Информационные технологии (работа 5)
Содержание
1.Интернет. Системы адресации. Протоколы передачи данных
2.Архитектура экспертных систем. Этапы разработки. Классификация
Назначение экспертных систем
3.Описание практического задания
Список литературы
1.Интернет. Системы адресации. Протоколы передачи данных
Интернет - открытая мировая коммуникационная структура, состоящая из взаимосвязанных компьютерных сетей, обеспечивающая доступ к удаленной информации и обмен ею между компьютерами.
Более формально это зафиксировано в определении Federal Networking Council USA от 24.10.1995: "Интернет - глобальная информационная система, части которой логически взаимосвязаны друг с другом посредством уникального адресного пространства, основанного на протоколе IP или его последующих расширениях, способная поддерживать связь с использованием комплекса протоколов TCP/IP, их последующих расширений или других IP-совместимых протоколов и которая обеспечивает, использует или делает доступным (публично или частным образом) коммуникационный сервис высокого уровня".
Интернет предоставляет доступ практически ко всем информационным ресурсам мира.
Помимо электронной почты в Интернете можно общаться напрямую. Есть два основных способа общения в режиме реального времени. Во-первых, это можно сделать с помощью программы Ай-си-кью (ICQ). Другой вариант - просто зайти на любой чат-сервер.
Интернет открыл новые возможности для ведения бизнеса. Например, мировой оборот электронного шопинга (покупок) в режиме реального времени в Интернете в 2000 г. составил сотни миллиардов долларов, причем купить можно практически все. Есть компании, основной бизнес которых размещен в Интернете, например информационные, рекламные, туристические сетевые агентства, виртуальные магазины, сетевые банки. Специфическим видом бизнеса является разработка Web-страниц.
Прообраз Интернета возник в 1960-х годах, когда министерство обороны США в целях содействия коллективной работе ученых и исследователей из территориально удаленных районов предоставило им возможность подключаться к одним и тем же компьютерам и иметь доступ к общим файлам. Для этого требовалось объединить все компьютеры в одну сеть, превратить их в единую систему.
В 1990 г. швейцарский физик Тим Бернерс Ли создал систему с единственным графическим интерфейсом, через который удаленный пользователь в диалоговом режиме мог обращаться к различным базам данных. Это почти сразу же стало использоваться для создания глобальной компьютерной сети.
Были придуманы способы поиска нужной информации по ключевым словам через систему ссылок, гиперсвязей. Обеспечен доступ к другим ресурсам Интернета, в частности к электронной почте и конференциям.
Для путешествия по Всемирной паутине требуется программа-обозреватель. Существуют два наиболее распространенных обозревателя: Microsoft Internet Explorer и Netscape Navigator.
Доступ в Интернет и сервис обеспечивается провайдерами.
При выборе провайдера желательно учитывать следующие факторы:
опыт на рынке провайдерских услуг;
загруженность входных телефонных линий в часы пик и качество этих линий;
наличие льготных и бесплатных часов в течение суток;
уровень сервиса.
Системы адресации - закодированное обозначение пункта отправления либо назначения данных; идентификация объекта (например, объекта сети).
Строится по так называемой доменной системе адресации. Это означает, что адрес пользователя сети состоит из двух частей: идентификатора пользователя и названия домена с разделительным символом @ ("собака"): (user)@(domain).
Как название домена, так и идентификатор пользователя могут делиться на сегменты, разделяемые точкой. В адресе допустимы латинские буквы, цифры и некоторые другие символы.
Адрес субъекта либо объекта определяется числом, кодом, фразой. В список объектов входят регистры, области памяти, внешние устройства, каналы, процессы, системы, сети. Объекты - получатели данных принято именовать адресатами. Часто адрес связывают с именем объекта.
В сети используются три вида адресов.
Глобальный адрес указывает, что блок данных, сообщение либо сигнал предназначены всем объектам. При использовании глобальных адресов в сети осуществляется широковещание.
Групповой адрес определяет множество объектов, которым предназначен блок данных.
Уникальный адрес выделяет только один объект сети. В зависимости от ситуации, складывающейся в сети, осуществляется модификация адресов. Ее суть состоит в изменении адресов объектов сети.
Адрес является одним из важнейших реквизитов.
Протоколы определяют способы передачи данных в сети, руководствуясь стандартизированными форматами, обнаруживают и исправляют ошибки.
