Стратегия ИТ на новое столетие

Бурная экспансия Internet обнажила целый ряд проблем, решение которых затрагивает самые глубокие корни жизни общества.

Леонид Отоцкий

Несмотря на внешние успехи идеология, методология и технология STEP/EXPRESS требуют глубокого совершенствования. С одной стороны, нужна «гармонизация» и «модуляризация» стандартов внутри самого ISOTC184/SC4, c другой - оказалось необходимым выйти за рамки описания «продукции и технологии» и включить более широкий круг вопросов бизнеса, с третьей стороны все более возникает необходимость в согласовании аналогичных работ с другими организациями, занимающимися разработками в том же направлении и прежде всего с группами CSMF (Conceрtual Schema Modelling Facilities) и CDIF (CASE Data Interchange Format) в рамках объединенного технического комитета ISO и Международной электротехнической комиссии ISO/IEC JTC1, с Консорциумом WWW, с рабочими группами OMG, с группой KIF (Knowledge Interchange Format) ANSI ASC X3T2, а также с группой Open Application Group.

Внутри самого сообщества ISO TC184/SC4 зреет неудовлетворенность состоянием дел. Проект все более разрастается и становится все менее управляемым, не приводя к созданию более общего и семантически строгого ядра, которое бы использовалось во всех специализированных описаниях не только продукции и технологии, но и бизнеса в широком смысле, включая управление производством и данными о продукции. Для этого в рамках рабочей группы ISO TC184/SC4/WG10 началась работа по созданию общей метамодели в рамках проекта IIDEAS (Integration of Industrial Data for Exchange Access and Sharing). В проекте предполагается охватить не только стандарты ISO TC184/SC4, но и установить связь с другими упомянутыми организациями по стандартизации. Под их эгидой проводятся специальные объединительные семинары по интеграции моделей данных и процессов в информационных системах. Так, в резолюциях одного из таких семинаров (www.nist.gov/workshop/jtc1-96/resolu~1.htm) рекомендуется:

• чтобы ISO и IEC организовали общую техническую группу для идентификации потенциального дублирования в разработках моделей с целью их уменьшения;
• чтобы ISO и IEC организовали электронные средства для поддержки общего доступа всех рабочих групп ко всем «модельно-ориентированным» работам.
• чтобы ISO и IEC обеспечили публикацию разработок через Web; свободный электронный доступ к базовым схемам, словарям и рефератам.
• чтобы вышеупомянутые организации совместно разработали общий документ по моделированию и использованию моделей для проектирования, создания и управления информационными системами.

Одним словом, тратятся значительные интеллектуальные усилия для выхода на новый уровень интеграции данных, и Сеть, несомненно стала мощным катализатором этих процессов. Так например, в середине 2000 года должен быть организован специальный международный семинар по созданию «нижнего этажа» такой унификации - электронной базы терминологических каталогов и словарей данных о продукции (www.cedarlon.demon.co.uk), которая должна обеспечить:

• стандартную инженерную терминологию;
• cтандартные классы материалов и товаров;
• стандартные типы свойств и методов испытания;
• стандартные каталоги узлов и деталей.

В качестве фундамента предполагается использовать основанный на XML язык разметки для материалов MatML, так как база должна быть полностью структурированной и Web-ориентированной. Интересно отметить, что аналогичная задача создании ГСССД (Государственная служба стандартных справочных данных) ставилась в СССР еще в середине 70-х, однако для нее не созрели тогда еще ни методологические, ни технические, ни технологические условия, хотя и были выпущены соответствующие ГОСТы и Методические Указания. Иначе говоря, проблема осталась изменились средства и способы ее решения.

Та деятельность по интеграции моделей, которая проводится сейчас, безусловно, полезна и необходима, но недостаточна. Если для «нижнего этажа» — терминологии и каталогов по продукции — принятие «общих правил игры» возможно, то для более общих моделей требуется выйти за рамки используемых в «дублируемых работах» фундаментальных понятий. Сам факт подчеркиваемой в приведенной резолюции проблемы «разрастания языков моделирования и дублирования усилий» говорит о том, что для обеспечения «консенсуса» требуется более глубокий уровень структурирования, чтобы базовые стандарты моделирования стали общепринятыми. Ситуация похожа на ту, которая сложилась в механике перед тем, как Ньютон сформулировал свои законы и ввел понятия, которые стали общепринятыми (интересно отметить, что молодой Ньютон очень интересовался созданием универсального языка описания природы [6], и сейчас на новом витке общество стоит перед такой же проблемой). Примечательно, что предпосылки для дальнейшего развития более глубоко структурированных моделей уже давно имеются, но они пока недостаточно используются в разработке моделей и метамоделей данных.

