Компьютерные информационные технологии

Сегодня CRM-концепция объединяет все системы, имеющие отношение к контактам с клиентом: управление территориальными продажами, клиентскую поддержку, управление маркетингом и продажами, управление деятельностью, направленной на продвижение продукта.

Традиционные маркетинговые стратегии, ориентированные на увеличение доли продукта в рыночной массе, как правило, базируются на так называемом принципе ПППС: "продукт - позиционирование - продвижение - стоимость". Главные усилия в этом случае сосредотачиваются на увеличении количества сделок между продавцом и покупателем, а объем сделок отражает успех воплощения маркетинговой стратегии в практической деятельности компании.

CRM-концепция непосредственно не может быть увязана с увеличением количества сделок. В ее задачи входит увеличение доходности, прибыльности системы продаж и повышение клиентской удовлетворенности. В рамках этой концепции компания, используя имеющиеся в ее распоряжении инструменты, технологии и подходы, совершенствует взаимоотношения с клиентами в целях увеличения объемов продаж. С этой точки зрения CRM в процедурном плане скорее является бизнес процессом, чем технологией. Само понятие CRM - управление взаимоотношениями с клиентом - определяет основные бизнес-функции этих систем.

Борьба за клиента велась всегда и будет продолжаться, пока существуют рыночные отношения. Однако с точки зрения экономической выгоды, гораздо дешевле поддержать взаимоотношения с постоянным покупателем, чем найти нового.

В пользу этого говорят несколько широко известных фактов.

Принцип Парето утверждает, что около восьмидесяти процентов дохода компании обеспечивается двадцатью процентами ее клиентов.

В продажах промышленных товаров торговому представителю в среднем требуется от десяти обращений к новым потенциальным покупателям, чтобы продать единицу товара, и лишь 2-3 обращения к уже существующим клиентам.

Заключить сделку с уже имеющимся клиентом легче (следовательно, дешевле) в 5-10 раз, чем добиться этой же сделки с новым покупателем.

Среднестатистический клиент, разочарованный в своем поставщике, рассказывает о своих злоключениях десяти знакомым.

Увеличение доли постоянных покупателей на 5 процентов выражается в общем увеличении объемов продаж более чем на 25%.

Такие традиционные стимуляторы потребительского спроса, как реклама в средствах массовой информации или прямая почтовая рассылка каталогов и предложений фирмы, в настоящее время имеют тенденцию к снижению эффективности воздействия, по сравнению с минувшим десятилетним периодом. К тому же, воздействие подобных мероприятий носит неорганизованный характер: они охватывают как потенциальных заказчиков, так и тех респондентов, которые никогда не станут клиентами компании.

В материальном отношении преимущества CRM-концепции можно охарактеризовать следующим образом:

Повышение чувства удовлетворения у клиента. Сделать процедуру продажи настолько приятной, чтобы клиент обратился за новой покупкой только к Вам.

Снижение расходов на сопровождение продаж и дистрибуцию.

Определить цели в рекламе таким образом, чтобы повысить вероятность принятия предложения Вашей компании потенциальным покупателем.

Использовать Интернет-решения для того, чтобы снизить долю прямых персональных продаж и количество дистрибьюторских каналов.

Управлять взаимоотношениями с клиентом, вместо того чтобы управлять продукцией (это потребует коренных изменений в маркетинговой концепции компании).

Снижение расходов на клиентское сопровождение.

Сделать максимально доступной всю информацию о продуктах сотрудникам подразделения обслуживания, чтобы они смогли ответить на любой вопрос клиента.

Автоматизация консультативного центра позволит торговым представителям получать своевременную информацию по истории продаж и взаимоотношений с клиентом, что увеличит объемы дополнительных и перекрестных продаж.

Следует отметить, что такие признанные авторитеты IT-рынка, как IBM, Oracle, Microsoft включают в свои СУБД программные продукты, реализующие CRM- концепцию.



6.5 Электронный бизнес, его классификация. Геоинформационные системы в экономике

Понятие электронного бизнеса в Интернет

Глобальная сеть Интернет представляет собой особую индустрию, средство транспортировки информации до индивидуальных и корпоративных потребителей, основу электронного бизнеса, источник новых рабочих мест.

Электронный бизнес часто называют технологией третьего тысячелетия. Начало развития электронного бизнеса в Интернет обычно связывают с 1995 годом, когда началось активное освоение Интернет частными пользователями; в том же году был открыт и один из первых Интернет-магазинов -- Amazon. Это новое направление экономики развивается очень быстрыми темпами. Произошли изменения не только в отношениях между компаниями и их клиентами, но и во внутренней структуре самих предприятий. Появились новые модели ведения бизнеса.

Иногда смешивают понятия электронного бизнеса и электронной коммерции, однако между ними существуют значительные различия:

электронный бизнес (e-business) - это осуществление основных бизнес-процессов компании путем использования Интернет-технологий с целью повышения эффективности деятельности. Иначе говоря, электронным бизнесом является деловая активность, использующая возможности глобальных информационных сетей для осуществления внутренних и внешних связей компании;

электронная коммерция (e-commerce) является важной составной частью электронного бизнеса. Электронная коммерция охватывает различные формы бизнес-деятельности: розничную и оптовую торговлю, маркетинг, сделки между предприятиями, аренду приложений, предоставление услуг и пр. Эти деловые операции объединяет то, что все они осуществляются в электронном виде с помощью компьютерных сетей (корпоративных или Интернет).

Таким образом, Интернет-коммерция является частью электронной коммерции; ее особенность состоит в том, что все транзакции и сделки осуществляются электронным способом через Интернет.

Быстрое развитие Интернет-бизнеса и, в частности, Интернет-коммерции связано с теми преимуществами, которыми обладает киберпространство по сравнению с традиционными видами деловой активности.

