Теоретические основы информатики

Размещено на http://www.allbest.ru/

1

Тема №1. Основные понятия информатики

1. Информатика - это наука об осуществляемой преимущественно с помощью автоматических средств целесообразной обработке информации, рассматриваемой как представление знаний и сообщений в технических, экономических и социальных областях.

В 1978 году международный научный конгресс официально закрепил за понятием «информатика» области, связанные с разработкой, созданием, использованием и материально-техническим обслуживанием систем обработки информации, включая компьютеры и их программное обеспечение, а также организационные, коммерческие, административные и социально-политические аспекты компьютеризации - массового внедрения компьютерной техники во все области жизни людей.

Таким образом, информатика базируется на компьютерной технике и немыслима без нее. Информатика - научная дисциплина с широчайшим диапазоном применения. Ее основные направления:

разработка вычислительных систем и программного обеспечения;

теория информации, изучающая процессы, связанные с передачей, приемом, преобразованием и хранением информации;

методы искусственного интеллекта, позволяющие создавать программы для решения задач, требующих определенных интеллектуальных усилий при выполнении их человеком (логический вывод, обучение, понимание речи, визуальное восприятие, игры и др.);

системный анализ, заключающийся в анализе назначения проектируемой системы и в установлении требований, которым она должна отвечать;

методы машинной графики, анимации, средства мультимедиа;

средства телекоммуникации, в том числе, глобальные компьютерные сети, объединяющие все человечество в единое информационное сообщество;

разнообразные приложения, охватывающие производство, науку, образование, медицину, торговлю, сельское хозяйство и все другие виды хозяйственной и общественной деятельности.

2. В настоящее время получили распространенные подходы к определению понятия «количество информации», основанные на том, что информацию, содержащуюся в сообщении, можно нестрого трактовать в смысле ее новизны или, иначе, уменьшения неопределенности наших знаний об объекте.

Так, американский инженер Р. Хартли (1928 г.) процесс получения информации рассматривает как выбор одного сообщения из конечного наперед заданного множества из N равновероятных сообщений, а количество информации рассматривает как выбор одного сообщения из конечного наперед заданного множества из N равновероятных сообщений, а количество информации I, содержащееся в выбранном сообщении, определяет как двоичный логарифм N.

Формула Хартли:

1=лог2N.

Американский ученый Клод Шеннон предложил в 1948 г. другую формулу определения количества информации, учитывающую возможную неодинаковую вероятность сообщений в наборе.

Формула Шеннона:

1= -(pi Iog2 pi +p2 log р2 +...+ pn Iog2 pn),

Где pn - вероятность того, что именно i-тое сообщение выделено в наборе из N сообщений.

Легко заметить, что если вероятности pi...рп равны, то каждая из них равна I/N. и формула Шеннона легко превращается в формулу Хартли.

3. Из всех определений понятия «информация» выбираю следующее: информация - сведения об окружающем нас мире, которые уменьшают уровень неопределенности человека. На самом деле точного определения нет. Информация является первичным и неопределяемым в рамках науки понятием. Можно лишь утверждать, что это понятие предполагает наличие материального носителя информации, источника информации, передатчика информации, приемника и канала связи между источником и приемником.

4. Из выше предложенных определений выбираю следующее: любое взаимодействие между объектами, в процессе которого один приобретает некоторую субстанцию, а другой ее не теряет называется информационным взаимодействием. При этом передаваемая субстанция называется Информацией. Определение это краткое и достаточно всеобъемлюще, так как информация используется во всех сферах без исключения: в философии, естественных и гуманитарных науках, биологии, медицине и физиологии, психологии человека и животных, социологии, искусстве, в технике и экономике и, наконец. - в повседневной жизни.

5. Два сообщения:

Ночь сменяется утром, а за утром следует день;

На китайском языке представлена народная мудрость, знание которой может составить смысл Вашей жизни.

В первом случае констатируется факт и его можно классифицировать как «данное». Во втором случае дается адрес источника информации, изучение которой может принести пользу.

6. Академики не учат первоклассников, так как информация должна преподноситься в доступной (по уровню восприятия) форме. Информация становится понятной, если она выражена языком, на котором говорят те, кому она предназначена. Если ценная и своевременная информация выражена непонятным образом, она может стать бесполезной. Обучение первоклассников академиками слишком дорогое удовольствие.

7. Один байт содержит восемь битов.

Бит в теории информации - количество информации, необходимой для различения двух равновероятных сообщений. В вычислительной технике битом называют наименьшую «порцию» памяти, необходимую для хранения одного из двух знаков «О» и «1», используемых для внутримашинного представления данных и команд.

8. 1 Килобайт (Кбайт)=2* 10 байт,

1 Мегабайт (Мбайт) =2*20 байт,

1 Гигабайт (Гбайт) = 2*30 байт.

9. Достоверная информация со временем может стать недостоверной, так как она обладает свойством устаревать, то есть перестает отражать истинное положение дел.

Информация полна, если ее достаточно для понимания и принятия решений. Как неполная, так и избыточная информация сдерживает принятие решений или может повлечь ошибки.

Точность информации определяется степенью ее близости к реальному состоянию объекта, процесса, явления и т.п. Ценность информации зависит от того, насколько она важна для решения задачи, а также от того, насколько в дальнейшем она найдет применение в каких-либо видах деятельности человека.

Только своевременно полученная информация может принести ожидаемую пользу. Одинаково нежелательны как преждевременная подача информации (когда она еще не может быть усвоена), так и ее задержка.

