Общая схема проектирования

Исходные данные	Этапы проектирования	Вар-ты: вых.данные
Предметная область	Исследование информационных потребностей	1)сов-ть таблиц, описание на содержательном уровне (дз№2) 2) тезаурусная модель 3) матричная инфор-ая модель, для кот. требуется ППП обработки
	Инфологическое проектирование (построение концептуальной модели)Близка по структуре к машинной обработке, но не ориентирована на конкр. СУБД	1) канонические структуры 2) композиционная модель (Хаббард) 3) Модель «С-С» 4) слабая структуризация СУБД: ПО на осннове иерархической классификации
	Выбор крнкретной СУБД	Конкр. СУБД и состав программных средств СУБД
	Датологическое проектирование (переход от инфологической модели к виду, кот. поддерживается выбранной СУБД + загрузка базы, проектирование ПП их опробация.	1) Проект модели СУБД и состав программных средств СУБД 2) подготовление к загрузке реляционных таблиц 3) текст прикладной программы
	Физ. проектирорвание

По общей схеме проектирования проектировщик разрабатывает и защищает след. проекты:

1. стр-ры ПО на содержательном уровне (обосновывает список реквизитов, хранимых в БД и обоснование спецификации связей м\у реквизитами)

2. Проект инф-ой модели ПО (независимость от конкретных программных средств)

3. Проект реляционной модели базы данных. Чтобы выбрать ту или иную схему проектирования БД проектировщик должен определить:

• Имеет ли данная ПО информационное пространство

• Если имеет, то какой тип струтуризации информационного пространства ПО.

Рассмотрим ситуацию,е сли нет инфор-ого пространства

1 вариант: 1 этап заменен заменен на этап снятия информ. Характеристик для всех составляющих частей ПО, на осн. наблюдения и знаний на выходе будет схема иерархической классификации

2 вариант: вместо 1-о этапа  изучение видов деятельности предметной области на основании метода модели «С-С».

Если есть информационное пространство

Если текст – этап 1 заменяется «структуризацией текстовой информации на основании методов модели «С-С».

Если документы – классическая схема.

Подходы к проектированию БД

1. документный и объектный

2. инфологический и датологический подход

Инфологическое: Проектирование БД не ориентировано на конкретную программную среду, т.е. создается такая универсальная структура модели БД, что от нее можно перейти к любой модели, которая поддерживается кокретным программным обеспечением.

Датологическое: проектировщик с самого начала ориентирован на конкретную программную среду.

Выбор метода, схемы проек-я зависит от очень многих фак-в, важнейшими из ко-х являются:

• требования заказчика к будущей БД

• неоднократность и степень структуризации информационного пространства для каждого конкретного ПО.

27. Методика определения списка реквизитов, хранимых в базе

Процесс преобразования информации, полученной на основании изучения входных и выходных документов, в список реквизитов хранимых в базе включает пять шагов.

• все реквизиты необходимо поделить на реквизиты –признаки и реквизиты-основания, и логические реквизиты

Реквизит-основание – это такой реквизит, который получен в результате какого-то процесса обработки или вычислительной операции.

Реквизит-основание – это такие реквизиты, которые описывают объект, то есть раскрывают его качественные характеристики.

Реквизит логического характера - это реквизиты, значения которых могут иметь вид только да или нет.

• выделяем отдельные элементы данных из полученных документов и распределяем их по родовидовым спискам (таким, как даты, количества, запасы и т.д.). При этом уменьшается возможность дублирования элементов данных.

• из списка реквизитов-оснований удаляем реквизиты, которые получены на основе алгоритма и заменяем их первичными реквизитами.

• мы оставляем только те реквизиты выходных документов, которые нужно потребителю.

проверяем имена реквизитов, потому что они должны быть заданы таким образом, чтобы быть понятными для будущих пользователей

29. Распределенные БД (РБД).

РБД(1) – такая система организации, хранения, накопления, обработки, представления данных, при которой предусмотрено определенное закрепление фиксированных информационных структур за конкретными базами данных, называемыми локальными. Эти структуры в общем случае доступны пользователю любой локальной информационной системы, любой локальной базы данных.

РБД(2) – такая организация хранения и обработки данных, при которой существует фиксированное закрепление едениц информации и отношений за конкретными локальными ЭИС и каждая локальная ЭИС имеет доступ к любой единице информации и отношению в пределах всей распределенной ЭИС.

Объединение локальных ЭИС в распределенную ЭИС с единой распределенной базой данных имеет и позитивные, и негативные стороны.

"+" можно разместить определенные данные на тех локальных ЭИС, где они чаще запрашиваются. Организация, реорганизация проще на локальных ЭИС чем на централизованной БД.

