КТ В ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ
3.1. СОСТАВ И МЕТОДЫ ТИ
Основной задачей ТИ является создание теории по исследуемой проблеме, включающей объяснение явлений с использованием математического аппарата или качественных правил.
Объем ТИ зависит от специфики и сложности проблемы. В общем случае может включать этапы:
1. Постановка задачи, где определяются цели исследования, наиболее эффективные пути реализации. Иногда формируется гипотеза, предварительно объясняющая явление.
2. Разработка модели процесса функционирования изучаемого объекта. В ТИ обычно используются математические, информационные или логические модели явления.
3. Выбор методов построения модели и их проверка.
4. Разработка алгоритмов и программных средств реализации моделей.
5. Выполнение математических расчетов или обработка информационных алгоритмов.
6. Анализ полученных результатов с помощью логических рассуждений и выводов, формулирование результатов исследований.
Эффективность ТИ в значительной степени зависит от используемых исследователем методов. При этом обычно применяются:
1. Известные общенаучные методы: абстрагирование, идеализация, формализация, анализ и синтез, обобщения и т.п.
2. Математические методы: аналитические, численные, оптимизационные, вероятностно-статистические.
3. Эвристические приемы и методы: инверсия, универсальность, самообслуживание, ассоциации, аналогии и т.д.
4. Логические методы и правила, к числу которых можно отнести правила вывода сложных понятий из простых, установление истинности, выявление непротиворечивости и т.п.
3.2. КОМПЬЮТЕРНАЯ ПОДДЕРЖКА ТИ
ВТ находит широкое применение в реализации задач ТИ. Наиболее часто ВТ используют в проведении математических расчетов. Программное обеспечение для данного направления условно делится на следующие категории:
1. Библиотеки программ для численного анализа, которые также делятся на библиотеки общего назначения (пакеты SSP, NAG) и узко специализированные пакеты, ориентированные на решение определенного класса задач (Micro Way - матрицы, преобразование Фурье).
2. Специализированные системы для математических расчетов и графического манипулирования данными и представления результатов (Phaser -дифференциальные уравнения, Statgraf - статистический анализ), Eureca, Statistica.
3. Диалоговые системы математических вычислений с декларативными языками, позволяющими формулировать задачи естественным образом (Mu-Math, Reduce, MathCad, Matlab, Mathematica).
4. Электронные таблицы (ЭТ), которые позволяют выполнять различные расчеты с данными, представленными в табличной форме (Supercalc, Quattro Pro, Lotus 1-2-3, Excеl).
В реализации эвристических методов рациональное применение ВТ связано с использованием методов морфологического анализа (таблиц), ассоциативных методов (метод каталога, метод гирлянд случайностей и ассоциаций), с помощью которых генерируется большое число вариантов решения задачи, а затем производится их оценка и выбор рационального.
Теоретические исследования технических проблем в некоторых случаях целесообразно проводить с использованием автоматизированной системы решения изобретательских задач - АРИЗ, которая охватывает все этапы технического творчества от анализа технических систем до поиска вариантов решения.
Наиболее сложной является компьютеризация логико-лингвистических методов НИ. Решение проблемы в этом направлении обеспечивается средствами, включающими элементы искусственного интеллекта. Это системы автоматизированного перевода (COKPAT, PROMT, Stylus), интеллектуальные ППП, расчетно-логические системы, системы поддержки принятия решение (СППР) и различные экспертные системы.
Интеллектуальные ППП дают возможность решать задачи по описанию процесса с помощью непроцедурного языка без программирования алгоритма. При этом система сама формирует матмодель исследования и определяет необходимые программные модули для ее реализации (ПРИЗ, СПОРА, МАВР).
Расчетно-логические системы предназначены для коллективного решения общих задач НИ при выполнении локальных задач на отдельных рабочих местах за счет координируемого взаимодействия по каналам связи (Система комплексного планирования ГРАНИТ).
Экспертные системы - это программные комплексы, использующие знания в предметной области и способные на их основе с помощью логических (рассуждений) правил формулировать выводы о состоянии системы, основанные на анализе модели представления экспертов о закономерностях её функционирования. ЭС обычно включает: подсистему общения, БЗ с подсистемой накопления знаний, решающий блок, подсистему объяснения. Данные системы наиболее эффективные для анализа процессов и явлений, которые сложно представить матмоделью.