Одним из главных преимуществ Интернет-бизнеса для клиента является значительная экономия времени, так как заказ или запрос через Интернет делается за очень короткое время и у покупателя даже нет необходимости выходить при этом из дома. Кроме того, сетевые компании обладают рядом других преимуществ, среди которых:

доступность в любое время суток;

широкие возможности выбора, поскольку все магазины или компании находятся друг от друга на «расстоянии» одного щелчка мышью;

возможность получения полной информации «в формате» 24x7 (24 часа в сутки и 7 дней в неделю); наличие справочной информации о товарах и ценах, возможность их сравнения;

индивидуальное обслуживание каждого клиента с учетом его предпочтений.

Интернет очень привлекателен и для бизнеса. Для бизнеса существенны также следующие возможности:

ведение бизнеса в Интернет позволяет значительно снизить расходы на организацию и поддержание инфраструктуры, так как в этом случае нет необходимости в организации торговых залов или офисов;

расходы на рекламу и сервис существенно снижаются, вследствие чего уменьшается и цена на товары;

расширяется рынок сбыта товаров и услуг, растут перспективы для организации деятельности в международном масштабе;

создаются новые возможности для маркетинга.

Пример

По данным исследовательской компании ComScoreNetworks объем розничной торговли в сети Интернет в США в 2006 году превысил 100 миллиардов долларов (общий объем розничной торговли в США составил 3,7 трлн. долларов). В 2006 году объем Интернет-продаж вырос в США на 24%.

В Евросоюзе оборот электронной торговли составил более 130 млрд. долларов. Из стран ЕС в области интернет-продаж лидирует Великобритания- 55,6 млрд. долларов. По мнению экспертов, этот показатель в США и Европе удвоится уже в 2011 году. В России оборот Интернет-магазинов пока не велик - в 2006 году он, по оценке экспертов, равнялся 1,55 млрд долларов, но темпы роста впечатляющие - 30-50% в год.

Новый рынок основан на применении современных информационных технологий и ориентирован на оперативное взаимодействие с потребителем (в режиме онлайн).

Сегодня основными моделями ведения электронного бизнеса в Интернет являются схемы В2С и В2В

Схема «бизнес-потребитель» В2С (Business-to-Consumer) представляет собой розничную продажу товаров и услуг частным лицам через Интернет. К системам В2С относятся Web-витрины, Интернет-магазины, торговые Интернет-системы.

Схема «бизнес-бизнес» В2В (Business-to-Business) включает в себя все уровни электронного взаимодействия на уровне компаний с использованием специальных технологий и стандартов электронного обмена данными. Через виртуальные площадки В2В предприятия и компании получают возможность обмениваться информацией, находить новых партнеров и поставщиков и проводить торговые операции. К системам В2В относятся, в частности, Интернет-биржи.

Получила определенное развитие схема бизнес-отношений «равный-равный» Р2Р (Peer-to-Peer или Partner-to-Partner). Она предполагает бизнес-отношения в Интернет между партнерами, находящимися в равном положении. Основу схемы Р2Р составляют Интернет-аукционы. Начинают развиваться и другие модели ведения бизнеса в Интернет.

Геоинформационные системы.

Современные геоинформационные системы (ГИС) представляют собой новый тип интегрированных информационных систем, которые, с одной стороны, включают методы обработки данных многих ранее существовавших автоматизированных систем (АС), с другой - обладают спецификой в организации и обработке данных. Практически это определяет ГИС как многоцелевые, многоаспектные системы.

На основе анализа целей и задач различных ГИС, функционирующих в настоящее время, более точным следует считать определение ГИС как геоинформационных систем, а не как географических информационных систем. Это обусловлено и тем, что процент чисто географических данных в таких системах незначителен, технологии обработки географических данных и, наконец, географические данные служат лишь базой решения большого числа прикладных задач, цели которых далеки от географии. Разумеется, это не исключает существование чисто географических информационных систем - аббревиатура та же - ГИС, однако в дальнейшем мы будем понимать под ГИС геоинформационные системы.

Итак, ГИС - это автоматизированная информационная система, предназначенная для обработки пространственно-временных данных, основой интеграции которых служит географическая информация.

ГИС - это современная компьютерная технология для картирования и анализа объектов реального мира, также событий, происходящих на нашей планете. Эта технология объединяет традиционные операции работы с базами данных, такими как запрос и статистический анализ, с преимуществами полноценной визуализации и географического (пространственного) анализа, которые предоставляет карта. Эти возможности отличают ГИС от других информационных систем и обеспечивают уникальные возможности для ее применения в широком спектре задач, связанных с анализом и прогнозом явлений и событий окружающего мира, с осмыслением и выделением главных факторов и причин, а также их возможных последствий, с планированием стратегических решений и текущих последствий предпринимаемых действий.

Создание карт и географический анализ не являются чем-то абсолютно новым. Однако технология ГИС предоставляет новый, более соответствующий современности, более эффективный, удобный и быстрый подход к анализу проблем и решению задач, стоящих перед человечеством в целом, и конкретной организацией или группой людей, в частности. Она автоматизирует процедуру анализа и прогноза. До начала применения ГИС лишь немногие обладали искусством обобщения и полноценного анализа географической информации с целью обоснованного принятия оптимальных решений, основанных на современных подходах и средствах.

В настоящее время ГИС - это многомиллионная индустрия, в которую вовлечены сотни тысяч людей во всем мире. ГИС изучают в школах, колледжах и университетах. Эту технологию применяют практически во всех сферах человеческой деятельности - будь то анализ таких глобальных проблем как перенаселение, загрязнение территории, сокращение лесных угодий, природные катастрофы, так и решение частных задач, таких как поиск наилучшего маршрута между пунктами, подбор оптимального расположения нового офиса, поиск дома по его адресу, прокладка трубопровода на местности, различные муниципальные задачи.

