1. Информатика. структура предметной области. Объектыизучения информатики
Информатика — это наука обобщих свойствах информации, закономерностях и методах ее поиска и получения, записи,хранения, преобразования, передачи, переработки, распространения и использованияв различных сферах человеческой деятельности. В качестве объектов изучения информатикивыступают: информация, данные, информационные технологии и информационные процессы.
Термин информатика возникв 60-х годах во Франции для названия области, занимающейся автоматизированной обработкойинформации с помощью электронных вычислительных машин. В англоязычных странах этомутермину соответствует синоним computer science(науки о компьютерной технике).
В России термин информатикаполучил распространение в начале 80-х годов. До этого совокупность направлений,называемых теперь информатикой, именовалась по-разному. Поэтому история информатикив России — это, по сути, и история отечественной кибернетики и частично прикладнойматематики и вычислительной техники
Информатика в широком смыслепредставляет собой единство разнообразных отраслей науки, техники и производства,связанных с переработкой информации главным образом с помощью компьютеров и телекоммуникационныхсредств связи во всех сферах человеческой деятельности. В узком смысле информатикасостоит из трех взаимосвязанных частей: технических средств (hardware), программныхсредств (software), интеллектуальных средств (brainware). В свою очередь, информатикукак в целом, так и каждую ее часть обычно рассматривают с разных позиций: как отрасльнародного хозяйства; как прикладную дисциплину; как фундаментальную науку.
Информатика как отрасль народногохозяйства включает в себя предприятия разных форм хозяйствования, где занимаютсяпроизводством технических средств обработки и передачи информации, программных продуктови разработкой современных технологий переработки информации.
Информатика как прикладнаядисциплина занимается изучением закономерностей в информационных процессах (накопление,переработка, распространение); созданием информационных моделей коммуникаций в различныхобластях человеческой деятельности; разработкой информационных систем и технологийв конкретных областях и выработкой рекомендаций относительно их жизненного цикла:для этапов проектирования и разработки систем, их производства, функционированияи т.д.
Информатика как фундаментальнаянаука занимается разработкой методологии создания информационного обеспечения процессовуправления любыми объектами на базе компьютерных информационных систем. Одна изглавных задач этой науки — выяснение, что такое информационные системы, какое местоони занимают, какую должны иметь структуру, как функционируют, какие общие закономерностиим свойственны.
2. Основные области исследований информатики
Отмечено, что история информатикисвязана с постепенным расширением области ее интересов. Возможность расширения диктоваласьразвитием компьютеров и накоплением моделей и методов их применения при решениизадач различного типа. На протяжении полувековой истории информатики в ней неоднократновозникали и исчезали те или иные направления. В настоящее время в нее входят следующиеосновные области исследования:
1. теория алгоритмов (формальныемодели алгоритмов, проблемы вычислимости, сложность вычислений и т.п.);
2. логические модели (дедуктивныесистемы, сложность вывода, нетрадиционные исчисления: индуктивный и абдуктивныйвывод, вывод по аналогии, правдоподобный вывод, немонотонные рассуждения и т.п.);
3. базы данных (структурыданных, поиск ответов на запросы, логический вывод в базах данных, активные базыи т.п.);
4. искусственный интеллект(представление знаний, вывод на знаниях, обучение, экспертные системы и т.п.);
5. бионика (математическиемодели в биологии, модели поведения, генетические системы и алгоритмы и т.п.);
6. распознавание образови обработка зрительных сцен (статистические методы распознавания, использованиепризнаковых пространств, теория распознающих алгоритмов, трехмерные сцены и т.п.);
7. теория роботов (автономныероботы, представление знаний о мире, децентрализованное управление, планированиецелесообразного поведения и т.п.);
8. инженерия математическогообеспечения (языки программирования, технологии создания программных систем, инструментальныесистемы и т.п.);
9. теория компьютеров и вычислительныхсетей (архитектурные решения, многоагентные системы, новые принципы переработкиинформации и т.п.);
10. компьютерная лингвистика(модели языка, анализ и синтез текстов, машинный перевод и т.п.);
11. числовые и символьныевычисления (компьютерно-ориентированные методы вычислений, модели переработки информациив различных прикладных областях, работа с естественно-языковыми текстами и т.п.);
12. системы человеко-машинноговзаимодействия (модели дискурса, распределение работ в смешанных системах, организацияколлективных процедур, деятельность в телекоммуникационных системах и т.п.);
13. нейроматематика и нейросистемы(теория формальных нейронных сетей, использование нейронных сетей для обучения,нейрокомпьютеры и т.п.);
14. использование компьютеровв замкнутых системах (модели реального времени, интеллектуальное управление, системымониторинга и т.п.).
3. Формулировка предметной задачи. Задачная ситуация
Одним из важнейших стратегическихфакторов развития современного общества является использование новых информационныхтехнологий. Умение их применять в значительной степени определяет, наряду со знаниемпредметной области, эффективность решения научных и производственных задач. Информатикапредоставляет методы и средства для решения задач другим областям. Отсюда — актуальность«правильного» взаимодействия специалистов разных профилей, участвующих в постановкеи решении задачи при помощи ЭВМ.
Общая формальнаясхема процесса постановки и решения задачи состоит из:
1) формулирования предметнойзадачи;
2) формализации задачи;
3) выбора способа решения;
4) решения задачи на ЭВМ;
5) формального анализа результатов;
6) содержательной интерпретациирезультатов.
Предметную задачу формулируетспециалист-предметник. Формализацией задачи занимаются системный аналитик и предметник.Выбор способа решения — за прикладным математиком. Решает задачу на ЭВМ технолог.Формальный анализ результатов производит системный аналитик. Интерпретацию — специалист-предметник.
Формулирование предметнойзадачи включает указание:
1) цели;
2) представлений о моделиобъекта исследования (поиска);
3) исходных данных;
4) ожидаемого результата(что он должен из себя представлять);
5) критериев оценки ожидаемогорезультата.
На практике часто возникаютситуации, когда задача не содержит тех или иных необходимых атрибутов. Случай, прикотором известны цель, исходные данные и ожидаемый результат, называют задачнойситуацией.
Задачи, сформулированныена языке предметной области знаний (экологии, биологии, медицины, экономики) называютсяпредметными задачами. Они отличаются степенью формализации: хорошо формализованные,слабо формализованные и неформализованные.
4. Формализация предметной задачи. Уровни формализации задач
Формализация задачи состоитв переводе на формальный (математический) язык описания цели, определении объектови свойств, способов вычисления свойств, формализации требований к результату, проверкесогласованности требуемого результата с целью.
Процесс выбора способа решениязадачи включает все этапы анализа данных и корректировки информации, а также определениеалгоритма решения задачи, обеспечивающего получение требуемого результата.
На этапе решения задачи осуществляетсяв автоматизированном режиме преобразование схемы в технологическую (машинную) схемурешения задачи и прохождение этой схемы на ЭВМ. Затем проводится формальный анализполученных результатов, т.е. проверка соответствия результата критериям оценки результата.
Содержательная интерпретациярезультатов состоит в согласовании результатов с целью исследования, сформулированнымитребованиями к результату и принятии решения об использовании результатов либо обуточнении модельных представлений и формулировки задачи.
5. Общая схема постановки и решения предметных задач1)Цель
2) Представления о модели
3) Исходные данные
4) Результат
5) Критерий оценки
8. Понятие о модели.
Всякое представлениеинформации о внешнем мире связано с построением некоторой модели.
Модель — материальный илиидеальный аналог оригинала (объекта, явления или процесса), создаваемый для храненияи расширения знания о нем; совокупность свойств и отношений между ними, выражающихсущественные стороны изучаемого объекта, явления или процесса.
Существует множество типовмоделей и способов их классификации: по цели использования, областям применения,по сложности, целям моделирования и т.д. Модели внешнего подобия, такие как моделисамолетов, машин, манекены и т.п., — используются для предварительных испытаний.Учебные схемы (глобус как модель планеты, модель кристаллической решетки и т.п.),тренажеры, имитирующие поведение реальных объектов в сложных ситуациях, служат дляобучения. Функциональные модели или модели-эрзацы заменяют объекты при выполненииопределенных функций (протезы, искусственный сердечный клапан и т.п.). Исследовательскиемодели — математические и имитационные — заменяют реальные объекты в ходе научныхисследований. В зависимости от области применения модели могут быть естественнонаучными(например, F = m * a), космогоническими (модель мира, времена года), общественногоустройства (школа, общинно-родовые отношения, Римская республика, семья, мафия),литературными, компьютерными.
Информационные модели- модели, в которых изучаемое явление или процесс представлены в виде процессовпередачи и обработки информации.
Среди информационных моделейнаибольшее распространение получили языковые модели. Устройство языковой моделиопределяется устройством языка. Для ее построения нужно выделить существенные отношенияв изучаемом явлении (объекте, процессе) и описать их средствами языка. По сути дела,каждый объект заменяется его именем, а связи между объектами обозначаются именамиотношений.
Таким образом, при описаниимодели наше внимание сосредоточено не на отдельных элементах, а на системе — совокупностичастей, элементов объекта (процесса) и отношениях между ними, придающих объекту(процессу) целостность. Такой перенос центра внимания называется системным подходом.Этот подход был впервые явно сформулирован в 1937 г. американским биологом Людвигомфон Берталанфи (Ludwig von Bertalanffy (1901-1972)).
В 1937 г. на философскомсеминаре Л. фон Берталанфи — американец немецкого происхождения, биолог Чикагскогоуниверситета — выступил с докладом о системном подходе для определения понятия вид.Доклад был совершенно не понят, и автор «сложил все свои бумаги в ящик стола» Позднее,после войны, он достал свои старые записки, повторил свой доклад и обнаружил совершенноновый интеллектуальный климат. Что же он предложил? Никто из биологов не знает,что такое вид. Каждый знает, что есть собака, и есть ворона, и есть лещ, фламинго,жук, клоп… Все это знают, но определить, что это такое, никто не может, кромеузких специалистов-ученых. И почему животные одного вида и растения одного видасвязаны каким-то образом между собой? Берталанфи предложил определение вида какоткрытой системы.
6. Представление о системном подходе
Системный анализ — это такой метод анализа, когдавнимание обращается не на персоны, особи, которые составляют вид, а на отношениямежду особями.
Модель позволяет многое узнатьоб изученных явлениях и процессах. Но всякая модель кое-что «урезает». Важно научитьсястроить модель таким образом, чтобы в них отражались самые существенные стороныизучаемого явления.
Модель важна не сама по себе,а как способ познания. Поэтому кроме модели необходим также инструмент для ее изучения.В последнее десятилетие таким инструментом все чаще выступает компьютер. Строгихправил построения модели сформулировать невозможно. Но человечество накопило богатыйопыт в этой сфере деятельности.
Использование компьютерадля изучения модели имеет свою специфику, обусловленную возможностью компьютера.Любая модель для компьютерного анализа должна быть формализована.
Совершенно неважно, какиесвойства выбираются в качестве моделирующих. Важно, что с их помощью отражают наиболеесущественные черты изучаемого объекта или процесса.
Никакаямодель не может заменить сам объект, но при решении задачи, когда нас интересуютсравнительно немногие свойства изучаемого объекта, модель может оказаться оченьполезным или нередко даже единственным инструментом исследования
7. Схема коммуникаций
При работе с информациейвсегда имеется ее источник и потребитель (получатель). Пути и процессы, обеспечивающиепередачу сообщений от источника информации к ее потребителю, называются информационнымикоммуникациями.
Всякий процесс коммуникации- это, как правило, передача информации о модели, т.е., цель коммуникации состоитв том, чтобы приемник стал обладателем той же модели, которая имеется у источникаинформации. Ниже представлена схема коммуникации.
Чтобы передаваемое сообщениебыло понятно должны выполняться следующие условия:
1. предметная область А должнасодержаться в предметной области В приемника информации;
2. кодирование и декодированиедолжны быть взаимно обратными операциями.
3. модельные предположения,имеющиеся у источника и приемника, должны совпадать и не могут изменяться во времяпередачи информации.
Выполнения последнеготребования добиваются, как правило, формализацией языка, то есть переходом с естественногоязыка на язык с жесткой фиксацией смысла употребляемых слов (например, на математическийязык). Язык, в котором каждое слово имеет только один смысл, называют формализованным.
Всякий информационныйпроцесс может осуществляться лишь при наличии языка, описывающего объекты и отношениямежду ними. В дальнейшем нас будут интересовать совокупности предметов, каждый изкоторых имеет имя, и вполне определенные связи между предметами. Это множество мыназываем предметной областью. Предметная область отражает уровень познания человекомокружающего мира и самого себя. Поэтому она постоянно меняется.
8. Типы моделей
Существует множество типовмоделей и способов их классификации: по цели использования, областям применения,по сложности, целям моделирования и т.д. Модели внешнего подобия, такие как моделисамолетов, машин, манекены и т.п., — используются для предварительных испытаний.Учебные схемы (глобус как модель планеты, модель кристаллической решетки и т.п.),тренажеры, имитирующие поведение реальных объектов в сложных ситуациях, служат дляобучения. Функциональные модели или модели-эрзацы заменяют объекты при выполненииопределенных функций (протезы, искусственный сердечный клапан и т.п.). Исследовательскиемодели — математические и имитационные — заменяют реальные объекты в ходе научныхисследований. В зависимости от области применения модели могут быть естественнонаучными(например, F = m * a), космогоническими (модель мира, времена года), общественногоустройства (школа, общинно-родовые отношения, Римская республика, семья, мафия),литературными, компьютерными.
Информационные модели- модели, в которых изучаемое явление или процесс представлены в виде процессовпередачи и обработки информации.
Среди информационных моделейнаибольшее распространение получили языковые модели. Устройство языковой моделиопределяется устройством языка. Для ее построения нужно выделить существенные отношенияв изучаемом явлении (объекте, процессе) и описать их средствами языка. По сути дела,каждый объект заменяется его именем, а связи между объектами обозначаются именамиотношений
9. Что такое информация
Ключевое понятие информатики- информация (от лат. information — разъяснение,осведомление) — любые сведения, данные, отражающие свойства объектов в природных(биологических, физических и других), социальных и технических системах и передаваемыезвуковым, графическим (в том числе письменным) или иным способом без примененияили с применением технических средств.Информация и язык
Существенно, что информациясуществует вне ее создателя, отчуждаема от него, может быть записана на материальномносителе. Важнейший элемент информатики — язык — набор представлений, соглашенийи правил, используемых для выражения информации.
Естественным языком называютсистему звуковых, словарных и грамматических средств, которая служит средством человеческогообщения, мышления. В отличие от этого существуют языки, создаваемые для специальныхцелей в науке и технике. Искусственные языки — это знаковые системы, создаваемыедля использования в тех областях, где применение естественного языка менее эффективноили невозможно. Искусственные языки предназначены, например, для обмена информациеймежду пользователями и/или прикладными процессами. Один из классов искусственныхязыков — языки программирования.
Единицей языка является слово.Оно служит для наименования (обозначения) понятий, предметов, лиц, действий, состояний,признаков, связей, отношений и т.д.Информация и данные
Информатика рассматриваетинформацию как концептуально связанные между собой сведения, данные, понятия, изменяющиенаши представления о явлении или объекте окружающего мира. Наряду с информациейв информатике часто употребляется понятие данные.
Данные могут рассматриватьсякак признаки или записанные наблюдения, которые по каким-то причинам не используются,а только хранятся. В том случае, если появляется возможность использовать эти данныедля уменьшения неопределенности о чем-либо, данные превращаются в информацию. Поэтомуможно утверждать, что информацией являются используемые данные..
10. Формы адекватности информации
Использованиеслова «информация» приводит ко многим недоразумениям. Это связано с тем, что оноимеет много различных значений. В обыденном языке это слово используется в смысле«сообщение» или «сведение», отождествляются понятия знания, данные, информация.
Очевидно, что«обиходное» употребление термина «информация» совершенно неуместно, когда речь идето теории или теориях информации. Нередко в этих теоретических построениях термин«информация» наполнен разным смыслом, а следовательно, сами теории высвечивают лишьчасть граней некоторой системы знаний, которую можно назвать общей теорией информацииили «информологией» — наукой о процессах и задачах передачи, распределения, обработкии преобразования информации.
Для потребителя информацииочень важной характеристикой является ее адекватность — определенный уровень соответствиясоздаваемого с помощью полученной информации образа реальному объекту, процессу,явлению и т.п. От степени адекватности информации реальному состоянию объекта илипроцесса зависит правильность принятия решений человеком.
Адекватностьинформации может выражаться в трех формах: семантической, синтаксической, прагматической.Именно с этими тремя формами связана эволюция информологии.
11. Классификация мер
Для измерения информациивводятся два параметра: количество информации I и объем данных VД. Эти параметры имеют разные выраженияи интерпретацию в зависимости от рассматриваемой формы адекватности. Каждой формеадекватности соответствует своя мера количества информации и объема данных. Объемданных VД в сообщении измеряется количеством символов (разрядов)в этом сообщении. В различных системах счисления один разряд имеет различный веси соответственно меняется единица измерения данных: в двоичной системе счисленияединица измерения — бит (bit — binаry digit — двоичный разряд); в десятичной системе счисления единица измерения- дит (десятичный разряд).
Количество информации I насинтаксическом уровне невозможно определить без рассмотрения понятия неопределенностисостояния системы (энтропии системы). Действительно, получение информации о какой-либосистеме всегда связано с изменением степени неосведомленности получателя о состоянииэтой системы. Пусть до получения информации потребитель имеет некоторые предварительные(априорные) сведения о системе a. Мерой его неосведомленности о системе является функция H(a), которая в то же время служит и мерой неопределенности состояниясистемы.
Поэтому стремятся к повышениюинформативности, для чего разрабатываются специальные методы оптимального кодированияинформации.
