Система с точки зрения кибернетики состоит

Открытие кибернетикой сходства и общности принципов, которым подчиняются системы взаимосвязанных действий, показало существование структурной аналогии процессов, протекающих в различных областях действительности — в технике, биологии, экономике (предпринимательстве) и т.п. В основе кибернетического подхода лежит идея возможности развить общий подход к рассмотрению процессов управления в системах различной природы. Достоинство этой идеи заключается в том, что оказалось возможным кроме общих рассуждений методологического характера предложить также эффективный аппарат для количественного описания процессов, для решения сложных задач управления, основанных на методах прикладной математики.

Под кибернетическими системами (КС) понимаются объекты любой природы- технические, биологические, экономические, социальные, административные и др. Примерами их могут быть и нервная система организма, и система управления технологическими процессами, и аппарат управления обществом. КС – это множество взаимосвязанных объектов, называемых элементами системы, способных воспринимать, запоминать и перерабатывать информацию, а также обмениваться информацией.

Согласно кибернетике, первым и основным элементом всякой кибернетической системы (или ее модели) выступает процесс (process), в котором оптимально преобразуются потоки ресурсов.

Вторым элементом кибернетической модели является вход (input). Он как раз и представляет собой поток потребляемых в процессе ресурсов. Например, для организационно-технологической части экономической системы — это оборудование, рабочая сила, сырье и т.д., для информационной – входная информация, технические средства для ее обработки и др.

Третий элемент кибернетической модели– выход (output). Это результат самого преобразования входов, т.е. поток созданных или отработанных ресурсов. В экономических системах выходами могут быть готовая продукция, отходы производства, высвобождаемое оборудование, выходная информация и т. д. Совокупность связей между элементами системы обеспечивает совместное функционирование потоков между элементами (звеньями) одной системы или между системами. Если связь осуществляет передачу выходного воздействия одного элемента на вход какого-либо последующего элемента той же системы, то она носит название прямой связи.

Четвертый элемент кибернетической модели — обратная связь(feedback). Это связь между выходом какого-либо элемента и входом предшествующего ему в той же системе элемента. Она представляет процесс и выполняет целый ряд операций по корректированию элементов системы. Принцип обратной связи лежит в основе управления деятельностью любой организационной системы, он характеризует способность системы воспринимать и использовать информацию о результатах собственной деятельности для достижения цели оптимальным образом и в кратчайшие сроки. Учет выпущенной цехом продукции и израсходованного сырья, регулирование ценами спроса на продукцию, материальное стимулирование, использование тарифов для привлечения грузов на транспорт– это разные формы обратных связей в экономических кибернетических системах.

Пятый и последний элемент кибернетической модели – ограничения(restrictions), которые состоят из целей системы и так называемых принуждающих связей. Для производственно-коммерческих систем одной из целей является выпуск продукции заданных номенклатуры, объема и качества, себестоимости; для информационной части системы — получение требуемой информации. В качестве принуждающих связей в этих случаях могут выступать различные лимиты ресурсов, метод переработки информации, технические характеристики средств для его реализации и т. д.

Первый принцип кибернетики. Кибернетика рассматривает все многообразие видов материи как систему систем. Любая система является частью другой более сложной системы или ее подсистемой. Система рассматривается как изменяющаяся во времени и пространстве: системы могут создаваться, развиваться, действовать, разрушаться и отмирать. В то же время кибернетика рассматривает систему не как сумму ее составных частей (подсистем), а как целое, качественно отличающееся от входящих в нее компонентов.

Второй принцип кибернетики. Любая система в зависимости от того, изучена она или нет, может рассматриваться как состоящая из управляющего объекта, управляемого объекта и канала связи между ними — если структура системы известна или как «черный ящик», имеющий вход и выход — если внутренняя структура системы неизвестна.

Схема функционирования системы основана на том, что управляющий объект получает по каналу связи информацию о состоянии управляемого объекта или о некоторых его параметрах, сравнивает их с заданными, вырабатывает по определенному алгоритму управляющую информацию и по каналу связи передает ее управляемому объекту. Управляемый объект в соответствии с полученной информацией изменяет свое состояние (или состояние некоторых своих параметров). После чего цикл повторяется. Эту схему можно формализовать, т.е. описать системой уравнений.

Функции системы можно определить по ее реакции на выходе при внешнем воздействии на входе. Путем длительных экспериментов можно накопить статистический материал, с помощью которого будет возможно прогнозировать и моделировать поведение системы. При этом следует учитывать, что с точки зрения кибернетики анализ составных частей системы не раскрывает структуру системы в целом, поэтому при изучении систем в первую очередь должны быть исследованы взаимодействие подсистем и связи между ними.

Третий принцип кибернетики. Информация рассматривается кибернетикой как средство управления. Для того чтобы управлять объектом, необходимо иметь связь между управляемым и управляющим объектами (обратную связь), источник информации и саму информацию. Обратная связь используется как средство, обеспечивающее динамическое соответствие получаемых на выходе системы результатов поставленной цели.

Четвертый принцип кибернетики. Состояние любой системы характеризуется значениями определенных параметров самой системы или ее элементов. Воздействуя на систему или отдельные ее элементы, можно переводить систему из одного состояния в другое, т. е. управлять системой. Предметом изучения кибернетики является поиск необходимых воздействий на систему или ее элементы для перевода системы в заданное состояние.

Пятый принцип кибернетики. Кибернетика утверждает, что всегда существует возможность найти и поддержать такие значения управляющих воздействий на систему, которые приводят систему в экстремальное состояние по заданному критерию, т. е. всегда существует принципиальная возможность оптимального управления системой, если система достаточно изучена и известны критерии оптимизации и ограничения, накладываемые на входные и выходные параметры ее.

