< индекс---содержание № 5---след. статья в № 5---след. в рубрике >
Н.А. Абрамова
Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова, г. Москва
Предложен и продемонстрирован на примерах логический подход к задачам практической идентификации, позволяющий оценивать достоверность теоретических методов решения таких задач и выявлять факторы, влияющие на достоверность решений, основанных на идентификации.
Широкий спектр научных и практических задач относится к задачам идентификации или может быть отнесен к таковым в соответствии с принятым понятием идентификации. Важно сразу же уточнить, что понятие идентификации (опознания, распознания, определения) является многозначным и по-разному определяется даже в словарях. И даже в научном направлении идентификации систем, в рамках теории автоматического управления, где понятие идентификации является ключевым и, по сути, относится к одному типу задач и типу деятельности (не считая разновидностей идентификации), его содержание обсуждается, о чем свидетельствуют публикации (см. например, работу [1]). Обнаруживаются также различия в его словоупотреблении. (Это видно, например, на конференциях “Идентификация систем и задачи управления” – SICPRO).[2] К тому же, в разных направлениях исследований и областях науки и практики понятие идентификации применяется в существенно разных смыслах, по крайней мере, с логической точки зрения, так что можно говорить о разных видах идентификации.
Данная работа посвящена широко распространенному виду идентификации, который назван интенсиональной идентификацией. Речь идет о сопоставлении конкретным объектам реального мира (или ситуациям, процессам, явлениям и др.) их описательных “признаков”. В качестве такого “признака” может выступать и тип теоретической модели объекта, посредством которой он будет описан, и набор значений параметров модели. К интенсиональной идентификации можно отнести и различные задачи диагностики объектов реального мира или их оценки, в которых в качестве признаков выступают соответствующие диагнозы или оценки, и задачи практической верификации[3].
Нередко к решению задач идентификации такого рода[4] предъявляются более или менее высокие требования по достоверности результата. При этом достоверность понимается неформально – как возможность доверять результату идентификации, полагаться на него при решении практических задач.
В случае применения теоретических методов для решения задач идентификации и задач, неотъемлемой составной частью которых является идентификация, легко понять, что достоверность конечных результатов зависит от этих методов. Иначе говоря, в широком смысле рассматриваемый вопрос достоверности относится к проблеме адекватности применения научных знаний к практическим задачам.
Проведенный автором анализ некоторых типов практических задач и методов, неотъемлемой составной частью которых является идентификация, показал, что:
· достоверность результатов существенно зависит от выбора постановки задач,
· основания для анализа достоверности и некоторые возможности ее оценки и повышения имеют, в значительной мере, логическую природу и слабо связаны со спецификой проблемной области.
В частности, оказалось, что некоторые общие логические идеи, которые развивались применительно к анализу и оценке достоверности тестирования и верификации программ и программно-технических средств [2, 3], находят применение в совсем иной ситуации: идентификации научных задач, которые могут быть полезными при поиске путей выхода из слабо структурированных проблемных ситуаций [4].
Цель статьи состоит в том, чтобы продемонстрировать логический подход к постановке задач идентификации, направленный на выявление факторов, влияющих на достоверность, которые имеют место для задач разнообразной природы.
В основе подхода лежит интуитивное понятие доказательного метода решения задачи (не обязательно идентификации): метод решения доказателен, если можно формально доказать, что решение, полученное на его основе, удовлетворяет требованиям, которые отличают решения от “не решений”. Тогда решения, полученные посредством доказательного метода, можно считать достоверными, а в случае невозможности доказать желаемое могут обнаружиться препятствующие условия – факторы недостоверности. При этом специфика задачи интенсиональной идентификации состоит в том, что доказательство будет относиться к объектам (явлениям, процессам, ситуациям) реального мира, которым мы в процессе рассуждений сопоставляем свои, модельные представления о них, не обязательно справедливые. Для реализации описанной идеи решаемая задача должна быть определенным образом поставлена и должна быть сформулирована и доказана теорема о доказательности рассматриваемого метода решения.
