений ряд моделей діяльності користувача - узагальнених функціональних характеристик людини, в основу яких покладено використання теорії інформації, теорії масового обслуговування, теорії автоматів, теорії автоматичного керування (ТАУ), теорії ймовірностей, рівнянь множинної регресії, імітаційні моделі на основі методу статистичних випробувань й ін. Виконано порівняльний аналіз моделей діяльності (таблиця), при цьому враховувалися наступні показники:

Розмірність завдань керування - здатність до опису процесів рішення завдань керування з багатьма взаємозалежними показниками.

Динамічність - здатність ураховувати фактор часу в системі.

Невизначеність - здатність ураховувати випадкові, невизначені або розмиті складові в завданнях керування.

Узагальнені психофізіологічні характеристики користувача.

Описовість - наявність засобів для відображення внутрішніх структур рішень.

Облік особистісних індивідуальних властивостей користувача.

Облік властивостей передбачення (прогнозування).

Таблиця 1

Порівняльний аналіз моделей діяльності користувача

Математичний апарат, що лежить в основі моделей	Порівняльні характеристики
	Розмірність завдань керування	Невизначеність Облік не визнач. розмитих складових	Динамічність облік фактора часу	Узагальнені психофізіологічні характеристики	Опис наявності засобів відображення внутрішніх структур	Особист. властивості користувача: реакція, засвоюван. навченість	Передбачення (прогнозування) розвитку ситуації
Теорія інформації	++	+	-	-	++	-	-
Теорія масового обслуговування	++	+	++	+	-	-	-
Теорія автоматів	+	+	++	-	+	-	-
Теорія автоматичного керування	++	-	++	-	+	-	-
Імітаційні моделі (методи статистичних випробувань)	++	+	++	+	++	-	-
Структурно-алгоритмічні моделі	++	-	+	-	++	-	-
Регресійні моделі	+	-	+	-	+	-	-

- незадовільна здатність моделі; + задовільна здатність; ++ добра здатність

Жоден з видів моделей не дозволяє враховувати як індивідуальні поведінкові особистісні властивості користувача, так і властивості передбачення. Запропоновано замість аналітичних моделей користувача використати набори множини інформаційних, психофізіологічних, професійних характеристик користувача. Модель користувача представлена як абстрактна модель даних (або знань) - список елементів, де якісний елемент представляє пару "властивість-значення". Множина представлена двома підмножинами:

де () - підмножина-набір інформаційних, психофізіологічних характеристик; () - підмножина-набір інформаційних потоків. Кожна Pj інформаційна характеристика представлена функцією виду: , де N - навички користувача (фізичні, моторні, лінгвістичні й методи рішення завдань); S - властивості особистості (творчі здатності, здатність до навчання, увага, стійкість до стресів, і т.д.); V - рівень підготовки для роботи із системою; Q - фактори відносини до системи (мети, мотивації); А - знання про прикладні області завдань; I - інформаційний потік по і-му завданню; L може задаватися функцією виду:

де - інформаційний потік служб (кафедра, деканат, ректорат) - інформаційний потік про навчально-методичне забезпечення (навчальне, методичне); - інформаційний потік (література додаткова, особисті устремління); - інформаційний потік як результат рішення завдань контролю управління.

Встановлюється взаємна відповідність між наборами значень елементів підмножин {Р} {L} і вибирається режим роботи, що відповідає здатностям користувача.

Тематика інформаційних потреб визначається видом діяльності користувачів, навчальними планами й особистими прагненнями читачів-користувачів, яких можна віднести до інтелектуального виду за характером діяльності. За змістом - це послідовне рішення завдань запиту, прийому, обробки інформації, прийняття управлінських рішень. Інформаційний потік, що надходить до користувача,

де - інформаційний потік від деканатів, ректорату, кафедр; - інформаційний потік навчально-методичному забезпеченню; -інформаційний потік об'єктів (література додаткова, особисті прагнення); Ф - інтенсивність надходження інформації.

Повний інформаційний потік, що надходить до користувача: , де - обсяг регламентованої інформації, у тому числі й документальної; - обсяг інформації, що надходить у випадкові моменти часу.

