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Universidad Nacional de Jujuy-Facultad de Ingeniería Sistemas de Información- Sistemas de Información I Prof. Lic. Analía N. Herrera Cognetta 1 UNIDAD 2 TIPOS DE SISTEMAS DE INFORMACION Clasificación de Sistemas: Sistemas Transaccionales o En línea Sistemas de Tiempo Real Sistemas Administrativos Sistemas de Apoyo a Ejecutivos Sistemas de Información Gerencial Sistemas de Apoyo a Decisiones Sistemas Basados en el Conocimiento Sistemas para enlazar la empresa Sistemas Integrados de Gestión (ERP). Sistemas de Apoyo a Decisiones de Grupo - Colaborativos Sistemas Web Sistemas de Información Geográfica Sistemas Workflow Sistemas para plataformas móviles 1. Sistemas Transaccionales o En Línea Históricamente, los sistemas de información transaccionales fueron los primeros (y, durante muchos años, casi los únicos) en ser incorporados al procesamiento computadorizado. En el contexto de los sistemas de información, una transacción es un intercambio entre un usuario que opera una terminal y un sistema de procesamiento de datos, en el que se concreta un determinado resultado. Implica la captura y validación de los datos ingresados por el usuario, la consulta y/o actualización de archivos, y una salida o respuesta. Esta definición connota en la transacción su carácter de operación individual, relativamente breve e indivisible. Los sistemas de información transaccionales, por lo tanto, están destinados a satisfacer las necesidades del nivel operativo: explotan la capacidad y velocidad de las computadoras para almacenar y procesar grandes volúmenes de datos; realizan operaciones repetitivas y relativamente sencillas; y contribuyen a automatizar las tareas más rutinarias y tediosas, a eliminar el “papeleo”, a acelerar los trámites, a disminuir la cantidad de mano de obra, a minimizar los errores, a facilitar la registración y recuperación de datos desagregados y, en general, a reducir o aligerar las actividades que desarrollan los empleados u operarios de las organizaciones. Universidad Nacional de Jujuy-Facultad de Ingeniería Sistemas de Información- Sistemas de Información I Prof. Lic. Analía N. Herrera Cognetta 2 Los sistemas transaccionales capturan, procesan y generan datos vinculados a cada una de las transacciones que las organizaciones desarrollan diariamente. Estos sistemas de información son indispensables en cualquier organización de cierta envergadura y no se puede, por razones operativas o legales, prescindir de ellos. Gracias a estos sistemas de información, las organizaciones pueden operar y tomar las decisiones básicas necesarias para su existencia. La tecnología informática ha permitido que los datos que se van capturando y procesando se almacenen ordenadamente en archivos y bases de datos para poder recuperarlos luego en los momentos y formas necesarios. Los datos pueden ser recuperados con el mismo nivel de detalle con que han sido almacenados o pueden estar sometidos a procesos de compresión que sirvan mejor a ciertos propósitos de análisis y decisión. Así podemos obtener información detallada o comprimida referida a un momento o a un período de tiempo determinado; por ejemplo, podemos obtener con relativa facilidad el total de las ventas diarias, semanales y/o mensuales, el listado de las cuentas individuales que componen el saldo de la cuenta de los deudores por ventas al fin de cada mes, el listado de los clientes que mantienen deudas con la empresa con una antigüedad mayor que tres meses, etc. Los sistemas transaccionales son conocidos también con las siglas TPS (Transaction Processing Systems), y cuando el procesamiento se realiza en tiempo real (es decir, cuando el procesamiento de los datos es simultáneo a los hechos) se los conoce como OLTP (On Line Transaction Processing). ¿Cuáles son? En este tipo de sistemas, se encuentran los que son prácticamente comunes a todas las organizaciones, tales como los de Contabilidad, Facturación, Inventarios, Ventas, Proveedores, Cuentas Corrientes, Cobranzas, Caja, Bancos, Sueldos, Finanzas, Compras, Planeamiento y Control de la Producción, etc. También pertenecen a esta clase muchos otros sistemas (llamados “sistemas para mercados verticales”) que resultan más específicos de una rama de actividad, como, por ejemplo, Administración de Obras Sociales, Administración de Sistemas de Medicina Prepaga, Servicios Financieros, Reserva de Pasajes, Administración Hospitalaria, Administración Hotelera, Administración de Propiedades, Administración de Instituciones Educativas, Producción de Seguros, etc. Si no para todos, para la mayoría de estos sistemas existe una variada oferta de paquetes de programas estandarizados. Los más numerosos son los diseñados para las organizaciones más pequeñas, y su costo, su grado de estandarización y su sencillez de manejo los hacen muy accesibles, así como aptos para su empleo con los más económicos modelos de computadoras personales. En el otro extremo, se encuentran las versiones más potentes y costosas, las que suelen tener mayores exigencias de implantación; generalmente, requieren personal especialmente entrenado, recursos de computación relativamente caros y sofisticados, y la adaptación de los programas a las necesidades particulares de la organización. Sobre todo, en el caso de esta categoría superior de paquetes, se plantea la alternativa estratégica de optar por estas soluciones de terceros o encarar el desarrollo de sistemas “a medida”, es decir, especialmente diseñados y construidos para la organización en que serán utilizados. Características: • En todos los sistemas de este tipo los datos entran a la computadora o se les recibe de ella en forma remota. Es decir, los usuarios del sistema computacional normalmente interactúan con la computadora desde terminales que pueden estar localizadas a cientos de kilómetros de la computadora misma. • Los datos almacenados, es decir, sus archivos o su base de datos, usualmente se organizan de tal manera que los componentes individuales de información pueden ser recuperados, modificados o ambas cosas: 1) rápidamente y 2) sin tener necesariamente que efectuar accesos a otros componentes de información del sistema. • El profesional de sistemas que diseña este tipo de sistemas, debe tener alguna manera de modelar, esto es, de crear modelos de todos los posibles mensajes que el usuario humano puede teclear en su terminal, y de todas las respuestas que el sistema pudiera dar, además de todas las respuestas que pudiera dar el humano ante las respuestas de la computadora, etc. Esto usualmente se lleva a cabo Universidad Nacional de Jujuy-Facultad de Ingeniería Sistemas de Información- Sistemas de Información I Prof. Lic. Analía N. Herrera Cognetta 3 identificando todos los estados en los que la computadora y el usuario pudieran encontrarse, e identificando todos los cambios de estado (esto es posible modelarlo con diagramas de secuencia en UML, o diagramas de estado en metodologías estructuradas). Un ejemplo de un estado en el que pudiera encontrarse una computadora de un sistema de cajero automático bancario es: “el usuario ha insertado su tarjeta y se ha identificado, pero aún no me ha dado su clave secreta”. Un ejemplo de cambio de estado es “me ha dado su clave secreta y ahora puedo proceder a determinar si desea retirar efectivo o desea que le informe acerca desu estado de cuenta”. Otro cambio de estado pudiera ser “ha tratado sin éxito de ingresar su clave tres veces y ahora voy a hacer sonar la alarma”. La información se teclea desde el lugar de origen y la salida se transmite a donde es requerida. Los datos se organizan de modo que se puedan recobrar fácilmente. Arquitectura de un Sistema en Línea Dado que los sistemas en línea por lo común requieren recuperar datos con rapidez (para poder responder a preguntas y órdenes provenientes de terminales en línea), suele ser muy importante diseñar los archivos y bases de datos de la manera más eficiente posible. De hecho, a menudo las operaciones de computación llevadas a cabo por un sistema en línea suelen ser relativamente triviales, mientras que la estructura y organización de los datos mantenida por el sistema en línea suelen ser más complejos. 