Способы обработки, в принципе, представляют собой правила и методики работы с материалом при помощи инструментов.

Технология– способ обработки конкретных материалов конкретными инструментами с целью получения конкретного продукта.

Информационная технология – методика целенаправленной обработки информации с помощью ЭВМ.

Любая информационная технология базируется на классических методах анализа и синтеза (рис. 1.10).

Рис. 1.10. Основные способы обработки

Анализ– представление объекта исследования совокупностью составляющих элементов.

Известны различные методы анализа.

Наиболее эффективным является системный анализ. Он позволяет проводить расчленение (структурирование) объекта исследования по следующим правилам:

выбрать конкретный критерий анализа из возможных;

задать степень детализации объекта (явления);

представить объект (явление) совокупностью составляющих в соответствии с выбранными критерием и степенью детализации.

Системный анализ позволяет проводить многогранное исследование объектов в соответствии с требованиями критериев оценки, то есть заменить исследуемый объект конкретными наборами характеристик.

Анализ даёт возможность представить любую сложную систему совокупностью простых, каждая из которых, в свою очередь, может быть детализирована ещё более простыми. Используя полученную систему в качестве исходной, процесс можно повторять требуемое количество раз. Количество ступеней анализа определяется целесообразностью. Следовательно, анализ, облегчая задачу исследователя, позволяет оперировать в конечном счёте с достаточно элементарными объектами.

Существенным является выбор начального понятия анализируемого объекта (системы). Так, под реальным миром можно понимать вселенную, или планету, или среду обитания (сушу), и т.д. Следовательно, начиная анализ, необходимо чётко сформулировать характеристики исходного объекта.

Соотношение понятий «реальный мир» при разной степени детализации элементов представлено схемой рис. 1.11.

Если в качестве исходного объекта принять планету «Земля», точка отсчёта смещается, и диапазон исследования существенно снижается.

Синтез– объединение некоторой совокупности объектов исследования в единое целое.

Рис. 1.11. Вариант детализации реального мира

Синтез позволяет проводить работы по созданию сложных систем из совокупности простых. При этом, как правило, задаются критерии (цель) синтеза.

Цель синтеза – новые (улучшенные или кардинально изменённые) характеристики создаваемого целого. В универсальном варианте возможен многоуровневый синтез (рис. 1.12). Продукт синтеза – новое (целевое) изделие.

Типичное физическое воплощение идеи синтеза – детский конструктор, позволяющий из стандартного набора деталей (простейших объектов) в соответствии с выбранным критерием

Рис. 1.12. Модель синтеза объектов

(целью) создавать различные изделия (продукты), обладающие разными характеристиками.

Информатика, как и любая другая наука (система, явление), предполагает использование и анализа, и синтеза.

Так, технология получения (сбора) информации, используя метод анализа, детально предписывает действия по работе с техническими средствами измерения параметров (температуры, давления и т.п.), преобразования полученных значений в цифровые и запись в элементы технических средств для хранения.

Технология обработки информации, в свою очередь, базируется на методах синтеза, что позволяет получать обобщённые результаты исходя из известного множества исходных.

В информатике анализ и синтез используют для создания специфического – программного продукта.

Программный продукт– жёстко зафиксированная технология обработки данных.

При этом под технологией понимается совокупность правил и предписаний, обеспечивающих эффективное функционирование технических средств в процессе решения информационных задач.

Технология может быть представлена в виде алгоритма или программы.

Алгоритм оформляет совокупность правил и предписаний в виде, удобном для человека. Программа – ту же совокупность в виде, доступном ЭВМ.

Программный продукт – обобщённое название конечного результата деятельности программиста.

Особенность программного продукта – двойственность принадлежности (назначения). Программный продукт образуется как результат специальной обработки некоторой информации и используется как инструмент для получения новой, т.е. является как материалом, так и средством обработки.

Создание программного продукта – одна из основных задач информационных технологий. На этом этапе программный продукт выступает в роли обрабатываемой информации.

Следовательно, программные продукты, наряду с данными, относятся к информационным ресурсам.

Готовый программный продукт используется как средство обработки информации, для которой он предназначался.

Технологии создания и использования программных продуктов – один из базовых компонентов информатики.

Исходя из изложенного, представим классификацию способов обработки по критерию обрабатываемый материал двухуровневой схемой (рис. 1.13).

Рис. 1.13. Классификация способов обработки по используемым материалам

Программные продукты имеют широкий диапазон применения. В частности, используются при создании программного обеспечения.

Программное обеспечение– совокупность программных продуктов, определяющих технологию в конкретной области информатики.

Программное обеспечение (ПО) – нематериальные средства обработки информации с использованием материальных (технических) средств.

Английское обозначение ПО – Software (мягкий продукт).

Анализ этой ветви информатики по критерию назначение элементов определяет структуру программного обеспечения многоуровневой схемой (рис. 1.14).

Рис. 1.14. Структура программного обеспечения

Каждый уровень определяется конкретной степенью детализации: верхний – минимальной, нижний – максимальной.

Определим полученные компоненты схемы.

Системное программное обеспечение (СПО)– полный набор программных средств для эффективного функционирования вычислительной системы.

СПО координирует работу технических средств и организует обработку информации пользователя.

Основная часть (ядро) системного программного обеспечения – операционная система.

Операционная система (ОС)– совокупность программ, обеспечивающих работоспособность технических средств на внутреннем уровне, т.е. собственно функционирование ЭВМ в процессе вычислений.

Сервисные средства– программные модули, организующие дружественность (удобство) взаимодействия ОС с пользователем в процессе обработки информации.

Оболочки, редакторы – программы эффективного выполнения типовых действий над информацией.

Оболочки – средства предоставления дополнительных возможностей обработки информации и организации дружественного интерфейса.

Редакторы (текстовые процессоры) – средства обработки символьной информации на элементарном уровне с различной степенью детализации (блочно или посимвольно).

Интегрированная среда разработки приложений (ИСРП) – совокупность программных модулей, обеспечивающих в комплексе с операционной системой, полную автоматическую (полуавтоматическую) машинную обработку программ пользователя.

Прикладное программное обеспечение (ППО) – совокупность программ для непосредственного решения информационных задач пользователя.

Программы пользователя – программные модули, составляемые пользователем для решения собственных нестандартных задач.

Можно выделить четыре основных вида информационных процессов : сбор, передача, обработка и накопление.

Накопление (хранение) информации

С накоплением информации связаны следующие понятия:

Носитель информации – это физическая среда, которое непосредственно хранит информацию.

Память человека можно условно назвать оперативной (понятие «оперативный» является синонимом понятию «быстрый»). Человек быстро воспроизводит сохраненные в памяти знания. Внутренней можно назвать память человека, а носителем информации – мозг. Внешними носителями (по отношению к человеку) являются все остальные носители: папирус, дерево, бумага, магнитный диск, флэш-накопитель и т.д.

Хранилище информации – это специальным образом организованная информация на внешних носителях, которая предназначена для длительного хранения и постоянного использования (к примеру, архивы документов, библиотеки, картотеки, базы данных). Единицей хранилища информации является физический документ: анкета, журнал, книга, диск и др. Под организацией хранилища понимается упорядочивание, структурирование, классификация хранимых документов для удобства работы с ними.

Основными свойствами хранилища информации является объем информации, надежность ее хранения, время доступа к ней (т.е. скорость поиска необходимых сведений), защита информации.

Определение 1

На устройствах компьютерной памяти информацию называют данными , а хранилища данных – базами и банками данных .

Т.к. человек может забыть какую-либо информацию, то внешние носители являются надежнее и на них можно дольше хранить необходимую информацию. Именно с помощью внешних носителей люди имеют возможность передавать свои знания из поколения в поколение.

Техническими средствами реализации накопления информации являются носители информации : оперативная память компьютера (ОЗУ), гибкие, оптические и жесткие диски, переносные запоминающие устройства – флэш-накопители и т.п.

Передача информации

Обмен информацией между людьми происходит в процессе ее передачи, которая может происходить при разговоре, с помощью переписки, используя технические средства связи: телефон, радио, телевидение, компьютерная сеть.

При передаче информации всегда существует источник и приемник информации . Источник передает информацию, а приемник ее получает. Смотря телевизор или слушая товарища, вы являетесь приемником информации, рассказывая выученный стих, при написании сочинения – источником информации. Каждый человек неоднократно из источника становится приемником информации и наоборот.

Информация хранится и передается в виде последовательности сигналов, символов. От источника к приёмнику сообщение передается с помощью некоторой материальной среды: при разговоре – с помощью звуковых волн, при переписке – почтовой связи, при телефонном разговоре – системы телефонной связи. В случае передачи сообщения с помощью технических средств связи их называют информационными каналами (каналами передачи информации). Органы чувств человека являются биологическими информационными каналами.

Таким образом, передача информации происходит по следующей схеме:

Рисунок 1.

В процессе передачи информация часто искажается или теряется, т.к. информационные каналы имеют плохое качество или на линии связи действуют помехи (шумы). Примером информационного канала плохого качества может быть плохая телефонная связь.

Передача информации происходит с какой-то скоростью, которая является информационным объемом сообщения, который передается в единицу времени. Поэтому единицы измерения скорости передачи информации бит/с, байт/с и др.

Обработка информации

Схема обработки информации :

Рисунок 2.

При обработке информации решается информационная задача , которая изначально может быть представлена в традиционной форме: из некоторого набора исходных данных необходимо получить определенные результаты. Переход от исходных данных к результату является процессом обработки. Объект или субъект, осуществляющий обработку, является исполнителем обработки.

Пример 1

Пусть ученику нужно решить математическую задачу: в прямоугольном треугольнике даны длины двух катетов, нужно найти гипотенузу. Для ее решения ученику кроме исходных данных нужно знать математическое правило – теорему Пифагора. Применяя эту теорему, он получит искомую величину. Новые данные получаются путем вычислений, которые выполняются над исходными данными.

Вычисление является только одним из вариантов обработки информации. В качестве способа обработки информации можно использовать не только математические расчеты, но и логические рассуждения.

Результатом процесса обработки информации не всегда является получение каких-либо новых сведений. Например, при переводе текста с английского языка на русский происходит обработка информации, которая изменяет ее форму, но не содержание.

Для успешной обработки информации исполнитель должен использовать алгоритм обработки, т.е. последовательность действий, которую нужно выполнить для достижения нужного результата.

Существует два вида обработки информации :

• обработка, которая приводит к получению новой информации, нового содержания знаний (решение математических задач, анализ ситуации и др.);
• обработка, которая приводит к изменению формы, но не содержания (кодирование, структурирование).

Рисунок 3.

Кодирование – преобразование информации в символьную форму, которая удобна для ее накопления, передачи, обработки и сбора. В начале XX столетия телеграфные сообщения кодировались и передавались с помощью азбуки Морзе. Кодирование активно используют при работе с информацией с помощью технических средств (телеграф, радио, компьютеры и т.д.).

Структурирование данных – упорядочивание информации в хранилище, классификация, каталогизация данных.

Ещё один вид обработки информации – поиск в некотором хранилище информации (в основном на внешних носителях: книгах, схемах, таблицах, карточках) нужных данных, которые удовлетворяют определенным условиям поиска (запросу).

Сбор (получение) информации

Определение 2

Получение информации – сбор сведений из различных источников (из хранилища данных, наблюдение за событиями и явлениями, общение, телевидение, компьютерная сеть и т.д.). Получение информации основано на отражении различных свойств процессов, объектов и явлений окружающей среды. Этот процесс выражается в восприятии с помощью органов чувств. Для улучшения восприятия информации существуют разнообразные индивидуальные устройства и приспособления – очки, бинокль, микроскоп, стетоскоп, различные датчики и т. д.

Изучение любой дисциплины так или иначе начинается с формулировки определений ее фундаментальных терминов и категорий. Особенностью термина "информация" является то, что, с одной стороны, он является интуитивно понятным практически для всех, а с другой - общепризнанной его трактовки в научной литературе не существует. Одновременно следует особо отметить, что как научная категория "информация" составляет предмет изучения для самых различных областей знания: философии, информатики, теории систем, кибернетики и т. д.

Как известно, термин "информация" происходит от латинского слова "informatio", изначально означающего изложение или разъяснение. В качестве примера приведем следующее его определение.

Информация - это совокупность сигналов, воспринимаемых нашим сознанием, которые отражают те или иные свойства объектов и явлений окружающей нас действительности. Природа данных сигналов подразумевает наличие принципиальных возможностей по их сохранению, передаче и трансформации (обработке).

Очевидно, что данное определение носит исключительно "пояснительный" характер и ни в коей мере не претендует на научную строгость, так как базируется на достаточно нечетких и расплывчатых категориях: "сигналы", "объекты", "действительность", "восприятие" и т. п.

Другой подход к определению информации отталкивается от схематичного представления процесса ее передачи. На предельном уровне абстрагирования в нем можно выделить два фундаментальных элемента:

источник (передатчик);

приемник (потребитель, клиент).

При их взаимодействии, собственно говоря, и возникает информация - некоторое сообщение, которое тем или иным способом уменьшает незнание потребителя (приемника) о некотором объекте, факте или явлении. Основываясь на данном подходе, один из основоположников теории информации Клод Шеннон определил информацию как снятую неопределенность.

В одном терминологическом ряду с информацией стоят понятия "данные" и "знания".

Под данными обычно понимают информацию, представленную в конкретных формах, которые адекватны возможным (ожидаемым) процессам ее обработки.

Знания - это информация, на основании которой путем логических рассуждений могут быть получены определенные выводы. Сразу оговоримся, что приведенная формулировка является крайне упрощенной.

Также под знаниями иногда понимают данные, имеющие сложную организацию, обладающие как фактографической, так и семантической составляющими. Под фактографической составляющей понимается информация, связанная с регистрацией событий и явлений, а под семантической - информация, касающаяся содержательного (смыслового) толкования зарегистрированных фактов.

information processing) Исследователи, стоящие на позициях информ. подхода к изучению челов. поведения, разделяют несколько ключевых допущений. Наиболее важное предположение заключается в том, что поведение определяется внутренним потоком информ. в границах действующего лица. Поскольку этот информ. поток является внутренним и, следовательно, недоступным наблюдателю, используют специальные методы и методологию, позволяющие сделать выводы об этом постулированном потоке. Но все эти методы разделяют осн. цель исслед. О. и., к-рой яв-ся картирование внутренних информ. каналов. Подход с т. зр. О. и. использует методы, во многом схожие с применяемыми инженерами, проектирующими большие системы. Челов. существо рассматривают как сложную систему, и психологи-экспериментаторы пытаются обнаружить, что же происходит внутри "черного ящика". Попытка понять внутренний информ. поток первоначально осуществляется в процессе проверки альтернативных представлений, основанных на различных комбинациях подсистем с различными свойствами. Недостаточно создать модель, к-рая будет воспроизводить челов. поведение, хотя это, конечно, необходимое требование для любой модели О. и. Т. о., теоретик в области О. и. должен создать точную модель не только поведения, но и внутренних схем (паттернов) потока информ. до того, как может быть найдено приемлемое объяснение челов. мышления и поведения. Модели О. и. различаются числом и размещением подсистем. Приемлемыми выглядят многие из возможных размещений, так что теоретик должен постараться продемонстрировать превосходство своей модели по сравнению с др. конкурирующие моделями. Редко можно найти согласие в том, какая модель лучше, и это приводит в замешательство того неспециалиста, к-рый хочет узнать об информационно-процессуальных моделях лишь немного. Даже очень хорошие модели со временем сменяются более новыми, или даже старыми теориями, возрожденными с появлением новых данных или новых методов. Типичная модель О. и. представляет когнитивную систему чел. как ряд блоков (прямоугольников), соединенных стрелками разного типа. Блоки яв-ся символическими изображениями подсистем, выполняющих различные функции и реализующих процессы, к-рые направляют информ. по определенному маршруту из блоков в блоки. Каждый блок представляет собой обобщенный вид преобразования информ., к-рое происходит в голове чел. По мере усовершенствования модели, уровень детализации, представленный блоками, возрастает. Блок, отображающий относительно детализированный уровень, часто называют ступенью О. и. или изолируемой подсистемой. Точное определение ступени яв-ся математически сложным, однако мы будем недалеки от истины, если скажем о простом преобразовании информ. В целом, выходной сигнал ступени не совпадает с ее входным сигналом. Напр., одна из общепринятых моделей памяти предполагает, что напечатанные слова, воспринимаемые глазами, перекодируются в формат, связанный со звучанием этих слов, если прочесть их вслух. Эта трансформация имеет место даже в тех случаях, когда чел. не просят произносить данные слова. Следовательно, зрительный входной сигнал был трансформирован в слуховой (т. е. акустический или фонологический) выходной сигнал. Этот род преобразования достаточно распространен в машинах. Для того чтобы смоделировать гибкость челов. информ. процессора, необходимы различные устройства. Самое простое устройство встречается, когда несколько ступеней связаны прямыми линиями, а выход одной становится входом другой. Это так называемая последовательная обработка, потому что ни одна ступень не может выполнить свое собственное преобразование информ. до тех пор, пока не получит выходной сигнал от предшествовавшей ступени цепочки. Конечно же, это не произойдет до того момента, пока та ступень не получит информ. от своего предшественника. Т. о., последовательные модели обработки требуют от каждой ступени ожидания своей очереди до вырабатывания выходного сигнала. Если ступень не должна ждать момента завершения работы в др. ступенях, то такое размещение подсистем называют параллельной обработкой. При параллельной обработке несколько ступеней могут получить доступ к одному и тому же выходному сигналу одновременно. Схема, включающая в себя как последовательные, так и параллельные компоненты, называется гибридной обработкой. Гибридные процессоры часто мощнее, чем последовательные или параллельные, но эта дополнительная мощность оплачена большими трудностями понимания и анализа. Поскольку многие находят, что последовательные модели легче для понимания, то большинство моделей О. и. яв-ся последовательными. Хотя мы теперь располагаем превосходной схемой классиф. структур моделей на три категории - последовательные, параллельные и гибридные - сама по себе структура не может определить предсказания, порождаемые моделью. Нам необходимо также знать ту "цену", к-рую требует каждая ступень за выполнение своего преобразования информ. Это называют распределением ресурсов или способностью. Способность является гипотетическим конструктом, описывающим степень контроля эффективности работы ступени. В некоторых моделях допускается, что каждая ступень обладает достаточной способностью к выполнению своих задач независимо от того, сколько др. ступеней действуют на этот момент и насколько сложной могла бы быть их работа. Др. модели предполагают ограничение ресурса или способности, так что ступени должны конкурировать за доступ к ресурсам обработки. В подобных моделях ступень не всегда способна действовать так эффективно, как если бы она была единственной ступенью системы. Поэтому, чтобы построить предсказания для некоторой модели, нам нужно точно определить и структуру данной модели, и ее предполагаемые способности. Лучшие модели О. и. у чел. устанавливают: а) число и конфигурацию ступеней внутренней обработки; б) требования к способностям отдельных ступеней; в) полную доступность ресурсов и правила, к-рые управляют распределением ресурсов для отдельных ступеней. См. также Теория обработки информации Б. Кантовиц

Обработка информации состоит в получении одних «информационных объектов» из других «информационных объектов» путем выполнения некоторых алгоритмов и является одной из основных операций, осуществляемых над информацией, и главным средством увеличения ее объема и разнообразия.

На самом верхнем уровне можно выделить числовую и нечисловую обработку. В указанные виды обработки вкладывается различная трактовка содержания понятия «данные». При числовой обработке используются такие объекты, как переменные, векторы, матрицы, многомерные массивы, константы и т.д. При нечисловой обработке объектами могут быть файлы, записи, поля, иерархии, сети, отношения и т.д. Другое отличие заключается в том, что при числовой обработке содержание данных не имеет большого значения, в то время как при нечисловой обработке нас интересуют непосредственные сведения об объектах, а не их совокупность в целом.

С точки зрения реализации на основе современных достижений вычислительной техники выделяют следующие виды обработки информации:

последовательная обработка, применяемая в традиционной фоннеймановской архитектуре ЭВМ, располагающей одним процессором;

параллельная обработка, применяемая при наличии нескольких процессоров в ЭВМ;

конвейерная обработка, связанная с использованием в архитектуре ЭВМ одних и тех же ресурсов для решения разных задач, Причем если эти задачи тождественны, то это последовательный конвейер, если задачи одинаковые -- векторный конвейер.

Принято относить существующие архитектуры ЭВМ с точки зрении обработки информации к одному из следующих классов.

Архитектуры с одиночным потоком команд и данных (SISD). К этому классу относятся традиционные фоннеймановские однопроцессорные системы, где имеется центральный процессор, работающий с парами «атрибут - значение».

Архитектуры с одиночными потоками команд и данных (SIMD). Особенностью данного класса является наличие одного (центрального) контроллера, управляющего рядом одинаковых процессоров. В зависимости от возможностей контроллера и процессорных элементов, числа процессоров, организации режима поиска и характеристик маршрутных и выравнивающих сетей выделяют:

матричные процессоры, используемые для решения векторных и матричных задач;

ассоциативные процессоры, применяемые для решения нечисловых задач и использующие память, в которой можно обращаться непосредственно к информации, хранящейся в ней;

процессорные ансамбли, применяемые для числовой и нечисловой обработки;

конвейерные и векторные процессоры.

Архитектуры с множественным потоком команд и одиночным потоком данных (MISD). К этому классу могут быть отнесены конвейерные процессоры.

Архитектуры с множественным потоком команд и множественным потоком данных (MIMD). К этому классу могут быть отнесены следующие конфигурации: мультипроцессорные системы, системы с мультобработкой, вычислительные системы из многих машин, вычислительные сети.

Основные процедуры обработки данных представлены на рисунке 4.

Рис. 4. Основные процедуры обработки данных

Создание данных, как процесс обработки, предусматривает их образование в результате выполнения некоторого алгоритма и дальнейшее использование для преобразований на более высоком уровне.

Модификация данных связана с отображением изменений в реальной предметной области, осуществляемых путем включения новых данных и удаления ненужных.

Контроль, безопасность и целостность направлены на адекватное отображение реального состояния предметной области в информационной модели и обеспечивают защиту информации от несанкционированного доступа (безопасность) и от сбоев и повреждений технических и программных средств.

Поиск информации, хранимой в памяти компьютера, осуществляется как самостоятельное действие при выполнении ответов на различные запросы и как вспомогательная операция при обработке информации.

Поддержка принятия решения является наиболее важным действием, выполняемым при обработке информации. Широкая альтернатива принимаемых решений приводит к необходимости использования разнообразных математических моделей.

Создание документов, сводок, отчетов заключается в преобразовании информации в формы, пригодные для чтения как человеком, так и компьютером. С этим действием связаны и такие операции, как обработка, считывание, сканирование и сортировка документов.

При преобразовании информации осуществляется ее перевод из одной формы представления или существования в другую, что определяется потребностями, возникающими в процессе реализации информационных технологий.

Реализация всех действий, выполняемых в процессе обработки информации, осуществляется с помощью разнообразных программных средств.

Наиболее распространенной областью применения технологической операции обработки информации является принятие решений.

К зависимости от степени информированности о состоянии управляемого процесса, полноты и точности моделей объекта и системы управления, взаимодействия с окружающей средой, процесс принятия решения протекает в различных условиях:

Принятие решений в условиях определенности. В этой задаче модели объекта и системы управления считаются заданными, а влияние внешней среды - несущественным. Поэтому между выбранной стратегией использования ресурсов и конечным результатом существует однозначная связь, откуда следует, что в условиях определенности достаточно использовать решающее правило для оценки полезности вариантов решений, принимая в качестве оптимального то, которое приводит к наибольшему эффекту. Если таких стратегий несколько, то все они считаются эквивалентными. Для поиска решений в условиях определенности используют методы математического программирования.

Принятие решений в условиях риска. В отличие от предыдущего случая для принятия решений в условиях риска необходимо учитывать влияние внешней среды, которое не поддается точному прогнозу, а известно только вероятностное распределение ее состояний. В этих условиях использование одной и той же стратегии может привести к различным исходам, вероятности появления которых считаются заданными или могут быть определены. Оценку и выбор стратегий проводят с помощью решающего правила, учитывающего вероятность достижения конечного результата.

Принятие решений в условиях неопределенности. Как и в предыдущей задаче между выбором стратегии и конечным результатом отсутствует однозначная связь. Кроме того, неизвестны также значения вероятностей появления конечных результатов, которые либо не могут быть определены, либо не имеют в контексте содержательного смысла. Каждой паре «стратегия - конечный результат» соответствует некоторая внешняя оценка в виде выигрыша. Наиболее распространенным является использование критерия получения максимального гарантированного выигрыша.

Принятие решений в условиях многокритериальности. В любой из перечисленных выше задач многокритериальность возникает в случае наличия нескольких самостоятельных, не сводимых одна к другой целей. Наличие большого числа решений усложняет оценку и выбор оптимальной стратегии. Одним из возможных путей решения является использование методов моделирования.

Решение задач с помощью искусственного интеллекта заключается в сокращении перебора вариантов при поиске решения, при этом программы реализуют те же принципы, которыми пользуется в процессе мышления человек.

Экспертная система пользуется знаниями, которыми она обладает в своей узкой области, чтобы ограничить поиск на пути к решению задачи путем постепенного сужения круга вариантов.

Для решения задач в экспертных системах используют:

метод логического вывода, основанный на технике доказательств, называемой резолюцией и использующей опровержение отрицания (доказательство «от противного»);

метод структурной индукции, основанный на построении дерева принятия решений для определения объектов из большого числа данных на входе;

метод эвристических правил, основанных на использовании опыта экспертов, а не на абстрактных правилах формальной логики;

метод машинной аналогии, основанный на представлении информации о сравниваемых объектах в удобном виде, например, в виде структур данных, называемых фреймами.

Источники «интеллекта», проявляющегося при решении задачи, могут оказаться бесполезными либо полезными или экономичными в зависимости от определенных свойств области, в которой поставлена задача. Исходя из этого, может быть осуществлен выбор метода построения экспертной системы или использования готового программного продукта.

Процесс выработки решения на основе первичных данных, можно разбить на два этапа: выработка допустимых вариантов решений путем математической формализации с использованием разнообразных моделей и выбор оптимального решения на основе субъективных факторов.

Информационные потребности лиц, принимающих решение, во многих случаях ориентированы на интегральные технико-экономические показатели, которые могут быть получены в результате обработки первичных данных, отражающих текущую деятельность предприятия. Анализируя функциональные взаимосвязи между итоговыми и первичными данными, можно построить так называемую информационную схему, которая отражает процессы агрегирования информации. Первичные данные, как правило, чрезвычайно разнообразны, интенсивность их поступления высока, а общий объем на интересующем интервале велик. С другой стороны состав интегральных показателей относительно мал, а требуемый период их актуализации может быть значительно короче периода изменения первичных данных - аргументов.

Для поддержки принятия решений обязательным является наличие следующих компонент:

обобщающего анализа;

прогнозирования;

ситуационного моделирования.

В настоящее время принято выделять два типа информационных систем поддержки принятия решений.

Системы поддержки принятия решений DSS (Decision Support System) осуществляют отбор и анализ данных по различным характеристикам и включают средства:

доступа к базам данных;

извлечения данных из разнородных источников;

моделирования правил и стратегии деловой деятельности;

деловой графики для представления результатов анализа;

анализа «если что»;

искусственного интеллекта на уровне экспертных систем.

Системы оперативной аналитической обработки OLAP (OnLine Analysis Processing) для принятия решений используют следующие средства:

мощную многопроцессорную вычислительную технику в виде специальных OLAP-серверов;

специальные методы многомерного анализа;

специальные хранилища данных Data Warehouse.

Реализация процесса принятия решений заключается в построении информационных приложений. Выделим в информационном приложении типовые функциональные компоненты, достаточные для формирования любого приложения на основе БД.

PS (Presentation Services) - средства представления. Обеспечиваются устройствами, принимающими ввод от пользователя и отображающими то, что сообщает ему компонент логики представления PL, плюс соответствующая программная поддержка. Может быть текстовым терминалом или X-терминалом, а также персональным компьютером или рабочей станцией в режиме программной эмуляции терминала или Х-терминала.

PL (Presentation Logic) - логика представления. Управляет взаимодействием между пользователем и ЭВМ. Обрабатывает действия пользователя по выбору альтернативы меню, по нажатию кнопки или выбору элемента из списка.

BL {Business or Application Logic) - прикладная логика. Набор правил для принятия решений, вычислений и операций, которые должно выполнить приложение.

DL (Data Logic) - логика управления данными. Операции с базой данных (SQL-операторы SELECT, UPDATE и INSERT), которые нужно выполнить для реализации прикладной логики управления данными.

DS (Data Services) - операции с базой данных. Действия СУБД, вызываемые для выполнения логики управления данными, такие как манипулирование данными, определения данных, фиксация или откат транзакций и т.п. СУБД обычно компилирует SQL-приложения.

FS (File Services) - файловые операции. Дисковые операции чтения и записи данных для СУБД и других компонент. Обычно являются функциями ОС.

Среди средств разработки информационных приложений можно выделить следующие основные группы;

традиционные системы программирования;

инструменты для создания файл-серверных приложений;

средства разработки приложений «клиент-сервер»;

средства автоматизации делопроизводства и документооборота;

средства разработки Интернет/Интранет-приложений;

средства автоматизации проектирования приложений.