12. Синтаксические меры информации
Возникновение информологии как науки можноотнести к концу 50-х годов нашего столетия, когда американским инженером Р. Хартлибыла сделана попытка ввести количественную меру информации, передаваемой по каналамсвязи. Рассмотрим простую игровую ситуацию. До получения сообщения о результатеподбрасывания монеты человек находится в состоянии неопределенности относительноисхода очередного броска. Сообщение партнера дает информацию, снимающее эту неопределенность.Заметим, что число возможных исходов в описанной ситуации равно 2, они равноправны(равновероятны) и каждый раз передаваемая информация полностью снимала возникавшуюнеопределенность. Хартли принял «количество информации», передаваемое по каналусвязи относительно двух равноправных исходов и снимающее неопределенность путемоказания на один из них, за единицу информации, получившую название «бит».
Создатель статистической теории информацииК. Шеннон обобщил результат Хартли и его предшественников. Его труды явились ответомна бурное развитие в середине века средств связи: радио, телефона, телеграфа, телевидения.Теория информации Шеннона позволяла ставить и решать задачи об оптимальном кодированиипередаваемых сигналов с целью повышения пропускной способности каналов связи, подсказывалапути борьбы с помехами на линиях и т.д.
В работах Хартлии Шеннона информация возникает перед нами лишь в своей внешней оболочке, котораяпредставлена отношениями сигналов, знаков, сообщений друг к другу — синтаксическимиотношениями. Количественная мера Хартли-Шеннона не претендует на оценку содержательной(семантической) или ценностной, полезной (прагматической) сторон передаваемого сообщения
Эта мера количестваинформации оперирует с обезличенной информацией, не выражающей смыслового отношенияк объекту.
13. Семантические меры информации
Новый этап теоретического расширения понятияинформации связан с кибернетикой — наукой об управлении и связи в живых организмах,обществе и машинах. Оставаясь на позициях шенноновского подхода, кибернетика формулируетпринцип единства информации и управления, который особенно важен для анализа сутипроцессов, протекающих в самоуправляющихся, самоорганизующихся биологических и социальныхсистемах. Развитая в работах Н. Винера концепция предполагает, что процесс управленияв упомянутых системах является процессом переработки (преобразования) некоторымцентральным устройством информации, получаемой от источников первичной информации(сенсорных рецепторов) и передачи ее в те участки системы, где она воспринимаетсяее элементами как приказ для выполнения того или иного действия. По совершении самогодействия сенсорные рецепторы готовы к передаче информации об изменившейся ситуациидля выполнения нового цикла управления. Так организуется циклический алгоритм (последовательностьдействий) управления и циркуляции информации в системе. При этом важно, что главнуюроль играет здесь содержание информации, передаваемой рецепторами и центральнымустройством. Информация, по Винеру — это «обозначение содержания, полученного извнешнего мира в процессе нашего приспособления к нему и приспособления к нему нашихчувств».
Таким образом, кибернетическая концепцияподводит к необходимости оценить информацию как некоторое знание, имеющее одну ценностнуюмеру по отношению к внешнему миру (семантический аспект) и другую по отношению кполучателю, накопленному им знанию, познавательным целям и задачам (прагматическийаспект).
При всем многообразии логико-семантическихтеорий им присущи общие черты, они указывают путь решения трех связанных друг сдругом проблем: определения совокупности возможных альтернатив средствами выбранногоязыка, количественной оценки альтернатив, их относительного сопоставления (взвешивания),введения меры семантической информации.
В рассмотренных теоретических конструкциях- статистической и семантической информации — речь шла о потенциальной возможностиизвлечь из передаваемого сообщения какие-либо сведения. Вместе с тем в процессахинформационного обмена очень часто складываются ситуации, в которых мощность иликачество информации, воспринимаемое приемником, зависит от того, насколько он подготовленк ее восприятию.
Понятие тезауруса является фундаментальнымв теоретической модели семантической теории информации, предложенной Ю.А. Шрейдероми учитывающей в явной форме роль приемника. Согласно этой модели, тезаурус — этознания приемника информации о внешнем мире, его способность воспринимать те илииные сообщения, а информация — это разность тезаурусов.
Для измерения смысловогосодержания информации, т.е. ее количества на семантическом уровне, наибольшее признаниеполучила тезаурусная мера, которая связывает семантические свойства информации соспособностью пользователя принимать поступившее сообщение. Для этого используетсяпонятие тезаурус пользователя — совокупность сведений, которыми располагает пользовательили система.
14. Прагматические меры информации
В прагматических концепциях информации этотаспект является центральным, что приводит к необходимости учитывать ценность, полезность,эффективность, экономичность информации, т.е. те ее качества, которые определяющимобразом влияют на поведение самоорганизующихся, самоуправляющихся, целенаправленныхкибернетических систем (биологических, социальных, человеко-машинных).
Одним из ярких представителей прагматическихтеорий информации является поведенческая модель коммуникации — бихевиористская модельАкоффа-Майлса. Исходным в этой модели является целевая устремленность получателяинформации на решение конкретной проблемы. Получатель находится в «целеустремленномсостоянии», если он стремится к чему-нибудь и имеет альтернативные пути неодинаковойэффективности для достижения цели. Сообщение, переданное получателю иформативно,если оно изменяет его «целеустремленное состояние».
Для получателя прагматическая ценность сообщениясостоит в том, что оно позволяет ему наметить стратегию поведения при достижениицели построением ответов на вопросы: что, как и почему делать на каждом очередномшаге? Для каждого типа информации бихевиористская модель предлагает свою меру, аобщая прагматическая ценность информации определяется как функция разности этихколичеств в «целеустремленном состоянии» до и после его изменения на новое «целеустремленноесостояние».
Следующим этапом в развитиипрагматических теорий информации явились работы американского логика Д. Харраха,построившего логико-прагматическую модель коммуникации. Одной из слабостей бихевиористскоймодели является ее неподготовленность к оценке ложных сообщений. Модель Харрахапредполагает учет общественного характера человеческой коммуникации. В соответствиис ней получаемые сообщения должны быть сначала подвергнуты обработке, после которойвыделяются сообщения «годные к употреблению».
Теория информации «в смысле Шеннона» возниклакак средство решения конкретных прикладных задач в области передачи сигналов поканалам связи. Поэтому, по-существу, она являлась и является прикладной информационнойнаукой. Семейство таких наук, специально изучающих информационные процессы в томили ином их специфическом содержании и форме, во второй половине нашего века растетдовольно быстро. Это — кибернетика, теория систем, документалистика, лингвистика,символическая логика и др. Стержнем, объединяющим все эти исследования, служит общаятеория информации — «информология», в основу которой и положены синтаксические,семантические и прагматические концепции информации.
15. Показатели качества информации
Возможность и эффективностьиспользования информации обусловливаются такими основными ее потребительскими показателямикачества, как репрезентативность, содержательность, достаточность, доступность,актуальность, своевременность, точность, достоверность, устойчивость.
Репрезентативность информациисвязана с правильностью ее отбора и формирования в целях адекватного отражения свойствобъекта. Важнейшее значение здесь имеют: правильность концепции, на базе которойсформулировано исходное понятие; обоснованность отбора существенных признаков исвязей отображаемого явления. Нарушение репрезентативности информации приводит нередкок существенным ее погрешностям.
Содержательность информацииотражает семантическую емкость, равную отношению количества семантической информациив сообщении к объему обрабатываемых данных, т.е. C = Ic/Vд. С увеличением содержательности информациирастет семантическая пропускная способность информационной системы, так как дляполучения одних и тех же сведений требуется преобразовать меньший объем данных.Наряду с коэффициентом содержательности С, отражающим семантический аспект, можноиспользовать и коэффициент информативности, характеризующийся отношением количествасинтаксической информации (по Шеннону) к объему данных Y = I/Vд.
Достаточность (полнота) информацииозначает, что она содержит минимальный, но достаточный для принятия правильногорешения набор показателей. Понятие полноты информации связано с ее смысловым содержанием(семантикой) и прагматикой. Как неполная, т.е. недостаточная для принятия правильногорешения, так и избыточная информация снижает эффективность принимаемых пользователемрешений.
Доступность информации восприятиюпользователя обеспечивается выполнением соответствующих процедур ее получения ипреобразования. Например, в информационной системе информация преобразовываетсяк доступной и удобной для восприятия пользователя форме. Это достигается, в частности,и путем согласования ее семантической формы с тезаурусом пользователя.
Актуальность информации определяетсястепенью сохранения ценности информации для управления в момент ее использованияи зависит от динамики изменения ее характеристик и от интервала времени, прошедшегос момента возникновения данной информации.
Своевременность информацииозначает ее поступление не позже заранее назначенного момента времени, согласованногосо временем решения поставленной задачи.
Точность информации определяетсястепенью близости получаемой информации к реальному состоянию объекта, процесса,явления и т.п. Для информации, отображаемой цифровым кодом, известны четыре классификационныхпонятия точности: формальная точность, измеряемая значением единицы младшего разрядачисла; реальная точность, определяемая значением единицы последнего разряда числа,верность которого гарантируется; максимальная точность, которую можно получить вконкретных условиях функционирования системы; необходимая точность, определяемаяфункциональным назначением показателя.
Достоверность информацииопределяется ее свойством отражать реально существующие объекты с необходимой точностью.Измеряется достоверность информации доверительной вероятностью необходимой точности,т.е. вероятностью того, что отображаемое информацией значение параметра отличаетсяот истинного значения этого параметра в пределах необходимой точности.
Устойчивость информации отражаетее способность реагировать на изменения исходных данных без нарушения необходимойточности. Устойчивость информации, как и репрезентативность, обусловлена выбраннойметодикой ее отбора и формирования.
Такие параметрыкачества информации, как репрезентативность, содержательность, достаточность, доступность,устойчивость, целиком определяются на методическом уровне разработки информационныхсистем. Параметры актуальности, своевременности, точности и достоверности обусловливаютсяв большей степени также на методическом уровне, однако на их величину существенновлияет и характер функционирования системы, в первую очередь ее надежность. Приэтом параметры актуальности и точности жестко связаны соответственно с параметрамисвоевременности и достоверности.
16. Системы классификации информации, основные идеи
Важным понятием при работес информацией является классификация объектов — система распределения объектов (предметов,явлений, процессов, понятий) по классам в соответствии с определенным признаком.
Под объектом понимается любойпредмет, процесс, явление материального или нематериального свойства. Система классификациипозволяет сгруппировать объекты и выделить определенные классы, которые будут характеризоватьсярядом общих свойств. Классификация объектов — это процедура группировки на качественномуровне, направленная на выделение однородных свойств.
Применительно к информациикак к объекту классификации выделенные классы называют информационными объектами.
Свойства информационногообъекта определяются информационными параметрами, называемыми реквизитами. Реквизит- логически неделимый информационный элемент, описывающий определенное свойствообъекта, процесса, явления и т.п. Реквизиты представляются либо числовыми данными,например вес, стоимость, год, либо признаками, например цвет, марка машины, фамилия.
Кроме выявленияобщих свойств информационного объекта классификация нужна для разработки правил(алгоритмов) и процедур обработки информации, представленной совокупностью реквизитов.
При классификации широкоиспользуются понятия классификационный признак и значение классификационного признака,которые позволяют установить сходство или различие объектов. Возможен подход к классификациис объединением этих двух понятий в одно, названное как признак классификации. Признакклассификации имеет также синоним основание деления.
Разработка классификаторов является достаточно сложной задачейи проводится, как правило, в несколько этапов.
На 1-м этапе проводят исследования,определяющие исходное множество объектов, подлежащих классификации; выбор методаклассификации и классификационных признаков, позволяющих упорядочить объекты в систему.
На 2-м этапе разрабатываетсяметодика создания классификатора, содержащая состав и характеристику объектов классификации:описание и обоснование классификационных признаков и методов классификации и кодированияобъектов, включаемых в классификатор; структура классификатора.
3-й этап — создание классификатораи программного обеспечения системы ведения классификатора: сбор исходных данных;установление полного перечня объектов классификации и упорядочение этих объектовв систему; разработка структуры и формирование базы данных классификатора; подготовказадания на создание системы ведения классификатора; оформление, согласование и утверждениеклассификатора.
И только 4-й этап — вводв действие классификатора.
Разработанытри метода классификации объектов: иерархический, фасетный, дескрипторный. Эти методыразличаются разной стратегией применения классификационных признаков.
Иерархическая система классификациистроится следующим образом: исходное множество элементов составляет 0-й уровеньи делится в зависимости от выбранного классификационного признака на классы (группировки),которые образуют 1-й уровень; каждый класс 1-го уровня в соответствии со своим,характерным для него классификационным признаком делится на подклассы, которые образуют2-й уровень; каждый класс 2-го уровня аналогично делится на группы, которые образуют3-й уровень, и т.д.
Учитывая достаточно жесткуюпроцедуру построения структуры классификации, необходимо перед началом работы определитьее цель, т.е. какими свойствами должны обладать объединяемые в классы объекты. Этисвойства принимаются в дальнейшем за признаки.
В иерархической системеклассификации каждый объект на любом уровне должен быть отнесен к одному классу,который характеризуется конкретным значением выбранного классификационного признака.Для последующей группировки в каждом новом классе необходимо задать свои классификационныепризнаки и их значения. Таким образом, выбор классификационных признаков будет зависетьот семантического содержания того класса, для которого необходима группировка напоследующем уровне иерархии.
Количество уровней классификации,соответствующее числу признаков, выбранных в качестве основания деления, характеризуетглубину классификации.
Достоинства иерархическойсистемы классификации: простота построения; использование независимых классификационныхпризнаков в различных ветвях иерархической структуры.
Недостатки иерархическойсистемы классификации: жесткая структура, которая приводит к сложности внесенияизменений, так как приходится перераспределять все классификационные группировки;невозможность группировать объекты по заранее не предусмотренным сочетаниям признаков.
Фасетная система классификациив отличие от иерархической позволяет выбирать признаки классификации независимокак друг от друга, так и от семантического содержания классифицируемого объекта.Признаки классификации называются фасетами и (facet — рамка). Каждый фасет (Фi) содержит совокупность однородных значений данного классификационногопризнака. Причем значения в фасете могут располагаться в произвольном порядке, хотяпредпочтительнее их упорядочение.
Процедура классификации состоитв присвоении каждому объекту соответствующих значений из фасетов. При этом могутбыть использованы не все фасеты. Для каждого объекта задается конкретная группировкафасетов структурной формулой, в которой отражается их порядок следования:
Кs=(Ф1, Ф2, …, Фi,…, Фп),
где Фi — i-й фасет, п — количествофасетов.
При построении фасетной системыклассификации необходимо, чтобы значения, используемые в различных фасетах, не повторялись.Фасетную систему легко можно модифицировать, внося изменения в конкретные значениялюбого фасета.
Достоинства фасетной системыклассификации: возможность создания большой емкости классификации, т.е. использованиябольшого числа признаков классификации и их значений для создания группировок; возможностьпростой модификации всей системы классификации без изменения структуры существующихгруппировок.
Недостатком фасетной системыклассификации является сложность ее построения, так как необходимо учитывать всемногообразие классификационных признаков.
Примером фасетной системыклассификации является система регистрации преступных элементов, предложенная французскимкриминалистом Альфонсом Бертильоном. Бертильон делит всех людей на три группы — по длине черепа, каждая из трех групп делится на три подгруппы — по ширине черепа,дальнейшие деления — по размеру среднего пальца левой руки, размеру правого уха,росту, длине рук, высоте в сидячем положении, размеру стопы, длине локтевого сустава.Всего 19683 категории.
Для организациипоиска информации, для ведения тезаурусов (словарей) эффективно используется дескрипторная(описательная) система классификации, язык которой приближается к естественномуязыку описания информационных объектов. Особенно широко она используется в библиотечнойсистеме поиска.
Суть дескрипторногометода классификации заключается в следующем: отбирается совокупность ключевых словили словосочетаний, описывающих определенную предметную область или совокупностьоднородных объектов. Причем среди ключевых слов могут находиться синонимы; выбранныеключевые слова и словосочетания подвергаются нормализации, т.е. из совокупностисинонимов выбирается один или несколько наиболее употребимых; создается словарьдескрипторов, т.е. словарь ключевых слов и словосочетаний, отобранных в результатепроцедуры нормализации.
17. Система кодирования информации, классификация методов
Система кодированияприменяется для замены названия объекта на условное обозначение (код) в целях обеспеченияудобной и более эффективной обработки информации.
Система кодирования — совокупностьправил кодового обозначения объектов.
Код строится на базе алфавита,состоящего из букв, цифр и других символов. Код характеризуется: длиной — числомпозиций в коде; структурой — порядком расположения в коде символов, используемыхдля обозначения классификационного признака.
При кодировании могут ставитсяразные цели и соответственно применяться разные методы. Наиболее распространенныецели кодирования — это экономность, т.е. уменьшение избыточности сообщения; повышениескорости передачи или обработки; надежность, т.е. защита от случайных искажений;сохранность, т.е. защита от случайного доступа к информации; удобство физическойреализации (например, двоичное кодирование информации в ЭВМ); удобство восприятия.
Процедура присвоения объектукодового обозначения называется кодированием.
Можно выделить две группыметодов, используемых в системе кодирования, которые образуют: классификационнуюсистему кодирования, ориентированную на проведение предварительной классификацииобъектов либо на основе иерархической системы, либо на основе фасетной системы;регистрационную систему кодирования, не требующую предварительной классификацииобъектов.
Классификационное кодированиеприменяется после проведения классификации объектов. Различают последовательноеи параллельное кодирование.
Последовательное кодированиеиспользуется для иерархической классификационной структуры. Суть метода заключаетсяв следующем: сначала записывается код старшей группировки 1-го уровня, затем кодгруппировки 2-го уровня, затем код группировки 3-го уровня и т.д. В результате получаетсякодовая комбинация, каждый разряд которой содержит информацию о специфике выделеннойгруппы на каждом уровне иерархической структуры. Последовательная система кодированияобладает теми же достоинствами и недостатками, что и иерархическая система классификации.