10. Например, ПУ - 5: в 2004 г. обучалось 500 чел. в 2005 г. 700 чел.

Ожидается в 2006 г. увеличение кол-ва учащихся еще на 200 чел.

Училище заключило договор с «Урал - сталь" о том, что комбинат возьмет учащихся на практику, а по окончанию училища - на работу. Все успевающие получают стипендию в училище, а комбинат платит дополнительную стипендию, плюс заработную плату во время производственной практики.

Эти данные означают, что в финансовом отношении в ПУ все благополучно, эти данные получили путем экономических расчетов, эти данные доводят до сведения родителей и учащихся в школах, чтобы дети шли учиться именно в это училище, тем самым выполнится план по набору. Я сделала вывод, что мой сын пойдет учиться в ПУ - 5. Он получит желаемую профессию, получит бесплатное питание, будет иметь деньги на карманные расходы, после окончания училища получит работу.

Тема №2. Основные составляющие информационного процесса и условия его реализации

На данном этапе информационного процесса происходит сбор информации и ее обработка.

Используются вспомогательные функции программной информационной системы.

Мы имеем дело с информационно - поисковой системой (Апорт, Яндекс, Рамблер и др.).

Происходит обработка материала с помощью программной системы.

Используются документальные информационные системы. Их цель - выдать ответ на запрос пользователя список документов, удовлетворяющих условия запроса. Например: выдать список всех статей, в которых встречается ключевое слово.

Используется фактографическая информационно - поисковая система.

Используется готовая инструментальная среда. На этом разработка системы может быть закончена, конкретная СУБД весьма проста.

Использование фельдсвязи - программные системы.

Телефонный канал связи - использование электрических сигналов.

Справочная правовая система - фактографические информационные системы (информационно-правовая, информационно-справочная).

После того, как в офисе были установлены компьютеры, изменился психологический климат в коллективе, люди стали более ответственными, более дисциплинированными.

Работа на компьютере потребовала от них получения новых знаний. Потребовалось повышение уровня образования, улучшение навыков работы на компьютере. Был приглашен специалист, который показал основы работы, кто-то пошел учиться в высшее учебное заведение, а также делились информацией друг с другом.

12. Технология при переводе с греческого означает искусство, мастерство, умение, а это не что иное, как процессы. Под процессом следует понимать определенную совокупность действий, направленных на достижение поставленной цели. Процесс должен определяться выбранной человеком стратегией и реализоваться с помощью совокупности различных средств и методов.

Информационная технология - процесс, использующий совокупность средств и методов сбора, обработки и передачи данных (первичной информации) для получения информации нового качество о состоянии объекта, процесса или явления (информационного продукта).

Цель технологии материального производства - выпуск продукции, удовлетворяющей потребности человека или системы.

Цель информационной технологии - производство информации для ее анализа человеком и принятия на его основе решения по выполнению какого-либо действия.

Например, информационная технология обработки данных характеризуется тем, что предназначена для решения хорошо структурированных задач, по которым имеются необходимые входные данные и известны алгоритмы и другие стандартные процедуры их обработки. Эта технология применяется на уровне операционной (исполнительской) деятельности персонала невысокой квалификации в целях автоматизации некоторых рутинных постоянно повторяющихся операций управленческого труда. Поэтому внедрение информационных технологий и систем на этом уровне существенно повысит производительность труда персонала, освободит его от рутинных операций, возможно, даже приведет к необходимости сокращения численности работников.

Тема №3. Автоматизированные информационные системы в экономике

1. Система маркетинга:

Исследование рынка и прогнозирование продаж;

Управление продажами;

Рекомендации по производству новой продукции;

Анализ и установление цены;

Учет заказов.

2. МИЭП (международный институт экономики и права) как система:

Бухгалтерия;

Обучение студентов;

Расписание занятий.

3. Бухгалтерия как подсистема в системе МИЭП:

· штатное расписание;

· начисление заработной платы;

· получение оплаты за учебу;

· оплата аренды помещения,

· отчисление налогов и т.д.

4. Указать пропущенные атрибуты системы и охарактеризовать ее:

№	Вход	Выход	Цель	Система
1	Исходные	Знание темы	Получение новых	Лекция
	Знания студентов		знаний
2	Знания студентов	Оценка	Проверка знаний	Лабораторная работа
3	Спортсмен	Текущее время	Показ времени	Соревнование
4	Дорога	Скорость	Передвижение	Автомобиль
5	Лекция	Специалист	экзамен	Студент
6	Уголовный кодекс	судья	Защита прав	Государство

5. Информационные системы могут решать три типа задач:

· структурированные;

· неструктурированные и частично структурированные.

В информационной системе необходимо реализовать задачу расчета заработной платы. Это структурированная задача, где полностью известен алгоритм решения. Рутинный характер этой задачи определяется тем, что расчеты всех начислений и отчислений весьма просты. Но объем их очень велик. Так как они должны многократно повторяться ежемесячно для всех категорий работающих.

6. Персонал организации - сотрудники разной степени квалификации и уровней управления - от секретарей, выполняющих простейшие типовые операции обработки, до специалистов и менеджеров, принимающих стратегические решения.

Уровни управления:

стратегический - менеджеры высшего звена;

функциональный - менеджеры среднего звена и специалисты;

оперативный - исполнители, менеджеры низшего звена.

На всех уровнях управления работают как менеджеры, осуществляющие только общие функции, так и менеджеры - специалисты, которые реализуют функции управления в сфере своей компетенции.

