Размещено на http://www.allbest.ru/

Понятие семантической модели данных. Виды семантических моделей данных

Семантическая сеть -- информационная модель предметной области, имеющая вид ориентированного графа, вершины которого соответствуют объектам предметной области, а дуги (рёбра) задают отношения между ними. Объектами могут быть понятия, события, свойства, процессы. Таким образом, семантическая сеть является одним из способов представления знаний. В названии соединены термины из двух наук: семантика в языкознании изучает смысл единиц языка, а сеть в математике представляет собой разновидность графа -- набора вершин, соединённых дугами (рёбрами). В семантической сети роль вершин выполняют понятия базы знаний, а дуги (причем направленные) задают отношения между ними. Таким образом, семантическая сеть отражает семантику предметной области в виде понятий и отношений.

Идея систематизации на основе каких-либо семантических отношений предлагалась ещё учёными ранней науки. Примером этого может служить биологическая классификация Карла Линнея 1735 г. Если рассматривать её как семантическую сеть, то в данной классификации используется отношение подмножества, современное AKO.

Прародителями современных семантических сетей можно считать экзистенциальные графы, предложенные Чарльзом Пирсом в 1909 г. Они использовались для представления логических высказываний в виде особых диаграмм. Пирс назвал этот способ «логикой будущего».

Важным начинанием в исследовании сетей оказали работы немецкого психолога Отто Зельца 1913 и 1922 гг. В них для организации структур понятий и ассоциаций, а также изучения методов наследования свойств он использовал графы и семантические отношения. Исследователи Дж. Андерсон (1973), Д. Норман (1975) и другие использовали эти работы для моделирования человеческой памяти и интеллектуальных свойств.

Компьютерные семантические сети были детально разработаны Ричардом Риченсом в 1956 году в рамках проекта Кембриджского центра изучения языка по машинному переводу. Процесс машинного перевода подразделяется на 2 части: перевод исходного текста в промежуточную форму представления, а затем эта промежуточная форма транслируется на нужный язык. Такой промежуточной формой как раз и были семантические сети.

Математика позволяет описать большинство явлений в окружающем мире в виде логических высказываний. Семантические сети возникли как попытка визуализации математических формул. Основным представлением для семантической сети является граф. Однако не стоит забывать, что за графическим изображением непременно стоит строгая математическая запись, и что обе эти формы являются не конкурирующими, а взаимодополняющими.

Основной формой представления семантической сети является граф. Понятия семантической сети записываются в овалах или прямоугольниках и соединяются стрелками с подписями -- дугам. Это наиболее удобно воспринимаемая человеком форма. Её недостатки проявляются, когда мы начинаем строить более сложные сети или пытаемся учесть особенности естественного языка.

Классификация семантических сетей:

Для всех семантических сетей справедливо разделение по арности и количеству типов отношений.

По количеству типов, сети могут быть однородными и неоднородными. Однородные сети обладают только одним типом отношений (стрелок), например, таковой является вышеупомянутая классификация биологических видов (с единственным отношением AKO). В неоднородных сетях количество типов отношений больше двух. Классические иллюстрации данной модели представления знаний представляют именно такие сети. Неоднородные сети представляют больший интерес для практических целей, но и большую сложность для исследования.

По арности, типичными являются сети с бинарными отношениями (связывающими ровно два понятия). Бинарные отношения, действительно, они очень просты и удобно выглядят на графе в виде стрелки между двух концептов. Кроме того, они играют исключительную роль в математике. На практике, однако, могут понадобиться отношения, связывающие более двух объектов -- N-арные. При этом возникает сложность -- как изобразить подобную связь на графе, чтобы не запутаться. Концептуальные графы снимают это затруднение, представляя каждое отношение в виде отдельного узла.

Помимо концептуальных графов существуют и другие модификации семантических сетей, это является ещё одной основой для классификации (по реализации).

Понятие автоматизированной информационной технологии. Классификация автоматизированных информационных технологий

Информационная технология - сочетание процедур, реализующих функции сбора, получения, накопления, хранения, обработки, анализа и передачи информации в организационной структуре с использованием средств вычислительной техники, или, иными словами, совокупность процессов циркуляции и переработки информации и описание этих процессов. Целью ИТ является качественное формирование и использование информационных ресурсов в соответствии с потребностями пользователя. Методами ИТ являются методы обработки данных. В качестве средств ИТ выступают математические, технические, программные, информационные, аппаратные и другие средства.