Последнее изменение этой страницы: 2017-02-05; Нарушение авторского права страницы

[1] БСЭ, Т.12, стр.75.

Экономико-математический словарь: Словарь современной экономической науки. — М.: Дело . Л. И. Лопатников . 2003 .

Смотреть что такое «Кибернетическая система» в других словарях:

кибернетическая система — «множество взаимосвязанных объектов, называемых элементами системы, способных воспринимать, запоминать и перерабатывать информацию, а также обмениваться информацией» (В.М.Глушков)[1]. Кибернетика рассматривает системы независимо от природы… … Справочник технического переводчика

кибернетическая система — kibernetinė sistema statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. cybernetical system vok. Kybernetiksystem, n; kybernetisches System, n rus. кибернетическая система, f pranc. système cybernétique, m … Automatikos terminų žodynas

система — Группа взаимодействующих объектов, выполняющих общую функциональную задачу. В ее основе лежит некоторый механизм связи. [ГОСТ Р МЭК 61850 5 2011] система Набор элементов, которые взаимодействуют в соответствии с проектом, в котором элементом… … Справочник технического переводчика

Система — [system] множество элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, которое образует определенную целостность, единство. Следует отметить, что это определение (взятое нами из Большой Советской Энциклопедии) не является ни единственным … Экономико-математический словарь

Кибернетическая физика — Кибернетическая физика область науки на стыке кибернетики и физики, изучающая физические системы кибернетическими методами. Под кибернетическими методами понимаются методы решения задач управления, оценивания переменных и параметров… … Википедия

СИСТЕМА, КИБЕРНЕТИЧЕСКАЯ — система, состоящая из множества взаимосвязанных объектов (элементов системы), способных воспринимать, запоминать и перерабатывать информацию, а также обмениваться ею … Большой экономический словарь

КИБЕРНЕТИЧЕСКАЯ ИЕРАРХИЯ — (cybernetic hierarchy) понятие, согласно которому социальные системы, подобно живым организмам или любым таким же по сложности, управляются иерархической сетью связей и регулирующих механизмов. В социальных системах это означает, что культурные… … Большой толковый социологический словарь

Общегосударственная автоматизированная система учёта и обработки информации — (ОГАС) проект системы автоматизированного управления экономикой СССР, основанной на принципах кибернетики, включающей в себя компьютерную сеть, связывающую центры сбора данных, расположенные во всех регионах страны. В своей книге «Основы… … Википедия

дискретная система — — [http://www.iks media.ru/glossary/index.html?gloss >Справочник технического переводчика

Дискретная система — Дискретная система [discrete system] кибернетическая система, все элементы которой, а также связи между ними (т.е. обращающаяся в системе информация) имеют дискретный характер. Противоположное понятие непрерывная система. Однако деление систем на … Экономико-математический словарь

Районный заочный конкурс «Знатоки техники». Раздел: информатика

МУНИЦИПАЛЬНОЕ КАЗЁННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «ЧИСТООЗЁРСКАЯ СОШ ЗАВЬЯЛОВСКОГО РАЙОНА»

Районный заочный конкурс «Знатоки техники»

24.03.1995 года рождения

Руководитель: учитель информатики

с. Чистоозёрка. 2013г.

1. Какая система называется экспертной, и какие характерные особенности она имеет. Для чего используются экспертные системы. 3

2. Поясните, из каких элементов с точки зрения кибернетики состоит всякая система управления. 8

3. Дайте определение понятия «proxy-сервер». 10

4. Дайте понятие логического диска. Какая информация может храниться на данном диске. 12

5. Что такое технология клиент-сервер. 13

6. В чём заключается метод последовательной детализации? Приведите пример данного метода……………………………………………………16

7. Какие виды линий связи используются в компьютерных сетях. 19

8. В чём преимущества и недостатки хранения информации на оптических CD и DVD дисках. 20

9. Онтология в информатике. Какие преимущества она имеет. 22

10. Что такое формализация? Приведите пример……………………………..25

1. Какая система называется экспертной, и какие характерные особенности она имеет. Для чего используются экспертные системы?

Под экспертной системой понимается система, объединяющая возможности компьютера сознаниями и опытом эксперта в такой форме, что система может предложить разумный совет или осуществить разумное решение поставленной задачи. Дополнительно желаемой характеристикой такой системы, которая многими рассматривается как основная, является способность системы пояснять, по требованию, ход своих рассуждений в понятной для спрашивающего форме. Метод достижения таких характеристик, основанный на наборе формальных решающих правил, называется программированием.

Экспертная система — это система искусственного интеллекта, построенная на основе глубоких специальных знаний о некоторой предметной области (полученных от экспертов-специалистов этой области). Экспертные системы – один из немногих видов систем искусственного интеллекта, которые получили широкое распространение и нашли практическое применение. Существуют экспертные системы по военному делу, геологии, инженерному делу, информатике, космической технике, математике, медицине, метеорологии, промышленности, сельскому хозяйству, управлению, физике, химии, электронике, юриспруденции и так далее. И только то, что экспертные системы остаются весьма сложными, дорогими, а главное, узкоспециализированными программами, сдерживает их еще более широкое распространение.

Технология экспертных систем является одним из направлений новой области исследования, которая получила наименование искусственного интеллекта (ИИ) (Artificial Intelligence — AI). Исследования в этой области сконцентрированы на разработке и внедрении компьютерных программ, способных эмулировать (имитировать, воспроизводить) те области деятельности человека, которые требуют мышления, определенного мастерства и накопленного опыта. К ним относятся задачи принятия решений, распознавания образов и понимания человеческого языка. Эта технология уже успешно применяется в некоторых областях техники и жизни общества — органической химии, поиске полезных ископаемых, медицинской диагностике. Перечень типовых задач, решаемых экспертными системами, включает:

извлечение информации из первичных данных (таких как сигналы, поступающие от гидролокатора); диагностика неисправностей (как в технических системах, так и в человеческом организме); структурный анализ сложных объектов (например, химических соединений); выбор конфигурации сложных многокомпонентных систем (например, распределенных компьютерных систем); планирование последовательности выполнения операций, приводящих к заданной цели (например, выполняемых промышленными роботами).