Параллельное кодированиеиспользуется для фасетной системы классификации. Суть метода заключается в следующем:все фасеты кодируются независимо друг от друга; для значений каждого фасета выделяетсяопределенное количество разрядов кода. Параллельная система кодирования обладаеттеми же достоинствами и недостатками, что и фасетная система классификации.
Регистрационное кодированиеиспользуется для однозначной идентификации объектов и не требует предварительнойклассификации объектов. Различают порядковую и серийно-порядковую систему.
Порядковая система кодированияпредполагает последовательную нумерацию объектов числами натурального ряда. Этотпорядок может быть случайным или определяться после предварительного упорядоченияобъектов, например по алфавиту. Этот метод применяется в том случае, когда количествообъектов невелико, например кодирование названий факультетов университета, кодированиестудентов в учебной группе.
Серийно-порядковая системакодирования предусматривает предварительное выделение групп объектов, которые составляютсерию, а затем в каждой серии производится порядковая нумерация объектов. Каждаясерия также будет иметь порядковую нумерацию. По своей сути серийно-порядковая системаявляется смешанной: классифицирующей и идентифицирующей. Применяется тогда, когдаколичество групп невелико.Классификация информации по разным признакам
Любая классификациявсегда относительна. Один и тот же объект может быть классифицирован по разным признакамили критериям. Часто встречаются ситуации, когда в зависимости от условий внешнейсреды объект может быть отнесен к разным классификационным группировкам. Эти рассужденияособенно актуальны при классификации видов информации без учета ее предметной ориентации,так как она часто может быть использована в разных условиях, разными потребителями,для разных целей.
В основу классификацииинформации, циркулирующей в организации (фирме), может быть положено пять наиболееобщих признаков: место возникновения, стадия обработки, способ отображения, стабильность,функция управления.
Место возникновения. По этомупризнаку информацию можно разделить на входную выходную, внутреннюю, внешнюю.
Входная информация — этоинформация, поступающая в фирму или ее подразделения.
Выходная информация — этоинформация, поступающая из фирмы в другую фирму, организацию (подразделение).
Одна и та же информация можетявляться входной для одной фирмы, а для другой, ее вырабатывающей, выходной. Поотношению к объекту управления (фирма или ее подразделение: цех, отдел, лаборатория)информация может быть определена как внутренняя, так и внешняя.
Внутренняя информация возникаетвнутри объекта, внешняя информация — за пределами объекта.
Стадия обработки. По стадииобработки информация может быть первичной, вторичной, промежуточной, результатной.
Первичная информация — этоинформация, которая возникает непосредственно в процессе деятельности объекта ирегистрируется на начальной стадии.
Вторичная информация — этоинформация, которая получается в результате обработки первичной информации и можетбыть промежуточной и результатной.
Промежуточная информацияиспользуется в качестве исходных данных для последующих расчетов.
Результатная информация получаетсяв процессе обработки первичной и промежуточной информации и используется для выработкиуправленческих решений.
Способ отображения. По способуотображения информация подразделяется на текстовую и графическую.
Текстовая информация — этосовокупность алфавитных, цифровых и специальных символов, с помощью которых представляетсяинформация на физическом носителе (бумага, изображение на экране дисплея).
Графическая информация — это различного рода графики, диаграммы, схемы, рисунки и т.д.
Стабильность. По стабильностиинформация может быть переменной (текущей) и постоянной (условно-постоянной).
Переменная информация отражаетфактические количественные и качественные характеристики производственно-хозяйственнойдеятельности фирмы. Она может меняться для каждого случая как по назначению, таки по количеству. Например, количество произведенной продукции за смену, еженедельныезатраты на доставку сырья, количество исправных станков и т.п.
Постоянная (условно-постоянная)информация — это неизменная и многократно используемая в течение длительного периодавремени информация. Постоянная информация может быть справочной, нормативной, плановой:постоянная справочная информация включает описание постоянных свойств объекта ввиде устойчивых длительное время признаков; постоянная нормативная информация содержитместные, отраслевые и общегосударственные нормативы; постоянная плановая информациясодержит многократно используемые в фирме плановые показатели.
Функция управления. По функциямуправления обычно классифицируют экономическую информацию. При этом выделяют следующиегруппы: плановую, нормативно-справочную, учетную и оперативную (текущую).
Плановая информация — информацияо параметрах объекта управления на будущий период. На эту информацию идет ориентациявсей деятельности фирмы.
Нормативно-справочная информациясодержит различные нормативные и справочные данные. Ее обновление происходит достаточноредко.
Учетная информация — этоинформация, которая характеризует деятельность фирмы за определенный прошлый периодвремени. На основании этой информации могут быть проведены следующие действия: скорректированаплановая информация, сделан анализ хозяйственной деятельности фирмы, приняты решенияпо более эффективному управлению работами и пр. На практике в качестве учетной информацииможет выступать информация бухгалтерского учета, статистическая информация и информацияоперативного учета.
Оперативная(текущая) информация — это информация, используемая в оперативном управлении и характеризующаяпроизводственные процессы в текущий (данный) период времени. К оперативной информациипредъявляются серьезные требования по скорости поступления и обработки, а такжепо степени ее достоверности. От того, насколько быстро и качественно проводитсяее обработка, во многом зависит успех фирмы на рынке.
18. Информационное общество. Информационные революции
В истории развития цивилизациипроизошло несколько информационных революций (преобразование общественных отношенийиз-за кардинальных изменений в сфере обработки информации).
Информационные революции:
1-я — изобретение письменности(возможность передачи знаний) — пять-шесть тысяч лет назад в Месопотамии, затем- независимо, но несколько тысяч лет спустя — в Китае, и еще на 1.500 лет позднее- майя в Центральной Америке. Затем изобрели рукописную книгу — сначала в Китае,вероятно, около 1300 г. до н.э., а затем, независимо и 800 лет спустя, в Греции,когда афинский тиран Песистрат распорядился записать в книгу поэмы Гомера, до этогопередававшиеся изустно. Эффект рукописной книги в Греции и Риме был огромным, равнокак и в Китае. По сути, вся китайская цивилизация и система государственного устройстваоснованы именно на рукописной книге.
2-я (середина XVI века) — книгопечатание (изменение культуры организации деятельности) — произошла после изобретенияГуттенбергом печатного пресса и наборного шрифта между 1450 и 1455 годами, а такжеизобретения гравировки примерно в то же время.
За очень незначительное времяреволюция в книгопечатании изменила институты общества, включая и систему образования.В последовавшие за ней десятилетия по всей Европе были созданы новые университеты,однако, в отличие от ранее существовавших, они не были рассчитаны на священнослужителейи изучение теологии. Они были построены для изучения светских дисциплин: права,медицины, математики, натуральной философии (естественных наук).
3-я (конец XIX века) — электричество(телеграф, телефон, радиопередача оперативная, накопление информации в любом объеме);
4-я (70 годы XX века) — микропроцессорнаятехнология ® персональный компьютер.
Реальные схемы составляюткомпьютеры, компьютерные сети, информационные телекоммуникации (системы передачиданных).
Три достижения данногопериода:
1. переход от механических и электрическихсредств преобразования информации к электронным;
2. миниатюризация всех узлов,устройств, приборов, машин;
3. создание программно-управляемыхустройств и процессов.
19. Информатизация общества
Образование больших объемовинформации определяется:
1. Чрезвычайно быстрым ростомчисла документов, докладов, отчетов, диссертаций и т.д., в которых излагаются результатыотчетно-конструкторских работ.
2. Постоянно увеличиваетсячисло периодических изданий по разным областям человеческой деятельности.
3. Появлением разнообразныхметеорологических, медицинских и других данных записываемых на магнитные носители.
В результате возникаетинформационный кризис.
Его проявления:
1. Противоречия между ограниченнымивозможностями человека по восприятию и переработки информации и огромными потокамихранящейся информации (Пример: изменение суммы значений: к 1900 г. — удваивалоськаждые 50 лет, к 1950 г. — каждые 10 лет, к 1970 г. каждые 5 лет, с 1990 — каждыйгод).
2. Существует большое количествоизбыточной информации в обществе, которая препятствует быстрому извлечению полезнойинформации;
3. Возникают социальные барьеры(экономические, политические и др.), которые препятствуют распространению информации(Пример: секретность информации).
Возникает парадокс: громадныйинформационный потенциал, накопленный в мире, но люди не могут им воспользоваться.
Возникла необходимость выходаобщества из кризиса. Внедрение ЭВМ, других средств переработки и передачи информациив различные сферы деятельности, послужили началом нового эволюционного процессав развитии человеческого общества, названного информатизацией.
Информатизация общества — организованный социально-экономический и научно-технический процесс создания оптимальныхусловий для удовлетворения информационных потребностей и реализации прав граждан,органов государственной власти, органов местного самоуправления, организации общественныхобъединений на основе формирования и использования информационных ресурсов.
Информационные ресурсы — это формализованные идеи и знания, различные идеи и знания, различные данные, методыи средства их накопления, хранения и обмена между источниками и потребителями информации.
Результат любой информационнойдеятельности — создание информационного продукта — совокупности данных, сформированныхпроизводителем.
20. Классификация языков программирования Процедурное программирование
Процедурный подход к обработкеинформации возник на заре программирования. Именно с этим стилем программированиясвязано все развитие вычислительной техники. Несмотря на прогресс технологии, большинствосовременных компьютеров построены по тем же принципам, что и машины 40-х годов.В их основе лежит так называемая архитектура фон Неймана, названная в честь американскогоученого Дж. фон Неймана, впервые изложившего принципиальные положения архитектурыЭВМ во второй половине 40-х годов.
Основные принципы архитектурыфон Неймана состоят в следующем:
1. ЭВМ состоит из процессора,памяти и внешних устройств;
2. единственным источникомактивности (не считая стартового и аварийного вмешательства человека) в ЭВМ являетсяпроцессор, который, в свою очередь, управляется программой, находящейся в памятимашины;
3. память машины может бытьпредставлена как последовательность дискретных ячеек, каждая из которых имеет свойадрес; каждая ячейка хранит команду программы или некоторую единицу обрабатываемойинформации, причем и то и другое выглядят одинаково (машинное слово);
4. в любой момент временипроцессор выполняет одну команду программы, адрес которой находится в специальномрегистре процессора — счетчике команд;
5. обработка информации происходиттолько в регистрах процессора; информацию в процессор можно ввести из любой ячейкипамяти или внешнего устройства, или наоборот, направить в любую ячейку или на внешнееустройство;
6. в каждой команде программызашифрованы следующие предписания: из каких ячеек памяти взять обрабатываемую информацию;какие совершить операции с взятой информацией; в какие ячейки памяти направить полученнуюинформацию; как изменить содержимое счетчика команд, чтобы знать, откуда взять длявыполнения следующую команду;
7. машина выполняет программукоманда за командой в соответствии с изменением содержимого счетчика команд и расположениемкоманд в памяти, пока не получит команду остановиться.
Развитие процедурных языковопределялось особенностями вычислительной машины Дж. фон Неймана; способы представлениязнаний и задач, а также методов их решения были ориентированы на экономию ресурсов.При этом интеллектуальный комфорт пользователя был проигнорирован. Программа разрабатываетсяв терминах тех действий, которые она должна выполнять. Основная единица программы- процедура — последовательность операторов, выполняющая определенный вспомогательныйалгоритм. Процедуры могут вызывать другие процедуры, вместе они работают по определенномуалгоритму, ведущему к решению задачи. Кроме понятия оператор в основе процедурногоязыка лежит понятие операнд — данные, которые обрабатываются при помощи операторов.Типы операндов: простой, массив, структуры. Типы операторов: присваивания, условныхопераций, итерации.
Программа, написанная напроцедурном языке, явно указывает способ получения результата, но не сам результат.
Существует большое числопроцедурных языков программирования. Это — Algol, Fortran, Pascal, С, Basic и др.Функциональное программирование
Применение ЭВМ для решениязадач искусственного интеллекта и обработки текстов привело к созданию функциональныхязыков. Эти языки имеют хорошо проработанное математическое основание — l-исчисление. Функция в математике — отображениеобъектов из множества величин (области определения функции или домена) в объектыдругого множества (область значений функции). Переменные в функциональной программерассматриваются как переменные в математике: если они существуют, то имеют какую-товеличину, и эта величина не может измениться. Функциональная программа описывает,что должно быть вычислено, то есть является просто выражением, определенным в терминахзаранее заданных функций и функций, определенных пользователем. Величина этого выраженияявляется результатом программы. Таким образом, здесь отсутствует состояние программыи предыстория вычислений. Первым языком функционального программирования являетсясозданный в начале 1960-х годов язык ЛИСП (LISP — LISt Processing). В отличие от процедурных языков, вкоторых действия в основном выражаются в виде итерации — повтора какого-либо фрагментапрограммы несколько раз, в ЛИСП вычисления производятся с помощью рекурсии — вызовафункцией самой себя, а основная структура данных — это список.Логическое программирование
Математическая логика используетотточенный формальный язык для представления знаний об объектах той или иной предметнойобласти, включая явные средства выражения гипотез и суждений. Подобные качествароднят логику и искусство программирования. Идея непосредственного применения логикив качестве средства программирования возникла практически одновременно с первымипроцедурными языками. Главная особенность такого подхода состоит в том, что программа(логическая) состоит из набора утверждений (аксиом), а вычисление, выполняемое подуправлением такой программы, представляет собой логический вывод некоторого целевогоутверждения — искомого результата. Вывод производится из аксиом программы по правиламматематической логики, причем эти правила применяются автоматически, программистне должен их специально указывать.
Привлекательность применениялогики в программировании состоит прежде всего в том, что в результате постепенногоуточнения формулировки задачи она приобретает все более ясную форму, понятную каксоздателю программы, так и ее возможным читателям (потребителям). Особенно хорошоязык логики подходит для формулирования задач искусственного интеллекта. Все этообъясняется тем, что язык логики опирается на общие законы человеческого мышления,а не на технические особенности кодирования для вычислительной машины того или иноготипа.
Серьезные практические результатыв области логического программирования появились только в 70-е годы после того,как была подготовлена достаточная теоретическая база и достигнут значительный прогрессв развитии вычислительной техники. К этому времени после целой череды экспериментальныхязыков группой Алана Колмероэ в Марселе была создана (еще неэффективная) реализацияязыка, заменившего последовательные вычисления машины фон Неймана на логическийвывод. Новый язык, названный Прологом (Программирование логическое), предназначалсядля анализа текстов, написанных на естественном языке, т.е. для решения задач, обычноотносимых к области искусственного интеллекта. Приблизительно в те же годы былиразработаны и теоретические основы нового направления в программировании. Основныерезультаты в этой области принадлежат Алану Робинсону и Роберту Ковальскому. Перваяреализация Пролога, выполненная кстати на Фортране, заинтересовала специалистов,но не получила широкого распространения по причине низкой эффективности. Мешал распространениюПролога и накопившийся к этому времени у специалистов (в основном американских)общий скепсис по отношению к идее логического программирования, поскольку все реализациипредшественников Пролога были также неэффективны.
Настоящая революция в этойобласти произошла в конце 70-х, когда Дэвид Уоррен из Эдинбургского университетасоздал первый компилятор для языка Пролог. Этот компилятор работал настолько эффективно,что скепсис специалистов немедленно сменился всеобщим энтузиазмом. С тех пор и донастоящего времени направление логического программирования успешно развиваетсяи поддерживается как профессионалами, так и просто любителями программирования.Объектно-ориентированноепрограммирование
Проектирование и разработкапрограмм, реализующих модели сложных процессов и явлений достаточно сложны и трудоемки.Одним из подходов, обеспечивающих структурирование математической модели и упрощениеее программирования, является объектный подход, в котором реальный процесс или системапредставляются совокупностью объектов, взаимодействующих друг с другом.
Принцип объектно-ориентированногопрограммирования (ООП) основан на формализации описания объектов. Под объектом понимаетсясовокупность свойств (параметров) определенных сущностей и методов их обработки(программных средств). Объект содержит инструкции (программный код), определяющиедействия, которые может выполнять объект и обрабатываемые данные. Состояние объектаопределяется перечнем всех возможных (обычно статических) свойств и текущими значениями(обычно динамическими) каждого из этих свойств. Свойства объекта характеризуютсязначениями его параметров.
Основные идеи объектно-ориентированногоподхода опираются на следующие положения:
1.программа представляетсобой модель некоторого реального процесса, части реального мира.
2.модель реального мира илиего части может быть описана как совокупность взаимодействующих между собой объектов.
3. Объект описывается наборомпараметров, значения которых определяют состояние объекта, и набором операций (действий),которые может выполнять объект.
4. Взаимодействие между объектамиосуществляется посылкой специальных сообщений от одного объекта к другому. Сообщение,полученное объектом, может потребовать выполнения определенных действий, например,изменения состояния объекта.
5. Объекты, описанные одними тем же набором параметров и способные выполнять один и тот же набор действий представляютсобой класс однотипных объектов.
Три основных достоинстваООП: упрощение проектирования; ускорение разработки за счет многократного использованияготовых модулей; легкость модификации.
Общим предком практическивсех используемых сегодня объектных и объектно-ориентированных языков является Simula, созданный в 1960 году Далем, Мюрхогоми Ныгардом. Существенно, что Simula,предназначенная для описания систем и моделирования, ввела дисциплину написанияпрограмм, отражающую словарь предметной области.
Практически все объектно-ориентированныеязыки программирования являются развивающимися языками, их стандарты регулярно уточняютсяи расширяются. Следствием этого развития являются неизбежные различия во входныхязыках компиляторов различных систем программирования. Наиболее распространеннымив настоящее время являются системы программирования Microsoft C++, Microsoft VisualC++ и системы программирования фирмы Borland International.
21. Компьютеры. Поколения ЭВМ
Слово компьютеранглийское. Computer — вычислитель, синоним в русском языке — электронная вычислительнаямашина (ЭВМ).
