Методы и средства структурирования информационных запросов. Структурирование информации. Как получить яркое впечатление

Информация подается нам в определенном виде. Для качественного запоминания нам нужно ее сгруппировать по определенному признаку. Например, если нам дан ряд чисел, то нужно решить, как его лучше запомнить. Ведь числа можно запоминать однозначные, двузначные и трехзначные. Все зависит от того, как мы их сгруппируем, и каким приемом мнемотехники владеем для перевода их в образы.

Допустим, нам нужно запомнить список неправильных глаголов английского языка. С чего вы начнете? Если вы начнете их запоминать по порядку, то очень скоро у вас «разболится» голова, слова плохо запомнятся, и потом наступит и отвращение ко всему английскому языку. С чем же это связано? Дело в том, что соседние слова списка мало, чем отличаются друг от друга, ведь они начинаются с одной буквы. Это так называемая гомогенная (однородная) интерферирующая деятельность. А для лучшего запоминания информации лучше ее сгруппировать так, чтобы соседние слова начинались на разные буквы (гетерогенная интерферирующая деятельность). Подробнее об этом мы поговорим ниже. Другой причиной, вызывающей “неприятности” является то, что отсутствует принцип группирования по определенным закономерностям. Например, можно заметить, что в одном случае во 2-х и в 3-х формах неправильных глаголов изменяется гласная внутри слова, в другом случае все три формы совпадают и т.д. Сгруппировав неправильные глаголы по этим закономерностям можно легко и быстро запомнить весь список с помощью мнемотехники.(Подробнее с техникой запоминания неправильных глаголов английского языка вы можете познакомиться в книге «Секреты запоминания неправильных глаголов»).

Если же нам нужно запомнить таблицу Менделеева, энциклопедические сведения или статьи закона, т.е. более сложный материал, где принцип группирования не применяют вообще (за редким исключением), то нужно использовать структурирование. Под структурированием информации мы понимаем выделение вертикальных и горизонтальных последовательностей. Например, чтобы быстро и качественно запомнить таблицу Менделеева, ее нужно представить в виде структуры, содержащей вертикальную последовательность – первый столбец и горизонтальные последовательности, – отдельные строчки. Хотим заметить, что вертикальная последовательность участвует в формировании “ключа” к информации.

Подводя итог всему сказанному выше, можно заключить, что для быстрого и качественного запоминания точной информации нужно ее сначала проанализировать, выявить закономерности и по ним сгруппировать, или структурировать в виде вертикальной и горизонтальных последовательностей.

Например, номер телефона, записанный в таком виде: 380673543211, гораздо хуже запоминается, чем если Вы его структурируете, и запишете так: +380(67)35−43−211. Таким образом, всю информацию, начиная с номеров телефона, и заканчивая большими томами и словарями иностранных языков, необходимо структурировать.

Главная цель структурирования информации — упростить понимание основных элементов, из которых она состоит, а значит, деление на группы должно подчиняться какому-то логическому обоснованию. В процессе упрощения нам становится проще устанавливать между группами, и запоминать всю информацию целиком.

Эффект края

Замечено, что мы лучше запоминаем информацию, которая находится в начале и в конце структурной группы. Данный эффект получил название эффекта края. И он используется при структурировании — важную информацию обычно размещают или в конце, или в начале структурной группы.

Эффект Ресторфф

Этот эффект называют еще эффектом изоляции. Он основан на свойстве человеческой памяти лучше запоминать выделяющиеся объекты среди ряда однородных объектов.

В структурировании информации этот эффект тоже используется — структурные группы делают неоднородными, непохожими одна на другую. В этом случае мы быстрее сможем запомнить то, что в них содержится.

Давайте теперь рассмотрим различные методы структурирования информации, которые часто используются, чтобы сделать процесс запоминания более быстрым и удобным.

Метод римской комнаты

Данный метод называют еще цепочкой Цицерона. Запоминаемые объекты расставляются в знакомом месте, как правило, в комнате, в строго определенном порядке. После этого достаточно вспомнить комнату, чтобы воспроизвести требуемую информацию. Этим методом пользовался в свое время Цицерон, когда готовил свои выступления. Кроме комнаты можно использовать и другие объекты, которые Вам хорошо известны.

Метод ментальных карт Бьюзена

Метод ментальных карт называют еще методом карт памяти, или методом майндмэппинга. Структура информации при его использовании отображается при помощи блок-схем, или майндкарт. Для запоминания информации майндкарту рисуют следующим образом: в центре помещаете название или обозначение, символизирующее содержание всего материала, который нужно запомнить. От этого центра рисуете в разные стороны линии, и размещаете на них цепочки связей, отображая структуру материала.

Структурирование информации является также ничем иным, как размещением ее структурных элементов в определенном порядке. Сам порядок может быть определен по разному. Например, информацию можно расположить в хронологическом порядке, по алфавиту, по возрастнию или убыванию сложности или какого-то другого параметра, по причинно-следственным связям, и так далее.

Когда Вы беретесь за новое дело, или осваиваете новую профессию, составление четкой последовательности действий, очень Вам поможет.

Более подробные сведения Вы можете получить в разделах "Все курсы" и "Полезности", в которые можно перейти через верхнее меню сайта. В этих разделах статьи сгруппированы по тематикам в блоки, содержащие максимально развернутую (насколько это было возможно) информацию по различным темам.

Также Вы можете подписаться на блог, и узнавать о всех новых статьях.
Это не займет много времени. Просто нажмите на ссылку ниже:

Макарова Н.В., Волков В.Б. Информатика: учебник для вузов.- СПб.: Питер, 2011. 576 с.

Тема 1. ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ

Понятие информации

Термин «информация» происходит от латинского «informatio», что означает «разъяснение», «осведомление», «изложение».

Существует множество определений информации. Так, один из основоположников современной теории информации, Ноберт Винер, определял информацию так: «Информация есть информация, а не материя или энергия».

Такое определение через отрицание кажется достаточно полным и универсальным, но применить его в качестве инструмента для построения научной методологии практически невозможно.

В то же время в современной технике получили широкое распространение ме­тодологические подходы, позволяющие применять понятие информации и предложенные инструменты для исследования процессов, происходящих в технических системах, экономике, социуме, в живой и неживой природе.

Наиболее известный среди таких подходов – математическая теория Клода Шеннона, позволяющая вероятностно обосновать надежность передачи сигналов по линии связи. В подходе Шеннона информация – это мера снижения неопределенности системы.

Существует также термодинамический (энергетический) подход, рассматривающий информацию как способ уменьшения энтропии системы.

Советским математиком Колмогоровым был предложен алгоритмический подход, позволяющий оценить информацию по сложности алгоритма, необходимого для ее обработки. Все эти подходы тесно связывали понятие информации со сферой применения.

С позиции материалистической философии информация есть отражение реального мира с помощью сведений (сообщений). Сообщение – это форма представления информации в виде речи, текста, изображения, цифровых данных, графиков, таблиц и т. п. В широком смысле информация – это общенаучное понятие, включающее в себя обмен сведениями между людьми, обмен сигналами между живой и неживой природой, людьми и устройствами.

Информация – это сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состоянии, которые уменьшают степень неопределенности и неполноты имеющихся знаний.

Информатика рассматривает информацию как концептуально связанные между собой сведения, понятия, изменяющие наши представления о явлении или объекте окружающего мира. Наряду с информацией в информатике часто употребляется понятие данных. Покажем, в чем их различие.

Данные могут рассматриваться как признаки или записанные наблюдения, которые по каким-то причинам не используются, а только хранятся. В том случае, если появляется возможность использовать эти данные для уменьшения неопределенности знаний о чем-либо, данные превращаются в информацию.

Данные – это информация, закодированная определенным образом с целью передачи, обработки, поиска или извлечения.

Пример. Напишите на листе бумаги десять номеров телефонов в виде последовательности десяти чисел и покажите их вашему другу. Он воспримет эти цифры как данные, так как они не предоставляют ему никаких сведений. Затем против каждого номера укажите название фирмы и род деятельности. Для вашего друга непонятные цифры обретут определенность и превратятся из данных в инфор­мацию, которую он в дальнейшем мог бы использовать.

При работе с информацией всегда имеются ее источник и потребитель (получатель). Пути и процессы, обеспечивающие передачу сообщений от источника информации к ее потребителю, называются информационными коммуникациями.

Для потребителя информации очень важной характеристикой является ее адекватность.

Адекватность информации – это определенный уровень соответствия создаваемого с помощью полученной информации образа реальному объекту, процессу, явлению и т.п.

В реальной жизни вряд ли возможна ситуация, когда вы сможете рассчитывать на полную адекватность информации. Всегда присутствует некоторая степень неопределенности. От степени адекватности информации реальному состоянию объекта или процесса зависит правильность принятия решений человеком.

Меры информации (с. 20-25)

Качество информации

Качество информации – это совокупность свойств, которые обусловливают способность информации удовлетворять определенные потребности людей.

Основными потребительскими показателями качества информации являются: репрезентативность, содержательность, достаточность, доступность, актуальность, своевременность, точность, достоверность, устойчивость.

Репрезентативность информации связана с правильностью ее отбора и формирования в целях адекватного отражения свойств объекта. Важнейшее значение здесь имеют правильность концепции, на базе которой сформулировано исходное понятие; обоснованность отбора существенных признаков и связей отображаемого яв­ления.

Нарушение репрезентативности информации приводит нередко к существенным ее погрешностям.

Содержательность информации отражает семантическую емкость, равную отношению количества семантической информации в сообщении к объему обрабатываемых данных. С увеличением содержательности информации растет семантическая пропускная способность информационной системы, так как для получения одних и тех же сведений требуется преобразовать меньший объем данных.

Достаточность (полнота) информации означает, что ее состав (набор показателей) минимален, но достаточен для принятия правильного решения. Понятие полноты информации связано с ее смысловым содержанием (семантикой) и прагматикой. Как неполная, то есть недостаточная для принятия правильного решения, так и избыточная информация снижает эффективность принимаемых пользователем решений.

Доступность информации восприятию пользователя обеспечивается выполнением соответствующих процедур ее получения и преобразования. Например, в информационной системе информация преобразуется к доступной и удобной для восприятия пользователем форме.

Актуальность информации определяется степенью сохранения ценности информации для управления на момент использования и зависит от динамики изменения ее характеристик, а также от интервала времени, прошедшего с момента возникновения данной информации.

Своевременность информации означает ее поступление не позже заранее назначенного момента времени, согласованного с временем решения поставленной задачи.

Точность информации определяется степенью близости получаемой информации к реальному состоянию объекта, процесса, явления и т. п. Для информации, отображаемой цифровым кодом, известны четыре классификационных понятия точности:

– формальная точность измеряется значением единицы младшего разряда числа;

– реальная точность определяется значением единицы последнего разряда числа, верность которого гарантируется;

– максимальная точность представляет собой точность, которую можно получить в конкретных условиях функционирования системы;

– необходимая точность определяется функциональным назначением показателя.

Достоверность информации определяется ее свойством отражать реально суще­ствующие объекты с необходимой точностью. Измеряется достоверность инфор­мации доверительной вероятностью необходимой точности, то есть вероятностью того, что отображаемое информацией значение параметра отличается от истинного значения этого параметра в пределах необходимой точности.

Устойчивость информации отражает ее способность реагировать на изменения исходных данных без нарушения необходимой точности. Устойчивость инфор­мации, как и репрезентативность, обусловлена выбранной методикой ее отбора и формирования.

Репрезентативность, содержательность, достаточность, доступность, устойчивость, целиком определяются на методическом уровне разработки информационных систем. Параметры актуальности, своевременности, точности и достоверности также в большей степени обусловливаются на методическом уровне, однако на их величину существенно влияет еще и характер функционирования системы, в первую очередь ее надежность. При этом параметры актуальности и точности жестко связаны, соответственно, с параметрами своевременности и достоверности.

Информационные процессы

Процессы, связанные с поиском, хранением, передачей, обработкой и использованием информации, называются информационными.

Поиск информации – это процесс извлечения хранимой информации.

Сбор информации – это деятельность субъекта, в ходе которой он получает информацию об интересующем его объекте.

Хранение информации – это процесс поддержания исходной информации в виде, обеспечивающем выдачу данных по запросам конечных пользователей в установленные сроки.

Способ хранения информации зависит от ее носителя (книга – библиотека, картина – музей, фотография – альбом). ЭВМ может рассматриваться как устройство для компактного хранения информации с возможностью быстрого доступа к ней.

Передача (обмен) информацией – это процесс, в ходе которого передатчик (источник) передает информацию, а получатель (приемник) ее принимает.

В процессе передачи информации обязательно участвуют источник и приемник информации. Между источником и приемником действует канал передачи информации – канал связи.

Канал связи – это совокупность технических устройств, обеспечивающих передачу сигнала от источника к получателю.

Кодирующее устройство – это устройство, предназначенное для преобразования исходного сообщения источника к виду, удобному для передачи.

Декодирующее устройство – это устройство для преобразования кодированного сообщения в исходное (рис. 1.1).

Деятельность людей всегда связана с передачей информации. В процессе передачи информация может теряться и искажаться, в качестве примеров можно привести искажение звука в телефоне, атмосферные помехи в радио, искажение или затемнение изо­бражения в телевидении, ошибки при передачи в телеграфе.

Рис. 1.1. Передача информации по каналу связи

Каналы передачи сообщений характеризуются пропускной способностью и помехозащищенностью. Каналы передачи данных делятся на симплексные (с передачей информации в одну сторону, например телевидение) и дуплексные (по которым можно передавать информацию в оба направления, например телефон, телеграф). По каналу могут одновременно передаваться несколько сообщений. Каждое из этих сообщений выделяется (отделяется от других) с помощью специальных фильтров. Например, возможна фильтрация по частоте передаваемых сообщений, как это делается в радиоканалах. Пропускная способность канала определяется максимальным количеством символов, передаваемых по нему в отсутствие помех. Эта характеристика зависит от физических свойств канала. Для повышения поме­хозащищенности канала используются специальные методы передачи сообщений, уменьшающие влияние шумов. Например, вводят лишние символы. Эти символы не имеют реального содержания, но используются для контроля правильности сообщения при получении. С точки зрения теории информации избыточно все то, что делает литературный язык красочным, гибким, богатым оттенками, многоплановым, многозначным.

Обработка информации – это упорядоченный процесс ее преобразование в соответствии с алгоритмом решения задачи или с другими формальными правилами.

После решения задачи обработки информации результат должен быть выдан конечным пользователям в требуемом виде. Эта операция реализуется в ходе решения задачи выдачи информации. Выдача информации, как правило, производится с помощью внешних устройств ЭВМ в виде текстов, таблиц.

Защита информации в более узком смысле понимается как предотвращение доступа к информации лицам, не имеющим соответствующего разрешения (несанкционированный, нелегальный доступ), непредумышленного или недозволенного использования, изменения или разрушения информации.

Защита информации (в широком смысле) – это комплекс организационных, правовых и технических мер по предотвращению угроз информационной безопасности и устранению их последствий.

Наиболее эффективным средством организации информационных процессов является информационная система, оснащенная средствами ввода, поиска, размещения, обработки и выдачи информации. Наличие таких средств – главная особенность информационных систем, отличающих их от простых скоплений информационных материалов. Например, личная библиотека, в которой может ориентироваться только ее владелец, информационной системой не является. В публичных же библиотеках порядок размещения книг всегда строго определен. Благодаря ему, поиск и выдача книг, а также размещение новых поступлений реализованы в виде стандартных, формализованных процедур.

Классификация и структурирование информации

Классификация – это система распределения объектов (предметов, явлений, процессов, понятий) по классам в соответствии с определенным признаком.

Пример. Всю информацию об университете можно классифицировать по многочисленным информационным объектам, которые будут характеризоваться общими свойствами:

– информация о студентах – в виде информационного объекта «Студент»;

– информация о преподавателях – в виде информационного объекта «Преподаватель»;

– информация о факультетах– в виде информационного объекта «Факультет» и т. п.

Свойства информационного объекта определяются информационными параметрами, называемыми реквизитами. Реквизиты представляются либо числовыми данными (например, вес, стоимость, год), либо признаками (например, цвет, марка машины, фамилия).

Реквизит – это логически неделимый информационный элемент, описывающий определен­ное свойство объекта, процесса, явления.

Пример. Информация о каждом студенте в отделе кадров университета систематизирована и представлена посредством одинаковых реквизитов:

– фамилия, имя, отчество;

– год рождения;

– место рождения;

– адрес проживания;

– факультет, где проходит обучение студент, и т. д.

Все перечисленные реквизиты характеризуют свойства информационного объекта «Студент».

Кроме выявления общих свойств информационного объекта, классификация нужна для разработки правил (алгоритмов) и процедур обработки информации, представленной совокупностью реквизитов.

Пример. Алгоритм обработки информационных объектов библиотечного фонда позволяет получить информацию обо всех книгах по определенной тематике, об авторах, абонентах и т. д.

Алгоритм обработки информационных объектов фирмы позволяет получить информацию об объемах продаж, прибыли, заказчиках, видах производимой продукции и т. д.

Алгоритмы обработки в том и другом случае преследуют разные цели, обрабаты­вают разную информацию, реализуются разными способами.

В любой стране разработаны и применяются государственные, отраслевые и региональные классификаторы. Например, классифицированы отрасли промышленности, оборудование, профессии, единицы измерения, статьи затрат и т. д.

Классификатор – это систематизированный свод наименований и кодов классификационных группировок.

При классификации широко используются понятия «классификационный признак» и «значение классификационного признака», которые позволяют установить степень сходства или различия объектов. Возможен подход к классификации с объединением этих двух понятий в одно, названное признаком классификации. Синонимом признака классификации является основание деления.

Пример. В качестве признака классификации выбирается возраст, который состоит из трех значений: до 20 лет, от 20 до 30 лет, свыше 30 лет. Можно в качестве признаков классификации использовать возраст до 20 лет, возраст от 20 до 30 лет, возраст свыше 30 лет.

Разработаны три метода классификации объектов: иерархический, фасетный, дескрипторный. Эти методы различаются разной стратегией применения классификационных признаков.

Любая классификация всегда относительна. Один и тот же объект может быть классифицирован по разным признакам или критериям. Часто встречаются ситуации, когда в зависимости от условий внешней среды объект может быть отнесен к разным классификационным группировкам. Эти рассуждения особенно актуальны при классификации видов информации без учета ее предметной ориентации, так как она часто может быть использована в разных условиях, разными потребителями, для разных целей.

В табл. 1.1 приведена одна из схем классификации циркулирующей в организации (фирме) информации. В основу классификации положено пять наиболее общих признаков: место возникновения, стадия обработки, способ отображения, стабильность, функция управления.

Таблица 1.1. Классификация информации, циркулирующей в организации

По признаку места возникновения информацию можно разделить на входную, выходную, внутреннюю, внешнюю.

Входная информация – это информация, поступающая в фирму или ее подразделения. Выходная информация – это информация, поступающая из фирмы в другую фирму, организацию (подразделение).

Одна и та же информация может являться входной для одной фирмы, а для другой, ее вырабатывающей, выходной. По отношению к объекту управления (фирма или ее подразделение: цех, отдел, лаборатория) может быть определена информация как внутренняя, так и внешняя.

Внутренняя информация возникает внутри объекта, внешняя – за пределами объекта.

Пример. Содержание указа правительства об изменении уровня взимаемых налогов для фирмы является, с одной стороны, внешней информацией, с другой – входной. Сведения фирмы, подаваемые в налоговую инспекцию о размере отчислений в госбюджет, являются, с одной стороны, выходной информацией, с другой – внешней по отношению к налоговой инспекции.

По стадии обработки информация может быть первичной, вторичной, промежуточной, результатной.

Первичная информация – это информация, которая возникает непосредственно в процессе деятельности объекта и регистрируется на начальной стадии. Вторичная информация – это информация, которая получается в результате обработки первичной информации; она может быть промежуточной и результатной. Промежуточная информация используется в качестве исходных данных для последующих расчетов. Результатная информация получается в процессе обработки пер­вичной и промежуточной информации и служит для выработки управленческих решений.

Пример . В художественном цехе, где производится роспись чашек, в конце каждой смены регистрируется общее количество произведенной продукции и количество каждым работником расписанных чашек. Это первичная информация. В конце каждого месяца мастер подводит итоги первичной информации. Это, с одной стороны, вторичная промежуточная информация, а с другой – результатная. Итоговые данные поступают в бухгалтерию, где производится расчет заработной платы каждого работника в зависимости от его выработки. Полученные расчетные данные – результатная информация.

По способу отображения информация подразделяется на текстовую и графическую.

Текстовая информация – это совокупность алфавитных, цифровых и специальных символов, с помощью которых информация представляется на физическом носителе (бумага, изображение на экране дисплея). Графическая информация – это различного рода графики, диаграммы, схемы, рисунки и т. д.

По стабильности информация может быть переменной (текущей) и постоянной (условно-постоянной).

Переменная информация отражает фактические количественные и качественные характеристики производственно-хозяйственной деятельности фирмы. Она может меняться для каждого случая как по назначению, так и по количеству. Например, количество произведенной продукции за смену, еженедельные затраты на доставку сырья, количество исправных станков и т.п. Постоянная (условно-постоянная) информация – это неизменная и многократно используемая в течение длительного периода времени информация. Постоянная информация может быть справочной, нормативной, плановой:

– постоянная справочная информация включает в себя описание постоянных свойств объекта в виде устойчивых длительное время признаков (например: табельный номер служащего, профессия работника, номер цеха и т. п.);

– постоянная нормативная информация содержит местные, отраслевые и общегосударственные нормативы (например: размер налога на прибыль, стандарт на качество продуктов определенного вида, размер минимальной оплаты труда, тарифная сетка оплаты государственным служащим);

– постоянная плановая информация содержит многократно используемые в фир­ме плановые показатели (например: план выпуска телевизоров, план подготовки специалистов определенной квалификации).

По функциям управления обычно классифицируют экономическую информацию, при этом выделяют следующие группы: плановая, нормативно-справочная, учетная и оперативная (текущая).

Плановая информация – информация о параметрах объекта управления на будущий период. На эту информацию идет ориентация всей деятельности фирмы.

Пример. К плановой информации фирмы могут быть отнесены такие показатели, как план выпуска продукции, планируемая прибыль от реализации, ожидаемый спрос на продукцию и т. д.

Нормативно-справочная информация представляет собой различные нормативные и справочные данные. Ее обновление происходит достаточно редко.

Пример. Нормативно-справочной информацией на предприятии являются:

– время, предназначенное для изготовления типовой детали (нормы трудоемкости);

– среднедневная оплата рабочего по разряду;

– оклад служащего;

– адрес поставщика или покупателя и т. д.

Учетная информация – это информация, которая характеризует деятельность фирмы за определенный прошлый период времени. На основании этой информации могут быть проведены следующие действия: скорректирована плановая информация, сделан анализ хозяйственной деятельности фирмы, приняты решения по более эффективному управлению работами и пр. На практике в качестве учетной информации могут выступать информация бухгалтерского учета, статистическая информация и информация оперативного учета.

Пример. Учетной информацией являются: количество проданной продукции за определенный период времени; среднесуточная загрузка или простой станков и т. п.

Оперативная (текущая) информация – это информация, используемая в оперативном управлении и характеризующая производственные процессы в текущий (данный) период времени. К оперативной информации предъявляются серьезные требования по скорости поступления и обработки, а также по степени ее достоверности. От того, насколько быстро и качественно проводится ее обработка, во многом зависит успех фирмы на рынке.

Пример. К оперативной информации относят:

– количество изготовленных деталей за час, смену, день;

– количество проданной продукции за день или определенный час;

– объем сырья от поставщика на начало рабочего дня и т. д.

©2015-2019 сайт
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-02-16

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Тема: Систематизация и структурирование информации

Подготовил: Щербина С.Ю.

Ст.гр. ФК-139

Преподаватель: Паламарчук С. В.

Ассоциации как основа работы человеческого мозга

Вы когда-нибудь задумывались о том, на каких принципах основана работа тех сверхмощных компьютеров, которые каждый из нас носит внутри своего черепа? Готов держать пари - первая мысль, пришедшая в голову большинству читателей, была о микропроцессорах, лежащих в основе наших ноутбуков и рабочих станций. Однако смутные подозрения о несопоставимости "весовых категорий" кремниевого микрочипа и головного мозга все же не дают нам с уверенностью рассуждать о том, как все просто - двоичная арифметика, "есть импульс - нет импульса" и все такое. Да, как модель работы мозга двоичная машина вполне приемлема, но очень уж грубая это модель (мы же помним, что любая модель отражает только одно, наиболее важное в данном контексте свойство объекта, правда?). Как-то слишком примитивно получается - свести наше мышление к нулям и единичкам. А как же тогда объяснить тот каскад мелких воспоминаний - ощущений, цветов, запахов, идей, проносящихся перед нашим мысленным взором, когда мы о чем-то думаем? Многие из этих образов для большинства посторонних людей никак не связаны с предметом наших размышлений и значат что-то конкретное только для них, поскольку связаны с какими-то личными воспоминаниями и переживаниями. Позвольте себе подумать о чем-то и не придерживайтесь какого-то определенного направления мысли - вы будете удивлены тем, как быстро и далеко вы уйдете от первоначальной темы размышлений: сменяющиеся образы, связанные, как звенья одной цепи, вытаскивая друг друга из закромов памяти, быстро уведут вас от объекта, о котором вы подумали. Конечно, можно попытаться объяснить подобное поведение нашего мозга тем, что он просто отрабатывает гениально сложную разветвленную программу обработки информации с учетом данных, уже хранящихся в памяти, но все далеко не так просто.

Любая информация, поступающая в наш мозг (неважно, что это - прикосновение, вкус, запах, цвет, звук), вытаскивает за собой на свет Божий массу мелких воспоминаний, мыслей и ощущений, подобно тому, как от упавшего в пруд камня расходятся по поверхности воды концентрические круги. А каждое из этих воспоминаний тянет за собой массу других, которые, в свою очередь, вызывают к жизни все новые и новые образы, мысли или идеи. Да, я понимаю, что уже немного утомил читателя своими пространными рассуждениями. А суть их состояла в том, что единички и нолики, возможно хороши для того, чтобы объяснить, как работает наш мозг на "физическом уровне", но если речь идет о принципах его работы, то следует говорить не о битах, а об ассоциациях как минимальных единицах обработки информации человеческим мозгом. Помните понятие лексемы как минимальной единицы языка, имеющей самостоятельный смысл? Так вот, в том языке, на котором "говорит" наш мозг, такими лексемами являются ассоциации. Что же такое ассоциация?

Ассоциация:

· в физиологии - образование временной связи между индифферентными раздражителями в результате их многократного сочетания по времени;

· в психологии - закономерная связь между отдельными событиями, фактами, предметами или явлениями, отраженными в сознании и закрепленными в памяти.

При наличии ассоциативной связи между психическими явлениями A и B возникновение в сознании человека явления A закономерным образом влечет появление в сознании явления B.

Итак, каждая ассоциация связана с огромным числом новых ассоциаций, которые, в свою очередь, связаны с новыми и новыми понятиями. Таким образом, мышление можно представить в виде сложного ассоциативного алгоритма, своего рода слалома по ветвям дерева ассоциаций, расходящимся от ствола - основной мысли. В свое время профессор Анохин говорил, что возможности мозга по формированию ассоциативных связей намного превосходят его возможности по хранению информации. Что же касается информационной емкости мозга, то она тоже весьма впечатляет - доктор Марк Розенцвейг писал, что даже в том случае, если бы человек запоминал 10 единиц информации (слово, изображение или другое элементарное впечатление) каждую секунду в течение 100 лет, заполнить удалось бы менее одной десятой суммарного объема человеческой памяти. И сколько бы таких единиц информации не хранилось у нас в голове, количество ассоциаций, связанных с ними, еще на несколько порядков выше! Потенциал человеческого мозга, связанный с созданием ассоциаций, поистине безграничен: все наши идеи, воспоминания и ощущения хранятся у нас в голове в виде своеобразных "треков" - извилистых ветвящихся дорожек, связывающих их с другими нашими мыслями.

Вот пример того, что обычно творится у нас в голове:

Не правда ли, весьма знакомая картина?

Таким образом, в основе работы нашего мозга лежат два важнейших принципа.

· Ассоциативное мышление - связь каждого воспоминания с массой других образов, и именно об этом принципе мы с вами говорили последние десять минут.

· Иерархия понятий - в каждом таком ассоциативном "треке" один из образов является главным (корневым), от которого расходятся ветви-дорожки к другим понятиям, идеям, воспоминаниям. В результате мы получаем некое дерево (или граф) образов, связанных с исходным понятием.

Если же постараться объединить эти два принципа (которые работают в комплексе, дополняя друг друга), то следует сказать о так называемом радиантном, или визуальном, мышлении. О нем мы поговорим в этой же лекции, но чуть позже. А пока постараемся разобраться в том, какие же теории обработки, систематизации и визуализации информации существуют в данный момент, и не имеют ли они каких-то общих черт с описанными нами выше принципами работы человеческого мозга.

Понятие о теориях обработки, систематизации и визуализации информации

Существующие теории обработки информации

Начнем с определений.

Обработка информации - любое преобразование информации из одного вида в другой, производимое по строгим формальным правилам.

Теория обработки информации (information-processing theory) - направление научного знания, изучающее то, как люди обращаются с информацией, отбирают и усваивают ее, а затем используют в процессе принятия решений и управления своим поведением.

Теории обработки информации применяются при изучении восприятия, памяти, внимания, речи, мышления и решения задач экспериментальной психологии. В свою очередь, большой вклад в развитие упомянутых теорий внесли математическая логика, техника связи, теория информации и теория вычислительных систем. Почему же мы говорим "теории" - во множественном числе? Дело в том, что на самом деле следует говорить о целом семействе абсолютно разрозненных теоретических и исследовательских программ. Естественно, как и в любом научном сообществе, согласия между исследователями нет и в помине - мнения ученых сходятся лишь в некоторых исходных посылках, теории и методологии исследований. В рамках упомянутого семейства можно выделить такие широко известные в узких кругах подходы, как трансформационная лингвистика, психология Пиаже и радикальный бихевиоризм. Бихевиоризм, в частности, занимался изучением поведения животных и активно распространял свои принципы на все области психологии. Однако возникли некоторые трудности при попытке распространить теорию и методы бихевиоризма на символические процессы человека, в частности, на языковые способности. Когда разочарование ученых в привычных методах стало всеобщим, исследователи-психологи обратились к другим теориям, в результате чего о бихевиоризме почти забыли. Тем не менее, ученые, развивающие теории обработки информации, разделяют со своими предшественниками-бихевиористами веру в эмпиризм, операционализм и т.п. Да, психологи отказались от распространения на людей выводов, полученных вследствие экспериментов с животными, и от объяснения видимого поведения индивидов внешними причинами, в частности, влияниями окружающей среды. В то же время общая методология и статистические методы обработки результатов экспериментов остались прежними - просто животных в качестве испытуемых сменили люди. Ученая братия вновь признала существование врожденных способностей и начала активно обсуждать такие внутренние процессы, как планы, стратегии, образы, решения и ассоциации.

ХХ век ознаменовался бурным развитием технологий связи - телефонии, радио и телевидения. Очень показательной была продемонстрированная психологами аналогия между обработкой информации человеческим мозгом и работой описанного в теории связи информационного канала. Большую роль в создании математической теории информации и переносе понятий теории связи на работу человеческого мозга сыграли исследования Клода Шеннона (знакомое имя, не правда ли?). Созданная им теория описывает передачу сообщений любой природы от любого источника любому получателю, в том числе и передачу сигналов внутри человеческого мозга.

Но вспомним еще об одном непонятном названии, упомянутом нами в начале этого раздела, - трансформационной лингвистике. В свое время Ноам Хомский утверждал, что человеческий язык невозможно научно объяснить с позиций бихевиоризма. Он настаивал на том, что этот подход абсолютно неправильно представляет природу языка, игнорируя его структуру, правила и грамматику. Взамен этого он говорил о "правилах в голове" человека, позволяющих преобразовать (трансформировать) передаваемую информацию - разбить ее на смысловые единицы (слова) и связать эти единицы между собой. Отойдя от бихевиоризма, новая парадигма обработки информации в поисках идей все больше склонялась к лингвистике. Вот и современные исследователи стремятся обнаружить психологические процессы или умственные операции, которые лежат в основе языковой активности. Активно изучаются такие виды когнитивной активности, как восприятие, память, мышление и понимание. И понятие ассоциации опять не осталось в стороне.

Что же касается теории вычислительных систем, то за этим названием также скрывается целый выводок абсолютно разношерстных дисциплин. Сюда входят теория алгоритмов, численные методы, теория конечных автоматов, языки программирования, теория искусственного интеллекта и многое другое.… И это не единственная черта, которая роднит теорию вычислительных систем с психологией обработки информации, - оба направления выросли из математической логики, оба занимались изучением природы разумного поведения, а появление вычислительных машин и развитие принципов, на которых они строились, привело к возникновению еще одной аналогии человеческих психических и интеллектуальных способностей. Машинные модели помогли в изучении мышления и в особенности - процесса решения задач. Отталкиваясь от этой аналогии, психологи пытаются объяснить, каким образом мозг получает информацию, перекодирует и сохраняет ее в памяти, каким образом он затем использует ее для принятия решений и управления поведением. Конечно, полного соответствия между работой мозга и компьютера нет и быть не может, но все же ученым удалось создать стройную концепцию, способную объяснить, каким образом интеллектуальная система - будь это человек или некое устройство - создает новые знания. Догадайтесь, какое понятие играет тут важнейшую роль? Да, конечно, вы правы - это понятие ассоциации!

Систематизация и структурирование информации

Итак, с обработкой информации мы разобрались, перейдем теперь к систематизации. Конечно, мы не забываем о том, что систематизация информации - это составная часть алгоритма обработки информации, некий его этап, но все равно, об этом этапе нужно сказать отдельно. Как всегда, сначала обратимся к определению:

Систематизировать - распределить элементы информации по признакам родства, сходства, т. е. классифицировать и типизировать их.

Мозг человека (в контексте процессов восприятия, запоминания, преобразования информации и т.п.) работает именно с систематизированной информацией. Например, процесс запоминания проходит намного эффективнее, если человеку удается рационально структурировать получаемую информацию, разложить по полочкам, как говорят в народе. В коммуникативных процессах (помните, мы говорили о языке и лингвистике?) систематизированное представление передаваемой информации также играет важную роль. Систематизация и структурирование информации - важнейшие психологические механизмы, благодаря которым человеческий мозг может эффективно обрабатывать большие потоки информации.

Стремление к целостному охвату объекта изучения, к систематизации знаний свойственно любому процессу познания. Многие исследователи отмечали, что процесс работы мозга над проблемой идет от осознания свойств, характеристик и функций объекта изучения к поиску недостающих структурных элементов, связей и отношений между ними. А если овладеть системным подходом и развить свое умение систематизировать и структурировать информацию, можно помочь мозгу работать эффективнее в процессе учебы и при решении профессиональных задач.

Структуры данных бывают разные - линейные (список), табличные, иерархические (дерево). Деревья (графы) понятий, построенные на основе ассоциативных связей, - наиболее естественный для нашего мозга способ представления (структурирования) данных (хотя, строго говоря, не следует путать ассоциативные и классификационные отношения). Вспомним о визуальном мышлении? Кстати, раз уж мы заговорили о деревьях, то нам пора плавно перейти к рассмотрению вопроса о визуализации информации. Но прежде отметим, что существует целое направление научного знания, изучающее методы и приемы структурирования информации, которое называется информационной архитектурой. Классики говорят, что информационная архитектура - как наука занимается принципами систематизации информации и навигации по ней с целью помочь людям более успешно находить и обрабатывать нужные им данные.

Визуализация информации

По сложившейся уже традиции, начнем с определения.

Визуализация информации - представление информации в виде графиков, диаграмм, структурных схем, таблиц, карт и т.д.

Зачем визуализировать информацию? "Глупый вопрос!" - воскликнет читатель. Конечно же, текст с картинками воспринимается лучше, чем "серый" текст, а картинки с текстом воспринимаются еще лучше. Недаром все мы так любим комиксы - ведь они позволяют нам буквально схватывать информацию на лету, казалось бы, не прикладывая ни малейших умственных усилий! А вспомните, насколько хорошо запоминался вам во время учебы материал тех лекций, которые сопровождались слайдами!

Первое, что приходит нам в голову при слове "визуализация", - это графики и диаграммы (вот она, сила ассоциаций!). С другой стороны, визуализировать таким образом можно только числовые данные, никому еще не удавалось построить график на основе связного текста. Для текста мы можем построить план, выделить основные мысли (тезисы) - сделать краткий конспект. О недостатках и вреде конспектирования мы поговорим чуть позже, а сейчас скажем о том, что если объединить план и краткий конспект - "развесить" тезисы по ветвям дерева, структура которого соответствует структуре (плану) текста, - то мы получим отличную структурную схему текста, которая запомнится намного лучше, чем любой конспект. В этом случае ветви будут играть роль тех "треков" - дорожек, связывающих понятия и тезисы, о которых мы говорили ранее.

Строя UML-диаграммы на основе описания проектируемой программной системы, полученного от ее будущих пользователей? Полученные картинки воспринимались и клиентами, и разработчиками намного проще и быстрее, чем текстовое описание. Точно так же можно "изобразить" абсолютно любой текст, не только техническое задание на разработку системы. Вспомним о замечательном конкурсе шуток, анекдотов и сказок на UML, к созданию которого в свое время приложил руку автор этих строк. Да, как средство визуализации унифицированный язык моделирования очень хорош, но его использование все же предполагает знание нотации UML. А вот подход, описанный нами выше, позволяет визуально представить абсолютно любой текст - будь это сказка, техническое задание, лекция, фантастический роман или результаты совещания - в виде удобного и простого для восприятия дерева. Строить его можно как угодно - лишь бы получилась наглядная и понятная схема, которую хорошо бы еще проиллюстрировать подходящими по смыслу рисунками.

Такие схемы удобно применять и в общении при обсуждении каких-либо вопросов и проблем. Как показывает практика, отсутствие четких стандартов нотации не создает абсолютно никаких коммуникативных сложностей для участников обсуждений. Наоборот, использование невербальных форм представления информации позволяет концентрировать внимание именно на ключевых точках проблемы. Таким образом, визуализация является одним из наиболее перспективных направлений повышения эффективности анализа, представления, восприятия и понимания информации.

Ух, наконец-то мы покончили с нудным описанием научных теорий, методов и приемов, применяющихся для обработки, систематизации и визуализации информации! Предыдущая часть главы сильно утомила и автора, и читателей, и тем не менее, она была необходима: в результате мы увидели, что особенности работы нашего мозга уже активно применяются учеными в самых разных областях науки, многие вещи, которые кажутся нам привычными, - персональные компьютеры, пользовательские интерфейсы, базы знаний и т.д. - изначально строились с учетом ассоциативного характера человеческого мышления и его склонности к иерархическому представлению и визуализации информации. Но вершиной и естественным графическим выражением мыслительных процессов человека является mind mapping (интеллемкт-камрта), к обсуждению которого мы наконец-то переходим. А заодно попытаемся расширить наше понимание принципов визуального мышления.

Mind mapping как графическое выражение и результат визуального мышления

Что ж, как работает наш мозг, мы почти разобрались. Мы выяснили, что для структурирования, понимания, обработки и запоминания информации наш мозг действует в соответствии с принципами визуального мышления (даже у "аудиалов" и "кинестетиков"). Причем это абсолютно естественный для него режим работы, в котором человеческий мозг функционировал изначально. Возникает закономерный вопрос - а нельзя ли каким-нибудь образом помочь мозгу, поддержать его работу в привычной для него манере?

Оказывается, можно! Для того чтобы научиться эффективно понимать, структурировать и запоминать информацию, достаточно овладеть техникой mind mapping"а, которая является прямым приложением и формой графического выражения визуального мышления. Идея состоит в том, чтобы некоторым образом изобразить центральный объект, от которого расходятся связи-ассоциации, соединяющие его с другими объектами (записи, изображения и т.д.). Таким образом, mind map представляет собой потенциально бесконечную сеть разветвляющихся ассоциаций, расходящихся из общего центра (или сходящихся к нему - это уж как посмотреть). Mind map строится на плоскости (неважно - рисуется ли на листе бумаги от руки или создается на экране компьютера с помощью некоторого CASE-средства), но, по сути, представляет собой трехмерную структуру. Нет, речь идет не о 3D-графике, уверены, вы сами поймете, о чем идет речь, когда начнете строить mind map"ы. Кстати, картинка, которую мы видели в начале этой главы, - тоже самый настоящий mind map!

Наш мозг в ходе работы с новой для него информацией выполняет пять основных функций.

1. Ввод (восприятие) информации через органы чувств.

2. Сохранение (удержание) информации в памяти. Сюда же можно отнести и способность извлечения (вспоминания) сохраненной в памяти информации.

3. Анализ (обработка) информации - выявление взаимосвязей между характеристиками изучаемого объекта и его связей (ассоциаций) с другими объектами. Кстати, связи эти могут быть не только ассоциативными. Возможны отступления и параллельные темы, подобия по форме и по содержанию, отличия от подобных объектов и т.д. Выделяют также классификационные родовидовые, иерархические связи, ролевые отношения и др.

4. Вывод (передача) информации в некоторой форме, например, в виде продукта творчества - произведения искусства, художественного или научного текста и др.

5. Управление всеми мыслительными и физическими процессами, происходящими в мозге и организме человека в целом.

Эти пять функций взаимно дополняют и продолжают друг друга. Например, эффективность анализа информации зависит от способностей мозга воспринимать и сохранять информацию, и, конечно же, без эффективного управления работой всех своих "узлов" мозг не сможет эффективно выполнять остальные функции. Вспомните арифметико-логическое устройство и устройство управления, из которых состоят микропроцессоры! Это хорошая аналогия - точно так же, подобно устройству управления, часть нашего мозга координирует работу всех остальных его компонентов.

Использование техники mind mapping"а помогает мозгу выполнять первые четыре функции максимально эффективно. Ввод и сохранение информации будут эффективными, если эта информация представлена в максимально наглядной визуальной форме. Анализ информации производится уже на стадии построения mind map"а, который, кстати, может быть и результатом мыслительного процесса, своего рода формой передачи информации.

Идея mind mapping"а прямо таки витала в воздухе, и даже странно, что до 70-х годов ХХ столетия она не находила практического воплощения, пока в 1971 году Тони Бьюзен не начал работу над серией книг о возможностях человеческого мозга, своего рода "руководств пользователя" к нему.

Еще будучи на втором курсе университета, изнемогая от все более увеличивающихся учебных нагрузок (вы можете поверить в то, чтобы американский студент УЧИЛСЯ?), Тони Бьюзен заинтересовался вопросами эффективного использования человеческого мозга и, разочаровавшись в библиотеке, решил самостоятельно найти ответы на такие, без сомнения, важные вопросы:

· Как научиться учиться?

· Какова природа человеческого мышления?

· Как эффективно запоминать информацию?

· Как развить творческое мышление?

· Как овладеть техникой скорочтения?

· Каковы современные достижения в области развития мышления?

· Нельзя ли разработать одну всеобъемлющую прикладную теорию эффективного мышления?

Работая над перечисленными проблемами, Тони принялся изучать психологию, нейрофизиологию мозга, нейролингвистику, кибернетику, методы скорочтения и мнемонику, теорию восприятия, теорию творческого мышления и другие направления науки и со временем пришел к выводу о том, что наиболее продуктивно мозг работает только тогда, когда его возможности применяются в комплексе. Самые простые приемы показывали весьма впечатляющие результаты. К примеру, использование чернил всего двух цветов в конспекте не только добавило "живости" самому процессу, но и улучшило качество запоминания конспектируемого материала более чем в два раза, и это только один из множества примеров.

Черты будущей прикладной теории эффективного мышления проступали все четче. В порядке апробации разработанных приемов, да и просто как хобби, Тони стал помогать учиться своим отстающим сокурсникам, студентам других колледжей и школьникам. И (о чудо!) все они скоро достигли в учебе среднего уровня, а некоторые даже стали "круглыми" отличниками. Несколько школьников, которых считали отсталыми и неспособными к учебе, в результате занятий с Тони даже стали лучшими в выпуске!

В тех же 70-х годах Тони приобрел свой первый персональный компьютер (Apple, конечно), вместе с которым поставлялось 1000-страничное руководство пользователя. Глядя на эту книгу, он подумал, что в голове любого из нас содержится компьютер, на много порядков более мощный, чем любой из созданных человеком, но кто читал руководство пользователя, прилагающееся к нему? Таких пособий просто нет! Именно поэтому в 1971 г. Тони Бьюзен решил написать ряд таких руководств по эффективному использованию человеческого мозга под рабочим названием "Энциклопедия человеческого мозга и его возможностей". В процессе работы над книгой контуры концепции радиантного мышления все четче вырисовывались перед мысленным взглядом автора.

Изначально Тони планировал применять mind mapping только как технику для простого и надежного запоминания информации и даже не рассматривал возможностей использования "ментальных карт" в каком-либо ином качестве. Однако, его брат Барри, который познакомился с идеей mind mapping"а в 1970 году, сразу же увидел в этой технике эффективный инструмент развития творческого мышления. Его в mind mapping"е привлекал не новый метод конспектирования, а возможность структурировать и отточить свои собственные идеи и мысли, выделить основные моменты и выявить связи между ними. Барри обнаружил, что mind mapping может быть очень мощным орудием мышления, позволяющим "навести мосты" между процессом осмысления и письменным изложением своих мыслей. Особенно это важно в учебной и научно-исследовательской деятельности. Сам Барри говорил, что овладение техникой mind mapping"а поставило его вне конкуренции во время работы над его диссертацией.

Важным преимуществом mind mapping"а для Барри стала возможность формулировать и оттачивать собственные мысли без необходимости многократной правки написанного. Отделив процесс мышления от письменного изложения, к моменту, когда наступало время садиться за письмо, Барри уже имел четкое понимание структуры работы и направления мыслей, отчего сам процесс их изложения становился гораздо проще. Свою диссертацию Барри закончил гораздо быстрее, чем за положенные три года, успел написать часть другой своей книги, основал новый ежеквартальный журнал по вопросам международной политики и поработал редактором в нем, занялся всерьез мотоспортом и даже женился (построив совместно со своей будущей женой mind map, посвященный планам на совместное будущее). Mind mapping до сих пор остается для Барри основным методом научной работы. Благодаря использованию этого подхода он стал довольно плодовитым автором книг, статей и научных докладов. По его собственным словам, люди, впервые встретившиеся с ним, обычно начинают разговор с Барри такими словами: "Вы гораздо моложе, чем я думал. Как вам удалось столько написать за такое короткое время?".

Как уже было сказано выше, Тони решил, что следует написать книгу, посвященную mind mapping"у, и обсудил с Барри его возможную роль в ее написании. На тот момент их подходы к использованию mind mapping" а уже довольно сильно разошлись. В ходе своей преподавательской и писательской деятельности Тони наработал большой набор приложений mind mapping"а и приступил к работе по привязке этого сугубо практического метода к теории работы человеческого мозга и теориям обработки информации. Кроме этого, Тони попытался формализовать сам метод, сформулировав целый ряд законов правильного построения "ментальных карт".

Будучи сугубо научным автором, Барри смотрел на mind mapping гораздо уже. При построении своих карт он почти не придерживался каких-либо строгих правил, почти не использовал цвета и изображения и вообще придерживался несколько иных взглядов на саму структуру "ментальных карт". Барри использовал их при написании научных работ, хотя иногда, и с большой для себя пользой, также применял mind mapping в своей лекторской работе и для управления проектами. Объединяло же братьев понимание того, что учить людей надо не использованию некоторого практического метода или подхода, а новой манере мышления. Им хотелось написать книгу, которую можно было бы вручить человеку и сказать ему: "Она научит тебя мыслить и работать, по крайней мере, так же эффективно, как это делаем мы". Естественно, во время работы над книгой они задействовали всю мощь mind mapping"а (как это делал и автор этих строк, работая над книгой, которую вы держите в руках).

Теория mind mapping"а была впервые представлена на суд общественности в 1974 году, после выхода книги "Работай головой", логическим продолжением которой стала книга "Супермышление" (в оригинале "The mind map book"). 21 апреля 1995 года в Королевском Альберт-холле состоялся большой торжественный прием, приуроченный к выходу в свет второго издания "Супермышления" в издательстве "BBC". По некоторым данным, сейчас в мире как минимум треть миллиарда человек в той или иной форме используют mind mapping, и с применением специализированного ПО, и без него.

Именно о том, как научиться строить и эффективно использовать "ментальные карты", я не буду говорить в последующих главах. А предложу читателю самому прочесть и разобраться в своей голове!

ассоциация информация визуальный мышление

· В основе работы человеческого мозга лежат ассоциации, причем способности мозга к созданию ассоциативных связей превосходят даже его возможности по хранению информации.

· В основе визуального мышления лежат два принципа: ассоциативное мышление и иерархия понятий.

· Теории обработки, систематизации, структурирования и визуализации информации так же, как и теория вычислительных систем, и теория информации, базируются на использовании ассоциаций.

· Mind mapping является прямым приложением и формой графического выражения визуального мышления.

· "Ментальная карта" представляет собой потенциально бесконечную сеть разветвляющихся ассоциаций, расходящихся из общего центра.

· В процессе работы с новой информацией мозг выполняет пять взаимодополняющих функций: ввод, сохранение, анализ, вывод и управление.

· Автором техники mind mapping"а является Тони Бьюзен, кроме прочего написавший в соавторстве со своим братом Барри книгу "Супермышление", прочесть которую рекомендуется всем интересующимся вопросами эффективного использования собственного мозга.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Рассмотрение основных требований профессии педагог, предъявляемых к личности. Анализ индивидуально-личностных особенностей по результатам диагностики особенностей восприятия и обработки информации, темперамента характера, мышления, памяти, внимания.

контрольная работа , добавлен 19.11.2014


Обмен информацией как психологическое влияние одного партнера на поведение другого с целью его изменения. Вербальная и невербальная коммуникация. Виды методов поиска информации. Свойства различных видов информации. Классификация видов информации.

контрольная работа , добавлен 19.01.2010


Прием информации об объекте управления. Психофизиологическая характеристика процесса приема информации. Восприятие информации зрительным и слуховым анализаторами. Взаимодействие анализаторов (зрительного, слухового, тактильного и т.д.)

реферат , добавлен 29.03.2003


Возрастные особенности диалектических мыслительных структур подростков и взрослых. Понятие мышления в генетической психологии Ж. Пиаже. Продуктивное мышление в концепции Вертгеймера. Понятие мышления в культурно-исторической концепции Л.С.Выготского.

курсовая работа , добавлен 15.06.2012


Техника запоминания информации. Системное запоминание, перемещение в памяти как по файлам в компьютере. Часто используемые образные коды. Развитие визуального мышления. Тренировка устойчивости внимания (путем увеличения объема запоминаемых сведений).

учебное пособие , добавлен 15.05.2012


История возникновения психологии мышления. Понятие мышления и его виды в современной психологии. Психологические теории мышления в западной и отечественной психологии. Природа человеческого мышления, его понимание и объяснение в различных теориях.

курсовая работа , добавлен 28.07.2010


Ощущения, восприятия, представления, память как чувственные формы познания. Сенсорная организация личности, понятие ощущения, принципы обработки информации мозгом. Деятельность нервных рецепторов, классификация ощущений. Зрение, вкус, слух, обоняние.

реферат , добавлен 05.10.2010


Основа концепции внутреннего лексикона. Элементы чувственной, образной, двигательной и сенсорной памяти, присутствующие в самой языковой памяти. Двухслойный характер способа фиксации информации – вербальный и невербальный. Понятие ментального лексикона.

реферат , добавлен 22.08.2010


История изучения памяти, отличие памяти человека и животных. Виды и формы памяти, ее классификация по различным признакам. Феноменальные способности человеческого мозга по запоминаю информации. Способы быстрого запоминания: повторение и мотивация.

эссе , добавлен 10.05.2014


Значение статистической обработки результатов психологических исследований в объяснении различных аспектов человеческого поведения. Применение математики как общенаучного метода и инструмента обработки данных. Обзор статистических методов в исследовании.

Многообразие методов структурирования информации обусловлено тем, что способов ее представления и организации существует масса, да и информация, сама по себе, бывает весьма различного свойства. Например, весьма существенно то, какие средства отображения/каналы восприятия задействуются при выводе/вводе данных, потенциально содержащих информацию, каков исходный уровень организации этих данных, относятся ли они к разряду числовых, текстовых, графических, видео, аудио и т. д. Очень важную роль играют те цели, которые преследуются при выполнении процедуры структурирования данных (информации).

Краткое отступление: ранее мы уже указывали на различие между данными и информацией, говоря о том, что понятие «данные» связано с представлением информации на материальных носителях, а также о том, что данные для конкретного потребителя могут вообще не содержать информации, поскольку информация - это те новые знания, которые приобретает получатель данных. Здесь мы считаем нелишним напомнить об этом и, по привычке оперируя словом «информация», будем подразумевать, что структурируем мы все-таки данные (хотя в голове мы можем структурировать и информацию, пытаясь мысленно систематизировать, упорядочить имеющиеся знания).

Для начала введем классификацию целей структурирования информации . Здесь могут быть выделены следующие классы целей:

получение качественно нового знания о системе/процессе;

установление факта и локализация неполноты и/или противоречивости совокупности знаний;

систематизация, упорядочение некоторой совокупности знаний;

акцентирование или выделение одного или нескольких аспектов информации (например, временного, пространственного, функционального и т. д.);

сокращение избыточности представления информации;

согласование представления информации с некоторой системой обработки и интерпретации;

повышение наглядности отображения информации;

смена уровня общности/абстракции описаний.

В зависимости от класса цели меняются методы и технологии структурирования информации. Но мы уже указывали на то, что цель - это не единственный фактор, определяющий выбор метода структурирования информации. По этой причине необходимо рассмотреть виды информации, подлежащей структурированию, а также способы ее представления.

Введем классификацию видов информации по ее сущности/содержанию и способу ее использования:

информация о ценностях и целях (информация целеполагания), используемая при планировании/прогнозировании;

информация о функциях системы/процесса;

информация о структуре системы/процесса;

информация о динамике системы/процесса;

информация о состоянии системы/процесса;

информация о задачах системы/процесса.

В приведенной классификации виды информации размещены в порядке убывания периода стабильности/актуальности. Однако два класса информации, описывающей ценности, цели и задачи, являются относительно независимыми от состояния, динамики, структуры и функций системы/процесса, поскольку связаны с реализацией функции целеполагания. Впрочем, можно считать, что решение об использовании именно такой схемы размещения этих классов информации вполне обоснованно, поскольку позволяет решать многие прикладные задачи.

Кроме всего прочего, следует учитывать еще и такие классификационные признаки, как:

отношение информации к объекту:

информация, относящаяся к объекту;

информация, относящаяся к классу объектов;

информация, относящаяся к среде;

отношение информации к некоторому моменту времени:

информация, относящаяся к прошлому;

информация, относящаяся к настоящему;

информация, относящаяся к будущему;

отношение информации к классу структурной организации:

информация неструктурированная;

информация структурированная;

информация упорядоченная;

информация формализованная.

Теперь, после того как мы определились с тем, что же, собственно, нам предстоит структурировать, можно перейти к рассмотрению методов структуризации .

Можно ли сказать, что структуризация информации/данных - это нечто новое или незнакомое нам? - Конечно, нет. Собственно, все те действия, которые мы проделывали в начале этого подраздела, представляли собой одну из множества ипостасей процесса структуризации информации. В нашем случае мы занимались структурированием знаний - мы решали задачу изменения уровня организации знаний, пытаясь построить компактную систему знаний, которая могла бы выступать в качестве основы для дальнейшего развития теории (американцам очень нравится слово «скелет/skeleton», которым они пользуются в таких случаях).

Следует признать, что у американцев язык науки гораздо более метафоричен, нежели чем у нас, а ведь метафора, как мы указывали, - это ступень к новому знанию. Если мы знаем, с чем можно сравнить нечто, то вполне вероятно, что на это нечто могут быть перенесена некоторая часть наших знаний об объекте, с которым мы сравниваем это нечто. Наш «великий и могучий русский язык» гораздо более академичен, а процесс словообразования достаточно сложен и не всегда приводит к желаемому результату (закреплению нового, более «экономного» слова). Это довольно грустно, поскольку одним из первых признаков научного и культурного застоя является прекращение словотворчества и преобладание процесса приращения словаря за счет иноязычных заимствований. Надо сказать, что даже предмет национальной «гордости» россиян - русский мат - по запасу ругательных слов, оказывается, уступает большинству языков мира. Зато мы чаще пользуемся этими словами - запальчиво возразит «патриот»... что ж, возможно, но это тоже аргумент не в нашу пользу.

Итак, зачем мы так старательно расклассифицировали цели структурирования информации? Да затем, чтобы создать тот самый скелет, который нам предстоит в дальнейшем оснастить «сухожилиями», «мышцами» и обтянуть «кожей» - то есть дополнить более конкретными знаниями. Что ж, скелет мы уже смастерили - пора приступать к следующему этапу.

В основе большинства процедур структурирования лежит метод классификации. Классификация - это иерархически организованная система информационных элементов, обозначающих объекты/процессы реального мира и упорядоченных по признаку сходства/различия классификационных признаков, отражающих избранные свойства объектов . Как правило, процедура классификации (классифицирование) осуществляется для удобства исследования некоторой предметной области (фрагмента реального мира). Принято различать следующие виды классификации:

искусственную, осуществляемую по внешним признакам, не выражающим сущности объектов/процессов, и служащую для упорядочения некоторого их множества;

натуральную (естественную), осуществляемую по существенным признакам, характеризующим внутреннюю (сущностную) общность объектов/процессов.

Натуральная классификация является инструментом и результатом научного исследования, поскольку выражает результаты изучения закономерностей классифицируемых объектов/процессов. В то время как искусственная классификация обладает исключительно прикладной ценностью в рамках решения конкретной задачи. Например, спелое/неспелое яблоко - натуральная классификация, красное/зеленое яблоко - искусственная.

От качества выполнения процедуры классификации на ранних этапах исследований сложных систем (да и не только сложных) зависит результативность и качество всей работы. Поэтому при осуществлении процедуры классификации необходимо придерживаться следующих принципов :

при выполнении каждой операции разделения на классы (акт деления) допускается применение только одного классификационного основания;

совокупный объем полученных в результате разделения на классы понятий должен равняться объему делимого понятия;

понятия, полученные в результате деления должны взаимно исключать друг друга;

деление должно быть последовательным.

Классификации делятся на следующие виды:

простые (одноуровневые), например - дихотомия, когда одно понятие верхнего уровня (А) делится на два таких (В и С), что для них выполняются условия А = В + С и В = не С (С = не В);

сложные (многомерные) обычно, представляемые в виде таблиц сложной организации, где строкам и столбцам соответствуют различные классификационные признаки, например - периодическая таблица химических элементов Д.И. Менделеева;

иерархическая (древовидная), едва ли нуждающаяся в примерах и пояснениях.

Метод классификации в том или ином виде используется при решении самых разнообразных задач, связанных со структурированием информации. Неорганизованные информационные элементы подвергаются процедурам группирования, связывания, обобщения, в результате чего структура или проявляется (при натуральной классификации), или образуется (при искусственной классификации). В книге В.Ф. Турчина «Феномен науки: Кибернетический подход к эволюции» 71 момент смены уровня организации системы именуется метасистемным переходом (возникновения системы более высокого уровня иерархии), который и рассматривается как эволюционный процесс. Соответственно, процессы синтеза новой классификации и структурирования информации можно рассматривать, как процесс эволюции знаний . Это не означает, что в результате выполнения процедур классификации или структурирования появляется новое знание, но означает, что в результате выполнения этих процедур создается новая система управления знаниями , существенно упрощающая различные манипуляции с ними, в том числе - и поиск ранее не выявленных закономерностей и законов.

Заметим, что процедура классификации не имеет собственной ценности и приобретает ее только, если она способствует достижению некоторого комплекса целей. Созданная в результате выполнения классификационной процедуры система управления знаниями должна быть полезной - что означает, что выбор классификационных критериев не может быть произвольным, а должен осуществляться с учетом решаемой задачи. Они должны отвечать целям деятельности. При этом следует различать два вида/аспекта деятельности :

деятельность, направленную на достижение конечной (генеральной или глобальной) цели;

деятельность, направленную на решение задач обеспечения этой деятельности.

К последней категории может быть отнесена деятельность, направленная на решение задач построения адекватной модели предметной области, ее тезауруса, создания инструментальных средств, используемых для достижения конечной цели.

При структурировании информации должна учитываться специфика потребителя полученного информационного продукта . Иными словами, полученный информационный продукт должен отвечать требованиям к уровню детализации информации, способу ее представления и составу тезауруса, обеспечивающим оптимальный режим восприятия информационного продукта.

Ранее, при рассмотрении видов моделей и методов моделирования мы установили, что уровень формализации представления знаний может изменяться в пределах от неструктурированного текста, представленного на естественном языке (ЕЯ) до структурированного текста на некотором искусственном (формальном) языке (ИЯ). Искусственные языки могут быть построены в базисе различных формальных систем (формальной логики, теоретико-множественного, алгебраического формального аппарата и иных).

В зависимости от исходного уровня структурной организации обрабатываемых данных, могут быть выделены следующие классы задач (классы задач по уровню структурной организации информации на входе/выходе ):

Задачи преобразования неструктурированного ЕЯ-текста в ЕЯ-текст с разбиением на рубрики;

Задачи преобразования ЕЯ-текста с разбиением на рубрики в структурированный ЕЯ текст с элементами логического формализма;

Задачи преобразования структурированного ЕЯ текста с элементами логического формализма в символьную модель, использующую формализм теории графов с ЕЯ-маркировкой вершин (узлов) и связей (дуг);

Задачи преобразования символьной модели, использующей формализм теории графов с ЕЯ-маркировкой вершин (узлов) и связей (дуг), в символьную модель, использующую формализм теории графов с ИЯ-маркировкой вершин (узлов) и связей (дуг);

Задачи преобразования символьной модели, использующей формализм теории графов с ИЯ-маркировкой вершин (узлов) и связей (дуг), в строгую символьную ИЯ-модель.

В принципе, уже после решения задачи второго типа, может осуществляться переход от ЕЯ-представлений к некоторой промежуточной системе обозначений (имен), как это делается при разработке программ. Однако такой переход имеет смысл только при условии, что уже произведена декомпозиция на элементарные термины, выражающие свойства и функции объектов, с тем, чтобы в дальнейшем для них не потребовалось осуществлять процедуру восстановления ЕЯ-представления. Если это условие выполняется, то становится возможен даже автоматизированный переход от промежуточной системы имен к ИЯ-представлению (при условии существования тезауруса соответствующего уровня) . В общем же случае, операция детальной декомпозиции осуществляется лишь при решении задачи четвертого типа. Впрочем, жесткий стандарт здесь установить трудно, да и не может он быть жестким, поскольку специфику алгоритма структуризации определяют цели деятельности.

Более того, в случае, когда достигнутая степень формализации не удовлетворяет требованиям, предъявляемым спецификой деятельности, полученное формальное описание может быть повторно подвергнута процедурам, которые ранее осуществлялись в отношении представления иного типа.

Заметим, что структурированию может подвергаться и информация, представленная в нетекстовом виде, однако и здесь могут быть выделены задачи, по своему содержанию равносильные перечисленным .

Например, рассматривая в качестве исходного массива данных массив графических изображений различных фрагментов некоторого объекта/процесса, относящихся к разным моментам времени и полученных с разных ракурсов, можно решить задачу структурирования , воспользовавшись теми же этапами/задачами. Для чего можно воспользоваться одной из двух стратегий:

осуществить предварительную трансляцию в текстовую форму (составление подробных описаний изображений на ЕЯ с указанием пространственных и временных отношений между описываемыми объектами), после чего воспользоваться ранее описанными процедурами;

интерпретировать изображение, как разновидность текста, с применением альтернативной знаковой системы, позволяющей осуществить процесс структуризации в другой знаковой системе.

В качестве теоретического основания для применения такого подхода выступает семиотика, интерпретирующая любой способ представления информации как разновидность текста, представленного средствами некоторой знаковой системы. Для графического представления информации разработан ряд методов, позволяющих перейти от обычного цветного тонального изображения к контурным и иным представлениям, упрощающим процедуры распознавания и трансляции к иным знаковым системам. Однако, поскольку графические модели, получаемые методом последовательной фиксации состояния объектов реального мира, способны отражать лишь пространственно-временные и атрибутивные характеристики наблюдаемых объектов/процессов, постольку извлечение из них системы причинно-следственных отношений становится возможным только с привлечением внешней (чаще всего - экспертной) модели интерпретации.

Наиболее распространенным путем решения задач структуризации информации является привлечение эксперта-аналитика. В этом случае на него ложится вся нагрузка по преобразованию исходного текста: от поиска связных фрагментов до выявления системы логических, пространственных, временных отношений и дальнейших процедур синтеза формальной модели. Хотя в последнее время, благодаря развитию семиотики, лингвистики, теории искусственных языков, теории систем искусственного интеллекта, нейрокибернетики и ряда других научных дисциплин, в эту отрасль стали все чаще вторгаться технологии если не автоматического, то автоматизированного анализа и структурирования информации. Среди такого рода технологий можно выделить системы автоматизированного реферирования текста, предназначенные для извлечения фрагментов текста, наиболее ярко выражающих сущность текста или его основные положения. Как правило 72 , эта операция осуществляется за счет применения статистических закономерностей, открытых Дж. Зипфом (George Kingsley Zipf) и получивших название принципа экономии усилий в лингвистике или закона Зипфа (или, более общей формулировке, закона Зипфа-Мандельброта ).

В зависимости от реализации статистические критерии могут применяться к тексту на раннем этапе (до грамматико-логической обработки текста), а могут и на завершающей стадии (после предварительной обработки, согласования словоформ и т. п.). Однако, в настоящее время без поддержки интерактивного режима (диалога с экспертом) качество реферирования достаточно низко и не всегда удовлетворяет потребителя. Вне зависимости от спектра технологий, используемых при анализе словоформ (формальные ли грамматики, нейросетевые ли технологии), результаты семантической обработки пока далеки от тех, которые в состоянии обеспечить эксперт, что отчасти объясняется тем, что любая из созданных на сегодня баз знаний, в известном смысле, наивнее ребенка. Причиной такой «наивности» является то, что механизмы обучения подобных систем и способы организации знаний в них несовершенны, а количество каналов приобретения знаний слишком мало. Существуют прототипы самообучающихся интеллектуальных систем, но до уровня интеллекта разумных существ эти системы пока не могут дорасти.

Однако оставим подробное рассмотрение этих вопросов специалистам в области теории систем искусственного интеллекта. Заметим лишь, что работы в области теории систем искусственного интеллекта действительно заслуживают того, чтобы с ними ознакомились люди, занятые в «сфере информационного производства» . Чрезвычайно интересны эти работы хотя бы потому, что представляют собой попытки осмыслить то, каким образом человек осуществляет свою мыслительную деятельность, алгоритмизировать и упорядочить ее, что крайне важно и для эксперта-аналитика. Кроме того, нелишне хотя бы в общих чертах представлять, каким образом работает твой инструмент, каковы его параметры и особенности функционирования. Так, например, ряд направлений современной психологии выросли не из классической психологии, а из гибрида теории искусственного интеллекта, классической психологии и философской теории познания. И столь необычное происхождение этих психологических теорий, отнюдь, не мешает специалистам в этой области успешно решать задачи именно психологического плана.

Методы первичного структурирования информации широко используются при синтезе баз данных и подробно рассматриваются в разнообразных изданиях по информатике, в частности - тех, которые посвящены вопросам проектирования и разработки баз данных различного назначения 73 . В наиболее популярном и, в то же время, профессиональном изложении эти проблемы рассматриваются в книге американского автора Дэвида Васкевича 74 , написанной именно для тех людей, которые руководят деятельностью или формулируют задачи перед специалистами в области разработки программного обеспечения, но не обязаны вникать в технологические подробности процесса разработки. В частности, в книге Васкевича описываются различные способы организации и структурирования данных, виды отношений между ними, приведены наглядные примеры, что позволяет руководителю по ее прочтении квалифицированно руководить коллективом разработчиков и грамотно организовать технологический процесс. Но подчеркнем еще раз: для нас в этой книге содержится информация, связанная именно с проблемой структурирования информации.

Нет ничего удивительного в том, что мы обращаемся к базам данных для того, чтобы проиллюстрировать процессы структурирования информации. Базы данных - это тоже модели , описывающие те или иные аспекты существования системы/процесса, поэтому при их создании и проектировании так же применяются методы структурирования информации, отличающиеся от прочих методов лишь тем, что структурирование осуществляется уже с учетом ограничений, налагаемых технологической платформой. В общем случае при структурировании информации такие ограничения не всегда принимаются в расчет.

Так или иначе, но полученный массив описаний предметной области или проблемы на начальном этапе структурирования информации должен быть приведен к виду, упрощающему его дальнейшую обработку. Если сведения получены в результате проведения информационно-поисковых процедур (например, в различного рода средствах массовой информации - от печатной прессы до сети Интернет), полученный исходный массив, как правило, не структурирован и разноформатен. В этом случае перед аналитиком встает задача первичного структурирования массива сообщений в ее наиболее сложном варианте (здесь требуется выделение из сообщений информации, релевантной задачам исследования, ее компоновка и т. п.).

Однако если речь идет о сборе информации методом опроса экспертов, первичное структурирование информации может быть проведено уже на предшествующем этапе за счет разработки системы опросников, анкет и иных средств упорядочивания информации. Стратегия опроса экспертов (в том числе - проведения мозговых атак или деловых игр) может быть организована таким образом, чтобы ввести экспертов в ситуацию, управляющую процессом высказывания суждений в той последовательности, при которой информация будет изначально структурирована некоторым образом, отвечающим потребностям последующей ее формализации. В некоторых случаях экспертам могут быть предъявлены на оценку заранее подготовленные варианты решения задач, массивы исходных данных и прочие материалы, нуждающиеся в оценивании и ранжировании с привлечением их опыта.

В одном случае (при анкетировании и управлении процедурой опроса или стратегией игры) информация извлекается в соответствии с заранее установленной рубрикацией. В другом случае (при оценивании вариантов) структура организации информации не изменяется и остается в рамках заранее установленной формы любого уровня структурной организации. В частности, варианты, предложенные для оценивания, могут быть сформулированы на основе исследований, предварительно проведенных на имитационных моделях, или полученных в результате собеседования с другими группами или с той же группой экспертов.

Для выделения логической структуры описаний, предварительно разделенных на рубрики (относящиеся к одним и тем же группам объектов, процессам, временным и пространственным областям) применяются различные методы, обеспечивающие возможности:

выделения «дискретных» состояний (для текстовых описаний - это связано с определением множества терминов, используемых для описания некоторого, существенного для решаемой задачи, состояния);

упорядочивания их во времени (построение сценариев типа «раньше - позже»);

причинно-следственного связывания (построение сценариев типа «причина - следствие»);

пространственного связывания и иные.

На следующем этапе в зависимости от целей деятельности подобные модели могут быть подвергнуты процедуре декомпозиции (детализации) или агрегации (композиции или свертке), в результате чего формируется описание необходимого уровня абстракции/детализации.

Дальнейшие этапы выполняются за счет введения специальных систем именования элементов модели, приписывания им поименованных атрибутов, описания функциональных зависимостей и так далее. Например, в качестве функциональных зависимостей для ряда задач могут быть рассмотрены зависимости ресурс-время-результат и иные, которые на начальных этапах могут быть использованы для маркирования дуг графа, а впоследствии - воплощены в программные коды имитационных моделей. Особый класс составляют модели ситуаций, используемые для распознавания объектов, их состояний, тенденций и процессов. В таких моделях может абсолютизироваться либо статический, либо динамический аспект существования/функционирования системы. Однако подробно рассматривать эти процедуры мы здесь не будем, тем более, что некоторые аспекты этой деятельности нами уже были описаны при рассмотрении соответствующих классов моделей.

МЕТОДЫ ПОЭТАПНОЙ СТРУКТУРИЗАЦИИ ЗАДАЧ И ГРУППА МОРФОЛОГИЧЕСКИХ МЕТОДОВ

Особый класс задач структурирования информации представляют собой задачи структурирования целей и задач в условиях, характеризующихся различным уровнем неопределенности. Для их решения существует ряд методов, к числу которых относятся методы поэтапной структуризации задач и группа морфологических методов . Оба класса методов адаптированы к применению в условиях высокой неопределенности. Но те способы, какими решается задача устранения неопределенности, различаются коренным образом: первая группа методов ориентирована на управление процессом постепенного снижения неопределенности, а вторая - на решение задачи синтеза модели за одну итерацию (но в результате может быть получен целый массив альтернативных моделей). Характерно, что при использовании морфологического метода уровень неопределенности может сохраниться прежним, а исходная неопределенность будет перенесена на другой уровень формального описания (хотя, благодаря переходу к формальному представлению, решение задачи понижения неопределенности в некоторых случаях удается поручить средствам автоматизации).

Однако на этом различия не кончаются. Уровень формализации первичной модели, с которой начинается работа каждого их классов методов, также является индивидуальным для разных групп методов. Для методов поэтапной структуризации этот уровень может быть произвольным, а для морфологических методов необходимо, чтобы детальная декомпозиция предметной области уже была произведена и были сгенерированы матричные модели специального строения. И, наконец, последнее различие: метод поэтапной формализации - это метод поэтапного приближения к формальной модели или этапу логически обоснованного выбора решения, а морфологический метод - это метод синтеза альтернатив, подлежащих анализу и оценке. То есть первая группа методов связана с процедурами логического вывода решения, а вторая - с комбинаторным анализом, процедурами перебора решений, в общем случае, полученных без логического вывода.

Методы поэтапной структуризации задач нацелены на проведение процедуры постепенного повышения уровня абстракции и структурной организации описаний (моделей) . Этот класс методов широко распространен при решении задач различного типа (от синтеза формальной модели до синтеза прогноза). Существует два толкования термина «поэтапная структуризация задачи» . В первом случае под задачей понимается задача синтеза модели, и внимание концентрируется на обеспечении и планировании процесса синтеза модели и схемы проведения исследования. В другом случае под задачей понимается некоторая цель управленческой деятельности (в этом случае речь идет именно о процессе структурирования совокупности задач, подлежащих решению в интересах достижения цели, то есть о цели, как объекте формализации).

Поскольку проблему структурирования информации мы достаточно детально рассмотрели, постольку основное внимание сконцентрируем именно на проблеме синтеза и структуризации некоторой совокупности целей и задач.

Особо актуальны эти методы при проведении комплексных междисциплинарных исследований и проведении работ по синтезу планов и прогнозов. К числу этих методов могут быть причислены методы планирования экспериментов и иные методы, имеющие другую отраслевую специфику (например, методы планирования пропагандистских кампаний и т. п.). Еще раз подчеркнем: это не какие-то теоретические абстракции, а методы ведения самых разнообразных, и, прежде всего, прикладных исследований, методы, актуальные в самых разных отраслях деятельности человека.

Процесс поэтапной структуризации задач можно сравнить с кропотливым процессом выращивания фруктового дерева - только в нашем случае дерево вырастает необычное - дерево целей и задач. Это дерево растет кроной вниз - корень (глобальная цель) размещается вверху, а ветви, отображающие различные связи с подчиненными задачами, функциями и т. д., растут вниз.

Действительно, процесс этот весьма сложен и состоит из многих этапов, из которых первым и наиважнейшим является выбор корректной формулировки глобальной цели . Впрочем, и все дальнейшие процедуры, связанные с построением дерева целей не менее ответственны, но глобальная цель задает направление всей дальнейшей деятельности, а значит, ее выбор и ясность формулировки определяют успех не только процедуры синтеза дерева целей и задач, но и всей последующей деятельности.

Перечислим наиболее существенные требования, предъявляемые к получаемой в результате работы древовидной иерархической модели. К числу этих требований относятся:

полнота и достаточность для описания основных критериев принятия решения;

компактность (минимальный уровень декомпозиции при заданной полноте);

конкретная цель, функция, задача или объект, расположенные в узлах модели, должна появляться в дереве только один раз;

лицо, принимающее решение, должно быть в состоянии представлять и анализировать отдельные ветви дерева независимо.

Причины, по которым выдвинуты такие требования, очевидны: наличие дублирования модельных элементов препятствует однозначной интерпретации и способно привести к некорректному установлению количества потребных ресурсов и иным нежелательным последствиям. По своей идеологии модели типа деревьев целей и задач наследуют свойства классификаций, стратифицированных моделей и моделей иерархических систем.

Существует несколько подходов к построению дерева целей и задач или, как его часто называют в отечественной литературе, прогнозного графа . Одна часть подходов рассчитана на краткосрочную перспективу , то есть, разработчики исходят из предположения, что за период реализации замысла окружающая обстановка не претерпит существенных изменений, либо эти изменения не затронут основных тенденций развития обстановки. Другая часть адаптирована к решению задач стратегического планирования , для которого интервал времени реализации замыслов существенно превышает интервал сохранения стабильной обстановки, а сохранение тенденций изменения обстановки не может быть гарантировано.

Кроме того, многое зависит от «направления» конструирования дерева (оно может строиться сверху вниз, снизу вверх, существует также и метод встречного проектирования) . В первом случае от глобальной цели вниз начинает последовательно развертываться древовидная структура, в которой с переходом от уровня к уровню поэтапно снижается неопределенность функционального, операционного и иных видов, в результате чего на самом нижнем уровне могут быть сформулированы конкретные требования к составу и количеству ресурсов, инструментальных средств и методик. Во втором случае речь идет о том, что состав ресурсов, инструментальных средств и методик не подлежит коррекции, а дерево выстраивается снизу вверх с соблюдением введенных в качестве критериев приемлемости решений базовых ценностей. Для второго подхода характерно, что цель существует как некий идеал, а структура подзадач, задач и функций, а также методы их решения примерно установлены и могут претерпевать изменения в некоторых, достаточно жестко заданных, рамках. Строгие количественные критерии на начальном этапе, как правило, не заданы: числа появляются как результат постепенного подъема по иерархии, а наибольшая неопределенность существует именно на верхнем уровне (как оценка степени близости к поставленной цели). Такой подход был характерен для осуществления планирования в СССР - он однозначно «экологичнее» рыночного и исключает кризисы перепроизводства, но мало способствует совершенствованию системы (она просто настраивается). Метод встречного проектирования пригоден для решения задач, связанных с разрешением ситуаций, вызванных изменением внешней ситуации, когда реконструкции (реинжинирингу) подлежит средний слой иерархии (то, что в народе принято называть «сведением концов с концами»).

Остановимся на подходе к построению дерева целей и задач, рассчитанных на краткосрочную перспективу. В этом случае условия полагаются известными, в результате чего глобальная цель подлежит декомпозиции на совокупность функций, задач и подзадач без учета многообразия вариантов обстановки, в которой они будут решаться. Для оценивания того, решена ли та или иная задача (подзадача) определяется перечень свойств, которыми должны обладать те материальные объекты, посредством которых может быть получено решение задачи, а также вводятся мера качества решения задачи (например, стоимостная эффективность) и функция оценивания (вычисления меры качества). Далее определяются потребности в ресурсах, инструментальных средствах и методиках, обеспечивающих решение поставленных задач. В условиях действия системы ограничений и на случай непредвиденного перерасхода ресурсов в подобную модель вводятся весовые коэффициенты, отражающие систему приоритетов и соответствующие системе ценностей субъекта целеполагания.

В случае, когда синтезируется дерево целей и задач на период, превышающий период параметрической, структурной и функциональной стабильности системы, прибегают к приемам стратегического планирования . Отличием такого подхода является то, что этапу синтеза дерева целей и задач предшествует этап построения пространства альтернатив - то есть, пространства в котором некоторая группа избранных параметров образует «систему координат», определяющую топологию системы, функции и состояние ее элементов в некоторый момент времени. Достоинством такого подхода является то, что в такой системе координат могут быть выбраны экстремальные точки, в которые система может перейти в случае развития тех или иных тенденций - для таких точек с необходимой степенью детализации прописываются параметры системы, обеспечивающие разработчиков модели достаточной для синтеза дерева целей и задач информацией. Для каждой из точек (альтернативных миров) выстраивается адекватная конфигурация дерева (по схеме, аналогичной той, которая используется при синтезе дерева целей и задач, рассчитанных на краткосрочную перспективу). После этого предпринимается попытка сведения полученных деревьев к единой конфигурации, для каждого из узлов и операций оцениваются риски, как вероятность скатывания к негативным сценариям развития ситуации, а также назначаются веса элементов дерева, отражающие степень их важности для достижения поставленной глобальной цели.

Рисунок 2.6 - Фрагмент реального дерева целей и задач с весами, проставленными в результате экспертного опроса 75 .

На рис. 2.6 приведен фрагмент дерева целей и задач, на котором проставлены веса относительной важности достижения целей. Заметим, что сумма весов целей одного уровня иерархии равна 1 (в случаях же, когда веса выставляются в процентной мере, сумма будет равна 100 %). В нашем примере, где числа представлены в виде десятичных дробей, очевидна вероятностная природа оценок. Веса могут быть как вычислены аналитически, так и получены в ходе экспертного опроса.

Чаще всего на этапе расстановки весовых коэффициентов прибегают к методам экспертной оценки, в том числе - с применением метода Дельфи. Заметим, что изначально метод Дельфи применялся именно для определения приоритетов, то есть, для расстановки весовых коэффициентов. Причем такой подход в равной степени применим как в отношении краткосрочных задач, так и в отношении задач перспективного планирования.

При синтезе дерева целей и задач методом встречного проектирования процедура состоит в согласовании верхнего и нижнего уровней иерархии целей, для чего рассматриваются варианты согласования целей и задач, перераспределения ресурсов и инструментов между субъектами деятельности. Этот подход представляет собой, пожалуй, наиболее интересный вариант решения проблем в сфере, связанной с решением социальных проблем, организацией коллективной деятельности в интересах достижения корпоративной цели. Здесь целесообразно рассматривать различные подходы к социализации целей (их доведения до прочих субъектов деятельности), созданию коалиций, выделению корпоративного ресурса, созданию организационного ресурса и иные аспекты управленческой деятельности. Кроме того, эти методы могут использоваться и в сфере проектирования сложных технических комплексов, информационных систем и иных систем искусственного происхождения.

Основной задачей такой деятельности является гармонизация отношений, повышение эффективности процессов потребления ресурсов, оптимизация информационных процессов и материально-преобразовательной деятельности в целом. При использовании этих методов основными объектами исследования являются цели и мотивы деятельности отдельных субъектов, их групп и объединений, а также ресурсы, связанные с ними. Отраслью применения метода встречного проектирования являются управление социальными, организационно-техническими, экономическими и иными системами, включающими в себя элементы, наделенные способностью к целеполаганию.

Все перечисленные методы чрезвычайно интересны, однако их подробное рассмотрение в рамках этого раздела не представляется возможным. Тем не менее, к этой проблеме в рамках нашего повествования мы еще вернемся.

Морфологические методы представляют собой особый класс методов решения сложных проблем в условиях высокой неопределенности. Даже те вводные замечания, которые мы дали, характеризуя эту группу методов, говорят об их специфичности.

Сразу оговоримся, что морфологический анализ, который мы упоминали в подразделе, посвященном теоретическим основам системного анализа, не имеет почти ничего общего с тем, что нам предстоит рассматривать здесь. Когда мы говорили о морфологическом анализе, то речь шла о возможности выведения многих свойств системы из ее структуры и возможности обратной процедуры, понимая под структурой системы описание системы отношений между элементами, выполняющими сходные функции, системы управления ими - то есть, осуществляли агрегацию или декомпозицию с тем, чтобы вывести из полученной модели свойства системы. На уровне определения отделить морфологический анализ от морфологических методов сложно, поскольку в основе лежат методы исследования структуры и топологии, но различие в другом - в уровне неопределенности и способе ее проявления.

В случае морфологического анализа типовые вопросы к аналитикам звучат так:

«Ребята, вот, смотрите какую штуку я вам приволок! Интересно, что там внутри? Но только, чур, не разбирать - у меня одна такая!»

«Тут нашим удалось вот такую схему добыть... Мне сказали, что вы с похожими уже работали. Что бы это могло быть?»

В случае же с морфологическими методами вопросы иные:

«На месте аварии этой штуки мы обнаружили вот такие обломки... Соберете что-нибудь, способное передвигаться под водой, по воде, над водой и по земле - озолочу!»

«Председатель сказал, чтоб к завтрему была косилка. Я тут приволок, что в гараже валялось... Сможете?»

Как видим, морфологические методы - это совсем иное: с их применением решается задача синтеза системы с заданными свойствами, но обладающей неизвестной структурой и/или составом. В качестве элементов такой системы могут выступать объекты различной природы: от материальных объектов различной сложности до идеальных (модельных) объектов типа сценариев, целей и задач.

Сущность морфологических методов - в использовании комбинаторного анализа для синтеза сложных систем с заданными свойствами в условиях существования ограничений (объективных и/или субъективных) на сочетаемость элементов, входящих в некоторое базовое множество. В классической форме метод был предложен швейцарским астрономом Ф. Цвикки и состоял в реализации следующей совокупности этапов:

Описание желаемых функциональных свойств системы;

Составление исчерпывающего перечня основных функций системы;

Составление перечня альтернативных способов реализации каждой функции;

Генерирование множества возможных вариантов реализации системы, каждый из которых представляет собой цепочку, включающую по одному способу реализации каждой из перечисленных функций;

Оценивание рисков и эффективности вариантов;

Выбор предпочтительного варианта.

После того, как перечень основных функций составлен, для синтеза вариантов их реализации составляется морфологическая таблица, содержащая перечень альтернативных способов реализации каждой функции. Далее наступает очередь проблемы в целом, для которой также выстраивается морфологическая таблица.

В чем смысл морфологической таблицы? Смысл в том, что данная таблица в наглядной форме отображает все возможные варианты решения проблемы, для чего в каждой строке помещается вариант решения проблемы, хотя бы в одной из деталей реализации отличающийся от прочих, а в столбцах же содержится полное множество вариантов реализации каждой из функций. Это похоже на полный перечень комбинаций, набор которых возможен на дисковом кодовом замке, с тем лишь отличием, что количество щелчков-вариантов для каждого колесика может быть своим.

Общее число теоретически возможных вариантов в этом случае равно произведению числа способов реализации отдельных функций, что уже при сравнительно небольшом количестве функций и вариантов их реализации может приводить к «комбинаторному взрыву» (операция умножения коварна - вариантов может быть получено столько, что их анализ в рамках имеющихся временных ограничений не представится возможным). Во избежание этого в алгоритмах анализа предусматривается возможность введения ограничений на использование запрещенных (непродуктивных) комбинаций элементов.

В принципе, уровень детализации описаний определяется спецификой проблемы: в одних случаях функции подвергаются дальнейшему дроблению на элементарные операции, характеризующиеся набором вариантов их реализации, в других - довольствуются меньшей степенью детализации. То есть, метод может оперировать с описаниями различной степени «прорисовки» деталей, но при этом следует помнить о проблеме размерности.

Позже Ф. Цвикки существенно расширил арсенал методов морфологического анализа, дополнив его следующими методами:

методом систематического покрытия поля;

методом отрицания и конструирования;

методом морфологического ящика;

методом экстремальных ситуаций;

методом сопоставления совершенного с дефектным;

методом обобщения.

Каждый из методов имеет свою область применения, однако в их основе - все те же процедуры, обеспечивающие максимально полное привлечение знаний о системе для синтеза нового знания путем структурирования и упорядочения имеющихся. Весьма широко применяется метод отрицания и конструирования, позволяющий, в том числе, проверить полноту заполнения морфологической таблицы (ящика) на предмет наличия в ней как утверждения, так и его отрицания (в противном случае таблица не полна, хотя это и не всегда необходимо). Метод отрицания и конструирования исходит из предположения, что не все ограничения, используемые в некоторой предметной области, являются универсальными или обоснованными.

Морфологические методы получили широкое распространение в области изобретательской и рационализаторской деятельности и легли в основу ТРИЗ (теории рационализаторской и изобретательской деятельности) и АРИЗ (теории алгоритмизации рационализаторской и изобретательской деятельности). А подходы последних были распространены на многие отрасли, связанные с творческой деятельностью.