Использование метода морфологического анализа для разработки информационных систем

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДА МОРФОЛОГИЧЕСКОГО АНАЛИЗА ДЛЯ РАЗРАБОТКИ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ

Семенов В.В.

к.т.н., доцент

Ерошенко И. Ю.

Пикулина Ю.В.

Институт технологий (филиал) ДГТУ

г. Волгодонск

В данной статье рассматриваются теоретические и практические аспекты применения метода морфологического анализа. На примере работы приемной комиссии университета рассмотрена структура построения морфологической матрицы, которая является основой для экспертной оценки предпочтительных искомых параметров и в дальнейшем для разработки программного продукта для оценки будущей профессии абитуриента.

Ключевые слова: морфологический анализ, морфологический ящик, выявление морфологических признаков, морфологическое дерево, морфологический граф, пример морфологического анализа.

Сложность и динамичность рыночной экономики требует комплексного подхода к решению проблем деятельности, представляющей собой в ряде случаев слабо-структурированные процессы, то есть имеет место неопределенность или отсутствие полной информации о проблеме, возникающей при исследовании системы (объекта) в образовательном учреждении. В основе такого исследования лежит системный анализ, который позволяет найти правильное решение проблемы или, как минимум, выяснить причины ее появления [1].

Для этого привлекается широкий спектр средств, используются возможности различных наук и практических сфер деятельности - математики, вычислительной техники, моделирования, наблюдений и экспериментов.

Морфологический анализ эффективный способ решения системных задач требующих нетрадиционного, оригинального решения. Идеи современного морфологического анализа были впервые опробованы монахом Раймондом Лулием (примерно 1235 - 1316 г.г.). Вторую жизнь методу дал известный швейцарский астрофизик, работавший в США в середине XX века Фриц Цвикки. Используя свой метод Ф.Цвикки, смог генерировать внушительное количество оригинальных решений для задач ракетостроения. Название метода «морфологический» часто заменяют термином «метод Цвики». Сейчас морфологический анализ широко применяется в различных областях человеческой деятельности. Развитие метода сформировало отдельное его направление - Теорию Решения Изобретательских Задач (ТРИЗ Г.С. Альтшуллера) [3].

Морфологический анализ это один из эффективнейших способов решения системных задач требующих нетрадиционного, оригинального решения.

Основной идеей морфологического анализа является упорядочение процесса выдвижения и рассмотрения различных вариантов решения задачи [1]. Расчет строится на том, что в поле зрения могут попасть варианты, которые ранее не рассматривались.

Суть данного метода -- выявление нескольких морфологических (типовых, видовых, отличительных) признаков (параметров), значимых для решаемой задачи, и составление всех возможных сочетаний этих признаков.

Выявленные признаки можно расположить в форме таблицы, называемой морфологическим ящиком (матрицей). Это позволяет лучше представить себе поисковое поле решения задачи. В результате направленного и системного анализа генерируется новая информация, которая при простом переборе вариантов ускользает из внимания [2].

Далее с помощью морфологического анализа параметров матрицы начинается решение задачи в несколько этапов [3]:

1. Формулируется проблема, подлежащая решению. Необходимо рассмотреть какие известны объекты подобного назначения и какими могут быть такие объекты. Далее нужно исследовать проблему. Основная рекомендация на этом этапе - максимально точная формулировка цели морфологического исследования, снятие акцента директивности, возможная переформулировка или уточнение цели.

2. Выявляются и уточняются все параметры, которые могли бы войти в решение заданной проблемы. При анализе задач "на устройство" под параметром следует понимать функциональный узел этого устройства, при анализе задач "на способ" - операцию, осуществляющую достижение той или иной целевой функции. Основная рекомендация - все параметры должны быть примерно равнозначны с точки зрения поставленной цели.

3. Конструируется морфологический ящик или многомерная матрица, содержащая все решения заданной проблемы. Основная рекомендация - никаких оценок вариантов не следует проводить до полного оформления морфологического множества.

4. Все решения, содержащиеся в морфологическом ящике, внимательно анализируются и оцениваются с точки зрения целей, которые должны быть достигнуты. Основная рекомендация - для каждой строки морфологической таблицы проверяется, являются ли частные варианты реализации параметра альтернативными и является ли осмысленным вариант "отсутствует".

5. Выбираются наилучшие решения (при условии наличия необходимых средств).

Помимо морфологической таблицы, морфологический ящик может быть представлен в виде морфологического И/ИЛИ-дерева, морфологического графа, либо с помощью специальных языков (например, Structuralist) и счислений. [4]

На практике морфологический анализ можно использовать для составления списка всех возможных вариантов решения задачи, для сравнения или выбора одного из многих возможных решений технических, организационных и прочих задач, например: при разработке информационных систем управления деятельностью образовательной организации, в частности, функционированием приемной комиссии ВУЗа, важное значение имеет предварительная оценка абитуриентом перспективной профессии методом морфологического анализа.

Рассмотрим пример использования вышеописанного метода на практике.

Допустим, абитуриента интересуют три направления и связанные с ними профессии, по которым проводится обучение в институте технологий (филиале) ДГТУ в г. Волгодонске:

1) «Информационные системы и технологии»;

2) «Экономика»;

3) « Сервис» [5].

Эти номера вариантов профессий запишем в морфологическую матрицу.

В каждой профессии есть свои достоинства и недостатки. Какую из них выбрать?

Для решения задачи выбираются наиболее значимые (для данного абитуриента) параметры и записываются в морфологическую матрицу. Выбираются пять параметров, но их число может быть намного больше.

Во второй колонке записывается шкала значимости (балл), по которой будут оцениваться параметры. Необходимо отметить, что каждый из приведенных в примере параметров имеет разную значимость для разных людей. Поэтому при самостоятельном заполнении таблицы значения параметров будут различными.

В примере наиболее значимый параметр -- величина зарплаты, на втором месте -- престижность и на третьем -- возможность заниматься творческой работой. Остальные параметры оцениваются по более низким шкалам (таблица 1). [2]

В пределах выбранных шкал экспертно оцениваются все три профессии. В результате сложения суммы экспертных оценок по всем параметрам определяется, что наиболее предпочтительной является направление «Информационные системы и технологии». Принцип морфологического анализа легко реализуется с помощью компьютерных средств. Принцип морфологического анализа рационален для достаточно простых систем. Для объектов имеющих большое количество элементов и множество вариантов, таблица становится громоздкой и метод становится трудоемким.

морфологический анализ информационная система

Таблица 1- Пример морфологической матрицы

В настоящее время автором статьи разрабатывается программный продукт, с учетом вышеизложенных материалов.

Таким образом материалы, рассмотренные в данной статье, позволяют применять на практике метод морфологического анализа, который является основой для проектирования новых информационных систем управления деятельностью образовательной организации, в частности системы прогнозирования востребованности направлений в информационной системе приемной комиссии ВУЗа.

Библиографический список

1. Метод морфологического анализа URL: http://poznayka.org/s46963t1.html (дата обращения 02.12.2017).

2. Морфологический анализ. Суть. URL: http://berezaklim.ru/u4eb_rabota/metodika/texno/texno11/1_6.html (дата обращения 02.12.2017).

3. Морфологический анализ от Фрица Цвикки. Титов В.В. Морфологический подход; и др. URL: http://brainmod.ru/magazine/article-morphological-analysis-of-fritz-zwicky/ (дата обращения 02.12.2017).

4. Энциклопедический словарь. Метод морфологического ящика. URL: http://structuralist.narod.ru/dictionary/morphbox.htm (дата обращения 02.12.2017)

5. ИТ (филиал) ДГТУ в г. В г. Волгодонске URL:http://www.vis2.ru/ (дата обращения 02.12.2017)

Размещено на Allbest.ru