"–" возможен одновременный доступк одним и тем же ресурсам разными пользователями, что может привести к сбоям – необходимо это предусмотреть; сложные алгоритмы корректировки и поддержания целостности.

Различают 4 стратегии распределения:

1. Централизация – 1 копия на 1 узле. Все запросы отправляются на 1 узел, что снижает надежность, большое время обслуживания.

2. Расчленение – 1 копия на нескольких узлах. Время обработки запроса может быть существенно меньше, чем в 1).

3. Дублирование – несколько копий на нескольких узлах. Высокая надежность, простота восстановления.

4.1) Смешанная стратегия А – на нескольких узлах фрагменты нескольких копий.

Сложность реализации, однако, гибкость.

4.2) Смешанная стратегия Б – на нескольких узлах копии, однако на центральном узле копии особо важных фрагментов. Гибкость, надежность, большое время обслуживания.

31. Особенности проектирования распределенных баз данных (РБД).

Этапы:

1) Анализ требования [требования к обработке] [общие информ. потребности]



2) Концептуальное проектирование



3) Проектирование реализации [требования к обработке] [хар-ка СУРБД]

 [глобальная логическая БД]

4) Расчленение БД [сведения о стратегии расчленения]

 [разделы БД]

5) Размещение БД [хар-ки ОС и аппарат. к каждому узлу] [треб. систем связи, сети]

 [распределение разделов БД по узлам]

6) Проектирование локальной физической БД

/ о четвертом этапе – расчленение БД /

Глобальная структура БД (ГСБД).

ВХОД:

Требования к обработке

Характеристика СУРБД

Характеристика ОС и аппаратуры

Сведения о стратегиях



расчленение ГСБД / деление на подфайлы



ВЫХОД:

Разделы БД

Размер каждого раздела

Модели и частота использования приложений

При делении на подфайлы необходимо учитывать структурную совместимось сведений; на этом этапе необходимо учитывать допустимый размер и производительнось, т.е. время отклика на запросы пользователей. При делении на подфайлы учитываются и характеристики приложений. Для того, чтобы улучшить характеристики систем отклика на запросы необходимо объединить некоторые записи, которые часто используются в отдельные подфайлы и размещать с учетом частоты использования.  на этом этапе проводится анализ приложений с точки зрения как приложения БД используют возможные разделы.

Модели приложения делятся так:

1. используют только единственный файл

2. используют несколько файлов

3. допускают || обработку

4. не допускают || обработку

/ о пятом этапе – размещение БД /

Надо учитывать:

1. как разместить отдельные ресурсы по узлам

2. как будет происходить обновление данных – одновременно во всех узлах или только 1 узел

3. при / (шестой этап) проектировании локальной физической БД / основная задача – выбор стратегии доступа:

а) создание общего индекса поиска: по ключу записи идет поиск в общем индексном файле, по которому находится индексный показатель и по нему идет поиск в общем файле

б) создание отдельных индексов: по идентефикатору записи идет поиск дифференцированных файлов; если запись не найдена, то поиск идет в основном файле

в) создание отдельных индексов и поискового фильтра: например по идентефикатору записи

32. Искусственный интеллект.

ИИ – способность правильно реагировать на новую ситуацию. ИИ – это програмная система, имитирующая на компьютере мышление чела; создание таких систем – большой скачок. Системы электронной обработки данных входят в область, которая считаются сферой деятельности чела; т.е. в те области, где для решения конкретных задач требуются знания чела.

Первые "системы ИИ" (Тоша: даже через 50 лет настоящий ИИ не будет создан, т.к. сейчас нельзя создать подобие ИИ, которое прошло бы тест Тьюринга) появились 50 лет назад. Это "общий решатель задач" и "логик-теоретик".

Основная идея – полностью перенести работу человеческого мозга при решении конкретных задач.

Дальнейшее развитие в области систем ИИ связано с роботами. От разработки идей создания ИИ перешли к идее "механико-логической" операции. Например, задача о "миссионерах и людоедах".

Дальнейшее развитие систем ИИ.

Машины, производящие системы ИИ привели к созданию штучных экспертных систем, которые программируют некоторые задачи управления.

Области применения систем ИИ.

Лингвистика: распознание речи, машинный перевод, обучение языку, интеллектуальный интерфейс;

Математика: система символьных и алгебраических вычислений, доказательства теории;

Программирование игр: шахматы;

Моделирование;

Обработка сигналов и распознание образов;

Робототехника и автоматизация производственных процессов;

Машинное проектирование;

Автоматизация программирования;

Экспертные системы: прогнозирование, управление производством, проектирование, обучение (например медицина или юриспруденция).

33. Знание и интеллект: место знаний, типы знаний.

