Введение в информатику

Системы поддержки принятия решений:

1. Помогают произвести оценку обстановки (ситуаций), осуществить выбор критериев и оценить их относительную важность.

2. Генерируют возможные решения (сценарии действий).

3. Осуществляют оценку сценариев (действий, решений) и выбирают лучший.

4. Обеспечивают постоянный обмен информацией об обстановке принимаемых решений и помогают согласовать групповые решения.

5. Моделируют принимаемые решения (в тех случаях, когда это возможно).

6. Осуществляют компьютерный динамический анализ возможных последствий принимаемых решений.

7. Производят сбор данных о результатах реализации принятых решений и осуществляют оценку результатов.

Системы ППР появились усилиями американских ученых в конце 70-х начале 80-х годов, чему способствовало широкое распространение персональных компьютеров, стандартных пакетов прикладных программ, а также успехи разработки систем искусственного интеллекта.

Человеко-машинная процедура принятия решений с помощью СППР представляет собой циклический процесс взаимодействия человека и компьютера. Цикл состоит из фазы анализа и постановки задачи для компьютера, выполняемым ЛПР, и фазы оптимизации (поиска решения и выполнения его характеристик), реализуемой компьютером. Главная особенность информационной технологии ППР - качественно новый метод организации взаимодействия человека и компьютера.

Выработка решений в этих системах происходит в результате итерационного процесса, в котором участвуют:

1. система ППР в роли вычислительного звена;

2. человек как управляющее звено, задающее исходную информацию и оценивающее полученный результат.

Окончание итерационного процесса происходит по воле человека. Информационная система способна совместно с пользователем создавать новую информацию для принятия решений.

В состав системы поддержки принятия решений входят база данных, база моделей и программная подсистема, которая состоит из системы управления базой данных (СУБД), системы управления базой моделей (СУБМ) и системы управления интерфейсом между пользователем и компьютером.

Данные могут использоваться непосредственно пользователем для расчетов при помощи математических моделей. СУБД должна поддерживать следующие возможности:

1. составление комбинаций данных, получаемых из различных источников с использованием процедур агрегирования и фильтрации;

2. быстрое добавление или исключение того или иного источника данных;

3. построение логическое структуры данных в терминах пользователя;

4. использование неофициальных данных для проверки рабочих альтернатив;

5. логическая независимость от других операционных баз данных, функционирующих в фирме.

Использование моделей обеспечивает проведение анализа в СППР. Модели, основываясь на математической интерпретации проблемы, при помощи определенных алгоритмов способствуют нахождению информации, полезной для принятия оптимальных решений.

В СППР база моделей состоит, как правило, из стратегических, тактических и оперативных моделей, а также математических моделей в виде совокупности модельных блоков, моделей и процедур, реализующих математические методы. Система управления базой моделей должна поддерживать создание новых моделей, изменение существующих, поддержку и обновление параметров моделей, манипулирование моделями и т.д.

Интерфейс пользователя определяет, в первую очередь, язык пользователя и язык сообщений компьютера. Интерфейс должен обеспечивать возможности манипулирования различными формами диалога и различными видами данных, оперативно отвечать на запросы пользователя справочно-информационного характера.

Отличие информационной технологии ППР:

1. ориентация на решение слабоформализованных (плохо структурированных) задач;

2. сочетание традиционных методов доступа и обработки компьютерных данных с возможностью использования математических моделей решения задач;

3. ориентация на непрофессионального пользователя компьютера;

4. высокая адаптивность, обеспечивающая возможность приспособления к требованиям пользователя.

40. Современное состояние и основные тенденции развития ИТ

Современное состояние информационных технологий можно охарактеризовать следующими тенденциями.

1. Наличие большого количества промышленно функционирующих баз данных, содержащих информацию практически по всем видам деятельности общества.

2. Создание технологий, обеспечивающих интерактивный доступ массового пользователя к этим информационным ресурсам. Технической основой данной тенденции явились государственные и частные системы связи и передачи данных общего назначения и специализированные, объединенные в национальные, региональные и глобальные информационно-вычислительные сети.

3. Расширение функциональных возможностей информационных систем, обеспечивающих параллельную одновременную обработку баз данных с разнообразной структурой данных, мультиобъектных документов, гиперсред, в том числе реализующих технологии создания и ведения гипертекстовых баз данных. Создание локальных многофункциональных проблемно-ориентированных информационных систем различного назначения на основе мощных персональных компьютеров и локальных вычислительных сетей.

4. Включение в информационные системы элементов интеллектуализации интерфейса пользователя с системами, экспертными систем, систем машинного перевода, автоиндексирования и других технических средств.

Выделяют пять основных тенденций в развитии информационных технологий:

1. Усложнение информационных продуктов (услуг). Информационный продукт в виде программных средств, баз данных, служб экспертного обеспечения приобретает стратегическое значение. Информационный продукт в виде различного вида информации (речь, данные, изображения) для слуха, зрения, осязания генерируется по запросу пользователя, и существуют средства доставки продукта в удобное время и удобной форме;

2. Способность к взаимодействию. Возможность провести идеальный обмен между человеком и компьютером или между информационными системами приобретает значение ведущей технологической проблемы. Здесь же проблема совместимости технических и программных средств.

3. Ликвидация промежуточных звеньев. Не нужны посредники, если Вы можете размещать заказы непосредственно с помощью информационных технологий.

4. Глобализация. Фирмы могут с помощью информационных технологий вести дела где угодно, получая исчерпывающую информацию. Глобализация рынка информационного продукта. Получение преимуществ за счет распределения постоянных и полупостоянных расходов на более широкий географический регион.

5. Конвергенция. Исчезают различия между изделиями и услугами, информационным продуктом и средствами, использованием в быту и для деловых целей, информацией и развлечением, а также среди различных режимов работы, таких как передача звуковых, цифровых и видеосигналов.

Применительно к бизнесу эти тенденции приводят к следующему:

1. Осуществление распределенных персональных вычислений, когда на каждом рабочем месте достаточно ресурсов для обработки информации в местах ее возникновения;

2. Создание развитых систем коммуникаций, когда рабочие места соединены для пересылки сообщений;

3. Гибкие глобальные коммуникации, когда предприятие включается в мировой информационный поток;

4. Создание и развитие систем электронной торговли;

5. Устранение промежуточных звеньев в системе интеграции организация - внешняя среда.

