Реферат на тему:
Базові інформаційні процеси, їх характеристика і моделі
Інформаційні технології засновані на реалізації інформаційних процесів,
різноманітність яких вимагає виділення базових. До них можна віднести
одержання, транспортування, обробку,зберігання, представлення і
використання інформації. На логічному рівні повинні бути побудовані
математичні моделі, що забезпечують параметричну і критерійну сумісність
інформаційних процесів в системі інформаційних технологій.
Одержання інформації
Джерелами даних в будь-якій наочній області є об’єкти і їх властивості,
процеси і функції, що виконуються цими об’єктами або для них. Будь-яка
наочна область розглядається у вигляді трьох представлень (мал. 1.1).
По аналогії з видобутком корисних копалин процес одержання інформації
направлений на отримання її найбільшої концентрації. У зв’язку з цим
процес одержання можна представити,
як проходження інформації через тришаровий фільтр, в якому здійснюється
оцінка синтаксичної цінності (правильність представлення), семантичної
(смисловий) цінності, прагматичної (споживчою) цінності.
Мал. 1.1. Наочна область у вигляді трьох уявлень
При витяганні інформації важливе місце займають різні форми і методи
дослідження даних:
? пошук асоціацій, пов’язаних з прив’язкою до якої-небудь події;
? виявлення послідовностей подій в часі;
? виявлення прихованих закономірностей по наборах даних, шляхом
визначення причинно-наслідкових зв’язків між значеннями певних непрямих
параметрів досліджуваного об’єкту (ситуації, процесу);
? оцінка важливості (впливи) параметрів на розвиток ситуації;
? класифікація (розпізнавання), здійснювана шляхом пошуку критеріїв, по
яких можна було б відносити об’єкт (події, ситуації, процеси) до тієї
або іншої категорії;
? кластеризація, заснована на групуванні об’єктів по яких-небудь
ознаках;
? прогнозування подій і ситуацій.
Слід згадати неоднорідність інформаційних ресурсів, характерну для
багатьох наочних областей. Одним з шляхів вирішення даної проблеми є
об’єктно-орієнтований підхід, найбільш поширений в даний час. Коротко
розглянемо його основні положення.
Декомпозиція на основі об’єктно-орієнтованого підходу заснована на
виділенні наступних основних понять: об’єкт, клас, екземпляр.
Об’єкт – це абстракція безлічі предметів реального миру, що володіють
однаковими характеристиками і законами поведінки. Об’єкт характеризує
собою типовий невизначений елемент такої множини. Основною
характеристикою об’єкту є склад його атрибутів (властивостей).
Атрибути – це спеціальні об’єкти, за допомогою яких можна задати правила
опису властивостей інших об’єктів.
Екземпляр об’єкту – це конкретний елемент множини. Наприклад, об’єктом
може бути державний номер автомобіля, а екземпляром цього
об’єкту?конкретний номер К173ПА.
Клас – це безліч предметів реального миру, зв’язаних спільністю
структури і поведінкою.
Елемент класу – це конкретний елемент даної множини. Наприклад, клас
реєстраційних номерів автомобіля.
Узагальнюючи ці визначення, можна сказати, що об’єкт – це типовий
представник класу, а терміни «екземпляр об’єкту» і «елемент класу»
рівнозначні. На мал. 1.2 показані відносини між класами, об’єктами і
предметами реального світу.
Важлива особливість об’єктно-орієнтованого підходу пов’язана з поняттям
інкапсуляції, що означає приховання даних і методів (дій з об’єктом) в
якості власних ресурсів об’єкту.
Мал. 1.2. Відносини між класами, об’єктами і предметами реального миру
Поняття поліморфізму і наслідування визначають еволюцію
об’єктно-орієнтованої системи, що має на увазі визначення нових класів
об’єктів на основі базових.
Поліморфізм інтерпретується як здатність об’єкту належати більш ніж
одному типу.
Наслідування виражає можливість визначення нових класів на основі
існуючих з можливістю додавання або перевизначення даних і методів.
Для зменшення надмірності використовується процес збагачення інформації,
наприклад, при зберіганні в комп’ютері списку співробітників організації
іноді досить використовувати перші 3-4 букви їх прізвищ.
Серед методів збагачення інформації розрізняють структурне, статистичне,
семантичне і прагматичне збагачення.
Структурне збагачення припускає зміну параметрів повідомлення, яке
відображає інформацію залежно від частотного спектру досліджуваного
процесу, швидкості обслуговування джерел інформації і необхідної
точності.
