«Информационные Ресурсы России» №1, 2005

Одним из важнейших направлений развития лесного комплекса (ЛК) является применение современных информационных технологий (ИТ) на всех этапах жизненного цикла лесных ресурсов. Большинство задач ЛК, которые решаются автоматизированными методами, целесообразно решать в рамках единой отраслевой интегрированной автоматизированной информационной системы. При формировании такой информационной системы (ИС) возникает проблема построения модели функционирования такой ИС в сети.

Основной (целевой) функцией любой информационной системы ИС_p сети ИС = {ИС}_N является поиск информации по запросам пользователей       I = {i}_m. От того, насколько адекватно будет реализована эта функция, зависит эффективность функционирования ИС_p (полнота и точность – релеватность, время поиска, экономичность и др.). Понятно, что эти показатели эффективности формируются на всех операциях информационной технологии поиска (ИТ) и, в первую очередь, на этапах взаимодействия ИС_pс внешней средой (множеством пользователей I), отражая вариантность информации в множестве запросов, неоднозначность в свертывании их первичного описания и в оценках выданной на запросы информации.

Построим структурную модель ИТ и рассмотрим общие законы ее функционирования. Для этого определим эту модель в виде кортежа моделей

М_ит = < M, M_WX, M_XY, M_YW, M>, элементы которого последовательно формируют этапы выполнения ИТ (M- модель множества запросов, M_WX – модель связи множества запросов со входом ИС_p, M_XY – модель преобразования входного объекта в выходной объект, M_YW - модель связи выхода с множеством выходных документов, M- модель множества выходных документов). В соответствии с моделью М_ит представим ИТ поиска в виде схемы функционирования ИС_p в сети (рис.1) и рассмотрим более подробно выше представленные модели.

Модель множества запросов представляет собой нуль-граф, M: G= G(W(X), Æ), где W(X) = (W₁(X₁), W₂(X₂), …, W_m(X_m)) – множество вершин, характеризующее множество запросов пользователей. Каждый запрос W_i(X_i),  i Î I представляется в виде требуемого массива информации X_i заданного формата W_i. При этом модель запроса формализуется в виде   W_i(X_i) = {W_iи(X_i), W_iпр(X_i), L(W)}, где W_iи(X_i) – множество исходных структур данных; W_iпр(X_i) – множество производных структур данных; L(W) – множество организационно–технологических ограничений и требуемыхинтегральных свойств данных (пертинентность – соответствие выдачипотребностям пользователя, режимы информирования – избирательный (периодический), ретроспективный (разовый), интегральный поиск; сроки выполнения запроса, объемы информации, выделяемые средства и др.). При этом сам формат (структура) i–го запроса - это заданный граф G(W_i, E), где W_i – множество исходных и производных структур, а E- множество связей (дуг), соединяющих эти структуры. Отметим, что множество дуг отображает множество W_i само в себя. Тогда граф G исходных данных можно задать в виде G(W_i, Г_i), включающего множество вершин W_i(X_i) и заданного на нем отображения Г_i.

Модель связи множества запросов со входом M_WX устанавливает отношение между множеством запросов модели Mи множеством входного объекта X системы ИС_p (рис. 1). Заметим, что нуль–граф G(W(X), Æ) порождает нуль–граф G({X_i}, Æ), объединение вершин которого формирует входной объект X = X_i. При этом понятно, что |X| £ |{X_i}| ( | • | - мера множества). Тогда модель M_WX представляется в виде двудольного графа M_WX : G_X = G_X(V_X, E_X), V_X = {X_i} È X, причем дуга e_kl Î E_X, если v_kÎ{X_i} Ù v_lÎX.

Модель преобразования входного объекта в выходной объект M_XY  представляет собой не что иное, как модель функции самой информационной системы ИС. В предположении наличия множеств: X – входного объекта, Y- выходного объекта, C – состояний системы (рис.1) функцию ИС_p можно описать в теоретико– множественном представлении, т.е. M_XY: ( R : X ´ C ® Y), где R – множество глобальных реакций (преобразований X ® Y)системы. Структуру модели представим в виде ориентированного графа G_XY = (V_XY, E_XY). Граф G_XY имеет множество вершин V_XY = X È С È Y и множество дуг E_XY. При такой структуризации следует заметить, что в графе вершины Y достижимы из вершин X только через вершины множества состояний С, а множество дуг E_XY определяет множество стратегий информационного поиска . Причем существует взаимооднозначное соотношение E_XY Û R. Сравнение множеств X и Y позволит оценить и релеватность поиска, например в виде |Y| / |X|.

Перейдем к построению моделей связи выхода с множеством выходных документов M_YW. Для этого первоначально введем в рассмотрение двудольный граф G_Y = G_Y(V_Y, E_Y), V_Y = Y È {Y_i}, дуга e_kl Î E_Y, если v_kÎ Y Ù v_l Î {Y_i} (рис.1). Здесь результирующие информационные вектора формируются по правилу Y_i = {Y_ik Î Y:Y_il Г_iY Y_ik}, где i Î I; Y_ik – k–ый элемент данных i–го информационного вектора; Г_iY – преобразование Y ® {Y_i}. Переход к выходным форматам связан с так называемыми подсхемами данных Сх_i. Введение Сх_i обеспечивает независимость пользователей по отношению к функционированию ИС_p, т.к. любое изменение процессов поиска никоим образом не сказывается на пользователе. Используя подсхемы, ИС_p должна преобразовать данные в формат, совместимый с запросом пользователя в соответствии с графом G(W_i, Г_i). Структурно это также двудольный граф G_с = G_с(V_с, E_с) с множеством вершин V_Y = {Y_i} È W_i и W_i = {Y_ik Î Y_i:Y_il Сх_i Y_ik}. Тогда моделью M_YW может служить трехярусный граф M_YW: G_YW(V_YW, E_YW), V_YW = Y È {Y_i} È W_i и W_i = Г_к(Y), где Г_к = Г_iY· Сх_i – композиция отображений.

Наконец, модель множества выходных документов Mустанавливает отношение между ИС_p и внешней средой (множеством пользователей). Она представляется нуль-графом G= G (W(Y), Æ) и от того, насколько он  « похож » на нуль–граф множества запросов G= G(W(X), Æ), зависит пертинентность ИТ поиска.