Передача, преобразование, хранение и использование информации в технике
ИНСТИТУТ МИРОВОЙ ЭКОНОМИКИ И ИНФОРМАТИЗАЦИИ
ИНФОРМАТИКА
г. Москва – 2014 года
Содержание
Введение
Информатизация – это производное от слова информация. Информатизация – это процесс получения, использования, хранения, передачи информации.
На протяжении ХХ века сменялось множество способов обмена информацией. Если в XIX веке носителем информации была бумага, а средством передачи была почтовая служба, то в ХХ веке информация стала передаваться гораздо быстрее с помощью телеграфа, в голосовой форме обмениваться информацией можно по телефону, радио и телевидение призваны только для получения человеком информации. В наши дни есть огромное количество способов передачи информации, причем в любой форме. Телефонные линии до сих пор остаются самым удобным средством передачи информации, но теперь ими обслуживаются не только телефоны, но и самое большое достижение процесса информатизации – Internet, содержащий большую часть информации со всей планеты.
Сейчас информатизация не мыслима без компьютера, так как он изначально создавался как средство обработки информации и только теперь он стал выполнять множество других функций: хранение, преобразование, создание и обмен информацией. Но прежде чем принять привычную сейчас форму компьютер претерпел три революции. Первая компьютерная революция свершилась в конце 50-х годов; ее суть можно описать двумя словами: компьютеры появились. Изобретены они были не менее чем за десять лет до этого, но именно в то время начали выпускаться серийные машины, эти машины перестали быть объектом исследований для ученых и диковинкой для всех остальных. Через полтора десятилетия после этого ни одна крупная организация не могла себе позволить обходиться без вычислительного центра. Если тогда заходила речь о компьютере, сразу же представлялись заполненные стойками машинные залы, в которых напряженно думают люди в белых халатах. И тут свершилась вторая революция. Практически одновременно несколько фирм обнаружили, что развитие техники достигло такого уровня, когда вокруг компьютера не обязательно воздвигать вычислительный центр, а сам он стал небольшим. Это были первые мини – ЭВМ. Но прошло еще десять с небольшим лет, и наступила третья революция – в конце 70-х возникли персональные компьютеры. За короткое время, пройдя путь от настольного калькулятора до полноценной небольшой машины, ПК заняли свои места на рабочих столах индивидуальных пользователей.
1. Передача информации
В процессе передачи информации обязательно участвуют источник и приемник информации: первый передает информацию, второй ее получает. Между ними действует канал передачи информации – канал связи.
Канал связи – совокупность технических устройств, обеспечивающих передачу сигнала от источника к получателю.
Кодирующее устройство – устройство, предназначенное для преобразования исходного сообщения источника к виду, удобному для передачи.
Декодирующее устройство – устройство для преобразования кодированного сообщения в исходное.
Деятельность людей всегда связана с передачей информации.
В процессе передачи информация может теряться и искажаться: искажение звука в телефоне, атмосферные помехи в радио, искажение или затемнение изображения в телевидении, ошибки при передачи в телеграфе. Эти помехи, или, как их называют специалисты, шумы, искажают информацию. К счастью, существует наука, разрабатывающая способы защиты информации – криптология.
Каналы передачи сообщений характеризуются пропускной способностью и помехозащищенностью.
Каналы передачи данных делятся на симплексные (с передачей информации только в одну сторону (телевидение)) и дуплексные (по которым возможно передавать информацию в оба направления (телефон, телеграф)). По каналу могут одновременно передаваться несколько сообщений. Каждое из этих сообщений выделяется (отделяется от других) с помощью специальных фильтров. Например, возможна фильтрация по частоте передаваемых сообщений, как это делается в радиоканалах.
Пропускная способность канала определяется максимальным количеством символов, передаваемых ему в отсутствии помех. Эта характеристика зависит от физических свойств канала.
Для повышения помехозащищенности канала используются специальные методы передачи сообщений, уменьшающие влияние шумов. Например, вводят лишние символы. Эти символы не несут действительного содержания, но используются для контроля правильности сообщения при получении.
Компьютер – это самое популярное средство для обработки, хранения и передачи информации и по сей день, но так как в наши дни информации становится все больше, то и компьютеры претерпевают значительные изменения.
Для удобства пользователей стали выпускаться, переносные и карманные компьютеры, подключенные к глобальной информационной сети Internet, чтобы пользователь мог получить необходимую информацию в любом месте, в удобное для него время.
Но так как потоки информации только увеличиваются, то для ее создания, обработки, хранения и передачи необходимо разрабатывать все новые и новые средства и приспособления. Существует множество компаний и корпораций, специализирующихся на разработках программного обеспечения, операционных систем, усовершенствовании и разработке новых более совершенных компьютеров, приспособлений для ввода и вывода информации, аксессуаров для удобства обращения с компьютером и ускорения обработки информации.