7. Система с элементами: ресурсы, товары, потребители, продавцы представляет собой систему маркетинга.

Для этой системы может быть применима информационная система автоматизации технологии («менеджмент уступок»). Суть этой технологии состоит в том, что, если доход фирмы остается в рамках рентабельности, потребителю делаются разные скидки в зависимости от количества и длительности контрактов. В этом случае потребитель становится заинтересованным во взаимодействии с фирмой, а фирма тем самым привлекает дополнительное число клиентов. Если клиент не желает взаимодействовать с данной фирмой и переходит на обслуживание к другой, то его затраты могут возрасти из-за потери предоставляемых услуг.

Также используются информационные системы, ориентированные на обработку данных (поиск, сортировку, агрегирование, фильтрацию), операция продажи товаров фирмой, в результате которой формируется выходной документ для покупателя в виде чека или квитанции.

8. Справочная правовая система - это совокупность правовых норм, определяющих создание, юридический статус и функционирование информационных систем, регламентирующих порядок получения, преобразования и использования информации.

Главной целью правового обеспечения является укрепление законности. В состав правового обеспечения входят законы, указы, постановления государственных органов власти, приказы, инструкции и другие нормативные документы министерств, ведомств, организаций, местных органов власти. В правовом обеспечении можно выделить общую часть, регулирующую функционирование любой информационной системы, и локальную часть, регулирующую функционирование конкретной системы.

Правовое обеспечение этапов разработки информационной системы включает нормативные акты, связанные с договорными отношениями разработчика и заказчика и правовым регулированием отклонений от договора.

Правовое обеспечение этапов функционирования информационной системы включает:

Статус информационной системы;

Права, обязанности и ответственность персонала;

Правовые положения отдельных видов процесса управления;

Порядок создания и использования информации и др.

Тема №4. Информационное моделирование и информационные модели

1. Информационные системы, разрабатывающие альтернативы решений, могут быть модельными или экспертными. Модельные информационные системы предоставляют пользователю математические, статистические, финансовые и другие модели, использование которых облегчает выработку и оценку альтернатив решения. Пользователь может получить недостающую ему для принятия решения информацию путем установления диалога с моделью в процессе ее исследования.

Основные функции модельной информационной системы являются:

Возможность работы в среде типовых математических моделей, включая решение основных задач моделирования типа «как сделать, чтобы?», «что будет, если?», анализ чувствительности и др.;

Достаточно быстрая и адекватная интерпретация результатов моделирования;

Оперативная подготовка и корректировка входных параметров и ограничений модели;

Возможность графического отображения динамики модели;

Возможность объяснения пользователю необходимых шагов формирования и работы модели.

Некоторая часть производимой продукции возвращается в виде инвестиций в производство.

При этом время возврата, ввода в оборот новых фондов может быть различной для различного рода производства. Если мы снизим себестоимость производимой продукции, если используем более эффективную рекламу, найдем новых потребителей, дадим дополнительные скидки на реализуемую продукцию, то увеличится товарооборот, а время возврата, ввода в оборот новых фондов уменьшится.

Этапы построения информационной модели:

Размещено на http://www.allbest.ru/

1

4. При создании или при классификации информационных систем неизбежно возникают проблемы, связанные с формальным - математическим и алгоритмическим описанием решаемых задач. От степени формализации во многом зависят эффективность работы всей системы, а также уровень автоматизации, определяемый степенью участия человека при принятии решения на основе получаемой информации.

Чем точнее математическое описание задачи, тем выше возможности компьютерной обработки данных и тем меньше степень участия человека в процессе ее решения. Это и определяет степень автоматизации задачи.

Различают три типа задач, для которых создаются информационные системы: структурированные (формализуемые, неструктурированные (неформализуемые) и частично структурированные.

Формализуемая задача - задача, где известны все ее элементы и взаимосвязи между ними.

В структурированной задаче удается выразить ее содержание в форме математической модели, имеющей точный алгоритм решения. Подобные задачи приходится решать многократно, и они носят рутинный характер. Цель использования информационной системы для решения структурированных задач является полная автоматизация их решения, т.е. сведение роли человека к нулю.

5. Решение неформализованных (неструктурированных) задач из-за невозможности создания математического описания и разработки алгоритма связано с большими трудностями.

Возможности использования здесь информационной системы невелики. Решение в таких случаях принимается человеком из эвристических соображений на основе своего опыта и, возможно, косвенной информации из разных источников.

На практике работы любой организации существует сравнительно немного полностью структурированных или совершенно неструктурированных задач. О большинстве задач можно сказать, что известна лишь часть их элементов и связей между ними. Такие задачи называются частично структурированными. В этих условиях можно создать информационную систему. Получаемая в ней информация анализируется человеком, который будет играть определяющую роль. Такие информационные системы являются автоматизированными, т.к. в их функционировании принимает участие человек.

6. Одной из функций модельной информационной системы является достаточно быстрая и адекватная интерпретация результатов моделирования.

Адекватность - это определенный уровень соответствия создаваемого с помощью полученной информации образа реальному объекту, процессу, явлению и т.п. Адекватность информации может выражаться в трех формах: семантической, синтаксической, прагматической.

Синтаксическая адекватность отображает формально - структурные характеристики информации и не затрагивает ее смыслового содержания. Семантическая (смысловая) адекватность определяет степень соответствия образа объекта и самого объекта.