2. Sistemas de Tiempo Real Un sistema de tiempo real es considerado por muchos como una variante de un sistema en línea; muchos usan ambos términos indistintamente. Sin embargo, es importante distinguirlos. Definición: El tiempo es inseparable en la definición de un sistema de software de tiempo real: “Un sistema de software de tiempo real es un sistema cuya correcta operación depende tanto de los resultados producidos por el sistema como del tiempo en que se producen dichos resultados. Un “sistema blando de tiempo real” es un sistema cuya operación se degrada si los resultados no se producen de acuerdo con los requerimientos de tiempo especificados. Si los resultados no se producen según la especificación de tiempo en un “sistema duro de tiempo real”, se considera una falla del sistema.” El ambiente en un sistema de tiempo real: Un sistema computacional de tiempo real puede definirse como aquel que controla un ambiente recibiendo datos, procesándolos, y devolviéndolos con la suficiente rapidez como para influir en dicho ambiente en ese momento. La expresión “con suficiente rapidez” está sujeta a muchas interpretaciones. Ciertamente, existen muchos sistemas en línea (sistemas bancarios, o de reservas aéreas y sistemas de bolsa) que se espera reaccionen en uno o dos segundos a un mensaje tecleado en la terminal. Sin embargo, en la mayoría de los sistemas de tiempo real, la computadora debe reaccionar en milisegundos y a veces en microsegundos a los estímulos que recibe. Los siguientes son ejemplos de sistemas de tiempo real: • Sistemas de control de procesos: los sistemas computacionales que se utilizan para verificar y controlar refinerías, procesos químicos, molinos y operaciones de maquinado. • Sistemas de alta velocidad para adquisición de datos: los sistemas computacionales que obtienen datos de telemetría a alta velocidad de satélites en órbita o las computadoras que capturan cantidades enormes de datos de experimentos de laboratorio. • Sistemas de guía de proyectiles: los sistemas computacionales que deben rastrear la trayectoria de un proyectil y hacer ajustes continuos a la orientación y empuje de los propulsores. Universidad Nacional de Jujuy-Facultad de Ingeniería Sistemas de Información- Sistemas de Información I Prof. Lic. Analía N. Herrera Cognetta 4 • Sistemas de conmutación telefónica: sistemas computacionales que controlan la transmisión de voz y datos en miles de llamadas telefónicas, detectando los números marcados, condiciones de ocupado y todas las demás condiciones de una red telefónica típica. • Sistemas de vigilancia de pacientes: sistemas computacionales que detectan los "signos vitales" de diversos pacientes (por ejemplo, temperatura y pulso) y que son capaces ya sea de ajustar el medicamento administrado o de hacer sonar la alarma si los signos vitales se mantienen fuera de ciertos límites predeterminados. Además de la velocidad, existe otra característica que diferencia a los sistemas de tiempo real de los sistemas en línea: estos últimos suelen interactuar con las personas, mientras que los sistemas de tiempo real usualmente interactúan tanto con personas como con un ambiente que generalmente es autónomo y a menudo hostil. De hecho, la principal preocupación del analista de sistemas en tiempo real es que, si la computadora no responde con la suficiente rapidez, el ambiente pudiera quedar fuera de control, los datos de entrada pudieran perderse sin remedio o un proyectil pudiera salirse de su trayectoria tanto que ya no fuera posible recuperarlo, o bien que un proceso de manufactura pudiera explotar. En cambio, un sistema en línea que no responda con la suficientemente rapidez en general no hará más que volver impacientes y gruñones a sus usuarios. Si tienen que esperar más de tres segundos la respuesta de un sistema en línea, las personas pueden "explotar" en sentido figurado, pero no en sentido literal. Características: Desde un punto de vista de su puesta en práctica, los sistemas de tiempo real se caracterizan por lo siguiente: • Usualmente interactúan tanto con personas como con un ambiente que generalmente es autónomo y a menudo hostil • Simultáneamente se lleva a cabo el proceso de muchas actividades. • Se asignan prioridades diferentes a diferentes procesos: algunos requieren servicio inmediato mientras que otros pueden aplazarse por períodos razonables. • Se interrumpe una tarea antes de concluirla, para comenzar otra de mayor prioridad. • Existe gran comunicación entre tareas, especialmente dado que muchas tratan diferentes aspectos de un proceso general, como el control de un proceso de manufactura. • Existe acceso simultáneo a datos comunes, tanto en memoria como en el almacenamiento secundario, por lo cual se requiere de un elaborado proceso de sincronización y “semáforos” para asegurar que los datos comunes no se corrompan. • Existe un uso y asignación dinámicos de memoria RAM en el sistema computacional, dado que a menudo resulta poco económico asignar suficiente memoria fija para manejar situaciones pico de alto volumen. 3. Sistemas Administrativos Universidad Nacional de Jujuy-Facultad de Ingeniería Sistemas de Información- Sistemas de Información I Prof. Lic. Analía N. Herrera Cognetta 5 La Información y la toma de decisiones Al interior de las organizaciones, la información está asociada a los procesos de coordinación, planificación y control, y las decisiones que ellos implican. Por tal motivo, no tiene sentido hablar de la información por la información solamente, como tampoco separar la toma de decisiones del sistema de información. El Sistema de Información Administrativo (S.I.A) es un subsistema dentro de la organización, compuesto por personas, equipos y procedimientos, encargados de proveer la información necesaria para la toma de decisiones, al objeto de realizar las acciones de coordinación, planificación y control, y su existencia es inherente a ella, aunque no se le haya definido o reconocido como tal. La información y su flujo es el elemento básico en que se basan los Sistemas de Información Administrativos. De lo anterior se deduce que, en toda organización, la acción de decidir es continua, se produce a todo nivel y en algunos casos es de vital importancia. Decidir es, simplemente, seleccionar una entre varias alternativas o estrategias viables, que permitan a la persona o grupo que elige, cumplir de alguna manera con el objetivo prefijado por la organización. Pero este proceso de toma de decisiones, en la realidad es complejo, y de su estudio pueden derivar nuevos problemas u otras alternativas y nuevas decisiones. El analizar las alternativas que se presentany tomar la decisión de aplicar una de ellas, ponerla en práctica y controlarla constituyen los elementos principales del proceso de toma de decisiones Sin embargo, un factor que determina la conducta del tomador de decisiones lo constituye, en gran medida, la cantidad y calidad de la información que él posea. La cantidad de información y calidad de esta recorre una gama que va desde la carencia absoluta, en la cual la decisión se basará en la experiencia, hasta el punto extremo donde posee información completa y cierta. Por eso es que en la medida en que esta información aumenta en cantidad y calidad, la probabilidad de error de la decisión adoptada disminuye. ¿Qué es un Sistema de Información Administrativo (SIA)? Es el conjunto organizado de personas, procedimientos, software, bases de datos y dispositivos para suministrar información rutinaria a administradores y tomadores de decisiones. El propósito principal de un SIA es ayudar a que la organización logre sus objetivos al proporcionar a los gerentes conocimientos de las operaciones habituales de la organización con el fin de que puedan controlar, organizar y planear con más efectividad y eficiencia El interés particular de un SIA es la eficiencia operativa. Mercadotecnia, producción, finanzas y otras áreas funcionales se apoyan en sistemas de información administrativa y se vinculan entre sí por medio de una base de datos común. Los sistemas de información administrativa suelen producir informes estándar generados con base en datos e información procedentes del sistema de procesamiento de transacciones. Un SIA produce información sobre: • El esquema de prestación de servicios. Por ejemplo: qué tipo de servicios presta, quien los presta, que cantidad de servicios presta. • Recursos que se requieren y que se utilizan. Por ejemplo: distribución del personal, cantidad de personal. • El apoyo para el control a los administradores. Por ejemplo: como se hizo la selección de personal, como se hizo la adquisición de recursos. • Datos para informes de la organización. Por ejemplo: información para el Seguro Social, información sobre la demanda de atención en salud • Resultados de los programas o de los servicios que se prestan. Por ejemplo: Cubrimiento de la población con vacuna de hepatitis B, funcionamiento del programa de tuberculosis, utilización de los recursos disponibles para el desarrollo de los programas. Aspectos que debe cubrir un SIA: El SIA, tiene que ser coherente con las funciones, prestación de servicios, desarrollo de personal, contabilidad, recursos materiales, fuentes de financiación de la Universidad Nacional de Jujuy-Facultad de Ingeniería Sistemas de Información- Sistemas de Información I Prof. Lic. Analía N. Herrera Cognetta 6 organización; en igual forma que para la toma de decisiones se requiere información sobre las políticas, metas, propósitos, estrategias y programas que lleva a cabo la institución Las necesidades de información varían con los niveles de la actividad administrativa de la organización, por lo tanto, los sistemas de información se deben diseñar de tal manera que proporcionen diferentes tipos de información para diversos niveles. En este sentido es necesario identificar tres niveles administrativos en las organizaciones de servicios: • Nivel Directivo: determinación de metas, definición de políticas y objetivos, identificación de programas y actividades. Por ejemplo: políticas con relación a contratación de personal, políticas con relación a adquisición de equipos y materiales, población beneficiaria de los servicios que presta la organización. En este nivel se requiere mayor información externa, menor precisión y alto nivel de síntesis. • Nivel Intermedio: adquisición y asignación de recursos, identificación de nuevos servicios, requerimientos de personal, análisis de presupuesto. Por ejemplo: esquema de distribución de personal y planeación de presupuesto anual. En este nivel se requiere información más exacta, precisa, actualizada y repetitiva. • Nivel operativo o de control: realización de tareas específicas de manera efectiva y eficiente, aceptación o rechazo de clientes, calidad del servicio que se presta, ejecución presupuestal. Por ejemplo: selección de nuevos clientes, relación de programas de capacitación y entrenamiento. En este nivel se requiere información mucho más detallada, datos específicos, exactos, frecuentes y actualizados para que los administradores evalúen la respuesta inmediata que se necesita para efectuar cambios a corto plazo en operaciones diarias. Los administradores de las empresas son los usuarios principales de estos sistemas. Sin embargo, los sistemas de información administrativa no remplazan a los administradores, ni realizan funciones propias de ellos como la de toma de decisiones. En realidad, se encargan de proporcionar información necesaria en tiempo, forma y en formatos normalizados, que ayuda a los directivos para la toma de decisiones estructuradas y en la resolución de problemas. Algunos ejemplos de Sistemas de Información Administrativa Existen diversos sistemas de información administrativa para la gestión de compras e inventarios en el mercado, los cuales emplean distintos métodos para el control de la empresa, así como para disminuir los gastos y maximizar las ganancias. El conocimiento de los diversos métodos disponibles es indispensable para poder realizar una posterior adaptación de acuerdo con las necesidades particulares de cada negocio. El objetivo de un sistema de control de inventarios es reducir la merma, las compras de materia prima y, por ende, provocar la reducción misma de los inventarios. Con la correcta gestión de estos factores, se aumenta el flujo de compras y ventas a través de toda la cadena de suministros, desde nuestros proveedores, hasta el cliente final. También existen otro tipo de soluciones que permiten realizar el control y valorización de las materias primas, de los productos en proceso y producto terminado, traslado entre bodegas, solicitudes, reservas, conteo físico, cotizaciones, pedidos, facturación y entrega de mercancías y gestión de la cobranza. Hay diferentes métodos para el control de inventarios, como son: Máximos y mínimos. Método ABC o análisis de Pareto Revisión por intervalos. Doble stock. Opciones comerciales. Dentro de las opciones comerciales en el mercado, se encuentran las soluciones de gestión, facturación y stock para PyMEs, las cuales son fáciles de usar, ya que funcionan como un piloto automático que se ocupa del inventario, clientes y facturas. Éstas se adaptan a las necesidades, duplicando la eficiencia de la empresa con la información. Universidad Nacional de Jujuy-Facultad de Ingeniería Sistemas de Información- Sistemas de Información I Prof. Lic. Analía N. Herrera Cognetta 7 Dentro de la jerarquía de los sistemas de administración de recursos materiales — a la que pertenecen los sistemas de compras y control de inventarios—, está como factor común el que se ocupan de la gestión de los productos, clientes, proveedores, facturas y compras, para mantener el negocio organizado y exitoso. Hay que aclarar que no es posible mencionar en este material los nombres y referencias de las opciones comerciales disponibles en el mercado para los sistemas de administración, debido a que son nombres de empresas registradas. Sin embargo, usted puede encontrar las siguientes características como factor común en diferentes páginas web relacionadas con sistemas de información para la gestión de compras y controlde inventarios: Gestión de productos; gestión de inventarios; manejo de múltiples listas de acceso; introducción de códigos de barras; flexibilidad para manejo de diferentes tipos de monedas; permiten la actualización de precios y costos; gestionan productos compuestos; permiten la generación de reportes con representación gráfica; permiten, como valor agregado, la gestión de ofertas, promociones, descuentos y recargos; permiten la impresión de etiquetas para códigos de barras y la gestión de cuentas corrientes de clientes y proveedores. También existen otras opciones comerciales que gestionan el control de las materias primas, productos en proceso y producto terminado, traslado entre bodegas, reservas, conteo físico, cotizaciones, pedidos, facturación, entrega de mercancías y cobranza. Entre sus productos y servicios encontramos los siguientes: Manejo de precios, concepto de IVA. Códigos, descripción, descuentos y retención de la fuente de cada producto. Entradas y salidas de almacén, solicitud de inventarios, reserva de mercaderías, costos, unidades de medida, series, códigos de barras, control del inventario físico, control de saldos y la facilidad para realizar consultas dinámicas. Sistemas Administrativos de Recursos Humanos Se utilizan para llevar el control de los ingresos y egresos de los trabajadores, así como sus impuestos, optimizando los cálculos y las tareas repetitivas. Además, cuentan con generadores de recibos y reportes. Ofrecen soluciones incluyendo una diversidad de temas —fiscal, legal, laboral—, lo cual los hace flexibles y adaptables a cualquier empresa. Sistemas Administrativos de Control de Producción Recursos materiales. Entre estos se cuentan la maquinaria, herramientas, equipo de medición y cualquier otro necesario para el desempeño diario de las actividades de los trabajadores de una unidad económica, con la finalidad de generar bienes o servicios para satisfacer a los consumidores Áreas: planeación y control de materiales, compras, tráfico, almacén y control de calidad. La Planificación de Recursos Materiales (MRP): Es un sistema de información empresarial que planifica, administra y optimiza la producción y el control de inventarios. Sistema de Apoyo a Ejecutivos: Executive Information Systems (EIS) / Executive Support Systems (ESS) Un sistema EIS/ESS es un sistema de información computadorizado diseñado para proveer a los gerentes acceso a la información relevante para sus actividades de gestión. Un sistema EIS/ESS soporta actividades estratégicas tales como la definición de políticas, planeamiento o preparación de presupuestos. El objetivo de estos sistemas es el de recolectar, analizar e integrar los datos internos y externos en indicadores. Un sistema EIS/ESS permite monitorear las operaciones e incrementar la velocidad y precisión del proceso de toma de decisiones. Estos sistemas permiten tomar decisiones para planificar las actividades del futuro en la compañía. Universidad Nacional de Jujuy-Facultad de Ingeniería Sistemas de Información- Sistemas de Información I Prof. Lic. Analía N. Herrera Cognetta 8 A pesar de que los EIS/ESS difieren en el número de características, la más común de ellas es el acceso inmediato a una base de datos única donde se pueden encontrar los datos financieros y operacionales. Los sistemas EIS/ESS deben poner un énfasis especial en el uso de interfaces fáciles de utilizar y fáciles de entender. Además, deben incorporar herramientas de automatización de oficinas como correo electrónico, calendarios de reuniones y planificación, y Video conferencias. Características de un sistema EIS/ESS: • Un EIS abarca varias aplicaciones, y automatización de oficinas. • Requieren una base de datos mayor, debido a que se necesita monitorear la performance en muchas áreas críticas del negocio. • Proveen acceso a datos externos de la industria, competidores y clientes. • Hacen más énfasis en la interfaz de usuario. • Tienen más impacto dentro de la organización. 4. Sistemas de información gerencial Como se ha visto anteriormente, los sistemas transaccionales capturan, procesan y generan datos vinculados a cada una de las transacciones que las organizaciones desarrollan diariamente. Estos sistemas de información son indispensables en cualquier organización de cierta envergadura y no se puede, por razones operativas o legales, prescindir de ellos. La tecnología informática ha permitido que los datos que se van capturando y procesando se almacenen ordenadamente en archivos y bases de datos para poder recuperarlos luego en los momentos y formas necesarios. Los datos pueden ser recuperados con el mismo nivel de detalle con que han sido almacenados o pueden estar sometidos a procesos de compresión que sirvan mejor a ciertos propósitos de análisis y decisión. Así podemos obtener información detallada o comprimida referida a un momento o a un período de tiempo determinado; por ejemplo, podemos obtener con relativa facilidad el total de las ventas diarias, semanales y/o mensuales, el listado de las cuentas individuales que componen el saldo de la cuenta de los deudores por ventas al fin de cada mes, el listado de los clientes que mantienen deudas con la empresa con una antigüedad mayor que tres meses, etc. Estos informes son un subproducto natural de los sistemas transaccionales y se obtienen, en general, en forma repetitiva de acuerdo con un calendario predeterminado. Son de gran utilidad a los niveles medios y en forma más sumaria son utilizados también por los niveles más altos de las organizaciones. Los sistemas de información gerencial (MIS, Management Information Systems] no reemplazan a los sistemas de procesamiento de transacciones, más