31. основные разделы искусственного интеллекта

Одно из направлений информатики - интеллектуализация информационных систем. Интеллектуальные системы и технологии применяются для тиражирования профессионального опыта и решения сложных научных, производственных и экономических задач, например, анализ инвестиций, прогнозирование рынка и т.д. Для обработки и моделирования знаний применяются специальные модели и создаются так называемые базы знаний.

Искусственные интеллект (ИИ) - одно из направлений развития информатики, изучающий способы и приемы моделирования и воспроизведения с помощью ЭВМ разумной деятельности человека, связанной с решением задач. Цель этого направления - разработка программно-аппаратных средств, позволяющих пользователю-непрограммисту ставить и решать свои задачи, традиционно считающиеся интеллектуальными, общаясь с ЭВМ на ограниченном подмножестве естественного языка. Искусственным интеллектом также называют свойство интеллектуальных систем выполнять функции (творческие), которые традиционно считаются прерогативой человека.

Фундаментальные разделы ИИ:

1. теория представления знаний: найти такие способы описания и представления фактов, общих сведений, закономерностей, правил и предписаний, которые позволят использовать все эти знания с помощью некоторых универсальных и формальных процедур анализа, рассуждения и синтеза, доступных доля простой реализации на ЭВМ;

2. теория обработки информации, выраженной на естественном языке: найти методы и способы понимания устной речи, извлечения смысла из письменных сообщений, переводы с одного языка на другой, синтеза речи и т.п. с тем, чтобы реализовать все эти формы языковой практики на ЭВМ (лингвистические процессоры).

Фундаментальные разделы ИИ, воспринимая достижения смежных наук (математики, логики, психологии, физиологии, кибернетики, бионики, лингвистики и др.), результируют в создании теоретических моделей целенаправленного поведения человека, включая такие его компоненты, как восприятие, рассуждение и действие. Эти теоретические модели, имея собственную познавательную ценность, выступают в качестве строительных блоков в решении различных прикладных задач.

32.Основные направления развития искусственного интеллекта

Представление знаний и разработка систем, основанных на знаниях

Разработка моделей представления знаний, создание баз знаний, моделей и методов извлечения и структурирования знаний).

Игры и творчество

Разработка естественно-языковых интерфейсов и машинный перевод

Естественно-языковый интерфейс - это совокупность программных и аппаратных средств, обеспечивающих общение интеллектуальной системы с пользователем на ограниченном рамками проблемной области естественном языке. В его состав входят словари, отражающие словарный состав и лексику языка, а также лингвистический процессор, осуществляющий анализ текстов (морфологический, синтаксический, семантический и прагматический) и синтез ответов пользователю.

Распознавание образов

Это направление, основной задачей которого является создание моделей, методов и средств, связанных с решением задач классификации, таксономии, формирования понятий и т. п.

Новые архитектуры компьютеров

Интеллектуальные роботы

Здесь главными задачами ИИ являются задачи «машинного зрения» и управления движением. «Машинное зрение» включает в себя способность робота ориентироваться в пространстве, воспринимать обстановку и строить ее план (т.н. анализ сцен), узнавать контуры и форму предметов, обнаруживать и обходить препятствия при движении и т.д. Управление движением позволяет роботу перемещаться, совершать рабочие движения своими подвижными элементами, воспринимать нагрузку и дозировать собственные усилия.

Специальное программное обеспечение

Обучение и самообучение

33. Данные и знания

Информация, с которой имеют дело ЭВМ, разделяется на процедурную и декларативную. Процедурная информация овеществлена в программах, которые выполняются в процессе решения задач, декларативная информация - в данных, с которыми эти программы работают.

Данные - это отдельные факты, характеризующие объекты, процессы и явления в предметной области, а также их свойства.

Параллельно с развитием структуры ЭВМ происходило развитие информационных структур для представления данных. Появились способы описания данных в виде векторов и матриц, возникли списочные структуры, иерархические структуры. В настоящее время в языках программирования высокого уровня используются абстрактные типы данных, структура которых задается программистом. Появление баз данных (БД) знаменовало собой еще один шаг на пути организации работы с декларативной информацией. В базах данных могут одновременно храниться большие объемы информации, а специальные средства, образующие систему управления базами данных (СУБД), позволяют эффективно манипулировать с данными, при необходимости извлекать их из базы данных и записывать их в нужном порядке в базу.

По мере развития исследований в области интеллектуальных систем возникла концепция знаний, которые объединили в себе многие черты процедурной и декларативной информации.

Знания - совокупность сведений, образующих целостное описание, соответствующее некоторому уровню осведомленности об описываемом вопросе, предмете, проблеме и т.д. Знания - это выявленные закономерности в предметной области (принципы, связи, законы), позволяющие решать задачи в этой области.

В ЭВМ знания так же, как и данные, отображаются в знаковой форме - в виде формул, текста, файлов, информационных массивов и т.п. Поэтому можно сказать, что знания - это особым образом организованные данные. Но это было бы слишком узкое понимание. А между тем, в системах ИИ знания являются основным объектом формирования, обработки и исследования. База знаний, наравне с базой данных, - необходимая составляющая программного комплекса ИИ. Машины, реализующие алгоритмы ИИ, называются машинами, основанными на знаниях, а подраздел теории ИИ, связанный с построением экспертных систем, - инженерией знаний.

Знания могут быть классифицированы по следующим категориям:

поверхностные - знания о видимых взаимосвязях между отдельными событиями и фактами в предметной области;

глубинные - абстракции, аналогии, схемы, отображающие структуру и процессы в предметной области.

Кроме того, знания можно разделить на следующие виды:

процедурные: знания, отвечающие на вопрос «Как решать поставленную задачу?»; эти знания хранятся в памяти интеллектуальной системы в виде описаний процедур, с помощью которых их можно получить. В таком виде обычно описывается информация о предметной области, характеризующая способы решения задач в этой области, а также различные инструкции, методики и т.п.