Основная проблема создания систем ИИ – представление знания – проблема сводится к языкам представления знаний. Как представить в формализованном виде знания. Знания основываются на трех вещах: нужно много видеть, много учить, много перестрадать. Это можно представить в виде следующей схемы:

Данные, основанные на фактах

Промежуточная гипотеза

Заключительная гипотеза

Знания

Формируется знание

Рис. 1

Из схемы , что знание – результат, полученный на основе системы суждений, на которую ссылаются и используют в процессе логического вывода.

Искусственное знание делят на факты и правила. Факты указывают на хорошо известные и не требующие доказательств обстоятельства, независимо от того, к какой структуре они представлены. Правила – процедуры выводов или суждений.

Выводы, но основе которых из данных получаются знания. Различают 8 типов знаний.

1. Базовые элементы – знания об объектах реального мира, не требуют обсуждения, добавлены в виде фактов в том виде, в котором они были получены.

2. Утверждения и определения – это вид знания который основывается на базовых определениях и заранее рассматривается как достоверный.

3. Конценпции – получены на основе обобщения базовых элементов, на основе их перегруппировок. Методы, приемы.

4. Отношения – выражают элементарные свойства объектов, отношения между концепциями. Этот вид знаний близок к реляционным моделям.

5. Теоремы и правила – (частный случай прод. правил)

6. Алгоритмы решения – последовательность действий, процедур при решении какой-либо задачи.

7. Стратегии и эвристика – врожденные или приобретенные правила поведения системы, которые позволяют нам принять решения в конкретной ситуации.

8. Метазнания – знания того, что известно, и что определяет значения коэффициента доверия.

Все типы знаний должны быть организованы.

34. Организация знаний в интеллектуальных системах

Основная компонента любой интеллектуальной системы - интерфейс - взаимодействие человека с РС на языке, близком к профессиональному языку, позволяет организовать общение человека на естественном языке.

Компоненты интеллектуального интерфейса:

I. БЗ о языке общения

II. БЗ о естественно-языковом описании предметной области

III. БЗ о диалоге

IV. БЗ о языке представления знаний

V. Система управления БЗ.

I.

Профессиональные знания о языке общения:

А. Декларативные:

1. морфологические

2. синтаксические

3. семантические

4. прагматические

Б. Процедурные:

1. морфологические

2. синтаксические

3. семантические

4. прагматические

Декларативные знания - описание какой-либо процедуры, которую необходимо выполнить. Каждое описание сопровождается условиями и ограничениями, которые дают возможность выполнить процедуру.

А.1. - знания, которые описывают структуру слов языка общения

А.2. - структура предложений и текстов

А.3. - указывают на взаимосвязь значений слов, их смысла в предложениях и текста

А.4. - описывают употребление слов, предложений и текстов с точки зрения и целей решаемой задачи

Б.1. - перечень неизменяемых слов, синтаксис и т.д.

II. - делится на:

- частично формализуемые тексты

- произвольные тексты

II:

А. декларативные

Б. процедурные:

1. процедура классификации

2. процедура кодирования

3. процедура анализа текста

III:

- установление целей

- достижение/отказ от целей

- преследование целей

III:

А. Декларативные:

1. сведения об участниках диалога

2. их имена

3. их характеристики

4. сведения о структуре диалога в виде логической схемы с указанием инициаторов диалога

5. сведения о начале/конце диалога

6. сведения о выполненных шагах

Б. Процедурные:

1. анализ и характеристика участников диалога

2. процедура выбора типа диалога

3. процедура опознания пользователей/участников диалога

IV:

А. Декларативные:

1. сведения о четырех множествах: базовых элементов системы, синтаксических правил, конструкций аксиом, семантических правил вывода

Б. Процедурные:

1. все сведения о применении синтаксических и семантических правил преобразования базовых элементов

V:

1. лингвистический процессор:

2. программа создания базы лингвистических знаний:

- програмные средства первоначального заполнения/пополнения БД

- програмные средства определения первоначальных структур и хранения и т.д.

3. система ведения БЗ:

- поиск, пополнение и т.д.

4. средства администрирования БЗ:

- процедура целостности, безопасности, защиты БЗ

Модели представления знаний.

(все данные по лекции от 11.05.01)

I.Схема представления знаний:общ-я хар-ка, преимущества, недостатки

II. Организация знаний в интеллектуальном интерфейсе

Представление знаний- центральная проблема. Эти знания должны быть организованы, описаны и д.б. предлож. Средства манипулирования знаниями.

3 проблемы представления знаний в системах:

1. д.б. язык описания

2. д.б. язык манипулирования

3. д.б. программные средства, кот. управляют и описанием и манипулированием

Схема представления знаний (модели)

• логическая

• сетевая (семантическа)

• процедурная

• фреймовая

Логическая модель Общ. Характеристика. Логическая схема проектирования использует понятия: константа, переменная, функция предикат и логическая связь.