Что касается самой информации, то до сих пор одним из наиболее важных способов ее передачи между людьми служит документ. Информация, содержащаяся в документе, может быть предоставлена в различных формах, большая часть из которых отображается на различных носителях. Текст, графика, видео, аудио – все может быть передано, показано, распространено и обработано в виде цифрового файла документа.
Сейчас, когда процесс создания и преобразования документов автоматизирован, можно оценить все преимущества этого метода. Каждый, кто работает с компьютером и имеет принтер, зачастую производит гораздо больше документов, чем его неавтоматизированный коллега. Это объективная реальность – автоматизация повышает производительность труда. Но есть виды весьма важных бумажных документов, у которых может не быть электронного двойника.
Первая группа – это архивная информация. У каждого предприятия, фирмы имеется большое количество разработок в виде схем или чертежей и все они должны храниться в течение всего жизненного цикла изделия или могут использоваться как справочный материал, либо их хранения требует существующее законодательство. Архивная информация составляет львиную долю документов любого предприятия, и она всегда ценна, а иногда незаменима. Но, как правило, она не участвует в основном производственном процессе.
Вторая группа – чертежи выпускаемых изделий, разработанные без применения средств автоматизации. Обновление или редактирование этих чертежей – активная часть рабочего процесса. Увы, чертежи, выполненные на бумаге, приходится перечерчивать заново с использованием средств САПР.
Третья группа – документы ваших партнеров по бизнесу. Более того, зачастую бумажный документ является единственным носителем исходной информации для автоматизированных систем. Например, эскиз дизайнера, результат топографической съемки, рисунок художника, а так же архивные чертежи изделий, которые будут частично или полностью использоваться в новых проектах.
Не все виды бумажных документов одинаково ценны: одни требуются только для просмотра, вторые – для периодического внесения изменений, третьи служат основой для производственного процесса. Обработка, хранение и поддержание в рабочем состоянии чертежей, выполненных вручную на бумаге, трудны и отнимают много времени и средств. Такие чертежи подвержены износу и старению. Копии на бумаге со временем выцветают. Согласно оценкам при обработке вручную каждая компания теряет 10 – 15% имеющейся технической документации. Стоимость хранения чертежей весьма значительна, поэтому многие компании, внедрившие системы управления документооборотом, значительно сократили свои расходы на содержание архива. К тому же, минимизация объема архива бумажных документов и увеличение доли электронных документов в производственном процессе – это очевидный путь к росту прибыли.
Документ может превратить то, что всегда рассматривалось как деловой процесс, в деловой объект (элемент). В цифровой или бумажной форме, документы – это не просто записи, а механизмы, в которых информация создается, структурируется, взаимодействует и сохраняется. Без документов бизнес, как мы его понимаем сегодня, просто не возможен. Поскольку документ – постоянно обращающаяся сущность, которую люди используют вновь и вновь в виде различных форм и представлений, при автоматизации работы с ним необходимо охватить все этапы его жизненного цикла: ввод (получение и сканирование), управление (архивирование, представление, создание, воспроизведение, суммирование, аннотирование, авторизация, аутентификация, расчет затрат и т. д.) и вывод (цифровое распространение, печать и дублирование, просмотр и использование).
Перенос большей части производственного процесса, в котором появляются новые разработки, идеи, требующие разработки на специальных программах, которые в свою очередь тоже совершенствуются и занимают в компьютере все больше дискового пространства, ставит задачу – увеличение того самого дискового пространства, оперативной памяти, нового программного обеспечения. Это подталкивает компьютерные корпорации на все новые разработки, например, в области обмена большим количеством данных между компьютерами, не подключенными к сети.
Можно ли взять с собой целый гигабайт данных? Конечно, можно, причем на самых разнообразных носителях. Сегодня для этого возможностей больше, чем когда-либо. Обычная дискета 1,44 Мбайт, которая была основным средством для переноса информации в 80 – 90-е годы, не в состоянии уместить многомегабайтные таблицы или файлы с презентациями, даже если их упаковать. А чтобы с ее помощью передать своему коллеге большую многобайтную реляционную базу данных, и думать не стоит.
Также для переноса с компьютера на компьютер и архивирования больших объемов информации подходит технология компакт-дисков с записью (CD-ROM). Компакт-диски с однократной записью позволяют самостоятельно создавать собственные диски CD-ROM. Любой накопитель CD-ROM способен читать компакт-диски, содержащие до 650 Мбайт информации. Преимущество памяти на CD-ROM состоит в том, что она универсальна, так как в настоящее время почти в каждом ПК установлен накопитель CD-ROM.