Направления развития объектного подхода

Учитывая, что одним из ключевых понятий в разрабатываемых моделях является понятие «класс», естественно рассмотреть наработки по теории классификации. Это направление связано прежде всего с деятельностью в 70-80-х годах «виртуальной» школы Юлия Шрейдера, которая объединяла по интересам ученых разных отраслей: биологов, лингвистов, информатиков и др. Согласно теории классификации для полного описания любой классификационной системы принципиально необходимо двойственное представление как c точки зрения «таксономии», так и с точки зрения «мерономии» [7]. В существующих же моделях используется только таксономическое описание, основанное на идеологии теории множеств. В практике мерономии описания проводятся через строго формализованные «определители классов» (по аналогии с широко используемыми в биологии «определителями», например, «Определитель птичьих гнезд»). Это позволило универсальным способом автоматически определять такие сложные таксономические классы, как позиции прейскурантов на металлопродукцию, позиции ТНВЭД, позиции бухгалтерской номенклатуры и т.п. Правда эти работы можно считать лишь прототипными.

Одним из важных следствий «принципа двойственности» является принципиальная возможность описания любой иерархии таксонов через комбинации независимых «неиерархических» признаков. Еще одним важным следствием теории классификации является расширение понятия «свойство» по сравнению с его использованием в существующих моделях.

Другим, не используемым в существующих моделях направлением является теория измерений [8], которая подвела единую базу под количественные и «качественные» измерения, введя понятие «тип шкалы измерения» со строгим определением разных типов шкал. Наиболее изученными уже были количественные шкалы, которые широко используются в метамоделях проекта STEP. В то же время, более интересными для обобщения моделей являются «классификационная» и «порядковая» шкалы.

Третье направление, которое должно послужить общим фундаментом - это семиотика - наука о знаковых системах с ее «синтактикой», «семантикой» и «прагматикой». Сейчас идет процесс становления этой новой науки, которая фактически «отпочковывается» от философской теории познания в прикладную «инженерию знаний».

Поскольку семиотика еще только начала зарождаться, то наиболее интересные результаты лежат на пересечении с другими связанными направлениями, которым еще предстоит войти в новую науку. Например, мы в своей прототипной метамодели объединили идеи семиотики, теории измерений, теории классификации и AP221 STEP [9]. Вот как, например, выглядит фрагмент такого объединенного описания свойства «давление» физического объекта типа насос. С точки зрения синтактики для давления определяется «формат». С точки зрения семантики для давления определяется «количественная шкала измерения» с соответствующими единицами. С точки зрения прагматики для давления могут быть определены несколько «порядковых» шкал оценок с такими, например, значениями, как «низкое», «нормальное», «высокое». Наконец, определяются связи между значениями давления по семантической шкале и значениями по прагматическим шкалам. Это «свойство» может быть «обобщено» для более широкого класса физических объектов, зарегистрированных в репозитории. При этом уровень обобщения с точки зрения Семантики и Прагматики может быть принципиально различным. Например, в нашем примере с точки зрения Семантики обобщение может быть доведено до уровня «давления» в «жидкости» или/и «газе», в то время, как с точки зрения Прагматики требуется гораздо большая детализация.

Важно отметить, что использование семиотического подхода «гуманизирует» модель. Стремление существующих метамоделей формализовать все «до конца» также требует пересмотра с явным выделением «границы» формализации между знаниями человека и «знаниями» компьютера. Эта граница относительна и может меняться по мере развития системы. Сейчас границы семиотики еще более расширяются. Появилось направление «биосемиотика», которая пытается обобщить модель с включением в нее не только знаковых систем человека и компьютера, но и знаковых систем поведения животных и знаковых систем на уровне ДНК. Предполагается, что такой общий подход будет содействовать преодолению существующего «отчуждения» человека от Природы.

Проблемы «интернетизации»

Рассмотрим проблемы прежде всего с точки зрения развития «нового организма» и требований к организации коллективного разума. При этом важно различать технико-экономические и социокультурные знания. Если для первых характерна стандартизация, глобальность, объективность и т.п., то для вторых важна субъективность, нестандартность, разнообразие и т.п. Детально шесть противопоставлений описаны в [3].

Существующая технология Internet гораздо лучше справляется с социокультурной стороной: Web-серфинг, электронная почта, телеконференции, ICQ и т.д. явно вызывают положительные эмоции сопричастности к общемировому сообществу и культуре. Сюда же относится и интеграция компьютерных технологий с телевидением и традиционными средствами коммуникации. Развитие технологии автоматизации сбора, регистрации, рассылки, сообщений в системах электронной коммерции и CALL -центрах тоже затрагивают в основном только внешнюю сторону коммуникаций, предполагая, что основная семантическая и прагматическая «переработки» информации ложится на человека. Однако для накопления, хранения и обмена технико-экономических знаний «интеллекта» существующих порталов явно не хватает. Требуется гораздо большая структурированность и стандартизация для поддержки фундамента общих справочных данных, поддержки новой технологии научных коммуникаций через «интеллектуальные порталы», поддержки общих баз данных для инженеров и конструкторов, поддержки «извлечения», накопления и использования знаний экспертов, поддержки общих стандартных описаний бизнес-объектов и бизнес-процессов и т.п.

17.03.2000г

Также в разделе: