План
1. Файловаямодель
2. Виды современных информационныхтехнологий
3. Информационныетехнологии экспертных систем
1. Файловая модель
Кратко рассмотрим файловую модель,неправомерно относимую довольно часто к СУБД. Файловая модельпредставляет собой набор файлов данных определенной структуры, носвязь между данными этих файлов отсутствует. Естественно, программные средстваработы с таким образом организованной инфобазой могутустанавливать связь между данными ее файлов, но на концептуальном уровнефайлы модели являются независимыми. Системы, обеспечивающиеработу с файловыми инфобазами, называют системами управления файлами (СУФ)и они оказываются весьма эффективными во многих приложениях. СУФиспользуются на всех классах ЭВМ, но особенно они распространеныдля обработки информации на ПК. При этом во многих источниках они фигурируют вкачестве СУБД. Файловые системы легко осваиваются, достаточнопросты и эффективны в использовании- и, как правило, для работы с ними используютсяпростые языки запросов либо и вовсе ограничиваются наборомпрограмм-утилит. Такие системы обычно поддерживают работу снебольшим числом файлов, содержащих ограниченное число записей снебольшим количеством полей.
Иерархические моделиСУБД имеют древовидную структуру, когда каждому узлу структуры соответствует один сегмент,представляющий собой поименованный линейный кортеж полей данных. Каждомусегменту (кроме S1-корневого) соответствует один входной и несколько выходныхсегментов (рис. 2а). Каждый сегмент структуры лежит на единственномиерархическом пути, начинающемся от корневогосегмента.
/>
/>
Для описания такой логической организацииданных ЯОД достаточно предусматривать для каждого сегмента данныхтолько идентификацию входного для него сегмента. Так как в иерархической моделикаждому входному сегменту данных соответствует N выходных, тотакие модели весьма удобны для представления отношений типа 1 :N в предметной области.Следует отметить, что в настоящее время неразрабатываются СУБД, поддерживающие на концептуальном уровне только иерархическиемодели. Как правило, использующие иерархический подход системыдопускают связывание древовидных структур между собой и/или установлениесвязей внутри них. Это приводит к сетевымдиалогическим моделям СУБД. К основным недостаткам иерархических моделейследует отнести: неэффективность реализации отношений типа N:N, медленныйдоступ к сегментам данных нижних уровней иерархии, четкая ориентация на определенныетипы запросов и др. В связи с этими недостатками ранее созданные иерархическиеСУБД подвергаются существенным модификациям, позволяющимподдерживать более сложные типы структур и, в первую очередь, сетевыеи их модификации. Сетевая диалогическая модель СУБД во многомподобна иерархической: если в иерархической модели (рис. 2а) для каждого сегмента записидопускается только один входной сегмент при N выходных, тов сетевой модели для сегментов допускается нескольковходных сегментов наряду с возможностью наличия сегментов без входовс точки зрения иерархической структуры. На рис. 26 представлен простой пример сетевой структуры,полученной на основе модификации иерархической структуры (рис. 2а). Графическое изображение структурысвязей сегментов такого типа моделей представляетсобой сеты Сегменты данных в сетевых БД могут иметь множественныесвязи с сегментами старшего уровня.При этом направление и характер связи в сетевых БД являются столь очевидными, как в случае иерархических БД.Поэтому имена и направление связей должныидентифицироваться при описании БД средствами ЯОД.
Таким образом, под сетевой СУБДпонимается система, поддерживающая сетевую организацию: любая запись,называемая записью старшего уровня, может содержать данные, которыеотносятся к набору других записей, называемых записями подчиненного уровня.Возможно обращение ко всем записям в наборе, начиная сзаписи старшего уровня. Обращение к набору записей реализуетсяпо указателям. В рамках сетевых СУБД легко реализуются и иерархическиедаталогические модели. Сетевые СУБД поддерживают сложные соотношения междутипами данных, что делает их пригодными во многих различных приложениях. Однакопользователи таких СУБД ограничены связями, определенными для нихразработчиками БД-приложений. Более того, подобно иерархическимсетевые СУБД предполагают разработку БД приложений опытными программистамии системными аналитиками.
Среди недостатков сетевых СУБД следуетособо выделить проблему обеспечения сохранности информациив БД, решению которой уделяется повышенное внимание при проектировании сетевыхБД.
2. Виды современных информационныхтехнологий
Информационная технология обработки данных
Характеристика и назначение.
Информационная технология обработки данныхпредназначена для решения хорошо структурированных задач, покоторым имеются необходимые входные данные и известны алгоритмыи другие стандартные процедуры их обработки. Эта технология применяется науровне операционной (исполнительской) деятельности персоналаневысокой квалификации в целях автоматизации некоторых рутинныхпостоянно повторяющихся- операций управленческою труда. Поэтомувнедрение информационных технологий и систем на этом уровне существенно повыситпроизводительность труда персонала, освободит его от рутинных операций,возможно, даже приведет к необходимости сокращения численности работников.
На уровне операционной деятельности решаютсяследующие задачи:
• обработка данных об операциях, производимых фирмой;
• создание периодических контрольных отчетов о состояниидел в фирме;
• получение ответов на всевозможные текущие запросы и оформлениеих в виде бумажных документов или отчетов.
Примером может послужить ежедневный отчет опоступлениях и выдачах наличных средств банком, формируемыйв целях контроля баланса наличных средств, или же запрос к базе данныхпо кадрам, который позволит получить данные о требованиях, предъявляемых к кандидатамна занятие определенной должности.
Существует несколько особенностей, связанныхс обработкой данных, отличающих данную технологию от всех прочих:
«выполнение необходимых фирме задач по обработке данных. Каждойфирме предписано законом иметь и хранитьданные о своей деятельности, которые можно использовать как средство обеспечения и поддержания контроля на фирме.Поэтому в любой фирме обязательно должна быть информационная система обработки данных и разработана соответствующаяинформационная технология;
• решениетолько хорошо структурированных задач, для которых можно разработать алгоритм;
• выполнениестандартных процедур обработки. Существующие стандарты определяют типовые процедурыобработки данных и предписывают их соблюдение организациями всех видов;
• выполнениеосновного объема работ в автоматическом режиме с минимальным участием человека;
• использованиедетализированных данных. Записи о деятельности фирмы имеют детальный (подробный) характер, допускающий проведениеревизий. В процессе ревизии деятельность фирмы проверяется хронологически от начала периода к его концу и отконца к началу;
• акцентна хронологию событий;
• требованиеминимальной помощи в решении проблем со стороны специалистов других уровней.
Хранение данных. Многие данные на уровне операционнойдеятельности необходимо сохранять дляпоследующего использования либо здесь же, либо на другом уровне. Для их хранения создаются базы данных.
Создание отчетов (документов). Винформационной технологии обработки данных необходимо создаватьдокументы для руководства и работников фирмы, а также для внешних партнеров.При этом документы могут создаваться как по запросу или в связи с проведенной фирмойоперацией, так и периодически в конце каждого месяца, квартала или года.
Информационная технология управления
Характеристика и назначение:
Целью информационной технологии управленияявляется удовлетворение информационных потребностей всех безисключения сотрудников фирмы, имеющих дело с принятием решений. Она можетбыть полезна на любом уровне управления.
Эта технология ориентирована на работу всреде информационной системы управления и используется при худшейструктурированности решаемых задач, если их сравнивать с задачами, решаемымис помощью информационной технологии обработки данных.
Информационная технология управленияидеально подходят для удовлетворения сходных информационныхпотребностей работником различных функциональных подсистем (подразделений) илиуровней управления фирмой. Поставляемая ими информация содержит сведенияо прошлом, настоящем и вероятном будущем фирмы. Эта информация имеет вид регулярныхили специальных управленческих отчетов.
Для принятия решений на уровнеуправленческого контроля информация должна быть представлена в агрегированномвиде, так, чтобы просматривались тенденции изменения данных, пользователя.
Язык пользователя — это те действия, которые пользовательпроизводит в отношении системы путемиспользования возможностей клавиатуры; электронных карандашей, пишущих наэкране; джойстика; «мыши»;команд, подаваемых голосом, и т.п. Наиболее простой формой языка пользователя является создание форм входных ивыходных документов. Получив входную форму(документ), пользователь заполняет его необходимыми данными и вводит в компьютер.Система поддержки принятия решенийпроизводит необходимый анализ и выдает результаты в виде выходного документа установленной формы.
Язык сообщений — это то, что пользователь видит на экране дисплея (символы,графика, цвет), данные, полученные напринтере, звуковые выходные сигналы и т.п. Важным измерителем эффективностииспользуемого интерфейса является выбранная форма диалога между пользователем и системой. В настоящее времянаиболее распространены следующие формы диалога: запросно-ответный режим, командный режим, режим меню, режимзаполнения пропусков в выражениях,предлагаемых компьютером. Каждая форма в зависимости от типа задачи, особенностей пользователя и принимаемогорешения может иметь свои достоинства и недостатки.Долгое время единственной реализацией языка сообщений был отпечатанный или выведенный на экран дисплея отчет илисообщение. Теперь появилась новая возможность представления выходныхданных— машинная графика. Она дает возможность создавать на экране и бумагецветные графические изображения в трехмерном виде. Использование машинной графики, значительно повышающеенаглядность и интерпретируемость выходных данных, становится все болеепопулярным в информационной технологии поддержки принятия решений.
Знания пользователя —это то, что пользователь должен знать, работаяс системой. К ним относятся не только пландействий, находящийся в голове у пользователя, но и учебники, инструкции, справочные данные, выдаваемыекомпьютером.
Совершенствование интерфейса системыподдержки принятия решений определяется успехами в развитии каждогоиз трех указанных компонентов. Интерфейс должен обладать следующимивозможностями:
• манипулироватьразличными формами диалога, изменяя их в процессе принятия решения по
выбору пользователя;
• передавать данныесистеме различными способами;
• получать данные отразличных устройств системы в различном формате;
• гибко поддерживать(оказывать помощь по запросу, подсказывать) знания пользователя.
3. Информационная технология экспертныхсистем
Характеристика и назначение
Наибольший прогресс среди компьютерныхинформационных систем отмечен в области разработки экспертныхсистем. Экспертные системы дают возможность менеджеру или специалиступолучать консультации экспертов по любым проблемам, о которых этими системаминакоплены знания.
Решение специальных задач требуетспециальных знаний. Однако не каждая компания можетсебе позволить держать в своем штате экспертов по всем связанным с ее работойпроблемам или даже приглашать их каждый раз, когда проблема возникла. Главнаяидея использованиятехнологии экспертных систем заключается в том, чтобы получить от эксперта его знания и, загрузив их в памятькомпьютера, использовать всякий раз, когда в этом возникнет необходимость. Все это делаетвозможным использовать технологию экспертных систем в качестве советующих систем.
Сходство информационных технологий,используемых в экспертных системах и системах поддержки принятиярешений, состоит в том, что обе они обеспечивают высокий уровеньподдержки принятия решений. Однако имеются три существенных различия:
Первое связано с тем, чторешение проблемы в рамках систем поддержки принятия решений отражаетуровень её понимания пользователем и его возможности получить и осмыслить решение.Технология экспертных систем, наоборот, предлагает пользователю принятьрешение, превосходящее его возможности.
Второе отличие указанныхтехнологий выражается в способности экспертных систем пояснять своирассуждения в процессе получения решения. Очень часто эти пояснения оказываютсяболее важными для пользователя, чем само решение.
Третье отличие связано с использованием нового компонентаинформационной технологии знаний.
Основные компоненты
Основными компонентами информационнойтехнологии, используемой в экспертной системе, являются: интерфейс пользователя, базазнаний, интерпретатор, модуль создания системы
Интерфейс пользователя.Менеджер (специалист) использует интерфейс для ввода информациии команд в экспертную систему и получения выходной информации из нее. Командывключают в себя параметры, направляющие процесс обработки знаний. Информация обычновыдается в форме значений, присваиваемых определенным переменным.
Технология экспертных систем предусматриваетвозможность получать в качестве выходной информации нетолько решение, но и необходимые объяснения.
Различают два вида объяснений:
• объяснения, выдаваемые по запросам. Пользователь в любоймомент может потребовать от экспертной системы объяснения своихдействий;
• объяснения полученного решения проблемы. После получениярешения пользователь может потребовать объяснений того, как онобыло получено. Система должна пояснить каждый шаг своихрассуждений, ведущих к решению задачи. Хотя технология работы с экспертнойсистемой не является простой, пользовательский интерфейс этих систем является дружественными обычно не вызывает трудностей при ведении диалога.
База знаний. Онасодержит факты, описывающие проблемную область, а также логическую взаимосвязьэтих фактов. Центральное место в базе знаний принадлежит правилам. Правило определяет,что следует делать в данной конкретной ситуации, и состоит из двух частей: условия,которое может выполняться или нет, и действия, которое следует произвести, еслиусловие выполняется.
Все используемые в экспертной системеправила образуют систему правил, которая даже для сравнительнопростой системы может содержать несколько тысяч правил.
Интерпретатор. Эточасть экспертной системы, производящая в определенномпорядке обработку знаний (мышление), находящихся в базе знаний.Технология работы интерпретатора сводится к последовательномурассмотрению совокупности правил (правило за правилом). Если условие,содержащееся в правиле, соблюдается, выполняется определенное действие, и пользователюпредоставляется вариант решения его проблемы.
Кроме того, во многих экспертных системахвводятся дополнительные блоки: база данных, блок расчета, блок ввода икорректировки данных. Блок расчета необходим в ситуациях, связанныхс принятием управленческих решений. При этом важную роль играет база данных, гдесодержатся плановые, физические, расчетные, отчетные и другие постоянные или оперативныепоказатели. Блок ввода и корректировки данных используется для оперативного и своевременногоотражения текущих изменений в базе данных.
Модуль создания системы. Он служит для создания набора (иерархии ) правил.Существуют два подхода, которые могут бытьположены в основу модуля создания системы: использование алгоритмических языков программирования ииспользование оболочек экспертных систем.
Для представления базы знаний специальноразработаны языки Лисп и Пролог, хотя можно использовать и любойизвестный алгоритмический язык.
Оболочка экспертных систем представляетсобой готовую программную среду, которая может быть приспособленак решению определенной проблемы путем создания соответствующей базы знаний. Вбольшинстве случаев использование оболочек позволяет создаватьэкспертные системы быстрее и легче в сравнении с программированием.