Несмотря на удобство компакт-дисков CD-ROM, в связи с необходимостью использования максимально большого объема информации, уже начинается процесс их вытеснения. Начинается штурм рынка настольных ПК оптическим диском нового формата – DVD (Digital Video Disk – цифровой видеодиск). DVD-диски и проигрыватели DVD-DOM очень похожи на компакт-диски и накопители CD-ROM, но у них есть одно важное преимущество: информационная емкость компакт-диска не превышает 650 Мбайт, а на DVD-диске первого поколения можно хранить до 4,7 Гбайт данных, что достаточно для воспроизведения двухчасового фильма кинематографического качества, и при этом на диске еще останется свободное пространство. На DVD-дисках последующих поколений можно хранить до 17 Гбайт данных, более того устанавливаемые в ПК проигрыватели DVD-ROM пригодны для воспроизведения как выпускаемых в настоящее время дисков CD-ROM, так и кинофильмов для домашних кинотеатров, выпускаемых фирмами бытовой техники.
Однако для пользователей компьютеров технология DVD означает нечто большее, чем просто просмотр фильмов. Поставщики программ смогут размещать многочисленные программные продукты (базы данных телефонных номеров, картографические программы, энциклопедии) всего лишь на одном диске, что облегчает работу с этими материалами.
Во всех этих случаях идет одностороннее получение информации, то есть пользователь получает необходимую информацию, считывая ее с носителя.
А можно ли обмениваться электронной информацией (текстовыми документами, чертежами, рисунками, аудио- и видео документами) в двустороннем порядке?
Конечно, можно, если ваш компьютер подключен к глобальной сети Internet и имеет необходимое оборудование и программное обеспечение.
Телефоны Internet дают возможность разговаривать через сеть с любым владельцем персонального компьютера, оснащенного средствами для приема вызова. Для организаций, расположенных в США, они представляют собой привлекательную альтернативу обычным телефонам, а тем, кто часто ведет международные разговоры, они могут принести огромную экономию.
Видеоконференции Internet – очень экономичная альтернатива традиционным фирменным системам, но для их проведения нужны каналы связи с более высокой пропускной способностью, нежели для телефонных переговоров в Internet, поэтому они привлекают внимание, прежде всего, пользователей из делового мира.
В изделиях для совместной работы через Internet реализовано множество интерактивных технологий, которые позволяют организовать тесное взаимодействие и обмен информацией между членами импровизированных рабочих групп. Несколько пользователей могут совместно работать с одной прикладной программой, обсуждать возникающие идеи, дискутировать и обмениваться файлами.
И всем этим огромным потоком информации нужно управлять, его приходится круглосуточно обрабатывать. Чтобы оперативно решать задачи учета, отчетности, координации, статистики и информационного обеспечения управленческого аппарата МПС, в ГВЦ МПС построена постоянно совершенствующаяся мощная вычислительная сеть.
За последние годы тысячи компаний обзавелись узлами Web, а их служащие получили доступ к электронной почте и программам просмотра Internet. В результате у любого постороннего лица с элементарными познаниями в области сетевых технологий и недобрыми намерениями появился способ для проникновения во внутренние системы и сетевые устройства компании: через канал связи Internet. Попав внутрь, «взломщик» найдет способ получить интересующую его информацию; разрушить, изменить или похитить данные. Даже самая широко используемая служба Internet,электронная почта, изначально уязвимы: любой человек, имеющий анализатор протоколов, доступ к маршрутизаторам и другим сетевым устройствам, участвующим в обработке электронной почты на пути ее следования из одной сети в другую через Internet, может прочитать, изменить и стереть информацию вашего сообщения, если не приняты специальные меры обеспечения безопасности.
myunivercity.ru
Реферат — Создание, переработка и хранение информации в технике
Федеральное государственное автономное
образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«_________________________________________»
0000000000000000________________________________0
институт
0000000000000000________________________________0
кафедра
РЕФЕРАТ
__________________________________
код – наименование направления
СОЗДАНИЕ, ПЕРЕРАБОТКА И ХРАНЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ В ТЕХНИКЕ
тема
Руководитель _______ _________________________ _______
подпись, дата должность, ученая степень инициалы, фамилия
Студент группы ________ _______
инициалы, фамилия
Город, год
СОДЕРЖАНИЕ
TOC \o “1-3” \h \z \u ВВЕДЕНИЕ PAGEREF _Toc369161914 \h 31. Информация как характеристика соотношения сообщения и потребления PAGEREF _Toc369161915 \h 41.1 Понятие информации и ее свойства PAGEREF _Toc369161916 \h 41.2 Измерение информации в технике PAGEREF _Toc369161917 \h 52. Информационные процессы как последовательность действий, выполняемых с информацией PAGEREF _Toc369161918 \h 72.1 Создание, переработка и хранение информации как главные информационные процессы в технике PAGEREF _Toc369161919 \h 72.2 Характеристики устройств создания, переработки и хранения информации в технике PAGEREF _Toc369161920 \h 14ЗАКЛЮЧЕНИЕ PAGEREF _Toc369161921 \h 19СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ PAGEREF _Toc369161922 \h 20
ВВЕДЕНИЕАктуальность темы реферата. В жизни человека велика роль информационных процессов и с каждым годом становится все ощутимей. Поэтому современное человеческое общество называют информационным обществом. Люди, живущие в информационном обществе, должны уметь пользоваться главным его инструментом, и в первую очередь универсальной информационной машиной – компьютером. Ее назвали так потому, что компьютер умеет хранить, передавать и обрабатывать информацию любого типа.