Прагматическая (потребительская) адекватность отражает отношение информации и ее потребителя, соответствие информации цели управления, которая на ее основе реализуется.

Адекватные информационные модели могут использоваться в системе маркетинга: исследование рынка и прогнозирование продаж, управление продажами, рекомендации по производству новой продукции, учет заказов.

7. Группы технических средств моделирования дискретных и непрерывных процессов:

Компьютеры любых моделей;

Устройства сбора, накопления, обработки, передачи и вывода информации;

Устройства передачи данных и линий связи;

Оргтехника и устройства автоматического съема информации;

Эксплуатационные материалы и др.

К настоящему времени сложились две основные формы организации технического обеспечения (формы использования технических средств): централизованная и частично или полностью децентрализованная.

Централизованное техническое обеспечение базируется на использовании в информационной системе больших ЭВМ и вычислительных центров.

Децентрализация технических средств предполагает реализацию функциональных подсистем на персональных компьютерах непосредственно на рабочих местах.

Перспективным подходом следует считать, по-видимому, частично децентрализованный подход - организацию технического обеспечения на базе распределенных сетей, состоящих из персональных компьютеров и большой ЭВМ для хранения баз данных, общих для любых функциональных подсистем.

8. В конце 40 - 50-х годов на основе накопленных знаний возникла потребность в целостной системе представлений о работающем человеке, о его взаимоотношениях с техникой и с окружающей средой.

Система «человек - машина» относится к числу основных понятий эргономики. Имея в качестве объекта исследования систему «человек - машина», эргономика изучает определенные ее свойства, которые обуславливаются положением и ролью человека в системе. Эти свойства получили название человеческих факторов в технике. Человеческие факторы существуют актуально, т.е. «здесь и теперь», порождаются во время взаимодействия человека и технической системы. В этом смысле они относятся к виртуальной реальности и обладают ее свойствами.

Наука эргономика исследует три основных направления:

Удобство и комфортные условия эффективной деятельности человека;

Эффективное функционирование системы «человек - машина»,

Сохранение здоровья и развития личности.

Тема №5. Алгоритмизация и программирование - инструментарий информатики

1. Алгоритм относится к фундаментальным понятиям информатики. На понятии алгоритма построено все основные принципы программирования - составления программ для вычислительных машин.

Алгоритм - это совокупность действий со строго определенными правилами выполнения. Алгоритм - точное и понятное предписание исполнителю совершить последовательность действий, направленных на решение поставленной задачи. В информатике изучаются различного рода алгоритмы - диалоговые алгоритмы, алгоритмы обработки данных, вычислительные алгоритмы, алгоритмы управления роботами, станками и другими техническими устройствами.

Существует большое количество разнообразных задач, алгоритмы решения которых разрабатываются программистами в виде программ. При наличии определенной программы в компьютере осуществляется вычислительный процесс, т.е. решение той или иной задачи.

2. Массовость - это одно из свойств алгоритма, которое состоит в том, что алгоритм решения задачи разрабатывается в общем виде, т. е. он должен быть применим для некоторого класса задач, различающихся лишь исходными данными. При этом исходные данные могут выбираться из некоторой области, которая называется областью применимости алгоритма. Например, управление перевозкой грузов, управление деятельностью торгового предприятия.

3. Способ представления числа в памяти ЭВМ определяется в языках программирования типом числа или типом переменной, которая представлена этим числом. Переменной называется небольшая именованная область в памяти компьютера, в которую могут записываться различные числовые или символьные значения. Арифметические операции над такими числами выполняются машиной неточно, поскольку получаемый результат приходится округлять, оставляя в нем лишь определенное количество разрядов в цифровой части.

Эта специфика ЭВМ часто порождает трудности при решении практических задач, так как ошибки округления, возникающие при выполнении машиной арифметических операций, могут существенно влиять на точность окончательного результата, оценка влияния этих ошибок представляет собой довольно сложную задачу. Даже в простых задачах нельзя не учитывать этот фактор. Если получаемый результат больше максимально возможного значения, возникает так называемое переполнение. Выполнение программы прекращается, и система выдает соответствующее сообщение. Если полученный результат имеет величину меньше допустимого, то возникает так называемое исчезновение порядка. При этом выводится предупреждающее сообщение.

4. Несмотря на все многообразие решаемых на ЭВМ задач, можно выделить несколько «типичных» действий (этапов), которые в различной последовательности выполняются при решении задач:

1. Присваивание - является основной операцией, при помощи которой осуществляется обработка данных.

2. Проверка условия и выбор в зависимости от результата проверки одного из двух путей вычислительного процесса.

Ввод данных и вывод результата.

Начало и конец вычислительного процесса

Конкретные операции указаны внутри фигур.

5. Компьютерная программа - упорядоченная последовательность команд (инструкций) компьютера для решения задачи. Для решения задач на ЭВМ в первую очередь необходимо до конца осмыслить задачу, т. е. понять, какие результаты требуются получить, и какие для этого имеются данные. После этого программа для решения задачи на ЭВМ может быть укрупнено представлена в виде трех последовательных этапов:

ввод исходных данных;

преобразование исходных данных в результат;

печать результата.

Разработать алгоритм решения задачи означает разбить задачу на последовательно выполняемые шаги (этапы), причем результаты выполнения предыдущих этапов могут использоваться при выполнении последующих. При этом должны быть четко указаны как содержание каждого этапа, так и порядок выполнения этапов. Если алгоритм разработан, то его можно поручить выполнить человеку (и вообще любому исполнителю, в том числе и ЭВМ), не знакомому с решаемой задачей, и, точно следуя правилам алгоритма, этот человек (или другой исполнитель) получит ее решение.

6. Языком программирования называется система обозначений и правил, позволяющая записать программу решения задачи в виде последовательного текста в удобном для человека виде. Языки программирования не зависят от архитектуры компьютера, существуют для отражения структуры алгоритма (Паскаль, Фортран, Бейсик и т.д.).

7. Информатику обычно представляют состоящей из двух частей:

технические средства;

программные средства.

Программные средства:

* средства для создания приложений:

- локальные средства (языки и системы программирования, инструментальная среда пользователя) и - интегральные средства;

* средства для создания информационных систем (CASE -технология):

- встроенные в систему реализации,

- независимые от системы реализации.

8. Под программным обеспечением понимается совокупность программ, выполняемых вычислительной системой.

Программное обеспечение - неотъемлемая часть компьютерной системы. Оно является логическим продолжением технических средств. Сфера применения конкретного компьютера определяется созданным для него ПО. Сам по себе компьютер не обладает знаниями ни в одной области применения. Все эти знания сосредоточены в выполняемых на компьютерах программах. Программное обеспечение современных компьютеров включает миллионы программ - от игровых до научных.

Все программы, работающие на компьютере, можно условно разделить на три категории:

прикладные программы, непосредственно обеспечивающие выполнение необходимых пользователям работ;

системные программы, выполняющие различные вспомогательные функции;

инструментальные программные системы, облегчающие процесс создания новых программ для компьютера.

Системные программы выполняются вместе с прикладными и служат для управления ресурсами компьютера - центральным процессором, памятью, вводом-выводом.

Это программы общего пользования, которые предназначены для всех пользователей компьютера. Системное программное обеспечение разрабатывается так, чтобы компьютер мог эффективно выполнять прикладные программы. Среди десятков тысяч системных программ особое место занимают операционные системы, которые обеспечивают управление ресурсами компьютера с целью их эффективного использования.

Важными классами системных программ являются также программы вспомогательного назначения - утилиты. Они либо расширяют и дополняют соответствующие возможности операционной системы, либо решают самостоятельные важные задачи. Некоторые разновидности утилит:

программы контроля, тестирования и диагностики, которые используются для проверки правильности функционирования устройств компьютера и для обнаружения неисправностей в процессе эксплуатации; указывают причину и место неисправности;

программы-драйверы, которые расширяют возможности операционной системы по управлению устройствами ввода-вывода, оперативной памятью и т. д.; С помощью драйверов возможно подключение к компьютеру новых устройств или нестандартное использование имеющихся,

программы - упаковщики (архиваторы), которые позволяют записывать информацию на дисках более плотно, а также объединять копии нескольких файлов в один архивный файл;

антивирусные программы, предназначенные для предотвращения заражения компьютерными вирусами и ликвидации последствий заражения вирусами;

программы оптимизации и контроля качества дискового пространства;

программы восстановления информации, форматирования, защиты данных;

коммуникационные программы, организующие обмен информацией между компьютерами;

программы для управления памятью, обеспечивающие более гибкое использование оперативной памяти;

программы для записи CD-ROM, CD-R и многие другие.

Часть утилит входит в состав операционной системы, а другая часть функционирует независимо от нее, т е. автономно.

9. Прикладная программа - это любая конкретная программа, способствующая решению какой-либо задачи в пределах данной проблемной области. Например, там, где на компьютер возложена задача контроля за финансовой деятельностью какой-либо фирмы, прикладной будет программа подготовки платежных ведомостей.

Прикладные программы могут носить и общий характер, например, обеспечивать составление и печатание документов и т. п.

В противоположность этому, операционная система или инструментальное ПО не вносят прямого вклада в удовлетворение конечных потребностей пользователя.

Прикладные программы могут использоваться либо автономно, то есть решать поставленную задачу без помощи других программ, либо в составе программных комплексов или пакетов.

Системные программы выполняются вместе с прикладными и служат для управления ресурсами компьютера - центральным процессором, памятью, вводом-выводом.

Это программы общего пользования, которые предназначены для всех пользователей компьютера. Системное программное обеспечение разрабатывается так, чтобы компьютер мог эффективно выполнять прикладные программы.

10. Инструментальные программные средства - это программы, которые используются в ходе разработки, корректировки или развития других прикладных или системных программ.

По своему назначению они близки системам программирования.

К инструментальным программам, например, относятся:

редакторы;

средства компоновки программ;

отладочные программы, т. е. программы, помогающие находить и устранять ошибки в программе;

вспомогательные программы, реализующие часто используемые системные действия;

графические пакеты программ и т.п.

Инструментальные программные средства могут оказать помощь на всех стадиях разработки ПО.

Тема №6. Базы данных и знаний в экономике

1. Одним из видов информационных технологии на основе ЭВМ являются базы данных. В отличие от обычных файлов базы данных допускают определенные процедуры поиска и выборки информации, хранящейся в памяти вычислительных машин.

Базы данных - это совокупность данных, хранящихся в долговременной памяти ЭВМ и допускающих определенные способы поиска информации. В форме баз данных могут храниться различные сведения: расписание движения поездов, автобусов и самолетов, сведения о наличии товаров в магазине или на складе, сведения о студентах, преподавателях и сотрудниках, информация о книгах и многое, многое другое.

Сведения, без которых невозможно любое делопроизводство, например, списки клиентов, каталоги товаров и платежные ведомости, часто хранятся в виде баз данных.

2. Свойства информационного объекта определяются информационными параметрами, называемыми реквизитами. Реквизит - логически неделимый информационный элемент, описывающий определенное свойство объекта, процесса, явления и т. п. Информационный объект имеет множество реализаций - экземпляров, каждый из которых представлен совокупностью конкретных значений реквизитов и идентифицируется значением ключа (простого - один реквизит или составного - несколько реквизитов). Остальные реквизиты информационного объекта являются описательными. При этом одни и те же реквизиты в одних информационных объектах могут быть ключевыми, а в других - описательными. Реквизиты представляются либо числовыми данными, например вес, стоимость, год, либо признаками, например цвет, марка машины, фамилия.

Например:

Структура	Номер	Фамилия	Имя	Отчество	Дата	Группа
Экземпляры инф. объекта. Студент	15432	Иванов	Петр	Степанович	17.04.81	111
	15375	Петров	Сергей	Николаевич	22.07.76	112
	34654	Сидоров	Иван	Алексеевич	24.06.75	112
	76124	Максимов	Андрей	Петрович	13.11.76	111

В информационном объекте ключом является реквизит Номер (№личного дела), к описательным реквизитам относятся: Фамилия (фамилия студента), Имя (имя студента). Отчество (отчество студента), Дата (дата рождения), Группа (№ группы).

3. Целью создания моделей являются описание и оптимизация некоторого объекта или процесса. Использование моделей обеспечивает проведение анализа в системах поддержки принятия решений. Модели, базируясь на математической интерпретации проблемы, при помощи определенных алгоритмов способствуют нахождению информации, полезной для принятия решений.

Существует множество типов моделей и способов их классификации:

По цели использования:

оптимизационные,

описательные.

По способу оценки:

детерминистские,

стохастические.

По области возможных приложений:

специализированные,

универсальные.

В системах поддержки принятия решения база данных состоит из стратегических, тактических и оперативных моделей, а также математических моделей в виде совокупности модельных блоков, модулей и процедур, используемых как элементы для их построения.

Стратегические модели используются на высших уровнях управления для установления целей организации, объемов ресурсов, необходимых для их достижения, а также политики приобретения и использования этих ресурсов.

Тактические модели применяются управляющими среднего уровня для распределения и контроля использования имеющихся ресурсов.

Оперативные модели используются на низших уровнях управления для поддержки принятия оперативных решений с горизонтом, измеряемыми днями и неделями.

Математические модели состоят из совокупности модельных блоков, модулей и процедур, реализующих математические методы.

Система управления базой моделей должна обладать следующими возможностями: создавать новые модели или изменять существующие, поддерживать и обновлять параметры моделей, манипулировать моделями.

4. Информация в базах данных может быть организована несколькими способами. Табличная форма - наиболее простая и распространенная форма организации баз данных, получившая название реляционной. Например:

Фамилия	Имя	Рост	Вес	Глаза
Иванов	Саша	185	85	синие
Петрова	Люда	162	59	карие
Сидоров	Антон	189	83	Зеленые

Реляционные базы - это базы данных, в которых информация хранится в форме таблиц. Каждая из таблиц в такой базе данных имеет строго определенное число столбцов, снабженных именами. В рассматриваемом примере таблица имеет пять столбцов с именами фамилия, имя, рост, вес и глаза. В каждом из столбцов могут записываться данные определенного типа -числового или символьного. Так в столбцах вес и рост записываются числовые данные, а в столбцах фамилия, имя и глаза записывается символьная информация.

Сведения, без которых невозможно любое делопроизводство, например списки клиентов, каталоги товаров и платежные ведомости, часто хранятся в виде баз данных. Microsoft Access позволяет собрать все данные в одном месте и быстро находить нужные сведения для подведения и представления итогов. Обновление данных выполняется мгновенно - достаточно один раз внести изменение, и оно будет автоматически отражено везде, где это необходимо.

Объекты:

таблицы - минимальная структурная единица базы данных;

запрос - выборка данных по параметру;

формы - представление данных;

отчет - подведение итога.

5. Концептуальная (инфологическая) модель базы данных «Моя учеба в первом семестре»:

Размещено на http://www.allbest.ru/

1

6. Реляционная модель данных «Моя учеба в первом семестре»:

Предметы	Оценки
физика	4
математика	5
черчение	4
Бухгалтерский учет	5
философия	4

7. Базы знаний - это совокупность фактов и правил вывода, хранящихся в памяти ЭВМ. Содержание любой базы знаний составляют конкретные и обобщенные факты и сведения об определенной предметной области или сфере деятельности. Примеры предметных областей -семья, школа, вуз, магазин, рынок. Ферма. Завод, офис, банк и т.п. Конкретные сведения в базах знаний представляются фактами, которые записываются в виде предикатов с конкретными значениями. Примеры записи фактов в форме предикатов:

мама (Люба, Оля); - Люба - мама Оли

оценка (Вова, физика, 5); - Вова имеет 5 по физике.

Обобщенные сведения в базах знаний записываются в форме правил вывода, выражающих определения понятий. Примеры обобщенных сведений:

Бабушка (х, с) - мама (х, у), мама (у, с) - бабушка - это мама мамы

Двоечник (х) - оценка (х,-, 2) - двоечник - тот, у кого есть двойки.

Используя совокупность конкретных и обобщенных фактов и правил, компьютеры могут давать ответы на широкий круг осмысленных вопросов. Для этого соответствующая база знаний с соответствующей системой понятий должна храниться в памяти ЭВМ.

Базы знаний могут содержать правила вывода следующих видов:

правила определения понятий;

правила принятия решений;

способы решения задач;

правила поведения и т.п.

Содержание понятия - это совокупность логических признаков, выделяющих объекты, отвечающие данному понятию, среди других объектов. С логической точки зрения определение понятия представляет описание совокупности признаков, характеризующих его содержание.

Отличие базы данных от базы знаний заключается в том, что базы данных представляют собой конкретные сведения в той или иной области. Базы знаний - это совокупность знаний, относящихся к некоторой предметной области и формально представленных таким образом, чтобы на их основе можно было осуществлять рассуждения.

Базы знаний чаще всего используются в контексте экспертных систем, где с их помощью представляются навыки и опыт экспертов, занятых практической деятельностью в соответствующей области (например, в медицине или в математике). Обычно база знаний представляет собой совокупность правил вывода.

8. Понятие «искусственный интеллект» возникло с появлением самых первых компьютерных программ, имитирующих интеллектуальную деятельность людей - игру в шахматы, шашки, доказательство теорем и решение задач на ЭВМ.

Все компьютерные программы, демонстрирующие интеллектуальное поведение, основаны на использовании определенного математического аппарата, опирающегося на законы математической логики. Без понимания этих законов невозможно понимание принципов работы вычислительных машин вообще и систем искусственного интеллекта в частности.

Умение делать выводы - основная способность любого интеллекта. Основным признаком интеллекта является знание и умение решать определенные задачи. Основой этих интеллектуальных умений являются законы и принципы логического вывода.

Законы человеческого мышления изучаются логикой и психологией. Принципы искусственного интеллекта разрабатываются в математической логике и информатике на основе методов машинного доказательства теорем и постановки экспериментов на ЭВМ.

Знание законов логического вывода позволяет выверять правильность рассуждений, доказательств, а также находить ошибочные утверждения. Незнание или нарушение этих законов и принципов приводит к логическим ошибкам и принятию неправильных решений.

Экспертные системы и базы знаний на ЭВМ - одно из перспективных направлений в области искусственного интеллекта. Такие экспертные системы в ближайшем будущем станут интеллектуальными ассистентами людей во многих областях профессиональной деятельности.

Экспертные системы на ЭВМ должны создаваться исключительно на основе достоверных данных и общих правил вывода, проверенных практикой. Причина такой работы экспертных систем состоит в том, что компьютеры могут делать выводы и умозаключения только исходя из фактов и правил, имеющихся в базе знаний, и только - из этих данных - и ничего другого. Практическую ценность для систем машинного интеллекта представляют принципы логического вывода на основе не только фактов, но и правил.

Инженерия знаний - это новое направление в информатике, где определяется соотношение человеческого знания и его формализованного (информационного) отображения в ЭВМ. Инженерия знаний изучает и разрабатывает вопросы, связанные с получением знаний, их анализом и формализацией для дальнейшей реализации в интеллектуальной системе.

Тема №7. Документальные информационно-поисковые технологии

1. В информационном обществе акцент внимания и значимости смещается с традиционных видов ресурсов на информационный ресурс, который всегда существовал, не рассматривался ни как экономическая, ни как иная категория; никто специально о нем не говорил и тем более не вводил никаких определений.

Информационные ресурсы - отдельные документы и отдельные массивы документов, документы и массивы документов в информационных системах (библиотеках, архивах, фондах, банках данных, других информационных системах).

Документы и массивы информации не существуют сами по себе. В них в разных формах представлены знания, которыми обладали люди, составляющие их. Таким образом, информационные ресурсы - это знания, подготовленные людьми для социального использования в обществе и зафиксированные на материальном носителе.

Информационные ресурсы общества, если их понимать как знания, отчуждены от тех людей, которые их накапливали, обобщали, анализировали, создавали и т. п. Эти знания материализовались в виде документов, баз знаний, баз данных, алгоритмов, компьютерных программ, а также произведений искусства, литературы, науки. Информационные ресурсы являются базой для создания информационных продуктов, которые, являясь результатом интеллектуальной деятельности человека, должен быть зафиксирован на материальном носителе любого физического свойства в виде документов, статей, обзоров, программ, книг и т.д.

Информационный продукт - совокупность данных, сформированная производителем для распространения в вещественной или невещественной форме.

Информационных продукт может распространяться такими же способами, как и любой другой материальный продукт, с помощью услуг. Информационные услуги возникают только при наличии баз данных в компьютерном или некомпьютерном варианте.

База данных - совокупность связанных данных, правила организации которых основаны на общих принципах описания, хранения и манипулирования данными.

Базы данных принято разделять на библиографические и небиблиографические. Ретроспективный поиск информации - это целенаправленный по заявке пользователя поиск информации в базе данных и пересылка результатов либо по почте в виде распечаток, либо по электронной почте в виде файла. Дистанционный доступ к удаленным базам данных организуется в компьютерной сети в диалоговом режиме.

Люди должны знать: где находятся информационные ресурсы, сколько они стоят, кто ими владеет, кто в них нуждается, насколько они доступны. Ответ на эти вопросы можно получить, если существует рынок информационных продуктов и услуг.

Рынок информационных продуктов и услуг (информационный рынок) - система экономических, правовых и организационных отношений по торговле продуктами интеллектуального труда на коммерческой основе. Потребителями информационных продуктов и услуг могут быть различные юридические и физические лица, решающие задачи.

2. Многие из нас уже работали с информационными системами в качестве ее клиентов.

Например, на железнодорожном вокзале можно подойти к справочному пульту, прочитать инструкцию (алгоритм!), а затем набрать дату и код города. На большом экране появится список поездов в этот город, количество мест на заданную дату (по категориям вагонов), тарифы. Или кассир авиакомпании по чьей-либо просьбе сначала с помощью нескольких щелчков по клавишам получает на экране сведения о наличии мест, а затем дает сигнал на оформление билета. Специальный терминал печатает готовый билет на бланке. Очень часто приходится участвовать в постановке информационных задач и разработке структуры данных в своей предметной области. И здесь без помощи пользователя не может обойтись ни один программист. Примером может служить нотариальная контора. Она не только заверяет копии документов, но и оформляет многочисленные гражданские акты - дарственные, договоры купли-продажи, свидетельства о наследовании и т. д. База данных нотариуса может быть весьма сложной и содержать как документальную информацию (законодательные акты), так и фактографическую (например, данные о возможных наследниках). Структура может в этом случае разрабатываться только с помощью нотариуса или юриста.

3. Большинство психологов и лингвистов считают, что язык - это основное средство мышления наряду с другими знаковыми системами «внутреннего пользования». Языки, на которых говорят и размышляют аналитик и эксперт, могут существенно отличаться. Итак, нас интересуют два языка - язык аналитика, состоящий из трех компонентов:

терминов предметной области, которые он почерпнул из специальной литературы в период подготовки;

общенаучной терминологии из его «теоретического багажа»;

бытового разговорного языка, которым пользуется аналитик; и язык эксперта, состоящий:

из специальной терминологии, принятой в предметной области;

общенаучной терминологии; бытового языка;

неологизмов, созданных экспертом за время работы (его профессиональный жаргон). Если считать, что бытовой и общенаучный языки у двух участников общения примерно совпадают, то некоторый общий язык, или код, который необходимо выработать партнерам для успешного взаимодействия, будет складываться в некоторую понятийную (семантическую) сеть, которая является прообразом поля знаний предметной области.

Выработка общего кода начинается с выписывания аналитиком всех терминов, употребляемых экспертом, и уточнения их смысла. Фактически это составление словаря предметной области. Затем следуют группировка терминов и выбор синонимов (слов, означающих одно и то же). Разработка общего кода заканчивается составлением словаря терминов предметной области с предварительной группировкой их по смыслу, т. е. по понятийной близости (это уже первый шаг структурирования знаний).

Следует подчеркнуть, что работа по составлению словаря и понятийной структуры требует лингвистического «чутья, легкости манипулирования терминами и богатого словарного запаса инженера по знаниям, так как зачастую аналитик вынужден самостоятельно разрабатывать словарь признаков. Чем богаче и выразительнее общий код, тем полнее база знаний.

Лингвистические результаты, соотнесенные со слоями общего кода и понятийной структуры, направлены на создание адекватной базы знаний. Однако не следует забывать, что профессиональный уровень конечного пользователя может не позволить ему применить специальный язык предметной области в полном объеме. Для разработки пользовательского интерфейса необходима дополнительная доработка словаря общего кода с поправкой на доступность и «прозрачность» системы.

4. Состав и основные компоненты лингвистического обеспечения АИПС:

Размещено на http://www.allbest.ru/

1

5. Для эффективной реализации поиска в обработки данных создаются индексы, обеспечивающие формирование дополнительных индексных файлов. При корректировке записей таблицы автоматически упорядочиваются индексы, изменяется местоположение каждого индекса - согласно принятому условию (возрастание или убывание значений); сами же записи реляционной таблицы не перемещаются при включении удалении новых экземпляров записей, изменении значений их ключевых полей. Таким образом, индекс обеспечивает логическую последовательность записей в реляционной таблице, а также прямой доступ к записи по ее машинному или относительному адресу в файле реляционной таблицы.

Количество индексов, имена (идентификаторы) индексов соответствие индексов полям таблицы определяются при создании схемы таблицы. В свою очередь, индексы можно создавать и удалять, оставляя неизменным содержание записей реляционной таблицы. Следует помнить, что большое число индексов замедляет корректировку записей в реляционной таблице. Работа с данными осуществляется на уровне:

отдельной таблицы;

нескольких таблиц.

6. Для измерения смыслового содержания информации, т. е. ее количества на семантическом уровне, наибольшее признание получила тезаурусная мера, которая связывает семантические свойства информации со способностью пользователя принимать поступившее сообщение. Для этого используется понятие тезаурус пользователя.

Тезаурус - это совокупность сведений, которыми располагает пользователь или система. Использование тезауруса позволяет повысить выразительность текста путем подбора синонимов, антонимов или связанных слов, для замены повторяющихся слов.

Гипертекст - текст, содержащий в себе связи с другими объектами, графической, видео или звуковой информацией. Внутри гипертекстового документа некоторые фрагменты текста четко выделены. Указание на них с помощью, например, мыши позволяет перейти на другую часть этого же документа, на другой документ в этом же компьютере или даже на документы на любом другом компьютере, подключенном к Интернету. При этом используется специальный язык разметки гипертекста. Связь между гипертекстовыми документами осуществляется с помощью ключевых слов. Найдя ключевое слово, пользователь может перейти в другой документ, чтобы получить дополнительную информацию. Новый документ также будет иметь гипертекстовые ссылки.