Стан користувача визначимо у вигляді деякого кортежу інформаційних станів , що відрізняються друг від друга деякою мірою, що характеризує наближення до рішення поставленого завдання. При кожнім надходженні інформації I_r змінюється стан користувача й народжується кількість підзадач E_ir, які користувач бажає вирішити:

.

АІБС представляється як засіб задоволення інформаційних потреб користувача. Для дослідження інформаційних потоків використані нечіткі орієнтовані гіперграфи другого роду.

Задоволення інформаційної потреби дозволяє досягти відповідності

,

де - тезауруси інформаційних потреб користувачів й АІБС як семантичних об'єктів.

Якщо й , то має місце повне задоволення інформаційних потреб, якщо й - часткове інформаційне обслуговування, якщо й - неможливо інформаційне обслуговування. Цільова функція інформаційного обслуговування має вигляд де Р - повнота; Е - точність; n - варіативний параметр. Представимо інформаційну базу АІБС як набір множин інформативних компонентів (ІК): . Кожна з множин характеризується наступними видами відносин.

1. Множиною ознак , що приймають на компонентах М значення з кінцевих наборів , таких, що для кожного m_i існує свій формальний образ , де під , розуміється відсутність ознаки.

2. Множиною понять і відносин таких, що для кожного m_i має місце семантичний образ: , де - правило відображення.

Під інформативним елементом розуміється фрагмент документа, сукупність даних, фрагмент відеограми й т.п.

Процес інформаційного пошуку представимо як виділення підмножини , для кожного елемента якого виконується умова де U₃ - семантичний образ запиту користувача.

В АІБС автоматично виконується ранжирування підмножини M_d де - дискретна функція, певна в області [1; d] і задовольняючій умові зменшення .

Fi є функцією семантичного відбору ІК з підмножини M_d, а в загальному випадку - з множини М.

Об'єкт інформаційного обслуговування може бути представлений двома видами описів.

1. Матричні описи функціональних, посадових й особистісних ознак і властивостей, типів навколишнього виробничого середовища , де N - розріджена матриця; приймає певні значення з наборів в.

2. Імовірнісний опис де - імовірність того, що користувач перебуває в проблемній ситуації , що вимагає прийняття рішення на основі додаткової інформації з АІБС.

Проблемна ситуація V задовольняє наступним умовам:

1. Сталість цільової настанови

2. Кожен ІК має властивість викликати деякий зсув цілеспрямованого стану в напрямку визначеності або невизначеності. У загальному випадку: , де - повне руйнування цільової настанови. Таким чином, .

Розділ 3 присвячений математичним моделям процесів обробки заявок користувача в АІБС на основі СМО. Для АІБС виділяють два крайніх типи заявок запитів): пуасоновські, для яких імовірність надходження до заявок за час t визначається виразом:

детерміновані з функцією розподілу

Відповідно виділяють випадковий і плановий час включення завдання. Для АІБС виконується співвідношення:

.

Спочатку представимо одноканальну систему з обмеженою довжиною черги, коли обслуговування здійснюється за показовим законом. Довжина черги повинна бути такою, щоб забезпечилася ймовірність втрати заявки, що задовольняє вимогам припустимої ймовірності відмови:

Середнє число заявок , що перебувають у буферній пам'яті

де

Імовірність відмови через переповнення буферної пам'яті -

.

Середній час обслуговування однієї заявки - .

Обсяг буферної пам'яті залежно від продуктивності м при заданій надійності обслуговування () визначається як:

Обсяг пам'яті для одноканальної системи при досить високій для інтенсивності заявок при зміні Р_отк від 0,25 до 0,9, а від 1с. до 4с. для зберігання заявок не перевищує 4, що є достатнім для практичного використання.

Розглянемо одноканальну систему із двома пуасоновськими потоками й , вимоги першого потоку мають абсолютний пріоритет. Характеристики такої моделі визначаються з наступних співвідношень:

середній час всіх перерв в обслуговуванні вимог, що не мають пріоритету

де

й означають відповідно час чистого обслуговування пріоритетних і безпріоритетних вимог; середній час очікування початку обслуговування безпріоритетних вимог.

