Проекта приводит к большому числу ссылок на информационные источники, при этом современные системы классификации информации не направлены на решение такой проблемы, как привязка к отдельным сформулированным вопросам, задачам, промежуточным решениям по проекту. К тому же из информационного источника

Вид материала

Решение

Содержание Автоматизированные системы научных исследований (АСНИ) Концепция системы поддержки научных исследований

Подобный материал:

• Полный курс лекций по Информационным системам информационные системы, 787.33kb.
• Информационные и справочные правовые системы — 8 часов Тема Информационные системы, 24.77kb.
• Решение международного проекта «Древо культуры» (Россия-Монголия-Южная Корея), 64.06kb.
• Базы данных и информационные системы, 496.25kb.
• Программа дисциплины «Информационная безопасность и защита информации» Направление, 280.62kb.
• Справочно-информационные системы в подготовке юриста, 31.18kb.
• Использование эсо как ресурс активизации познавательного интереса учащихся на уроках, 80.38kb.
• 14 – 18 марта 2005 г вслед за всемирной встречей на высшем уровне по вопросам информационного, 178.06kb.
• 1. Информационные технологии. Структура информационного процесса. Сбор, обработка,, 1016.5kb.
• Информационные ресурсы распределенных информационных систем, 905.46kb.

Развитие автоматизированных систем поддержки научных исследований

Семенова Ирина Ивановна

Особое значение для повышения эффективности науки приобретает автоматизация научных исследований, позволяющая получать более точные и полные модели исследуемых объектов и явлений, ускорять ход научных исследований и снижать их трудоемкость, изучать сложные объекты и процессы, исследование которых традиционными методами затруднительно или невозможно.

В ходе работы над научным проектом возникают идеи, новые вопросы, промежуточные решения, воспоминания о поставленных вопросах решениях в других областях, которые необходимо зафиксировать и быстро найти при необходимости. Поиск информации по теме проекта приводит к большому числу ссылок на информационные источники, при этом современные системы классификации информации не направлены на решение такой проблемы, как привязка к отдельным сформулированным вопросам, задачам, промежуточным решениям по проекту. К тому же из информационного источника к делу может относиться лишь небольшой фрагмент с такими смысловыми оттенками, как: «близко к теме», «надо обдумать», «подтверждение гипотезы», «опровержение гипотезы», «вариант решения» и т.п.

В процессе работы над научным проектом накапливается огромное количество информации (от сотен мегабайт – до гигабайт), для примера, работа с одним аспирантом над диссертацией привела к накоплению материалов, частично или полностью связанных с тематикой, объемом около 800 мегабайт, а сколько его набралось у аспиранта… Систематизация информации классическими методами не дает возможности найти «нужный фрагмент, который, помнится, где-то был».

Кроме того, научная работа не ограничивается одним проектом, специалист может участвовать в десятках проектов.

Возникает проблема «стирания знаний по проекту». Если над проектом не работать месяц и более, то при возвращении к нему нужно потратить значительное количество времени, чтобы вспомнить материалы, точки, на которых остановился, «восстановить цепочку работ, выполненных ранее».

Автоматизированные системы научных исследований (АСНИ)

На рынке информационных технологий выделился целый класс автоматизированных систем, специализирующихся на работе с научными проектами.

Результатом функционирования АСНИ является подтверждение (отклонение) гипотез или совокупность законченных математических моделей, удовлетворяющая заданным требованиям, а также обработанные результаты исследований, наблюдений и измерений.

Исследование существующих современных АСНИ показывает, что подавляющее их большинство склоняется к практическим и прикладным аспектам автоматизации научных исследований. Широко развиты и представлены современные АСНИ, представляющие собой системы обработки данных от специализированных датчиков и считывающих устройств. Автоматизированные системы комплексных испытаний образцов новой техники повсеместно разрабатываются и внедряются производителями самых разных технических средств [1]. Системы автоматизированного моделирования и расчета физических и химических процессов широко применяются в различных областях науки и техники, от люминесценции в диэлектриках [2] до ассоциативных экспериментов в целях изучения языкового сознания россиян [3].

Существующие АСНИ направлены на автоматизацию решения проблем, связанных с воплощением результатов научных исследований, проведением экспериментов и испытаний продуктов научно-исследовательских работ, но не самого процесса получения, структурирования и обобщения их промежуточных результатов и самого хода проработки этапов исследования. Это позволяет говорить об упущенном звене, входящем в круг задач АСНИ, связывающем собственно научно-исследовательскую работу как процесс получения новых знаний и экспериментальную реализацию ее результатов.

Ряд общих задач, решаемых АСНИ, включает в себя решение проблем накопления получаемой в процессе научных исследований информации, как уже существующей, так и созданной, построения моделей изучаемых объектов, процессов и явлений вне зависимости от конкретной области знаний, группы наук и сферы применения проводимых научных исследований. АСНИ, решающие подобные задачи, в наше время крайне мало развиты и распространены, что предоставляет неизученную нишу для теоретических изысканий и возможность развития подобных автоматизированных систем.

Концепция системы поддержки научных исследований

Описанные проблемы демонстрируют необходимость создания автоматизированной системы накопления, структурирования и быстрого извлечения знаний по научным проектам или системы поддержки научных исследований (СПНИ), которая содержала бы механизмы быстрого помещения полученной информации, знаний с привязкой к контексту проекта и извлечения знаний из системы по интересующему этапу проекта.

Система должна предоставлять пользователям возможности по введению, хранению, автоматизированному структурированию, визуализации и навигации по базе результатов исследовательских работ.

Результаты исследовательских работ объединяются по отдельным научно-исследовательским проектам и хранятся в рамках системы. Структура отдельного исследования в рамках системы состоит из множества узлов – конкретных результатов исследовательских работ, представленных в той или иной форме, относящихся к определенным их типам.

