Введение в информатику
система классификации, язык которой приближается к естественному
языку описания информационных объектов. Особенно широко она используется в библиотечной
системе поиска.
Суть дескрипторного
метода классификации заключается в следующем: отбирается совокупность ключевых слов
или словосочетаний, описывающих определенную предметную область или совокупность
однородных объектов. Причем среди ключевых слов могут находиться синонимы; выбранные
ключевые слова и словосочетания подвергаются нормализации, т.е. из совокупности
синонимов выбирается один или несколько наиболее употребимых; создается словарь
дескрипторов, т.е. словарь ключевых слов и словосочетаний, отобранных в результате
процедуры нормализации.
17. Система кодирования информации, классификация методов
Система кодирования
применяется для замены названия объекта на условное обозначение (код) в целях обеспечения
удобной и более эффективной обработки информации.
Система кодирования - совокупность
правил кодового обозначения объектов.
Код строится на базе алфавита,
состоящего из букв, цифр и других символов. Код характеризуется: длиной - числом
позиций в коде; структурой - порядком расположения в коде символов, используемых
для обозначения классификационного признака.
При кодировании могут ставится
разные цели и соответственно применяться разные методы. Наиболее распространенные
цели кодирования - это экономность, т.е. уменьшение избыточности сообщения; повышение
скорости передачи или обработки; надежность, т.е. защита от случайных искажений;
сохранность, т.е. защита от случайного доступа к информации; удобство физической
реализации (например, двоичное кодирование информации в ЭВМ); удобство восприятия.
Процедура присвоения объекту
кодового обозначения называется кодированием.
Можно выделить две группы
методов, используемых в системе кодирования, которые образуют: классификационную
систему кодирования, ориентированную на проведение предварительной классификации
объектов либо на основе иерархической системы, либо на основе фасетной системы;
регистрационную систему кодирования, не требующую предварительной классификации
объектов.
Классификационное кодирование
применяется после проведения классификации объектов. Различают последовательное
и параллельное кодирование.
Последовательное кодирование
используется для иерархической классификационной структуры. Суть метода заключается
в следующем: сначала записывается код старшей группировки 1-го уровня, затем код
группировки 2-го уровня, затем код группировки 3-го уровня и т.д. В результате получается
кодовая комбинация, каждый разряд которой содержит информацию о специфике выделенной
группы на каждом уровне иерархической структуры. Последовательная система кодирования
обладает теми же достоинствами и недостатками, что и иерархическая система классификации.
Параллельное кодирование
используется для фасетной системы классификации. Суть метода заключается в следующем:
все фасеты кодируются независимо друг от друга; для значений каждого фасета выделяется
определенное количество разрядов кода. Параллельная система кодирования обладает
теми же достоинствами и недостатками, что и фасетная система классификации.
Регистрационное кодирование
используется для однозначной идентификации объектов и не требует предварительной
классификации объектов. Различают порядковую и серийно-порядковую систему.
Порядковая система кодирования
предполагает последовательную нумерацию объектов числами натурального ряда. Этот
порядок может быть случайным или определяться после предварительного упорядочения
объектов, например по алфавиту. Этот метод применяется в том случае, когда количество
объектов невелико, например кодирование названий факультетов университета, кодирование
студентов в учебной группе.
Серийно-порядковая система
кодирования предусматривает предварительное выделение групп объектов, которые составляют
серию, а затем в каждой серии производится порядковая нумерация объектов. Каждая
серия также будет иметь порядковую нумерацию. По своей сути серийно-порядковая система
является смешанной: классифицирующей и идентифицирующей. Применяется тогда, когда
количество групп невелико.
Классификация информации по разным признакам
Любая классификация
всегда относительна. Один и тот же объект может быть классифицирован по разным признакам
или критериям. Часто встречаются ситуации, когда в зависимости от условий внешней
среды объект может быть отнесен к разным классификационным группировкам. Эти рассуждения
особенно актуальны при классификации видов информации без учета ее предметной ориентации,
так как она часто может быть использована в разных условиях, разными потребителями,
для разных целей.
В основу классификации
информации, циркулирующей в организации (фирме), может быть положено пять наиболее
общих признаков: место возникновения, стадия обработки, способ отображения, стабильность,
функция управления.
Место возникновения. По этому
признаку информацию можно разделить на входную выходную, внутреннюю, внешнюю.
Входная информация - это
информация, поступающая в фирму или ее подразделения.
Выходная информация - это
информация, поступающая из фирмы в другую фирму, организацию (подразделение).
Одна и та же информация может
являться входной для одной фирмы, а для другой, ее вырабатывающей, выходной. По
отношению к объекту управления (фирма или ее подразделение: цех, отдел, лаборатория)
информация может быть определена как внутренняя, так и внешняя.
Внутренняя информация возникает
внутри объекта, внешняя информация - за пределами объекта.
Стадия обработки. По стадии
обработки информация может быть первичной, вторичной, промежуточной, результатной.
Первичная информация - это
информация, которая возникает непосредственно в процессе деятельности объекта и
регистрируется на начальной стадии.
Вторичная информация - это
информация, которая получается в результате обработки первичной информации и может
быть промежуточной и результатной.
Промежуточная информация
используется в качестве исходных данных для последующих расчетов.
Результатная информация получается
в процессе обработки первичной и промежуточной информации и используется для выработки
управленческих решений.
Способ отображения. По способу
отображения информация подразделяется на текстовую и графическую.
Текстовая информация - это
совокупность алфавитных, цифровых и специальных символов, с помощью которых представляется
информация на физическом носителе (бумага, изображение на экране дисплея).
Графическая информация -
это различного рода графики, диаграммы, схемы, рисунки и т.д.
Стабильность. По стабильности
информация может быть переменной (текущей) и постоянной (условно-постоянной).
Переменная информация отражает
фактические количественные и качественные характеристики производственно-хозяйственной
деятельности фирмы. Она может меняться для каждого случая как по назначению, так
и по количеству. Например, количество произведенной продукции за смену, еженедельные
затраты на доставку сырья, количество исправных станков и т.п.
Постоянная (условно-постоянная)
информация - это неизменная и многократно используемая в течение длительного периода
времени информация. Постоянная информация может быть справочной, нормативной, плановой:
постоянная справочная информация включает описание постоянных свойств объекта в
виде устойчивых длительное время признаков; постоянная нормативная информация содержит
местные, отраслевые и общегосударственные нормативы; постоянная плановая информация
содержит многократно используемые в фирме плановые показатели.
Функция управления. По функциям
управления обычно классифицируют экономическую информацию. При этом выделяют следующие
группы: плановую, нормативно-справочную, учетную и оперативную (текущую).
Плановая информация - информация
о параметрах объекта управления на будущий период. На эту информацию идет ориентация
всей деятельности фирмы.
Нормативно-справочная информация
содержит различные нормативные и справочные данные. Ее обновление происходит достаточно
редко.
Учетная информация - это
информация, которая характеризует деятельность фирмы за определенный прошлый период
времени. На основании этой информации могут быть проведены следующие действия: скорректирована
плановая информация, сделан анализ хозяйственной деятельности фирмы, приняты решения
по более эффективному управлению работами и пр. На практике в качестве учетной информации
может выступать информация бухгалтерского учета, статистическая информация и информация
оперативного учета.
Оперативная
(текущая) информация - это информация, используемая в оперативном управлении и характеризующая
производственные процессы в текущий (данный) период времени. К оперативной информации
предъявляются серьезные требования по скорости поступления и обработки, а также
по степени ее достоверности. От того, насколько быстро и качественно проводится
ее обработка, во многом зависит успех фирмы на рынке.
18. Информационное общество. Информационные революции
В истории развития цивилизации
произошло несколько информационных революций (преобразование общественных отношений
из-за кардинальных изменений в сфере обработки информации).
Информационные революции:
1-я - изобретение письменности
(возможность передачи знаний) - пять-шесть тысяч лет назад в Месопотамии, затем
- независимо, но несколько тысяч лет спустя - в Китае, и еще на 1.500 лет позднее
- майя в Центральной Америке. Затем изобрели рукописную книгу - сначала в Китае,
вероятно, около 1300 г. до н.э., а затем, независимо и 800 лет спустя, в Греции,
когда афинский тиран Песистрат распорядился записать в книгу поэмы Гомера, до этого
передававшиеся изустно. Эффект рукописной книги в Греции и Риме был огромным, равно
как и в Китае. По сути, вся китайская цивилизация и система государственного устройства
основаны именно на рукописной книге.
2-я (середина XVI века) -
книгопечатание (изменение культуры организации деятельности) - произошла после изобретения
Гуттенбергом печатного пресса и наборного шрифта между 1450 и 1455 годами, а также
изобретения гравировки примерно в то же время.
За очень незначительное время
революция в книгопечатании изменила институты общества, включая и систему образования.
В последовавшие за ней десятилетия по всей Европе были созданы новые университеты,
однако, в отличие от ранее существовавших, они не были рассчитаны на священнослужителей
и изучение теологии. Они были построены для изучения светских дисциплин: права,
медицины, математики, натуральной философии (естественных наук).
3-я (конец XIX века) - электричество
(телеграф, телефон, радиопередача оперативная, накопление информации в любом объеме);
4-я (70 годы XX века) - микропроцессорная
технология ® персональный компьютер.
Реальные схемы составляют
компьютеры, компьютерные сети, информационные телекоммуникации (системы передачи
данных).
Три достижения данного
периода:
1. переход от механических и электрических
средств преобразования информации к электронным;
2. миниатюризация всех узлов,
устройств, приборов, машин;
3. создание программно-управляемых
устройств и процессов.
19. Информатизация общества
Образование больших объемов
информации определяется:
1. Чрезвычайно быстрым ростом
числа документов, докладов, отчетов, диссертаций и т.д., в которых излагаются результаты
отчетно-конструкторских работ.
2. Постоянно увеличивается
число периодических изданий по разным областям человеческой деятельности.
3. Появлением разнообразных
метеорологических, медицинских и других данных записываемых на магнитные носители.
В результате возникает
информационный кризис.
Его проявления:
1. Противоречия между ограниченными
возможностями человека по восприятию и переработки информации и огромными потоками
хранящейся информации (Пример: изменение суммы значений: к 1900 г. - удваивалось
каждые 50 лет, к 1950 г. - каждые 10 лет, к 1970 г. каждые 5 лет, с 1990 - каждый
год).
2. Существует большое количество
избыточной информации в обществе, которая препятствует быстрому извлечению полезной
информации;
3. Возникают социальные барьеры
(экономические, политические и др.), которые препятствуют распространению информации
(Пример: секретность информации).
Возникает парадокс: громадный
информационный потенциал, накопленный в мире, но люди не могут им воспользоваться.
Возникла необходимость выхода
общества из кризиса. Внедрение ЭВМ, других средств переработки и передачи информации
в различные сферы деятельности, послужили началом нового эволюционного процесса
в развитии человеческого общества, названного информатизацией.
Информатизация общества -
организованный социально-экономический и научно-технический процесс создания оптимальных
условий для удовлетворения информационных потребностей и реализации прав граждан,
органов государственной власти, органов местного самоуправления, организации общественных
объединений на основе формирования и использования информационных ресурсов.
Информационные ресурсы -
это формализованные идеи и знания, различные идеи и знания, различные данные, методы
и средства их накопления, хранения и обмена между источниками и потребителями информации.
Результат любой информационной
деятельности - создание информационного продукта - совокупности данных, сформированных
производителем.
20. Классификация языков программирования
Процедурное программирование
Процедурный подход к обработке
информации возник на заре программирования. Именно с этим стилем программирования
связано все развитие вычислительной техники. Несмотря на прогресс технологии, большинство
современных компьютеров построены по тем же принципам, что и машины 40-х годов.
В их основе лежит так называемая архитектура фон Неймана, названная в честь американского
ученого Дж. фон Неймана, впервые изложившего принципиальные положения архитектуры
ЭВМ во второй половине 40-х годов.
Основные принципы архитектуры
фон Неймана состоят в следующем:
1. ЭВМ состоит из процессора,
памяти и внешних устройств;
2. единственным источником
активности (не считая стартового и аварийного вмешательства человека) в ЭВМ является
процессор, который, в свою очередь, управляется программой, находящейся в памяти
машины;
3. память машины может быть
представлена как последовательность дискретных ячеек, каждая из которых имеет свой
адрес; каждая ячейка хранит команду программы или некоторую единицу обрабатываемой
информации, причем и то и другое выглядят одинаково (машинное слово);
4. в любой момент времени
процессор выполняет одну команду программы, адрес которой находится в специальном
регистре процессора - счетчике команд;
5. обработка информации происходит
только в регистрах процессора; информацию в процессор можно ввести из любой ячейки
памяти или внешнего устройства, или наоборот, направить в любую ячейку или на внешнее
устройство;
6. в каждой команде программы
зашифрованы следующие предписания: из каких ячеек памяти взять обрабатываемую информацию;
какие совершить операции с взятой информацией; в какие ячейки памяти направить полученную
информацию; как изменить содержимое счетчика команд, чтобы знать, откуда взять для
выполнения следующую команду;
7. машина выполняет программу
команда за командой в соответствии с изменением содержимого счетчика команд и расположением
команд в памяти, пока не получит команду остановиться.
Развитие процедурных языков
определялось особенностями вычислительной машины Дж. фон Неймана; способы представления
знаний и задач, а также методов их решения были ориентированы на экономию ресурсов.
При этом интеллектуальный комфорт пользователя был проигнорирован. Программа разрабатывается
в терминах тех действий, которые она должна выполнять. Основная единица программы
- процедура - последовательность операторов, выполняющая определенный вспомогательный
алгоритм. Процедуры могут вызывать другие процедуры, вместе они работают по определенному
алгоритму, ведущему к решению задачи. Кроме понятия оператор в основе процедурного
языка лежит понятие операнд - данные, которые обрабатываются при помощи операторов.
Типы операндов: простой, массив, структуры. Типы операторов: присваивания, условных
операций, итерации.
Программа, написанная на
процедурном языке, явно указывает способ получения результата, но не сам результат.
Существует большое число
процедурных языков программирования. Это - Algol, Fortran, Pascal, С, Basic и др.
Функциональное программирование
Применение ЭВМ для решения
задач искусственного интеллекта и обработки текстов привело к созданию функциональных
языков. Эти языки имеют хорошо проработанное математическое основание - l-исчисление. Функция в математике - отображение
объектов из множества величин (области определения функции или домена) в объекты
другого множества (область значений функции). Переменные в функциональной программе
рассматриваются как переменные в математике: если они существуют, то имеют какую-то
величину, и эта величина не может измениться. Функциональная программа описывает,
что должно быть вычислено, то есть является просто выражением, определенным в терминах
заранее заданных функций и функций, определенных пользователем. Величина этого выражения
является результатом программы. Таким образом, здесь отсутствует состояние программы
и предыстория вычислений. Первым языком функционального программирования является
созданный в начале 1960-х годов язык ЛИСП (LISP - LISt Processing). В отличие от процедурных языков, в
которых действия в основном выражаются в виде итерации - повтора какого-либо фрагмента
программы несколько раз, в ЛИСП вычисления производятся с помощью рекурсии - вызова
функцией самой себя, а основная структура данных - это список.
Логическое программирование
Математическая логика использует
отточенный формальный язык для представления знаний об объектах той или иной предметной
области, включая явные средства выражения гипотез и суждений. Подобные качества
роднят логику и искусство программирования. Идея непосредственного применения логики
в качестве средства программирования возникла практически одновременно с первыми
процедурными языками. Главная особенность такого подхода состоит в том, что программа
(логическая) состоит из набора утверждений (аксиом), а вычисление, выполняемое под
управлением такой программы, представляет собой логический вывод некоторого целевого
утверждения - искомого результата. Вывод производится из аксиом программы по правилам
математической логики, причем эти правила применяются автоматически, программист
не должен их специально указывать.
Привлекательность применения
логики в программировании состоит прежде всего в том, что в результате постепенного
уточнения формулировки задачи она приобретает все более ясную форму, понятную как
создателю программы, так и ее возможным читателям (потребителям). Особенно хорошо
язык логики подходит для формулирования задач искусственного интеллекта. Все это
объясняется тем, что язык логики опирается на общие законы человеческого мышления,
а не на технические особенности кодирования для вычислительной машины того или иного
типа.
Серьезные практические результаты
в области логического программирования появились только в 70-е годы после того,
как была подготовлена достаточная теоретическая база и достигнут значительный прогресс
в развитии вычислительной техники. К этому времени после целой череды экспериментальных
языков группой Алана Колмероэ