Характеристика технологических процессов обработки данных в диалоговом режиме Исполнитель

{spoiler=Далее}

Характеристика технологических процессов обработки данных в диалоговом режиме

Сущность диалога.  Диалог – это процесс обмена сообщениями между пользователем и ЭВМ, при котором осуществляется постоянная смена ролей информатора и репициента (пользователя, принимающего информацию), причем смена ролей должна быть достаточно оперативной. Процесс диалога должен удовлетворять следующим условиям:

• единая цель информатора и репициента;
• постоянная смена ролей пользователя и ЭВМ;
• общий язык общения;
• наличие общей базы знаний (данных); возможность пополнения базы знаний хотя одним из объектов (субъектов).

Для осуществления диалога необходимо разработать диалоговую систему (ДС), представляющего собой совокупность технического, программного, лингвинистического обеспечения, предназначенную для выполнения функции управления диалогом, информирования пользователя, ввода информационных сообщений, обработки их с помощью прикладных программ и выдачи результатов.

Характеристика диалоговых систем. Можно выделить несколько характеристик ДС, значения которых определяют процесс диалогового взаимодействия пользователя и ЭВМ: степень оперативности; способность к управлению; способность партнеров к обучению и т. д.

Степень оперативности является важнейшей характеристикой ДС. При этом возможна оперативность двухсторонняя или односторонняя – со стороны ЭВМ или человека. В первом случае диалог является активным, со временем ожидания до 2 сек, во втором – пассивном, время ожидания при этом может достигать трех минут.

Способность к управлению является другой характеристикой диалоговых систем. Она тесно связана с такими условиями выполнения диалога, как наличие знаний у партнеров и взаимопонимания между ними с помощью общего языка. Эта характеристика выражается в способности выдачи таких команд партнеру, которые требуют выполнения некоторых действий, направленных на достижение цели диалога.

В процессе диалога возможна двухстороннее управление на базе языка типа «запрос-ответ», одностороннее управление со стороны ЭВМ с языком общения типа «меню» и ответа по «подсказке» или одностороннее управление со стороны пользователя с использованием языка директив (команд).

Способность партнеров к обучению характеризует ДС как способность партнеров к накоплению знаний и общего языка взаимодействия. Выделяют системы, которые обеспечивают двухстороннее обучение партнеров, и системы с односторонным обучением: со стороны либо пользователя, либо ЭВМ.

Существует также ряд других характеристик ДС, к которым относят:

• среде время безотказной работы всей диалоговой системы;
• вероятность безошибочного выбора диалога;
• коэффициент занятости системы;
• стоимость эксплуатации и разработки диалоговой системы.

Классификация диалоговых систем. Диалоговые системы можно классифицировать по ряду признаков (табл. 30.) [18].

По назначению (сфере использования) можно выделить системы в процессах управления экономическими системами, в процессах проектирования сложных систем в САПР, в обучающихся системах, в системах управления данными и в информационно-поисковых системах

По наличию приоритета и способу организации взаимодействия выделяют системы с приоритетным взаимодействием (человека, ЭВМ) и без приоритетного взаимодействия. Системы без приоритета отличаются случайным характером ведения диалога и малой степенью его организованностью. Такие системы не являются характерными для применения в экономических системах, в которых, как правило, используются приоритетные схемы взаимодействия человека или ЭВМ в пределах сценария или предметной области и выбранных средств общения.

Если принять во внимание, что основу процесса взаимодействия составляют операции информирования, то все диалоговые системы можно подразделить на классы по типу общения: с активным общением и пассивным общением, а по типу сценария все ДС делятся на системы с гибким и жестким сценарием диалога. Активная сцена диалога характеризуется проявлением инициативы с двух сторон, что создает возможность регулирования человеком основных характеристик взаимодействия: периода общения количество этапов, структуры и содержания информационного потока. Следовательно, появляется возможность работать по гибкому сценарию диалога. Схема пассивного диалога более проста по своей реализации и используется при хорошей структурированности задачи, а также при лимите времени и средств ЭВМ.

Таблица 30.

Классификация диалоговых систем

По форме (языку) общения диалоговые системы делятся на системы с языком общения типа «запрос – ответ», «меню», «шаблоны», «подсказки», смешанные варианты. Выбор средств общения определяется требованиями, предъявляемыми к системе взаимодействия со стороны предметной области и режимами общения.