декларативные: знания, не содержащие в явном виде процедуры решения задач; которые записаны в памяти так, что они непосредственно доступны для использования после обращения к соответствующему полю памяти. В таком виде обычно записывается информация о свойствах предметной области фактах, имеющих в ней место и т.п. информация.

54. Модели представления знаний в современных интеллектуальных системах.

Модель знаний - описание знаний в базе знаний. Известны четыре типа моделей знаний:

1. логические, в основе которых лежит формальная логическая модель;

2. сетевые, в основе которых лежат семантические сети;

3. фреймовые, основанные на фреймах;

4. продукционные, основанные на продукциях.

Каждая такая М.З. определяет форму представления знаний.

Формальные логические модели

Система ИИ в определенном смысле моделирует интеллектуальную деятельность человека и, в частности, - логику его рассуждений. В грубо упрощенной форме наши логические построения при этом сводятся к следующей схеме: из одной или нескольких посылок (которые считаются истинными) следует сделать «логически верное» заключение (вывод, следствие).

Логические выражения, построенные в данном языке, могут быть истинными или ложными. Некоторые из этих выражений, являющиеся всегда истинными, объявляются аксиомами (или постулатами). Они составляют ту базовую систему посылок, исходя из которой и пользуясь определенными правилами вывода, можно получить заключения в виде новых выражений, также являющихся истинными.

Если перечисленные условия выполняются, то говорят, что система удовлетворяет требованиям формальной теории. Ее так и называют формальной системой (ФС). Система, построенная на основе формальной теории, называется также аксиоматической системой.

Классическими примерами аксиоматических систем являются исчисление высказываний и исчисление предикатов. Эти ФС хорошо исследованы и имеют прекрасно разработанные модели логического вывода.

ФС имеют и недостатки, которые заставляют искать иные формы представления. Главный недостаток - это «закрытость» ФС, их негибкость.

Логические модели

В основе моделей такого типа лежит формальная система, задаваемая четверкой вида: M = <T, P, A, B>. Множество T есть множество базовых элементов различной природы, например слов из некоторого ограниченного словаря, деталей детского конструктора, входящих в состав некоторого набора и т.п.

Множество P есть множество синтаксических правил. С их помощью из элементов T образуют синтаксически правильные совокупности.

В множестве синтаксически правильных совокупностей выделяется некоторое подмножество A. Элементы A называются аксиомами.

Множество B есть множество правил вывода. Применяя их к элементам A, можно получать новые синтаксически правильные совокупности, к которым снова можно применять правила из B. Так формируется множество выводимых в данной формальной системе совокупностей.

Для знаний, входящих в базу знаний, можно считать, что множество A образуют все информационные единицы, которые введены в базу знаний извне, а с помощью правил вывода из них выводятся новые производные знания. Другими словами формальная система представляет собой генератор порождения новых знаний, образующих множество выводимых в данной системе знаний. Это свойство логических моделей делает их притягательными для использования в базах знаний. Оно позволяет хранить в базе лишь те знания, которые образуют множество A, а все остальные знания получать из них по правилам вывода.

Семантические (смысловые) сети

В основе моделей этого типа лежит конструкция, названная ранее семантической сетью. Сеть, в вершинах которой находятся информационные единицы, а дуги характеризуют отношения и связи между ними. Семантическая сеть является наиболее общей моделью представления знаний.

В зависимости от типов связей, используемых в модели, различают классифицирующие сети, функциональные сети и сценарии. В классифицирующих сетях используются отношения структуризации. Такие сети позволяют в базах знаний вводить разные иерархические отношения между информационными единицами. Функциональные сети характеризуются наличием функциональных отношений. Их часто называют вычислительными моделями Под фреймом понимается абстрактный образ или ситуация.

В отличие от моделей других типов во фреймовых моделях (под фреймом понимается абстрактный образ или ситуация).

фиксируется жесткая структура информационных единиц, которая называется протофреймом. В общем виде она выглядит следующим образом:

(Имя фрейма:

Имя слота 1(значение слота 1)

Имя слота 2(значение слота 2)

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Имя слота К (значение слота К)).

Значением слота может быть практически что угодно (числа или математические соотношения, тексты на естественном языке или программы, правила вывода или ссылки на другие слоты данного фрейма или других фреймов). В качестве значения слота может выступать набор слотов более низкого уровня, что позволяет во фреймовых представлениях реализовать «принцип матрешки».

При конкретизации фрейма ему и слотам присваиваются конкретные имена и происходит заполнение слотов. Таким образом, из протофреймов получаются фреймы - экземпляры. Переход от исходного протофрейма к фрейму - экземпляру может быть многошаговым, за счет постепенного уточнения значений слотов.

Связи между фреймами задаются значениями специального слота с именем «Связь». Часть специалистов по ИС считает, что нет необходимости специально выделять фреймовые модели в представлении знаний, т.к. в них объединены все основные особенности моделей остальных типов.

Продукционная модель

Продукционная модель, или модель, основанная на правилах, позволяет представить знания в виде предложений типа: Если (условие), то (действие).

В моделях этого типа используются некоторые элементы логических и сетевых моделей. Из логических моделей заимствована идея правил вывода, которые здесь называются продукциями, а из сетевых моделей - описание знаний в виде семантической сети. В результате применения правил вывода к фрагментам сетевого описания происходит трансформация семантической сети за счет смены ее фрагментов, наращивания сети и исключения из нее ненужных фрагментов. Таким образом, в продукционных моделях процедурная информация явно выделена и описывается иными средствами, чем декларативная информация. Вместо логического вывода, характерного для логических моделей, в продукционных моделях появляется вывод на знаниях.

35. Основные компоненты экспертной системы, специалисты-разработчики

Экспертные системы основаны на использовании искусственного интеллекта. 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 возникает необходимость.

Экспертные системы (ЭС) - это сложные программные комплексы, аккумулирующие знания специалистов в конкретных предметных областях и тиражирующие этот эмпирический опыт для консультаций менее квалифицированных пользователей.

Традиционно знания существуют в двух видах - коллективный опыт и личный опыт. Если большая часть знаний в предметной области представлена в виде коллективного опыта (например, высшая математика), эта предметная область не нуждается в экспертных системах. Если в предметной области большая часть знаний является личным опытом специалистов высокого уровня (экспертов), если эти знания по каким-либо причинам слабо структурированы, такая предметная область, скорее всего, нуждается в экспертной системе.