Представление о поколенияхкомпьютеров можно получить из таблицы [7]
Поколениякомпьютеров
1поколение, после 1946 года
Особенности: Применение вакуумно-ламповойтехнологии, использование систем памяти на ртутных линиях задержки, магнитных барабанах,электронно-лучевых трубках (трубках Вильямса).
Для ввода-вывода данных использовалисьперфоленты и перфокарты, магнитные ленты и печатающие устройства.
Была реализована концепция хранимой программы.Быстродействие (операций в секунду)- 10-20 тыс. Программное обеспечение- Машинныеязыки. Примеры: ENIAC (США)
МЭСМ (СССР)
2 поколение, после 1955 года
Особенности: Замена электронныхламп как основных компонентов компьютера на транзисторы. Компьютеры стали болеенадежными, быстродействие их повысилось, потребление энергии уменьшилось. С появлениемпамяти на магнитных сердечниках цикл ее работы уменьшился до десятков микросекунд.
Главный принцип структуры- централизация.
Появились высокопроизводительные устройства дляработы с магнитными лентами, устройства памяти на магнитных дисках. Быстродействие(операций в секунду)- 100-500 тыс. Примеры: IBM 701 (США)
БЭСМ-6, БЭСМ-4, Минск-22,Минск-32 (СССР)
3 поколение, после 1964 года
Особенности: Компьютеры проектировалисьна основе интегральных схем малой степени интеграции (МИС — 10-100 компонентов накристалл) и средней степени интеграции (СИС — 100-1000 компонентов на кристалл).
Появилась идея, которая ибыла реализована, проектирования семейства компьютеров с одной и той же архитектурой,в основу которой положено главным образом программное обеспечение.
В конце 60-х появились мини-компьютеры. В 1971году появился первый микропроцессор. Быстродействие (операций в секунду)- порядка1 млн. Программное обеспечение: операционные системы (управление памятью, устройствамиввода-вывода и другими ресурсами), режим разделения времени Примеры: IBM 360 (США),ЕС 1030, 1060 (СССР).
4 поколение, после 1975 года
Особенности: Использованиепри создании компьютеров больших интегральных схем (БИС — 1000-100000 компонентовна кристалл) и сверхбольших интегральных схем (СБИС — 100000-10000000 компонентовна кристалл). Началом данного поколения считают 1975 год — фирма Amdahl Corp. выпустилашесть компьютеров AMDAHL 470 V/6, в которых были применены БИС в качестве элементнойбазы.
Стали использоваться быстродействующиесистемы памяти на интегральных схемах — МОП ЗУПВ емкостью в несколько мегабайт.В случае выключения машины данные, содержащиеся в МОП ЗУПВ, сохраняются путем автоматическогопереноса на диск. При включении машины запуск системы осуществляется при помощихранимой в ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) программы самозагрузки, обеспечивающейвыгрузку операционной системы и резидентного программного обеспечения в МОП ЗУПВ.
В середине 70-х появились первые персональныекомпьютеры… Быстродействие (операций в секунду)- десятки и сотни млн. Программноеобеспечение: Базы и банки данных. Примеры: Суперкомпьютеры (многопроцессорная архитектураи использование принципа параллелизма), ПЭВМ.
5 поколение, после 1982 года
Особенности: Главный упорпри создании компьютеров сделан на их «интеллектуальность», внимание акцентируетсяне столько на элементной базе, сколько на переходе от архитектуры, ориентированнойна обработку данных, к архитектуре, ориентированной на обработку знаний.
Обработка знаний — использование и обработкакомпьютером знаний, которыми владеет человек для решения проблем и принятия решений.
22. компьютеры. Программное обеспечение
Программное обеспечение персональногокомпьютера — совокупность программных средств, обеспечивающих функционирование компьютера.
Все программноеобеспечение по сфере использования принято подразделять на три большие группы: системноепрограммное обеспечение, пакеты прикладных программ и инструментарий технологиипрограммирование, т.е. программное обеспечение сферы производства программ.
Системное программное обеспечение(System Software) — совокупность программ и программныхкомплексов для обеспечения работы компьютера и сетей ЭВМ, оно направлено на созданиеоперационной среды функционирования других программ; на обеспечение надежной работыкомпьютера и вычислительной сети; на проведение диагностики и профилактики аппаратурыкомпьютера и вычислительных сетей; на выполнение вспомогательных технологическихпроцессов (копирование, архивирование, восстановление файлов и т.д.).
/>
Пакеты прикладныхпрограмм (application program package) — комплекс взаимосвязанных программ для решения задачопределённого класса конкретной предметной области. Это самый многочисленный класспрограммных продуктов. Непосредственную их эксплуатацию осуществляют, как правило,конечные пользователи — потребители информации, деятельность которых во многих случаяхдалека от компьютерной области. Наиболее часто используемыми прикладными программамисчитаются редакторы (текстовые, графические, музыкальные) и электронные таблицы.
Инструментарий технологиипрограммирования — совокупность программ и программных комплексов, обеспечивающихтехнологию разработки, отладки и внедрения создаваемых программных продуктов. Пользователямиэтого класса программного обеспечения являются системные и прикладные программисты.
23. Техническое обеспечение
Техническое обеспечение персональногокомпьютера — это совокупность технических устройств, из которых состоит компьютери которые обеспечивают его функционирование.
Большинствокомпонентов компьютера расположено на одной печатной плате, называемой системнойплатой или материнской платой. Обычно на системной плате располагаются ЦП и еговспомогательные схемы, основная память, интерфейс ввода-вывода (последовательныйпорт, параллельный порт, интерфейс клавиатуры, дисковый интерфейс и шина (котораяпозволяет ЦП взаимодействовать с другими компонентами на материнской плате).
Основные блоки ПК и их назначение:
Центральный процессор, оперативноезапоминающее устройство, накопители на жестких магнитных дисках, накопители на гибкихмагнитных дисках, блок питания, внутренний канал обмена данных, электронные схемы(контроллеры), монитор, клавиатура, мышь, принтер, сканер, джойстик, графопостроитель(плоттер), дигитайзер, сетевой адаптер, модемы, музыкальная приставка.
Основные характеристикиПК
1. быстродействие, производительность,тактовая частота;
2. разрядность машины и кодовыхшин интерфейса;
3. типы системного и локальныхинтерфейсов;
4. емкость оперативной памяти;
5. емкость накопителя навинте;
6. тип и емкость накопителейна гибких магнитных дисках;
7. виды и емкость кэш-памяти(буферная, недоступная для пользователя, быстродействующая память, автоматическииспользуемая компьютером для ускорения операций с информацией)
8. тип дисплея и видеоадаптера;
9. тип принтера;
10. наличие математическогосопроцессора, который позволяет в десятки раз ускорить выполнение операций над двоичнымичислами с плавающей запятой;
11. аппаратная и программнаясовместимость с другими типами ЭВМ;
12. возможность работы ввычислительной сети;
13. возможность работы вмногозадачном режиме;
14. надежность;
15. стоимость;
16. габариты и масса.
24. Интеллектуальное обеспечение
Интеллектуальное обеспечение- совокупность интеллектуальных методов, приемов и технологий, обеспечивающих решениезадач из данной предметной области при помощи компьютера.
Существенным элементом интеллектуальногообеспечения является формализация и наличие интеллектуальных интерфейсов на всехэтапах решения задачи.
Информационныесистемы
Система — любой объект, которыйодновременно рассматривается и как единое целое, и как совокупность разнородныхэлементов, объединенная для достижения поставленной цели (производство, услуги).
Информационная система — взаимосвязанная совокупность средств, методов и персонала, используемых для обработки,хранения и выдачи информации для достижения поставленной цели (обучение, оказаниеуслуг, производство). Миссия информационных систем — производство нужной для организацииинформации для обеспечения эффективного управления всеми её ресурсами, созданиеинформационной и технической среды для осуществления управления организацией.
25. ИС. Этапы развития ИС
Информационные системы
Система — любой объект, которыйодновременно рассматривается и как единое целое, и как совокупность разнородныхэлементов, объединенная для достижения поставленной цели (производство, услуги).
Информационная система — взаимосвязанная совокупность средств, методов и персонала, используемых для обработки,хранения и выдачи информации для достижения поставленной цели (обучение, оказаниеуслуг, производство). Миссия информационных систем — производство нужной для организацииинформации для обеспечения эффективного управления всеми её ресурсами, созданиеинформационной и технической среды для осуществления управления организацией.
Эволюцию информационных системсвязывают, прежде всего, с изменением подхода к использованию информационных систем
1-й этап: Период(1950-1960)-Бумажный поток расчетных документов. Концепция «необходимого зла». Вид ИС: Информационныесистемы обработки расчетных документов на электромеханических бухгалтерских машинах.Цель использования: Увеличение скорости обработки документов; упрощение процедурырасчета зарплаты и обработки счетов. Характеризуют проблемой обработки больших объемовданных в условиях ограниченных возможностей аппаратных средств.
Для 2-го этапа: Период(1960-1970)- Поддержкаосновной цели. Вид ИС: Управленческие информационные системы (годовой баланс). Цельиспользования: Ускорение процесса подготовки отчетных документов. характерны проблемыотставания программного обеспечения от уровня развития аппаратных средств. Первыедва этапа характеризуются довольно эффективной обработкой информации при выполненииопераций с ориентацией на централизованное коллективное использование ресурсов вычислительныхцентров. Большой проблемой на этих этапах было плохое взаимодействие пользователейи разработчиков.
3-й этап: Период(1970-1980)- Управленческийконтроль. Вид ИС: Системы поддержки принятия решений, управленческие системы длявысшего звена. Цель использования: Выработка наиболее рациональных решений. Информационныесистемы становятся системами поддержки принятия решений, ориентированными на непрофессиональногопользователя и поэтому направленные на максимальное удовлетворение его потребностейи создание соответствующего интерфейса. Используется как централизованная обработкаданных, так и децентрализованная, базирующаяся на решении локальных задач и работес локальными базами данных на рабочем месте пользователя.
Современный, 4-й этап: Период(1980-2000)- Информация — стратегический ресурс, обеспечивающий конкурентное преимущество.Вид ИС: Стратегические информационные системы. Автоматизированные офисы. Цель использования:Обеспечение выживания и процветания организации. Создание современной технологиимежорганизационных связей и информационных систем. Этот тип связан с понятием анализастратегических преимуществ в бизнесе и основан на достижениях телекоммуникационнойтехнологии распределенной обработки информации. Информационные системы имеют своейцелью не просто увеличение эффективности обработки данных и помощь управленцу. Соответствующиеинформационные технологии должны помочь организации выстоять в конкурентной борьбеи получить преимущество. Наиболее существенные проблемы этого этапа: выработка соглашенийи установление стандартов, протоколов для компьютерной связи; организация доступак стратегической информации; организации защиты и безопасности информации.
26. Св-ва ИС
1. информационная системаможет быть проанализирована, построена и управляема на основе общих принципов построениясистемы;
2. информационная системаявляется динамической и развивающейся;
3. при построении информационнойсистемы необходимо использовать системный подход;
4. информационную системуследует воспринимать как человеко-машинную (средства, обеспечивающие взаимодействиес компьютером).
Внедрение информационнойсистемы способствует:
1) получению более рациональныхвариантов решения задач, за счет внедрения математических методов и интеллектуальныхсистем (создание роботов);
2) освобождению пользователейот рутинной работы за счет ее автоматизации;
3) замене бумажных носителейданных на электронные;
4) обеспечению достовернойинформации;
5) уменьшению затрат на производствопродуктов и услуг;
6) отысканию новых рыночныхниш;
7) привязке к фирме покупателейи поставщиков за счет предоставления им разных скидок и услуг.
27. Структура ИС
Структуру информационнойсистемы составляет совокупность отдельных ее частей, называемых подсистемами.
Подсистема — это частьсистемы, выделенная по какому-либо признаку.
Общую структуру информационнойсистемы можно рассматривать как совокупность подсистем независимо от сферы применения.В этом случае говорят о структурном признаке классификации, а подсистемы называютобеспечивающими. Таким образом, структура любой информационной системы может бытьпредставлена совокупностью обеспечивающих подсистем:
1. информационное обеспечение;
2. техническое обеспечение;
3. организационное обеспечение;
4. математическое обеспечение;
5. программное обеспечение;
6. правовое обеспечение.
Информационное обеспечение- совокупность единой системы классификации и кодирования информации, унифицированныхсистем документации, схем информационных потоков, циркулирующих в организации, атакже методология построения баз данных.
Техническое обеспечение — комплекс технических средств, предназначенных для работы информационной системы,а также соответствующая документация на эти средства и технологические процессы(компьютеры, устройства сбора, накопления и обработки данных, устройства передачиданных и линий связи, оргтехника и устройства автоматического съема информации).
Организационное обеспечение- совокупность методов и средств, регламентирующих взаимодействие специалистов стехническими средствами и между собой в процессе разработки и эксплуатации информационнойсистемы.
Математическое и программноеобеспечение — совокупность математических методов, моделей, алгоритмов и программдля реализации задач информационной системы, а также нормального функционированиякомплекса технических средств.
Правовое обеспечение — совокупностьправовых норм определяющих создание, юридический статус и функционирование информационныхсистем, регламентирующих порядок получения, преобразования и использования информации.В правовом обеспечении можно выделить общую часть, регулирующую функционированиелюбой системы, и локальную часть, регулирующую функционирование конкретной системы.
28. Классификация ИС по сфере применения
1. информационные системыорганизационного управления — автоматизация функций управленческого персонала (оперативныйконтроль и регулирование, оперативный учет и анализ, планирование, управление сбытоми снабжением);
2. информационные системыуправления техническими процессами — автоматизация функций, изготовление микросхем,поддерживание технологических процессов в промышленности.
3. информационные системыавтоматизированного проектирования — автоматизация функций инженеров, конструкторови т.д., при создании новой техники и технологий (инженерные расчеты, проектная итехническая документация, моделирование процессов);
4. интегрированные (корпоративные)информационные системы — автоматизация всех функций предприятия (ИС масштаба предприятия).Главной задачей такой системы является информационная поддержка производственных,административных и управленческих процессов (бизнес-процессов), формирующих продукциюили услуги предприятия. Их создание требует системного подхода с позиции цели икритериев результата.
За последние десятилетиярадикально изменились принципы, методы построения и архитектура такой системы. Так,если в 60-х годах считалось, что никакой процесс не должен автоматизироваться дотех пор, пока он функционирует эффективно, то сегодня господствующим является прямопротивоположный подход. Считается, что любой процесс должен автоматизироваться толькопосле того, как он эффективно организован.
Эти изменения явились результатомобобщения опыта построения множества информационных систем, в которых автоматизацияотдельных операций или сложившихся «ручных» процедур приносила локальные временныеулучшения, не затрагивающие общую эффективность работы.
Главными особенностями современногоподхода к построению корпоративной информационной системы предприятия являются:1) всесторонний анализ бизнес-процессов, на основе которого производится разработкапроекта информационной системы и обоснование заложенных в нем решений; 2) использованиеширокой палитры современных методологий и инструментальных средств моделированияи проектирования систем; 3) детальная проработка и согласование с заказчиком всехэтапов разработки проекта, контрольных точек, требуемых ресурсов.
Такой подход обеспечиваетразработку интегрированных решений, построенных на объективных данных о работе предприятия,своевременное согласование всех принципиальных вопросов между Заказчиком, ГенеральнымПодрядчиком и другими участниками работ и направлен на сохранение сделанных в системуинвестиций.
29. Классификация ИС по функциональному признаку и уровнямуправления
Функциональный признакопределяет назначение системы, ее основные цели, задачи и функции. В хозяйственнойдеятельности типовыми видами работ, определяющими функциональный признак классификацииинформационных систем, являются: производственная, маркетинговая, финансовая, кадровая.
Производственная деятельностьсвязана с непосредственным выпуском продукции и направлена на создание и внедрениев производство научно-технических новшеств.
Маркетинговая деятельностьвключает в себя:
1. анализ рынка производителейи потребителей выпускаемой продукции, анализ продаж;
2. организацию рекламнойкампании по продвижению продукции;
3. рациональную организациюматериально-технического снабжения.
Финансовая деятельностьсвязана с организацией контроля и анализа финансовых ресурсов фирмы на основе бухгалтерской,статистической, оперативной информации.
Кадровая деятельность направленана подбор и расстановку необходимых фирме специалистов, а также ведение служебнойдокументации по различным аспектам.
Указанные направления деятельностиопределили типовой набор информационных систем:
Производственные информационныесистемы — планирование объема работ и разработка календарных планов; оперативныйконтроль и управление производством; анализ работы оборудования, участие в формированиизаказов поставщикам, управление запасами.
Финансовые и учетные информационныесистемы — управление портфелем заказов; управление кредитной политикой; разработкафинансового плана; финансовый анализ и прогнозирования; контроль бюджета; бухучети расчет зарплаты.
Кадровые системы — анализи прогнозирование потребностей в трудовых ресурсах; ведение архивов, записей о персонале,анализ и планирование подготовки кадров.
Системы маркетинга — исследованиерынка и прогнозирование продаж; управление продажами; рекомендации по производствуновой продукции; анализ и установление новой цены, учет заказов.
Прочие системы (например,ИС руководства) — контроль за деятельностью фирмы; выявление оперативных проблем;анализ управленческих и стратегических ситуаций; обеспечение процесса выработкистратегических решений.
На рисунке показан один извозможных вариантов классификации информационных систем по функциональному признакус учетом уровней управления и уровней квалификации персонала. Видно, что чем позначимости уровень управления, тем меньше объем работ, выполняемый информационнойсистемой (уровень автоматизации) и тем выше роль менеджера при принятии решений.
Информационные системыоперативного уровня отвечают на запросы о текущем состоянии, отслеживают поток сделокв фирме, что соответствует оперативному управлению. Задачи, цели и источники информациина этом уровне заранее определены и высоко структурированы. Примеры: ИС выплатызарплаты, регистрации авиабилетов, заказа гостиничных номеров и т.п.