bien, incluyen el procesamiento de transacciones. Son una colección de sistemas de información que interactúan entre sí y que proporcionan información tanto para las necesidades de las operaciones como de la administración. Los MIS dan apoyo a un espectro de tareas organizacionales mucho más amplio que los sistemas de procesamiento de transacciones, como el análisis y la toma de decisiones. Para acceder a la información, los usuarios de un sistema de información gerencial comparten una base de datos común. Ésta almacena datos y modelos que ayudan al usuario a interpretar y aplicar los datos. Los sistemas de información gerencial producen información que se emplea en la toma de decisiones. Un sistema de información gerencial también puede contribuir a unificar algunas de las funciones de información computarizadas de una empresa, a pesar de que no existe como una estructura individual en ninguna parte de ésta. Sin embargo, debe recalcarse que es una colección de sistemas de información. En teoría, una computadora no es necesariamente un ingrediente de un Sistema de Información Gerencial (SIG), pero en la práctica es poco probable que exista un SIG complejo sin las capacidades de procesamiento de las computadoras. Este concepto, aunque más amplio, se ajusta plenamente porque los sistemas de información de todas las funciones de la empresa están unidos cada vez más en un supersistema, compuesto de sistemas casi independientes, pero de tal modo que ninguno de ellos puede verse completamente separado de los otros. Universidad Nacional de Jujuy-Facultad de Ingeniería Sistemas de Información- Sistemas de Información I Prof. Lic. Analía N. Herrera Cognetta 9 Es un conjunto de información extensa y coordinada de subsistemas racionalmente integrados que transforman los datos en información en una variedad de formaspara mejorar la productividad de acuerdo con los estilos y características de los administradores. Esta transformación se realiza con base en los criterios de calidad establecidos, que son el tiempo, la relevancia, la precisión, la retroalimentación y la disponibilidad selectiva de los datos. Los sistemas de información gerencial dan soporte a un espectro más amplio de tareas organizacionales, los sistemas de información gerencial incluyen el análisis de decisiones y colaboran en la toma decisiones. “Para poder ligar la información, los usuarios de un sistema de información gerencial comparten una base de datos común. La base de datos guarda modelos que ayudan a los usuarios a interpretar y aplicar esos mismos datos. Los sistemas de información gerencial producen información que es usada en la toma de decisiones. Un sistema de información gerencial también puede llegar a unificar algunas de las funciones de información computarizada, aunque no exista como una estructura singular en ningún lugar del negocio”. Los sistemas gerenciales que acabamos de describir son sistemas para Inteligencia de negocios (BIS). La inteligencia de negocios es un término contemporáneo que se refiere a los datos y herramientas de software para organizar, analizar y proveer acceso a la información para ayudar a los gerentes y demás usuarios empresariales a tomar decisiones más documentadas. Las aplicaciones de inteligencia de negocios no se limitan a los gerentes de nivel medio; se pueden encontrar en todos los niveles de la organización, como los sistemas para la gerencia de nivel superior. Los gerentes de nivel alto necesitan sistemas que lidien con los aspectos estratégicos y las tendencias a largo plazo, tanto en la empresa Inteligencia de Negocios (Business Intelligence) La inteligencia de negocios o business intelligence (BI) es el conjunto de procesos, aplicaciones y tecnologías que facilitan la obtención rápida y sencilla de datos provenientes de los sistemas de gestión empresarial para su análisis e interpretación, de manera que puedan ser aprovechados para la toma de decisiones y se conviertan en conocimiento para los responsables del negocio. Las herramientas de business intelligence por lo general muestran la información en forma de cuadros de mando o “dashboards” y reportes específicos que se pueden crear a partir de los datos que se obtienen del ERP (más adelante se encuentra la definición y detalle de este tipo de sistema) que la empresa utiliza para su gestión, de tal forma que la información es presentada al usuario de manera ágil y accesible para que pueda realizarse el análisis e interpretación correspondiente. Cabe mencionar que estas herramientas son de gran utilidad para las distintas áreas de la organización como, por ejemplo: Mercadotecnia: En esta área el BI puede ser aprovechado para segmentación de mercados, análisis de tendencias y de clientes. Ventas: Análisis de clientes y su rentabilidad, análisis por producto, por segmento, proyecciones y pronósticos de ventas. Finanzas: Reportes detallados de gastos, costos e ingresos, así como para razones financieras y análisis financiero de la empresa. Logística: Seguimiento de embarques y monitoreo de pedidos para saber la causa de su pérdida. Producción: Reporte de productividad de líneas de producción, rotación de inventarios, etc. Muchos de los conceptos utilizados en BI no son nuevos, pero han evolucionado y han sido refinados en base a las experiencias a lo largo del tiempo. Hoy en día, es vital que las empresas provean un acceso rápido y efectivo a la información de negocios a muchos usuarios para sobrevivir. Para ello, la solución es un sistema BI, que ofrece un conjunto de tecnologías y productos para hacer llegar a los usuarios la información que necesitan para tomar decisiones de negocios, tácticas y estratégicas. Universidad Nacional de Jujuy-Facultad de Ingeniería Sistemas de Información- Sistemas de Información I Prof. Lic. Analía N. Herrera Cognetta 10 Estructura de un sistema BI El siguiente gráfico ilustra los componentes de los sistemas BI Los sistemas BI permiten tomar datos de los sistemas del nivel operativo para construir un repositorio de datos denominado datawarehouse. Este repositorio puede estar compuesto por diferentes data marts o almacenes de datos, para los distintos temas (por ejemplo, marketing, finanzas, distribución, etc.). Los mecanismos de análisis de los datos permiten brindar a los usuarios finales información que utilizarán para la toma de decisiones no estructuradas. Implementación de un sistema BI Implementar un sistema BI no significa solamente comprar un producto e instalarlo. Requiere que se lleve a cabo un proyecto de desarrollo que involucre tareas de consultoría para establecer los mecanismos de conversión de datos e implementación. La tecnología por sí sola no resuelve el problema, es solo una herramienta que debe ser aprovechada correctamente para lograr óptimos resultados. La instalación de un data warehouse no asegura que se proveerá a los usuarios de las herramientas adecuadas y la información que necesitan. Eso es solo el comienzo. A menos que la información en el data warehouse sea cuidadosamente documentada y fácil de acceder, la complejidad hará que solo las personas capacitadas en sistemas puedan acceder a la misma. Los sistemas BI deben proveer información tanto a las personas de sistemas como a los usuarios de negocios. Para ello, cuentan con interfaces avanzadas, sistemas OLAP basados en formatos web, herramientas de minería de datos y aplicaciones que permitan aprovechar estas herramientas. Un sistema BI debe proveer escalabilidad y debe soportar e integrar productos de varios proveedores. Los expertos coinciden en que el éxito de un data warehouse depende de que se comience con una identificación de los requerimientos del negocio. Estos requerimientos son los que determinarán el diseño del data warehouse y los datos que serán necesarios. 5. Sistema de Apoyo a la Toma de Decisiones Definición: Los sistemas de apoyo a decisiones o DSS (Decision Support Systems) se diferencian de los sistemas de información gerencial tradicionales, en que estos profundizan en lo que respecta a la toma de Universidad Nacional de Jujuy-Facultad de Ingeniería Sistemas de Información- Sistemas de Información I Prof. Lic. Analía N. Herrera Cognetta 11 decisiones en todas sus fases, aunque la decisión es del dominio del tomador de decisiones (administrador del sistema o gerente). Los sistemas de apoyo a decisiones son realizados de acuerdo a las características y necesidades específicas de la persona o grupo que los utiliza a diferencia de los sistemas de información gerencial tradicionales. Son sistemas que no toman decisiones por si mismos, sino que ayudan a los administradores y a otros profesionales de una organización a tomar decisiones inteligentes y documentadas acerca de los diversos aspectos de la operación. “Un sistema de apoyo a la toma de decisiones es una o varias formas de establecer un sistema para una tarea clave administrativa o de organización, ciertamente un sistema de apoyo de decisiones está realizado para una tarea administrativa o un problema específico y su uso se limita a dicho problema o tarea. Los sistemas de apoyo a decisiones suelen ser diseñados especialmente para servir a los administradores en cualquier nivel de la organización”. Los sistemas de apoyo a la toma de decisiones, o para mayor sencillez, Sistemas de Apoyo a la Decisión (SAD), son sistemas casisiempre interactivos, que están diseñados para asistir a un ejecutivo en la toma de decisiones. Los SAD (también conocidos como DSS, del inglés, Decision Support Systems) incorporan datos y modelos para ayudar a resolver un problema que no está totalmente estructurado. Los datos suelen provenir de los sistemas transaccionales o de un repositorio de datos (conocido como data warehouse), y/ o de alguna fuente o base de datos externa. Un modelo puede ser desde un sencillo análisis de rentabilidad realizado con una familiar planilla de cálculo, en el cual se calcula un probable resultado (beneficio o pérdida), hasta un modelo complejo de optimización de carga de máquinas de una línea de producción que requiere un complejo programa de base matemática. Consideremos la popular planilla de cálculo (Excel o Lotus), aplicada a un estado financiero proyectado. En este caso, se utilizan datos históricos y supuestos acerca de la futura tendencia en los ingresos y los egresos. Después de evaluar los resultados del modelo base, el ejecutivo genera lo que se denomina un análisis “¿qué pasaría si...?” (“what if...” analysis), modificando uno o más supuestos para analizar el impacto de los mismos en el resultado final. Por ejemplo, puede explorar la forma en que el flujo de ingresos afecta el crecimiento pronosticado de las ventas, ya sea en un porcentaje superior o inferior al actual. De la misma manera, puede explorar cómo afecta el cambio en el costo de las materias primas, el cambio de la paridad cambiaria, las modificaciones en la tasa de interés, etc. Veamos otro ejemplo: ¿cuál puede ser el impacto en los ingresos totales de una organización dedicada al servicio prepago de salud, si se decide aumentar la cuota de afiliación? En este caso, podemos construir un sencillo modelo basado en un algoritmo que calcule el ingreso total a partir de multiplicar la cantidad de afiliados de las distintas categorías, por el importe de la cuota respectiva. El analista podría, además, calcular los montos resultantes de aplicar cuotas con distinto aumento y porcentajes de afiliados que se estima rescindirían su afiliación. Una vez construido el modelo el recálculo con distintas hipótesis de valor de la cuota y porcentaje de rescisión se puede realizar muy fácilmente y en poco tiempo. Los SAD son útiles en los problemas en los cuales hay suficiente estructura como para construir un modelo matemático o estadístico que permita su resolución por medio de la computadora, pero que finalmente requiere del juicio del ejecutivo. Los sistemas de soporte de decisiones (DSS) brindan apoyo a la toma de decisiones que no es rutinaria. Se enfocan en problemas que son únicos y cambian con rapidez, para los cuales el proceso para llegar a una solución tal vez no esté por completo predefinido de antemano. Tratan de responder a preguntas como éstas: ¿Cuál sería el impacto en los itinerarios de producción si se duplicaran las ventas en el mes de diciembre? ¿Qué ocurriría con nuestro rendimiento sobre la inversión si se retrasara el itinerario de una fábrica por seis meses? Aunque los DSS usan información interna de los TPS (Transaccionales) y MIS (Gerenciales), a menudo obtienen datos de fuentes externas, como los precios actuales de las acciones o los de productos de los competidores. Ejemplos: Planillas de cálculo, Sistemas de análisis estadístico, programas de pronósticos de mercado, etc. Estos sistemas usan una variedad de modelos para analizar los datos y están diseñados de modo que los usuarios puedan trabajar con ellos de manera directa. Universidad Nacional de Jujuy-Facultad de Ingeniería Sistemas de Información- Sistemas de Información I Prof. Lic. Analía N. Herrera Cognetta 12 Un DSS interesante, pequeño pero poderoso, es el sistema de estimación de viaje de la subsidiaria de una gran compañía de metales, que existe en esencia para transportar cargas a granel de carbón, aceite, minerales y productos terminados para su empresa matriz. La empresa posee varios buques, contrata otros y hace ofertas para obtener convenios de embarques en el mercado abierto para transportar carga en general. Un sistema de estimación de viajes calcula los detalles financieros y técnicos de cada traslado. Los cálculos financieros incluyen los costos de envío/tiempo (combustible, mano de obra, capital), las tarifas de flete para los diversos tipos de cargamento y los gastos de los puertos. Los detalles técnicos incluyen una multitud de factores, como la capacidad de carga de los buques, la velocidad, las distancias entre los puertos, el consumo de combustible y agua, y los patrones de carga (ubicación del cargamento para los distintos puertos). El sistema puede responder a preguntas tales como ésta: dado el itinerario de entrega de un cliente y una tarifa de flete ofrecida, ¿qué buque se debe asignar y a qué tarifa para maximizar las ganancias? ¿Cuál es la velocidad óptima a la que un buque específico puede aumentar su utilidad sin dejar de cumplir con su itinerario de entrega? Otros sistemas que dan soporte a la toma de decisiones que no son de rutina son más orientados a los datos, puesto que se enfocan en extraer información útil de grandes cantidades de datos. Por ejemplo, Intrawest (el operador de esquí más grande en Norteamérica) recolecta y almacena grandes cantidades de datos de los clientes que provienen de su sitio Web, call centers, reservaciones de habitaciones, esquelas de esquí y tiendas de renta de equipo para esquí. Utiliza software especial para analizar estos datos y determinar el valor, el potencial de ingresos y la lealtad de cada cliente, de modo que los gerentes puedan tomar mejores decisiones sobre cómo dirigir sus programas de marketing. El sistema segmenta a los clientes en siete categorías con base en las necesidades, actitudes y comportamientos, que varían desde “expertos apasionados” hasta “vacacionistas familiares orientados al valor”. Después la compañía envía clips de video por correo electrónico que llaman la atención de cada segmento para fomentar más visitas a sus centros vacacionales Características: • Típicamente son sistemas pasivos en el sentido de que no operan en forma regular, es decir, operan solo cuando se les necesita • No solo recuperan y exhiben los datos, sino que también realizan varios tipos de análisis matemáticos y estadísticos. • Tienen la capacidad en la mayoría de los casos de presentar la información en una variedad de formas gráficas, al igual que en forma de reportes. Objetivos de un SAD Los Objetivos de un SAD son los siguientes: • Apoyar (no reemplazar) el juicio humano, de tal modo que el potencial de los procesos del hombre y de la máquina sea utilizado al máximo. • Crear herramientas de apoyo bajo el control de los usuarios, sin automatizar la totalidad del proceso decisorio predefiniendo objetivos o imponiendo soluciones. • Ayudar a incorporar la creatividad y el juicio del decididor (permítasenos este neologismo) en las fases de formulación del problema, selección de los datos, y generación y evaluación de alternativas. • Apoyar a los ejecutivos de alto nivel en la solución de problemas prácticos no totalmente estructurados y en los que, hallándose presente algún grado de estructura, el juicio sea esencial. Componentes de un SAD Los subsistemas principales de un SAD son: la base de datos, la base de modelos, el generador de diálogo (o interfaz con el usuario) y el decididor. La siguiente figura muestra los componentes de un SAD. Universidad Nacional de Jujuy-Facultad de Ingeniería Sistemas de Información- Sistemas de Información I Prof. Lic. Analía N. Herrera Cognetta13 El sistema de administración de bases de datos que forma parte de un SAD es un instrumento para incorporar, almacenar y recuperar datos. Actúa como “memoria ilimitada” del decididor, quien encuentra allí todos los datos de los sistemas transaccionales, otros datos internos y datos externos o del ambiente. Esta herramienta juega un papel fundamental en la etapa de generación de alternativas. El sistema de administración de modelos es el que constituye la característica distintiva de los SAD. La modelización es la función fundamental de todo SAD, ya que permite crear modelos y escenarios que representen situaciones reales. Esos escenarios ayudan al gerente a explorar alternativas y examinar las consecuencias de su decisión, antes de ponerla realmente en práctica. La siguiente es una lista ejemplificativa de posibles aplicaciones: • Análisis financiero • Presupuestación • Consolidación • Análisis de costos • Valuación de empresas • Evaluación de proyectos • Análisis de ventas • Análisis de mercados • Simulación • Impacto financiero de contratos • Utilización de prestaciones médicas • Proyección de demandas de atención médica • Análisis de rentabilidad por tipo de clientes Dentro de los sistemas de apoyo a decisiones se encuentran los: 5.1. Sistemas de Planeación Estratégica: Definición: Son utilizados por los gerentes en jefe para evaluar y analizar la misión de la organización. No son programas de computadoras en sí; son complejas combinaciones de actividades y procedimientos, Universidad Nacional de Jujuy-Facultad de Ingeniería Sistemas de Información- Sistemas de Información I Prof. Lic. Analía N. Herrera Cognetta 14 muchos de los cuales los llevan a cabo humanos utilizando información obtenida de fuentes externas (estudios de mercados, etc.) y datos internos provenientes de otros sistemas de la organización. 6. Sistemas Basados en el Conocimiento Son sistemas que se asocian con el campo de la Inteligencia Artificial y se dividen en dos grandes grupos: 6.1. Sistemas Basados en el Conocimiento Definición: Son sistemas que contienen grandes cantidades de diversos conocimientos que emplean en el desempeño de una tarea dada. Se puede definir como: “Sistema que resuelve problemas utilizando una representación simbólica del conocimiento humano.” Características importantes: Representación explícita del conocimiento. Capacidad de razonamiento independiente de la aplicación específica. Capacidad de explicar sus conclusiones y el proceso de razonamiento. Alto rendimiento en un dominio específico. Uso de heurísticas vs. modelos matemáticos. Uso de inferencia simbólica vs. algoritmo numérico. Algunas de estas propiedades se deben a la separación entre: Conocimiento específico del problema - Base de Conocimiento. Metodología para solucionar el problema - Máquina de Inferencia. Importancia del Conocimiento Los sistemas basados en conocimiento basan su rendimiento en la cantidad y calidad del conocimiento de un dominio específico y no tanto en las técnicas de solución de problemas. Diferencia de sistemas basados en conocimiento con otras técnicas: En matemáticas, teoría de control y computación, se intenta resolver el problema mediante su modelado (Modelo del problema). En sistemas expertos se ataca el problema construyendo un modelo del ``experto'' o resolvedor de problemas (Modelo del experto). Sobre Ingeniería del Conocimiento El punto clave del desarrollo de un Sistema Basado en el Conocimiento es el momento de traspasar el conocimiento que posee el experto a un sistema real. En este proceso no sólo se han de captar los elementos que componen el dominio del experto, sino que también se han de adquirir las metodologías de resolución que utilizan éstos. Este trabajo de extracción del conocimiento (Knowledge elicitation) se realiza durante la interacción entre dos personajes, el ingeniero del conocimiento (IC) (persona que conoce el formalismo de representación que utilizará el SBC) y el experto (persona que posee el conocimiento, pero que no tiene por qué usar un formalismo para representarlo). Durante las entrevistas entre el IC y el experto, el primero ha de ayudar a sistematizar el conocimiento del experto, consiguiendo que vaya explicitando las diferentes técnicas que utiliza para resolver los problemas de su dominio, de manera que se puedan representar en un formalismo computable. Esta metodología de extracción del conocimiento es bastante lenta (se cita que se suele extraer información equivalente a de dos a cinco reglas de producción por día). Varias son las dificultades que dan una producción tan baja a esta metodología: Universidad Nacional de Jujuy-Facultad de Ingeniería Sistemas de Información- Sistemas de Información I Prof. Lic. Analía N. Herrera Cognetta 15 La naturaleza especializada del dominio hace que el IC deba aprender unas nociones básicas para que pueda establecerse una comunicación (Vocabulario básico, elementos que intervienen en el dominio, formalismos que utilizan los expertos, etc.). Los expertos se encuentran más cómodos pensando en términos de ejemplos típicos que razonando en términos generales, que son de los que realmente se podría hacer una mejor abstracción. La búsqueda de un formalismo de representación que se adapte adecuadamente al problema y que sea fácil de interpretar y adoptar por el experto. Este formalismo ha de ser susceptible de ser transformado en algo computable. Por lo general, a los expertos les es muy difícil explicitar los pasos que utilizan para resolver los problemas. Es la que se ha denominado paradoja del experto. Cuanta más experiencia, menos explícitos son los razonamientos del experto y más ocultos los métodos de resolución. Si observamos cómo un experto resuelve un problema, éste omite muchas cadenas de razonamiento e información que da por supuesta, y a la que no asigna importancia dentro de la resolución, pero que si se quiere abordar de manera sistemática sí es necesaria. Con todas estas circunstancias, podemos observar que la auténtica dificultad de la extracción del conocimiento estriba en descubrir los métodos mediante los que se usa el conocimiento en la resolución y no tanto en la adquisición del conocimiento estático del problema (elementos del problema y relaciones). Sobre la adquisición de los elementos básicos del dominio, existen bastantes herramientas automáticas, encuadradas dentro del área del aprendizaje automático, que permiten reducir el esfuerzo. Sobre la adquisición automática de conocimiento de resolución de problemas, también hay algunas técnicas automáticas, pero que por lo general son a niveles bastante básicos. Adquisición del conocimiento La tarea de educción comprende tres aspectos fundamentales: La motivación del experto del dominio. El estilo y el conocimiento que posee el ingeniero del conocimiento. Un método adecuado. Métodos manuales de adquisición del conocimiento. Análisis de protocolo Se propone al experto la realización de una tarea real. Se planifica la actividad previamente y se prepara el escenario. El experto debe explicar detalladamente su proceder, justificar sus decisiones y caracterizar las distintas alternativas con sus valores específicos. Observación de campo Se analiza el comportamiento del experto en campo. Se puede analizar con quienes interactúa y de qué forma, a que eventos dirige su atención. Brainstorming Se reúne a varios expertos para que den su opinión sobre distintos aspectos del problema.Es útil para generar ideas. Prototipos Aunque sean parciales, estimulan la crítica por parte de los expertos y ayudan a orientar el desarrollo. Representación del Conocimiento La representación del conocimiento y el razonamiento es un área de la inteligencia artificial cuyo objetivo fundamental es representar el conocimiento de una manera que facilite la inferencia (sacar conclusiones) a partir de dicho conocimiento. Analiza cómo pensar formalmente - cómo usar un sistema de símbolos para representar un dominio del discurso (aquello de lo que se puede hablar), junto con funciones que permitan inferir (realizar un razonamiento formal) sobre los objetos. Generalmente, se usa algún tipo de lógica para proveer una semántica formal de cómo las funciones de razonamiento se aplican Universidad Nacional de Jujuy-Facultad de Ingeniería Sistemas de Información- Sistemas de Información I Prof. Lic. Analía N. Herrera Cognetta 16 a los símbolos del dominio del discurso, además de proveer operadores como cuantificadores, operadores modales, etc. Esto, junto a una teoría de interpretación, dan significado a las frases en la lógica. Cuando diseñamos una representación del conocimiento (y un sistema de representación del conocimiento para interpretar frases en la lógica para poder derivar inferencias de ellas) tenemos que hacer elecciones a lo largo de un número de ámbitos de diseño. La decisión más importante que hay que tomar es la expresividad de la representación del conocimiento. Cuanto más expresiva es, decir algo es más fácil y más compacto. Sin embargo, cuanto más expresivo es un lenguaje, más difícil es derivar inferencias automáticamente de él. Un ejemplo de una representación del conocimiento poco expresiva es la lógica proposicional. Un ejemplo de una representación del conocimiento muy expresiva es la lógica autoepistémica. Las representaciones del conocimiento poco expresivas pueden ser tanto completas como consistentes (formalmente menos expresivas que la teoría de conjuntos). Las representaciones del conocimiento más expresivas pueden ser ni completas ni consistentes. El principal problema es encontrar una representación del conocimiento y un sistema de razonamiento que la soporte, que pueda hacer las inferencias que necesita una aplicación dentro de los límites de recursos del problema a tratar. Los desarrollos recientes en la representación del conocimiento han sido liderados por la web semántica, y han incorporado el desarrollo de lenguajes y estándares de representación del conocimiento basados en XML, que incluyen Resource Description Framework (RDF), RDF Schema, DARPA Agent Markup Language (DAML), y Web Ontology Language (OWL). Bases de conocimiento Las bases de conocimiento (KB: Knowledge Base) surgieron a partir de la investigación en Inteligencia Artificial como respuesta a las necesidades que las aplicaciones de esta disciplina planteaban. Más adelante haremos un muestreo de las aportaciones que la IA ha hecho al estudio del lenguaje natural. Las bases de conocimiento son la evolución lógica de los sistemas de bases de datos tradicionales, en un intento de plasmar no ya cantidades ingentes de datos, sino elementos de conocimiento (normalmente en forma de hechos y reglas) así como la manera en que éste ha de ser utilizado. También se les trata de dotar de conocimiento sobre sí mismas, es decir, una KB ha de "saber lo que sabe". Por ejemplo, ante una pregunta del tipo "¿Tienen todos los empleados de Microsoft un CI de más de 100?", una base de datos tras consultar la información relacionada con la altura de los empleados de esta empresa, daría una respuesta afirmativa o negativa, independientemente de que tenga o no la información correspondiente a estos trabajadores; en cambio, una KB respondería "sí", "no" o "no lo sé", en el caso de que le faltase información relativa a la altura sobre alguno de los empleados o de que no tuviese información sobre "todos" los empleados. La base de conocimiento contiene el conocimiento sobre un determinado problema en el cual el sistema es experto, esta base almacena una representación de los conceptos y relaciones de las tareas. Este conocimiento, se representa normalmente usando lógica de predicados o lógica proposicional, los elementos que constituyen el conocimiento se clasifican en hechos, heurísticas y reglas. Hechos Un hecho es una expresión que normalmente tiene asociado un valor verdadero y que se le puede ver como una expresión de la forma Si - condición entonces –enunciado. Por Ejemplo: - Si no existen respaldos entonces hay riesgo de pérdida de información. Heurística La heurística, es la forma de llegar a una solución por métodos no rigurosos en este caso, la heurística resulta de la experiencia obtenida del auditor al momento de tomar una decisión y las reglas o relaciones que vinculan los hechos. En la práctica no existe una única heurística, en circunstancias similares ante evidencias similares de un hallazgo la decisión puede ser diferente por algún elemento que permita direccionar esta decisión, esto hace la diferencia con un programa computacional tradicional en el cual a entradas iguales o similares produce siempre las mismas salidas. Universidad Nacional de Jujuy-Facultad de Ingeniería Sistemas de Información- Sistemas de Información I Prof. Lic. Analía N. Herrera Cognetta 17 Reglas Las reglas desde el punto de vista de la lógica de predicados hacen referencia a las reglas de inferencia lógica. Motor de inferencia El motor de inferencia explora la base de conocimiento con el propósito de obtener una salida. En este motor se implementa el método de resolución del problema que utilizando los hechos, las reglas y las heurísticas, decide las acciones a tomar para llegar a una solución. Interfaz Evidentemente para que el SBC pueda interactuar con el usuario, es necesario dotarlo de la respectiva interfaz de entrada/salida. Un elemento adicional que no siempre está presente en un SBC es una interfaz de aprendizaje o entrenamiento por medio de la cual se puede alimentar en forma directa la base de conocimiento con instrucciones propias de los usuarios, normalmente expertos o de retroalimentación de las salidas del sistema. Componentes básicos de un SBC 6.2. Sistemas Expertos Definición: Los sistemas expertos son programas que reproducen el proceso intelectual de un experto humano en un campo particular, pudiendo mejorar su productividad, ahorrar tiempo y dinero, conservar sus valiosos conocimientos y difundirlos más fácilmente. Los sistemas expertos se pueden considerar como el primer producto verdaderamente operacional de la inteligencia artificial. Son programas de ordenador diseñados para actuar como un especialista humano en un dominio particular o área de conocimiento. En este sentido, pueden considerarse como intermediarios entre el experto humano, que transmite su conocimiento al sistema, y el usuario que lo utiliza para resolver un problema con la eficacia del especialista. El sistema experto utilizará para ello el conocimiento que tenga almacenado y algunos métodos de inferencia. A la vez, el usuario puede aprender observando el comportamiento del sistema. Es decir, los sistemas expertos se pueden considerar simultáneamente como un medio de ejecución y transmisión del conocimiento. Lo que se intenta, de esta manera, es representar los mecanismos heurísticos que intervienen en un proceso de descubrimiento. Éstos mecanismos forman ese conocimiento difícil de expresar que permite que los expertos humanos sean eficacescalculando lo menos posible. Los sistemas expertos contienen ese "saber hacer". La característica fundamental de un sistema experto es que separa los conocimientos almacenados (base de conocimiento) del programa que los controla (motor de inferencia). Los datos propios de un determinado problema se almacenan en una base de datos aparte (base de hechos). Universidad Nacional de Jujuy-Facultad de Ingeniería Sistemas de Información- Sistemas de Información I Prof. Lic. Analía N. Herrera Cognetta 18 Áreas de aplicación Los SE se aplican a una gran diversidad de campos y/o áreas. A continuación, se listan algunas de las principales: Militar – Informática – Telecomunicaciones – Química – Derecho – Aeronáutica- Geología – Arqueología – Agricultura – Electrónica – Transporte – Educación- Medicina- Industria - Finanzas y Gestión Limitaciones Es evidente que para actualizar se necesita de reprogramación de estos (tal vez este sea una de sus limitaciones más acentuadas) otra de sus limitaciones puede ser el elevado costo en dinero y tiempo, además que estos programas son poco flexibles a cambios y de difícil acceso a información no estructurada. Debido a la escasez de expertos humanos en determinadas áreas, los SE pueden almacenar su conocimiento para cuando sea necesario poder aplicarlo. Así mismo los SE pueden ser utilizados por personas no especializadas para resolver problemas. Además, si una persona utiliza con frecuencia un SE aprenderá de él. Por otra parte, la inteligencia artificial no ha podido desarrollar sistemas que sean capaces de resolver problemas de manera general, de aplicar el sentido común para resolver situaciones complejas ni de controlar situaciones ambiguas. El futuro de los SE da vueltas por la cabeza de cada persona, siempre que el campo elegido tenga la necesidad y/o presencia de un experto para la obtención de cualquier tipo de beneficio. Arquitectura básica de los sistemas expertos Base de conocimientos. Es la parte del sistema experto que contiene el conocimiento sobre el dominio. hay que obtener el conocimiento del experto y codificarlo en la base de conocimientos. Una forma clásica de representar el conocimiento en un sistema experto son lar reglas. Una regla es una estructura condicional que relaciona lógicamente la información contenida en la parte del antecedente con otra información contenida en la parte del consecuente. Base de hechos (Memoria de trabajo). Contiene los hechos sobre un problema que se han descubierto durante una consulta. Durante una consulta con el sistema experto, el usuario introduce la información del problema actual en la base de hechos. El sistema empareja esta información con el conocimiento disponible en la base de conocimientos para deducir nuevos hechos. Motor de inferencia. El sistema experto modela el proceso de razonamiento humano con un módulo conocido como el motor de inferencia. Dicho motor de inferencia trabaja con la información contenida en la base de conocimientos y la base de hechos para deducir nuevos hechos. Contrasta los hechos particulares de la base de hechos con el conocimiento contenido en la base de conocimientos para obtener conclusiones acerca del problema. Subsistema de explicación. Una característica de los sistemas expertos es su habilidad para explicar su razonamiento. Usando el módulo del subsistema de explicación, un sistema experto puede proporcionar una explicación al usuario de por qué está haciendo una pregunta y cómo ha llegado a una conclusión. Este módulo proporciona beneficios tanto al diseñador del sistema como al usuario. El diseñador puede usarlo para detectar errores y el usuario se beneficia de la transparencia del sistema. Interfaz de usuario. La interacción entre un sistema experto y un usuario se realiza en lenguaje natural. También es altamente interactiva y sigue el patrón de la conversación entre seres humanos. Para conducir este proceso de manera aceptable para el usuario es especialmente importante el diseño del interfaz de usuario. Un requerimiento básico del interfaz es la habilidad de hacer preguntas. Para obtener Universidad Nacional de Jujuy-Facultad de Ingeniería Sistemas de Información- Sistemas de Información I Prof. Lic. Analía N. Herrera Cognetta 19 información fiable del usuario hay que poner especial cuidado en el diseño de las cuestiones. Esto puede requerir diseñar el interfaz usando menús o gráficos. Nota: los términos “sistema basado en el conocimiento” y “sistema experto” a menudo se utilizan indistintamente. Ejemplo: “Deep Blue” – Computadora que jugaba al ajedrez a nivel de experto. Tareas en las que intervienen los SE En el campo del mantenimiento predictivo los Sistemas Expertos se utilizan fundamentalmente como herramientas de diagnóstico. Se trata de que el programa pueda determinar en cada momento el estado de funcionamiento de sistemas complejos, anticipándose a los posibles incidentes que pudieran acontecer. Así, usando un modelo computacional del razonamiento de un experto humano, proporciona los mismos resultados que alcanzaría dicho experto. Diseño Diseño es el proceso de especificar una descripción de un artefacto que satisface varias características desde un número de fuentes de conocimiento. El diseño se concibe de distintas formas: El diseño en ingeniería es el uso de principios científicos, información técnica e imaginación en la definición de una estructura mecánica, máquina o sistema que ejecute funciones específicas con el máximo de economía y eficiencia. El diseño industrial busca rectificar las omisiones de la ingeniería, es un intento consciente de traer forma y orden visual a la ingeniería de hardware donde la tecnología no provee estas características. Los Sistemas Expertos en diseño ven este proceso como un problema de búsqueda de una solución óptima o adecuada. Las soluciones alternas pueden ser conocidas de antemano o se pueden generar automáticamente probándose distintos diseños para verificar cuáles de ellos cumplen los requerimientos solicitados por el usuario, ésta técnica es llamada “generación y prueba”, por lo tanto, estos Sistemas Expertos son llamados de selección. En áreas de aplicación, la prueba se termina cuando se encuentra la primera solución; sin embargo, existen problemas más complejos en los que el objetivo es encontrar la solución óptima. Planificación La planificación es la realización de planes o secuencias de acciones y es un caso particular de la simulación. Está compuesto por un simulador y un sistema de control. El efecto final es la ordenación de un conjunto de acciones con el fin de conseguir un objetivo global. Los problemas que presentan la planificación mediante Sistemas Expertos son los siguientes: Existen consecuencias no previsibles, de forma que hay que explorar y explicar varios planes. Existen muchas consideraciones que deben ser valoradas o incluirles un factor de peso. Suelen existir interacciones entre planes de sub objetivos diversos, por lo que deben elegirse soluciones de compromiso. Trabajo frecuente con incertidumbre, pues la mayoría de los datos con los que se trabaja son más o menos probables, pero no seguros. Es necesario hacer uso de fuentes diversas tales como bases de datos. Control Un sistema de control participa en la realización de las tareas de interpretación, diagnóstico y reparación de forma secuencial. Con ello se consigue conducir o guiar un proceso o sistema. Los sistemas de control son complejos debido al número de funciones que deben manejary el gran número de factores que deben considerar; esta complejidad creciente es otra de las razones que apuntan al uso del conocimiento, y por tanto de los Sistemas Expertos. Universidad Nacional de Jujuy-Facultad de Ingeniería Sistemas de Información- Sistemas de Información I Prof. Lic. Analía N. Herrera Cognetta 20 Cabe aclarar que los sistemas de control pueden ser en lazo abierto, si en el mismo la realimentación o el paso de un proceso a otro lo realiza el operador, o en lazo cerrado si no tiene que intervenir el operador en ninguna parte del mismo. Reparación, correcta o terapia. La reparación, corrección, terapia o tratamiento consiste en la proposición de las acciones correctoras necesarias para la resolución de un problema. Los Sistemas Expertos en reparación tienen que cumplir diversos objetivos, como son: Reparación lo más rápida y económicamente posible. Orden de las reparaciones cuando hay que realizar varias. Evitar los efectos secundarios de la reparación, es decir la aparición de nuevas averías por la reparación. Simulación La simulación es una técnica que consistente en crear modelos basados en hechos, observaciones e interpretaciones sobre la computadora, a fin de estudiar el comportamiento de los mismos mediante la observación de las salidas para un conjunto de entradas. Las técnicas tradicionales de simulación requieren modelos matemáticos y lógicos, que describen el comportamiento del sistema bajo estudio. El empleo de los Sistemas Expertos para la simulación viene motivado por la principal característica de los Sistemas Expertos, que es su capacidad para la simulación del comportamiento de un experto humano, que es un proceso complejo. En la aplicación de los Sistemas Expertos para simulación hay que diferenciar cinco configuraciones posibles: 1. Un Sistema Experto puede disponer de un simulador con el fin de comprobar las soluciones y en su caso rectificar el proceso que sigue. 2. Un sistema de simulación puede contener como parte del mismo a un Sistemas Expertos y por lo tanto el Sistemas Expertos no tiene que ser necesariamente de simulación. 3. Un SE puede controlar un proceso de simulación, es decir que el modelo está en la base de conocimiento del Sistemas Expertos y su evolución es función de la base de hechos, la base de conocimientos y el motor de inferencia, y no de un conjunto de ecuaciones aritmético – lógicas. 4. Un SE puede utilizarse como consejero del usuario y del sistema de simulación. 5. Un SE puede utilizarse como máscara o sistema frontal de un simulador con el fin de que el usuario reciba explicación y justificación de los procesos. Instrucción Un sistema de instrucción realizara un seguimiento del proceso de aprendizaje. El sistema detecta errores ya sea de una persona con conocimientos e identifica el remedio adecuado, es decir, desarrolla un plan de enseñanza que facilita el proceso de aprendizaje y la corrección de errores. Recuperación de información Los Sistemas Expertos, con su capacidad para combinar información y reglas de actuación, han sido vistos como una de las posibles soluciones al tratamiento y recuperación de información, no sólo documental. La década de 1980 fue prolija en investigación y publicaciones sobre experimentos de este orden, interés que continua en la actualidad. Lo que diferencia a estos sistemas de un sistema tradicional de recuperación de información es que éstos últimos sólo son capaces de recuperar lo que existe explícitamente, mientras que un Sistema Experto debe ser capaz de generar información no explícita, razonando con los elementos que se le dan. Pero la capacidad de los Sistema Expertos en el ámbito de la recuperación de la información no se limita a la recuperación. Pueden utilizarse para ayudar al usuario, en selección de recursos de información, en filtrado de respuestas, etc. Un Sistema Experto puede actuar como un intermediario inteligente que guía y apoya el trabajo del usuario final. Universidad Nacional de Jujuy-Facultad de Ingeniería Sistemas de Información- Sistemas de Información I Prof. Lic. Analía N. Herrera Cognetta 21 Sus características son: Ø Un SE no debe demorar más de 3 horas en resolver un problema. Ø Un SE se debe aplicar a cosas prácticas. Ø Debe contar con la colaboración del experto. Ø El conocimiento del experto no está en los libros de texto. Ø El conocimiento está distribuido pertenece a varias personas. Ø Los sistemas expertos tienen pocos niveles de profundidad. Ø Para resolver la completitud de los conocimientos (información incompleta) se utilizan reglas redundantes. Ejemplo: Si A y B y C entonces X Si A y B entonces X Si A entonces X Ø Los expertos no razonan a partir de principios (razona a partir de su experiencia), solo los inexpertos razonan a partir de principios. Ø Pueden explicar su razonamiento o decisiones sugeridas. Ø Puede mostrar un comportamiento inteligente. Ø Puede obtener conclusiones de relaciones complejas. Ø Puede proporcionar conocimientos acumulados. Ø Puede hacer frente a la incertidumbre. Tendencias futuras de los SE Los Sistemas Expertos se están utilizando cada vez más en las organizaciones, debido a que la tecnología también es cada vez más accesible para una gran mayoría de las empresas. Los Sistemas Expertos darán mayor soporte en el proceso de toma de decisiones, permitiendo tener el conocimiento del experto capturando en una base de conocimiento y utilizarlo cuando se requiera sin que esté él presente. Se manejarán herramientas inteligentes para explotar la información que contengan las bases de datos, permitiendo con ello un mejor uso de la información. Los Sistemas Expertos se integrarán a otras tecnologías para dar un mayor soporte en todas las áreas de la empresa. La utilización de los Sistemas Expertos en las organizaciones puede traer varios beneficios, los cuales serán comentados a continuación: REDUCCIÓN EN LA DEPENDENCIA DE PERONAL CLAVE. Esto se debe a que los conocimientos del personal especializado son retenidos durante el proceso de aprendizaje, y están listos para ser utilizados por diferentes personas. Esto es útil cuando la experiencia es escasa o costosa, o bien, cuando los expertos no se encuentran disponibles para la solución de un problema en particular. FACILITA EL ENTRENAMIENTO DEL PERSONAL. El Sistema Expertos puede ayudar de manera importante, y a costo menor, a la capacitación y adiestramiento del personal sin experiencia. MEJORA EN LA CALIDAD Y EFICIENCIA EN EL PROCESO DE LA TOMA DE DECISIONES. Lo anterior implica que las decisiones podrán tomarse de una forma más ágil con el apoyo de un Sistema Experto. Incuso, las decisiones podrán ser consistentes al presentarse situaciones equivalentes. Esto significa que un Sistema Expertos responderá siempre de la misma forma ante las mismas situaciones, lo cual no necesariamente ocurre con las personas. TRANFERENCIA DE LA CAPACIDAD DE DECISIONES. Un Sistema Experto puede facilitar la descentralización de datos en el proceso de la toma de decisiones en aquellos casos que se consideren convenientes. Asi, el conocimiento de un experto puede transferirse a varias personas, de tal forma que las decisiones sean tomadas en el nivel más bajo. Universidad Nacional de Jujuy-Facultad de Ingeniería Sistemas de Información- Sistemas de Información I Prof. Lic. Analía N. Herrera Cognetta
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