Технологии

Скачать 0.96 Mb.

Название	Технологии
страница	3/8
Тип	Документы

rykovodstvo.ru > Руководство эксплуатация > Документы

1 2 3 4 5 6 7 8

1.3. Проблемы использования ЭВМ конечными пользователями

При обычной схеме решения задач на ЭВМ конечный пользователь отчуждён от вычислительной машины. В результате он имеет низкую эффективность своего труда, большое время ожидания результатов, зависимость от других специалистов-посредников, которые могут исказить его представление о решаемой задаче и интерпретации результатов.

Шагом на пути избавления от посредников было введение терминального доступа к ЭВМ. На рис. 1.3 показана схема реализации такой технологии решения задач, когда между конечным пользователем и машиной остался один посредник, совмещающий в себе функции всех посредников при старой технологии благодаря созданию

Рис. 1.3. Схема трёхстороннего диалога СУБД — система управления базой данных

соответствующего интерфейса ЭВМ. В качестве интерфейса выступают программные продукты: языки высокого уровня, языки запросов к базам данных, генераторы прикладных программ и генераторы отчётов.

Сложные задачи на современных вычислительных комплексах решаются сейчас с использованием пакетов прикладных программ, мощных баз данных. Такие системы имеют высокую эффективность. Время реакции на вмешательство конечного пользователя существенно снижается. Это обеспечивается тем, что данные для решения задач концентрируются в базах данных, а программы и программные модули образуют библиотеки. Нужная цепочка программ для решения той или иной

задачи из предметной области формируется через терминал.

Благодаря быстрой реакции системы подобного рода стало возможным просматривать большое число вариантов для определения оптимальных проектов и сбалансированных планов. В качестве примера таких систем укажем на систему проектирования генеральных схем обустройств газовых и нефтяных месторождений, созданную в Вычислительном центре Академии наук СССР [3].

Эта система содержит более 50 прикладных программ, которые соединяются в соответствующие цепочки для решения проектной задачи. После выбора с помощью системы проекта ЭВМ автоматически выдаёт всю проектную документацию, формы (на листингах) и чертежи с графопостроителей. С помощью разработанной системы впервые в мировой практике удалось осуществить на ЭВМ научно обоснованное проектирование комплексного обустройства нефтяного месторождения в динамике на любой период его разработки.

Сложные многоэкстремальные и многокритериальные задачи комплексного размещения и развития объектов и коммуникаций всех технологических подсистем обустройства на территории месторождения решаются с учётом индивидуальных особенностей каждого месторождения, предыстории его освоения и природно-климатических условий.

Система предоставляет возможность осуществлять диалог с ЭВМ на всех стадиях проектирования. Математическое обеспечение системы позволяет сочетать опыт проектировщика и методы оптимизации в процессе многовариантного проектирования. Получаемые проекты являются наилучшими с точки зрения всей совокупности предъявляемых

к ним технологических и экономических требований.

В Институте кибернетики им. В. М. Глушкова АН УССР в рамках решения проблемы совершенствования экономико-математических моделей оптимального планирования производства были проведены работы по созданию оптимизационных алгоритмов и программного обеспечения планов производства и распределения труб [4].

Терминальный доступ к ЭВМ сильно сократил число посредников в цепочке конечный пользователь — ЭВМ. Для эффективного решения своих задач конечному пользователю осталось сделать последний шаг для получения прямого доступа к ЭВМ. Для его реализации существует два пути. На первом пути конечный пользователь обучается и берёт на себя функции посредника. Создаются программные продукты, которые конечный пользователь, имеющий навык работать с клавиатурой терминала, может выучить за два дня и не забыть за две недели [5].

Необходимыми помощниками пользователей стали персональные ЭВМ (персональные компьютеры), такие, как IВМ РС/ХТ, Labtam, Искра-226, ЕС-1840 и др., имеющие от 600 Кбайт до 1 Мбайт оперативной памяти, быстродействие в пределах от 10⁴—10⁵ операций в секунду и математическое и программное обеспечение с широким спектром языков высокого уровня. Особенно удобными для пользователей можно перечислить так называемые сервисные средства — текстовый редактор, деловая графика, электронные таблицы, база данных (реляционная) и средства телекоммуникации.

Второй путь осуществления прямого доступа к машине лежит через создание средств, реализуемых

Рис. 1.4. Схема новой информационной технологии. ИИ — искусственный интеллект
внутри ЭВМ, когда все функции посредника берёт на себя машина, т. е. через создание интеллектуального интерфейса ЭВМ. Реализация его возможна только на основе методов, и идей, полученных в области искусственного интеллекта.

В этом случае за счёт использования логико-лингвистических моделей, реализуемых с применением программно-аппаратных средств в системах искусственного интеллекта, образуется интеллектуальный интерфейс (рис. 1.4). Он делает возможным прямое общение пользователя-непрограммиста с ЭВМ и тем самым способствует массовой компьютеризации общества.

Использование средств связи и образование локальных и глобальных вычислительных сетей обеспечивает включение ЭВМ с интеллектуальным интерфейсом в коммуникационные отношения людей

в процессе их целенаправленной деятельности при коллективном решении задач в области планирования, проектирования, научных исследований, оперативного управления производством и т. п. Благодаря достижениям в искусственном интеллекте взаимодействие с ЭВМ специалистов народного хозяйства и науки с целью решения задач стало возможным на профессиональном языке пользователя, являющемся подмножеством естественного языка.

Искусственный интеллект, как основа новой информационной технологии, умножает интеллектуальные ресурсы общества, поскольку взаимодействие пользователя с ЭВМ на своём профессиональном языке интенсифицирует интеллект пользователя, увеличивает объём его памяти и усиливает способность к логическому выводу. И если ранее говорили об индустрии обработки данных, то сейчас в связи с использованием идей и методов искусственного интеллекта стало правомерным говорить об индустрии интеллектуальных систем.

1.4. Представление знаний

С разработкой и использованием вычислительной техники традиционно связаны такие понятия, как программы и данные. При этом первые предназначены для обработки вторых. Программист разрабатывал программу, и сам вводил в неё необходимые данные. Затем произошло крупное изменение — данные были отделены от программ, появились базы данных различной структуры (реляционные (табличные), иерархические, сетевые) и системы управления базами данных (СУБД). Для отделения данных от программ использовались средства описания данных, содержащиеся

в языках программирования. Такие языки, как ФОРТРАН и АЛГОЛ, содержат средства описания относительно простых структур данных в памяти ЭВМ. Более сложные средства описания иерархических структур данных имеются в языках КОБОЛ, ПЛ/1 и ПАСКАЛЬ. В ПАСКАЛЕ также есть средства для конструирования структур данных самим пользователем.

Параллельно, возможно, с некоторым временным сдвигом, развивались представления данных во внешней памяти ЭВМ. Здесь фундаментальным понятием стало понятие информационного массива (файла), имеющего имя и содержащего все необходимые структурированные записи данных о различных объектах, с которыми ведёт работу система. Файл можно трактовать как информационную модель объекта.

Представление данных во внешней памяти ЭВМ прошло через следующие этапы:

способы формирования записей данных в файлах, ведение файлов и организация доступа к ним полностью определялись в конкретных программах пользователей;

управление файлами и организацию доступа к ним стали осуществлять операционные системы ЭВМ;

создание баз данных (БД) и развитых систем управления ими, когда стала возможной эффективная работа с большими базами данных (в частности, с интегрированными, содержащими разнородные данные), обрабатываемыми в интересах целого предприятия, отрасли и т. п. и предназначенными для использования в прикладных задачах.

На первом этапе создание, поддержание, организация доступа к данным как на логическом, так

и на физическом уровнях целиком возлагались на разработчика и пользователя каждой программы. Работа с данными программы и тем более их использование в других программах были крайне трудоёмки и малоэффективны.

На втором этапе часть забот по работе с данными во внешней памяти ЭВМ (в основном на физическом уровне) взяла на себя операционная система.

Однако работа с интегрированными данными стала реальностью лишь на третьем этапе, когда появилась возможность эффективно организовывать базы данных со сложной структурой, а в рамках СУБД появились мощные средства для работы с данными.

Это сделало оправданным и эффективным существование в системе данных, независимых от прикладных программ, в которых эти данные создаются и используются, позволило технологически отделить друг от друга различные программы (создающие, поддерживающие и использующие данные). Появилась возможность эффективно связывать программы для обработки данных с самими этими данными и вызывать уже программы исходя из данных, а не наоборот, как было ранее.

Наконец, СУБД дали средства для создания в каждом программном комплексе промежуточного слоя математического обеспечения, отделяющего собственно прикладные программы от используемых данных, эффективно реализующего поиск, размещение и прочие операции над данными и тем самым освобождающего от этой деятельности прикладных программистов. Этот слой частично состоит из системных программ СУБД, частично достраивается пользователем, средства для чего предоставляются

специализированными языками описания данных и языками манипулирования данными, включаемыми в СУБД.

Эти языки дополняют традиционные языки программирования средствами для организации больших групп данных. Чтобы обеспечить возможность прямого использования этих средств в прикладных программах на традиционных языках, язык описания данных и язык манипулирования данными зачастую оформляются как расширение развитого языка программирования (включающего языка).

Ныне можно говорить о новом этапе представления данных в памяти ЭВМ — о создании информационно-вычислительных сетей и на их основе — распределённых баз данных коллективного пользования. Это приводит как к снижению затрат на создание и ведение баз данных, так и к повышению качества хранимой информации, поскольку для ведения баз данных возможно привлечение более квалифицированных специалистов. Одновременно резко возрастает доступность этой информации для пользователей.

С появлением систем искусственного интеллекта появилось новое понятие — «база знаний». Следует как-то соотнести ставшие привычными понятия «данные и база данных» с понятиями «знания и база знаний». Несомненно, что данные и структура базы данных в определённой степени отражают знания о предметной области и её структуре. Тем не менее имеются специфические признаки, отличающие знания от данных. В качестве таких специфических признаков знаний в связи с представлением их в ЭВМ можно выделить следующие четыре признака [6]:

внутренняя интерпретируемость;

структурированность;

связность;

активность.

Если обратиться к структурированным данным, то некоторые из указанных признаков, свойственных знаниям, будут справедливы и для структур данных. Например, первый признак — интерпретируемость — явно просматривается в реляционной базе данных, где имена столбцов являются атрибутами отношений, имена которых указаны в строках.

Второй признак — структурированность – можно рассматривать как свойство декомпозиции сложных объектов на более простые и установление связей между простыми объектами, что означает использование отношений «часть–целое», «класс–подкласс», «род–вид» и т. п. Отношения подобного рода встречаются в иерархических и сетевых базах данных. Эти же отношения могут быть реализованы и в табличных базах данных.

Для третьего признака — связность — практически нельзя найти аналогов в упоминавшихся базах данных. Знания наши связаны не только в смысле структуры. Они отражают закономерности относительно фактов, процессов, явлений и причинно-следственные отношения между ними.

Что касается четвёртого признака — активность,— то сложилось так, что при использовании ЭВМ порождающими новые знания являются программы, а данные пассивно хранятся в памяти ЭВМ. Человеку свойственна познавательная активность, другими словами, знания человека активны. И это принципиально отличает знания от данных. Например, обнаружение противоречий в знаниях становится побудительной причиной их преодоления и появления новых знаний. Таким же

стимулом активности является неполнота знаний, выражающаяся в необходимости их пополнения. Данные и структуры данных далеко не в полной мере отражают особенности предметных областей. Хотя, вообще говоря, чёткую грань между данными и знаниями провести можно не всегда, тем не менее отличия между данными и знаниями существуют и эти отличия привели к появлению специальных формализмов в виде моделей представления знаний в ЭВМ, отражающих в той или иной степени все четыре признака, характеризующих знания. Сейчас известны по меньшей мере четыре вида моделей и соответственно языков представления знаний: языки (модели) семантических сетей, системы фреймов, логические языки (модели) и продукционные системы.

1.4. 1. Семантические сети
В семантической сети вершинам сопоставлены понятия (объекты, события, процессы), а дугам – отношения на множестве понятий. По этой причине язык семантических сетей иногда называют реляционным [7]. Отношения могут быть самого разного типа, что позволяет в достаточной мере обеспечить в семантической сети такой признак знаний, как связность. В общем случае это означает, что в виде семантической сети можно отобразить знания, заключённые в текстах на естественном языке.

Возьмём, например, следующую фразу: «Рыбак сел на плот, переехал на другой берег и взял корзину с рыбой».

Здесь выделяется пять объектов: рыбак. (а₁), плот (а₂), другой берег (а₃), корзина (а₄) и рыба (а₅). Эти объекты связаны отношениями:

Рис. 1.5. Пример семантической сети фразы

сел на (r₁), переехал (r₂), взял (r₃) и находиться в (r₄). Сеть, соответствующая этому тексту, показана на рис. 1.5 (с учётом отношений, обозначенных сплошными линиями). К отношениям, явно выраженным в тексте, отнесено и отношение «находиться на» («корзина на другом берегу»).