Подход демонстрируется на основе идеализированной, предельно упрощенной постановки задачи идентификации, которая названа базовой. Она позволяет формализовать понятие доказательного метода решения, не перегружая его математическими деталями, и выделить ряд общих факторов возможной недостоверности.
Эта постановка может использоваться в качестве образца (прототипа) для анализа и оценки достоверности методов решения разнообразных задач и выявления факторов, влияющих на достоверность решений, которые основаны на идентификации. При этом заведомо предполагается, что перенос основной идеи на более сложные задачи может быть связан с теми или иными отклонениями от базовой постановки, если обнаруживается, что она неприменима к рассматриваемым задачам и методам их решения. В ходе адаптации базовой постановки могут видоизмениться и логические особенности постановки задачи идентификации, и формальное понятие доказательности метода, и спектр факторов недостоверности.
В статье рассмотрены примеры анализа достоверности известных методов, которые, в основном, вкладываются в базовую постановку. При этом представлены некоторые подходы к оценке достоверности для методов, которые оказываются недоказательными. В Заключении изложены некоторые соображения о специфике практического применения такого рода методов.
Представленные примеры анализа достоверности известных методов идентификации на основе логического подхода, т. е. попытки сформулировать и доказать определенного вида теорему о доказательности рассматриваемого метода, показывают, что таким путем выявляются различные человеческие факторы как объективного, так и субъективного характера (т. е. зависящие от конкретных людей), которые препятствуют обеспечению достоверности результатов.
К значимым человеческим факторам, по оценке автора, относятся не только индивидуальные знания людей, более или менее достоверные, но и некоторые нормы, действующие на практике и в отдельных научных направлениях, которые затушевывают проблему достоверности.
Анализ различных примеров, не представленных в статье, показывает, что целый ряд специфических проблем, связанных с человеческими факторами, возникает при переходе от сравнительно простых задач идентификации, поддающихся четкому логико-математическому описанию, к задачам с нечеткими “параметрами”: отношением идентификации, универсумом, методом. Предлагаемая формализация выявляет их нечеткость, не позволяющую говорить о достоверности.
Логический подход к анализу вопросов достоверности лишь частично приподнимает завесу над проблемой достоверности решений, опирающихся на идентификацию. В частности, имеются мало изученные в контексте решения прикладных задач, но известные в психологии факторы, влияющие на адекватность решений и действующие на стыке применения теоретических знаний и субъективных человеческих решений. Одна из проблем здесь состоит в действии “факторов веры”, которые реально обнаруживаются в решении, по крайней мере, одного класса задач практической идентификации [7]. Дело в том, что достоверность как субъективная уверенность[ccылка 5] человека в каких-то знаниях зависит как от объективной достоверности, так и от влияния психологических факторов, изменяющих уверенность. (Именно так действуют различные нормы.) В рамках логического подхода, использующего традиционные логические средства, которые ориентированы на объективные знания, отсутствуют средства учета такого рода факторов. Для них нужен специальный формализм, включающий идеи рефлексии.
Однако уже тех факторов, которые обнаруживаются при анализе вопросов достоверности на основе логического подхода, достаточно, чтобы прийти к следующему выводу. Многие теоретические методы идентификации, а значит, и методы, опирающиеся на идентификацию, сами по себе, только за счет теоретических средств обоснования методов, в общем случае, не могут обеспечить достоверности решения практических задач. Это связано с тем, что наука в своих моделях и методах нередко опирается на общие допущения об универсумах изучаемых реальных объектов, которые не имеют подтверждения, или допущения, справедливость которых предполагается зависимой от объекта приложения. Применение таких методов на практике оказывается нормой, хотя и вынужденной. Проблема достоверности результатов решения задач, в значительной мере, лежит между реальным миром и теоретическими знаниями, и посредником между ними является человек.
Исследовательская проблема состоит в том, как при таких условиях обеспечивать приемлемую достоверность при решении конкретных практических задач, когда требования достоверности действительно значимы. Подход к выявлению факторов недостоверности – это лишь начальный шаг в решении этой проблемы.