Потипу сложности языка общения выделяют системы с формализованными языками (с грамматикой или без грамматики) и с естественными языками. В настоящее время с увеличением числа непрофессиональных пользователей диалоговых систем большое значение приобретают использование естественного языка общения, который обеспечивает доступность, удобство и высокое качество взаимодействия. Однако, из-за трудностей реализации эффективных средств восприятия сообщений на естественном языке при использовании формы взаимодействия «запрос – ответ», «меню» и «шаблоны» применяют в основном формализованные языки с ограниченной лексикой и с грамматикой или без грамматики.

Проблемы проектирования процессов обработки данных в диалоговом режиме.  Проблемы проектирования процессов обработки данных в диалоговом режиме можно объединить в две группы:

• проблемы методологического характера, связанные с выбором принципов и методов проектирования диалоговых систем и разработкой проекта на логическом уровне;
• проблемы, связанные с реализацией конкретного варианта проекта диалоговой системы, т. е. проектированием на физическом уровне.

Проектирование ДС на логическом уровне включает выбор стратегии проектирования, методов проектирования и оценки системы, принципов и способов логической организации и реализации на ЭВМ процессов взаимодействия. Выбор логической структуры диалоговой системы зависит от назначения ДС и используемого языка общения.

При выборе в качестве общенияязыков директив, типовыми подсистемами ДС являются:

• ввод-вывод данных;
• ввод директив и их анализ;
• интерпретация директив.

При использовании для общения языка «меню» или языка «запрос» в ДС должна присутствовать система планирования и управления диалогом, или диалоговый монитор, в функции которого входят:

• управление процессом диалога;
• обеспечение интерфейса пользователя;
• обеспечение выполнения сервисных или справочных функций;
• анализ и обработка ошибочных ситуаций;
• вызов обрабатываемых программ;
• обеспечение работы с библиотекой прикладных программ и ведение протоколов работы системы.

При создании диалоговой системы основной проблемой является выбор логической структуры ДС и средств формализации диалога, т. е. модели ДС, которая должна описывать общую концепцию ее построения и должна использоваться как основа для детального проектирования системы. Это проблема особо остро стоит при разработке диалогового монитора для универсальной диалоговой системы, а также при разработке ДС с языком общения «Запрос-ответ», что связано с необходимостью разработки алгоритма управления диалогом, в основе которого должно быть построение математической модели диалогового процесса.

Поскольку ДС такого типа должно характеризоваться высокой степенью адаптивности к изменению функции диалога, составу пользователей и т. д., то использование формальной модели при ее разработке позволяет обеспечить хорошие показатели эффективности работы  на протяжении длительного времени.

На этапе технического проектирования на  основе формальной модели  может выполняться следующие работы:

• описание подсистемы ДС,  определение интерфейсов между ними и согласование с проблемными задачами и конкретной вычислительной средой;
• выявление и учет возможности и деталей поведения ДС, а также определение сервисных возможностей, представляемые пользователям;
• выработка обобщенных взглядов на ДС в целом;
• обеспечение взаимодействия заказчика и разработчика системы, а также определение базы стандартизации ДС.

На этапе рабочего проектирования, формальная модель выполняет следующие функции:

• служит основой для детального проектирования и реализации программного обеспечения и выбора аппаратных средств ДС;
• используется как средство контроля за ходом проектирования;
• служит средством анализа свойств ДС, оценки заданных параметров и ресурсов, необходимых для реализации системы и их оптимизации.

Аппарат описания организации и функционирования диалоговой системы. При построении модели ДС в качестве формального аппарата описания организации и функционирования  ДС применяют, например, теорию графов, теорию конечных автоматов, специальные языки формально-логического типа. Если же решают проблему выполнения анализа, оценок и оптимизации разработанной системы, то модели строятся с использованием вероятностно-статистических методов.

При  использовании подхода, основанного на применении теории графов, математическая модель диалогового процесса представляется в виде графа (ГДП), описывающая логическую последовательность действии системы «пользователь – ЭВМ». В вершинах графа отражаются сообщения, команды, информация в виде файлов данных, программы обработки и связи между ними.

Другим типом модели служит математическая модель, основанная на теории конечных автоматов. В основе этой теории лежит положение о том, что диалоговый процесс представляет собой множество состояний и последовательный переход из одного состояния в другое, связанное с выполнением некоторой задачи (темы), причем характер переходов зависит от ответов пользователя, характера ситуации или делового процесса.

Весь диалог предметной области, поддерживаемой диалоговой системой, разбивают на несколько тем и  ситуаций, каждая из которых объединяет некоторое подмножество состояний, связанных между собой общей логикой обработки или общими данными.

{/spoilers}