Контрольная работа по "Информационные системы"

Вопрос 1. Понятие информационного общества, информационных революций. Понятия файла, БД, СУБД, АБД. Их существенные особенности и различия.

              Определение понятия “информационного общества” является одним из ключевых. В 50-70-е годы стало очевидно, что человечество вступает в новую эпоху, дорогу к которой проложило бурное развитие техники и, в первую очередь, компьютеров, и НТР в целом. Проблема существования и бытия человека в полностью “технизированном” и “информатизированном” мире не могла не занимать философов, что вызвало к жизни концепцию “информационного” общества. Ни один из философов, писавших о данной проблеме, не сомневался в радикальном обновлении всей жизни человечества в рамках этой новой формации, но большинство из них анализировали проблему односторонне, будь то с политической, экономической или социальной точки зрения. Это породили огромное количество разнообразных названий и определений, о которых говорит У.Дайзард.

              Любопытно заметить, что почти все предложенные названия имеют латинскую приставку “пост-”, т.е. “после -”, словно их создатели ожидают какого-то всемирного катаклизма, глобального переворота в технике и в сознании людей, после которого вдруг начнется новая эра, новая эпоха, возникнет новое общество. Именно поэтому было так важно найти принципиально новое название, одновременно показывающее преемственность и принципиальную новизну грядущего общества. И таким названием стало придуманное Тоффлером “информационное общество”.

              Так как сам автор концепции “информационного общества” не дал четкого определения своему “детищу”, я попытаюсь это сделать за него. Очевидно, что нельзя ограничиваться в определении чисто экономическим аспектом, как это сделал А.Турен, или социальными факторами, как это получилось у Ж.Эллюля, поскольку комплексные и многонаправленные перемены охватят практически все сферы человеческой жизнедеятельности. Таким образом, “информационное общество” - это цивилизация, в основе развития и существования которой лежит особая нематериальная субстанция, условно именуемая “информацией”, обладающая свойством взаимодействия, как с духовным, так и с материальным миром человека. Последнее свойство особенно важно для понимания сущности нового общества, ибо, с одной стороны, информация формирует материальную среду жизни человека, выступая в роли инновационных технологий, компьютерных программ, телекоммуникационных протоколов и т.п., а с другой, служит основным средством межличностных взаимоотношений, постоянно возникая,  видоизменяясь и трансформируясь в процессе перехода от одного человека к другому. Таким образом, информация одновременно определяет и социо-культурную жизнь человека и его материальное бытие. В этом, по моему мнению, и состоит принципиальная новизна грядущего общества.

              В истории развития цивилизации произошло несколько информационных революций - преобразований общественных отношений из-за кардинальных изменений в сфере обработки информации. Следствием подобных преобразований являлось приобретение человеческим обществом нового качества.

   Первая революция связана с изобретением письменности, что привело к гигантскому качественному и количественному скачку. Появилась возможность передачи знаний от поколения к поколениям.

              Вторая (середина XVI в.) вызвана изобретением книгопечатания, которое радикально изменило индустриальное общество, культуру, организацию деятельности.

              Третья (конец XIX в.) обусловлена изобретением электричества, благодаря которому появились телеграф, телефон, радио, позволяющие оперативно передавать и накапливать информацию в любом объеме.

              Четвертая (70-е гг. XX в.) связана с изобретением микропроцессорной технологии и появлением персонального компьютера. На микропроцессорах и интегральных схемах создаются компьютеры, компьютерные сети, системы передачи данных (информационные коммуникации). Этот период характеризуют три фундаментальные инновации:

· переход от механических и электрических средств преобразования информации к электронным;

· миниатюризация всех узлов, устройств, приборов, машин;

· создание программно - управляемых устройств и процессов.

              Последняя информационная революция выдвигает на первый план новую отрасль - информационную индустрию, связанную с производством технических средств, методов, технологий для производства новых знаний. Важнейшими составляющими информационной индустрии становятся все виды информационных технологий, особенно телекоммуникации. Современная информационная технология опирается на достижения в области компьютерной техники и средств связи. (Информационная технология - процесс, использующий совокупность средств и методов сбора, обработки и передачи данных (первичной информации) для получения информации нового качества о состоянии объекта, процесса или явления.)

              Усложнение индустриального производства, социальной, экономической и политической жизни, изменение динамики процессов во всех сферах деятельности человека привели, с одной стороны, к росту потребностей в знаниях, а с другой - к созданию новых средств и способов удовлетворения этих потребностей.

              Бурное развитие компьютерной техники и информационных технологий послужило толчком к развитию общества, построенном на использовании различной информации и получившего название информационного общества.

База данных

              База данных (БД) - это объект управления в БнД. БД описывает состояние объектов предметной области на определенный момент времени совокупностью предложений на некотором формализованном языке. При этом определяются значения всех факторов на данный момент в виде совокупности взаимосвязанных, хранящихся вместе данных.

Система управления базами данных

              Система управления базами данных (СУБД) - это программная система для централизованного управления данными, хранимыми в БД, и их поддержания в состоянии, соответствующем предметной области.

Словарь данных

              Словарь данных (СД) - это специальная система для хранения единообразной и централизованной информации о всех ресурсах и данных. Он должен обеспечивать пользователей единой терминологией при обслуживании запросов по данной ПО. СД централизованно накапливает и описывает суммарные ресурсы данных БнД как при его проектировании, так и на стадии функционирования.

              СД содержит информацию:

·     об объектах, их свойствах и отношениях для данной ПО;

·     о данных, хранимых в БД: наименованиях данных, их структурах; связях с другими данными; возможных значениях, форматах представления; источниках возникновения; кодах защиты и разграничениях доступа к данным со стороны пользователей.

              СД должен:

·     способствовать уменьшению избыточности и противоречивости данных;

·     хранить централизованное описание данных, обеспечивающее централизованный ввод новых данных, изменение существующих либо удаление устаревших данных из системы.

              В БнД в зависимости от типа СУБД могут использоваться два вида СД:

·     СД, интегрированный с СУБД;

·     независимый СД.

              В первом случае в СУБД имеются программные средства ведения словаря. Описания данных хранятся в СД в единственном экземпляре и используются при работе системы. СД может выполнять и контролирующие функции.

              Во втором случае для СУБД должен разрабатываться специальный пакет программ для ведения СД. Недостаток этого вида СД в том, что имеет место избыточность описания данных - в библиотеке СУБД и в СД. При этом под избыточностью БД понимается дублирование экземпляров данных в БД.               Избыточность вызывает:

- дополнительные ресурсы для хранения копий данных;

- при модификации данного необходимо обновление всех его копий;

- увеличение вероятности противоречивости информации из-за ошибок при обновлении копий данных.

Администратор базы данных и его функции

              Администратор базы данных (АБД) - это управляющий орган БнД, состоящий из одного или группы специалистов в области теории систем обработки данных, знающих специфику ПО данной информационной системы и реализующих управление БД посредством СУБД. На стадии проектирования БнД АБД - идеолог системы, ее главный конструктор. На стадии эксплуатации он обеспечивает ее функционирование, определяет режим работы и использования, отвечает за сохранность данных.

              АБД должен:

- решать вопросы организации данных об объектах ПО и взаимосвязей данных с целью объединения информации о различных объектах, согласовывать представления пользователей;

- координировать работы по проектированию, реализации и ведению БД с учетом текущих и перспективных требований пользователей;

- обеспечивать расширение БД при изменении границ ПО;

- обеспечивать разграничение доступа к данным, их секретность и защиту;

- вести СД, контроль избыточности и непротиворечивости данных;

- обеспечивать требуемую производительность БнД;

- при необходимости оперативно обеспечивать изменение методов хранения, связей, форматов данных. Определять степень влияния изменений данных на всю БД;

- координировать техническое обеспечение БнД на основе текущих и перспективных требований к системе;

- координировать работы системных программистов при разработке дополнительного программного обеспечения для улучшения эксплуатационных характеристик системы, а также работы прикладных программистов при создании новых прикладных программ (ПП), тестировании и включении ПП в состав системы;

- обеспечивать независимость ПП от данных.

Вопрос 2. Информационные технологии экспертных систем. Базы знаний. Принципы создания искусственного интеллекта.

              Наибольший прогресс среди компьютерных информационных систем отмечен в области разработки экспертных систем, основанных на использовании искусственного интеллекта. Экспертные системы дают возможность менеджеру или специалисту получать консультации экспертов по любым проблемам, о которых этими системами накоплены знания.

              Под искусственным интеллектом обычно понимают способности компьютерных систем к таким действиям, которые назывались бы интеллектуальными, если бы исходили от человека.

              Решение специальных задач требует специальных знаний. Однако не каждая компания может себе позволить держать в своем штате экспертов по всем связанным с ее работой проблемам или даже приглашать их каждый раз, когда проблема возникла. Главная идея использования технологии экспертных систем заключается в том, чтобы получить от эксперта его знания и, загрузив их в память компьютера, использовать всякий раз, когда в этом возникнет необходимость. Являясь одним из основных приложений искусственного интеллекта, экспертные системы представляют собой компьютерные программы, трансформирующие опыт экспертов в какой-либо области знаний в форму эвристических правил (эвристик). Эвристики не гарантируют получения оптимального результата с такой же уверенностью, как обычные алгоритмы, используемые для решения задач в рамках технологии поддержки принятия решений. Однако часто они дают в достаточной степени приемлемые решения для их практического использования. Все это делает возможным использовать технологию экспертных систем в качестве советующих систем.

              Сходство информационных технологий, используемых в экспертных системах и системах поддержки принятия решений, состоит в том, что обе они обеспечивают высокий уровень поддержки принятия решений. Однако имеются три существенных различия. Первое связано с тем, что решение проблемы в рамках систем поддержки принятия решений отражает уровень ее понимания пользователем и его возможности получить и осмыслить решение. Технология экспертных систем, наоборот, предлагает пользователю принять решение, превосходящее его возможности. Второе отличие указанных технологий выражается в способности экспертных систем пояснять свои рассуждения в процессе получения решения. Очень часто эти пояснения оказываются более важными для пользователя, чем само решение. Третье отличие связано с использованием нового компонента информационной технологии – знаний.

              Основными компонентами информационной технологии, используемой в экспертной системе, являются (рис. 1): интерфейс пользователя, база знаний, интерпретатор, модуль создания системы.

Рис.1  Основные компоненты информационной технологии

экспертных систем

              Интерфейс пользователя. Менеджер (специалист) использует интерфейс для ввода информации и команд в экспертную систему и получения выходной информации из нее. Команды включают в себя параметры, направляющие процесс обработки знаний. Информация обычно выдается в форме значений, присваиваемых определенным переменным.