При статистичному збагаченні здійснюють накопичення статистичних даних і
обробку вибірок з генеральних сукупностей накопичених даних.
Семантичне збагачення означає мінімізацію логічної форми, обчислень і
висловів, виділення і класифікацію понять, зміст інформації, перехід від
часткових понять до більш загальних. У результаті семантичного
збагачення вдається узагальнено представити оброблювану або передавану
інформацію і усунути логічну суперечність в ній.
Прагматичне збагачення є важливим ступенем при використанні інформації
для ухвалення рішення, при якому з отриманої інформації відбирається
найбільш цінна, така, що відповідає цілям і завданням користувача.
Транспортування інформації
Основним фізичним способом реалізації операції транспортування є
використання локальних мереж і мереж передачі даних. При розробці і
використанні мереж для забезпечення сумісності використовується ряд
стандартів, об’єднаних в семирівневу модель відкритих систем, прийняту у
всьому світі, яка визначає правила взаємодії компонентів мережі на
даному рівні (протокол рівня) і правила взаємодії компонентів різних
рівнів (міжрівневий інтерфейс). Mіжнародні стандарти в області
мережевого інформаційного обміну знайшли віддзеркалення в еталонній
семирівневій моделі, відомій як модель OSI (Open System Intercongtction
– зв’язок відкритих систем) (мал. 1.3).
Мал 4.3. Зв’язок відкритих систем.
Дана модель розроблена міжнародною організацією по стандартизації
(International Standards Organization – ISO). Більшість виробників
мережевих програмно-апаратних засобів прагнуть дотримуватися моделі OSI.
Але в цілому добитися повної сумісності поки не вдається.
Фізичний рівень реалізує фізичне управління і відноситься до фізичного
ланцюга, наприклад телефонного, по якому передається інформація. На
цьому рівні модель OSI визначає фізичні, електричні, функціональні і
процедурні характеристики ланцюгів зв’язку, а також вимоги до мережевих
адаптерів і модемів.
Канальний рівень. На цьому рівні здійснюється управління ланкою мережі
(каналом) і реалізується пересилка блоків (сукупності бітів) інформації
по фізичній ланці. Здійснює такі процедури управління, як визначення
початку і кінця блоку, виявлення похибок передачі, адресація повідомлень
і ін. Канальний рівень визначає правила сумісного використання мережевих
апаратних засобів комп’ютерами мережі.
Мережевий рівень відноситься до віртуального (уявного) ланцюга, який не
зобов’язаний існувати фізично. За допомогою інтерфейсу, що
забезпечується цим рівнем, вдається «заховати» складнощі управління
передачею на фізичному рівні. Програмні засоби даного рівня забезпечують
визначення маршруту передачі пакетів в мережі. Маршрутизатори, що
забезпечують пошук оптимального маршруту на основі аналізу адресної
інформації, функціонують на мережевому рівні моделі OSI. Як простий
маршрутизуючий пристрій між сегментами мережі або різними локальними
мережами може виступати і пристрій, що функціонує на нижчому канальному
рівні моделі OSI, який називається мостом.
Транспортний рівень. Перші три рівні утворюють загальну мережу, в якій
колективно можуть працювати багато користувачів. На транспортному рівні
контролюється черговість пакетів повідомлень і їх приналежність. Таким
чином, в процесі обміну між комп’ютерами підтримується віртуальний
зв’язок, аналогічний телефонній комутації.
Сеансовий рівень. В деяких випадках важко організувати процес взаємодії
між користувачами із-за великої кількості способів такої взаємодії. Для
усунення цих труднощів на даному рівні координуються і стандартизуються
процеси встановлення сеансу, управління передачею і прийомом пакетів
повідомлень, завершення сеансу. На сеансовому рівні між комп’ютерами
встановлюється і завершується віртуальний зв’язок за таким же принципом,
як при голосовому телефонному зв’язку.
Управління представленням. Програмні засоби цього рівня виконують
перетворення даних з внутрішнього формату передавального комп’ютера у
внутрішній формат комп’ютера одержувача, якщо ці формати відрізняються
один від одного (наприклад, IBM РС і DEC). Даний рівень включає функції,
що відносяться до використовуваного набору символів, кодування даних і
способів представлення даних на екранах дисплеїв або друку. Крім
конвертації форматів на даному рівні здійснюється стиснення передаваних
даних і їх розпаковування.