С помощью этих понятий любой факт можно представить в виде логических формул. БЗ- сов-ть логических формул, кот. обеспечивают только частичное описание структуры предметной области.

Измененая БЗ –вся ее корректировка, кот. означает уничтожение или введение логических формул (след. основная единица обмена м\у БЗ и пользователем является логическая формула)

Пр.: 1) Некий дельфин наделен умственными способностями

2) все слоны- серые

Преимущества таких систем

1. Пригодность такого языка для установления определенных правил. Кот. используются для поиска информации, для проверки данных на семантическую совместимость

2. Наличие у модели доступной и общепризнаннойсемантики.

Логическая модель несовершенна, поскольку затрудняет процесс приобретения знаний, нет уверенности в этих знаниях, не может критически оценить недостатки этих знаний и для полного представления д.б. дополнена нечеткими знаниями.

3. Простота применяемой системы обозначений

4. Каждый факт описывается один раз

Недостатки логических схем

1. Отсутствие организационных принципов для фактов, кот. составляют БЗ

2. Трудность представления процедурных и эвристичесикх знаний

Языки(пролог, FOL)

Семантическая сеть – сов-ть набора объектов (логических записей) и связей м\у ними.

Объекты=сущности (понятия ПО)

Связи= отношения м\у ними

Модификация семантической сети происходит на основании уничтожения и введения объектов и связей м\ у ними.

Пр: Иванов на протяжении времени с t₁ по t₂ владеет авто

Основное достоиноство

Наглядность и читаемость для любого пользователя

Недостаток

Отсутствие формализованной семантики и типовой терминологгии, но это можно ликвидировать с помощью языков программирования (С и Паскаль)

Процедурная схема Рассматривается как глоб БД, утверждений и набор теорем-операторов, кот. наблюдают за БД, активизируют ее и модифицируют.

Каждая из теорем, связанная с моделью, кот. под действием теоремы связывается с Д. Тогда эти Д либо уничтожаются, либо вводятся, либо ищутся в БД.

Достоинства: позволяет определить прямые взаимосвязи м\у фактами, но такая БЗ трудна для понимания и модификации

Фреймовые схемы представления

Фрейм – структура данных для представления какой-либо стериотипной ситуации, например, сдача экзамена.

Фрейм как сложная структура имеет слоты. Они соответствуют понятиям, кот. учавствуют в этой систуации. Кроме того, слоты – это связи м\у объектами. Во фрейм входит служебная информация о том, как его использовать, о том, что делать, если знание некоторых слотов отсутствуют.

БЗ= сов-ть организованных фреймов. (пример: фрейм «АУДИТОРИЯ №223», где ты сейчас сдаешь экзамен, а он тоже фрейм )

39.Особенности проектирования БЗ

БЗ является основной частью систем ИИ.

При проектировании БЗ мы должны учитывать особенности ИИ, который как програмный продукт включает следующие элементы:

цели

факты

правила

механизм ввода

упрощения,

которые в целом повторяют процесс принятия решения человеком. Первая работа, которую проводит проектировщик БЗ - определение целей.

При определении подцелей человек решает дополнительные проблемы. Он строит дерево целей.

При выборе основных побочных подцелей необходимо взвесить некоторые факты/факторы.

Следующий этап, который необходимо пройти - определение фактов ( к каждой цели приписываются факты).

Способы получения данных:

- анкетирование

- имитирование работы человеческого мозга (определение на основе весовых коэффициентов)

Следующий этап - этап формулирования правил и выводов.

После этого - этап разработки программы. В ней будут:

- правила определения целей и подцелей

- правила работы с БЗ и фактов

- программа оценки для достижения конечных целей

- программа цепочеки рассуждений

40. Системы кодирования в экономике.

{Целью кодирования является представление информации в более компактном виде}

Основу для кодирования составляют результаты классифицирования. Правила, по которым объектам присваиваются коды составляют систему кодирования. При проектировании систем возможно применение различных система кодирования:

• порядковой

• серийно-порядковой

• последовательной

• параллельной

• шахматной

• с повторением

Однако, наибольшее распространение получила позиционная система кодирования – в каждой кодируемой позиции ставится в соответствие определенное число знаков. Позиционная система построена на основе фасеточной классификации.

П.с. основывается на распределении кодируемых наименований на группы. Каждой группе соответствует определенный признак. Значение любого признака определяется двумя факторами: серией и позицией в структуре кода.

"+" логичность построения, возможность автоматического построения итогов по старшим признакам;

"– " болшая значность, сложность построения кода для много-признаковых номенклатур, необходимость введения избыточности кодов для отдельных признаков, недостаточность таких кодов для других признаков

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
11	12	13	14	15	16	17	18	19	20
21	22	23	24	25	26	27	28	29	30
31	32	33	34	35	36	37	38	39	40

26