Таким образом, важные методологические выводы, к которым приводит данная работа, и которые могут повлиять на направление поисков, таковы.
· Вопрос об обеспечении достоверности результатов применения теоретических методов идентификации, недоказательных или недостаточно достоверных в общем случае, не может решаться только средствами соответствующих теорий – по крайней мере, часть проблемы лежит за пределами этих теорий.
· При недостаточной достоверности метода в общем случае достоверность может обеспечиваться или, по крайней мере, повышаться для частных случаев вплоть до единичных практических задач.
· Применение методов и стратегий тестирования объектов, построенных с применением теоретических методов, использующих идентификацию, с целью повышения достоверности конечных результатов, в общем случае, ограничено возможностями методов тестирования как методов идентификации.
По мнению автора, поиск более адекватных подходов к проблеме достоверности идентификации и качеству решений, принимаемых на ее основе, должен включать в себя более углубленное и разностороннее изучение процессов внедрения научных знаний в практическую деятельность и инвентаризацию идей, накопленных в разных областях. В связи с этим хотелось бы выразить солидарность с авторами статьи [1], рассматривающих в качестве конечной цели создание “методологий идентификации”, “методологий практического применения математического аппарата теории управления”, которые должны охватывать не только применение формальных методов, но и поиск, и принятие решений человеком, и текущее управление процессом идентификации. Именно в рамках таких методологий и должен решаться практически значимый вопрос о снижении рисков из-за недостоверности принимаемых решений.
1. Идентификация систем и задачи управления: на пути к современным системным методологиям / И.В. Прангишвили, В.А. Лотоцкий, К.С. Гинсберг, В.В. Смолянинов // Проблемы управления. – 2004. – № 4. – С. 2–15.
2. Abramova N.A. On Proving Testing Strategies // Technical Diagnostics 89. The House of Technology. Prague, 1989. – Part 1. – P. 232–236.
3. Абрамова Н.А. Об одном подходе к оценке достоверности стратегий тестирования правильности программ // Надежность. – 2002. – № 3.
4. Поиск подходов к решению проблем / И.В. Прангишвили, Н.А. Абрамова, В.Ф. Спиридонов и др. – М.: Синтег, 1999. – 284 с.
5. Howden W.E. Reliability of the Path Analysis Testing Strategy // IEEE Trans. on SE. – 1976. – Vol. SE-4, Sept. – P. 208–214.
6. Tai K.C. Program Testing Complexity and Test Criteria // Ibid. – 1980. – Vol. SE-6, N 6. Р. 531–538.
7. Абрамова Н.А. О некоторых мифах в оценке качества программного обеспечения // Надежность. – 2004. – № 1.
8. Советский энциклопедический словарь. – М.: Советская энциклопедия, 1980.
( (095) 334-92-09
E-mail: abramova@ipu.ru
[1] Статья представляет собой расширенное изложение одноименного доклада на конференции “Идентификация систем и задачи управления” SICPRO¢03 (Москва, 2003), рекомендованного к публикации в журнале “Проблемы управления” Программным комитетом конференции.
[2] Хотя в этом направлении нормой считается говорить об идентификации объекта, нередко говорят об идентификации модели, сопоставляемой объекту, или параметров модели. Об идентификации моделей принято говорить и в других областях наук, в том числе, гуманитарных.
[3] Для сравнения, к другим видам идентификации можно отнести сопоставление признакам конкретных объектов реального мира – опознание объектов по признакам, или экстенсиональную идентификацию, а также более сложные виды, например, переход из одного пространства признаков, в котором описывается реальный объект, в другое.
[4] В дальнейшем будем без оговорки пользоваться термином “идентификация”, имея в виду именно интенсиональную идентификацию.
[5] “Следует различать объективную (общеобязательную) достоверность знания и субъективную, внутреннюю уверенность, которая может играть большую роль в практической деятельности человека” [8].