Информационные системы функционального(тактического) уровня используются работниками среднего управленческого звена длямониторинга, контроля, принятия решений и администрирования, а специалистами, работающимис данными — для интеграция новых сведений, помощи в обработке бумажных документов.Примеры: ИС офисной автоматизации, системы автоматизированного проектирования (САПР)и т.д.
Стратегические информационныесистемы — это компьютерные информационные системы, обеспечивающие поддержку принятиярешения при реализации стратегических перспективных целей развития организации (например,сбор и организация информации о внешнем мире — конкурентах, клиентах и т.п.; долгосрочноепланирование и т.п.). Общая концепция построения стратегических информационных системеще не выработана.
30. Классификация ИС по степени автоматизации
1) Ручные — отсутствиесовременных технологических средств по переработке информации и выполнение всехопераций человеком.
2) Автоматизированные- предполагают участие в процессе переработки информации и технических средств ичеловека.
3) Автоматические — выполняютвсе операции по переработке информации без участия человека.
31. Классификация ИС по характеру использования информации
1. информационно-поисковыесистемы ® ввод, систематизация и хранение информациипо запросу пользователя (справочные);
2. Информационно-решающиесистемы ® операции по переработки информации поопределенному алгоритму:
3. управляющие, в которыхчеловек принимает решение;
4. советующие, вырабатываютинформацию которая принимается человеком к сведению и не превращается немедленнов серию конкретных действий (переработка знаний — экспертные системы);
5. ситуационные центр, информационно-аналитическиекомплексы, помогающие руководителям (например, компании) осуществлять оперативноеи стратегическое управление.
Ситуационный центр — этоновейшая технология автоматизации управления, ориентированная на руководителей высшегозвена и персонал, ответственный за принятие решений, концепция которой была разработанаизвестным английским кибернетиком Стаффордом Биром.
Ситуационные центры — этоспециальные рабочие места для специалистов, оборудованное для оперативного построенияи «проигрывания» сценариев, быстрой оценки проблемной ситуации на основе использованияспециальных методов обработки больших объемов знаний и информации. В редуцированномвиде ситуационные центры — это совсем не обязательно компьютеризованные помещения.Известные комнаты для «мозгового штурма» со столом, классной доской и мелом — этотоже ситуационные комнаты (центры). Главное здесь — правильно подобрать информациюи организовать интеллектуальную активность специалистов.
Эффект от компьютеризацииситуационных комнат во многом зависит от развитости используемых методов сбора информации,структурирования данных, построения сценариев и применяемых технологий. Большойобъем достоверной информации о различных аспектах ситуации — признак устойчивостиее динамики, залог эффективности принимаемых корпоративных решений. На ней можнопостроить надежную классическую модель развития ситуации. В неустойчивые же периодыразвития экономики собрать большой объем достоверной информации практически невозможно.В этом случае особого внимания заслуживают некоторые подобласти методов искусственногоинтеллекта.
Эффективность СЦ выражается в том, что он позволяют подключитьк активной работе по принятию решения резервы образного, ассоциативного мышления.Представление ситуации в виде образов как бы «сжимает» информацию, обеспечивая обобщенноевосприятие происходящих событий.
С помощью ситуационного центраруководитель может смоделировать решение на компьютере и через несколько минут увидеть,к какому результату может привести то или иное решение. На экране персональногокомпьютера руководителя находятся ряд рычагов, управляя которыми можно задаватьконкретную ситуацию. Далее проводится расчет на основе заданных моделей данных иотображается результат. Это верхний уровень автоматизации, который опирается наданные, полученные автоматизированными системами сбора данных и учета.
Используя ситуационный анализ,можно решать задачи в различных отраслях и сферах государственного, региональногои муниципального управления, а также в рамках отдельного предприятия, где они помогаютосуществлять управление персоналом, финансами, ресурсами, привлечение инвестиций,моделирование ситуаций, управление рисками, оптимизация запасами.
Технологии, лежащие в основеСЦ, можно условно разбить на три группы: системы обработки разнородной информации(текстовой, числовой, визуальной и др.), к которым относятся, в частности, системыизвлечения знаний (Data Mining) и оперативной аналитической обработки (OLAP — On-LineAnalytical Processing); технологии ситуационного моделирования и системной динамики,в которых применяются модели и методы, присущие конкретным предметным областям;когнитивно-графические технологии, основанные на визуализации объектов
32. ИТ. Виды ИТ
Под технологией понимаютсовокупность методов обработки, изготовления, изменения состояния, свойств, формысырья, материала или полуфабриката, осуществляемых в процессе производства продукции.Это высшее умение чего-нибудь делать. Когда говорят об информационной технологии,в качестве материала выступает информация. В качестве продукта — тоже информация.Но это качественно новая информация о состоянии объекта, процесса или явления. Технологияпредставлена методами и способами работы с информацией персонала и технических устройств.
Информационная технология- это совокупность методов, производственных процессов и программно-техническихсредств, объединенных в технологическую цепочку, обеспечивающую сбор, обработку,хранение, распространение и отображение информации с целью снижения трудоёмкостипроцессов использования информационного ресурса, повышения их надёжности и оперативности,рациональной организации того или иного достаточно часто повторяющегося информационногопроцесса. При этом достигается экономия затрат труда, энергии или материальных ресурсов,необходимых для реализации данного процесса.Виды информационных технологий:
1. Информационные технологииобработки данных;
2. Информационные технологииуправления;
3. Информационные технологииавтоматизации офиса;
4. Информационные технологииподдержки принятия решений;
5. Информационные технологииэкспертных систем.
33. Основные св-ва ИТ, опред. их роль в технолог развитии современногооб-ва
В числе отличительных свойствинформационных технологий, имеющих стратегическое значение для развития общества,представляется целесообразным выделить следующие семь наиболее важных:
1. Информационные технологиипозволяют активизировать и эффективно использовать информационные ресурсы общества,которые сегодня являются наиболее важным стратегическим фактором его развития.
2. Информационные технологиипозволяют оптимизировать и во многих случаях автоматизировать информационные процессы,которые в последние годы занимают все большее место в жизнедеятельности человеческогообщества.
3. Информационные процессыявляются важными элементами других более сложных производственных или же социальныхпроцессов. Поэтому очень часто и информационные технологии выступают в качествекомпонентов соответствующих производственных или социальных технологий.
4. Информационные технологиисегодня играют исключительно важную роль в обеспечении информационного взаимодействиямежду людьми, а также в системах подготовки и распространения массовой информации…Эти средства быстро ассимилируются культурой нашего общества, так как не толькосоздают удобства, но и снимают многие производственные, социальные и бытовые проблемы,вызываемые процессами глобализации и интеграции мирового сообщества, расширениемвнутренних и международных экономических и культурных связей, миграцией населенияи его все более динамичным перемещением по планете.
5. Информационные технологиизанимают сегодня центральное место в процессе интеллектуализации общества, развитияего системы образования и культуры. Возможности данного направления развития информационныхтехнологий настолько многообещающи, что вполне обоснованно можно говорить о зарождениицелого нового направления в области культуры — экранной культуры.
6. Информационные технологиииграют в настоящее время ключевую роль также и в процессах получения и накопленияновых знанийВ первую очередь здесь выделяют методы информационного моделированияисследуемых наукой процессов и явлений, позволяющие ученому проводить своего рода«вычислительный эксперимент». Второе перспективное направление представляют собойметоды искусственного интеллекта, позволяющие находить решение плохо формализуемыхзадач, а также задач с неполной информацией и нечеткими исходными данными. Третьеперспективное направление представляют собой методы так называемой когнитивной компьютернойграфики. При помощи этих методов, позволяющих образно представлять различные математическиеформулы и закономерности, уже удалось доказать несколько весьма сложных теорем втеории чисел.
7. Принципиально важное длясовременного этапа развития общества значение развития информационных технологийзаключается в том, что их использование может оказать существенное содействие врешении глобальных проблем человечества и, прежде всего, проблем, связанных с необходимостьюпреодоления переживаемого мировым сообществом глобального кризиса цивилизации.
34. ИТ. Критерий эффективности ИТ
В качестве общего критерияэффективности любых видов технологий можно использовать экономию социального времени,которая достигается в результате их практического использования. Эффективность этогокритерия особенно хорошо проявляется на примере информационных технологий. Какиеже виды информационных технологий представляются с точки зрения этого критерия наиболееперспективными сегодня и в ближайшем будущем? Необходимость экономии социальноговремени ориентирует наше внимание, в первую очередь, на технологии, связанные снаиболее массовыми информационными процессами, оптимизация которых, как представляетсяи должна дать наибольшую экономию социального времени именно благодаря их широкомуи многократному использованию.
35. Классификация ИТ по типу обрабатываемой информации
Информационные технологииотличаются по типу обрабатываемой информации, но могут объединяться в интегрированныетехнологии.
(Виды обрабатываемой информации): Текст-( Виды информационныхтехнологий): Текстовые процессоры и гипертекст.
Графика- Графические процессоры
Данные — СУБД, алгоритмическиеязыки, табличные процессоры
Пространственно привязанныеданные — Геоинформационные технологии (ГИС–технологии).
Знания — Экспертные системы.
Объекты реального мира — Средства мультимедиа.
Ко всему относится: Интегрированныепакеты (объединения различных технологий)
36. ИТ обработки данных. Классы задач. Основные компоненты
Информационные технологииобработки данных предназначены для решения хорошо структурированных (формализованных)задач, по которым имеются необходимые входные данные и известны алгоритмы.
Применяются на уровне исполнительскойдеятельности персонала невысокой квалификации в целях автоматизации рутинных, постоянноповторяющихся операций. Внедрение таких технологий увеличивает производительностьтруда и, возможно, сокращает численность персонала.
На уровне операционной деятельностирешаются следующие задачи:
1. обработка данных об операциях,производимых фирмой;
2. создание периодическихконтрольных отчетов о состоянии дел в фирме;
3. получение ответов на всевозможныетекущие запросы и оформление их в виде бумажных документов или отчетов.
Пример контрольного отчета:ежедневный отчет о поступлениях и выдачах наличных средств банком, формируемый вцелях контроля баланса наличных средств. Пример запроса: запрос к базе данных покадрам, который позволит получить данные о требованиях, предъявляемых к кандидатамна занятие определенной должности.
Существует несколько особенностей,связанных с обработкой данных, отличающих данную технологию от всех прочих:
1. выполнение необходимыхфирме задач по обработке данных. Каждой фирме предписано законом иметь и хранитьданные о своей деятельности, которые можно использовать как средство обеспеченияи поддержания контроля на фирме. Поэтому в любой фирме обязательно должна быть информационнаясистема обработки данных и разработана соответствующая информационная технология;
2. решение только хорошоструктурированных задач, для которых можно разработать алгоритм;
3. выполнение стандартныхпроцедур обработки. Существующие стандарты определяют типовые процедуры обработкиданных и предписывают их соблюдение организациями всех видов;
4. выполнение основного объемаработ в автоматическом режиме с минимальным участием человека;
5. использование детализированныхданных. Записи о деятельности фирмы имеют детальный (подробный) характер, допускающийпроведение ревизий. В процессе ревизии деятельность фирмы проверяется хронологическиот начала периода к его концу и от конца к началу;
6. акцент на хронологию событий;
7. требование минимальнойпомощи в решении проблем со стороны специалистов других уровней.
37. Цель ИТ управления (ИТУ). Классы задач, решаемые в рамкахИТУ
Основные компоненты ИТУ.
Целью информационных технологииуправления является удовлетворение информационных потребностей всех сотрудниковфирмы, имеющих дело с принятием решения. Такая информационная технология полезнана любом уровне управления. Она ориентирована на работу в среде ИС управления ииспользуется при худшей структурированности решаемых задач, нежели ИТ обработкиданных. Используемая и поставляемая ИТУ информация содержит сведения о прошлом,настоящем и вероятном будущем объекта управления.
Для принятия решений на уровнеуправленческого контроля информация должна быть представлена в агрегированном видетак, чтобы просматривались тенденции изменения данных, причины возникших отклоненийи возможные решения. На этом этапе решаются следующие задачи обработки данных:
1. оценка планируемого состоянияобъекта управления;
2. оценка отклонений от планируемогосостояния;
3. выявление причин отклонений;
4. анализ возможных решенийи действий.
Информационная технологияуправления направлена на создание различных видов отчетов. Регулярные отчеты создаютсяв соответствии с установленным графиком, определяющим время их создания, напримермесячный анализ продаж компании. Специальные отчеты создаются по запросам управленцевили когда в компании произошло что-то незапланированное.
Как регулярные, так и специальныеотчеты могут иметь форму суммирующих, сравнительных и чрезвычайных отчетов. В суммирующихотчетах данные объединены в отдельные группы, отсортированы и представлены в видепромежуточных и окончательных итогов по отдельным полям. Сравнительные отчеты содержатданные, полученные из различных источников или классифицированные по различным признаками используемые для целей сравнения. Чрезвычайные отчеты содержат данные исключительногохарактера.
Использование отчетов дляподдержки управления оказывается особенно эффективным при реализации так называемогоуправления по отклонениям.
Управление по отклонениямпредполагает, что главным содержанием получаемых менеджером данных должны являтьсяотклонения состояния хозяйственной деятельности фирмы от некоторых установленныхстандартов (например, от ее запланированного состояния). При использовании на фирмепринципов управления по отклонениям к создаваемым отчетам предъявляются следующиетребования:
1. отчет должен создаватьсятолько тогда, когда отклонение произошло;
2. сведения в отчете должныбыть отсортированы по значению критического для данного отклонения показателя;
3. все отклонения желательнопоказать вместе, чтобы менеджер мог уловить существующую между ними связь;
4. в отчете необходимо показатьколичественное отклонение от нормы.
Входная информация поступает из систем операционногоуровня. Выходная информация формируется в виде управленческих отчетов в удобномдля принятия решения виде.
Содержимое базы данных припомощи соответствующего программного обеспечения преобразуется в периодические испециальные отчеты, поступающие к специалистам, участвующим в принятии решений ворганизации. База данных, используемая для получения указанной информации, должнасостоять из двух элементов: 1) данных, накапливаемых на основе оценки операций,проводимых фирмой; 2) планов, стандартов, бюджетов и других нормативных документов,определяющих планируемое состояние объекта управления (подразделения фирмы).
38. Характеристики и назначение ИТ автоматизации офиса. Основныекомпоненты
Исторически автоматизация началась на производствеи затем распространилась на офис, имея вначале целью лишь автоматизацию рутиннойсекретарской работы. По мере развития средств коммуникации автоматизация офисныхтехнологий заинтересовала специалистов и управленцев, которые увидели в ней возможностьповысить производительность своего труда.
Автоматизация офиса не заменяет существующуютрадиционную систему коммуникации персонала, а лишь дополняет её. Используясь совместно,обе эти системы обеспечивает рациональную автоматизацию управленческого труда инаилучшее обеспечение управленцев информацией.
Автоматизированных офис привлекателен для менеджероввсех уровней управления в фирме не только потому, что поддерживает внутрифирменнуюсвязь персонала, но также потому, что предоставляет им новые средства коммуникациис внешним окружением.
Информационная технология автоматизации офиса- организация и поддержка коммуникационных процессов как внутри организации, таки с внешней средой на базе компьютерных сетей и других современных средств передачии работы с информацией.
Офисные автоматизированные технологии используютсяуправленцами, специалистами, секретарями и конторскими служащими, особенно они привлекательныдля группового решения проблем. Они позволяют повысить производительность трудасекретарей и конторских работников и дают им возможность справляться с возрастающимобъемом работ. Однако это преимущество является второстепенным по сравнению с возможностьюиспользования автоматизации офиса в качестве инструмента для решения проблем. Улучшениепринимаемых менеджерами решений в результате их более совершенной коммуникации способнообеспечить экономический рост фирмы.
В настоящее время известно несколько десятковпрограммных продуктов для компьютеров и некомпьютерных технических средств, обеспечивающихтехнологию автоматизации офиса: текстовый процессор, табличный процессор, электроннаяпочта, электронный календарь, аудиопочта, компьютерные и телеконференции, видеотекст,хранение изображений, а также специализированные программы управленческой деятельности:ведения документов, контроля за исполнением приказов и т.д.
Также широко используются некомпьютерные средства:аудио- и видеоконференции, факсимильная связь, ксерокс и другие средства оргтехники.
Информационныетехнологии автоматизированного офиса — организация и поддержка коммуникационныхпроцессов, как внутри организации, так и с внешней средой, на базе компьютерныхсетей и других современных средств передачи информации.
39. ИТ поддержки решений. Основная цель ИТППР и т.д.
Проблемы принятия решенийпронизывают всю человеческую практику (и общественную, и личную), и поэтому отличаютсябольшим разнообразием. В зависимости от выбираемого основания классификации выделяютзадачи принятия решений:
1. хорошо структурированные,плохо структурированные и неструктурированные;
2. уникальные и повторяющиеся;
3. статистические и динамические;
4. в условиях определенностии в условиях неопределенности (в частности, при риске, при противодействии);
5. с фиксированным (заданным)набором (множеством) вариантов решений (стратегий, альтернатив) и с формируемымв процессе принятия решений;
6. с одним критерием (показателемкачества или эффективности, целевой функцией) и с многими (несколькими) критериями;
а также задачи:
1. выбора одного наилучшего(оптимального) варианта, нескольких лучших вариантов, ранжирования всех вариантов,
2. разбиения их на упорядоченныеклассы,
3. принятия индивидуальныхрешений и принятия коллективных решений.
Поддержка принятия решений заключается в помощилицу, принимающему решение (ЛПР) в процессе принятия решений. Она включает:
4. помощь ЛПР при анализеобъективной составляющей, т.е. в понимании и оценке сложившейся ситуации и ограничений,накладываемых внешней средой,
5. выявление предпочтенийЛПР, т.е. в выявлении и ранжировании приоритетов, учёте неопределённости в оценкахЛПР и формировании его предпочтений,
6. генерацию возможных решений,т.е. формирование списка альтернатив,
7. оценку возможных альтернатив,исходя из предпочтений ЛТР и ограничений, накладываемых внешней средой,
8. анализ последствий принимаемыхрешений,
9. выбор лучшего, с точкизрения ЛПР, варианта.
Компьютерная поддержка процессапринятия решений, так или иначе, основана на формализации методов получения исходныхи промежуточных оценок, даваемых ЛПР, и алгоритмизации самого процесса выработкирешения.
Термин «система поддержкипринятия решений» появился в начале семидесятых годов. За это время дано много определенийСППР.
«Системы поддержки принятиярешений являются человеко-машинными объектами, которые позволяют лицам, принимающимрешения (ЛПР), использовать данные, знания, объективные и субъективные модели дляанализа и решения слабоструктурированных и неструктурированных проблем». В этомопределении подчёркивается предназначение СППР для решения слабоструктурированныхи неструктурированных задач.
«Система поддержки принятиярешений — это компьютерная система, позволяющая ЛПР сочетать собственные субъективныепредпочтения с компьютерным анализом ситуации при выработке рекомендаций в процессепринятия решения». Основной пафос этого определения — сочетание субъективных предпочтенийЛПР с компьютерными методами.
«Система поддержки принятиярешений — это компьютерная информационная система, используемая для различных видовдеятельности при принятии решений в ситуациях, где невозможно или нежелательно иметьавтоматическую систему, полностью выполняющую весь процесс решения».
Все три определения не противоречат, а дополняютдруг друга и достаточно полно характеризуют СППР.
Системы поддержки принятия решений:
1. Помогают произвести оценкуобстановки (ситуаций), осуществить выбор критериев и оценить их относительную важность.
2. Генерируют возможные решения(сценарии действий).
3. Осуществляют оценку сценариев(действий, решений) и выбирают лучший.
4. Обеспечивают постоянныйобмен информацией об обстановке принимаемых решений и помогают согласовать групповыерешения.
5. Моделируют принимаемыерешения (в тех случаях, когда это возможно).
6. Осуществляют компьютерныйдинамический анализ возможных последствий принимаемых решений.
7. Производят сбор данныхо результатах реализации принятых решений и осуществляют оценку результатов.
Системы ППРпоявились усилиями американских ученых в конце 70-х начале 80-х годов, чему способствовалоширокое распространение персональных компьютеров, стандартных пакетов прикладныхпрограмм, а также успехи разработки систем искусственного интеллекта.
Человеко-машинная процедурапринятия решений с помощью СППР представляет собой циклический процесс взаимодействиячеловека и компьютера. Цикл состоит из фазы анализа и постановки задачи для компьютера,выполняемым ЛПР, и фазы оптимизации (поиска решения и выполнения его характеристик),реализуемой компьютером. Главная особенность информационной технологии ППР — качественноновый метод организации взаимодействия человека и компьютера.
Выработка решений в этихсистемах происходит в результате итерационного процесса, в котором участвуют:
1. система ППР в роли вычислительногозвена;
2. человек как управляющеезвено, задающее исходную информацию и оценивающее полученный результат.
Окончание итерационного процессапроисходит по воле человека. Информационная система способна совместно с пользователемсоздавать новую информацию для принятия решений.
В состав системы поддержки принятия решений входятбаза данных, база моделей и программная подсистема, которая состоит из системы управлениябазой данных (СУБД), системы управления базой моделей (СУБМ) и системы управленияинтерфейсом между пользователем и компьютером.
Данные могут использоваться непосредственно пользователемдля расчетов при помощи математических моделей. СУБД должна поддерживать следующиевозможности:
1. составление комбинаций данных, получаемыхиз различных источников с использованием процедур агрегирования и фильтрации;
2. быстрое добавление или исключение того илииного источника данных;
3. построение логическое структуры данных в терминахпользователя;
4. использование неофициальных данных для проверкирабочих альтернатив;
5. логическая независимость от других операционныхбаз данных, функционирующих в фирме.
Использование моделей обеспечивает проведениеанализа в СППР. Модели, основываясь на математической интерпретации проблемы, припомощи определенных алгоритмов способствуют нахождению информации, полезной дляпринятия оптимальных решений.
В СППР база моделей состоит, как правило, изстратегических, тактических и оперативных моделей, а также математических моделейв виде совокупности модельных блоков, моделей и процедур, реализующих математическиеметоды. Система управления базой моделей должна поддерживать создание новых моделей,изменение существующих, поддержку и обновление параметров моделей, манипулированиемоделями и т.д.
Интерфейс пользователя определяет, в первую очередь,язык пользователя и язык сообщений компьютера. Интерфейс должен обеспечивать возможностиманипулирования различными формами диалога и различными видами данных, оперативноотвечать на запросы пользователя справочно-информационного характера.
Отличие информационнойтехнологии ППР:
1. ориентация на решениеслабоформализованных (плохо структурированных) задач;
2. сочетание традиционныхметодов доступа и обработки компьютерных данных с возможностью использования математическихмоделей решения задач;
3. ориентация на непрофессиональногопользователя компьютера;
4. высокая адаптивность,обеспечивающая возможность приспособления к требованиям пользователя.
40. Современное состояние и основные тенденции развития ИТ
Современное состояние информационныхтехнологий можно охарактеризовать следующими тенденциями.
1. Наличие большого количествапромышленно функционирующих баз данных, содержащих информацию практически по всемвидам деятельности общества.
2. Создание технологий, обеспечивающихинтерактивный доступ массового пользователя к этим информационным ресурсам. Техническойосновой данной тенденции явились государственные и частные системы связи и передачиданных общего назначения и специализированные, объединенные в национальные, региональныеи глобальные информационно-вычислительные сети.
3. Расширение функциональныхвозможностей информационных систем, обеспечивающих параллельную одновременную обработкубаз данных с разнообразной структурой данных, мультиобъектных документов, гиперсред,в том числе реализующих технологии создания и ведения гипертекстовых баз данных.Создание локальных многофункциональных проблемно-ориентированных информационныхсистем различного назначения на основе мощных персональных компьютеров и локальныхвычислительных сетей.
4. Включение в информационныесистемы элементов интеллектуализации интерфейса пользователя с системами, экспертнымисистем, систем машинного перевода, автоиндексирования и других технических средств.
Выделяют пять основных тенденцийв развитии информационных технологий:
1. Усложнение информационныхпродуктов (услуг). Информационный продукт в виде программных средств, баз данных,служб экспертного обеспечения приобретает стратегическое значение. Информационныйпродукт в виде различного вида информации (речь, данные, изображения) для слуха,зрения, осязания генерируется по запросу пользователя, и существуют средства доставкипродукта в удобное время и удобной форме;
2. Способность к взаимодействию.Возможность провести идеальный обмен между человеком и компьютером или между информационнымисистемами приобретает значение ведущей технологической проблемы. Здесь же проблемасовместимости технических и программных средств.
3. Ликвидация промежуточныхзвеньев. Не нужны посредники, если Вы можете размещать заказы непосредственно спомощью информационных технологий.
4. Глобализация. Фирмы могутс помощью информационных технологий вести дела где угодно, получая исчерпывающуюинформацию. Глобализация рынка информационного продукта. Получение преимуществ засчет распределения постоянных и полупостоянных расходов на более широкий географическийрегион.
5. Конвергенция. Исчезаютразличия между изделиями и услугами, информационным продуктом и средствами, использованиемв быту и для деловых целей, информацией и развлечением, а также среди различныхрежимов работы, таких как передача звуковых, цифровых и видеосигналов.
Применительно к бизнесу этитенденции приводят к следующему:
1. Осуществление распределенныхперсональных вычислений, когда на каждом рабочем месте достаточно ресурсов для обработкиинформации в местах ее возникновения;
2. Создание развитых системкоммуникаций, когда рабочие места соединены для пересылки сообщений;
3. Гибкие глобальные коммуникации,когда предприятие включается в мировой информационный поток;
4. Создание и развитие системэлектронной торговли;
5. Устранение промежуточныхзвеньев в системе интеграции организация — внешняя среда.
31. основные разделы искусственного интеллекта
Одно из направлений информатики- интеллектуализация информационных систем. Интеллектуальные системы и технологииприменяются для тиражирования профессионального опыта и решения сложных научных,производственных и экономических задач, например, анализ инвестиций, прогнозированиерынка и т.д. Для обработки и моделирования знаний применяются специальные моделии создаются так называемые базы знаний.
Искусственные интеллект (ИИ)- одно из направлений развития информатики, изучающий способы и приемы моделированияи воспроизведения с помощью ЭВМ разумной деятельности человека, связанной с решениемзадач. Цель этого направления — разработка программно-аппаратных средств, позволяющихпользователю-непрограммисту ставить и решать свои задачи, традиционно считающиесяинтеллектуальными, общаясь с ЭВМ на ограниченном подмножестве естественного языка.Искусственным интеллектом также называют свойство интеллектуальных систем выполнятьфункции (творческие), которые традиционно считаются прерогативой человека.
Фундаментальные разделы ИИ:
1. теория представления знаний:найти такие способы описания и представления фактов, общих сведений, закономерностей,правил и предписаний, которые позволят использовать все эти знания с помощью некоторыхуниверсальных и формальных процедур анализа, рассуждения и синтеза, доступных доляпростой реализации на ЭВМ;
2. теория обработки информации,выраженной на естественном языке: найти методы и способы понимания устной речи,извлечения смысла из письменных сообщений, переводы с одного языка на другой, синтезаречи и т.п. с тем, чтобы реализовать все эти формы языковой практики на ЭВМ (лингвистическиепроцессоры).
Фундаментальные разделы ИИ,воспринимая достижения смежных наук (математики, логики, психологии, физиологии,кибернетики, бионики, лингвистики и др.), результируют в создании теоретическихмоделей целенаправленного поведения человека, включая такие его компоненты, каквосприятие, рассуждение и действие. Эти теоретические модели, имея собственную познавательнуюценность, выступают в качестве строительных блоков в решении различных прикладныхзадач.
32.Основные направления развития искусственного интеллекта
· Представление знанийи разработка систем, основанных на знаниях
Разработка моделей представления знаний, созданиебаз знаний, моделей и методов извлечения и структурирования знаний).
· Игры и творчество
· Разработка естественно-языковыхинтерфейсов и машинный перевод
Естественно-языковый интерфейс — это совокупностьпрограммных и аппаратных средств, обеспечивающих общение интеллектуальной системыс пользователем на ограниченном рамками проблемной области естественном языке. Вего состав входят словари, отражающие словарный состав и лексику языка, а такжелингвистический процессор, осуществляющий анализ текстов (морфологический, синтаксический,семантический и прагматический) и синтез ответов пользователю.
· Распознавание образов
Это направление, основной задачей которого являетсясоздание моделей, методов и средств, связанных с решением задач классификации, таксономии,формирования понятий и т. п.
· Новые архитектурыкомпьютеров
· Интеллектуальные роботы
Здесь главными задачами ИИ являются задачи «машинногозрения» и управления движением. «Машинное зрение» включает в себя способность роботаориентироваться в пространстве, воспринимать обстановку и строить ее план (т.н.анализ сцен), узнавать контуры и форму предметов, обнаруживать и обходить препятствияпри движении и т.д. Управление движением позволяет роботу перемещаться, совершатьрабочие движения своими подвижными элементами, воспринимать нагрузку и дозироватьсобственные усилия.
· Специальное программноеобеспечение
Обучение и самообучение
33. Данные и знания
Информация, с которой имеютдело ЭВМ, разделяется на процедурную и декларативную. Процедурная информация овеществленав программах, которые выполняются в процессе решения задач, декларативная информация- в данных, с которыми эти программы работают.
Данные — это отдельные факты,характеризующие объекты, процессы и явления в предметной области, а также их свойства.
Параллельно с развитием структурыЭВМ происходило развитие информационных структур для представления данных. Появилисьспособы описания данных в виде векторов и матриц, возникли списочные структуры,иерархические структуры. В настоящее время в языках программирования высокого уровняиспользуются абстрактные типы данных, структура которых задается программистом.Появление баз данных (БД) знаменовало собой еще один шаг на пути организации работыс декларативной информацией. В базах данных могут одновременно храниться большиеобъемы информации, а специальные средства, образующие систему управления базамиданных (СУБД), позволяют эффективно манипулировать с данными, при необходимостиизвлекать их из базы данных и записывать их в нужном порядке в базу.
По мере развития исследованийв области интеллектуальных систем возникла концепция знаний, которые объединилив себе многие черты процедурной и декларативной информации.
Знания — совокупность сведений,образующих целостное описание, соответствующее некоторому уровню осведомленностиоб описываемом вопросе, предмете, проблеме и т.д. Знания — это выявленные закономерностив предметной области (принципы, связи, законы), позволяющие решать задачи в этойобласти.
В ЭВМ знания так же, как и данные, отображаютсяв знаковой форме — в виде формул, текста, файлов, информационных массивов и т.п.Поэтому можно сказать, что знания — это особым образом организованные данные. Ноэто было бы слишком узкое понимание. А между тем, в системах ИИ знания являютсяосновным объектом формирования, обработки и исследования. База знаний, наравне сбазой данных, — необходимая составляющая программного комплекса ИИ. Машины, реализующиеалгоритмы ИИ, называются машинами, основанными на знаниях, а подраздел теории ИИ,связанный с построением экспертных систем, — инженерией знаний.
Знания могут быть классифицированыпо следующим категориям:
· поверхностные — знанияо видимых взаимосвязях между отдельными событиями и фактами в предметной области;
· глубинные — абстракции,аналогии, схемы, отображающие структуру и процессы в предметной области.
Кроме того, знания можноразделить на следующие виды:
· процедурные: знания,отвечающие на вопрос «Как решать поставленную задачу?»; эти знания хранятся в памяти интеллектуальной системыв виде описаний процедур, с помощью которых их можно получить. В таком виде обычноописывается информация о предметной области, характеризующая способы решения задачв этой области, а также различные инструкции, методики и т.п.
декларативные: знания, несодержащие в явном виде процедуры решения задач; которые записаны в памяти так, что они непосредственнодоступны для использования после обращения к соответствующему полю памяти. В такомвиде обычно записывается информация о свойствах предметной области фактах, имеющихв ней место и т.п. информация.
54. Модели представлениязнаний в современных интеллектуальных системах.
Модель знаний — описание знаний в базе знаний.Известны четыре типа моделей знаний:
1. логические, в основе которых лежит формальнаялогическая модель;
2. сетевые, в основе которых лежат семантическиесети;
3. фреймовые, основанные на фреймах;
4. продукционные, основанные на продукциях.
Каждая такая М.З. определяет форму представлениязнаний.
Формальные логические модели
Система ИИ в определенном смысле моделирует интеллектуальнуюдеятельность человека и, в частности, — логику его рассуждений. В грубо упрощеннойформе наши логические построения при этом сводятся к следующей схеме: из одной илинескольких посылок (которые считаются истинными) следует сделать «логически верное»заключение (вывод, следствие).
Логические выражения, построенные в данном языке,могут быть истинными или ложными. Некоторые из этих выражений, являющиеся всегдаистинными, объявляются аксиомами (или постулатами). Они составляют ту базовую системупосылок, исходя из которой и пользуясь определенными правилами вывода, можно получитьзаключения в виде новых выражений, также являющихся истинными.
Если перечисленные условия выполняются, то говорят,что система удовлетворяет требованиям формальной теории. Ее так и называют формальнойсистемой (ФС). Система, построенная на основе формальной теории, называется такжеаксиоматической системой.
Классическими примерами аксиоматических системявляются исчисление высказываний и исчисление предикатов. Эти ФС хорошо исследованыи имеют прекрасно разработанные модели логического вывода.
ФС имеют и недостатки, которые заставляют искатьиные формы представления. Главный недостаток — это «закрытость» ФС, их негибкость.
Логические модели
В основе моделей такого типалежит формальная система, задаваемая четверкой вида: M = . МножествоT есть множество базовых элементов различной природы, например слов из некоторогоограниченного словаря, деталей детского конструктора, входящих в состав некоторогонабора и т.п.
Множество P есть множество синтаксических правил.С их помощью из элементов T образуют синтаксически правильные совокупности.
В множестве синтаксически правильных совокупностейвыделяется некоторое подмножество A. Элементы A называются аксиомами.
Множество B есть множество правил вывода. Применяяих к элементам A, можно получать новые синтаксически правильные совокупности, ккоторым снова можно применять правила из B. Так формируется множество выводимыхв данной формальной системе совокупностей.
Для знаний, входящих в базу знаний, можно считать,что множество A образуют все информационные единицы, которые введены в базу знанийизвне, а с помощью правил вывода из них выводятся новые производные знания. Другимисловами формальная система представляет собой генератор порождения новых знаний,образующих множество выводимых в данной системе знаний. Это свойство логическихмоделей делает их притягательными для использования в базах знаний. Оно позволяетхранить в базе лишь те знания, которые образуют множество A, а все остальные знанияполучать из них по правилам вывода.
Семантические (смысловые)сети
В основе моделей этого типа лежит конструкция,названная ранее семантической сетью. Сеть, в вершинах которой находятся информационныеединицы, а дуги характеризуют отношения и связи между ними. Семантическая сеть являетсянаиболее общей моделью представления знаний.
В зависимости от типов связей, используемых вмодели, различают классифицирующие сети, функциональные сети и сценарии. В классифицирующихсетях используются отношения структуризации. Такие сети позволяют в базах знанийвводить разные иерархические отношения между информационными единицами. Функциональныесети характеризуются наличием функциональных отношений. Их часто называют вычислительнымимоделями
Под фреймом понимается абстрактныйобраз или ситуация.
В отличие от моделей другихтипов во фреймовых моделях (под фреймом понимается абстрактный образ или ситуация).