Прикладний рівень відноситься до функцій, які забезпечують підтримку
користувачеві на вищому прикладному і системному рівнях, наприклад:
? організація доступу до загальних мережевих ресурсів: інформації,
дискової пам’яті, програмних додатків, зовнішніх пристроїв (принтерів,
стримерів і ін.);
? загальне управління мережею (управління конфігурацією, розмежування
доступу до загальних ресурсів мережі, відновлення працездатності після
збоїв і відмов, управління продуктивністю);
? передача електронних повідомлень, включаючи електронну пошту;
? організація електронних конференцій;
? діалогові функції високого рівня.
Модель OSI?це стандартизований каркас і загальні рекомендації, вимоги ж
до конкретних компонентів мережевого програмного забезпечення задаються
протоколами.
Протокол є стандартом в області мережевого програмного забезпечення і
визначає сукупність функціональних і експлуатаційних вимог до
якого-небудь його компоненту, яких дотримуються виробники цього
компоненту. Вимоги протоколу можуть відрізнятися від вимог еталонної
моделі OSI.
Міжнародний інститут інженерів по електротехніці і радіоелектроніці
(ІЕЕЕ) розробив стандарти для протоколів передачі даних в локальних
мережах. Ці стандарти, які описують методи доступу до мережевих каналів
даних, отримали назву IEEE 802.
Протоколи мережевої взаємодії можна класифікувати по ступеню близькості
до фізичного середовища передачі даних. Це протоколи:
? нижнього рівня, поширювані на канальний і фізичний рівні моделі OSI;
? середнього рівня, поширювані на мережевий, транспортний і сеансовий
рівні OSI;
? верхнього рівня, поширювані на рівень представлення і прикладний
рівень моделі OSI.
При кожній реалізації протоколів вищестоящих рівнів використовуються
реалізації протоколів нижчестоячих рівнів.
Протоколи нижнього рівня OSI відповідають рівню мережевих апаратних
засобів і нижньому рівню мережевого програмного забезпечення. Серед
найбільш поширених стандартів даного рівня виділимо наступні:
стандарт NDIS (Network Driver Interface Specification – специфікація
інтерфейсу мережевих драйверів), розроблений спільно фірмами Microsoft і
3com;
стандарт ODI (Open Datalink Interface – відкритий інтерфейс зв’язку),
розроблений спільно фірмами Novell і Apple Computer.
Дані стандарти дозволяють реалізовувати протоколи середнього рівня
незалежно від мережевих апаратних засобів і забезпечують сумісне
функціонування різнотипних протоколів середнього рівня. Універсальний
інтерфейс канального рівня представлений на мал. 1.4. Виробники
мережевих апаратних засобів, як правило, розробляють драйвери, що
задовільняють обом стандартам.
LLC
Канальний рівень
МАС Фізичний рівень
Мал. 1.4. Універсальний інтерфейс канального рівня
Драйвер мережевого адаптера є останнім програмним компонентом перед
фізичним рівнем моделі OSI і називається підрівнем управління доступом
до середовища MAC (Media Access Control). Підрівень MAC орієнтований на
виконання таких функцій, як безпосереднє управління доступом до
передавального середовища, перевірки пакетів повідомлень на наявність
помилок.
Підрівень LLC (Logical Line Control) вважається незалежним від
особливостей фізичного передавального середовища і використовуваних
методів доступу до каналів передачі даних. Стандарти по розробці
інтерфейсів для зв’язку реалізацій протоколів середнього рівня моделі
OSI з драйверами мережевих апаратних засобів відносяться перш за все до
підрівня LLC.
Протоколи середнього рівня розповсюджуються на мережевий, транспортний і
сеансовий рівні еталонної моделі. За типом міжкомп’ютерного обміну ці
протоколи можна класифікувати таким чином:
? сеансові протоколи (протоколи віртуального з’єднання);
? дейтаграмні протоколи.
Сеансові протоколи визначають організацію передачі інформації між
комп’ютерами по так званому віртуальному каналу в три етапи:
? встановлення віртуального каналу (установка сеансу);
? реалізація безпосереднього обміну інформацією;
? знищення віртуального каналу (роз’єднання).
У сеансових протоколах порядок проходження пакетів при передачі
відповідає їх початковому порядку в повідомленні, а передача
здійснюється з підтвердженням доставки, а у разі втрати відправлених
пакетів вони передаються повторно.
