Привет студент

3 Описание объектов автоматизации

3.1 Структура и функциональная модель

Объектом управления разрабатываемой системы является определение состояния здоровья ребенка. Врач-педиатр, отвечая на вопросы тестирования предоставляет имеющиеся у ребенка симптомы. На их основе система определяет наиболее вероятные заболевания. В отчет также включена информация о полученных диагнозах: наименование, характерные симптомы, причины появления, рекомендации по лечению и др.

В рассматриваемой системе используются документа, представленные в таблице 1.

Таблица 1 — Входные и выходные документы

Контекстная диаграмма функциональной модели процесса диагностирования (нотация IDEF0) приведена на рисунке 1.

Рисунок 1 — Контекстная диаграмма

При более подробном рассмотрении основной задачи экспертной системы «Быстрая диагностика» можно выделить следующие подзадачи:

— обработка справочной информации;

— обработка входных данных;

— поиск решения;

— формирование отчета.

Функциональная диаграмма первого уровня представлена на рисунке 2.

Диаграмма потоков данных (нотация DFD) дополняет модель IDEF0 для более детального отображения автоматизированного процесса обработки данных, поэтому она наиболее удобна для представления процесса поиска решения (Рисунок 3).

Рисунок 2 — Функциональная диаграмма первого уровня

Рисунок 3 — Диаграмма потоков данных

Эксперт по знаниям вносит справочные данные в систему, указывая при этом взаимосвязь симптомов и диагнозов. Эксперт также указывает значимость каждого симптома в процессе принятия решения о наличие определенного заболевания. На основе этих значений строятся таблицы условных вероятностей. Априорные вероятности вычисляются с учетом частоты появления симптома. На основе представленных экспертом данных производится корректировка структуры сети и пересчет степеней доверия к вершинам.

Пользователь, отвечая на вопросы системы, предоставляет ей информацию о имеющихся у ребенка симптомах и наличии хронических заболеваниях. Тем самым указываются состояния узлов сети. На их основе находится наиболее вероятное решение. Пользователю предоставляется отчет о результатах поиска, включающий в себя описание конечного диагноза. Также пользователь может просмотреть всю цепочку рассуждений ЭС.

3.2 Требования к экспертной системе

3.2.1 Методологии и технологии проекта

Для отображения процессов и функций автоматизируемого предприятия существует ряд методологий. Среди них наиболее известными являются методология SADT, и реализованные на её основе стандарты и методологии семейства IDEF, методология DFD, сопутствующие им технологии автоматизированного проектирования. Каждая методология предполагает использование определенного состава правил и изображений при моделировании функций предприятия [6, 7].

Методология IDEF0 предназначена для создания функциональных моделей деятельности предприятия (Рисунок 1, 2). Нашла широкое признание и применение вследствие простой графической нотации, используемой для построения модели.

С точки зрения методологии IDEF0 система рассматривается как взаимосвязанные работы.

Главными компонентами модели являются диаграммы, позволяющие быстро и просто с использованием формального и наглядного графического языка отразить и понять правила и принципы выполнения процессов в рамках рассматриваемой задачи.

IDEF0 модель предполагает наличие четко сформулированной цели, единственного субъекта моделирования и единой точки зрения.

Методология DFD. Методология графического структурного анализа (на основе структурного подхода), описывающая внешние по отношению к системе сущности (источники и адресаты данных), процессы обработки данных (функции), потоки данных и хранилища данных (бумажные документы, файлы, базы данных и др.), к которым осуществляется доступ в рамках процессов [6, 7].

В основе данной методологии лежит построение модели системы с управлением, отражение в ней потоков данных. В соответствии с методологией модель системы определяется как иерархия диаграмм потоков данных, описывающих процесс преобразования информации от ее попадания в систему до выдачи по назначению (Рисунок 3). Диаграммы верхних уровней иерархии (контекстные диаграммы) определяют основные процессы или подсистемы ЭС с внешними входами и выходами. Далее они могут детализироваться при помощи диаграмм нижнего уровня.

Методика фирмы ORACLE поддерживает каскадную модель жизненного цикла АС. Может быть использована для проектов различного масштаба — от сложных до простых.

Методика поддерживает:

— методологию структурного нисходящего проектирования;

— все этапы жизненного цикла АС;

— ориентацию на реализацию приложений в архитектуре клиент-сервер с использованием всех особенностей современных серверов баз данных;

— наличие централизованной базы данных, репозитария, для хранения спецификаций проекта ЭС на всех этапах ее разработки;

— возможность одновременной работы с репозитарием многих пользователей;

— автоматизацию последовательного перехода от одного этапа разработки к следующему.

3.2.2 Структура и архитектура ЭС

Одним из важных результатов, получаемых на основе анализа предметной области, выявления и описания функций предприятия, является определение состава задач автоматизированной системы (АС). К основным задачам АС относятся:

— авторизация пользователя. Решаются вопросы идентификации и аутентификации пользователя средствами системы управления базами данных (СУБД). Каждый пользователь имеет свои права доступа;

— ведение (добавление, обновление) справочных данных о диагнозах и симптомах осуществляет эксперт предметной области;

— определение критериев поиска производит пользователь (врач-педиатр) при прохождении тестирования;

— формирование отчета по результатам поиска, предоставляемого пользователю.

Компоненты обеспечивающих подсистем ЭС, их предполагаемые характеристики описываются в виде таблицы 2.

Таблица 2 — Обеспечивающие подсистемы ЭС

Продолжение таблицы 2

Экспертная система «Быстрая диагностика» имеет одноуровневую архитектуру, представленную на рисунке 4.

Рисунок 4 — Архитектура ЭС.