• Направление исследования – составляющая часть научно-исследовательского проекта, объединяющая однотипные результаты исследовательских работ.
  
• Проблемы исследования – отдельные составляющие научно-исследовательского проекта, представляемые исследователем как спорные, нерешенные или подлежащие дополнительной проработке моменты.
  
• Взгляд на проблему исследования – узел, описывающий отношение к проблеме разных исследователей, уточняющий или корректирующий имеющуюся сформулированную проблему.
  
• Задача исследования – сформулированная проблемная ситуация, содержащая данные и условия, которые необходимы и достаточны для ее разрешения.
  
• Решение – найденный исследователем оформленный ответ на поставленную задачу или обнаруженный способ выполнения требований имеющейся задачи.
  
• Версия решения – неокончательно оформленное, непроверенное или сомнительное решение какой-либо проблемы или задачи.
  
• Информационный источник – документ, содержащий данные или сведения, касающиеся какого-либо узла системы; источник может описывать сформулированную проблему, поставленную задачу, найденное решение или полученную версию решения и т.д.
  
• Смежный вопрос – результат исследовательской работы, не относящийся напрямую к какому-либо направлению исследования, но требующий прояснения для дальнейшего ведения проекта.
  

Перечислим базовые принципы, которые должны быть реализованы в СПНИ:

• Параллельное ведение нескольких проектов.
  
• Принцип однократного ввода информации или ссылки на источник материала.
  
• Проверка варианта решения или поставленного вопроса на существование в текущем или других проектах с целью исключения повторов.
  
• Возможность пересечения отдельных узлов различных проектов.
  
• Организация версионности хода решения задач по проекту.
  
• Систематизация вариантов решения задачи в проекте.
  
• Гибкая система классификации материалов из информационных источников, привязанных к узлу.
  
• Учет в способе представления и поиска накопленных материалов по проекту логического и ассоциативного мышления человека.
  
• Поиск в проекте на основе аппарата логического вывода и построения ассоциативного ряда.
  
• Организация системы переходов к источнику информации, часть которого использована в проекте.
  
• Историчность проектов (возможность просмотра состояния проекта на указанную дату в прошлом).
  
• Гибкая система поиска узлов проекта, с которым необходимо продолжить работу.
  
• Система структурированной фиксации идей, суждений, вопросов, промежуточных решений по проекту.
  
• При работе с электронными материалами вне среды системы: включение оперативного отслеживания появления новых файлов в папках, за которыми ведется контроль, и напоминание в системе о появлении необработанного материала.
  
• При организации хранения результатов проекта использовать комбинацию иерархической модели данных с семантическими сетями, в которой связи будут означать тип отношения, при большом количестве связей из одного узла – объединение узлов в кластеры.
  
• В связи с накоплением по ходу выполнения проекта большого количества материала, визуализация должна быть выполнена по принципу организации объемной карты, с увеличением/уменьшением степени детализации по мере приближения/ удаления от рассматриваемого связанного блока (набора узлов) в проекте.
  
• Возможность просмотра ближайшего окружения изучаемого узла (с визуализацией в форме шара, который можно двигать и рассматривать с разных сторон).
  
• Возможность просмотра подчиненных узлов для определенного в проекте (в форме конуса, другими словами комбинирование представления данных в форме иерархии в одной плоскости и сетей на каждой уровне иерархии в перпендикулярной плоскости).
  
• Задание метрики для каждого узла – как количество обращений к нему в ходе работы над проектом, как количество связей с ним других узлов проекта. Использовать эти метрики при просмотре данных проекта в качестве оценки выделения тех узлов на заданном уровне детализации, к которым обращаются чаще, чем к другим, чтобы решить проблему представления избыточного количества информации в один момент времени.
  
• Возможность разбиения материалов при просмотре и редактировании на слои по типу узлов и связей (варианты решения, вопросы, материалы по теме и т.п.).
  
• Генерация отчета по работе с проектом.
  
• Генерация отчета с обзором использованных источников по проекту.
  

Заключение

Основой повышения эффективности работы над исследовательским проектом, как в любой другой предметной области, является оперативность доступа к требуемой информации, исключение ее избыточности при проработке какого-либо этапа, возможность прослеживания хода работы, так как основной способ обучения любого человека – это возможность наблюдать, как выполнялась работа другими специалистами.

Разработка системы с учетом описанных принципов и подходов позволит сократить потери информации и знаний, которые могут быть ключевыми в решении имеющихся в научно-исследовательском проекте задач, но теряется, будучи несохраненными или скрытыми в общем неструктурированном массиве данных. Система также даст возможность организации исследовательских работ в команде и легкое введение в содержание этих работ новых участников, избавит от многократного просмотра и хранения одних и тех же материалов по проекту, что в целом качество и конкурентоспособность специалистов на рынке инновационных технологий.

Литература

1 Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева [Электронный ресурс] / Курс АСНИ по дисциплине "Автоматизация научных исследований" – Режим доступа: ru/struct/deps/tdla/asni/, свободный. — Загл. с экрана.— Яз. рус.

2 Современные информационные технологии и ИТ-образование [Электронный ресурс] / Система программного обеспечения «TOSL» для АСНИ процессов люминесценции в диэлектриках – Режим доступа: it.ru/docs/4/4-11.Popko,Vainshtein.doc, свободный. — Загл. с экрана.— Яз. рус.

3 CLAIM – научно-образовательный кластер [Электронный ресурс] / АСНИ ассоциативных экспериментов – Режим доступа: ppovich.ru/Library/Articles/publications_Philippovich_Andrew/Project_ASIS_2006/Project_ASIS_2007.htm, свободный. — Загл. с экрана.— Яз. рус.