При создании баз знаний самая трудная задача - извлечение из них эксперта. Для этого существуют методы извлечения знаний. Экспертные системы представляют собой компьютерные программы, трансформирующие опыт экспертов в какой-либо области в форму эвристических правил.

Эвристики не гарантируют получения результата с такой же степенью уверенности, как алгоритмы ППР. Однако они часто дают приемлемые решения для практического использования. Таким образом, экспертные системы используются в качестве советующих систем.

Пользователь - специалист предметной области, для которого предназначена система. Обычно его квалификация недостаточно высока, и поэтому он нуждается в помощи и поддержке своей деятельности со стороны ЭС.

Специалист по знаниям - специалист по искусственному интеллекту, выступающий в роли промежуточного буфера между экспертом и базой знаний. Синонимы: когнитолог, инженер по знаниям, инженер-интерпретатор, аналитик.

Интерфейс пользователя - комплекс программ, реализующих диалог пользователя с ЭС как на стадии ввода информации, так и получения результатов. Специалист использует интерфейс также для ввода команд, содержащих параметры, определяющие процесс обработки информации. Пользователь может использовать четыре метода ввода информации: меню, команды, естественный язык, собственный интерфейс.

Технология экспертных систем предусматривает возможность получать в качестве выходной информации не только решения, но и объяснения.

База знаний (БЗ) - ядро ЭС, совокупность знаний предметной области, записанная на машинный носитель в форме, понятной эксперту и пользователю (обычно на некотором языке, приближенном к естественному). Параллельно такому «человеческому» представлению существует БЗ во внутреннем «машинном» представлении. Для организации базы знаний используют различные модели представления знаний: продукционную, семантическое сети, фреймы, формальные логические модели.

Интерпретатор - часть ЭС, производящая в определенном порядке обработку знаний, находящихся в базе знаний. Как правило, в нем выделяют два блока: решатель и подсистема объяснений. Решатель - программа, моделирующая ход рассуждений эксперта на основании знаний, имеющихся в БЗ (синонимы: дедуктивная машина, блок логического вывода). Подсистема объяснений - программа, позволяющая пользователю получить ответы на вопросы: «Как была получена та или иная рекомендация?» и «Почему система приняла такое решение?» Ответ на вопрос «как» - это трассировка всего процесса получения решения с указанием использованных фрагментов БЗ, т.е. всех шагов цепи умозаключений. Ответ на вопрос «почему» - ссылка на умозаключение, непосредственно предшествовавшее полученному решению, т.е. отход на один шаг назад. Кроме этого, во многих экспертных системах вводят дополнительные блоки: базы данных, блок расчета, блок ввода и корректировки данных.

Модуль создания системы - служит для создания набора (иерархии) правил. Существует два подхода, которые могут быть положены в основу модуля создания системы: использование алгоритмических языков программирования и использование оболочек экспертных систем. Как правило, в модуль создания системы включается интеллектуальный редактор БЗ - программу, предоставляющую инженеру по знаниям возможность создавать БЗ в диалоговом режиме. Включает в себя систему вложенных меню, шаблонов языка представления знаний, подсказок («help» - режим) и других сервисных средств, облегчающих работу с базой.

Класс «экспертные системы» сегодня объединяет несколько тысяч различных программных комплексов, решающих разные типы задач:

Задачи интерпретации данных.

Задача диагностики.

Задача мониторинга.

Задача проектирования.

Задача прогнозирования.

Задача планирования.

Задачи обучения.

Информационные технологии ППР и информационные технологии ЭС широко используются для решения задач в слабоформализованных предметных областях, однако между ними существуют существенные различия:

1) решение проблемы в рамках систем ППР открывает уровень понимания возможностей системы пользователем и его возможности получить и осмыслить решение; технология экспертных систем предлагает пользователю принять решение, превосходящее его возможности;

2) экспертные системы способны пояснить свои рассуждения в процессе получения решения (очень часто эти пояснения более важны для пользователя, чем само решение);

3) новый компонент информационных технологий - знания, использующиеся только в экспертных системах;

4) главная ориентация СППР - принятие решений, а ИТЭС - на тиражирование знаний.

36. Централизованная и распределенная обработка данных

В эпоху централизованного использования ЭВМ с пакетной обработкой информации пользователи вычислительной техники предпочитали приобретать компьютеры, на которых можно было бы решать почти все классы задач. Однако, сложность решаемых задач обратно пропорциональна их количеству, и это приводило к неэффективному использованию вычислительной мощности ЭВМ при значительных материальных затратах. Кроме того, доступ к компьютерным ресурсам был затруднен из-за политики централизации вычислительных средств в одном месте.

Принцип централизованной обработки данных не отвечал высоким требованиям к надежности процесса обработки, затруднял развитие систем и не мог обеспечить необходимые временные параметры при диалоговой обработке данных в многопользовательском режиме.

Появление малых ЭВМ, микроЭВМ, и, наконец, ПК потребовало нового подхода к организации систем обработки данных, к созданию новых ИТ - произошел переход от использования отдельных ЭВМ в системах централизованной обработки данных к распределенной обработке данных.

37. Типы многомашинных ассоциаций для распределенной обработки данных

Многомашинные вычислительные комплексы (МВК) - группа установленных рядом вычислительных машин, объединенных с помощью специальных средств сопряжения и выполняющих совместно единый информационно-вычислительный процесс.

Многомашинные вычислительные комплексы могут быть:

локальными при условии установки компьютеров в одном помещении, не требующих для взаимосвязи специального оборудования и каналов связи;

дистанционными, если некоторые компьютеры комплекса установлены на значительном расстоянии от центральной ЭВМ и для передачи данных используются телефонные каналы связи.

38. Основные программные и аппаратные компоненты сети

Компьютерная (вычислительная) сеть - совокупность компьютеров и терминалов, соединенных с помощью каналов связи в единую систему, удовлетворяющую требованиям распределенной обработки данных.

Компьютерные сети - высшая форма многомашинных ассоциаций.

Основные отличия КС от МВК:

1. размерность (МВК -2 или 3, КС - десятки или сотни, и далеко отстоящих друг от друга);

2. разделение функций между ЭВМ (функций обработки данных, передачи данных и управления системой в МВК могут быть реализованы в одной ЭВМ, в вычислительных сетях эти функции распределены между различными ЭВМ);

3. необходимость решения в сети задачи маршрутизации сообщений (в зависимости от состояния каналов связи сообщение от одной ЭВМ к другой может быть передано по разным каналам).

Абоненты сети - объекты, генерирующие или потребляющие информацию в сети (это могут быть отдельные ЭВМ, комплексы, терминалы, роботы, станки с ЧПУ и т.д.) Любой абонент сети подключается к станции.

Станция - аппаратура, которая выполняет функции, связанные с приемом и передачей информации.

Совокупность абонента и станции принято называть абонентской системой. Для организации взаимодействия абонентов необходима физическая передающая среда.

Физическая передающая среда - линии связи или пространство, в котором распространяются электрические сигналы, и аппаратура передачи данных.

На базе физической передающей среды строится коммуникационная сеть, которая обеспечивает передачу информации между абонентскими системами. Таким образом, любую компьютерную сеть можно рассматривать как совокупность абонентских систем и коммуникационной сети.

39. Функциональные группы устройств в сети

Основное назначение любой компьютерной сети - предоставление информационных и вычислительных ресурсов подключенным к ней пользователям.

С этой точки зрения ЛВС можно рассматривать как совокупность серверов и рабочих станций.

Сервер - компьютер, подключенный к сети и обеспечивающий ее пользователей определенными услугами.

Серверы могут осуществлять хранение данных, управление базами данных, удаленную обработку заданий, печать заданий и ряд других функций. Сервер - источник ресурсов сети.

Рабочая станция - персональный компьютер, подключенный к сети, через который пользователь получает доступ к ее ресурсам.

Рабочая станция функционирует как в сетевом, так и в локальном режимах. Она может быть оснащена собственной операционной системой.

Файл-сервер хранит данные пользователей сети и обеспечивает им доступ к этим данным. Это компьютер с большой емкостью оперативной памяти, жесткими дисками большой емкости и дополнительными накопителями на магнитной ленте (стримерами). Файл-сервер выполняет следующие функции: хранение данных, архивирование данных, синхронизацию изменений данных различными пользователями, передачу данных. Он работает под управлением специальной операционной системы, которая обеспечивает одновременный доступ пользователей сети к расположенным на нем данным.

Компьютерные сети реализуют распределенную обработку данных, которая в данном случае распределяется между клиентом и сервером.

Клиент - задача, рабочая станция или пользователь компьютерной сети.

40. Основные характеристики коммуникационной сети

1. скорость передачи данных по каналу связи (измеряется количеством битов в единицу времени, для асинхронных модемов и телефонного канала - 300-9600 бит/сек, для синхронных - 1200-19200 бит/сек; волоконно-оптическая связь и технологии спектрального уплотнения каналов дали качественно-новый уровень - сейчас в одном канале передаются потоки 10 Гбит/с и более - до 100 Гбит, а поскольку в оптоволоконном световоде каналов можно «нарезать» более сотни, то можно говорить о переходе с терабитным системам цифровой связи)

2. пропускная способность канала связи (количество знаков в секунду, включая служебные символы), измеряется количеством знаков в секунду);

3. достоверность передачи информации (единица измерения - количество ошибок на знак, обычно в пределах 10-6 - 10-7 ошибок на знак)

4. надежность канала связи и модемов (определяется либо долей времени исправного состояния в общем времени работы, либо средним временем безотказной работы, отсюда единица измерения - среднее время безотказной работы - в часах; для ВС оно должно составлять, как минимум, несколько тысяч часов).

41. Классификация вычислительных сетей

В зависимости от территориального расположения абонентских систем ВС разделяют на три основных класса:

Локальная ВС (LAN - Local Area Network) объединяет абонентов, расположенных в пределах небольшой территории. Региональная ВС (MAN - Metropolitan Area Network) связывает абонентов, расположенных на значительном расстоянии друг от друга (внутри города, региона, страны). Расстояние между абонентами - десятки-сотни километров.

Глобальная ВС (WAN - Wide Area Network) объединяет абонентов, расположенных в различных странах, на различных континентах.

Объединение глобальных, региональных и локальных ВС позволяет создавать многосетевые иерархии. Они обеспечивают мощные, экономически целесообразные средства обработки огромных сетевых массивов и доступ к неограниченным информационным ресурсам.

Чтобы обеспечить передачу информации из ЭВМ в коммуникационную среду, необходимо согласовывать сигналы внутреннего интерфейса ЭВМ с параметрами сигналов, передаваемых по каналам связи. При этом должно быть как физическое согласование (форма, амплитуда и длительность сигнала), так и кодовое.

Технические устройства, выполняющие такое согласование, называют адаптерами или сетевыми адаптерами. Один адаптер обеспечивает сопряжение с ЭВМ одного канала связи.

Кроме одноканальных адаптеров используются и многоканальные устройства - мультиплексоры передачи данных или просто мультиплексоры.

Для подсоединения компьютеров к глобальной вычислительной сети с использованием каналов телефонной связи необходим так называемый модем (модулятор-демодулятор), который осуществляет преобразование сигналов из цифровой формы (компьютерной) в аналоговую (характерную при передачи по телефонному каналу) и обратно.

42. Локальные вычислительные сети

Локальная ВС (LAN - Local Area Network) объединяет абонентов, расположенных в пределах небольшой территории. Это сети отдельных предприятий, фирм, банков, офисов и т.п. (протяженности < 2-2,5 км). В локальных вычислительных сетях для объединения компьютеров используют различные виды кабеля (коаксиальные, оптоволоконные, типа «витая пара») с соответствующими платами расширения. С учетом стоимости кабеля имеются существенные ограничения по пространственному размещению такой вычислительной сети («локализована» в нескольких соседних помещениях, в одном или нескольких недалеко стоящих друг от друга зданиях), что и дало основание для ее названия.