фиксируется жесткая структура информационныхединиц, которая называется протофреймом. В общем виде она выглядит следующим образом:
(Имя фрейма:
Имя слота 1(значение слота 1)
Имя слота 2(значение слота 2)
…
Имя слота К (значение слота К)).
Значением слота может быть практически что угодно(числа или математические соотношения, тексты на естественном языке или программы,правила вывода или ссылки на другие слоты данного фрейма или других фреймов). Вкачестве значения слота может выступать набор слотов более низкого уровня, что позволяетво фреймовых представлениях реализовать «принцип матрешки».
При конкретизации фрейма ему и слотам присваиваютсяконкретные имена и происходит заполнение слотов. Таким образом, из протофреймовполучаются фреймы — экземпляры. Переход от исходного протофрейма к фрейму — экземпляруможет быть многошаговым, за счет постепенного уточнения значений слотов.
Связи между фреймами задаютсязначениями специального слота с именем «Связь». Часть специалистов по ИС считает,что нет необходимости специально выделять фреймовые модели в представлении знаний,т.к. в них объединены все основные особенности моделей остальных типов.
Продукционная модель
Продукционная модель, илимодель, основанная на правилах, позволяет представить знания в виде предложенийтипа: Если (условие), то (действие).
В моделях этого типа используются некоторые элементылогических и сетевых моделей. Из логических моделей заимствована идея правил вывода,которые здесь называются продукциями, а из сетевых моделей — описание знаний в видесемантической сети. В результате применения правил вывода к фрагментам сетевогоописания происходит трансформация семантической сети за счет смены ее фрагментов,наращивания сети и исключения из нее ненужных фрагментов. Таким образом, в продукционныхмоделях процедурная информация явно выделена и описывается иными средствами, чемдекларативная информация. Вместо логического вывода, характерного для логическихмоделей, в продукционных моделях появляется вывод на знаниях.
35. Основные компоненты экспертной системы, специалисты-разработчики
Экспертные системы основанына использовании искусственного интеллекта. Главная идея использования технологииэкспертных систем заключается в том, чтобы получить от эксперта его знания и, загрузивих в память компьютера, использовать всякий раз, когда в этом возникает необходимость.
Экспертные системы (ЭС) — это сложные программные комплексы, аккумулирующие знания специалистов в конкретныхпредметных областях и тиражирующие этот эмпирический опыт для консультаций менееквалифицированных пользователей.
Традиционно знания существуютв двух видах — коллективный опыт и личный опыт. Если большая часть знаний в предметнойобласти представлена в виде коллективного опыта (например, высшая математика), этапредметная область не нуждается в экспертных системах. Если в предметной областибольшая часть знаний является личным опытом специалистов высокого уровня (экспертов),если эти знания по каким-либо причинам слабо структурированы, такая предметная область,скорее всего, нуждается в экспертной системе.
При создании баз знаний самаятрудная задача — извлечение из них эксперта. Для этого существуют методы извлечениязнаний. Экспертные системы представляют собой компьютерные программы, трансформирующиеопыт экспертов в какой-либо области в форму эвристических правил.
Эвристики не гарантируютполучения результата с такой же степенью уверенности, как алгоритмы ППР. Однакоони часто дают приемлемые решения для практического использования. Таким образом,экспертные системы используются в качестве советующих систем.
Пользователь — специалистпредметной области, для которого предназначена система. Обычно его квалификациянедостаточно высока, и поэтому он нуждается в помощи и поддержке своей деятельностисо стороны ЭС.
Специалист по знаниям — специалистпо искусственному интеллекту, выступающий в роли промежуточного буфера между экспертоми базой знаний. Синонимы: когнитолог, инженер по знаниям, инженер-интерпретатор,аналитик.
Интерфейс пользователя — комплекс программ, реализующих диалог пользователя с ЭС как на стадии ввода информации,так и получения результатов. Специалист использует интерфейс также для ввода команд,содержащих параметры, определяющие процесс обработки информации. Пользователь можетиспользовать четыре метода ввода информации: меню, команды, естественный язык, собственныйинтерфейс.
Технология экспертных системпредусматривает возможность получать в качестве выходной информации не только решения,но и объяснения.
База знаний (БЗ) — ядро ЭС,совокупность знаний предметной области, записанная на машинный носитель в форме,понятной эксперту и пользователю (обычно на некотором языке, приближенном к естественному).Параллельно такому «человеческому» представлению существует БЗ во внутреннем «машинном»представлении. Для организации базы знаний используют различные модели представлениязнаний: продукционную, семантическое сети, фреймы, формальные логические модели.
Интерпретатор — часть ЭС,производящая в определенном порядке обработку знаний, находящихся в базе знаний.Как правило, в нем выделяют два блока: решатель и подсистема объяснений. Решатель- программа, моделирующая ход рассуждений эксперта на основании знаний, имеющихсяв БЗ (синонимы: дедуктивная машина, блок логического вывода). Подсистема объяснений- программа, позволяющая пользователю получить ответы на вопросы: «Как была получената или иная рекомендация?» и «Почему система приняла такое решение?» Ответ на вопрос«как» — это трассировка всего процесса получения решения с указанием использованныхфрагментов БЗ, т.е. всех шагов цепи умозаключений. Ответ на вопрос «почему» — ссылкана умозаключение, непосредственно предшествовавшее полученному решению, т.е. отходна один шаг назад. Кроме этого, во многих экспертных системах вводят дополнительныеблоки: базы данных, блок расчета, блок ввода и корректировки данных.
Модуль создания системы — служит для создания набора (иерархии) правил. Существует два подхода, которые могутбыть положены в основу модуля создания системы: использование алгоритмических языковпрограммирования и использование оболочек экспертных систем. Как правило, в модульсоздания системы включается интеллектуальный редактор БЗ — программу, предоставляющуюинженеру по знаниям возможность создавать БЗ в диалоговом режиме. Включает в себясистему вложенных меню, шаблонов языка представления знаний, подсказок («help» — режим) и других сервисных средств, облегчающих работу с базой.
Класс «экспертные системы»сегодня объединяет несколько тысяч различных программных комплексов, решающих разныетипы задач:
Задачи интерпретации данных.
Задача диагностики.
Задача мониторинга.
Задача проектирования.
Задача прогнозирования.
Задача планирования.
Задачи обучения.
Информационные технологииППР и информационные технологии ЭС широко используются для решения задач в слабоформализованныхпредметных областях, однако между ними существуют существенные различия:
1) решение проблемы в рамкахсистем ППР открывает уровень понимания возможностей системы пользователем и еговозможности получить и осмыслить решение; технология экспертных систем предлагаетпользователю принять решение, превосходящее его возможности;
2) экспертные системы способныпояснить свои рассуждения в процессе получения решения (очень часто эти поясненияболее важны для пользователя, чем само решение);
3) новый компонент информационныхтехнологий — знания, использующиеся только в экспертных системах;
4) главная ориентация СППР- принятие решений, а ИТЭС — на тиражирование знаний.
36. Централизованная и распределенная обработка данных
В эпоху централизованногоиспользования ЭВМ с пакетной обработкой информации пользователи вычислительной техникипредпочитали приобретать компьютеры, на которых можно было бы решать почти все классызадач. Однако, сложность решаемых задач обратно пропорциональна их количеству, иэто приводило к неэффективному использованию вычислительной мощности ЭВМ при значительныхматериальных затратах. Кроме того, доступ к компьютерным ресурсам был затруднениз-за политики централизации вычислительных средств в одном месте.
Принцип централизованнойобработки данных не отвечал высоким требованиям к надежности процесса обработки,затруднял развитие систем и не мог обеспечить необходимые временные параметры придиалоговой обработке данных в многопользовательском режиме.
Появление малых ЭВМ, микроЭВМ,и, наконец, ПК потребовало нового подхода к организации систем обработки данных,к созданию новых ИТ — произошел переход от использования отдельных ЭВМ в системахцентрализованной обработки данных к распределенной обработке данных.
37. Типы многомашинных ассоциаций для распределенной обработкиданных
Многомашинные вычислительныекомплексы (МВК) — группа установленных рядом вычислительных машин, объединенныхс помощью специальных средств сопряжения и выполняющих совместно единый информационно-вычислительныйпроцесс.
Многомашинные вычислительныекомплексы могут быть:
локальными при условии установкикомпьютеров в одном помещении, не требующих для взаимосвязи специального оборудованияи каналов связи;
дистанционными, если некоторыекомпьютеры комплекса установлены на значительном расстоянии от центральной ЭВМ идля передачи данных используются телефонные каналы связи.
38. Основные программные и аппаратные компоненты сети
Компьютерная (вычислительная)сеть — совокупность компьютеров и терминалов, соединенных с помощью каналов связив единую систему, удовлетворяющую требованиям распределенной обработки данных.
Компьютерные сети — высшаяформа многомашинных ассоциаций.
Основные отличия КС от МВК:
1. размерность (МВК -2 или3, КС — десятки или сотни, и далеко отстоящих друг от друга);
2. разделение функций междуЭВМ (функций обработки данных, передачи данных и управления системой в МВК могутбыть реализованы в одной ЭВМ, в вычислительных сетях эти функции распределены междуразличными ЭВМ);
3. необходимость решенияв сети задачи маршрутизации сообщений (в зависимости от состояния каналов связисообщение от одной ЭВМ к другой может быть передано по разным каналам).
Абоненты сети — объекты,генерирующие или потребляющие информацию в сети (это могут быть отдельные ЭВМ, комплексы,терминалы, роботы, станки с ЧПУ и т.д.) Любой абонент сети подключается к станции.
Станция — аппаратура, котораявыполняет функции, связанные с приемом и передачей информации.
Совокупность абонента и станциипринято называть абонентской системой. Для организации взаимодействия абонентовнеобходима физическая передающая среда.
Физическая передающая среда- линии связи или пространство, в котором распространяются электрические сигналы,и аппаратура передачи данных.
На базе физической передающейсреды строится коммуникационная сеть, которая обеспечивает передачу информации междуабонентскими системами. Таким образом, любую компьютерную сеть можно рассматриватькак совокупность абонентских систем и коммуникационной сети.
39. Функциональные группы устройств в сети
Основное назначение любойкомпьютерной сети — предоставление информационных и вычислительных ресурсов подключеннымк ней пользователям.
С этой точки зрения ЛВС можнорассматривать как совокупность серверов и рабочих станций.
Сервер — компьютер, подключенныйк сети и обеспечивающий ее пользователей определенными услугами.
Серверы могут осуществлятьхранение данных, управление базами данных, удаленную обработку заданий, печать заданийи ряд других функций. Сервер — источник ресурсов сети.
Рабочая станция — персональныйкомпьютер, подключенный к сети, через который пользователь получает доступ к еересурсам.
Рабочая станция функционируеткак в сетевом, так и в локальном режимах. Она может быть оснащена собственной операционнойсистемой.
Файл-сервер хранит данныепользователей сети и обеспечивает им доступ к этим данным. Это компьютер с большойемкостью оперативной памяти, жесткими дисками большой емкости и дополнительныминакопителями на магнитной ленте (стримерами). Файл-сервер выполняет следующие функции:хранение данных, архивирование данных, синхронизацию изменений данных различнымипользователями, передачу данных. Он работает под управлением специальной операционнойсистемы, которая обеспечивает одновременный доступ пользователей сети к расположеннымна нем данным.
Компьютерные сети реализуютраспределенную обработку данных, которая в данном случае распределяется между клиентоми сервером.
Клиент — задача, рабочаястанция или пользователь компьютерной сети.
40. Основные характеристики коммуникационной сети
/>
1. скорость передачи данныхпо каналу связи (измеряется количеством битов в единицу времени, для асинхронныхмодемов и телефонного канала — 300-9600 бит/сек, для синхронных — 1200-19200 бит/сек;волоконно-оптическая связь и технологии спектрального уплотнения каналов дали качественно-новыйуровень — сейчас в одном канале передаются потоки 10 Гбит/с и более — до 100 Гбит,а поскольку в оптоволоконном световоде каналов можно «нарезать» более сотни, томожно говорить о переходе с терабитным системам цифровой связи)
2. пропускная способностьканала связи (количество знаков в секунду, включая служебные символы), измеряетсяколичеством знаков в секунду);
3. достоверность передачиинформации (единица измерения — количество ошибок на знак, обычно в пределах 10-6 — 10-7 ошибок на знак)
4. надежность канала связии модемов (определяется либо долей времени исправного состояния в общем времениработы, либо средним временем безотказной работы, отсюда единица измерения — среднеевремя безотказной работы — в часах; для ВС оно должно составлять, как минимум, несколькотысяч часов).
41. Классификация вычислительных сетей
В зависимости от территориальногорасположения абонентских систем ВС разделяют на три основных класса:
Локальная ВС (LAN — Local Area Network) объединяет абонентов, расположенных в пределах небольшойтерритории. Региональная ВС (MAN — Metropolitan Area Network) связывает абонентов, расположенных на значительном расстояниидруг от друга (внутри города, региона, страны). Расстояние между абонентами — десятки-сотникилометров.
Глобальная ВС (WAN — Wide Area Network) объединяет абонентов, расположенных в различных странах,на различных континентах.
Объединение глобальных, региональныхи локальных ВС позволяет создавать многосетевые иерархии. Они обеспечивают мощные,экономически целесообразные средства обработки огромных сетевых массивов и доступк неограниченным информационным ресурсам.
Чтобы обеспечить передачуинформации из ЭВМ в коммуникационную среду, необходимо согласовывать сигналы внутреннегоинтерфейса ЭВМ с параметрами сигналов, передаваемых по каналам связи. При этом должнобыть как физическое согласование (форма, амплитуда и длительность сигнала), таки кодовое.
Технические устройства, выполняющиетакое согласование, называют адаптерами или сетевыми адаптерами. Один адаптер обеспечиваетсопряжение с ЭВМ одного канала связи.
Кроме одноканальных адаптеровиспользуются и многоканальные устройства — мультиплексоры передачи данных или простомультиплексоры.
Для подсоединения компьютеровк глобальной вычислительной сети с использованием каналов телефонной связи необходимтак называемый модем (модулятор-демодулятор), который осуществляет преобразованиесигналов из цифровой формы (компьютерной) в аналоговую (характерную при передачипо телефонному каналу) и обратно.
42. Локальные вычислительные сети
Локальная ВС (LAN — Local Area Network) объединяет абонентов, расположенных в пределах небольшойтерритории. Это сети отдельных предприятий, фирм, банков, офисов и т.п. (протяженности
43. Глобальная сеть INTERNET. Способы передачи информации в INTERNET
Internet представляет собойглобальную компьютерную сеть («между сетей»). Это сеть, соединяющая отдельные сети.Логическая структура Internet представляет собой некое виртуальное объединение,имеющее свое собственное информационное пространство. Internet обеспечивает обменинформацией между всеми компьютерами, которые входят в сети, подключенные к ней.Тип компьютера и используемая им операционная система значения не имеют. Соединениесетей обладает громадными возможностями.
Родина Internet — США. Internet — плод развития военных технологий. Прародительницей Internet выступила сеть ARPAnet (Advanced Research Project Agency net — сеть управления перспективных исследований), разработанная иразвернутая еще в 1969 году по заказу Министерства обороны США. Будучи экспериментальной,ARPAnet создавалась для поддержки научных исследованийв военно-промышленной сфере. В частности, изучались методы построения сетей, которыебыли бы устойчивы к частичным повреждениям, например, при бомбардировке авиацией,- и сохраняли бы способность нормально функционировать в столь экстремальных условиях.
Модель ARPAnet предусматривала постоянную связь междукомпьютером-источником и компьютером-приемником. По условиям предполагалось, чтолюбая часть сети может исчезнуть в любой момент. Не только на сеть в целом, но ина отдельные компьютеры возлагалась задача налаживания и поддержки связи. Стандарт,согласно которому могла развиваться сеть Internet, установили в 1983 году. И с этого моментастало возможным подсоединять к ней новые сети, в то время как первоначальное звенооставалось неизменным. Большинство аналитиков полагают, что именно 1983 год — настоящаядата возникновения Internet, когда изначальная ARPAnet была разделена на сеть MILnet, предназначавшуюся для использования в военных целях,и собственно ARPAnet, ориентированную на продолжение исследованийв сетевой области. Сама ARPAnet прекратиласвое существование в июне 1990 года, а ее функции постепенно
Основные ячейки Internet- локальные вычислительные сети. Существуют также компьютеры, самостоятельно подключенныек интернет. Их называют хост-компьютерами. Каждый подключенный к сети компьютеримеет адрес, по которому его может найти абонент из любой точки света.
Способы организации передачиинформации:
1. Электронная почта
2. World-wide-web (всемирнаяинформационная сеть) — одна из самых популярных информационных служб Интернет. Двеосновные особенности: использование гипертекста и возможность клиентов взаимодействоватьс другими приложениями Интернет.
3. Служба Gopher, выполняетфункции, аналогичные интернет, информация — в виде иерархической системы меню.
4. Телеконференции Usenet.Эта система была разработана для перемещения новостей между компьютерами по всемумиру, позднее полностью интегрировалась в Internet. Серверы Usenet имеют средствадля разделения телеконференций по темам.
5. Передача файлов с помощьюпротокола FTP.
6.Взаимодействие с другим компьютером (Telnet)
44. Архитектура ПК
Основные блоки ПК и их назначение.
Выделяют пять базовых компонентлюбого компьютера (рис: 7)
1. процессор (или центральныйпроцессор — ЦП, CentralProcessor Union — CPU);
2. основная память (memory);
3. схемы ввода-вывода (Input/Output — I/O);
4. дисковая память (disk storage);
5. программы (programs).
Обсуждая возможности компьютеровимеют в виду, как правило, техническое (hardware), программное (software) и интеллектуальное (brainware) обеспечение.
Основные блоки ПК и их назначение:
Центральный процессор, оперативноезапоминающее устройство, накопители на жестких магнитных дисках, накопители на гибкихмагнитных дисках, блок питания, внутренний канал обмена данных, электронные схемы(контроллеры), монитор, клавиатура, мышь, принтер, сканер, джойстик, графопостроитель(плоттер), дигитайзер, сетевой адаптер, модемы, музыкальная приставка.
45. Информационные продукты и услуги. Информационный бизнес Информационныепродукты и услуги
В результате применения информационныхтехнологий к информационным ресурсам создается некоторая новая информация или информацияв новой форме. Это продукция ИС и ИТ, которая называется информационными продуктамии услугами.
Информационная услуга — получениеи предоставление в распоряжение пользователя информационного продукта. Информационныйпродукт выступает в виде специфической услуги, когда некоторое содержание предоставляетсяпотребителю.
Информационный продукт илиинформационная услуга — специфическая услуга, когда некоторое информационное содержаниев виде совокупности данных, сформированное производителем для распространения ввещественной или невещественной форме, предоставляется в пользование потребителю.Информационный продукт воплощает представление производителя (информационная модель)о конкретной предметной области, доля которой он создан. Информационный продуктзафиксирован на материальном носителе.
К информационным продуктами услугам относятся:
1. Связь
2. Информация
На рынке информационных продуктовимеются следующие виды информации: деловая (биржевая, финансовая, политическая ихозяйственная, статистическая информация социального, демографического, экологическогои т.д. характера, коммерческая информация по компаниям, ценам, вакансиям и т.д.,управленческие данные и сообщения, рекламные данные и сообщения), информация дляспециалистов или профессиональная информация (спец. данные для юристов, врачей,метеорологов, НТ информация, доступ к первоисточникам), потребительская информация(новости, литература, расписания, заказ товаров и услуг)
3. Услуги образования (компьютерныеи некомпьютерные учебники, методические материалы и т.п.)
4. Обеспечивающие информационныесистемы и средства (программные продукты, технические средства, разработка и сопровождениеИС и т.д.)
5. Развлечения — вид информационногопродукта, представляющий результат творческой деятельности людей, который предназначендля обеспечения досуга и получения удовольствия.
Основная тенденция в областисоздания информационных продуктов и услуг — усложнение и интеграция всех видов информационныхпродуктов и услуг, слияние информации и средств развлечения.
Чтобы существовал рынок информационныхпродуктов и услуг, необходимо наличие продуктов и услуг, а также продавцов и покупателей.
В настоящее время существуетсфера бизнеса, посвященная информационным продуктам и услугам, — информационныйбизнес. Информационный бизнес — производство, торговля, посредничество в областиинформационных продуктов и услуг.
В последнее время кроме информационного,говорят о электронном бизнесе.
46. Электронный бизнес. Основные модели электронного бизнеса
Согласно определению специалистовкомпании IBM, электронный бизнес (e-бизнес) — это преобразование основных бизнес-процессовпри помощи Интернет-технологий. Таким образом, e-бизнесом называют любую деловуюактивность, использующую возможности глобальных информационных сетей для преобразованиявнутренних и внешних связей с целью создания прибыли.
Важнейшим составным элементомe-бизнеса является электронная коммерция. Под электронной коммерцией (e-коммерцией)подразумеваются любые формы деловых сделок, которые проводятся с помощью информационныхсетей.
В словаре терминов электронного бизнеса от компанийPriceWaterhouseCoopers и eTopS Consulting приведены следующие определения:
Электронный бизнес — повышение эффективностибизнеса, основанное на использовании информационных технологий, для того чтобы обеспечитьвзаимодействие деловых партнеров и создать интегрированную цепочку добавленной стоимости.
Электронная коммерция — маркетинг,подача предложений, продажа, сдача в аренду, предоставление лицензий, поставка товаров,услуг или информации с использованием компьютерных сетей или Интернета.
Интернет-Бизнес можно охарактеризовать как среду, которая позволяет компаниям
· увеличить доходы,т.к. создаются новые каналы получения дохода и увеличение объемов продаж;
· снизить издержки путемснижения затрат на проведение транзакций и накладных расходов.
· улучшить качествоуслуг, совершенствуя сервис, предлагаемый клиентам, и более полно удовлетворитьих потребности;
· улучшить условия дляинвестиций;
· обеспечить корпоративнойинформацией о компании весь мир или только целевую группу клиентов;
· автоматизироватьи оптимизировать бизнес-процессы компании как внутри, так и в отношениях с поставщиками,дилерами и партнерами;
· обеспечить бесперебойнуюработу бизнеса (7 дней в неделю, 24 часа в сутки).Основные модели интернетбизнеса
B2B
«Business-to-business», «B2B» или «Бизнес-бизнес»- этими терминами обозначаются все взаимодействия между предприятиями, компаниямии фирмами. Организация поставок, обмен документацией, заказы, финансовые потоки,координация действий, совместные мероприятия — все это взаимодействие одного бизнесас другим.
К основным инструментам В2В можно отнести:
1. корпоративный web-сайт(информационная страницас данными о компании, проекте, товарах и услугах, видах деятельности, предложенияхпо сотрудничеству),
2. интернет-инкубатор (компания,специализирующаяся на создании начинающих компаний с целью их дальнейшей продажиинвесторам;
3. интернет-маркетинг.
Интернет-маркетинг является важным эффективныминструментом Интернет-бизнеса. Интернет позволяет компаниям все больше автоматизироватьмаркетинг за счет использования баз данных.
B2C
«Business-to-Customer», «B2С»или «Бизнес-потребитель» — это взаимоотношения продавца и покупателя. К ним относятсяприобретение клиентом любого товара или услуги, получение консультаций, оформлениестраховок и пр.
Все системы торговли черезИнтернет можно классифицировать как web-витрины, Интернет-магазины и Торговые ИнтернетСистемы (ТИС).
1. Web-витрина — оформленный web-дизайновскимисредствами прайс-лист торговой компании, не содержащий бизнес-логики торгового процесса.
2. Интернет-магазин содержит,кроме web-витрины, всю необходимую бизнес-логикудля управления процессом Интернет-торговли (бэк-офис).
3. Торговая Интернет-система(ТИС) представляет собой Интернет-магазин, бэк-офис которого полностью (в режимереального времени) интегрирован в торговый бизнес-процесс компании, а также в системуавтоматизации внутреннего документооборота компании.
На сегодняшний день в Россиипреобладают web-витрины, Интернет-магазины пребывают в меньшинстве, а ТИС отсутствуют.
Проблемы В2С
Безусловно, сегодня основное внимание прикованок так называемой модели В2С, в которой основными потребителями услуг электроннойкоммерции выступают покупатели — частные лица. Очень важный момент, который надоиметь в виду, говоря о росте рынка электронного бизнеса В2С — это общее развитиеэкономики, повышение благосостояния «среднего» покупателя. Если не будет активногоразвития всей экономики, будут находиться в застое и самые перспективные высокотехнологичныерынки. Человек готов тратить деньги в электронном магазине только тогда, когда ониостались у него после удовлетворения основных потребностей в еде, одежде и т. д.
Следующий аспект проблемы — качество услуг. Интернет-торговляможет развиваться только при условии высокого качества всех ее составляющих. Логистика- едва ли не определяющая составная часть электронной коммерции в модели В2С, ау нас она практически не развита. Транспортная инфраструктура, почтовая система- до высокого качества, культуры доставки им еще развиваться и развиваться. Крометого, для создания работающей инфраструктуры доставки нужны большие деньги и немалоевремя
Ну, и коренная проблема, препятствующая бурномуросту приложений В2С в нашей стране, — уровень жизни населения.
C2C
Модель «Customer-to-Customer», «С2С» отражает деловые отношения,возникающие между частными лицами на он-лайновых аукционах и биржах.
1. Интернет-биржа — торговая площадка, через которую предприятияведут торговлю товарами и услугами. Ее владелец получает комиссионные или, еслив каждой сделке он является продавцом или покупателем, сокращение издержек.
Биржа — это программная торгово-информационная система, предоставляющаятрейдерам (участникам) равные права и возможности по совершению сделок, беспристрастноисполняющий установленные правила торгов. Торговая система открыта и надежна ввидуобщедоступности информации в Интернет.
2. Интернет-аукцион — торговая витрина, где продавцы выставляютна продажу принадлежащие им товары, а покупатели подают заявки на покупку этих товаров.
B2G
«B2G» или «Business-to-government»- специальный вид торговли по заказам правительственных организаций.
Торговляинформацией
Торговля информацией- одна из самых старейших форм коммерции в сети. Ее отличия от торговли товарамипроявляются на всех уровнях- начиная с определения потребительской аудитории и заканчивая непосредственно оплатойза оказанную услугу.
1.Каталоги и справочные системы по ресурсам в Интернет.
2.Печатные издания. Компания-издательорганизует Web-сервер, на котором размещает материалы печатного издания либо егоэлектронную версию. Основная цель — увеличение числа читателей издания.
3.Информационные агентства.
4.Многие газеты размещают электронные версии своихизданий в сети. Первым среди них стал общедоступный Интернет-сервер АКДИ «Экономикаи жизнь» (www. akdi. ru), который зарегистрирован в Госкомитете РФ по печати и специализируетсяна предоставлении информации и консультаций в сети по экономическим, финансовым,правовым вопросам.
5.Гипертекстовые книги и энциклопедии.
6.Еще один вариант информационнойкоммерции в сети — предоставление бизнес-информации.
По мнению американских экспертов существует восемьосновных категорий бизнеса, действующих в интеренет.
1. Крупные розничные торговыепредприятия, продающие товары непосредственно через интернет
2. Крупномасштабные универсальныеинтернет порталы (Yahoo, XXL), предоставляющие клиентам доступ к коммерческимуслугам различных (компаний, работающих в разных сегментах рынка)
3. Тематические порталы,предоставляющие доступ к услугам компаний, работающих на одном сегменте рынка, например,книгах, музыкальных товарах и т.д.
4. Интернет-аукционы
5. Бизнесы, которые торгуютпродуктами, существующими в цифровой форме, в том числе рекламой в интернет
6. Сайты, на которых создаются«сообщества», объединяющие потребителей, заинтересованных в продуктах одного класса
7. Интернет-коммерция, ориентированнаяна обслуживание корпоративных клиентов
Разнообразные услуги по выставлению
47. Представления о защите информации и информационной безопасности
Глобальная информатизацияобщества породила глобальную социотехнологическую проблему — проблему информационнойбезопасности человека и общества.
Существо этой проблемы состоитв следующем. Многие важнейшие интересы человека, общества, государства в настоящеевремя в значительной степени определяются состоянием информационной сферы. Поэтомуцеленаправленное и преднамеренное воздействие на информационную сферу со сторонывнешних или внутренних источников могут наносить серьезный ущерб этим интересами представляют собой угрозы для безопасности человека и общества.
Под информационной безопасностьюпонимают состояние защищенности информационной среды общества, обеспечивающее ееформирование и развитие в интересах граждан, организаций и государства. А под информационнымиугрозами — факторы или совокупности факторов, создающие опасность функционированиюинформационной среды общества.
Многие государства, в томчисле и Россия, уже разработали свои национальные доктрины в области национальнойбезопасности, а также концепции государственной политики по ее обеспечению. В 1998году начата подготовка проекта международной концепции информационной безопасности.
Так, например, на современномэтапе развития общества интересы личости заключаются в реальном обеспечении своихконституционных прав и свобод, личной безопасности, повышения качества и уровняжизни, возможности физического, интеллектуального и духовного развития.
Интересы общества заключаютсяв достижении и сохранении общественного согласия, повышении созидательной активностинаселения, духовного развития общества.
Интересы государства состоятв защите конституционного строя, суверенитета и территориальной целостности страны,установлении и сохранении политической и социальной стабильности, обеспечении законностии правопорядка, развитии равноправного международного сотрудничества.
Совокупность перечисленныхвыше важнейших интересов личности, общества и государства и образует национальныеинтересы страны, проекция которых на информационную сферу общества и определяетосновные цели и задачи страны в области обеспечения информационной безопасности.
48. Элементы системы защиты информации
Система защиты должна быть:непрерывной, плановой, централизованной, целенаправленной, конкретной, активной,надежной, комплексной, легко совершенствуемой и быстро видоизменяемой. Она должнабыть эффективной как в обычных условиях, так и в экстремальных ситуациях.
Комплексность системы защитыдостигается наличием в ней ряда обязательных элементов — правовых, организационных,инженерно-технических и программно-математических. Соотношение элементов и их содержанияобеспечивают индивидуальность системы защиты информации учреждения и гарантируютее неповторимость и трудность преодоления.
Элемент правовой защиты информациипредполагает юридическое закрепление взаимоотношений учреждения и государства поповоду правомерности защитных мероприятий, а также учреждения и персонала по поводуобязанности персонала соблюдать правила защиты ценной информации учреждения и ответственностиза нарушение этого порядка.
Элемент организационной защитыинформации содержит меры управленческого и ограничительного характера, устанавливающиетехнологию защиты и побуждающие персонал соблюдать правила защиты ценной информацииучреждения. Элемент организационной защиты является стержнем, который связываетв единую систему все другие элементы.
По мнению большинства специалистов,меры организационной защиты информации составляют 50-60% в структуре большинствасистем защиты информации.
Элемент инженерно-техническойзащиты информации предназначен для пассивного и активного противодействия средствамтехнической разведки и формирования рубежей охраны территорий, здания, помещенийи оборудования с помощью комплексов технических средств. При защите информационныхсистем этот элемент имеет важное значение, хотя стоимость средств технической защитыи охраны велика.
Элемент программно-математическойзащиты информации предназначен для защиты ценной информации, обрабатываемой и хранящейсяв компьютерах, локальных сетях и различных информационных системах. Однако фрагментыэтой защиты могут применяться как сопутствующие средства в инженерно-техническойи организационной защите.
49. ГИС. Классы задач, решаемые с помощью ГИС
Что такое ГИС
Для начала дадим определение:под геоинформационной системой подразумевают автоматизированную информационную систему,предназначенную для обработки пространственно–временных данных, основой интеграциикоторых служит географическая привязка.
Из определения следует, чтотакой класс систем, в первую очередь, предназначен для работы с картами и нанесеннымина них картографическими объектами. К картографическим объектам можно привязыватьинформацию любого вида: текстовую (например, описание); числовую (например, статистическиерезультаты); графическую (например, фотоснимки).
Не смотря на то, что геоинформационныесистемы, это относительно новый класс информационных систем, они широко применяютсяв различных областях, где решение задач происходит с использованием картографическогоматериала.
Среди зарубежных ГИС наиболеераспространенными системами являются ARC/INFO (коммерческий продукт ESRI); ArcCAD, позволяющая решать ГИС–задачи в среде САПР. Отдельноследует отметить систему ArcView,которая работает на всех платформах, позволяя выполнять наложение различных слоевкарты, получать информацию об объекте, включая построение диаграмм. Система ERDAS предназначена для работы с растровымиматериалами (аэро и космоснимками).
В нашей стране создание теоретическихоснов построения геоинформационных систем, принципов формирования банков картографическойинформации, проводятся уже давно. Ведущим отечественным продуктом в области решенияпрогнозных задач является ГИС ИНТЕГРО (ВНИИГеосистем). Система осуществляет вводи предварительную обработку данных, позволяет строить иерархически связанные проекты,включающие данные разного масштаба. Среди геологических организаций в последнеевремя получила распространение система ГИС ПАРК. Система состоит из шести подсистем,обеспечивающих: ввод данных; анализ данных; прогноз геоситуации; прогноз полезныхископаемых; справки и вывод данных.
Практически все рассмотренныеГИС или являются чисто информационно–справочными (представление и выдача топографических,туристических и др. карт), либо узко проблемно–ориентированными (подсчет площадей,отрисовка конкретных участков территории, составление оптимального пути движениятранспорта). Все они рассчитаны на массового потребителя.
Приведем некоторые классызадач, решаемые с использованием ГИС.
Классы решаемых задач
Область задач, решаемых сиспользованием геоинформационных систем достаточно обширна, сюда относятся:
Градостроительство. ГИС-приложения,созданные для этого класса задач, автоматизируют деятельность строительных компаний,архитектора и т.д., так как позволяют эффективно размещать здания на выбранной территории.Критерии эффективности могут быть выбраны разные, это состояние почв, подводка инженерныхсетей, удаленность от магазинов, детских садов, других средств массового обслуживания.
Планирование размещения сетиторговых точек, библиотечных средств обслуживания и т.п. ГИС, используя карту районаи информацию о группах потребителей предлагаемого товара, позволяют разместить торговыеточки или библиотеки наилучшим образом.
Расчетные задачи по тепло-,водо- и другим видам коммуникаций. При заданном масштабе и схемах инженерных сетей,ГИС способны рассчитывать длину трубопроводов, глубину залегания, эффективно планироватьразмещение инженерных сетей в застраиваемых районах. ГИС могут прогнозировать аварии,если в базе данных существует информация о времени проведения инженерных сетей,степени их аварийности и т.д.
Экомониторинг городской территории.ГИС проводят экологический анализ на выбранной местности. Если речь идет о городскойтерритории, то может быть оценена степень загрязнения воды, воздуха, почв и т.д.
Территориальный анализ потребительскогорынка и клиентуры. ГИС проводят экономический анализ территории, выявляя областис повышенным спросом на товар, с высокой и низкой платежеспособностью. Позволяютэффективно спланировать размещение филиалов компании.
Оценка стоимости земель исооружений.
Анализ социально–экономическихпоказателей.
Имитационное моделированиепроцессов на территории.
Анализ криминальной обстановки.На анализируемой территории ГИС выделяют районы с повышенным уровнем преступности.
Транспортная задача и т.п.ГИС позволяют находить оптимальные маршруты движения транспорта по заданным критериям(кратчайшее расстояние, численность пассажиров).
ГИС могут изучаться в качестве«инструментария» представителями различных профессий. Вы можете наглядно ознакомитьсяс возможностями ГИС-технологий, если выберете директорию DEMO, которая лежит на G:\GRINVIEW\APPLICATIONS\ и просмотрите графические файлы.