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1、第19卷第4期北京理工大学学报Vol.19No.41999年8月JournalofBeijingInstituteofTechnologyAug.1999基于案例的信息系统设计方法赵瑞雪甘仞初(北京理工大学管理与经济学院,北京100081)摘要目的提出一套基于案例的信息系统设计方法及实现技术,为大型信息系统的顶层设计提供一个有效的支撑环境.方法在案例库和综合信息库的支持下,运用基于案例的推理机制快速实现系统设计方案,并通过随机Petri网技术对原型方案进行分析评价.结果与结论提出的方法能有效地支持以网络结构设计和资源配置为主的信息系统顶层设计
2、,弥补了以支持软件系统开发为主的传统设计方法的不足,适用于各类基于计算机网络的信息系统总体设计.关键词信息系统;开发方法;基于案例的推理分类号TP391案例推理(case-basedreasoning,简记为CBR)是伴随着认知心理学的研究而发展起来的一门新的推理方式,它属于一种类比推理方法.CBR的基本思想是基于人们在问题求解中习惯于依赖过去处理类似问题的经验和获取的知识,再针对新旧情况的差异做相应的调整,从而得出新问题的解并形成新的案例.作为一种新的推理求解模式,CBR不仅使知识获取更加简[1～3]便、快捷,而且极大地改善了推理的速度和质量
3、.作者结合现代信息系统设计的新特点,提出了一套基于案例的信息系统设计方法(case-basedsystemdesignmethod,简称CBSDM),以实现信息系统顶层设计的规范化和科学化.该方法适用于任何基于计算机网络的信息系统总体设计,它以信息系统分析设计人员为主要应用对象,同时也可作为系统开发人员和用户之间进行交流和切磋的工具.1基于案例的信息系统设计方法(CBSDM)结构框架CBSDM的中心思想是:一个新系统的设计方案,可以通过搜索与调整以前相似系统的设计方案得到,这不仅比一切从零开始的设计效率高,而且减少了花费.其次,CBSDM可以使
4、系统设计人员迅速了解和掌握系统各部分的知识特性,了解专家在解决问题时的经验和知识,使系统的设计质量大大提高.系统的总体框架结构如图1所示.由图可知该系统主要由5部分组成.CBSDM案例库管理生成方案原型方案调整与优化系统性能分析综合信息管理图1系统的总体框架结构收稿日期:19990210电子工业总公司预研基金资助项目512北京理工大学学报第19卷案例库管理按一定的分类体系和模式描述并存储起来的案例集合构成CBR的案例库(casebase),案例推理的有效性和工作质量很大程度上取决于案例库的规模、所存储的案例质量以及对案例知识的表示方法和索引
5、机制的确定.案例管理的主要任务是完成对案例知识的表示、案例库的组织以及案例的增加、修改和删除等维护工作,它是保证案例推理成功的首要条件.生成方案原型利用案例推理实现系统设计方案原型的快速建立是系统的核心.主要的技术问题是案例的检索、匹配以及案例存储策略的制定.方案调整与优化如果新旧案例完全匹配,则旧案例的结果要素就是新案例的解.但通常情况下难以达到完全匹配,往往需要根据具体情况对原有案例进行一定的修改和调整以适应新的设计要求.方案调整与优化是形成最终设计方案的必要步骤,本文提供两种方式:一用户系统目标是根据用户需求和领域背景由设计人员和专家
6、凭已有知识和经验进行调整;二是通过建立系统的分析模型对设计人机接口知识工程师领域专家方案进行有针对性的调整.CBSDM提供了利用随机Petri问题定义知识获取网理论建模和分析的实现技术,从而使方案的调整和优化可以建立在定量分析的基础上.推理求解案例库系统性能分析完善的系统设计方法应该支持对系统性能的分析和评价,以保证系统开发的质量,减少因原型方案设计不当带来的损失.CBSDM中,作者利用随机Petri网方案调整综合信息库理论由推理产生的设计方案就设计者和用户关心的系统性能指标进行了定量分析和评价,以便找出系统的瓶颈,性能分析为方案的调整和优化
7、提供直观的依据.综合信息管理综合信息库存储了系统设计所涉N满意否?及的主要知识和技术标准,包括不同厂家的各种软硬件产Y品性能、特点以及对信息系统的设计方案有指导作用的方结果方案案例存储法和规范.这部分信息作为案例推理的浅层知识主要提供图2系统的工作流程图给各类用户进行查阅和咨询服务,同时为方案调整和修正提供背景知识.系统的主要工作流程如图2所示.2CBSDM的实现技术利用CBR实现信息系统的总体设计,其难点在于案例知识的搜集、整理、表达、分类和索引以及案例库的组织和案例推理方式的确定.2.1信息系统案例知识的表示案例是专家求解问题的实际例子,
8、它包含了专家处理问题时所面临的环境信息、所应用的专业知识、所拟定的求解方案以及方案的实施结果等内容,所以对一个案例中的关键知识表达必须完备,涉及因素要