Особенности экспертных систем:

компетентность – в конкретной предметной области экспертная система должна достигать того же уровня, что и специалисты-люди; при этом она должна пользоваться теми же эвристическими приемами, также глубоко и широко отражать предметную область;

символьные рассуждения – знания, на которых основана экспертная система, представляют в символьном виде понятия реального мира, рассуждения также происходят в виде преобразовании символьных наборов;

глубина – экспертиза должна решать серьезные, нетривиальные задачи, отличающиеся сложностью знаний, которые экспертная система использует, или обилием информации; это не позволяет использовать полный перебор вариантов как метод решения задачи и заставляет прибегать к эвристическим, творческим, неформальным методам;

самосознание – экспертная система должна включать в себя механизм объяснения того, каким образом она приходит к решению задачи.

Экспертные системы создаются для решения разного рода проблем, но они имеют схожую структуру (рис. 1); основные типы их деятельности можно сгруппировать в категории, приведенные в табл. 2.

Рис. 1. Схема обобщенной экспертной системы

Таблица 2. Типичные категории способов применения экспертных систем

Описание ситуации по информации, поступающей от датчиков

Определение вероятных последствий заданных ситуаций

Выявление причин неправильного функционирования системы по наблюдениям

Построение конфигурации объектов при заданных ограничениях

Определение последовательности действий

Сравнение результатов наблюдений с ожидаемыми результатами

Составление рецептов исправления неправильного функционирования системы

Выполнение последовательности предписанных исправлений

Диагностика и исправление поведения обучаемого

Управление поведением системы как целого

Классы экспертных систем. По степени сложности решаемых задач экспертные системы можно классифицировать следующим образом:

— По способу формирования решения экспертные системы разделяются на два класса: аналитические и синтетические. Аналитические системы предполагают выбор решений из множества известных альтернатив (определение характеристик объектов), а синтетические системы — генерацию неизвестных решений (формирование объектов).

— По способу учета временного признака экспертные системы могут быть статическими или динамическими. Статические системы решают задачи при неизменяемых в процессе решения данных и знаниях, динамические системы допускают такие изменения. Статические системы осуществляют монотонное непрерываемое решение задачи от ввода исходных данных до конечного результата, динамические системы предусматривают возможность пересмотра в процессе решения полученных ранее результатов и данных.

— По видам используемых данных и знаний экспертные системы классифицируются на системы с детерминированными (четко определенными) знаниями и неопределенными знаниями. Под неопределенностью знаний (данных) понимается их неполнота (отсутствие), недостоверность (неточность измерения), двусмысленность (многозначность понятий), нечеткость (качественная оценка вместо количественной).

— По числу используемых источников знаний экспертные системы могут быть построены с использованием одного или множества источников знаний. Источники знаний могут быть альтернативными (множество миров) или дополняющими друг друга (кооперирующими).

Наиболее распространённые экспертные системы (ЭС):

CLIPS — весьма популярная ЭС (public domain) OpenCyc — мощная динамическая ЭС с глобальной онтологической моделью и поддержкой независимых контекстов WolframAlpha — поисковая система, интеллектуальный «вычислительный движок знаний» MYCIN — наиболее известна диагностическая система, которая предназначена для диагностики и наблюдения за состоянием больного при менингите и бактериальных инфекциях. HASP/SIAP — интерпретирующая система, которая определяет местоположение и типы судов в тихом океане по данным

акустических систем слежения.

В настоящее время ЭС находят всё большее применение во всех областях человеческой деятельности. Этому способствуют: развитие средств вычислительной техники, инструментальных средств разработки ПО, практика использования ЭС, постоянно возрастающий уровень информационной культуры пользователей.

На практике часто требуется не использование ЭС как таковой, сколько использование её элементов (интеллектуальных ЭС) для ПО.

Элементы использования ЭС нашли своё отражение во вновь разрабатываемом ПО, как известных фирм-производителей ПО, так и авторов-индивидуалов.

В настоящее время сдерживание темпов развития ЭС происходит из-за недостаточной разработанности математического аппарата в области ИИ, частности в области построения нейро-сетей, а так же в области психологии экспертных суждений и принятия решения экспертом. В последнее десятилетие в данных направлениях наблюдался серьёзный прогресс. В настоящее время учёные прикладывают огромные усилия по решению научных проблем в данных областях. Результатом этой работы будет создание новых, более интеллектуальных ЭС, для конкретных областей человеческой деятельности, а также более интеллектуального ПО.

2. Поясните, из каких элементов с точки зрения кибернетики состоит всякая система управления?

Кибернетика — наука об общих закономерностях процессов уп­равления и передачи информации в технических, биологических и социальных системах. Её основателем яв­ляется американский математик Н. Винер (), выпустивший в 1948 году книгу «Кибернетика, или управление их связь в животном и машине». Своё название новая наука получила от древнегреческого слова «кибернетес», что в переводе означает «управляющий», «руле­вой», «кормчий». Основной интерес этой науки широкий класс как живых, так и неживых систем.

Техническая кибернетика — отрасль науки, изучающая технические системы управления. Важнейшие направления исследований разработка и создание автоматических и автоматизированных систем управления, а также автоматических устройств и комплексов для передачи, переработки и хранения информации.

Социальная кибернетика – вероятностные системы, социальные системы с большим числом параметров и с нелинейной зависимостью. Для общества характерны многозначные нелинейные и функциональные связи. Раскрытие этих связей важно для научного познания, в том числе и кибернетического. В обществе наиболее рельефно проявляется системный эффект: социальные системы подчиняются системным закономерностям. Социальные системы с прогрессивной ориентацией развиваются надежно. Вообще надежность социальной системы проявляется в том, что она живет несравненно дольше своих компонентов.

Кибернетика дала в руки человека сильнейшее оружие управле­ния производством, обществом, инструмент усиления интеллектуаль­ных способностей человека (ЭВМ). Современные ЭВМ (компьютеры) — универсальные преобразователи информации, а с преобразова­нием информации человек связан во всех областях своей деятельнос­ти (в политике, экономике, науке, профессиональной сфере и др.).

Основными элементами, с точки зрения кибернетики, всякая система управления состоит из: объект управления, управляющий объект, канал прямой связи, канал обратной связи.

Канал прямой связи используется для передачи команд управления.

Канал обратной связи используется для передачи данных о состоянии объекта управления.

3. Дайте определение понятия «proxy-сервер»?

Прокси-сервер (от англ. proxy — «представитель, уполномоченный») — служба в компьютерных сетях, позволяющая клиентам выполнять косвенные запросы к другим сетевым службам. Сначала клиент подключается к прокси-серверу и запрашивает какой-либо ресурс (например, e-mail), расположенный на другом сервере. Затем прокси-сервер либо подключается к указанному серверу и получает ресурс у него, либо возвращает ресурс из собственного кэша (в случаях, если прокси имеет свой кэш). В некоторых случаях запрос клиента или ответ сервера может быть изменён прокси-сервером в определённых целях. Также прокси-сервер позволяет защищать клиентский компьютер от некоторых сетевых атак и помогает сохранять анонимность клиента.

Прокси-сервер (известный также как шлюз приложений) представляет собой приложение, которое выступает для трафика в качестве посредника между доверенной сетью и недоверенной сетью. Это не снимает необходимости применения брандмауэра для управления трафиком на IP-уровне, чтобы не предусматривать наличие брандмауэра прикладного уровня.

Вы можете представить себе посредника как доверенное лицо или посла, которым предписано находиться где-то, где не может непосредственно находиться их клиент (или предпочитает не находиться) по причинам неудобства или безопасности. Послы обычно знают местный язык и обычаи, могут привести несовершенный запрос клиента в форму, допустимую в местном масштабе другой зоны, и, конечно, могут перевести обратно полученный ответ. В компьютерных понятиях такой «посол» может получать https-запросы по порту 443 и преобразовывать их в http-запросы по порту 80.

Прокси в более повседневных, практических компьютерных терминах являются процессами, запущенными на компьютерах, которым, как правило, предоставлен доступ (в брандмауэре) к более чем одной зоне. Именно эта способность делает их полезными. В типичном случае прокси просто будет работать от имени своего пользователя на месте перекрытия зон (в образе приложения), выполняя и получая нечто из зоны, с которой при других обстоятельствах запрещено устанавливать контакт или запрашивать что-либо со стороны отдельных процессов и пользователей из другой зоны.

С другой стороны, на прокси можно посмотреть с точки зрения «человека посередине». Как мы видели в предыдущих лекциях, одной из фундаментальных концепций всеобщей безопасности (не только в криптографии) является концепция атаки со стороны «(плохого) человека посередине», которая заключается в перехвате и ретрансляции передаваемой между двумя сторонами информации третьей, незваной, «плохой» стороной.

Прокси могут восприниматься как «хорошие» приемники (слушатели) информации или как «люди посередине». Это значит, что они перехватывают информацию, ретранслируют ее далее, но с некоторой предопределенной и полезной для сетевой инфраструктуры целью.

4. Дайте понятие логического диска. Какая информация может храниться на данном диске?

Логический диск или том (англ. volume) — часть долговременной памяти компьютера, рассматриваемая как единое целое для удобства работы. Термин «логический диск» используется в противоположность «физическому диску», под которым рассматривается память одного конкретного дискового носителя.

Для операционной системы не имеет значения, где располагаются данные — на лазерном диске, в разделе жёсткого диска, или во флеш-памяти. Для унификации представляемых участков долговременной памяти вводится понятие логического диска. В таблице определяется, в частности, в каком каталоге (папке) находится тот или иной файл. Благодаря этому при переносе файла из одной папки в другую в пределах одного тома, не осуществляется перенос данных из одной части физического диска на другую, а просто меняется запись в таблице размещения файлов. Если же файл переносится с одного логического диска на другой (даже если оба логических диска расположены на одном физическом диске), обязательно будет происходить физический перенос данных (копирование с дальнейшим удалением оригинала в случае успешного завершения). Выделение на одном жёстком диске нескольких разделов даёт следующие преимущества:

— на одном физическом жёстком диске можно хранить информацию в разных файловых системах, или в одинаковых файловых системах, но с разным размером кластера (например, выгодно хранить файлы большого размера — например, видео — отдельно от маленьких, и задавать больший размер кластера для хранилища больших файлов);

— можно отделить информацию пользователя от файлов операционной системы; — на одном жёстком диске можно установить несколько операционных систем; — манипуляции с одной файловой системой не сказываются на других файловых системах.

5. Что такое технология клиент-сервер?

Клиент-сервер (client-server architecture/topology) — архитектура или организация построения сети (в том числе локальной и распределенной), в которой производится разделение вычислительной нагрузки между включенными в ее состав компьютера, выполняющими функции клиентов, и одной мощной центральной ЭВМ — сервером. Процесс наблюдения за данными отделен от программ, использующих эти данные. Сервер может поддерживать центральную базу данных, расположенную на большом компьютере, зарезервированном для этой цели. Клиентом будет обычная программа, расположенная на любой ЭВМ, включенной в сеть, а также сама ЭВМ, которая по мере необходимости запрашивает данные с сервера. Производительность при использовании клиент-серверной архитектуры выше обычной, поскольку как клиент, так и сервер делят между собой нагрузку по обработке данных. Достоинствами клиент-серверной архитектуры являются большой объем памяти и ее пригодность для решения разнородных задач, возможность подключения большого количества рабочих станций, включая ПЭВМ и пассивные терминалы, а также установки средств защиты от несанкционированного доступа.

Основные понятия клиент-серверной архитектуры:

Клиент (client) — сторона (ЭВМ, программа или пользователь), запрашивающая и использующая информацию и/или ресурсы у сервера в среде клиент-сервер.

Тонкий клиент (thin client) — терминал сети без жестких дисков и флоппи-дисководов, вычислительная мощность которого и объем памяти определяются задачами пользователя. Все программы и приложения, хранящиеся на сервере, становятся доступными для пользователя при включении его устройства и выполнении процедуры регистрации на сервере. Тонким клиентом называют также ПК (в том числе и мобильный) с минимизированной мощностью процессора, оперативной и внешней памяти, позволяющий пользователю осуществлять ввод и отображение данных за счет выполнения вычислений и хранения данных на более мощном ПК или сервере, с которыми он может осуществлять связь, при помощи каналов средней пропускной способности. К тонкому клиенту могут подключаться внешние устройства ввода/вывода данных (сканеры, мониторы, принтеры и проекторы).

Брокеры объектных запросов (ORB, Object Request Brokers) — форма промежуточного программного обеспечения для разработки систем клиент-сервер. Стандартная архитектура брокера объектных запросов (COBRA, Common Object Request Broker Architecture) — стандарт, разработанный группой OMG (Object Management Group), который определяет интерфейсы между объектами сети, позволяющими им работать совместно.

Двухзвенная модель (two-tier model) — архитектура построения сети, предусматривающая один сервер и несколько клиентов, является наиболее простой и распространенной. Недостаток — ограниченное число клиентских рабочих мест.

Трехзвенная модель (three-tier model) — архитектура построения системы клиент-сервер, в которой предусмотрено промежуточное звено (дополнительный компьютер), расположенное между сервером и клиентом двухзвенной модели. Промежуточное звено работает как монитор обработки транзакций или брокер объектных запросов. Трехзвенные модели обеспечивают работу существенно большего числа клиентов, чем двухзвенные модели.

N-звенная модель (N-tier model) — архитектура построения сети, предусматривающая наличие нескольких серверов приложений, число которых определяется необходимым уровнем нагрузки сети. При многозвенной модели построения системы количество возможных клиентских мест значительно больше, чем при использовании двухзвенной модели.

Промежуточное ПО (middleware) — программное обеспечение, выполняющее функцию связи клиента и сервера и предназначенное для содействия обмена данными, в том числе при взаимодействии клиентов с удаленным сервером. Для поддержки промежуточного программного обеспечения может использоваться дополнительный сервер, которому присваивается наименование, связанное с выполняемыми им функциями, например, сервер приложений, сервер баз данных.

Промежуточное ПО, ориентированное на обработку сообщений (MOM, Message-Oriented Middleware) — промежуточное программное обеспечение, которое для обмена данными использует сообщения и очереди. MOM позволяет прикладным программам продолжить обработку прежде, чем завершится обращение к удаленным службам. MOM работает в относительно медленных вычислительных сетях, таких, как PBC (региональные вычислительные сети) и Интернет. Ассоциация MOMA (Message-Oriented Middleware Association) производит разработку стандартов для этого класса средств программного обеспечения.

Разделение программ (application partitioning) — процесс разбиения прикладных программ «клиент-сервер» на части, которые должны выполняться на клиенте, сервере и в некоторых случаях на сервере приложения.
Сервер баз данных (сервер СУБД, database server) — сервер, состоящий из ЭВМ, операционной системы и СУБД. В зависимости от архитектуры построения сети сервер баз данных может являться основным ее сервером или сервером, поддерживающим промежуточное программное обеспечение.
Супервизор (supervisor) — часть операционной системы, координирующей использование ресурсов вычислительной сети и поддерживающей потоки операций, выполняемых центральным процессором. Супервизором называют функциональные обязанности и/или должность системного программиста, ответственного за поддержку работы программного обеспечения локальной сети, распределение доступа к ее информационным ресурсам (базам данных, файлам), а также их защиту от несанкционированного доступа, повреждения и разрушения.

6. В чём заключается метод последовательной детализации? Приведите пример данного метода.

Технология алгоритмического программирования базируется на методе последовательной детализации. Сначала формулируется основной алгоритм, который состоит из крупных блоков, часть которых может быть не понятна исследователю. Затем происходит детализация, то есть блоки подробно расписываются с использованием команд понятных исполнителю.

Сложный алгоритм при разработке можно разбивать на отдельные алгоритмы, которые называются вспомогательными. Каждый вспомогательный алгоритм описывает решение какой-либо подзадачи. Как основной алгоритм, так и вспомогательный могут включать основные алгоритмические структуры: линейную, разветляющую, циклическую. Если при составлении алгоритма возникает необходимость многократного использования одного и того же набора действий, его выделяют в самостоятельный алгоритм и дают ему имя. Можно использовать этот вспомогательный алгоритм в других алгоритмах. При использовании вспомогательного алгоритма не важно, что является аргументами (исходными данными) и результатом его работы. Использование вспомогательных алгоритмов ещё одна форма организации действий в алгоритмах, облегчающее решение трудных задач. Искусство составления алгоритма заключается в умении конструировать сложные алгоритмы из более простых, то есть обучить исполнителя сложным действиям постепенно, от простого к сложному. Алгоритмы, построенные подобным образом легче редактируются, читаются и выполняются.

Пример разработки алгоритма методом последовательной детализации.

В процессе создания программ на языке Visual Basic каждой форме, которая обеспечивает графический интерфейс программы, соответствует программный модуль. Программный модуль может включать в себя процедуры двух типов: событийные и общие.

Событийная процедура представляет собой подпрограмму, которая начинает выполняться после реализации определенного события. Программный модуль может содержать несколько событийных процедур. Каждая из таких процедур начинается с ключевого слова Sub (subroutine — подпрограмма) и заканчивается ключевыми словами End Sub.

Программный модуль с событийными процедурами. Разработаем приложение (проект), в котором имеется графический интерфейс на форме (Forml) и связанный с ней программный модуль, выводящий на форму рисунок простейшего домика.

Пусть домик будет состоять из стены (прямоугольника) и крыши (треугольника). Тогда в программном модуле, реализующем рисование домика на форме Forml, будет две событийные процедуры —
Стена_С1iсК и Kpыша_Click.

Private Sub CTeHa_Click()

Forml. Line (20, 100)-(220, 200), , В

Private Sub Kpыша_Click ()

Forml. Line (20, 100)-(220, 100)

Forml. Line (20, 100)-(120, 50)

Forml. Line (120, 50)-(220, 100)

Для создания графического интерфейса программы разместим на форме Forml две кнопки Стена и Крыша. Тогда после запуска программы на выполнение и щелчков по кнопкам Стена и Крыша будут реализованы соответствующие событийные процедуры и на форме появится рисунок домика.

Программный модуль с общей процедурой. Допустим, что теперь необходимо нарисовать несколько домиков. Если использовать событийные процедуры, то для каждого домика нужно будет писать свои процедуры, а это очень трудоемко. В случаях, когда в программном модуле можно выделить многократно повторяющиеся действия (процедуры), формируют общие процедуры.

Выполнение общих процедур не связывается с какими-либо событиями, они вызываются на выполнение с помощью оператора Call. Каждой общей процедуре дается уникальное название — имя процедуры и устанавливается список входных и выходных параметров процедуры.

Общая процедура представляет собой подпрограмму, которая начинает выполняться после ее вызова из другой процедуры.

Список входных параметров — это набор переменных, значение которых должно быть установлено до начала выполнения процедуры.

Список выходных параметров — это набор переменных, значение которых устанавливается после окончания выполнения процедуры.

Тогда синтаксис вызова процедуры приобретает вид:

Чтобы реализовать графический интерфейс, включим в проект еще одну форму (Form2). Для рисования домика целесообразно создать общую процедуру Домик (XI, Х2, Yl, Y2 As Single), которая имеет только список входных параметров (координат углов стены). Выходных параметров эта процедура не имеет. Пусть событийная процедура Рисование_С11сК () обеспечивает рисование трех домиков с различными значениями входных параметров, т. е. три раза вызывает общую процедуру Домик с различными значениями входных параметров. Тогда связанный с формой (Form2) программный модуль будет включать в себя общую процедуру Домик (XI, Х2, Yl, Y2 As Single) и событийную процедуру PncoBaHne_Click ():

Для построения графического интерфейса программы разместим на форме Form2 кнопку Рисование. В этом случае после запуска программы на выполнение и щелчка по кнопке Рисование запустится событийная процедура Рисование_С1iсК (), в процессе выполнения которой три раза будет вызвана общая процедура Домик с различными значениями параметров и на форме появятся рисунки трех разных домиков.

7. Какие виды линий связи используются в компьютерных сетях?

Для построения компьютерных сетей применяются линии связи, использующие различную физическую среду. В качестве физической среды в коммуникациях используются: металлы (в основном медь), сверхпрозрачное стекло (кварц) или пластик и эфир. Физическая среда передачи данных может представлять собой кабель «витая пара», коаксиальные кабель, волоконно-оптический кабель и окружающее пространство.

Линии связи или линии передачи данных — это промежуточная аппаратура и физическая среда, по которой передаются информационные сигналы (данные).

В одной линии связи можно образовать несколько каналов связи (виртуальных или логических каналов), например путем частотного или временного разделения каналов. Канал связи — это средство односторонней передачи данных. Если линия связи монопольно используется каналом связи, то в этом случае линию связи называют каналом связи.

Канал передачи данных — это средства двухстороннего обмена данными, которые включают в себя линии связи и аппаратуру передачи (приема) данных. Каналы передачи данных связывают между собой источники информации и приемники информации.

В зависимости от физической среды передачи данных линии связи можно разделить на:

 проводные линии связи без изолирующих и экранирующих оплеток;

 кабельные, где для передачи сигналов используются такие линии связи как кабели «витая пара», коаксиальные кабели или оптоволоконные кабели;

 беспроводные (радиоканалы наземной и спутниковой связи), использующие для передачи сигналов электромагнитные волны, которые распространяются по эфиру.

8. В чём преимущества и недостатки хранения информации на оптических CD и DVD дисках?

Компакт-диск — оптический носитель информации в виде пластикового диска с отверстием в центре, процесс записи и считывания информации которого осуществляется при помощи лазера.

CDROM (Compact Disk Read Only Memory, Память только для чтения на компакт диске) — оптический диск, состоящий из тонкой алюминиевой пленки, покрытой защитным слоем полимера. Запись информации на CD выполняется при его изготовлении, обычно посредством штампования, в результате чего в алюминиевом слое создается рисунок из углублений, с помощью которых и происходит кодирование информации.

При чтении CD в специальном устройстве, которое называют CD-ROM-Drive (Привод CDROM) поверхность алюминия сканируется лазерным лучом, а затем анализируется свет лазера, отраженный от поверхности диска, на основании чего восстанавливается картина углублений на диске и таким образом считывается записанная информация.

Безусловным достоинством является большой объем информации, который может вместить диск. На обычном CD можно хранить около 650 Мбайт, а есть и более емкие диски. При таком немалом объеме хранимой полезной информации на CD можно без проблем хранить инсталляцию практически любого современного программного продукта. Кроме большого объема, CD выгодно отличается высокой скоростью передачи данных, которая может достигать нескольких Мегабайт в секунду. Необходимо отметить высокую надежность хранения данных на CD: он достаточно хорошо переносит и большое количество царапин на поверхности и удары, ему не страшно магнитное поле и т. д. Кроме того, важнейшим фактором является и цена.

Основной недостаток CD-ROM — невозможность записывать на них новую информацию. Считывание информации происходит с помощью лазерного луча, который с огромной скоростью пробегает вдоль дорожек единственной рабочей поверхности диска. Собственно по способу считывания информации диски и называются оптическими или лазерными.

Этот недостаток был устранен в дисках WORM (Write Once/Read Many — однократная запись, множественное считывание. На диски этого типа можно записать информацию прямо на компьютере, но только один раз, а чтение может производиться произвольное количество раз. Для использования этой технологии требуются специальные диски и дисководы, которые стоят дороже чем CD-ROM.

Диски типа CD-RW (Compact Disk ReWri-teable — перезаписываемые компакт-диски), позволяют выполнять многократную перезапись на компакт-диски. Внешне, по своим размерам, объему и внешнему виду диски CD-RW ничем не отличаются от дисков CD-R и CD-ROM. Но принцип записи информации на диски CD-RW совершенно другой. На металлической (или иной) основе находится рабочий слой из специального материала (сплав серебра, индия, сурьмы и теллура), который под влиянием лазерного луча изменяет свое состояние, переходит из кристаллического состояния в аморфное или наоборот. Причем такой переход из одного состояния в другое может быть выполнен многократно. Этот процесс и обеспечивает возможность многократной перезаписи информации на диски CD-RW. Участки с кристаллическим и аморфным состоянием по-разному отражают свет. Это обеспечивает возможность чтения информации, записанной на диск описанным выше способом.

DVD (Digital Video Disc) — цифровой многоцелевой, имеет такой же размер, как и компакт-диск, но более плотную структуру рабочей поверхности, что позволяет хранить и считывать бо́льший объём информации за счёт использования лазера с меньшей длиной волны и линзы с бо́льшей числовой апертурой.

9. Онтология в информатике. Какие преимущества она имеет?

Онтоло́гия (в информатике) — это попытка всеобъемлющей и детальной формализации некоторой области знаний с помощью концептуальной схемы. Обычно такая схема состоит из структуры данных, содержащей все релевантные классы объектов, их связи и правила (теоремы, ограничения), принятые в этой области. Этот термин в информатике является производным от древнего философского понятия «онтология».

Онтологии используются в процессе программирования как форма представления знаний о реальном мире или его части. Основные сферы применения — моделирование бизнес-процессов, семантическая паутина искусственный интеллект.

Хотя термин «онтология» изначально философский, в информатике он принял самостоятельное значение. Здесь есть два существенных отличия:

Онтология в информатике должна иметь формат, который компьютер сможет легко обработать; Информационные онтологии создаются всегда с конкретными целями — решения конструкторских задач; они оцениваются больше с точки зрения применимости, чем полноты.

Современные онтологии строятся по большей части одинаково, независимо от языка написания. Обычно они состоят из экземпляров, понятий, атрибутов и отношений.

Экземпляры (англ. instances) или индивиды (англ. individuals) — это основные, нижнеуровневые компоненты онтологии. Экземпляры могут представлять собой как физические объекты (люди, дома, планеты), так и абстрактные (числа, слова). Строго говоря, онтология может обойтись и без конкретных объектов. Однако, одной из главных целей онтологии является классификация таких объектов, поэтому они также включаются.

Понятия (англ. concepts) или классы (англ. classes) — абстрактные группы, коллекции или наборы объектов. Они могут включать в себя экземпляры, другие классы, либо же сочетания и того, и другого. Пример:

Понятие «люди», вложенное понятие «человек». Чем является «человек» — вложенным понятием, или экземпляром (индивидом) — зависит от онтологии. Понятие «индивиды», экземпляр «индивид».

Классы онтологии составляют таксономию — иерархию понятий по отношению вложения.

Объекты в онтологии могут иметь атрибуты. Каждый атрибут имеет по крайней мере имя и значение и используется для хранения информации, которая специфична для объекта и привязана к нему. Например, объект Ford Explorer имеет такие атрибуты, как:

Название: Ford Explorer Число-дверей: 4 Двигатель: Коробка-передач: 6-ступенчатая

Значение атрибута может быть сложным типом данных. В данном примере значение атрибута, который называется Двигатель, является списком значений простых типов данных. Важная роль атрибутов заключается в том, чтобы определять отношения (зависимости) между объектами онтологии. Обычно отношением является атрибут, значением которого является другой объект. Специализированные (предметно-ориентированные) онтологии — это представление какой-либо области знаний или части реального мира. В такой онтологии содержатся специальные для этой области значения терминов. К примеру, слово «поле» в сельском хозяйстве означает участок земли (Поле (сельское хозяйство)), в физике — один из видов материи (Поле (физика)), в математике — класс алгебраических систем (Поле (алгебра)). Общие онтологии используются для представления понятий, общих для большого числа областей. Такие онтологии содержат базовый набор терминов, глоссарий или тезаурус, используемый для описания терминов предметных областей. Если использующая специализированные онтологии система развивается, то может потребоваться их объединение. Подзадачей объединения онтологий является задача отображения онтологий. И для инженера по онтологиям это серьёзные задачи. Онтологии даже близких областей могут быть несовместимы друг с другом. Разница может появляться из-за особенностей местной культуры, идеологии или вследствие использования другого языка описания. Объединение онтологий выполняют как вручную, так и в полуавтоматическом режиме. В целом это — трудоёмкий, медленный и дорогостоящий процесс. Использование базисной онтологии — единого глоссария — несколько упрощает эту работу. Есть научные работы по технологиям объединения, но они по большей части теоретические.

Язык описания онтологий — формальный язык, используемый для кодирования онтологии. Существует несколько подобных языков:

OWL — Web Ontology Language, стандарт W3C, язык для семантических утверждений, разработанный как расширение RDF и RDFS (англ.)русск.; KIF (англ.)русск. (англ. KnowledgeInterchangeFormat — формат обмена знаниями) — основанный на S-выражениях синтаксис для логики; Common Logic (CL) (англ.)русск. — преемник KIF (стандартизован — ISO/IEC 24707:2007). CycL (англ.)русск. — онтологический язык, использующийся в проекте Cyc. Основан на исчислении предикатов с некоторыми расширениями более высокого порядка. DAML+OIL (англ.)русск. (FIPA)

Для работы с языками онтологий существует несколько видов технологий: редакторы онтологий (для создания онтологий), СУБД онтологий (для хранения и обращения к онтологии) и хранилища онтологий (для работы с несколькими онтологиями).

10. Что такое формализация? Приведите пример.

Естественные языки используются для создания описательных информационных моделей. В истории науки известны многочисленные описательные информационные модели; например, гелиоцентрическая модель мира, которую предложил Коперник, формулировалась следующим образом:

• Земля вращается вокруг своей оси и вокруг Солнца;

• орбиты всех планет проходят вокруг Солнца.

С помощью формальных языков строятся формальные информационные модели (математические, логические и др.). Одним из наиболее широко используемых формальных языков является математика. Модели, построенные с использованием математических понятий и формул, называются математическими моделями. Язык математики является совокупностью формальных языков. С некоторыми из них (алгебра, геометрия, тригонометрия) вы знакомитесь в школе, с другими (теория множеств, теория вероятностей и др.) сможете ознакомиться в процессе дальнейшего обучения.

Язык алгебры позволяет формализовать функциональные зависимости между величинами. Так, Ньютон формализовал гелиоцентрическую систему мира, открыв законы механики и закон всемирного тяготения и записав их в виде алгебраических функциональных зависимостей. В школьном курсе физики рассматривается много разнообразных функциональных зависимостей, выраженных на языке алгебры, которые представляют собой математические модели изучаемых явлений или процессов.

Язык алгебры логики (алгебры высказываний) позволяет строить формальные логические модели. С помощью алгебры высказываний можно формализовать (записать в виде логических выражений) простые и сложные высказывания, выраженные на естественном языке. Построение логических моделей позволяет решать логические задачи, строить логические модели устройств компьютера (сумматора, триггера) и так далее.

Процесс построения информационных моделей с помощью формальных языков называется формализацией.

В процессе познания окружающего мира человечество постоянно использует моделирование и формализацию. При изучении нового объекта сначала обычно строится его описательная информационная модель на естественном языке, затем она формализуется, то есть выражается с использованием формальных языков (математики, логики и др.).

Визуализация формальных моделей. В процессе исследования формальных моделей часто производится их визуализация. Для визуализации алгоритмов используются блок-схемы: пространственных соотношений между объектами — чертежи, моделей электрических цепей — электрические схемы, логических моделей устройств — логические схемы и так далее.

Так при визуализации формальных физических моделей с помощью анимации может отображаться динамика процесса, производиться построение графиков изменения физических величин и так далее. Визуальные модели обычно являются интерактивными, то есть исследователь может менять начальные условия и параметры протекания процессов и наблюдать изменения в поведении модели.

В качестве примера можно рассмотреть модель, которая демонстрирует свободные колебания математического маятника. С помощью анимации показываются движение тела и действующие силы, строятся графики зависимости от времени угловой координаты или скорости, диаграммы потенциальной и кинетической энергий. Исследователь может изменять длину нити, угол начального отклонения маятника и коэффициент вязкого трения.

1. Долин Г. Что такое ЭС// Компьютер Пресс. – 1992. – №2

2. Нейлор К. Как построить свою экспертную систему.- М.: Энергоатомиздат, 1991.

3. Сафонов системы — интеллектуальные помощники специалистов.- С.-Пб: Санкт-Петербургская организация общества “Знания” России, 1992.

4. Убейко системы.- М.: МАИ, 1992.

6. Винер Н. Кибернетика. — М-, 1968.

7. Кибернетика. Итоги развития., М.: Наука, 1979. – (Серия «Кибернетика – неограниченные возможности и возможные ограничения»).

8. Кибернетика: прошлое для будущего., М.: Наука, 1989. – (Серия «Кибернетика – неограниченные возможности и возможные ограничения»).

9. Нейлор К. Как построить свою экспертную систему: Пер, с англ. — М.: Энергоатомиздат, 1991. — 286 с: ил.

10. Коржов В. Многоуровневые системы клиент-сервер. Издательство Открытые системы (17 июня 1997).

11. Лапшин в компьютерных системах. — М.: Научный мир, 2010.

12. , Олифер сети. Принципы, технологии, протоколы: Учебник для вузов. 3-е изд. – СПб.: Питер, 2006. – 958 с.

13. Угринович и ИКТ. Профильный уровень: учебник для 10, 11 классов.