43. Глобальная сеть INTERNET. Способы передачи информации в INTERNET

Internet представляет собой глобальную компьютерную сеть («между сетей»). Это сеть, соединяющая отдельные сети. Логическая структура Internet представляет собой некое виртуальное объединение, имеющее свое собственное информационное пространство. Internet обеспечивает обмен информацией между всеми компьютерами, которые входят в сети, подключенные к ней. Тип компьютера и используемая им операционная система значения не имеют. Соединение сетей обладает громадными возможностями.

Родина Internet - США. Internet - плод развития военных технологий. Прародительницей Internet выступила сеть ARPAnet (Advanced Research Project Agency net - сеть управления перспективных исследований), разработанная и развернутая еще в 1969 году по заказу Министерства обороны США. Будучи экспериментальной, ARPAnet создавалась для поддержки научных исследований в военно-промышленной сфере. В частности, изучались методы построения сетей, которые были бы устойчивы к частичным повреждениям, например, при бомбардировке авиацией, - и сохраняли бы способность нормально функционировать в столь экстремальных условиях.

Модель ARPAnet предусматривала постоянную связь между компьютером-источником и компьютером-приемником. По условиям предполагалось, что любая часть сети может исчезнуть в любой момент. Не только на сеть в целом, но и на отдельные компьютеры возлагалась задача налаживания и поддержки связи. Стандарт, согласно которому могла развиваться сеть Internet, установили в 1983 году. И с этого момента стало возможным подсоединять к ней новые сети, в то время как первоначальное звено оставалось неизменным. Большинство аналитиков полагают, что именно 1983 год - настоящая дата возникновения Internet, когда изначальная ARPAnet была разделена на сеть MILnet, предназначавшуюся для использования в военных целях, и собственно ARPAnet, ориентированную на продолжение исследований в сетевой области. Сама ARPAnet прекратила свое существование в июне 1990 года, а ее функции постепенно

Основные ячейки Internet - локальные вычислительные сети. Существуют также компьютеры, самостоятельно подключенные к интернет. Их называют хост-компьютерами. Каждый подключенный к сети компьютер имеет адрес, по которому его может найти абонент из любой точки света.

Способы организации передачи информации:

1. Электронная почта

2. World-wide-web (всемирная информационная сеть) - одна из самых популярных информационных служб Интернет. Две основные особенности: использование гипертекста и возможность клиентов взаимодействовать с другими приложениями Интернет.

3. Служба Gopher, выполняет функции, аналогичные интернет, информация - в виде иерархической системы меню.

4. Телеконференции Usenet. Эта система была разработана для перемещения новостей между компьютерами по всему миру, позднее полностью интегрировалась в Internet. Серверы Usenet имеют средства для разделения телеконференций по темам.

5. Передача файлов с помощью протокола FTP.

Взаимодействие с другим компьютером (Telnet)

44. Архитектура ПК

Основные блоки ПК и их назначение.

Выделяют пять базовых компонент любого компьютера (рис: 7)

1. процессор (или центральный процессор - ЦП, Central Processor Union - CPU);

2. основная память (memory);

3. схемы ввода-вывода (Input/Output - I/O);

4. дисковая память (disk storage);

5. программы (programs).

Обсуждая возможности компьютеров имеют в виду, как правило, техническое (hardware), программное (software) и интеллектуальное (brainware) обеспечение.

Основные блоки ПК и их назначение:

Центральный процессор, оперативное запоминающее устройство, накопители на жестких магнитных дисках, накопители на гибких магнитных дисках, блок питания, внутренний канал обмена данных, электронные схемы (контроллеры), монитор, клавиатура, мышь, принтер, сканер, джойстик, графопостроитель (плоттер), дигитайзер, сетевой адаптер, модемы, музыкальная приставка.

45. Информационные продукты и услуги. Информационный бизнес

В словаре терминов электронного бизнеса от компаний PriceWaterhouseCoopers и eTopS Consulting приведены следующие определения:

Электронный бизнес - повышение эффективности бизнеса, основанное на использовании информационных технологий, для того чтобы обеспечить взаимодействие деловых партнеров и создать интегрированную цепочку добавленной стоимости.

Электронная коммерция - маркетинг, подача предложений, продажа, сдача в аренду, предоставление лицензий, поставка товаров, услуг или информации с использованием компьютерных сетей или Интернета.

Интернет-Бизнес можно охарактеризовать как среду, которая позволяет компаниям

увеличить доходы, т.к. создаются новые каналы получения дохода и увеличение объемов продаж;

снизить издержки путем снижения затрат на проведение транзакций и накладных расходов.

улучшить качество услуг, совершенствуя сервис, предлагаемый клиентам, и более полно удовлетворить их потребности;

улучшить условия для инвестиций;

обеспечить корпоративной информацией о компании весь мир или только целевую группу клиентов;

автоматизировать и оптимизировать бизнес-процессы компании как внутри, так и в отношениях с поставщиками, дилерами и партнерами;

обеспечить бесперебойную работу бизнеса (7 дней в неделю, 24 часа в сутки).

B2B

«Business-to-business», «B2B» или «Бизнес-бизнес» - этими терминами обозначаются все взаимодействия между предприятиями, компаниями и фирмами. Организация поставок, обмен документацией, заказы, финансовые потоки, координация действий, совместные мероприятия - все это взаимодействие одного бизнеса с другим.

К основным инструментам В2В можно отнести:

1. корпоративный web-сайт (информационная страница с данными о компании, проекте, товарах и услугах, видах деятельности, предложениях по сотрудничеству),

2. интернет-инкубатор (компания, специализирующаяся на создании начинающих компаний с целью их дальнейшей продажи инвесторам;

3. интернет-маркетинг.

Интернет-маркетинг является важным эффективным инструментом Интернет-бизнеса. Интернет позволяет компаниям все больше автоматизировать маркетинг за счет использования баз данных.

B2C

«Business-to-Customer», «B2С» или «Бизнес-потребитель» - это взаимоотношения продавца и покупателя. К ним относятся приобретение клиентом любого товара или услуги, получение консультаций, оформление страховок и пр.

Все системы торговли через Интернет можно классифицировать как web-витрины, Интернет-магазины и Торговые Интернет Системы (ТИС).

1. Web-витрина - оформленный web-дизайновскими средствами прайс-лист торговой компании, не содержащий бизнес-логики торгового процесса.

2. Интернет-магазин содержит, кроме web-витрины, всю необходимую бизнес-логику для управления процессом Интернет-торговли (бэк-офис).

3. Торговая Интернет-система (ТИС) представляет собой Интернет-магазин, бэк-офис которого полностью (в режиме реального времени) интегрирован в торговый бизнес-процесс компании, а также в систему автоматизации внутреннего документооборота компании.

На сегодняшний день в России преобладают web-витрины, Интернет-магазины пребывают в меньшинстве, а ТИС отсутствуют.

Проблемы В2С

Безусловно, сегодня основное внимание приковано к так называемой модели В2С, в которой основными потребителями услуг электронной коммерции выступают покупатели - частные лица. Очень важный момент, который надо иметь в виду, говоря о росте рынка электронного бизнеса В2С - это общее развитие экономики, повышение благосостояния «среднего» покупателя. Если не будет активного развития всей экономики, будут находиться в застое и самые перспективные высокотехнологичные рынки. Человек готов тратить деньги в электронном магазине только тогда, когда они остались у него после удовлетворения основных потребностей в еде, одежде и т. д.

Следующий аспект проблемы - качество услуг. Интернет-торговля может развиваться только при условии высокого качества всех ее составляющих. Логистика - едва ли не определяющая составная часть электронной коммерции в модели В2С, а у нас она практически не развита. Транспортная инфраструктура, почтовая система - до высокого качества, культуры доставки им еще развиваться и развиваться. Кроме того, для создания работающей инфраструктуры доставки нужны большие деньги и немалое время

Ну, и коренная проблема, препятствующая бурному росту приложений В2С в нашей стране, - уровень жизни населения.

C2C

Модель «Customer-to-Customer», «С2С» отражает деловые отношения, возникающие между частными лицами на он-лайновых аукционах и биржах.

1. Интернет-биржа - торговая площадка, через которую предприятия ведут торговлю товарами и услугами. Ее владелец получает комиссионные или, если в каждой сделке он является продавцом или покупателем, сокращение издержек.

Биржа - это программная торгово-информационная система, предоставляющая трейдерам (участникам) равные права и возможности по совершению сделок, беспристрастно исполняющий установленные правила торгов. Торговая система открыта и надежна ввиду общедоступности информации в Интернет.

2. Интернет-аукцион - торговая витрина, где продавцы выставляют на продажу принадлежащие им товары, а покупатели подают заявки на покупку этих товаров.

B2G

«B2G» или «Business-to-government» - специальный вид торговли по заказам правительственных организаций.

Торговля информацией

Торговля информацией - одна из самых старейших форм коммерции в сети. Ее отличия от торговли товарами проявляются на всех уровнях - начиная с определения потребительской аудитории и заканчивая непосредственно оплатой за оказанную услугу.

Каталоги и справочные системы по ресурсам в Интернет.

Печатные издания. Компания-издатель организует Web-сервер, на котором размещает материалы печатного издания либо его электрон-ную версию. Основная цель - увеличение числа читателей издания.

Информационные агентства.

Многие газеты размещают электронные версии своих изданий в сети. Первым среди них стал общедоступный Интернет-сервер АКДИ «Экономика и жизнь» (www. akdi. ru), который зарегистрирован в Госкомитете РФ по печати и специализируется на предоставлении информации и консультаций в сети по экономическим, финансовым, право-вым вопросам.

Гипертекстовые книги и энциклопедии.

Еще один вариант информационной коммерции в сети - предоставление бизнес-информации.

По мнению американских экспертов существует восемь основных категорий бизнеса, действующих в интеренет.

1. Крупные розничные торговые предприятия, продающие товары непосредственно через интернет

2. Крупномасштабные универсальные интернет порталы (Yahoo, XXL), предоставляющие клиентам доступ к коммерческим услугам различных (компаний, работающих в разных сегментах рынка)

3. Тематические порталы, предоставляющие доступ к услугам компаний, работающих на одном сегменте рынка, например, книгах, музыкальных товарах и т.д.

4. Интернет-аукционы

5. Бизнесы, которые торгуют продуктами, существующими в цифровой форме, в том числе рекламой в интернет

6. Сайты, на которых создаются «сообщества», объединяющие потребителей, заинтересованных в продуктах одного класса

7. Интернет-коммерция, ориентированная на обслуживание корпоративных клиентов

Разнообразные услуги по выставлению

47. Представления о защите информации и информационной безопасности

Глобальная информатизация общества породила глобальную социотехнологическую проблему - проблему информационной безопасности человека и общества.

Существо этой проблемы состоит в следующем. Многие важнейшие интересы человека, общества, государства в настоящее время в значительной степени определяются состоянием информационной сферы. Поэтому целенаправленное и преднамеренное воздействие на информационную сферу со стороны внешних или внутренних источников могут наносить серьезный ущерб этим интересам и представляют собой угрозы для безопасности человека и общества.

Под информационной безопасностью понимают состояние защищенности информационной среды общества, обеспечивающее ее формирование и развитие в интересах граждан, организаций и государства. А под информационными угрозами - факторы или совокупности факторов, создающие опасность функционированию информационной среды общества.

Многие государства, в том числе и Россия, уже разработали свои национальные доктрины в области национальной безопасности, а также концепции государственной политики по ее обеспечению. В 1998 году начата подготовка проекта международной концепции информационной безопасности.

Так, например, на современном этапе развития общества интересы личости заключаются в реальном обеспечении своих конституционных прав и свобод, личной безопасности, повышения качества и уровня жизни, возможности физического, интеллектуального и духовного развития.

Интересы общества заключаются в достижении и сохранении общественного согласия, повышении созидательной активности населения, духовного развития общества.

Интересы государства состоят в защите конституционного строя, суверенитета и территориальной целостности страны, установлении и сохранении политической и социальной стабильности, обеспечении законности и правопорядка, развитии равноправного международного сотрудничества.

Совокупность перечисленных выше важнейших интересов личности, общества и государства и образует национальные интересы страны, проекция которых на информационную сферу общества и определяет ос-новные цели и задачи страны в области обеспечения информационной безопасности.

48. Элементы системы защиты информации

Система защиты должна быть: непрерывной, плановой, централизованной, целенаправленной, конкретной, активной, надежной, комплексной, легко совершенствуемой и быстро видоизменяемой. Она должна быть эффективной как в обычных условиях, так и в экстремальных ситуациях.

Комплексность системы защиты достигается наличием в ней ряда обязательных элементов - правовых, организационных, инженерно-технических и программно-математических. Соотношение элементов и их содержания обеспечивают индивидуальность системы защиты информации учреждения и гарантируют ее неповторимость и трудность преодоления.

Элемент правовой защиты информации предполагает юридическое закрепление взаимоотношений учреждения и государства по поводу правомерности защитных мероприятий, а также учреждения и персонала по поводу обязанности персонала соблюдать правила защиты ценной информации учреждения и ответственности за нарушение этого порядка.

Элемент организационной защиты информации содержит меры управленческого и ограничительного характера, устанавливающие технологию защиты и побуждающие персонал соблюдать правила защиты ценной информации учреждения. Элемент организационной защиты является стержнем, который связывает в единую систему все другие элементы.

По мнению большинства специалистов, меры организационной защиты информации составляют 50-60% в структуре большинства систем защиты информации.

Элемент инженерно-технической защиты информации предназначен для пассивного и активного противодействия средствам технической разведки и формирования рубежей охраны территорий, здания, помещений и оборудования с помощью комплексов технических средств. При защите информационных систем этот элемент имеет важное значение, хотя стоимость средств технической защиты и охраны велика.

Элемент программно-математической защиты информации предназначен для защиты ценной информации, обрабатываемой и хранящейся в компьютерах, локальных сетях и различных информационных системах. Однако фрагменты этой защиты могут применяться как сопутствующие средства в инженерно-технической и организационной защите.

49. ГИС. Классы задач, решаемые с помощью ГИС

Что такое ГИС

Для начала дадим определение: под геоинформационной системой подразумевают автоматизированную информационную систему, предназначенную для обработки пространственно-временных данных, основой интеграции которых служит географическая привязка.

Из определения следует, что такой класс систем, в первую очередь, предназначен для работы с картами и нанесенными на них картографическими объектами. К картографическим объектам можно привязывать информацию любого вида: текстовую (например, описание); числовую (например, статистические результаты); графическую (например, фотоснимки).

Не смотря на то, что геоинформационные системы, это относительно новый класс информационных систем, они широко применяются в различных областях, где решение задач происходит с использованием картографического материала.

Среди зарубежных ГИС наиболее распространенными системами являются ARC/INFO (коммерческий продукт ESRI); ArcCAD, позволяющая решать ГИС----задачи в среде САПР. Отдельно следует отметить систему ArcView, которая работает на всех платформах, позволяя выполнять наложение различных слоев карты, получать информацию об объекте, включая построение диаграмм. Система ERDAS предназначена для работы с растровыми материалами (аэро и космоснимками).

В нашей стране создание теоретических основ построения геоинформационных систем, принципов формирования банков картографической информации, проводятся уже давно. Ведущим отечественным продуктом в области решения прогнозных задач является ГИС ИНТЕГРО (ВНИИГеосистем). Система осуществляет ввод и предварительную обработку данных, позволяет строить иерархически связанные проекты, включающие данные разного масштаба. Среди геологических организаций в последнее время получила распространение система ГИС ПАРК. Система состоит из шести подсистем, обеспечивающих: ввод данных; анализ данных; прогноз геоситуации; прогноз полезных ископаемых; справки и вывод данных.

Практически все рассмотренные ГИС или являются чисто информационно-справочными (представление и выдача топографических, туристических и др. карт), либо узко проблемно-ориентированными (подсчет площадей, отрисовка конкретных участков территории, составление оптимального пути движения транспорта). Все они рассчитаны на массового потребителя.

Приведем некоторые классы задач, решаемые с использованием ГИС.

Классы решаемых задач

Область задач, решаемых с использованием геоинформационных систем достаточно обширна, сюда относятся:

Градостроительство. ГИС-приложения, созданные для этого класса задач, автоматизируют деятельность строительных компаний, архитектора и т.д., так как позволяют эффективно размещать здания на выбранной территории. Критерии эффективности могут быть выбраны разные, это состояние почв, подводка инженерных сетей, удаленность от магазинов, детских садов, других средств массового обслуживания.

Планирование размещения сети торговых точек, библиотечных средств обслуживания и т.п. ГИС, используя карту района и информацию о группах потребителей предлагаемого товара, позволяют разместить торговые точки или библиотеки наилучшим образом.

Расчетные задачи по тепло-, водо- и другим видам коммуникаций. При заданном масштабе и схемах инженерных сетей, ГИС способны рассчитывать длину трубопроводов, глубину залегания, эффективно планировать размещение инженерных сетей в застраиваемых районах. ГИС могут прогнозировать аварии, если в базе данных существует информация о времени проведения инженерных сетей, степени их аварийности и т.д.

Экомониторинг городской территории. ГИС проводят экологический анализ на выбранной местности. Если речь идет о городской территории, то может быть оценена степень загрязнения воды, воздуха, почв и т.д.

Территориальный анализ потребительского рынка и клиентуры. ГИС проводят экономический анализ территории, выявляя области с повышенным спросом на товар, с высокой и низкой платежеспособностью. Позволяют эффективно спланировать размещение филиалов компании.

Оценка стоимости земель и сооружений.

Анализ социально-экономических показателей.

Имитационное моделирование процессов на территории.

Анализ криминальной обстановки. На анализируемой территории ГИС выделяют районы с повышенным уровнем преступности.

Транспортная задача и т.п. ГИС позволяют находить оптимальные маршруты движения транспорта по заданным критериям (кратчайшее расстояние, численность пассажиров).

ГИС могут изучаться в качестве «инструментария» представителями различных профессий. Вы можете наглядно ознакомиться с возможностями ГИС-технологий, если выберете директорию DEMO, которая лежит на G:\GRINVIEW\APPLICATIONS\ и просмотрите графические файлы.

Страницы: 1, 2, 3, 4