TCP гарантирует, что каждый посланный байт дойдет до получателя без потерь. IP присваивает локальные IP-адреса физическим сетевым адресам, обеспечивая тем самым адресное пространство, с которым работают маршрутизаторы. В семейство TCP / IP входят и протокол Telnet, который позволяет удаленным терминалам подключаться к удаленным узлам (компьютерам), система доменной адресации DNS, дающая возможность пользователям адресоваться к узлам сети по символьному доменному имени вместо цифрового IP-адреса, протокол передачи файлов FTP, который определяет механизм хранения и передачи файлов, а также протокол передачи гипертекста HTTP
2.Архитектура экспертных систем. Этапы разработки. Классификация. Назначение экспертных систем
В начале восьмидесятых годов в исследованиях по искусственному интеллекту сформировалось самостоятельное направление, получившее название "экспертные системы" (ЭС). Цель исследований по ЭС состоит в разработке программ, которые при решении задач, трудных для эксперта-человека, получают результаты, не уступающие по качеству и эффективности решениям, получаемым экспертом. Исследователи в области ЭС для названия своей дисциплины часто используют также термин "инженерия знаний", введенный Е.Фейгенбаумом как "привнесение принципов и инструментария исследований из области искусственного интеллекта в решение трудных прикладных проблем, требующих знаний экспертов".
Программные средства (ПС), базирующиеся на технологии экспертных систем, или инженерии знаний (в дальнейшем будем использовать их как синонимы), получили значительное распространение в мире. Важность экспертных систем состоит в следующем:
технология экспертных систем существенно расширяет круг практически значимых задач, решаемых на компьютерах, решение которых приносит значительный экономический эффект;
технология ЭС является важнейшим средством в решении глобальных проблем традиционного программирования: длительность и, следовательно, высокая стоимость разработки сложных приложений;
высокая стоимость сопровождения сложных систем, которая часто в несколько раз превосходит стоимость их разработки; низкий уровень повторной используемости программ и т.п.;
объединение технологии ЭС с технологией традиционного программирования добавляет новые качества к программным продуктам за счет: обеспечения динамичной модификации приложений пользователем, а не программистом; большей "прозрачности" приложения (например, знания хранятся на ограниченном ЕЯ, что не требует комментариев к знаниям, упрощает обучение и сопровождение); лучшей графики; интерфейса и взаимодействия.
По мнению ведущих специалистов , в недалекой перспективе ЭС найдут следующее применение:
ЭС будут играть ведущую роль во всех фазах проектирования, разработки, производства, распределения, продажи, поддержки и оказания услуг;
технология ЭС, получившая коммерческое распространение, обеспечит революционный прорыв в интеграции приложений из готовых интеллектуально-взаимодействующих модулей.
ЭС предназначены для так называемых неформализованных задач, т.е. ЭС не отвергают и не заменяют традиционного подхода к разработке программ, ориентированного на решение формализованных задач.
Неформализованные задачи обычно обладают следующими особенностями:
ошибочностью, неоднозначностью, неполнотой и противоречивостью исходных данных;
ошибочностью, неоднозначностью, неполнотой и противоречивостью знаний о проблемной области и решаемой задаче;
большой размерностью пространства решения, т.е. перебор при поиске решения весьма велик;
динамически изменяющимися данными и знаниями.
Следует подчеркнуть, что неформализованные задачи представляют большой и очень важный класс задач. Многие специалисты считают, что эти задачи являются наиболее массовым классом задач, решаемых ЭВМ.
Экспертные системы и системы искусственного интеллекта отличаются от систем обработки данных тем, что в них в основном используются символьный (а не числовой) способ представления, символьный вывод и эвристический поиск решения (а не исполнение известного алгоритма).
Экспертные системы применяются для решения только трудных практических (не игрушечных) задач. По качеству и эффективности решения экспертные системы не уступают решениям эксперта-человека. Решения экспертных систем обладают "прозрачностью", т.е. могут быть объяснены пользователю на качественном уровне. Это качество экспертных систем обеспечивается их способностью рассуждать о своих знаниях и умозаключениях. Экспертные системы способны пополнять свои знания в ходе взаимодействия с экспертом. Необходимо отметить, что в настоящее время технология экспертных систем используется для решения различных типов задач (интерпретация, предсказание, диагностика, планирование, конструирование, контроль, отладка, инструктаж, управление ) в самых разнообразных проблемных областях, таких, как финансы, нефтяная и газовая промышленность, энергетика, транспорт, фармацевтическое производство, космос, металлургия, горное дело, химия, образование, целлюлозно-бумажная промышленность, телекоммуникации и связь и др.
Этапы разработки экспертных систем
Разработка ЭС имеет существенные отличия от разработки обычного программного продукта. Опыт создания ЭС показал, что использование при их разработке методологии, принятой в традиционном программировании, либо чрезмерно затягивает процесс создания ЭС, либо вообще приводит к отрицательному результату.