де , (і=1,2) - моменти другого порядку терміну обслуговування;

середній час очікування початку обслуговування вимог з абсолютним пріоритетом

- середній час перебування в системі вимоги, що не має пріоритету

середній час перебування вимоги з абсолютним пріоритетом

Система з показовим законом обслуговування, вимоги 1-ї категорії інтенсивності обслуговується з показником , а 2-ої категорії з . середній час всіх перерв в обслуговуванні вимог 2 - ої категорії

- середній час очікування початку обслуговування вимог 2-ої категорії

середній час очікування початку обслуговування вимог 1-ої категорії

середній час перебування в системі вимог 2 - ої категорії

- середній час перебування в системі вимог 1-ої категорії

середній повний час обслуговування вимог 2 - ої категорії

середня довжина черги вимог 2 - ої категорії

середня довжина черги вимог 1-ої категорії

- середнє число вимог 2 - ої категорії в системі

- середнє число вимог 1-ої категорії в системі

Система з ерланговським законом обслуговування пріоритетних і безпріоритетних вимог

середній час всіх перерв в обслуговуванні вимог 2-ої категорії

середній час очікування початку обслуговування вимог 2-ої категорії

середній час очікування початку обслуговування вимог 1-ої категорії

середній час перебування в системі вимог 2-ої категорії

- середній час перебування в системі вимог 1-ої категорії

середній повний час обслуговування вимог 2-ої категорії

- середнє число вимог 2-ої категорії в системі

- середнє число вимог 1-ої категорії в системі

Система з показовим законом обслуговування запитів абсолютного пріоритету й ерланговським - безпріоритетних.

середній час всіх перерв в обслуговуванні вимог 2-ої категорії

- середній час очікування початку обслуговування вимог 2-ої категорії

- середній час перебування в системі вимог 2-ої категорії

середній повний час обслуговування вимог 2-ої категорії

середня довжина черги вимог 2-ої категорії

середнє число вимог 2-ої категорії в системі

Система з детермінованим законом обслуговування запитів абсолютного пріоритету й показовим - безпріоритетних.

Система з ненадійним обслуговуючим приладом, у яку надходять заявки з пуасоновським потоком з параметром л, обслуговування - за показовим законом з параметром м.

Відмови приладу утворюють потік з параметром , а час відновлення - розподілено за показовим законом з параметром . Імовірність відмови:

середній час всіх перерв в обслуговуванні вимог

середній час очікування початку обслуговування вимоги

середня тривалість перебування вимоги в системі

число вимог у системі

- довжина черги

.

Система з 3 пуасоновськими потоками: з абсолютним пріоритетом, з відносним і безпріоритетні з інтенсивністю відповідно, а обслуговування по показовому закону з параметрами . Довжина черги :

.

Середній час очікування вимоги в черзі .

Середній час перебування вимоги в системі .

Кількість вимог у системі .

Коефіцієнт простою вимог, що обслуговують

Двухпріоритетна система без переривання обслуговування із загальним для вимог обох потоків кількістю місць для очікування рівним , ерланговськими вхідними потоками й і показниками ступенів і відповідно й ерланговським часом обслуговування з і показниками ступеня й .

Середнє завантаження системи .

Середня довжина черги пріоритетних вимог

Середня довжина черги безпріоритетних вимог

Середній час очікування в черзі пріоритетної вимоги

Середня довжина черги

Середній час очікування в черзі безпріоритетної вимоги

.

Система з показовими вхідним потоком і показовим часом обслуговування: середня загрузка системи:

.

При k = 1, l = 1, m = 5

Середня довжина черги:

Середній часочікування вимоги в системі:

Середній час перебування вимоги в системі: .

Кількість вимог у системі:

Проведено порівняльний аналіз отриманих результатів. Для систем як з обмеженням на довжину черги, так і без обмеження при збільшенні інтенсивності надходжень вимог л довжина черги збільшується при постійній інтенсивності обслуговування м. Якщо ж збільшується інтенсивність обслуговування вимог м при постійній інтенсивності надходження л, то довжина черги зменшується.

Для пуасоновських вхідних потоків довжини черги й час перебування в черзі найбільші, використання пуасоновських розподілів дає підставу проводити розрахунки, орієнтовані на більш "гірші" випадки.

Мінімальною довжиною черги характеризуються системи з ерланговськими вхідними потоками, показовим часом обслуговування й з детермінованими вхідними потоками й ерланговським часом обслуговування. Ці системи характеризуються точкою перетинання з координатою м = 1,4 причому при 0 < м ? 1, 4 більш вигідної виявляється система з ерланговськими вхідними потоками, а при м ? 1,4 - система з детермінованими вхідними потоками. Частіше м > 1,4 тому якщо є можливість - доцільне формування вхідних детермінованих.

При збільшенні інтенсивності надходження л відповідно збільшуються для всіх типів розподілу вхідних потоків. При збільшенні м величини й відповідно зменшуються. При збільшенні л і м спостерігається збіг характеристик, що відповідають ерланговським потокам з ерланговським і показовим часом обслуговування. Результати відрізняються незначно, можна приймати при аналізі обслуговування в АІБС по одному із цих законів.

Характеристики обслуговування різні для різних видів потоків. Погрішність залежить зокрема від наведеної щільності потоку. Зрівняємо системи з пуасоновськими й ерланговськими потоками: M/M/I й E2/M/I. Середні довжини черги для систем M/M/I й E2/M/I рівні відповідно

де л - параметр ненормованого потоку вимог.

Відносна погрішність визначається виразом:

при б>0, ?₁>100%, а при б>1, ?₁>25%.

Розділ 4 присвячений розробці АІБС ВНЗ (рис.1) АІБС вирішує завдання автоматизації основних виробничих циклів: комплектування бібліотечного фонду; обробка документів; обслуговування читачів.

Рис. 1. Структура АИБС

Розроблено: АРМ адміністратора, АРМ бібліотекаря, АРМ книговидача, АРМ читача, АРМ Інтернет читача, ASP додаток.

"Автоматизоване робоче місце бібліотекаря" (АРМБ) створено з метою полегшення праці каталогізаторів, комплектувальників. Передбачено робоче місце бібліотекаря, що має право вводити шлях до електронного варіанту книги, журналу й переглядати їхній текст.

"Автоматизоване робоче місце читача" (АРМЧ) призначено для забезпечення доступу до баз даних електронного каталогу з метою пошуку, замовлення або перегляду необхідних електронних документів. Сайт, підключений до АІБС, забезпечує можливість одночасного пошуку в тих самих базах даних електронного каталогу великої кількості користувачів.

Висновки

У роботі отримані наступні основні результати:

1. Аналіз показав, що АІБС не задовольняють вимогам широкого кола користувачів, оскільки не забезпечують адекватної відповідності читацьким запитам видаваної інформації, характеризуються відсутністю дружнього інтелектуального інтерфейсу бібліотечної системи, що пов'язане з необхідністю дослідження й моделювання інтелектуальних функцій людини.

2. Уперше виконана доробка елементів конструктивної теорії й проблемно орієнтованого інструментарію аналізу, моделювання взаємодії кінцевого користувача (читача) і комп'ютеризованої бібліотечної системи. Ці елементи теорії й інструментарій орієнтовані на рішення нових завдань взаємодії кінцевого користувача з АІБС, що приводить до підвищення ефективності бібліотечних систем, до підвищення ефективності навчання.

3. Уперше запропоновано й обґрунтовано для інформаційних потреб користувачів використати нечіткі орієнтовані гіперграфи другого порядку. По графах зручно досліджувати питання зв'язності, взаємної досяжності, виділення екстремальних підмножин, наприклад, тісно зв'язаних і майже роз'єднаних, а також побудова мінімальних груп елементів, з яких досяжні всі елементи, тобто визначення мінімального набору понять асоціативно зв'язаних з усіма поняттями, наявними в мережі, або в мережі фреймів бази знань.

4. Уперше виконано формалізований опис процесів задоволення інформаційних потреб читачів-користувачів. Формалізація процесу задоволення інформаційних потреб користувача є важливим етапом розробки математичних моделей людино-машинних систем і створення адаптивних інтерфейсів для автоматизованих бібліотечних систем.

5. Розвинено й удосконалено моделі діяльності кінцевих користувачів (читачів) комп'ютеризованих систем.

6. Аналіз моделей діяльності кінцевого користувача АІБС показав, що більшість видів моделей не мають властивостей універсальності, прогнозности й не можуть широко використатися. Найбільш універсальною є модель на основі набору характеристик користувача, яка може бути покладена в основу універсального підходу до побудови інтерфейсу для широкого класу АІБС.

7. Одержали подальший розвиток аналітичні моделі АІБС, що характеризують структуру АІБС й інформаційний зв'язок читача-користувача із системою. Отримані моделі: модель із циклічною дисципліною, регулярними потоками й постійним часом обслуговування; модель із регулярним потоком абсолютного пріоритету, пуасоновським безпріоритетним потоком і показовим часом обслуговування; безпріоритетні моделі з пуасоновськими вхідними потоками з обмеженням і без обмеження на довжину черги; пріоритетні моделі з пуасоновськими вхідними потоками з обмеженням і без обмеження на довжину черги; моделі з ерланговськими вхідними потоками, ерланговським часом обслуговування з обмеженням й без обмеження на довжину черги; моделі з ерланговськими вхідними потоками, показовим часом обслуговування з обмеженням і без обмеження на довжину черги; пріоритетні й безпріоритетні моделі зі змішаними вхідними потоками й різними законами обслуговування. Виконано порівняльний аналіз моделей.

8. Доведено придатність і можливість реалізації теоретичних положень і методів створення АІБС із дружнім інтерфейсом "користувач (читач) - АІБС". Створено проект системи, що пройшла практичну апробацію в Херсонському національному технічному університеті.

Список опублікованих праць за темою дисертації

1. Кірхар Н.В. Автоматизована інформаційна бібліотечна система ХНТУ / Н.В. Кірхар // Вестник Херснского национального технического университета. - 2005. - № 1 (21) - С.496 - 500.

2. Кірхар Н.В. Автоматизоване робоче місце Internet - читача / Н.В. Кірхар, Є.О. Рибак // Вестник Херснского национального технического университета. - 2005 № 1 (21) - С.501-511.

3. Кірхар Н.В. Автоматизована інформаційно-бібліотечна система Вузу / Н.В. Кірхар // Вестник Херснского национального технического университета. 2006 № 1 (24) - С.444 - 448.

4. Кірхар Н.В. База знань електронного каталогу бібліотеки / Н.В. Кірхар, В.В. Миних // Проблеми інформаційних технологій 2007 №2 - С. 198-2002.

5. Кірхар Н.В. Моделі діяльності користувача комп'ютерної системи / Н.В. Кірхар, Д.В. Ходаков // Вестник ХНТУ. 2008 №1 (30) - С.370-378.

6. О.К. Везумський. Дослідження ефективності композиційного алгоритму рішення стаціонарних завдань оптимізації / О.К. Везумський, В.В. Карманова, Н.В. Кірхар // Вестник ХНТУ 2008 № 1 (30) - С.91-98.

7. О.К. Везумський. Порівняння алгоритмів оптимізації проб і помилок при проектуванні засобів обчислювальних систем / О.К. Везумський, В.В. Карманова, Н.В. Кірхар // Проблеми інформаційних технологій. 2008 №1 - С.173-178.

8. Н.В. Кірхар. Аналіз продуктивності автоматизованої інформаційної бібліотечної системи методами теорії масового обслуговування / Н.В. Кірхар, Н.А. Соколова. Проблеми інформаційних технологій. 2008 №2 - С.57-61.