Что касается классификации ГИС, то здесь наметилось несколько направлений. Например, в некоторых литературных источниках ГИС классифицируются с точки зрения их проблемной ориентации:

инженерные (для работы с картами, на которых изображены элементы инженерных коммуникаций);

кадастровые (ГИС для учета земельных участков и других объектов недвижимости), предназначенные для обработки кадастровых данных;

для тематического и статистического картографирования, имеющие целью управление природными ресурсами, составление карт по результатам переписей;

«экологические», предназначенные для поддержки экологического мониторинга территорий;

библиографические, содержащие каталогизированную информацию о множествах географических документов;

географические - с данными о функциональных и административных границах;

системы обработки данных дистанционного зондирования.

Представители каждой отрасли знаний, имеющих отношение к геоинформатике, вводят свои классификации под только им понятным основаниям классификации:

по тематике

социально-экономические;

земельные (кадастровые);

лесные;

инвентаризационные;

туристические;

по территориальному охвату:

общенациональные;

региональные;

по целям:

многоцелевые;

информационно-справочные;

для нужд планирования;

для нужд управления;

и др.



6.6 Стандартизация и сертификация прикладного программного обеспечения

В современных условиях, условиях жесткой конкуренции, очень важно гарантировать высокое качество процесса конструирования ПО. Такую гарантию дает сертификат качества процесса, подтверждающий его соответствие принятым международным стандартам. Каждый такой стандарт фиксирует свою модель обеспечения качества. Наиболее авторитетны модели стандартов ISO 9001:2000, ISO/ IEC 15504 и модель зрелости процесса конструирования ПО (Capability Maturity Model -- СММ) Института программной инженерии при американском университете Карнеги-Меллон.

Модель стандарта ISO 9001:2000 ориентирована на процессы разработки из любых областей человеческой деятельности. Стандарт ISO/IEC 15504 специализируется на процессах программной разработки и отличается более высоким уровнем детализации. Достаточно сказать, что объем этого стандарта превышает 500 страниц. Значительная часть идей ISO/IEC 15504 взята из модели СММ. Поэтому рассмотрим стандарт CMM.

Базовым понятием модели СММ считается зрелость компании. Незрелой называют компанию, где процесс конструирования ПО и принимаемые решения зависят только от таланта конкретных разработчиков. Как следствие, здесь высока вероятность превышения бюджета или срыва сроков окончания проекта.

Напротив, в зрелой компании работают ясные процедуры управления проектами и построения программных продуктов. По мере необходимости эти процедуры уточняются и развиваются. Оценки длительности и затрат разработки точны, основываются на накопленном опыте. Кроме того, в компании имеются и действуют корпоративные стандарты на процессы взаимодействия с заказчиком, процессы анализа, проектирования, программирования, тестирования и внедрения программных продуктов. Все это создает среду, обеспечивающую качественную разработку программного обеспечения.

Таким образом, модель СММ фиксирует критерии для оценки зрелости компании и предлагает рецепты для улучшения существующих в ней процессов. Иными словами, в ней не только сформулированы условия, необходимые для достижения минимальной организованности процесса, но и даются рекомендации по дальнейшему совершенствованию процессов.

Очень важно отметить, что модель СММ ориентирована на построение системы постоянного улучшения процессов. В ней зафиксированы пять уровней зрелости и предусмотрен плавный, поэтапный подход к совершенствованию процессов -- можно поэтапно получать подтверждения об улучшении процессов после каждого уровня зрелости.

Начальный уровень (уровень 1) означает, что процесс в компании не формализован. Он не может строго планироваться и отслеживаться, его успех носит случайный характер. Результат работы целиком и полностью зависит от личных качеств отдельных сотрудников. При увольнении таких сотрудников проект останавливается.

Для перехода на повторяемый уровень (уровень 2) необходимо внедрить формальные процедуры для выполнения основных элементов процесса конструирования. Результаты выполнения процесса соответствуют заданным требованиям и стандартам. Основное отличие от уровня 1 состоит в том, что выполнение процесса планируется и контролируется. Применяемые средства планирования и управления дают возможность повторения ранее достигнутых успехов.

Следующий, определенный уровень (уровень 3) требует, чтобы все элементы процесса были определены, стандартизованы и задокументированы. Основное отличие от уровня 2 заключается в том, что элементы процесса уровня 3 планируются и управляются на основе единого стандарта компании. Качество разрабатываемого ПО уже не зависит от способностей отдельных личностей.

С переходом на управляемый уровень (уровень 4) в компании принимаются количественные показатели качества как программных продуктов, так и процесса. Это обеспечивает более точное планирование проекта и контроль качества его результатов. Основное отличие от уровня 3 состоит в более объективной, количественной оценке продукта и процесса.

Высший, оптимизирующий уровень (уровень 5) подразумевает, что главной задачей компании становится постоянное улучшение и повышение эффективности существующих процессов, ввод новых технологий. Основное отличие от уровня 4 заключается в том, что технология создания и сопровождения программных продуктов планомерно и последовательно совершенствуется.

Каждый уровень СММ характеризуется областью ключевых процессов (ОКП), причем считается, что каждый последующий уровень включает в себя все характеристики предыдущих уровней. Иначе говоря, для 3-го уровня зрелости рассматриваются ОКП 3-го уровня, ОКП 2-го уровня и ОКП 1-го уровня. Область ключевых процессов образуют процессы, которые при совместном выполнении приводят к достижению определенного набора целей. Например, ОКП 5-го уровня образуют процессы:

предотвращения дефектов;

управления изменениями технологии;

управления изменениями процесса.

Если все цели ОКП достигнуты, компании присваивается сертификат данного уровня зрелости. Если хотя бы одна цель не достигнута, то компания не может соответствовать данному уровню СММ.



Тема 7. Системы искусственного интеллекта.

7.1 Направления использования систем искусственного интеллекта (ИТ)

Искусственный интеллект (ИИ) можно определить как область компьютерной науки, занимающуюся автоматизацией разумного поведения. Это определение имеет существенный недостаток, поскольку само понятие интеллекта не очень понятно и четко сформулировано. Большинство из нас уверены, что смогут отличить "разумное поведение", когда с ним столкнутся. Однако вряд ли кто-нибудь сможет дать интеллекту определение, достаточно конкретное для оценки предположительно разумной компьютерной программы и одновременно отражающее жизнеспособность и сложность человеческого разума.

Как и большая часть наук, ИИ разбивается на множество поддисциплин, которые, разделяя основной подход к решению проблем, нашли себе различные применения. Рассмотрим некоторые из основных сфер применения этих отраслей и их вклад в искусственный интеллект вообще.

1 Ведение игр. Игры могут порождать необычайно большие пространства состояний. Для поиска в них требуются мощные методики, определяющие, какие альтернативы следует рассматривать. Такие методики называются эвристиками и составляют значительную область исследований ИИ. Эвристика- стратегия полезная, но потенциально способная упустить правильное решение. Примером эвристики может быть рекомендация проверять, включен ли прибор в розетку, прежде чем делать предположения о его поломке, или выполнять рокировку в шахматной игре, чтобы попытаться уберечь короля от шаха. Большая часть того, что мы называем разумностью, по-видимому, опирается на эвристики, которые люди используют в решении задач.

2 Автоматические рассуждения и доказательство теорем

Благодаря исследованиям в области доказательства теорем были формализованы алгоритмы поиска и разработаны языки формальных представлений, такие как исчисление предикатов и логический язык программирования PROLOG. Привлекательность автоматического доказательства теорем основана на строгости и общности логики. В формальной системе логика располагает к автоматизации. Разнообразные проблемы можно попытаться решить, представив описание задачи и существенную относящуюся к ней информацию в виде логических аксиом и рассматривая различные случаи задачи как теоремы, которые нужно доказать. Этот принцип лежит в основе автоматического доказательства теорем и систем математических обоснований

3 Экспертные системы

Одним из главных достижений ранних исследований по ИИ стало осознание важности специфичного для предметной области (domain-specific) знания. Врач, к примеру, хорошо диагностирует болезни не потому, что он располагает некими врожденными общими способностями к решению задач, а потому, что многое знает о медицине. Точно так же геолог эффективно находит залежи ископаемых, потому что он способен применить богатые теоретические и практические знания о геологии к текущей проблеме. Экспертное знание- это сочетание теоретического понимания проблемы и набора эвристических правил для ее решения, которые, как показывает опыт, эффективны в данной предметной области. Экспертные системы создаются с помощью заимствования знаний у человеческого эксперта и кодирования их в форму, которую компьютер может применить к аналогичным проблемам. Стратегии экспертных систем основаны на знаниях человека-эксперта. Хотя многие программы пишутся самими носителями знаний о предметной области, большинство экспертных систем являются плодом сотрудничества между таким экспертом, как врач, химик, геолог или инженер, и независимым специалистом по ИИ. Эксперт предоставляет необходимые знания о предметной области, описывая свои методы принятия решений и демонстрируя эти навыки на тщательно отобранных примерах. Специалист по ИИ, или инженер по знаниям (knowledge engineer), как часто называют разработчиков экспертных систем, отвечает за реализацию этого знания в программе, которая должна работать эффективно и внешне разумно. Экспертные способности программы проверяют, давая ей решать пробные задачи. Эксперт подвергает критике поведение программы, и в ее базу знаний вносятся необходимые изменения. Процесс повторяется, пока программа не достигнет требуемого уровня работоспособности.

4 Нейронные сети

Нейронные сети возникли из исследований в области искусственного интеллекта, а именно, из попыток воспроизвести способность биологических нервных систем обучаться и исправлять ошибки, моделируя низкоуровневую структуру мозга. Основной областью исследований по искусственному интеллекту в 60-е - 80-е годы были экспертные системы. Такие системы основывались на высокоуровневом моделировании процесса мышления (в частности, на представлении, что процесс нашего мышления построен на манипуляциях с символами). Скоро стало ясно, что подобные системы, хотя и могут принести пользу в некоторых областях, не ухватывают некоторые ключевые аспекты человеческого интеллекта. Согласно одной из точек зрения, причина этого состоит в том, что они не в состоянии воспроизвести структуру мозга. Чтобы создать искусственный интеллект, необходимо построить систему с похожей архитектурой.

5 Понимание естественных языков и семантическое моделирование

Одной из долгосрочных целей искусственного интеллекта является создание программ, способных понимать человеческий язык и строить фразы на нем. Способность применять и понимать естественный язык является фундаментальным аспектом человеческого интеллекта, а его успешная автоматизация привела бы к неизмеримой эффективности самих компьютеров. Многие усилия были затрачены на написание программ, понимающих естественный язык. Хотя такие программы и достигли успеха в ограниченных контекстах, системы, использующие натуральные языки с гибкостью и общностью, характерной для человеческой речи, лежат за пределами сегодняшних методологий.

Понимание естественного языка включает куда больше, чем разбор предложений на индивидуальные части речи и поиск значений слов в словаре. Оно базируется на обширном фоновом знании о предмете беседы и идиомах, используемых в этой области, так же, как и на способности применять общее контекстуальное знание для понимания недомолвок и неясностей, присущих естественной человеческой речи.

6 Планирование и робототехника

Исследования в области планирования начались с попытки сконструировать роботов, которые бы выполняли свои задачи с некоторой степенью гибкости и способностью реагировать на окружающий мир. Планирование предполагает, что робот должен уметь выполнять некоторые элементарные действия. Он пытается найти последовательность таких действий, с помощью которой можно выполнить более сложную задачу, например, двигаться по комнате, заполненной препятствиями.

7 Машинное обучение

Обучение остается "крепким орешком" искусственного интеллекта. Важность обучения, тем не менее, несомненна, поскольку эта способность является одной из главных составляющих разумного поведения. Экспертная система может выполнять долгие и трудоемкие вычисления для решения проблем. Но, в отличие от человеческих существ, если дать ей такую же или подобную проблему второй раз, она не "вспомнит" решение. Она каждый раз вновь будет выполнять те же вычисления - едва ли это похоже на разумное поведение. Хотя обучение является трудной областью, существуют некоторые программы, которые опровергают опасения о ее неприступности. Одной из таких программ является AM - Автоматизированный Математик, разработанный для открытия математических законов [Lenat, 1977, 1982]. Отталкиваясь от заложенных в него понятий и аксиом теории множеств, Математику удалось вывести из них такие важные математические концепции, как мощность множества, целочисленная арифметика и многие результаты теории чисел. AM строил теоремы, модифицируя свою базу знаний, и использовал эвристические методы для поиска наилучших из множества возможных альтернативных теорем. Из недавних результатов можно отметить программу Коттона [Cotton и др., 2000], которая изобретает "интересные" целочисленные последовательности.

7.2 Математические модели и аппаратно-программная реализация систем ИИ

Постановка и решение любой задачи всегда связаны с ее "погружением" в подходящую предметную область. Так, решая задачу составления расписания обработки деталей на металлорежущих станках, мы вовлекаем в предметную область такие объекты, как конкретные станки, детали, интервалы времени, и общие понятия "станок", "деталь", "тип станка" и т. п. Все предметы и события, которые составляют основу общего понимания необходимой для решения задачи информации, называются предметной областью. Мысленно предметная область представляется состоящей из реальных или абстрактных объектов, называемых сущностями.

Сущности предметной области находятся в определенных отношениях друг к другу (ассоциациях), которые также можно рассматривать как сущности и включать в предметную область. Между сущностями наблюдаются различные отношения подобия. Совокупность подобных сущностей составляет класс сущностей, являющийся новой сущностью предметной области.

Отношения между сущностями выражаются с помощью суждений. Суждение-это мысленно возможная ситуация, которая может иметь место для предъявляемых сущностей или не иметь места. В языке (формальном или естественном) суждениям отвечают предложения. Суждения и предложения также можно рассматривать как сущности и включать в предметную область.

Языки, предназначенные для описания предметных областей, называются языками представления знаний. Универсальным языком представления знаний является естественный язык. Однако использование естественного языка в системах машинного представления знаний наталкивается на большие трудности ввиду присущих ему нерегулярностей, двусмысленностей, и т. п. Но главное препятствие заключается в отсутствии формальной семантики естественного языка, которая имела бы достаточно эффективную операционную поддержку.

Для представления математического знания в математической логике давно пользуются логическими формализмами - главным образом исчислением предикатов, которое имеет ясную формальную семантику и операционную поддержку в том смысле, что для него разработаны механизмы вывода. Поэтому исчисление предикатов было первым логическим языком, который применили для формального описания предметных областей, связанных с решением прикладных задач.

Описания предметных областей, выполненные в логических языках, называются (формальными) логическими моделями.

Элементы нечеткой логики

Как известно, классическая логика оперирует только с двумя значениями: истина и ложь. Однако этими двумя значениями довольно сложно представить (можно, но громоздко) большое количество реальных задач. Поэтому для их решения был разработан специальный математический аппарат, называемый нечеткой логикой. Основным отличием нечеткой логики от классической, как явствует из названия, является наличие не только двух классических состояний (значений), но и промежуточных:

FО{0:1}

Соответственно, вводятся расширения базовых операций логического умножения, сложения и отрицания (сравните с соответствующими операциями теории вероятностей):

Как можно легко заметить, при использовании только классических состояний (ложь-0, истина-1) мы приходим с классическим законам логики.

Нечеткое логическое управление может использоваться, чтобы осуществлять разнообразные интеллектуальные функции, в самых разнообразных электронных товарах и домашних приборах, в авто электронике, в управлении производственными процессами и автоматизации.

Аппаратно-программная реализация.

Инструментарий для создания экспертных систем реального времени впервые выпустила фирма Lisp Machine Inc в 1985 году. Этот продукт предназначался для символьных ЭВМ Symbolics и носил название Picon. Его успех привел к тому, что группа ведущих его разработчиков образовала фирму Gensym, которая, значительно развив идеи, заложенные в Picon, выпустила в 1988 году инструментальное средство под названием G2.

С отставанием от Gensym на два-три года ряд других фирм начал создавать (или пытаться создавать) свои инструментальные средства. Назовем ряд из них: RT Works (фирма Talarian, США), COMDALE/C (Comdale Techn., Канада), COGSYS (SC, США), ILOG Rules (ILOG, Франция). Сравнение двух наиболее продвинутых систем, G2 и RT Works, которое проводилось путем разработки одного и того же приложения двумя организациями, NASA (США) и Storm Integration (США) , показало значительное превосходство первой.

О существовании специальных систем, которые "автоматически вводят в компьютер текст", знают даже начинающие пользователи. Со стороны все выглядит довольно просто и логично. На отсканированном изображении система находит фрагменты, в которых "узнает" буквы, а затем заменяет эти изображения настоящими буквами, или, по-другому, их машинными кодами. Так осуществляется переход от изображения текста к "настоящему" тексту, с которым можно работать в текстовом редакторе. Как этого добиться?

Компанией "Бит" была разработана специальная технология распознавания символов, которая получила название "Фонтанного преобразования" , а на ее основе - коммерческий продукт, получивший высокую оценку. Это система оптического распознавания Fine Reader. Сегодня на рынке представлена уже восьмая версия продукта, которая работает не только с текстом, но и с формами, таблицами.

Озвучивание набранного текста. Рассмотрим способы формирования звукового сигнала. Самое широкое разделение стратегий, применяемых при озвучивании речи, - это разделение на подходы, которые направлены на построение действующей модели речевоспроизводящей системы человека, и подходы, где ставится задача смоделировать акустический сигнал как таковой. Первый подход известен под названием артикуляторного синтеза. Второй подход представляется на сегодняшний день более простым, поэтому он гораздо лучше изучен и практически более успешен. Внутри него выделяется два основных направления - формантный синтез по правилам и компилятивный синтез.

Формантные синтезаторы используют возбуждающий сигнал, который проходит через цифровой фильтр, построенный на нескольких резонансах, похожих на резонансы голосового тракта. Разделение возбуждающего сигнала и передаточной функции голосового тракта составляет основу классической акустической теории речеобразования.

Компилятивный синтез осуществляется путем склейки нужных единиц компиляции из имеющегося инвентаря. На этом принципе построено множество систем, использующих разные типы единиц и различные методы составления инвентаря. В таких системах необходимо применять обработку сигнала для приведения частоты основного тона, энергии и длительности единиц к тем, которыми должна характеризоваться синтезируемая речь. Кроме того, требуется, чтобы алгоритм обработки сигнала сглаживал разрывы в формантной (и спектральной в целом) структуре на границах сегментов. В системах компилятивного синтеза применяются два разных типа алгоритмов обработки сигнала: LР (сокр. англ. Linear Рreduction - линейное предсказание) и РSOLA (сокр. англ. Рitch Sуnchronous Оvеrlap аnd Аdd). LP-синтез основан в значительной степени на акустической теории речеобразования, в отличие от РSOLA-синтеза, который действует путем простого разбиения звуковой волны, составляющей единицу компиляции, на временные окна и их преобразования. Алгоритмы РSOLA позволяют добиваться хорошего сохранения естественности звучания при модификации исходной звуковой волны.

7.3 Понятие и назначение экспертной системы (ЭС). Классификация ЭС

В повседневной жизни мы постоянно сталкиваемся с экспертами в самых различных областях человеческой деятельности- врачи, преподаватели, референты и т.д. Имея огромный багаж знаний, касающихся предметной области, они умеют точно сформулировать и правильно решить задачу.

В течение последних десятилетий многочисленные попытки исследователей были направлены на создание систем, способных заменить специалиста в конкретной предметной области, т.е. решать задачи в отсутствии людей- экспертов.

Эти системы получили название экспертных систем .

В ходе исследований выяснилось, что среди задач, решаемых экспертами, формализованные задачи составляют лишь малую часть, в то время как основная их масса относится к числу неформализованных.

Экспертные системы отличаются и от других видов информационных систем:

Экспертные системы имеют дело с предметами реального мира, операции с которыми обычно требуют наличия значительного опыта, накопленного человеком.

Экспертная система должна за приемлемое время (достаточно малое) найти решение, которое было бы не хуже, чем то, которое может предложить специалист в этой предметной области.

Экспертная система должна обладать способностью объяснить, почему предложено именно такое решение, и доказать его обоснованность. Пользователь должен получить всю информацию, необходимую ему для того, чтобы быть уверенным, что решение принято "не с потолка". Экспертная система проектируется в расчете на взаимодействие с разными пользователями, для которых ее работа должна быть, по возможности, прозрачной.

В настоящее время существует несколько определений экспертных систем (их иногда называют также «инженерия знаний» или «системы, основанные на знаниях»).

Одним из наиболее популярных определений экспертной системы является следующее:

Под экспертной системой понимается система, объединяющая возможности компьютера со знаниями и опытом эксперта в такой форме, что система может предложить разумный совет или осуществить разумное решение поставленной задачи. Дополнительно желаемой характеристикой такой системы является способность системы пояснять по требованию ход своих рассуждений в понятной для спрашивающего форме.

Приведенное определение, позволяют выделить ряд базовых структурных элементов экспертной системы.

Как и любая система, основанная на знаниях, экспертная система обязательно содержит в своем составе базу знаний и механизм логических выводов. Зачастую для представления фактический знаний используется отдельный механизм - база данных, а в базе знаний остаются лишь процедурные знания. Кроме того, для ведения базы знаний и дополнения ее при необходимости знаниями, полученными от эксперта, требуется отдельный модуль приобретения знаний.

Другим важным компонентом экспертной системы является пользовательский интерфейс, необходимый для правильной передачи ответов пользователю в удобной для него форме. Кроме того, пользовательский интерфейс необходим и эксперту для осуществления манипуляций со знаниями.

И наконец, в экспертной системе должен присутствовать модуль, который способен при помощи механизма логического вывода, "предложить разумный совет или осуществить разумное решение поставленной задачи", сопровождая его по требованию пользователя различными комментариями, поясняющими ход проведенных рассуждений. Модуль, реализующий эти функции, называется модулем советов и объяснений. Следует отметить, что механизм объяснений играет весьма важную роль, позволяя повысить степень доверия пользователя к полученному результату. Кроме того, он важен не только для пользователя системы, но и для эксперта, который с его помощью определяет, как работает система и как используются предоставленные им знания.

Базовая структура экспертной системы показана на рис.1.

Перечисленные структурные элементы являются наиболее характерными для большинства экспертных систем, хотя в реальных условиях некоторые из них могут отсутствовать.



Рис. 2

Экспертная система может полностью взять на себя функции, выполнение которых обычно требует привлечения опыта человека-специалиста, или играть роль ассистента для человека, принимающего решение. Другими словами, система (техническая или социальная), требующая принятия решения, может получить его непосредственно от программы или через промежуточное звено -- человека, который общается с программой. Тот, кто принимает решение, может быть экспертом со своими собственными правами, и в этом случае программа может "оправдать" свое существование, повышая эффективность его работы. Альтернативный вариант -- человек, работающий в сотрудничестве с такой программой, может добиться с ее помощью результатов более высокого качества. Вообще говоря, правильное распределение функций между человеком и машиной является одним из ключевых условий высокой эффективности внедрения экспертных систем.

Важность экспертных систем состоит в следующем:

технология экспертных систем существенно расширяет круг практически значимых задач, решаемых на компьютерах, решение которых приносит значительный экономический эффект;

ЭС будут играть ведущую роль во всех фазах проектирования, разработки, производства, распределения, продажи, поддержки и оказания услуг;

технология ЭС, получившая коммерческое распространение, обеспечит революционный прорыв в создании интеллектуально взаимодействующих модулей.

Использовать ЭС следует только тогда, когда разработка ЭС возможна, оправдана и методы инженерии знаний соответствуют решаемой задаче. Применение ЭС может быть оправдано одним из следующих факторов:

решение задачи принесет значительный эффект, например экономический;

использование человека-эксперта невозможно либо из-за недостаточного количества экспертов, либо из-за необходимости выполнять экспертизу одновременно в различных местах;

использование ЭС целесообразно в тех случаях, когда при передаче информации эксперту происходит недопустимая потеря времени или информации;

использование ЭС целесообразно при необходимости решать задачу в окружении, враждебном для человека.

При разработке реальных экспертных систем в большинстве случаев используют так называемые языки искусственного интеллекта типа ЛИСП и ПРОЛОГ.

Рассмотрим различные способы классификации ЭС.

По назначению ЭС делятся на:

ЭС общего назначения.

Специализированные ЭС:

проблемно-ориентированные для задач диагностики, проектирования, прогнозирования

предметно-ориентированные для специфических задач, например, контроля ситуаций на атомных электростанциях.

По степени зависимости от внешней среды выделяют:

Статические ЭС, не зависящие от внешней среды.

Динамические, учитывающие динамику внешней среды и предназначенные для решения задач в реальном времени. Время реакции в таких системах может задаваться в миллисекундах, и эти системы реализуются, как правило, на языке С++.

По типу использования различают:

Изолированные ЭС.

ЭС на входе/выходе других систем.

Гибридные ЭС или, иначе говоря, ЭС интегрированные с базами данных и другими программными продуктами (приложениями).

По сложности решаемых задач различают:

Простые ЭС - до 1000 простых правил.

Средние ЭС - от 1000 до 10000 структурированных правил.

Сложные ЭС - более 10000 структурированных правил.

По стадии создания выделяют:

Исследовательский образец ЭС, разработанный за 1-2 месяца с минимальной БЗ.

Демонстрационный образец ЭС, разработанный за 2-4 месяца, например, на языке типа LISP, PROLOG, CLIPS

Промышленный образец ЭС, разработанный за 4-8 месяцев, например, на языке типа CLIPS с полной БЗ.

Коммерческий образец ЭС, разработанный за 1,5-2 года, например, на языке типа С++, Java с полной БЗ.

7.4 Понятие системы поддержки принятия решений (СППР)

Со временем количество информации, которую необходимо обработать для принятия нужного решения, стремительно увеличивается. Рост объемов неструктурированных данных и оперативность в принятии решений выдвигают новые требования к руководителям, к бизнес-аналитикам. В связи с этим, наблюдается стремительный рост интереса компаний к программным продуктам, позволяющим работать с большими объемами информации, накопленными в учетных системах и хранилищах данных, и извлекать из них полезные сведения.

Однако организация часто не может полностью использовать возможности, предоставляемые такими инструментами. Чаще всего это связано с непониманием всех выгод и преимуществ, предоставляемых системами такого класса, с отсутствием времени на обучение персонала и на проработку всего процесса. При этом упускается из виду, что цена ошибочных решений в современных условиях чрезвычайно высока. И в условиях, когда «машина должна работать, а человек думать» (принцип IBM), человеку приходится и работать и думать.

В настоящее время нет общепринятого определения Систем поддержки принятия решений или СППР, поскольку конструкция СППР существенно зависит от вида задач, для решения которых она разрабатывается, от доступных данных, информации и знаний, а также от пользователей системы.

Системы поддержки принятия решений (СППР, Decision support systems, DSS), которые все чаще использует современный бизнес, это скоординированный набор данных, систем, инструментов и технологий, программного и аппаратного обеспечения, с помощью которого предприятие собирает и обрабатывает информацию о бизнесе и окружающей среде с целью обоснования управленческих действий.

СППР -- в большинстве случаев -- это автоматизированная система, которая помогает пользователю (лицу, принимающему решения; ЛПР) использовать данные и модели для идентификации и решения задач и принятия решений.

В СППР выделяют три основные части:

Система данных для сбора и хранения информации, получаемой из внутренних и внешних источников. Обычно это Хранилище данных.

Система диалога, позволяющая пользователю задавать, какие данные следует выбирать и как их обрабатывать.

Система моделей - идеи, алгоритмы и процедуры, которые позволяют обрабатывать данные и проводить их анализ. Пользователь имеет опыт, знает ситуацию и руководствуется определенными соображениями при выборке данных. В обработке данных используются различные процедуры, от простого суммирования до статистического анализа и нелинейной оптимизации.

СППР обладает следующими четырьмя основными характеристиками:

СППР использует и данные, и модели;

СППР предназначены для помощи менеджерам в принятии решений для слабоструктурированных и неструктурированных задач;

СППР, в отличие от экспертных систем, поддерживают, а не заменяют человека при выработке решений;

Цель СППР -- улучшение эффективности решений.

Традиционно в качестве областей применения СППР выделяют: микроэкономику, макроэкономику, офисную деятельность, оценку и распространение технологий, юриспруденцию, медицину и другие приложения.

Вот лишь небольшой список сфер применения Систем Поддержки Принятия Решений:

Анализ каналов снабжения и распределения (логистика);

Анализ производства;

Анализ продаж;

Маркетинговый анализ;

Анализ клиентской базы;

Анализ качества сервисного обслуживания;

Финансовый анализ;

Инвестиционный анализ;

Анализ исследовательской и проектной деятельности;

Анализ персонала;

Анализ стратегии организации;

Многомерный анализ;

Прогнозирование;

Поиск закономерностей;

Управление рисками;

Сегментация клиентов/товаров/услуг;

Построение профилей потребителей;

Оценка эффективности рекламы.

Прогнозирование и планирование деятельности предприятий (от мелких фирм до крупнейших корпораций) является наиболее перспективной сферой практического применения СППР. Для решения проблем в этой сфере в состав СППР включают большой набор методов и моделей, в том числе математическое программирование, статистический анализ, теорию статистических решений и принятия решений при неопределенности, эвристические методы, включающие адаптивность и обучение при решении слабоструктурированных задач, методы теории игр и многие другие подходы.

СППР представляют собой системы, максимально приспособленные к решению задач повседневной управленческой деятельности.

Ориентация на компьютерные информационные технологии позволяет основные функции СППР реализовать аппаратно-программными средствами. При этом реализация автоматизированных СППР возможна как в локальном, так и в сетевом варианте (SQL- технологии, Web- технологии).

Тема. 8. Обеспечение безопасности корпоративных информационных систем

8.1 Понятие информационной безопасности

Под информационной безопасностью (ИБ) понимается защищенность информации и поддерживающей инфраструктуры от случайных или преднамеренных воздействий естественного или искусственного характера, направленных на нанесение ущерба владельцам или пользователям информации и поддерживающей инфраструктуры.

ИБ является одним из важнейших аспектов интегральной безопасности независимо от рассматриваемого уровня - национального, отраслевого, корпоративного или персонального.

ИБ представляет собой многогранную сферу деятельности, в которой успех возможен только при систематическом, комплексном подходе.

В обеспечении ИБ нуждаются три основные категории субъектов:

государственные организации,

коммерческие структуры,

отдельные граждане.

Основные категории ИБ:

доступность (возможность за приемлемое время получить требуемую информационную услугу);

целостность (актуальность и непротиворечивость информации, ее защищенность от разрушения и несанкционированного изменения);

конфиденциальность (защита от несанкционированного ознакомления).

Доступность - один из важнейших элементов ИБ. Информационные системы создаются или приобретаются для получения определенных информационных услуг (сервисов). Если получение этих услуг пользователями становится невозможным по каким-то причинам, это наносит ущерб всем субъектам информационных отношений.

Целостность информации -- это свойство информации сохранять свою структуру и/или содержание в процессе передачи и хранения. Целостность информации обеспечивается в том случае, если данные в системе не отличаются в семантическом отношении от данных в исходных документах, то есть если не произошло их случайное или преднамеренное искажение или разрушение.

Конфиденциальность информации - это свойство информации быть доступной только ограниченному кругу пользователей информационной системы, в которой циркулирует данная информация. По существу, конфиденциальность информации - это свойство информации быть известной только допущенным и прошедшим проверку субъектам системы (пользователям, процессам, программам). Для остальных субъектов системы эта информация должна быть неизвестной.

Под доступом к информации понимается ознакомление с информацией, ее обработка, в частности копирование, модификация или уничтожение информации. Различают санкционированный и несанкционированный доступ к информации.

Санкционированный доступ к информации -- это доступ к информации, не нарушающий установленные правила разграничения доступа.

Несанкционированный доступ к информации характеризуется нарушением установленных правил разграничения доступа. Лицо или процесс, осуществляющие несанкционированный доступ к информации, являются нарушителями правил разграничения доступа. Несанкционированный доступ является наиболее распространенным видом компьютерных нарушений.

Атака на информационную систему (сеть) -- это действие, предпринимаемое злоумышленником с целью поиска и использования той или иной уязвимости системы. Таким образом, атака - это реализация угрозы безопасности.

8.2 Угрозы безопасности. Факторы угроз

Под угрозой информационной безопасности понимается возможность осуществления действия, направленного против объекта защиты, проявляющаяся в опасности искажений и потерь информации.

Необходимо учитывать, что источники угроз безопасности могут находиться как внутри информационной системы - внутренние источники, - так и вне ее - внешние источники. Такое деление вполне оправдано потому, что для одной и той же угрозы (например, кражи) методы противодействия для внешних и внутренних источников будут разными. Знание возможных угроз, а также уязвимых мест информационной системы необходимо для того, чтобы выбирать наиболее эффективные средства обеспечения безопасности.

По статистическим данным в 2006 году средний ущерб каждой компании, в которой была зафиксирована утечка конфиденциальных данных составил 355 тыс долларов. Банковские системы по всему миру ежегодно теряют около 130 млрд. долларов.