Объем информации постоянно увеличивается, а принятие по-настоящему правильного решения зависит, прежде всего, от полноты, достоверности, оперативности предоставления необходимых информационных ресурсов и вместе с этим их доступности для максимально широкого круга заинтересованных лиц. Сегодня информацию рассматривают как один из основных ресурсов развития общества, а информационные системы и технологии как средство повышения производительности и эффективности работы современного специалиста.
Цель работы – рассмотреть процессы создания, переработки и хранения информации в технике. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
рассмотреть понятие информации и ее основные свойства;
выделить правила измерения информации в технике;
рассмотреть создание, переработку и хранение информации как главные информационные процессы в технике;
определить характеристики устройств создания, переработки и хранения информации в технике.
Объектом исследования в работе являются информационные процессы. Предметом исследования работы являются технологии создания, переработки и хранения информации.
1. Информация как характеристика соотношения сообщения и потребления1.1 Понятие информации и ее свойства
В жизни современного человека слово «информация» очень распространено и часто используется в разных контекстах. Информацией обычно называют любые сведения, которые кого-либо интересуют, которые мы получаем или передаем [2, с.9].
Термин информация происходит от латинского слова «informatio», что означает «сведения, разъяснения, изложение». Несмотря на привычность этого термина, строгого и общепринятого определения не существует [2, с.10].
В информатике наиболее часто используется следующее определение этого термина: «информация – это осознанные сведения об окружающем мире, которые являются объектом хр
filesclub.net
Создание, переработка и хранение информации в технике — реферат
Таким образом, первое направление рассматривает продукт интеллектуальной деятельности человека, изучает его структуру (выделяя различные проявления интеллектуальной деятельности — решение задач, доказательство теорем, игры) и стремится воспроизвести этот продукт средствами современной техники, т.е. ЭВМ. Если удается запрограммировать ЭВМ так, чтобы она успешно решала конкретную задачу, то считают, что соответствующий вид интеллектуальной деятельности автоматизирован. Успехи этого направления искусственного интеллекта тесно связаны с развитием ЭВМ и искусством программирования, т.е. с комплексом научно-технических исследований, называемым компьютерными науками. Это направление искусственного интеллекта также называют машинным интеллектом. Разработка данного направления привела к созданиюроботов.
Второе направление искусственного интеллекта рассматривает данные о нейрофизиологических и психологических механизмах интеллектуальной деятельности, а в более широком плане — разумном поведении человека. Разработчики стремятся воспроизвести эти механизмы с помощью технических устройств, чтобы поведение их хорошо совпадало с поведением человека в определенных, заранее задаваемых пределах. При положительном решении этой проблемы считают, что соответствующий вид человеческой деятельности автоматизирован. Развитие этого направления, называемого искусственным разумом, тесно связано с успехами наук о человеке. Характерным в данном случае является стремление к воспроизведению более широкого, чем в машинном интеллекте, спектра проявлений разумной деятельности человека.
В большей части исследований в области искусственного разума непосредственным объектом моделирования являются структуры и процессы в нервной системе человека и животных. При модельном подходе к изучению нервной системы в поле зрения исследователя в первую очередь оказываются отдельные нервные клетки — нейроны и структуры из взаимосвязанных клеток — нейронные сети.
Главная особенность нейронной сети – это способность к самообучению. Фактически нейронная сеть способна сама себя программировать на основе вводимой в нее информации и решать задачи, опираясь на неполную, искаженную вводную информацию.
В спорте нейронные сети используют для прогнозирования соревновательного результата по показателям специальной физической, технической, психологической, тактической подготовленности или моделирования подготовки на заданный результат, а также проведения оценки соответствия уровня развития определенных физических качеств этапу подготовки.
Оба основных направления искусственного
интеллекта связаны с моделированием. В первом случае с моделированием феноменологичес
Результаты исследований в области моделирования нейронных сетей существенно расширили класс задач. Теперь в этот класс включаются комбинаторные, оптимизационные и другие задачи. Успехи микроэлектроники подготовили технологическую базу для создания вычислительных устройств, способных осуществлять параллельную обработку информации. Два эти фактора обусловили появление нейрокомпьютеров — ЭВМ, архитектура которых наилучшим образом приспособлена для решения задач моделирования нейронных сетей. Нейрокомпьютеры могут создаваться в виде компактных приставок к персональным ЭВМ, существенно увеличивая их функциональные возможности.
1.4. Эвристическое программирование
Эвристическое программирование [heuristic programming] – вид программирования, основанный на методах моделирования мыслительной деятельности человека и используемый для решения проблем, не имеющих строгого формализованного алгоритма решения, либо в условиях неполного задания исходных данных.
Слово эвристика происходит от греческого heuresko – открытие, открываю. Наука эвристика изучает творческую деятельность наука.
В отличие от моделирования на уровне нейронных сетей, эвристическое программирование исследует другой уровень организации поведения, называемый операционным. На этом уровне поведение рассматривается как последовательность мыслительных, может быть не всегда осознаваемых человеком операций, дополнение которых приводит к успешному решению той или иной задачи.
Обычная процедура построения моделей методом эвристического программирования строится следующим образом. Испытуемым предлагается решать некоторую задачу, сопровождая свои размышления устными комментариями хода своих рассуждений. Все высказывания испытуемых протоколируются. Затем протоколы подвергают анализу с целью выявления хода решения, характера применяемых операций, догадок, приемов и т.п. Полученный в ходе анализа материал используется при составлении компьютерной программы — модели данного вида поведения. Таким образом, программа является моделью не испытуемого, а протокола. Такая модель должна выполнять то, что делает испытуемый, и так, как этo делает он.
Развитие эвристического программирования связано с построением разнообразных моделей, таких, как модели поведения при выборе, при определении стратегии размещения ценных бумаг и др. Однако наибольшие успехи теоретического и прикладного характера достигнуты при создании систем искусственного интеллекта, называемых решателями задач.
Разработка программ — решателей задач преследует две основные цели: во-первых, являясь моделью поведения человека в определенных условиях, решатель обладает некоторой объяснительной силой и может быть использован для предсказания действий человека в ходе решения; во-вторых, решатель может быть использован как составная часть в системах автоматизации управления сложными объектами, в частности — роботами.
1.5. Экспертные системы
Экспертная система (Expert system) – система искусственного интеллекта, включающая знания об определенной предметной области и способная предлагать и объяснять пользователю разумные решения. Термин “эксперт” имеет латинское происхождение, означает “опытный”.
В течение последнего десятилетия в рамках исследовании по искусственному интеллекту сформировалось самостоятельное направление -экспертные системы, или инженерия знаний.
Экспертные системы могут быть отнесены к системам искусственного интеллекта общего назначения – системам, которые не только исполняют заданные процедуры, но генерируют и используют процедуры решения новых конкретных задач.
Особенность экспертной системы состоит в том, что они предназначены для пользователей, сфера деятельности которых далека от искусственного интеллекта, программирования, математики, логики. Для таких пользователей экспертной системы выступает как некая система, помогающая им в повседневной работе, в проведении экспертизы, дающая рекомендации в выполнении определенных действий для достижения некоторого результата. Экспертная система хранит в себе знания профессионалов-экспертов в некоторой предметной области.
Одна из распространенных классификаций экспертных систем – это классификация по типам задач, которые такие системы решают. Перечислим некоторые из предметных областей, где применяются экспертные системы в настоящее время: военное дело, геология, инженерное дело, информатика, компьютерные системы, космическая техника, математика, медицина, метеорология, промышленность, сельское хозяйство, физическая культура и спорт. На сегодняшний день самое большее количество экспертных систем разработано в медицине, химии и физике. Многие экспертные системы используются в нескольких областях, например, суточный монитор ЭКГ Холтера (медицина и спорт).
Типичная экспертная система состоит из следующих основных компонентов: решатель (интерпретатора), рабочей памяти, называемой также базой данных, базы знаний, компонентов приобретения знаний, объяснительного (толкователь) и диалогового компонентов (рис. 1.4).
Рис. 1.4. Типовая структура экспертной системы
База знаний предназначена для долгосрочного хранения данных, описывающих предметную область. Содержит общие данные (факты) предметной области и правила, использования этих данных.
Рабочая память предназначена для временного хранения исходных и промежуточ
Решатель, используя исходные данные из Рабочей памяти и знания из Базы знаний, формирует такую последовательность правил, которые, будучи примененными к исходным данным, приводят к решению задачи.
Толкователь (объяснительный компонент) объясняет, как система получила решение задачи (или почему она не получила решения) и какие знания она при этом использовала, что облегчает эксперту тестирование системы и повышает доверие пользователя к полученному результату.
Диалоговый компонент представляет собой интерфейсную часть экспертной системы (компонент, посредством которого пользователь взаимодействует с системой. В компьютерных экспертных системах это могут быть окна, кнопки, переключатели, поля ввода / вывода и т.д.).
Экспертная система работает в двух режимах: приобретения знаний и консультации (режим решения задач).
В режиме приобретения знаний c экспертной системой работает специалист в определенной предметной области. Он описывает проблемную область в виде совокупности данных и правил. Данные определяют объекты и их характеристики предметной области. Правила определяют способы манипулирования этими данными. Специалист предметной области, используя компонент приобретения знаний, наполняет систему знаниями так, что экспертная система затем самостоятельно сможет решать задачи из проблемной области. Важную роль в режиме приобретения знаний играетобъяснительный компонент, который позволяет на этапе тестирования выявить и исправить ошибки. Также объяснительный компонент сообщает, почему использовались или не использовались те или иные данные или правила; какие и на основании чего были сделаны выводы и т.д..
В режиме консультации с экспертной системой работает конечный пользователь, которого интересует результат и (или) алгоритм получения решения. Пользователь может не быть специалистом в данной проблемной области, в этом случае он обращается к системе за проведением экспертизы, или быть специалистом, в этом случае он обращается к экспертной системе для того, чтобы либо ускорить процесс получения результата, либо выполнить рутинную работу.
В режиме консультации исходные и результирующие данные обрабатываются диалоговым компонентом.
1.6. Геоинформационные системы
Геоинформационные системы объединяют компьютерную картографию и базу данных (одну или несколько). Концепция технологии ГИС состоит в создании многослойной электронной карты (рисунок 1.5.), опорный слой которой описывает географию территории, а каждый из остальных слоев – один из аспектов состояния территории (например, электронная карта Москвы).
Рис. 1.5. Структура геоинформационной системы | В основе любой ГИС лежит информация о каком-либо участке земной поверхности: континенте, стране, городе, улице. База данных организуется в виде набора слоев информации. Основной слой содержит географически привязанную картуместности (топооснова). На него накладываются другие слои, несущие информацию об объектах, находящихся |
на данной территории: коммуникации, промышленные объекты, земельные участки, почвы, коммунальное хозяйство, землепользование и др. В процессе создания и наложения слоев друг на друга между ними устанавливаются необходимые связи, что позволяет выполнять пространственные операции с объектами посредством моделирования и интеллектуальной обработки данных.
Как правило, информация представляете графически в векторном виде, что позволяет уменьшить объем хранимой графической информации и упростить операции по визуализации. Векторный формат позволяет масштабировать графику без потери качества. С графической информацией связаны текстовая, табличная, расчетная информация, координатная привязка к карте местности, видеоизображения, аудиокомментарии, базы данных с описанием объектов и их характеристик. Многие геоинформационные системы включают в себя аналитические функции, которые позволяют моделировать процессы, основываясь на картографической информации. В качестве конечного результата работы геоинформационной системы может быть новая модель карты, статистические отчеты, графики, стандартные формы определенных документов (например, уведомлений для руководителей региональных спортивных комитетов). Технологии геоинформационных систем в настоящее время все больше используются в Интернете, например, сайт www.infosport.ru (на момент написания этого учебного пособия).
Список литературы.
- http://do888.narod.ru/1.htm
- http://yandex.ru
- Глик Д. Информация. История. Теория. Поток. — М. — 576 с.
- Урсул А. Д. Природа информации. — М.: Политиздат, 1968. — 288 с.
myunivercity.ru
Создание, переработка и хранение информации в технике — реферат
Таким образом, первое направление рассматривает продукт интеллектуальной деятельности человека, изучает его структуру (выделяя различные проявления интеллектуальной деятельности — решение задач, доказательство теорем, игры) и стремится воспроизвести этот продукт средствами современной техники, т.е. ЭВМ. Если удается запрограммировать ЭВМ так, чтобы она успешно решала конкретную задачу, то считают, что соответствующий вид интеллектуальной деятельности автоматизирован. Успехи этого направления искусственного интеллекта тесно связаны с развитием ЭВМ и искусством программирования, т.е. с комплексом научно-технических исследований, называемым компьютерными науками. Это направление искусственного интеллекта также называют машинным интеллектом. Разработка данного направления привела к созданиюроботов.
Второе направление искусственного интеллекта рассматривает данные о нейрофизиологических и психологических механизмах интеллектуальной деятельности, а в более широком плане — разумном поведении человека. Разработчики стремятся воспроизвести эти механизмы с помощью технических устройств, чтобы поведение их хорошо совпадало с поведением человека в определенных, заранее задаваемых пределах. При положительном решении этой проблемы считают, что соответствующий вид человеческой деятельности автоматизирован. Развитие этого направления, называемого искусственным разумом, тесно связано с успехами наук о человеке. Характерным в данном случае является стремление к воспроизведению более широкого, чем в машинном интеллекте, спектра проявлений разумной деятельности человека.
В большей части исследований в области искусственного разума непосредственным объектом моделирования являются структуры и процессы в нервной системе человека и животных. При модельном подходе к изучению нервной системы в поле зрения исследователя в первую очередь оказываются отдельные нервные клетки — нейроны и структуры из взаимосвязанных клеток — нейронные сети.
Главная особенность нейронной сети – это способность к самообучению. Фактически нейронная сеть способна сама себя программировать на основе вводимой в нее информации и решать задачи, опираясь на неполную, искаженную вводную информацию.
В спорте нейронные сети используют для прогнозирования соревновательного результата по показателям специальной физической, технической, психологической, тактической подготовленности или моделирования подготовки на заданный результат, а также проведения оценки соответствия уровня развития определенных физических качеств этапу подготовки.
Оба основных направления искусственного
интеллекта связаны с моделированием. В первом случае с моделированием феноменологичес
Результаты исследований в области моделирования нейронных сетей существенно расширили класс задач. Теперь в этот класс включаются комбинаторные, оптимизационные и другие задачи. Успехи микроэлектроники подготовили технологическую базу для создания вычислительных устройств, способных осуществлять параллельную обработку информации. Два эти фактора обусловили появление нейрокомпьютеров — ЭВМ, архитектура которых наилучшим образом приспособлена для решения задач моделирования нейронных сетей. Нейрокомпьютеры могут создаваться в виде компактных приставок к персональным ЭВМ, существенно увеличивая их функциональные возможности.
1.4. Эвристическое программирование
Эвристическое программирование [heuristic programming] – вид программирования, основанный на методах моделирования мыслительной деятельности человека и используемый для решения проблем, не имеющих строгого формализованного алгоритма решения, либо в условиях неполного задания исходных данных.
Слово эвристика происходит от греческого heuresko – открытие, открываю. Наука эвристика изучает творческую деятельность наука.
В отличие от моделирования на уровне нейронных сетей, эвристическое программирование исследует другой уровень организации поведения, называемый операционным. На этом уровне поведение рассматривается как последовательность мыслительных, может быть не всегда осознаваемых человеком операций, дополнение которых приводит к успешному решению той или иной задачи.
Обычная процедура построения моделей методом эвристического программирования строится следующим образом. Испытуемым предлагается решать некоторую задачу, сопровождая свои размышления устными комментариями хода своих рассуждений. Все высказывания испытуемых протоколируются. Затем протоколы подвергают анализу с целью выявления хода решения, характера применяемых операций, догадок, приемов и т.п. Полученный в ходе анализа материал используется при составлении компьютерной программы — модели данного вида поведения. Таким образом, программа является моделью не испытуемого, а протокола. Такая модель должна выполнять то, что делает испытуемый, и так, как этo делает он.
Развитие эвристического программирования связано с построением разнообразных моделей, таких, как модели поведения при выборе, при определении стратегии размещения ценных бумаг и др. Однако наибольшие успехи теоретического и прикладного характера достигнуты при создании систем искусственного интеллекта, называемых решателями задач.
Разработка программ — решателей задач преследует две основные цели: во-первых, являясь моделью поведения человека в определенных условиях, решатель обладает некоторой объяснительной силой и может быть использован для предсказания действий человека в ходе решения; во-вторых, решатель может быть использован как составная часть в системах автоматизации управления сложными объектами, в частности — роботами.
1.5. Экспертные системы
Экспертная система (Expert system) – система искусственного интеллекта, включающая знания об определенной предметной области и способная предлагать и объяснять пользователю разумные решения. Термин “эксперт” имеет латинское происхождение, означает “опытный”.
В течение последнего десятилетия в рамках исследовании по искусственному интеллекту сформировалось самостоятельное направление -экспертные системы, или инженерия знаний.
Экспертные системы могут быть отнесены к системам искусственного интеллекта общего назначения – системам, которые не только исполняют заданные процедуры, но генерируют и используют процедуры решения новых конкретных задач.
Особенность экспертной системы состоит в том, что они предназначены для пользователей, сфера деятельности которых далека от искусственного интеллекта, программирования, математики, логики. Для таких пользователей экспертной системы выступает как некая система, помогающая им в повседневной работе, в проведении экспертизы, дающая рекомендации в выполнении определенных действий для достижения некоторого результата. Экспертная система хранит в себе знания профессионалов-экспертов в некоторой предметной области.
Одна из распространенных классификаций экспертных систем – это классификация по типам задач, которые такие системы решают. Перечислим некоторые из предметных областей, где применяются экспертные системы в настоящее время: военное дело, геология, инженерное дело, информатика, компьютерные системы, космическая техника, математика, медицина, метеорология, промышленность, сельское хозяйство, физическая культура и спорт. На сегодняшний день самое большее количество экспертных систем разработано в медицине, химии и физике. Многие экспертные системы используются в нескольких областях, например, суточный монитор ЭКГ Холтера (медицина и спорт).
Типичная экспертная система состоит из следующих основных компонентов: решатель (интерпретатора), рабочей памяти, называемой также базой данных, базы знаний, компонентов приобретения знаний, объяснительного (толкователь) и диалогового компонентов (рис. 1.4).
Рис. 1.4. Типовая структура экспертной системы
База знаний предназначена для долгосрочного хранения данных, описывающих предметную область. Содержит общие данные (факты) предметной области и правила, использования этих данных.
Рабочая память предназначена для временного хранения исходных и промежуточ
Решатель, используя исходные данные из Рабочей памяти и знания из Базы знаний, формирует такую последовательность правил, которые, будучи примененными к исходным данным, приводят к решению задачи.
Толкователь (объяснительный компонент) объясняет, как система получила решение задачи (или почему она не получила решения) и какие знания она при этом использовала, что облегчает эксперту тестирование системы и повышает доверие пользователя к полученному результату.
Диалоговый компонент представляет собой интерфейсную часть экспертной системы (компонент, посредством которого пользователь взаимодействует с системой. В компьютерных экспертных системах это могут быть окна, кнопки, переключатели, поля ввода / вывода и т.д.).
Экспертная система работает в двух режимах: приобретения знаний и консультации (режим решения задач).
В режиме приобретения знаний c экспертной системой работает специалист в определенной предметной области. Он описывает проблемную область в виде совокупности данных и правил. Данные определяют объекты и их характеристики предметной области. Правила определяют способы манипулирования этими данными. Специалист предметной области, используя компонент приобретения знаний, наполняет систему знаниями так, что экспертная система затем самостоятельно сможет решать задачи из проблемной области. Важную роль в режиме приобретения знаний играетобъяснительный компонент, который позволяет на этапе тестирования выявить и исправить ошибки. Также объяснительный компонент сообщает, почему использовались или не использовались те или иные данные или правила; какие и на основании чего были сделаны выводы и т.д..
В режиме консультации с экспертной системой работает конечный пользователь, которого интересует результат и (или) алгоритм получения решения. Пользователь может не быть специалистом в данной проблемной области, в этом случае он обращается к системе за проведением экспертизы, или быть специалистом, в этом случае он обращается к экспертной системе для того, чтобы либо ускорить процесс получения результата, либо выполнить рутинную работу.
В режиме консультации исходные и результирующие данные обрабатываются диалоговым компонентом.
1.6. Геоинформационные системы
Геоинформационные системы объединяют компьютерную картографию и базу данных (одну или несколько). Концепция технологии ГИС состоит в создании многослойной электронной карты (рисунок 1.5.), опорный слой которой описывает географию территории, а каждый из остальных слоев – один из аспектов состояния территории (например, электронная карта Москвы).
Рис. 1.5. Структура геоинформационной системы | В основе любой ГИС лежит информация о каком-либо участке земной поверхности: континенте, стране, городе, улице. База данных организуется в виде набора слоев информации. Основной слой содержит географически привязанную картуместности (топооснова). На него накладываются другие слои, несущие информацию об объектах, находящихся |
на данной территории: коммуникации, промышленные объекты, земельные участки, почвы, коммунальное хозяйство, землепользование и др. В процессе создания и наложения слоев друг на друга между ними устанавливаются необходимые связи, что позволяет выполнять пространственные операции с объектами посредством моделирования и интеллектуальной обработки данных.
Как правило, информация представляете графически в векторном виде, что позволяет уменьшить объем хранимой графической информации и упростить операции по визуализации. Векторный формат позволяет масштабировать графику без потери качества. С графической информацией связаны текстовая, табличная, расчетная информация, координатная привязка к карте местности, видеоизображения, аудиокомментарии, базы данных с описанием объектов и их характеристик. Многие геоинформационные системы включают в себя аналитические функции, которые позволяют моделировать процессы, основываясь на картографической информации. В качестве конечного результата работы геоинформационной системы может быть новая модель карты, статистические отчеты, графики, стандартные формы определенных документов (например, уведомлений для руководителей региональных спортивных комитетов). Технологии геоинформационных систем в настоящее время все больше используются в Интернете, например, сайт www.infosport.ru (на момент написания этого учебного пособия).
Список литературы.
- http://do888.narod.ru/1.htm
- http://yandex.ru
- Глик Д. Информация. История. Теория. Поток. — М. — 576 с.
- Урсул А. Д. Природа информации. — М.: Политиздат, 1968. — 288 с.
myunivercity.ru