Анотації

Кірхар Н.В. Моделі та інформаційні технології підвищення ефективності автоматизованих інформаційних бібліотечних систем. - Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.06 - інформаційні технології. - Херсонський національний технічний університет, Херсон - 2009.

Дисертацію присвячено розробці методів, математичних моделей та інформаційних технологій автоматизованих інформаційних бібліотечних систем, що забезпечують підвищення ефективності їх функціонування. Виконано доробку елементів конструктивної теорії та проблемно-орієнтованого інструментарію аналізу, моделювання процесів взаємодії кінцевого користувача (читача) з АІБС. Дороблені моделі взаємодії кінцевих користувачів АІБС. Розроблено проект комп'ютеризованої інформаційної бібліотечної системи з адаптивним інтерфейсом "користувач (читач) - автоматизована інформаційно-бібліотечна система".

Ключові слова: читач, користувач, інтерфейс користувача, модель користувача, автоматизована інформаційна бібліотечна система.

Аннотация

Кірхар Н.В. Модели и информационные технологии повышения эффективности автоматизированных информационных библиотечных систем. - Рукопись. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.13.06 - информационные технологии. - Херсонский национальный технический университет, Херсон - 2009.

Диссертация посвящена разработке методов, математических моделей и информационных технологий автоматизированных информационных библиотечных систем, обеспечивающих повышение их эффективности.

Доработаны элементы конструктивной теории и проблемно ориентированный инструментарий анализа, использования, моделирования взаимодействия конечного пользователя (читателя) и компьютеризированной библиотечной системы.

Проработаны вопросы моделирования информационных потребностей пользователей. Предложено для данных целей использовать нечеткие ориентированные гиперграфы второго порядка. По графам удобно исследовать вопросы связности, взаимной достижимости, выделение экстремальных подмножеств, например, тесно связанных и почти разобщенных, а также построение минимальных групп элементов, из которых достижимы все элементы, т.е. определение минимального набора понятий ассоциативно связанных со всеми понятиями, имеющимися в сети, например, в сети информационных потоков предприятия или в сети фреймов базы знаний.

Впервые выполнено формализованное описание процессов удовлетворения информационных потребностей читателей. Формализация процесса удовлетворения информационных потребностей пользователя является важным этапом разработки математических моделей человеко-машинных систем и создания адаптивных интерфейсов для АИБС.

Развиты и доработаны модели деятельности конечных пользователей (читателей) компьютеризированных систем. Большинство видов моделей не обладают свойствам универсальности, прогнозности и не могут широко использоваться. Наиболее универсальной является модель на основе набора характеристик пользователя.

Развиты аналитические модели АИБС, характеризующие структуру АИБС и информационную связь читателя-пользователя с системой.

Ключевые слова: Читатель, пользователь, пользовательский интерфейс, модель пользователя, автоматизированная библиотечная система.

Summary

Kirkhar N.V. Model and information technologies of increase of efficiency of the automated information library systems. - The manuscript. The dissertation on competition of a scientific degree of Cand. Tech. Sci. on a speciality 05.13.06 - information technologies. - The Kherson national technical university, Kherson - 2009.

The dissertation is devoted to development of methods, mathematical models and information technologies of the automated information library systems providing increase of their efficiency.

Elements of the constructive theory and проблемно focused toolkit of the analysis, use, modelling of interaction of the end user (reader) and the computerized library system are modified.

Questions of modelling of information needs (requirements) of users are worked. It is proved for the given purposes to use indistinct focused hypercolumns of the second order. Under columns it is convenient to investigate questions of connectivity, mutual approachibility, allocation of extreme subsets, for example, closely connected and almost separated, and also construction of the minimal groups of elements from which all elements are achievable, i. e. definition of the minimal set of concepts is associative connected with all concepts available in a network, for example, in a network of information streams of the enterprise or in a network of frames of base of knowledge.

For the first time the formalized description of processes of satisfaction of information needs (requirements) of readers is executed. Formalization of process of satisfaction of information needs (requirements) of the user is the important development cycle of mathematical models of человеко-machine systems and creations of adaptive interfaces for AILS.

Размещено на Allbest.ru

...