Использовать ЭС следует только тогда, когда разработка ЭС возможна, оправдана и методы инженерии знаний соответствуют решаемой задаче. Чтобы разработка ЭС была возможной для данного приложения, необходимо одновременное выполнение по крайней мере следующих требований:
существуют эксперты в данной области, которые решают задачу значительно лучше, чем начинающие специалисты;
эксперты сходятся в оценке предлагаемого решения, иначе нельзя будет оценить качество разработанной ЭС;
эксперты способны вербализовать (выразить на естественном языке) и объяснить используемые ими методы, в противном случае трудно рассчитывать на то, что знания экспертов будут "извлечены" и вложены в ЭС;
решение задачи требует только рассуждений, а не действий;
задача не должна быть слишком трудной (т.е. ее решение должно занимать у эксперта несколько часов или дней, а не недель);
задача хотя и не должна быть выражена в формальном виде, но все же должна относиться к достаточно "понятной" и структурированной области, т.е. должны быть выделены основные понятия, отношения и известные (хотя бы эксперту) способы получения решения задачи;
решение задачи не должно в значительной степени использовать "здравый смысл" (т.е. широкий спектр общих сведений о мире и о способе его функционирования, которые знает и умеет использовать любой нормальный человек), так как подобные знания пока не удается (в достаточном количестве) вложить в системы искусственного интеллекта.
Использование ЭС в данном приложении может быть возможно, но не оправдано. Применение ЭС может быть оправдано одним из следующих факторов:
решение задачи принесет значительный эффект, например экономический;
использование человека-эксперта невозможно либо из-за недостаточного количества экспертов, либо из-за необходимости выполнять экспертизу одновременно в различных местах;
использование ЭС целесообразно в тех случаях, когда при передаче информации эксперту происходит недопустимая потеря времени или информации;
использование ЭС целесообразно при необходимости решать задачу в окружении, враждебном для человека.
Приложение соответствует методам ЭС, если решаемая задача обладает совокупностью следующих характеристик:
задача может быть естественным образом решена посредством манипуляции с символами (т.е. с помощью символических рассуждений), а не манипуляций с числами, как принято в математических методах и в традиционном программировании;
задача должна иметь эвристическую, а не алгоритмическую природу, т.е. ее решение должно требовать применения эвристических правил. Задачи, которые могут быть гарантированно решены (с соблюдением заданных ограничений) с помощью некоторых формальных процедур, не подходят для применения ЭС;
задача должна быть достаточно сложна, чтобы оправдать затраты на разработку ЭС. Однако она не должна быть чрезмерно сложной (решение занимает у эксперта часы, а не недели), чтобы ЭС могла ее решать;
задача должна быть достаточно узкой, чтобы решаться методами ЭС, и практически значимой.
При разработке ЭС, как правило, используется концепция "быстрого прототипа". Суть этой концепции состоит в том, что разработчики не пытаются сразу построить конечный продукт. На начальном этапе они создают прототип (прототипы) ЭС. Прототипы должны удовлетворять двум противоречивым требованиям: с одной стороны, они должны решать типичные задачи конкретного приложения, а с другой - время и трудоемкость их разработки должны быть весьма незначительны, чтобы можно было максимально запараллелить процесс накопления и отладки знаний (осуществляемый экспертом) с процессом выбора (разработки) программных средств (осуществляемым инженером по знаниям и программистом). Для удовлетворения указанным требованиям, как правило, при создании прототипа используются разнообразные средства, ускоряющие процесс проектирования.
Прототип должен продемонстрировать пригодность методов инженерии знаний для данного приложения. В случае успеха эксперт с помощью инженера по знаниям расширяет знания прототипа о проблемной области. При неудаче может потребоваться разработка нового прототипа или разработчики могут прийти к выводу о непригодности методов ЭС для данного приложения. По мере увеличения знаний прототип может достигнуть такого состояния, когда он успешно решает все задачи данного приложения. Преобразование прототипа ЭС в конечный продукт обычно приводит к перепрограммированию ЭС на языках низкого уровня, обеспечивающих как увеличение быстродействия ЭС, так и уменьшение требуемой памяти. Трудоемкость и время создания ЭС в значительной степени зависят от типа используемого инструментария.
3.Описание практического задания
Задание 5 «База данных» Сотрудники
Схема данных
Объект базы данных
Таблица «Воинское звание»
Таблица «Сотрудники»
Таблица «Подразделение»
Таблица «Ученое звание»
Запросы
Конструктор «Командировка»
Список литературы
1.Словарь прикладной интернетики / Нехаев С.А., Кривошеин Н.В., Андреев И.Л., Яскевич Я.С. [Электронный ресурс]
2.Большой экономический словарь / Под ред. А.Н. Азрилияна.-5-е изд., доп. и перераб.-М., 2002
3.Управление организацией: Энцикл. слов.-М., 2001
4.Популярная экономическая энциклопедия / Гл. ред. А.Д. Некипелов.-М., 2001
5.Российский торгово-экономический словарь / Под ред. С.Н. Бабурина.-М., 2005
1