Исходя из логики реального мира и принятого способа описания ситуаций в этом мире, можно считать данными и некоторые другие отношения, явно не присутствующие в тексте. Например, можно пополнить исходный текст отношениями, указанными на рис. 1.5 штриховой линией. Пополненный текст будет выглядеть следующим образом: «Рыбак сел на плот и на плоту переехал на другой берег. На другом берегу находилась рыба. Рыба была в корзине. Рыбак взял корзину с рыбой».

Следует подчеркнуть одно важное обстоятельство: как показали исследования, в языках индоевропейской группы имеется не более 200 различных, не сводимых друг к другу отношений. Комбинации

этих базовых отношений позволяют выразить остальные отношения, фиксируемые в текстах. Это обстоятельство лежит в основе так называемого ситуационного управления [8]. Кроме того, конечное множество базовых отношений позволяет надеяться, что в базах знаний можно представить любую предметную область и, более того, осуществить автоматическое построение семантических сетей непосредственно из текста.

Частным случаем семантических сетей являются сценарии, или однородные семантические сети. Это сети, объекты которых связаны единственным отношением строгого или нестрогого порядка с различной семантикой.

Если, например, объектами-понятиями будут работы (или отдельные операции), а единственным отношением строгого порядка будет отношение следования, то мы придём к хорошо известному сетевому графику комплекса работ с так называемым французским представлением. Очевидно, что сценарии являются удобным средством составления планов.

На примере семантической сети общего вида можно установить различие между базой данных и базой знаний. Предметная область есть множество допустимых состояний своих компонентов. Представленное через общие понятия и отношения между ними, это множество образует базу знаний — в виде интенсиональной семантической сети. С другой стороны, в зависимости от ситуации компоненты предметной области будут иметь конкретные значения, свойства, характеристики. Все эти конкретные данные о предметной области будут отображаться в так называемой экстенсиональной семантической сети или базе данных сетевой структуры.

1 2 3 4 5 6 7 8

	1 Раскройте понятия: технологии, информационные технологии, информационный... Технологии Технология (гр technе — мастерство, logos — учение, учение о мастерстве) — сов окупность знаний о способах и средствах...		Наборы утилит служебных программ операционных систем. Средства и... Контрольные задания по разделам дисциплины : Системные технологии, Офисные технологии Сетевые технологии
	Экзаменационные вопросы по дисциплине «Инструментальные средства и технологии программирования» Понятие технологии программирования. Основные задачи технологии программирования		Образование, становление и основные этапы развития кафедры "Технологии... Секция «Технологии конструкционных материалов» (ткм) в филиале работала с 1959 г. В 1986 г., отделившись от кафедры «Технологии сварки»,...
	Рабочая программа по технологии для 7а, 7б класса Составитель: Гайфуллин... Рабочая программа по изучению технологии в 7 классах составлена на основе следующих документов		Тематическое планирование по технологии 4 класс Материалы, необходимые для урока технологии. Изучение свойств материалов. Инструменты для урока технологии. Правила безопасной работы...
	Педагогические технологии как основа компетентностно ориентированного подхода В связи с этим, в образовательном процессе применяются инновационные технологии, которые еще и вызваны интеграционными и информационными...		Доклад на eva-2004 Ника-музей, созданной средствами ника – Технологии. На той же технологии построены Евфрат – Документооборот и Архив, Статистика учебных...
	Рабочая программа по технологии на 2014 2015 учебный год Рабочая программа составлена в соответствии с Примерной основной образовательной программы образовательного учреждения по технологии...		Отделка помещений по технологии knauf по дисциплине "Современные строительные технологии" Ефремов Михаил Александрович – Отделка помещений по технологии Knauf. – 37страниц, 20 иллюстраций
	Отчет о выполнении проекта реализации технологической платформы «свч технологии» в 201 Учредительное собрание участников тп «свч технологии» состоялось 30 августа 2011 года. В учредительном собрании приняли участие представители...		Отчет о самообследовании муниципального казенного общеобразовательного учреждения Инновационные образовательные программы и технологии, в частности, информационные технологии
	Рабочая программа по технологии для 6 -10 классов Учитель: Шалкина Е. А Изучение технологии на ступени основного общего образования направлено на достижение следующих целей		Программа по технологии составлена на основе федерального компонента... ...
	Программа по технологии составлена на основе федерального компонента... ...		Рабочая программа по технологии для 6 -10 классов Учитель: Царичанская Оксана Валерьевна Изучение технологии на ступени основного общего образования направлено на достижение следующих целей

Технологии

Похожие: