Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
9
Базовые типы информационных систем
С точки зрения наиболее распространенных и перспективных типов АИС различают:
Перечисленные типы характеризуют следующие отличительные черты:
При этом хотелось бы отметить, что в традиционном понимании выражение «информационная система» (особенно «автоматизированная информационная система» или «автоматизированная информационно-поисковая система» - АИПС) обычно ассоциируется с документальными системами (базами данных); термин же «база данных», как правило, ассоциируется с фактографическими, управленческими системами, задачами типа АСУ. Хотя, конечно же, и те, и другие типы систем являются информационными и включают базы данных в свой состав.
В этой традиционной интерпретации находит свое отражение то обстоятельство, что в фактографических системах модель предметной области заключена в структуре БД, и поэтому основное внимание сосредотачивается на проблеме проектирования БД, в документальных же системах моделью является наполнение, содержание БД, в том числе словарей и т.д., поэтому основное внимание уделяется языковым, семантическим проблемам.
Фактографические АИС
Основные признаки – простая структура данных и сложная система взаимосвязей между агрегатами данных.
В исторической последовательности развития данных систем сначала появились АИС, базирующиеся на иерархических, затем на сетевых, и наконец, на реляционных и постреляционных представлениях о структуре предметной области. В настоящее время наиболее распространенным подходом является реляционный (табличные БД), что не исключает, конечно, включения элементов иерархических и сетевых представлений при проектировании АИС.
Поскольку в данном случае БД является информационной моделью определенной предметной области, существенной особенностью всякой БД является структура или, как принято говорить, модель данных (МД).
Рассмотрим некоторые наиболее известные модели данных:
Впервые реализована в СУБД – IMS – разработанной для поддержки банка данных по программе Apollo.
Основные понятия ИМД:
Конкретные данные, входящие в сегмент, называются экземплярами сегмента.
Преимущества ИМД:
Существенно то, что физическая организация БД в этом случае такова, что выбрать конкретные сведения об объектах можно, лишь пройдя всю цепочку групп сверху вниз (путь на иерархическом дереве). Данная схема наиболее просто, но не лишена очевидных недостатков.
В частности, в связи с полииерархичностью связей объектов в реальном мире в подобных БД необходимо создавать и поддерживать несколько иерархических отношений, что нарушает основную идею модели данных. Далее, рассматриваемая модель обладает рядом так называемых «парадоксов», наиболее очевидным из которых является «парадокс исключения». Удаление из БД некоторого вышестоящего сегмента приводит к автоматическому удалению и всех зависимых (порожденных сегментов)
В предложенной CODASYL модификации иерархической модели одна запись могла участвовать в нескольких отношениях предок/потомок. В сетевой модели такие отношения называются множествами. В 70-е годы независимые производители программного обеспечения реализовали сетевую модель в таких продуктах как IDMS компании Cullinet, Total компании Cincom, которые приобрели большую популярность.
Сетевые БД обладали рядом преимуществ:
Недостаток – жесткость БД, наборы отношений и структуру записей приходилось задавать заранее. Изменение структуры данных означало перестройку всей БД.
В рамках этой модели предметная область представлена совокупностью таблиц (отношений, файлов). Строки таблицы называются экземплярами отношений, столбцы – атрибутами. Каждый атрибут имеет область значений, называемую доменом.
Вид представления записей на экране может быть не только табличным (отчет, запись в строке), но и картотечным (форматированный экран, запись на экране).
Занесенную в БД информацию можно обрабатывать, осуществляя следующие операции:
В качестве примера систем программирования, работающих с реляционными БД можно привести FoxPro for Windows и более позднюю Visual FoxPro.
Документальные системы
Документальные системы, (предназначенные для обработки, поиска, представления полнотекстовых документов или справочно-реферативной информации) ведут свое происхождение от библиотечно-реферативных служб или информационных центров, выпускающих реферативную информацию (обзоры, экспресс-информацию, реферативные журналы).
Первоначально, когда системы научно-технической информации (СНТИ) начали выпускать Указатели, справочно-библиографические издания и др., все они предназначались собственно для удовлетворения потребностей информационных работников, облегчения оперирования большими объемами информации. По мере осознания полезности данных вторичных документов системы начали использовать научно-технические работники, что привело к необходимости развития индустриальных методов выпуска указателей, реферативных журналов, каталогов.
Подготовка данных для ввода в фотонаборные машины при выпуске изданий СНТИ с помощью ЭВМ привела к накоплению массивов вторичных документов на машиночитаемых носителях. Следующим естественным шагом развития явилось непосредственное использование этих массивов в АИПС.
В перечне традиционных форм информационного обеспечения выделяют реферативных журнал (РЖ) как один из важнейших, по крайней мере, самый массовый продукт СНТИ.
Годовой комплект РЖ Всероссийского института научной и технической информации РАН состоит из 12 выпусков собственно РЖ и двух указателей. Каждый выпуск имеет около 500 статей-записей, описывающих первоисточники либо их фрагменты (журнальные статьи и др.). Здесь указаны: автор, заглавие, библиографические данные (год, том, номер, классификационный индекс, место издания и др.), реферат.
Системой НТИ является совокупность организаций, осуществляющих обработку первичных и создание потоков вторичных документов. Всероссийские органы НТИ (более 20) осуществляют сбор и обработку информации по определенной широкой видовой или тематической группе первоисточников. Наиболее типичными являются:
Гипертекстовые АИС
Слово гипертекст буквально переводится как нелинейный текст.
Элемент гипертекста – узел, дискретный объект. Узлы между которыми возможен переход, считаются смежными, а сама возможность перехода называется связью. Для описания и анализа объектов систем, в которых основным отношением является смежность (непосредственная связь) элементов, используется теория графов.
В системе гипертекста ссылки вида «смотри также», подстрочные примечания, библиографические ссылки, внутритекстовые, моделируются как ассоциативные связи.
Следуя последним, можно читать материал в любом порядке. Если речь идет о достаточно обширном материале с большим количеством связей, то возникает сложное гипертекстовое пространство – сеть. Формирование, поддержание, исправление, наращивание и просмотр такой сети практически возможны только на компьютерной основе.
Гипертекстом часто называют как саму форму структурирования текстового материала (нелинейную, сетевую) так и технологию, без которой невозможна такая организация материала в широких масштабах.
Считается, что впервые идею гипертекста выдвинул В. Буш, советник президента Рузвельта по науке в статье «Как мы могли бы мыслить». В ней он представлял проект «memex» (MEMory EXtention) как автоматизированное бюро, в котором человек хранил бы свои книги, записи, любую получаемую им информацию таким образом, чтобы в любой момент можно было воспользоваться ею с максимальной быстротой и удобством. Фактически это должно быть сложное устройство, снабженное клавиатурой и прозрачными экранами, на которые бы проецировались тексты и изображения, хранящиеся на микрофильмах. В «memex» следовало установить логические и ассоциативные связи между любыми двумя блоками информации. В идеале речь шла о громадной библиотеке, универсальной базе данных, в которой можно было бы не только получать информацию из любой точки земного шара, но и иметь удобный способ связи информационных сегментов друг с другом, так чтобы наиболее важные данные быстро смогли быть найдены.
Отличительные черты гипертекста
В гипертекстовых системах база данных строится в соответствии с какой-либо заранее (до накопления информации) установленной схемой связей, а организуется в виде открытой, свободно наращиваемой и изменяемой самим пользователем сети, узлы которой соединяются с уже имеющимися в базе узлами.
Следовательно, гипертекст не требует предварительной формализации знания, но предполагает лишь дискретность и возможность явного указания имеющихся связей между смысловыми единицами.
К достоинству гипертекста относят широкие возможности автоматизированного обучения. Гипертекст позволяет не только посмотреть большую группу релевантных документов, но и изучить механизм образования ассоциативных связей.
Классические системы и средства информационного поиска ориентированы, в первую очередь, на пользователя, желающего восполнить некий пробел в своих знаниях, который он может точно сформулировать. Однако многие пользователи не в состоянии четко сформулировать свои информационные потребности или просто желают подробнее ознакомиться с малоизвестной предметной областью. В этом случае поиск по дескрипторам или ключевым словам малоэффективен, часто они просто не известны пользователю.
В принципе, пользователь может работать с гипертекстовой системой без знания специальных языков поиска и запроса. Вместо них используется «браузинг» - операция просмотра узлов гипертекстовой сети по связи, движение от известной информации к связной с ней неизвестной, являющейся предметом поиска. Браузинг дает пользователю относительно легкий способ отыскания релевантной информации без изучения запросного языка независимо от объемов БД.
Другой отличительной чертой гипертекста является способность интегрировать разнотипные виды информации (текст, таблицы, векторную и растровую графику, мультимедиа) в единую гиперсреду.
Основные компоненты гипертекстовой системы (ГТС)
Системы гипертекста можно определить как системы, обеспечивающие создание нелинейных документов и взаимодействие с ними, или как системы ассоциативной организации и поиска информации.
Структурно ГТС включает в себя:
Программные средства гипертекста подразумевают: многооконные интерфейсы, многоуровневые меню, возможность просмотра структуры текста, ведение версий, встроенные средства программирования, обработки транзакций, восстановления после сбоев и т.д.
Гипертекстовая система предназначена для интерактивного взаимодействия авторов, администраторов и читателей (пользователей).
Автор выбирает ключевые слова в тексте обрабатываемого документа и выделяет их для пользователя, задает переходы между текстами, систему этих переходов. Он обязан знать не только сам базовый материал, но и все возможные пути, которые предполагаемый пользователь возможно выберет для использования.
Системный администратор-программист определяет методы, с помощью которых эти перемещения выбираются.
Пользователю дана свобода выбора маршрута чтения. Ему предоставлено хотя и большое, но конечное число передвижений, определенных автором.
Для предотвращения таких негативных явлений, как дезориентация пользователя в большом количестве связей, интеллектуальная перегрузка, пользовательский интерфейс должен иметь средства руководства, которые могли бы обеспечить выбор надежных критериев и верных альтернатив в ходе принятия определенных решений в рамках избранных поисковых стратегий; запоминание «путей», обеспечение возможностей ориентации пользователя.
Функции гипертекстовых информационных систем:
Функциональные характеристики систем гиперзаписи информации:
Экспертные системы
Систему искусственного интеллекта, построенную на основе высококачественных специальных знаний о некоторой предметной области (полученных от экспертов – специалистов этой области), называют экспертной системой.
Экспертные системы – один из немногих видов систем искусственного интеллекта – получили широкое распространение и нашли практическое применение.
Существуют экспертные системы по военному делу, геологии, инженерному делу, информатике, космической технике, математике, медицине, метрологии, промышленности, сельскому хозяйству, управлению, физике, химии, электронике, юриспруденции и т.д.
И только то, что экспертные системы остаются весьма сложными, дорогими, а главное, узкоспециализированными программами, сдерживает их ещё более широкое распространение.
От других программ экспертные системы отличаются по следующим признакам:
Экспертные системы создаются для решения разного рода проблем, но основные виды их деятельности можно сгруппировать в категории, приведенные в таблице:
|
Категория |
Решаемая проблема |
|
Интерпретация |
Описание ситуации по информации поступающей с датчиков |
|
Прогноз |
Определение вероятных последствий заданных ситуации |
|
Диагностика |
Выявление причин неправильного функционирования системы по наблюдениям |
|
Проектирование |
Построение конфигурации объектов при данных ограничениях |
|
Планирование |
Определение последовательности действий |
|
Наблюдение |
Сравнение результатов действий с ожидаемыми результатами |
|
Отладка |
Составление рецептов исправления неправильного функционирования системы |
|
Ремонт |
Выполнение последовательности предписаний исправлений |
|
Обучение |
Диагностика и исправление поведения обучаемого |
|
Управление |
Управление поведением системы как целого |
Автоматизированное рабочее место (АРМ)
Современные масштабы и темпы внедрения средств автоматизации управления в народном хозяйстве с особой остротой ставит задачу проведения комплексных исследований, связанных со всесторонним изучением и обобщением возникающих при этом проблем как практического, так и теоретического характера.
В последние годы возникает концепция распределенных систем управления народным хозяйством, где предусматривается локальная обработка информации.
Для реализации идеи распределенного управления необходимо создание для каждого уровня управления и каждой предметной области автоматизированных рабочих мест (АРМ) на базе профессиональных персональных ЭВМ.
Анализируя сущность АРМ, специалисты определяют их чаще всего, как профессионально-ориентированные малые вычислительные системы, расположенные непосредственно на рабочих местах специалистов и предназначенные для автоматизации их работ.
Для каждого объекта управления нужно предусмотреть автоматизированные рабочие места, соответствующие их функциональному назначению. Однако принципы создания АРМ должны быть общими: системность, гибкость, устойчивость, эффективность.
Согласно принципу системности АРМ следует рассматривать как системы, структура которых определяется функциональным назначением.
Принцип гибкости означает приспособляемость системы к возможным перестройкам благодаря модульности построения всех подсистем и стандартизации их элементов.
Принцип устойчивости заключается в том, что система АРМ должна выполнять основные функции независимо от воздействия на нее внутренних и внешних возможных факторов. Это значит, что неполадки в отдельных ее частях должны быть легко устранимы, а работоспособность системы – быстро восстановима.
Эффективность АРМ следует рассматривать как интегральный показатель уровня реализации приведенных выше принципов, отнесенного к затратам по созданию и эксплуатации системы.
Функционирование АРМ может дать численный эффект только при условии правильного распределения функций и нагрузки между человеком и машинными средствами обработки информации, ядром которых является ЭВМ. Лишь тогда АРМ станет средством повышения не только производительности труда и эффективности управления, но и социальной комфортности специалистов.
Напомним, что наиболее эффективной организационной формой использования ПЭВМ является создание на их базе АРМ конкретных специалистов (экономистов, статистиков, бухгалтеров, руководителей), поскольку такая форма устраняет психологический барьер в отношениях между человеком и машиной.
Накопленный опыт подсказывает, что АРМ должен отвечать следующим требованиям:
- своевременное удовлетворение информационной и вычислительной потребности специалиста
- минимальное время ответа на запросы пользователя
- адаптации к уровню подготовки пользователя и его профессиональным запросам
- простота освоения приемов работы на АРИ и легкость общения, надежность и простота обслуживания
- терпимость по отношению к пользователю
- возможность быстрого обучения пользователя
- возможность работы в составе вычислительной сети.