Классификация информационных технологий

Классификация по типу интерактивности

Для того чтобы правильно понять, оценить, грамотно разработать и использовать информационные технологии в различных сферах жизни общества необходима их предварительная классификация.

Классификация информационных технологий зависит от критерия классификации. В качестве критерия может выступать показатель или совокупность признаков, влияющих на выбор той или иной информационной технологии. Примером такого критерия может служить пользовательский интерфейс (совокупность приемов взаимодействия с компьютером), реализующийся операционной системой.

ИТ разделяются на две большие группы: технологии с избирательной и с полной интерактивностью. ИТ с избирательной интерактивностью принадлежат все технологии, обеспечивающие хранение информации в структурированном виде. Сюда входят банки и базы данных и знаний, видеотекст, телетекст, интернет и т.д. Эти технологии функционируют в избирательном интерактивном режиме и существенно облегчают доступ к огромному объему структурируемой информации. В данном случае пользователю разрешается только работать с уже существующими данными, не вводя новых.

ИТ с полной интерактивностью содержит технологии, обеспечивающие прямой доступ к информации, хранящейся в информационных сетях или каких-либо носителях, что позволяет передавать, изменять и дополнять ее.

Классификация по области применения и по степени использования в них компьютеров

Информационные технологии следует классифицировать, прежде всего, по области применения и по степени использования в них компьютеров. Различают такие области применения информационных технологий, как наука, образование, культура, экономика, производство, военное дело и т. п.

По степени использования в информационных технологиях компьютеров различают компьютерные и бескомпьютерные технологии. В области образования информационные технологии применяются для решения двух основных задач: обучения и управления. Соответственно paзличают компьютерные и бескомпьютерные технологии обучения, компьютерные и бескомпьютерные технологии управления образованием.

В обучении информационные технологии могут быть использованы, во-первых, для предъявления учебной информации обучающимся, во-вторых, для контроля успешности ее усвоения. С этой точки зрения информационные; технологии, используемые в обучении, делятся на две группы: технологии предъявления учебной информации и технологии контроля знаний.

К числу бескомпьютерных информационных технологий предъявления учебной информации относятся бумажные, оптотехнические, электроннотехнические технологии. Они отличаются друг от друга средствами предъявления учебной информации и соответственно делятся на бумажные, оптические и электронные. К бумажным средствам обучения относятся учебники, учебные и учебно-методические пособия; к оптическим - эпипроекторы, диапроекторы, графопроекторы, кинопроекторы, лазерные указки; к электронным телевизоры и проигрыватели лазерных дисков.

К числу компьютерных информационных технологий предъявления учебной информации относятся:

- технологии, использующие компьютерные обучающие программы;

- мультимедия технологии;

- технологии дистанционного обучения.

Классификация средств компьютерной техники

Современные средства компьютерной техники можно классифицировать. Персональные компьютеры - это вычислительные системы с ресурсами, полностью направленными на обеспечение деятельности одного управленческого работника. Это наиболее многочисленный класс вычислительной техники, в составе которого можно выделить персональные компьютеры IBM PC и совместимые с ними компьютеры, а также персональные компьютеры Macintosh. Интенсивное развитие современных информационных технологий обусловлено как раз широким распространением с начала 1980-х гг. персональных компьютеров, сочетающих в себе такие качества, как относительная дешевизна и достаточно широкие для непрофессионального пользователя функциональные возможности.

Корпоративные компьютеры (иногда называемые мини-ЭВМ или main frame) представляют собой вычислительные системы, обеспечивающие совместную деятельность большого количества интеллектуальных работников в какой-либо организации, проекте при использовании единых информационно-вычислительных ресурсов. Это многопользовательские вычислительные системы, имеющие центральный блок большой вычислительной мощности и со значительными информационными ресурсами, к которому подсоединено большое количество рабочих мест с минимальной оснащенностью (обычно это клавиатура, устройства позиционирования типа «мышь» и, возможно, устройство печати). В качестве рабочих мест, подсоединяемых к центральному блоку корпоративного компьютера, могут выступать и персональные компьютеры. Сфера использования корпоративных компьютеров - обеспечение управленческой деятельности в крупных финансовых и производственных организациях. Организация различных информационных систем для обслуживания большого количества пользователей в рамках одной функции (биржевые и банковские системы, бронирование и продажа билетов населению и т.п.).

Суперкомпьютеры представляют собой вычислительные системы с предельными характеристиками вычислительной мощности и информационных ресурсов и используются в военной и космической областях, и фундаментальных научных исследованиях, глобальном прогнозировании погоды. Данная классификация довольно условленна, так как интенсивное развитие технологий электронных компонентов и совершенствование архитектуры компьютеров, а также наиболее важных их элементов приводят к размыванию границ между средствами вычислительной техники.

Интеллектуальные обучающие системы - это качественно новая технология, особенностями которой являются моделирование процесса обучения, использование динамически развивающейся базы знаний; автоматический подбор рациональной стратегии обучения для каждого обучаемого, автоматизированный учет новой информации, поступающей в базу данных.

Технологии мультимедиа (от англ. multimedia - многокомпонентная среда), которая позволяет использовать текст, графику, видео и мультипликацию в интерактивном режиме и том самым расширяет рамки применения компьютера в учебном процессе.

Виртуальная реальность (от англ. virtual reality -возможная реальность) - это новая технология неконтактного информационного взаимодействия, создающая с помощью мультимедийной среды иллюзию присутствия в реальном времени в стереоскопически представленном «экранном мире». В таких системах непрерывно поддерживается иллюзия места нахождения пользователя среди объектов виртуального мира. Вместо обычного дисплея используются очки телемониторы, в которых воспроизводятся непрерывно изменяющиеся события виртуального мира. Управление осуществляется с помощью реализованного в виде «информационной перчатки» специального устройства, определяющего направление перемещения пользователя относительно объектов виртуального мира. Кроме этого в распоряжении пользователя есть устройство создания и передачи звуковых сигналов.

Автоматизированная обучающая система на основе гипертекстовой технологии позволяет повысить усвояемость не только благодаря наглядности представляемой информации. Использование динамического, т.е. изменяющегося, гипертекста дает возможность провести диагностику обучаемого, а затем автоматически выбрать один из оптимальных уровней изучения одной и той же темы. Гипертекстовые обучающие системы дают информацию таким образом, что и сам обучающийся, следуя графическим или текстовым ссылкам, может применять различные схемы работы с материалом. Все это позволяет реализовать дифференцированный подход к обучению.

Специфика технологий Интернет - WWW (от англ. World Wide Web - всемирная паутина) заключается в том, что они предоставляют пользователям громадные возможности выбора источников информации: базовая "информация на серверах сети; оперативная информация, пересылаемая по электронной почте; разнообразные базы данных ведущих библиотек, научных и учебных центров, музеев; информация о гибких дисках, компакт-дисках, видео- и аудиокассетах, книгах и журналах, распространяемых через Интернет-магазины, и др.

Различные виды классификаций ИТ, используемых в экономических информационных системах (ЭИС)

Как говорилось выше, примером критерия классификации ИТ может служить пользовательский интерфейс (совокупность приемов взаимодействия с компьютером), реализующийся операционной системой.

В свою очередь, операционные системы осуществляют командный, WIMP, SILK интерфейс. Командный интерфейс - предполагает выдачу на экран приглашения для ввода команды. WIMP - (Window-окно, Image-изображение, Menu-меню, Pointer-указатель). SILK - (Speech-речь, Image-изображение, Language-язык, Knowledge-знание). В данном интерфейсе при воспроизведении речевой команды происходит переход от одних поисковых изображений к другим, согласно семантическим связям.

Операционные системы подразделяются на однопрограммные, многопрограммные и многопользовательские. Однопрограммные - SKP, MS DOS и др. Они поддерживают пакетный и диалоговый режимы обработки информации. Многопрограммные - UNIX, DOS 7.0, OS/2, WINDOWS; позволяют совмещать диалоговую и пакетную технологии обработки информации. Многопользовательские - (сетевые операционные системы) - INTERNET, NOVELL, ORACLE, NETWARE и др. осуществляют удаленную обработку в сетях, а также диалоговую и пакетную технологии на рабочем месте.

Перечисленные формы информационных технологий широко используются в настоящее время в экономических информационных системах.

Другие виды классификаций ИТ

Информационная технология включает в себя системы автоматизации проектирования (САПР), где в качестве объекта может быть отдельная задача или элемент экономической информационной системы (ЭИС), например, CASE - технология, утилита Designer пакета Clarion.

Неотъемлемой частью информационной технологии является электронная почта, представляющая собой набор программ, позволяющий хранить и пересылать сообщения между пользователями. В настоящее время разработаны технологии гипертекста и мультимедиа для работы со звуком, видео, неподвижными картинками.

Классифицируя информационную технологию по типу носителя информации, можно говорить о бумажной (входные и выходные документы) и безбумажной (сетевая технология, современная оргтехника, электронные деньги, документы) технологиях.

Информационные технологии классифицируются по степени типизации операций: пооперационные и попредметные технологии. Пооперационная, когда за каждой операцией закрепляется рабочее место с техническим средством. Это присуще пакетной технологии обработки информации, выполняемой на больших ЭВМ. Попредметная технология подразумевает выполнение всех операций на одном рабочем, например, при работе на персональном компьютере месте, в частности, АРМ.

Также существует классификация технологий и связанных с ними информационных систем по виду ставящихся перед ними, для решения задач, и по виду запускаемых процессов обработки различной информации. Данная классификация состоит из двух основных этапов. Первый этап начинается с шестидесятых годов прошлого века и заканчивается в семидесятые годы прошлого века. За это десятилетие информационные технологии только начали развиваться. Первые шаги в обработке информации. Для этого использовались специальные вычислительные центры. Вся информация использовалась в режиме коллективного использования.

Второй этап стал рождением полноценных информационных технологий, основной целью которых в то время было решение всевозможных стратегических задач. Этот этап начался с восьмидесятых годов и идет по сегодняшний день, пока не появиться революционной разработки или слишком не изменяться цели и задачи информационных технологий, открывающих новый этап в совершенствовании этой сферы деятельности человека.

Еще одна классификация посвящена техническому обеспечению, используемому для информационных технологий. Первый этап связан с решением трудностей с обработкой огромных, по тем временам, объемов данных, в сложных условиях, когда производительности и аппаратных ресурсов не хватает. Второй этап это массовое появление у пользователей ЭВМ серии IBM/360. Третий этап возвестил о превращении компьютера в инструмент непрофессионального пользователя.

Экономические законы развития информационных технологий. Они объясняют бурное развитие сектора IT в настоящее время.

Закон 1. Закон Гордона-Мура.

По закону Мура, каждое следующее поколение компьютеров работает в 2,5 раза быстрее, а каждая последующая версия ОС Microsoft Windows в 1,5 раза медленнее.

19 апреля 1965 г., Гордон Мур дал прогноз развития микроэлектроники на ближайшие десять лет на основании анализа шестилетнего развития микроэлектроники, предсказав, что количество элементов на кристаллах электронных микросхем будет и далее удваиваться каждый год.

Вскоре эта эмпирически подмеченная закономерность получила название закона Мура (Moore's Law) и стала, пожалуй, самым знаменитым законом в IT-сфере и полупроводниковой индустрии, задав некий фундаментальный вектор развития технологии, которому разработчики микропроцессоров невольно стараются следовать вот уже более сорока лет!

Когда было сделано предсказание Мура, микроэлектроника пребывала в зачаточной фазе своего развития. Первый транзистор был создан в 1947г. Первая микросхема заработала 12 сентября 1958 г. Кстати, к 1965 г. в самой сложной микросхеме компании Fairchild было всего лишь 64 транзистора, и о каких-либо достоверных статистических данных в этой отрасли не приходилось и говорить.

Выступая в 1975 г., Гордон Мур отметил, что за прошедшее десятилетие количество элементов на кристаллах действительно удваивалось каждый год, однако в будущем, когда сложность чипов возрастет, удвоение числа транзисторов в микросхемах будет происходить несколько медленнее - каждые два года. Это новое предсказание также сбылось, и закон Мура продолжает в этом виде (удвоение за два года) действовать поныне (то есть в течение почти тридцати лет!), в последнее время немного ускорившись до удвоения за 18 месяцев, что можно наглядно проследить на примере деятельности лидера современной полупроводниковой индустрии корпорации Intel.

Существует несколько интерпретаций закона Мура:

* наиболее выгодное число транзисторов на кристалле удваивается каждый год;

* число транзисторов в производимых чипах удваивается каждые два года;

* технологически возможное число транзисторов на кристалле микропроцессора удваивается каждые два года;

* производительность микропроцессоров удваивается каждые 18 мес.;

* тактовая частота микропроцессоров удваивается каждые 18 мес.;

* вычислительная мощность компьютера удваивается каждые 18 мес.;

* доступная вычислительная мощность удваивается каждые 18 мес.;

* плотность транзисторов на чипе удваивается каждые 18 мес.;

* вычислительная мощность, доступная за $1, удваивается каждые 18 мес.;

* стоимость чипа падает вдвое каждые 18 мес.

Таблица. «Рост» числа транзисторов на одном кристалле микропроцессора:

Справедливости ради, следует признать, что так называемый закон Мура не выполняется с точностью, достаточной для того, чтобы считать его не только законом, но и эмпирической зависимостью. Возможно, что шумиха вокруг закона Мура - это ловкий маркетинговый ход корпорации Intel. Но, так или иначе, этот закон был подхвачен всеми и пришелся по душе компьютерным обывателям. Многие ученые считают, что закон Мура стал популярен потому, что в простой и очень доступной форме определяет фантастические (пока недоступные ни одной другой отрасли экономики!) темпы развития полупроводниковой индустрии.

В 2003 г. Гордон Мур подсчитал, что количество транзисторов, ежегодно поставляемых на рынок в мире, достигло 10.000.000.000.000.000.000 (10¹⁹). Это в сто раз больше, чем количество муравьев на Земле. А в 2007 году Мур заявил -- очевидно, что его закон скоро перестанет действовать из-за атомарной природы вещества и ограничения скорости света.

Закон 2. Закон Роберта Меткалфа

Закон Меткалфа, названный так по имени Роберта Меткалфа, изобретателя сетевого стандарта Ethernet и основателя компании ЗСоm гласит: ценность использования сети возрастает в квадрате от скорости увеличения количества ее пользователей. Чем больше потребителей используют определенное программное обеспечение, формат или стандарт, тем больше пользы получает каждый отдельный потребитель и тем больше потребителей вовлекается в процесс. Если в сети существует n пользователей, и ценность сети для каждого из них пропорциональна количеству других пользователей, тогда совокупная ценность сети (для всех ее пользователей) пропорциональна n * (n - 1) = n2 - n.

Допустим, у нас есть один компьютер. Один он не представляет никакой экономической ценности. Согласно закону Меткалфа, когда появляется второй компьютер, экономическая ценность компьютерной сети возрастает от нуля до двух (в квадрате), то есть до четырех. Еще один компьютер - и ценность уже будет равна девяти.

Когда же достигнута так называемая критическая масса пользователей, начинается цепная реакция, наращивается циркуляция информации. Скорость внедрения, например, упомянутого стандарта в этом случае увеличивается в разы, а число пользователей увеличивается взрывообразно. И вот здесь в фокусе внимания оказывается очень важный момент. Речь идет о феномене, который часто называют эффектом сети, характерными особенностями которого являются: долгий период «разгона», за которым следует взрывной рост (Рис.1).

Рис. 1

Закон 3. Закон фотона

Закон фотона работает даже эффективнее, чем закон Мура: он утверждает, что пропускную способность волоконно-оптического канала передачи информации можно удваивать примерно каждые 10 месяцев. Стоимость оптоволоконного кабеля пересекла важный с психологической точки зрения порог 1 доллар за метр, а его пропускная способность при использовании мультиплексирования по длине волны достигает астрономического значения 40 Тбит/с в одном световоде.

Эти три закона дают всем нам новые возможности, которыми обязательно следует воспользоваться. А для этого нужно правильно интерпретировать последние технологические тенденции.

Самой сильной тенденцией сейчас является интеграция вычислений и коммуникаций. Очень интересны в этом отношении видеосерверы, сочетающие в себе сетевую аппаратуру и устройства цифрового сжатия видеопотока.

семантический сеть операционный система

Список используемой литературы

1.Законы электронной (цифровой) экономики [электронный курс] RULE, дата просмотра 20.04.2009, режим доступа http://www.rule.net.ua/Articles.aspx?id=7

2.Закон Меткалфа [электронный курс] Tiens4Ever, дата просмотра 20.04.2009, режим доступа http://tiens4ever.com/2008/11/03/ocenite-silu-seti.html

3.Сетевые решения [электронный курс] Сетевые камеры, дата просмотра 20.04.2009, режим доступа http://www.ip-kamer.net/net.ph

4.Семантическая сеть [электронный курс] ВикипедиЯ, дата просмотра 19.04.2009, режим доступа http://ru.wikipedia.org/wiki

5.Трофимов В.В. Информационные системы и технологии в экономике и управлении: Учебник / В.В. Трофимов. - М: Высшее образование, 2006

6.Титоренко Г.А. Автоматизированные информационные технологии в экономике: Учебник для вузов / Г.А. Титоренко. - М: ЮНИТИ, 2003

Размещено на Allbest.ru