При використанні дейтаграмних протоколів пакети повідомлень передаються
так званими дейтаграмами незалежно один від одного, тому порядок
доставки пакетів кожного повідомлення може не відповідати їх початковому
порядку в повідомленні. При цьому пакети повідомлень передаються без
підтвердження.
Таким чином, з погляду достовірності, сеансові протоколи мають більшу
перевагу, зате швидкість передачі при використанні дейтаграмних
протоколів набагато вища.
Будь-який протокол середнього рівня передбачає наступні етапи реалізації
міжкомп’ютерного обміну:
? ініціалізація зв’язку;
? безпосередній інформаційний обмін;
? завершення обміну.
Найбільш часто використовуваними наборами протоколів середнього рівня є
наступні:
набір протоколів SPX/IPX, використовуваний в локальних мережах, що
функціонують під управлінням мережевої операційної системи NetWare;
протоколи NetBIOS і NetBEUI, підтримувані більшістю мережевих
операційних систем і використовувані тільки в локальних мережах;
протоколи TCP/IP, які є стандартом для глобальної мережі Internet,
використовувані в локальних мережах і підтримувані більшістю мережевих
операційних систем.
Набір протоколів SPX/ІРХ використовується в мережевій операційній
системі NetWare фірми Novell.
Протокол IPX (Internetwork Packet Exchange – міжмережевий обмін
пакетами) є дейтаграмним протоколом і відповідає мережевому рівню
еталонної моделі. Застосовується для виконання функцій адресації при
обміні пакетами повідомлень.
Протокол SPX (Sequenced Packet Exchange – послідовний обмін пакетами) є
сеансовим протоколом і відповідає транспортному і сеансовому рівням
еталонної моделі. По ступеню близькості до найнижчого рівня еталонної
моделі протокол SPX знаходиться над протоколом IPX і використовує цей
протокол.
Драйвер, що реалізовує протокол SPX використовує в процесі своєї роботи
драйвер, що реалізовує протокол IPX. Протокол IPX є більш швидкодіючим,
ніж протокол SPX.
Важливим недоліком протоколів SPX і IPX є несумісність з протоколами
TCP/IP, які використовуються в глобальній мережі Інтернет. Для
підключення локальної мережі NetWare до Інтернету використовується один
з наступних способів:
? безпосередня інсталяція на кожному мережевому комп’ютері драйверів, що
реалізовують набір протоколів TCP/IP;
? підключення локальної мережі до Інтернету через шлюз IPX-IP.
Протоколи NеtBIOS і NetBEUI розроблені фірмою IBM і призначені тільки
для локальних комп’ютерних мереж.
Протокол NetBIOS (Network Basic Input/Output System – базова система
введення-виведення) відповідає мережевому, транспортному і сеансовому
рівням еталонної моделі. Реалізація даного протоколу забезпечує
прикладний інтерфейс, який використовується для створення мережевих
програмних застосувань.
Протокол NetBEUI (Extended User Interface NetBIOS – розширений
призначений для користувача інтерфейс NetBIOS) є модифікацією
попереднього протоколу і розповсюджується тільки на мережевий і
транспортний рівні.
Реалізації протоколів NetBIOS і NetBEUI забезпечують вирішення наступних
завдань: підтримка імен, підтримка сеансової і дейтаграмної взаємодії,
одержання інформації про стан мережі.
Переваги протоколів NetBIOS і NetBEUI: зручна адресація, висока
продуктивність, самонастройка і хороший захист від помилок, економне
використання оперативної пам’яті.
Недоліки NetBIOS і NetBEUI пов’язані з відношенням до глобальних мереж:
відсутність підтримки функцій маршрутизації і низька продуктивність.
Сімейство протоколів TCP/IP було розроблене для об’єднання різних
комп’ютерних мереж в одну глобальну мережу, що отримала назву Інтернет.
Сімейство протоколів TCP/IP включає протоколи, що відносяться як до
середніх, так і іншим рівнів моделі OSI:
? прикладний рівень і рівень представлення – протокол передачі файлів
(FTP), протоколи електронної пошти (SMTP, РОРЗ, Imap4), протоколи
віддаленого доступу (SLIP, PPP, Telnet), протокол мережевої файлової
системи (NPS), протокол управління мережами (SNMP), протокол передачі
гіпертексту (НТРР) і др.;
? сеансовий і транспортні рівні – протоколи TCP і UDP;
? мережевий рівень – протоколи IP, ICMP, IGMP;
? канальний рівень – протоколи ARP, RARP.
Дейтаграмний протокол IP (Internet Protocol) є основним для мережевого
рівня і забезпечує маршрутизацію передаваних пакетів повідомлень.
TH
a
h¶
a
?????????засобами мережевого рівня на іншому комп’ютері, маршрутизаторі
або шлюзі.
Протокол IGMP (Internet Management Protocol) використовується для
відправки IP-пакетів множини комп’ютерів в мережі.
Протокол TCP (Transmission Control Protocol) є протоколом мережевого
рівня і забезпечує надійну передачу даних між двома комп’ютерами шляхом
організації віртуального каналу обміну і використання його для передачі
великих масивів даних.
Протокол UDP (User Datagram Protocol) реалізує набагато більш простий
сервіс передачі, забезпечуючи надійну доставку даних без встановлення
логічного з’єднання.
Протоколи верхнього рівня відповідають рівню користувачів і прикладних
програм і розповсюджуються на рівень представлення і прикладний рівень
еталонної моделі мережевої взаємодії. Найбільш поширеними є наступні
високорівневі протоколи:
? перенаправлення запитів і обміну повідомленнями (SMB, NCP);
? управління мережами (SNMP);
? мережевої файлової системи (NFS);
? виклику віддалених процедур (RPC);
? підвищення ефективності використання протоколів TCP/IP середнього
рівня;
? віддаленого доступу до комп’ютерних ресурсів (SLIP, PPP, Telnet);
? передачі файлів (FTP);
? передачі гіпертексту (HTTP);
? електронної пошти (SMTP, PРО3, IМАР4);
? організації електронних конференцій і системи новин (NNTP).
Протокол SMB (Server Message Blocks – блоки серверних повідомлень),
розроблений спільно корпораціями Microsoft, Intel і IBM,
використовується в мережевих операційних системах Windows NT, Lan
Manager, LAN Server. Даний протокол визначає серії команд,
використовуваних для передачі інформації між мережевими комп’ютерами.
Протокол NCP (NetWare Core Protocol – протокол ядра NetWare) розроблений
фірмою Novell і використовується в мережевих ОС NetWare.
Протокол SNMP (Simple Network Management Protocol – простий протокол
управління мережею) здійснює гнучке і повне управління мережею, при
цьому передбачається виконання адміністратором наступних функцій:
управління конфігурацією, доступом до загальних мережевих ресурсів,
продуктивністю, підготовкою до відновлення, відновленням. При цьому
будь-яка з функцій управління повинна забезпечувати вирішення трьох
базових завдань:
? отримання інформації про стан керованого об’єкту;
? аналіз отриманої інформації і вироблення управляючих дій;
? передача управляючих дій, на виконання.
Протокол NFS (Network File System – мережева файлова система)
призначений для надання універсального інтерфейсу роботи з файлами для
різних операційних систем, мережевих архітектур середнього рівня.
Протокол RPC (Remote Procedure Call – сервіс виклику віддалених
процедур) призначений для організації міжпрограмних взаємодій для мережі
«клієнт-сервер» і забезпечує зв’язок між процесами-клієнтами і
процесами-серверами, реалізованими на різних комп’ютерах мережі.
Протокол DNS (Domain Name System – система доменних імен) призначений
для встановлення відповідності між смисловими символьними іменами і IP –
адресами комп’ютерів.
Протокол DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol – протокол динамічної
конфігурації комп’ютерів) дозволяє автоматично призначати IP-адреси
комп’ютерів, що підключаються до мережі, і змінювати їх при переміщенні
з однієї підмережі в іншу.
Протокол SLIP (Serial Line Internet Protocol – протокол Інтернету
послідовного з’єднання) забезпечує роботу протоколів TCP/IP при
комутованому телефонному з’єднанні.
Протокол РРР (Point-to-point Protocol – протокол «крапка-крапка»)
забезпечує встановлення з’єднання і реалізацію безпосереднього обміну
інформацією, а також в порівнянні з SLIP дозволяє вирішувати наступні
завдання:
конфігурація і перевірка якості зв’язку;
підтвердження достовірності (аутентифікація) віддаленого користувача;
динамічне привласнення адрес IP і управління цими адресами;
виявлення і корекція похибок і ін.
Протокол РРТР (Point-to-point Tunntling Protocol – тунельний протокол
«крапка-крапка») орієнтований на підтримку мульти-протокольних
віртуальних приватних мереж (Virtual Private Networks – VPN) і надає
можливість віддаленим користувачам мати безпечний доступ до
корпоративних мереж по Інтернету.
Протокол Telnet є загальновизнаним стандартом віддаленого дистанційного
керування в Інтернеті, що дозволяє в режимі командного рядка запускати і
виконувати програми на комп’ютері, з яким встановлено віддалене
з’єднання.
Обробка інформації
Обробка інформації полягає в отриманні одних «інформаційних об’єктів» з
інших «інформаційних об’єктів» шляхом виконання деяких алгоритмів і є
однією з основних операцій, здійснюваних над інформацією, і головним
засобом збільшення її об’єму і різноманітності.
На самому верхньому рівні можна виділити числову і нечислову обробку. У
вказані види обробки вкладається різне трактування змісту поняття
«дані». При числовій обробці використовуються такі об’єкти, як змінні,
вектори, матриці, багатовимірні масиви, константи і так далі При
нечисловій обробці об’єктами можуть бути файли, записи, поля, ієрархії,
мережі, відносини і так далі. Інша відмінність полягає в тому, що при
числовій обробці зміст даних не має великого значення, тоді як при
нечисловій обробці нас цікавлять безпосередні відомості про об’єкти, а
не їх сукупність в цілому.
З погляду реалізації на основі сучасних досягнень обчислювальної техніки
виділяють наступні види обробки інформації:
? послідовна обробка, яка застосовується в традиційній фоннейманівській
архітектурі ЕОМ, що має в своєму розпорядженні один процесор;
? паралельна обробка, застосовувана за наявності декількох процесорів в
ЕОМ;
? конвеєрна обробка, пов’язана з використанням в архітектурі ЕОМ одних і
тих же ресурсів для вирішення різних завдань, причому якщо ці завдання
тотожні, то це послідовний конвеєр, якщо завдання однакові – векторний
конвеєр.
Прийнято відносити існуючі архітектури ЕОМ з погляду обробки інформації
до одного з наступних класів .
Архітектура з одиничним потоком команд і даних (SISD). До цього класу
відносяться традиційні фоннейманівські однопроцесорні системи, де є
центральний процесор, що працює з парами «атрибут – значення».
Архітектура з одиничними потоками команд і даних (SIMD). Особливістю
даного класу є наявність одного (центрального) контролера, який керує
сукупністю однакових процесорів. Залежно від можливостей контролера і
процесорних елементів, числа процесорів, організації режиму пошуку і
характеристик маршрутних і вирівнюючих мереж виділяють:
? матричні процесори, використовувані для вирішення векторних і
матричних завдань;
? асоціативні процесори, що застосовуються для вирішення нечислових
завдань і використовують пам’ять, в якій можна звертатися безпосередньо
до інформації, що зберігається в ній;
? процесорні ансамблі, застосовуться для числової і нечислової обробки;
? конвеєрні і векторні процесори.
Архітектура з множинним потоком команд і одиничним потоком даних (MISD).
До цього класу можуть бути віднесені конвеєрні процесори.
Архітектура з множинним потоком команд і множинним потоком даних (MIMD).
До цього класу можуть бути віднесені наступні конфігурації:
мультипроцесорні системи, системи з мультиопрацюванням, обчислювальні
системи з багатьох машин, обчислювальні мережі.
Основні процедури обробки даних представлені на мал. 1.5.
Створення даних, як процес обробки, передбачає їх створення в результаті
виконання деякого алгоритму і подальше використання для перетворень на
більш високому рівні.
Модифікація даних пов’язана з відображенням змін в реальній наочній
області, здійснюваних шляхом включення нових даних і видалення
непотрібних.
Мал. 1.5 Основні процедури обробки даних
Контроль, безпека і цілісність направлені на адекватне відображення
реального стану наочної області в інформаційній моделі і забезпечують
захист інформації від несанкціонованого доступу (безпека) і від збоїв і
пошкоджень технічних і програмних засобів.
Пошук інформації, що зберігається в пам’яті комп’ютера, здійснюється як
самостійна дія при виконанні відповідей на різні запити і як допоміжна
операція при обробці інформації.
Підтримка ухвалення рішення є найбільш важливою дією, що виконується при
обробці інформації. Широка альтернатива ухвалюваних рішень приводить до
необхідності використання різноманітних математичних моделей.
Створення документів, зведень, звітів полягає в перетворенні інформації
у форми, придатні для читання як людиною, так і комп’ютером. З цією дією
зв’язані і такі операції, як обробка, зчитування, сканування і
сортування документів.
При перетворенні інформації здійснюється її переклад з однієї форми
представлення або існування в іншу, що визначається потребами, що
виникають в процесі реалізації інформаційних технологій.
Реалізація всіх дій, що виконуються в процесі обробки інформації,
здійснюється за допомогою різноманітних програмних засобів.
Найбільш поширеною областю застосування технологічної операції обробки
інформації є ухвалення рішень.
Залежно від ступеня інформованості про стан керованого процесу, повнота
і точність моделей об’єкту і системи управління, взаємодії з навколишнім
середовищем, процес ухвалення рішення протікає в різних умовах:
1.Прийняття рішень в умовах визначеності. У цьому завданні моделі
об’єкту і системи управління вважаються заданими, а вплив зовнішнього
середовища – неістотним. Тому між вибраною стратегією використання
ресурсів і кінцевим результатом існує однозначний зв’язок, звідки
витікає, що в умовах визначеності досить використовувати вирішальне
правило для оцінки корисності варіантів рішень, приймаючи як оптимальне
те, яке приводить до найбільшого ефекту. Якщо таких стратегій декілька,
то всі вони вважаються еквівалентними. Для пошуку рішень в умовах
визначеності використовують методи математичного програмування.
2.Прийняття рішень в умовах ризику. На відміну від попереднього випадку
для Прийняття рішень в умовах ризику необхідно враховувати вплив
зовнішнього середовища, який не піддається точному прогнозу, а відомий
тільки імовірнісний розподіл його станів. У цих умовах використання
однієї і тієї ж стратегії може привести до різних результатів,
вірогідності появи яких вважаються заданими або можуть бути визначені.
Оцінку і вибір стратегій проводять за допомогою вирішального правила, що
враховує вірогідність досягнення кінцевого результату.
3.Прийняття рішень в умовах невизначеності. Як і в попередньому завданні
між вибором стратегії і кінцевим результатом відсутній однозначний
зв’язок. Крім того, невідомі також значення вірогідності появи кінцевих
результатів, які або не можуть бути визначені, або не мають в контексті
змістовного сенсу. Кожній парі «стратегія – кінцевий результат»
відповідає деяка зовнішня оцінка у вигляді виграшу. Найбільш поширеним є
використання критерію отримання максимального гарантованого виграшу.
4.Прийняття рішень в умовах багатокритеріальності. В будь-якому з
перерахованих вище завдань багатокритеріальність виникає у разі
наявності декількох самостійних, таких, що не зводяться одна до іншої
цілей. Наявність великого числа рішень ускладнює оцінку і вибір
оптимальної стратегії. Одним з можливих шляхів рішення є використання
методів моделювання.
Вирішення завдань за допомогою штучного інтелекту полягає в скороченні
перебору варіантів при пошуку рішення, при цьому програми реалізують ті
ж принципи, якими користується в процесі мислення людина.
Експертна система користується знаннями, якими вона володіє в своїй
вузькій області, щоб обмежити пошук на шляху до рішення завдання шляхом
поступового звуження кола варіантів.
Для розв’язання завдань прийняття рішень в експертних системах
використовують:
? метод логічного виводу, заснований на техніці доведень, яка
називається резолюцією і яка використовує спростування заперечення
(доведення«від супротивного»);
? метод структурної індукції, заснований на побудові дерева Прийняття
рішень для визначення об’єктів з великого числа даних на вході;
? метод евристичних правил, заснованих на використанні досвіду
експертів, а не на абстрактних правилах формальної логіки;
? метод машинної аналогії, заснований на представленні інформації про
порівнювані об’єкти в зручному вигляді, наприклад, у вигляді структур
даних, які називаються фреймами.
Джерела «інтелекту», які проявляються при рішенні задачі, можуть
виявитися некорисними або корисними або економічними залежно від певних
властивостей області, в якій поставлено завдання. Виходячи з цього, може
бути здійснений вибір методу побудови експертної системи або
використання готового програмного продукту.
Процес одержання рішення на основі первинних даних, схема якого
представлена на мал. 1.6, можна розбити на два етапи: вироблення
допустимих варіантів рішень шляхом математичної формалізації з
використанням різноманітних моделей і вибір оптимального рішення на
основі суб’єктивних чинників.
Мал. 1.6. Процес прийняття рішення на основі первинних даних
Інформаційні потреби осіб, що ухвалюють рішення, в багатьох випадках
орієнтовані на інтегральні техніко-економічні показники, які можуть бути
отримані в результаті обробки первинних даних, що відображають поточну
діяльність підприємства. Аналізуючи функціональні взаємозв’язки між
підсумковими і первинними даними, можна побудувати так звану
інформаційну схему, яка відображає процеси агрегації інформації.
Первинні дані, як правило, надзвичайно різноманітні, інтенсивність їх
надходження висока, а загальний об’єм на інтервалі, що цікавить,
великий. З іншого боку склад інтегральних показників відносно малий, а
потрібний період їх актуалізації може бути значно коротшим за період
зміни первинних даних – аргументів.
Для підтримки прийняття рішень обов’язковою є наявність наступних
компонент:
? узагальнюючого аналізу;
? прогнозування;
? ситуаційного моделювання.
В даний час прийнято виділяти два типи інформаційних систем підтримки
прийняття рішень.
Системи підтримки прийняття рішень DSS (Decision Support System)
здійснюють відбір і аналіз даних по різних характеристиках і включають
засоби:
? доступу до баз даних;
? одержання даних з різнорідних джерел;
? моделювання правил і стратегії ділової діяльності;
? ділової графіки для представлення результатів аналізу;
? аналізу «якщо то»;
? штучного інтелекту на рівні експертних систем.
? Системи оперативної аналітичної обробки OLAP (OnlineAnalysis
Processing) для прийняття рішень використовують наступні засоби: могутню
багатопроцесорну обчислювальну техніку у вигляді спеціальних
OLAP-серверів;
? спеціальні методи багатовимірного аналізу;
? спеціальні сховища даних Data Warehouse.
Реалізація процесу прийняття рішень полягає в побудові інформаційних
додатків. Виділимо в інформаційному застосуванні типові функціональні
компоненти, достатні для формування будь-якого застосування на основі
БД. PS (Presentation Services) – засоби представлення.
Забезпечуються пристроями, що приймають введення від користувача і
відображають те, що повідомляє йому компонент логіки представлення PL,
плюс відповідна програмна підтримка. Може бути текстовим терміналом або
X-терминалом, а також персональним комп’ютером або робочою станцією в
режимі програмної емуляції терміналу або Х-терминала. PL
(Presentation Logic) – логіка представлення. Управляє взаємодією між
користувачем і ЕОМ. Обробляє дії користувача з вибору альтернативи меню,
по натисненню кнопки або вибору елементу із списку. BL
(Business or Application Logic) – прикладна логіка. Набір правил для
прийняття рішень, обчислень і операцій, які повинен виконати додаток.
DL (Data Logic) – логіка управління даними. Операції з базою даних
(SQL-оператори SELECT, UPDATE і INSERT), які потрібно виконати для
реалізації прикладної логіки управління даними. DS (Data Services) –
операції з базою даних. Дії СУБД, що викликаються для виконання логіки
управління даними, такі як маніпулювання даними, визначення даних,
фіксація або відкат транзакцій і тому подібне. СУБД зазвичай компілює
SQL-додатки. FS (File Services) – файлові операції. Дискові
операції читання і запису даних для СУБД і інших компонент. Зазвичай є
функціями ОС. Серед засобів розробки інформаційних додатків
можна виділити наступні основні групи: ? традиційні системи
програмування; ? інструменти для створення файл-серверних
застосувань; ? засоби розробки додатків «клієнт-сервер»; ?
засоби автоматизації діловодства і документообігу; ? засоби
розробки Інтернет/Інтранет-додатків; ? засоби автоматизації
проектування додатків.
Рівень користувачів і прикладних програм
Рівень мережевих апаратних засобів
Рівень мережевого програмного забезпечення
Реалізація протоколів високого і середнього
рівня
Універсальний
інтерфейс
Драйвер
Мережевий
адаптер
(модем)
Створення
даних
Модифікація
даних
Безпека.
Цілісність
Пошук
інформації
Створення документів
Створення
звітів
Прийняття
рішень
Дані
Програмні засоби обробки даних
Оптимальне рішення
Особа, яка приймає рішення
Допустимі варіанти рішення
Варіанти рішення
Аналіз інформації
Вплив навколишнього середовища
Емоційні фактори
Критерії стійкості
Критерії стійкості
Традиції
Юридичні фактори
Економічні фактори
Соціальні фактори
Обмеження на ресурси
Обмеження в степені
самостійності прийняття рішення
Управлінський вплив від вищестоящої системи
Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter
