4. Как идентифицируется ячейка?

Имя столбца – номер строки: А1, С5 и т.п.

5. Какая информация заносится в ячейки таблицы? Тексты, числа, формулы.

6. В чем состоит основное свойство электронной таблицы. Мгновенный пересчет формул при изменении значений величин, входящих в формулы.

8. Правила записи формул.

Запись в строку, проставлять все операции, использовать круглые скобки, знать старшинство операций: функции, ^, * и /. + и -.

9. Что такое блок таблицы? Прямоугольный фрагмент. Обозначается <лев.верх.яч.>:<прав.нижн.яч.>.

10. Какие вычисления можно выполнять над блоком таблицы?

Сумма чисел, среднее значение, выбор максимального и минимального значения и др.

11. Что такое принцип относительной адресации?

Адреса ячеек в формулах определены относительно места расположения формулы.

12. Какие манипуляции можно выполнять с таблицей? Копировать и переносить фрагменты; вставлять и удалять, строки и столбцы; сортировать строки по значению столбца.

13. Что такое графическая обработка данных в электронной таблице? Построение диаграмм и графиков по табличным данным (деловая графика).

14. Как можно отменить принцип относительной адресации? Путем «замораживания» адреса ячейки, используя значок $.

15. Что такое условная функция? Функция вида: ЕСЛИ (условие, выражение 1, выражение 2). Условие – логическое выражение. Если условие истинно, то выполнится выражение 1, иначе – выражение 2.

16. Как реализованы логические операции в ЭТ? Реализованы в виде логических функций: И (условие 1, условие 2), ИЛИ (условие 1, условие2). НЕ (условие).

Функциональные возможностей табличных процессоров.

Характеристика режимов и команд

Режимы работы табличного процессора

Табличный процессор может иметь несколько режимов работы, наиболее важные из них: режим готовности, режим ввода данных, командный режим, режим редактирования.

Режим готовности - режим, в котором происходит выбор ячейки или блока ячеек для корректировки или выполнения какой-либо операции. В этом режиме текстового курсора нет, а есть выделение активной ячейки цветом (подсвечивание).

Режим ввода данных. Как только вы начали вводить данные в определенную ячейку, вы автоматически покидаете режим готовности и входите в режим ввода данных. Этот режим может также инициироваться специальной комбинацией "горячих" клавиш. Закончив ввод данных в ячейку, вы покидаете режим ввода и ищите новую ячейку в режиме готовности. Такая последовательная смена режимов происходит при работе с электронной таблицей многократно до тех пор, пока вы не закончите ввод данных во все нужные вам ячейки.

Работа в режиме ввода сконцентрирована на выборе определенных ячеек. Однако рано или поздно вам потребуется сохранить введенные данные, отсортировать, распечатать или произвести другие действия. В этом случае объектом ваших действий будет уже не одна ячейка, а некоторая их совокупность или вся таблица. Вам потребуется перейти в командный режим.

Командный режим. Наиболее распространенным способом перехода из режима готовности в командный режим является нажатие клавиши </> (слэш) или <F10>. После этого пользователю предоставляется возможность мышью или комбинацией клавиш выбрать и выполнить нужную ему команду (пункт) главного меню. После выполнения команды происходит возврат к режиму готовности.

Режим редактирования. При переходе в режим ввода данных прежнее содержимое текущей ячейки теряется. Если мы хотим, чтобы этого не происходило, используем специальный режим редактирования, инициируемый определенной клавишной комбинацией. Режим редактирования дает возможность вносить изменения в содержимое ячейки без полного повторения ее набора с клавиатуры. Этот режим особенно удобен, когда изменения по сравнению с содержимым ячейки невелики. В режиме редактирования содержимое активной ячейки появляется на контрольной панели, доступное для внесения изменений.

Основные группы команд

Табличный процессор располагает большим количеством команд, каждая из которых имеет различные параметры (опции). Команды совместно с дополнительными опциями образуют систему иерархического меню, которая у каждого типа табличных процессоров имеет свои особенности. На верхнем уровне иерархического меню находится главное меню. Выбор команды из меню производится одним из двух способов:

при помощи клавиш управления курсором с нажатием клавиши ввода;

вводом с клавиатуры специально выделенного символа выбранной команды (этот символ может быть выделен в меню цветом, подчеркиванием или использованием верхнего регистра).

Дополнительную информацию о командах, составляющих меню электронной таблицы, и их использовании можно получить, вызвав систему помощи.

Несмотря на особенности командных систем в табличных процессорах, совокупность команд, предоставляемых в распоряжение пользователя некоторой усредненной электронной таблицей, можно разбить на следующие типовые группы:

команды для работы с файлами;

команды редактирования;

команды форматирования;

команды для работы с окнами;

команды для работы с электронной таблицей как с базой данных;

печать;

сервис;

получение справочной информации;

использование графики.

____________________________________________

Билет №29 Табличные процессоры. Электронная таблица EXCEL. Понятие формулы и функции. Построение графиков.

Табличный процессор - программное средство для проектирования электронных таблиц. Они позволяют не только создавать таблицы, но и автоматизировать обработку табличных данных. С помощью электронных таблиц можно выполнять различные экономические, бухгалтерские и инженерные расчеты, а также строить разного рода диаграммы, проводить сложный экономический анализ, моделировать и оптимизировать решение различных хозяйственных ситуаций и т. д.

Функции табличных процессоров весьма разнообразны:

• создание и редактирование электронных таблиц;

• создание многотабличных документов;

• оформление и печать электронных таблиц;

• построение диаграмм, их модификация и решение экономических задач графическими методами;

• создание многотабличных документов, объединенных формулами;

• работа с электронными таблицами как с базами данных: сортировка таблиц, выборка данных по запросам;

• создание итоговых и сводных таблиц;

• использование при построении таблиц информации из внешних баз данных;

• создание слайд-шоу;

• решение оптимизационных задач;

• решение экономических задач типа “что – если” путем подбора параметров;

• разработка макрокоманд, настройка среды под потребности пользователя и т. д.

Наиболее популярными электронными таблицами для персональных компьютеров являются табличные процессоры Microsoft Excel, Lotus 1-2-3, Quattro Pro и SuperCalc.

MS Excel – одна из самых популярных программ электронных таблиц.

Файл - Подменю для работы с файлами, их открытия закрытия и сохранения.

Правка - Подменю для работы с клетками таблицы.

Вид - Подменю для изменения внешнего вида таблицы и представления данных.

Вставка - Подменю для добавления ячеек, строк, столбцов и других элементов.

Формат - Подменю для изменения вида представляемых данных в таблице.

Сервис - Подменю проверок и изменения настроек системы.

Данные - Подменю обработки данных таблицы их сортировки и группировки.

Окно - Подменю изменения вида окна и переходов между окнами.

? - Подменю помощи

Построение графиков

1. Открываем чистый лист книги. Делаем два столбца, в одном из которых будет записан аргумент, а в другом — функция.

2. Забиваем в столбец с аргументом x (столбец B) значения x так, чтобы вас устраивал выбранный отрезок, на котором вы будете рассматривать график функции. В ячейку C3 забьём формулу функции, которую вы собираетесь строить. Для примера рассмотрим функцию y = x³.

3. Перейдём непосредственно к построению графика.

Меню «Вставка» → «Диаграмма»:

4. Выбираем любую из точечных диаграмм. Нажимаем «Далее». Следует заметить, что нам необходима именно точечная диаграмма, т.к. другие виды диаграмм не позволяют нам задать и функцию, и аргумент в явном виде (в виде ссылки на группу ячеек).

5. В появившемся окне нажимаем вкладку «Ряд». Добавляем ряд нажатием кнопки «Добавить».

В появившемся окне надо задать откуда будут взяты числа (а точнее результаты вычислений) для графика.

6. Последний шаг — нажимаем «готово»;

____________________________________________

Билет №30 Передача данных. Структурная схема системы передачи информации. Модуляция и демодуляция. Понятие емкости канала.

Передача информации — физический процесс, посредством которого осуществляется перемещение информациив пространстве. Данный процесс характеризуется наличием следующих компонентов:

• Источник информации

• Приёмник информации

• Носитель информации

• Среда передачи

Информацию передают в виде сообщений. Сообщением называют информацию, выраженную в определенной форме и предназначенную для передачи от источника к адресату.

Структурная схема системы передачи информации

Источник сообщения состоит из совокупности источника информации и преобразователя сообщения. Сообщения передают с помощью сигналов, которые являются носителями информации.

Преобразователь:

1)преобразователь сообщения любой физ. природы в 1 – й электрический сигнал

2)преобразователь большого объёма алфавита сообщения в малый объём алфавита сигнала

Преобразователь выступает в роде кодера источника. В одних системах он выполняет обе функции, в других только преобразование в электрический сигнал. Пример: телефония (обычная).

Передающее устройство осуществляет преобразование сообщения в сигналы удобные для похождения по конкретной линии связи. В его состав входит устройство для помех. Это устройство называется кодирующим. Сущность его состоит в том, что в исходную кодеровую систему вводится дополнительные символы, которые позволяют на приёмнике обнаружить и исправить символы первого сигнала.

Как правило 1 – й электронный сигнал не передаётся по линии связи, а преобразовываются во вторичный сигнал пригодный для передачи. Такое преобразование осуществляется с помощью модулятора. Он изменяет один из параллельных высокочастотных колебаний в соответствии с изменением первого сигнала.

В процессе передачи сигнал искажается помехой и на входе в приёмник отличается от переданного сигнала. Приёмное устройство обрабатывает принимаемый сигнал и восстанавливает по нему передачу сообщения.

В приёмном устройстве имеются:

1) усилитель линейных каскадов(для усиления сигнала)

2)Демодулятор – высокочастотный сигнал преобразовывающий в низкочастотный.

В декодированном устройстве низкочастотный сигнал преобразуется в кодовую комбинацию символов первого сигнала. Здесь же осуществляется обнаружение и исправление искажений первого сигнала. Значит на выходе из приёмного устройства имеется кодовая комбинация соответствующая переданному сообщению.

Получатель имеет детектор сигнала, который преобразует кодовую информацию непосредственно в сообщение.

Модуляция и демодуляция

Модуляция – процесс тех или иных параметров сигнала, передаваемого на несущей частоте в соответствии с исходным сигналом.

Модуляция:

1. Амплитудная(Связана с изменением амплитуды колебаний)

2. Частотная (Связана с изменением частоты колебаний.)

3. Фазовая (Передача дискретного сигнала связана со сменой фазы)

Наиболее помехоустойчивая является фазовая. При фазовой модуляции фаза колебаний меняется на 180°.

Демодуляция – восстановление величин, вызвавших изменение параметров носителей при модуляции. Выполняется на принимающей стороне при известных условиях модуляции на передающей стороне.

Ёмкость канала зависит от ширины полосы пропускания и от шума. Для поддержания постоянной ёмкости, при сужении полосы пропускания необходима большая мощность сигнала и наоборот.

____________________________________________

Билет №31 Передача данных. Основные понятия. Характеристики канала связи. Эталонная модель обмена информацией информационной системы.

Передача данных (обмен данными, цифровая передача, цифровая связь) — физический перенос данных  в виде сигналов от точки к точке или от точки к нескольким точкам средствами электросвязи по каналу связи, как правило, для последующей обработки средствами вычислительной техники.

Последовательная передача — это последовательность передачи элементов сигнала, представляющих символ или другой объекта данных.

Цифровая последовательная передача — это последовательная отправка битов по одному проводу, частоте или оптическому пути.

Канал связи - это совокупность средств, предназначенных для передачи сигналов (сообщений).

Существуют различные типы каналов, которые можно классифицировать по различным признакам:

1.По типу линий связи: проводные; кабельные; оптико-волоконные;

линии электропередачи; радиоканалы и т.д.

2. По характеру сигналов: непрерывные; дискретные; дискретно-непрерывные (сигналы на входе системы дискретные, а на выходе непрерывные, и наоборот).

3. По помехозащищенности: каналы без помех; с помехами.

Каналы связи характеризуются:

1. Емкость канала определяется как произведение времени использования канала T_к, ширины спектра частот, пропускаемых каналом F_к и динамического диапазона D_к., который характеризует способность канала передавать различные уровни сигналов.

2. Скорость передачи информации - среднее количество информации, передаваемое в единицу времени.

3. Пропускная способность канала связи - наибольшая теоретически достижимая скорость передачи информации при условии, что погрешность не превосходит заданной величины.

4. Избыточность -  обеспечивает достоверность передаваемой информации (R = 01).

Проводные:

1.Проводные - витая пара (что частично подавляет электромагнитное излучение других источников). Скорость передачи до 1 Мбит/с. Используется в телефонных сетях и для передачи данных.

2.Коаксиальный кабель. Скорость передачи 10-100 Мбит/с - используется в локальных сетях, кабельном телевидении и т.д.

3.Оптико-волоконная. Скорость передачи 1 Гбит/с.

В средах 1-3 затухание в дБ линейно зависит от расстояния, т.е. мощность падает по экспоненте. Поэтому через определенное расстояние необходимо ставить регенераторы (усилители).

Радиолинии:

1.Радиоканал. Скорость передачи 100-400 Кбит/с. Использует радиочастоты до 1000 МГц. До 30 МГц за счет отражения от ионосферы возможно распространение электромагнитных волн за пределы прямой видимости. Но этот диапазон сильно зашумлен (например, любительской радиосвязью). От 30 до 1000 МГц - ионосфера прозрачна и необходима прямая видимость. Антенны устанавливаются на высоте (иногда устанавливаются регенераторы). Используются в радио и телевидении.

2.Микроволновые линии. Скорости передачи до 1 Гбит/с. Используют радиочастоты выше 1000 МГц. При этом необходима прямая видимость и остронаправленные параболические антенны. Расстояние между регенераторами 10-200 км. Используются для телефонной связи, телевидения и передачи данных.

3.Спутниковая связь. Используются микроволновые частоты, а спутник служит регенератором (причем для многих станций). Характеристики те же, что у микроволновых линий.

Эталонная модель

Модель OSI была предложена Международной организацией стандартов ISO (International Standards Organization) в 1984 году. С тех пор ее используют (более или менее строго) все производители сетевых продуктов. Как и любая универсальная модель, модель OSI довольно громоздка, избыточна и не слишком гибка, поэтому реальные сетевые средства, предлагаемые различными фирмами, не обязательно придерживаются принятого разделения функций.

7. Прикладной уровень

6. Представительский уровень

5. Сеансовый уровень

4. Транспортный уровень

3. Сетевой уровень

2. Канальный уровень

1. Физический уровень

____________________________________________

Билет №32 Передача данных. Основные понятия. Кодировка. Понятия корректирующих кодов.

Передача данных (обмен данными, цифровая передача, цифровая связь) — физический перенос данных (цифрового битового потока) в виде сигналов от точки к точке или от точки к нескольким точкам средствами электросвязи по каналу связи, как правило, для последующей обработки средствами вычислительной техники. Примерами подобных каналов могут служить медные провода, оптическое волокно, беспроводные каналы связи или запоминающее устройство.

Передача данных может быть аналоговой или цифровой (то есть поток двоичных сигналов), а также модулирован посредством аналоговой модуляции, либо посредством цифрового кодирования. Хотя аналоговая связь является передачей постоянно меняющегося цифрового сигнала, цифровая связь является непрерывной передачей сообщений.

Сообщения представляют собой либо последовательность импульсов, означающую линейный код (в полосе пропускания), либо ограничивается набором непрерывно меняющейся формы волны, используя метод цифровой модуляции. Такой способ модуляции и соответствующая ему демодуляция осуществляются модемным оборудованием. Кодирование источника и декодирование осуществляется кодеком или кодирующим оборудованием.

Набор символов — определённая таблица кодировки конечного множества знаков. Такая таблица сопоставляет каждому символу последовательность длиной в один или несколько байтов.

Нередко также вместо термина «набор символов» неправильно употребляют термин «кодовая страница», означающий на самом деле частный случай набора символов с однобайтным кодированием.

В настоящее время в основном используются кодировки трёх типов: совместимые с ASCII, совместимые с EBCDIC и основанные на Юникоде 16-битные, с подавляющим преобладанием первых. Представление UTF-8 Юникода совместимо с ASCII. Кодировки на базе EBCDIC (например, ДКОИ-8) используются только на некоторых мэйнфреймах. Первоначально в каждой операционной системе использовался один набор символов. Теперь используемые наборы символов стандартизованы, зависят от типа операционной системы лишь по традиции и устанавливаются согласно локали.

Корректирующие коды  — коды, служащие для обнаружения или исправления ошибок, возникающих при передаче информации под влиянием помех, а также при её хранении.

Для этого при записи (передаче) в полезные данные добавляют специальным образом структурированную избыточную информацию (контрольное число), а при чтении (приёме) её используют для того, чтобы обнаружить или исправить ошибки. Естественно, что число ошибок, которое можно исправить, ограничено и зависит от конкретного применяемого кода.

С кодами, исправляющими ошибки, тесно связаны коды обнаружения ошибок. В отличие от первых, последние могут только установить факт наличия ошибки в переданных данных, но не исправить её.

____________________________________________

Билет №33

Основы компьютерной коммуникации. Локальные и глобальные сети. Топология. Адресация в глобальных сетях.

Локальная сеть принадлежит корпорации (фирме); объединяет компьютеры, принадлежащие этой фирме; обслуживает нужды сотрудников фирмы, подчиненных руководству этой фирмы.

Территориальная сеть принадлежит корпорации и обслуживает клиентов этой корпорации; клиенты имеют договор об обслуживании, в котором оговорены права и обязанности сорон, но не подчинены копрорации и используют сеть для своих собственных надобностей.

Глобальная сеть не имеет хозяина; разные её участки принадлежат разным хозяевам - участникам сети; сеть обслуживает владельцев сети и их клиентов.

Немного о том, что такое порядок и какие нарушения (намеренные или спонтанные) необходимо пресекать:

Захват (узурпация) полосы пропускания. Пока один пользователь перегоняет свои данные, остальные вынуждены работать на малой скорости. Если сеть может обеспечить гарантированное качество услуг, узурпирование полосы пропускания невозможно; а если нет - то сеть должна обеспечивать хотя бы некоторый минимум "справедливости".

Присвоение чужого сетевого идентификатора. Многие системы различают пользователей не только по имени/паролю, но и по сетевому идентификатору машины (Ethernet-номеру, IP-адресу, доменному имени или NetBIOS-имени), а в сетях, расчитанных на использование персональных компьютеров (когда за каждым компьютером работает один человек), идентификатор машины может быть первичным. Сервер обычно неспособен обнаружить подделку идентификатора - этим должно заниматься премежуточное оборудование.

Атаки на плохо защищенный сервер. Вообще-то сервер должен быть защищен адекватно ценности хранимой на нем информации и выполняемым им функциям, но некоторые типы атак очень трудно отразить, так что дешевле не допустить их до сервера.

Основные топологии

Существует три основные физические топологии: шинная (bus), кольцевая (ring) и звездообразная (star). Каждая топология продиктована определенной технологией кадров локальной сети.

Шинная топология

Шинная топология соответствует соединению всех сетевых узлов в одноранговую сеть с помощью единственного открытого (open-ended) кабеля. Кабель должен оканчиваться резистивной нагрузкой - так называемыми оконечными резисторами (terminating resistors). Единственный кабель в состоянии поддерживать только один канал. В данной топологии кабель называют шиной (bus).

Типичная шинная топология предполагает использование единственного кабеля без дополнительных внешних электронных устройств с целью объединения узлов в одноранговую сеть. Все подключенные устройства прослушивают трафик шины и принимают только те пакеты, которые адресованы им. Отсутствие необходимости использования сложных внешних устройств (например, повторителей) в значительной степени упрощает процедуру развертывания шинной локальной сети. Затраты на развертывание также будут незначительными. К недостаткам данной топологии можно отнести ограниченные функциональные возможности, а также недостаточные расстояния передачи данных и расширяемость.

Кольцевая топология

Кольцевая топология впервые была реализована в простых одноранговых локальных сетях. Каждая рабочая станция соединялась с двумя ближайшими соседями. Общая схема соединения напоминала замкнутое кольцо. Данные передавались только в одном направлении. Каждая рабочая станция работала как ретранслятор, принимая и отвечая на адресованные ей пакеты и передавая остальные пакеты следующей рабочей станции, расположенной «ниже по течению».

В первоначальном варианте кольцевой топологии локальных сетей использовалось одноранговое соединение между рабочими станциями. Поскольку соединения такого типа имели форму кольца, они назывались замкнутыми (closed). Преимуществом локальных сетей этого типа является предсказуемое время передачи пакета адресату. Чем больше устройств подключено к кольцу, тем дольше интервал задержки. Недостаток кольцевой топологии в том, что при выходе из строя одной рабочей станции прекращает функционировать вся сеть.

Топология типа «звезда»

Локальные сети звездообразной топологии объединяют устройства, которые как бы расходятся из общей точки - концентратора (см. рис. 5.4). Если мысленно представить концентратор в качестве звезды, соединения с устройствами будут напоминать ее лучи - отсюда и название топологии. В отличие от кольцевых топологий, физических или виртуальных каждому сетевому устройству предоставлено право независимого доступа к среде передачи. Такие устройства вынуждены совместно использовать доступную полосу пропускания концентратора. Примером локальной сети звездообразной топологии является Ethernet.

Звездообразные топологии широко используются в современных локальных сетях. Причиной такой популярности является гибкость, возможность расширения и относительно низкая стоимость развертывания по сравнению с более сложными топологиями локальных сетей со строгими методами доступа к среде передачи данных. Рассматриваемая архитектура не только сделала шинные и кольцевые топологии принципиально устаревшими, но и сформировала базис для создания следующей топологии локальных сетей - коммутируемой.

Коммутируемая топология

Коммутатор (switch) является многопортовым устройством канального уровня (второй уровень справочной модели OSI). Коммутатор «изучает» МАС-адреса и накапливает данные о них во внутренней таблице. Между автором кадра и предполагаемым получателем коммутатор создает временное соединение, по которому и передается кадр.

В стандартной локальной сети, реализующей коммутируемую топологию, все соединения устанавливаются через коммутирующий концентратор (switching hub), что и проиллюстрировано на рисунке 5.5. Каждому порту, а следовательно, и подключенному к порту устройству, выделена собственная полоса пропускания. Первоначально принцип действия коммутаторов основывался на передаче кадров в соответствии с МАС-адресами, однако технологический прогресс внес свои коррективы. Современные устройства в состоянии коммутировать ячейки (пакеты кадров, имеющие фиксированную длину и соответствующие второму уровню структуры передачи данных). Кроме того, коммутаторы поддерживают протоколы третьего уровня, а также распознают IP-адреса и физические порты коммутатора-концентратора.

Коммутаторы повышают производительность локальной сети двумя способами. Первый способ заключается в расширении полосы пропускания, доступной сетевым устройствам. Например, коммутатор-концентратор Ethernet с восемью портами обладает таким же количеством отдельных доменов по 10 Мбит/с каждый, обеспечивая суммарную пропускную способность 80 Мбит/с.

Второй способ повышения производительности локальной сети сводится к уменьшению количества устройств, которые вынуждены использовать все сегменты полосы пропускания. В каждом выделенном коммутатором домене находятся только два устройства: собственно сетевое устройство и порт коммутатора-концентратора, к которому оно подключено. Вся полоса пропускания 10 Мбит/с принадлежит двум устройствам сегмента. В сетях, которые не поддерживают конкурирующие методы доступа к среде передачи, например, в Token Ring или FDDI, область циркуляции маркера будет ограничена меньшим количеством сетевых устройств.

Адресация в сети Интернет

Основным протоколом сети Интернет является сетевой протокол TCP/IP. Каждый компьютер, в сети TCP/IP (подключенный к сети Интернет), имеет свой уникальный IP-адрес или IP – номер. Адреса в Интернете могут быть представлены как последовательностью цифр, так и именем, построенным по определенным правилам. Компьютеры при пересылке информации используют цифровые адреса, а пользователи в работе с Интернетом используют в основном имена. Цифровые адреса в Интернете состоят из четырех чисел, каждое из которых не превышает двухсот пятидесяти шести. При записи числа отделяются точками, например: 195.63.77.21. Такой способ нумерации позволяет иметь в сети более четырех миллиардов компьютеров.

В Интернете применяется так называемая доменная система имен. Каждый уровень в такой системе называется доменом. Типичное имя домена состоит из нескольких частей, расположенных в определенном порядке и разделенных точками. Домены отделяются друг от друга точками, например: www.lessons-tva.info или tva.jino.ru. Доменная система образования адресов гарантирует, что во всем Интернете больше не найдется другого компьютера с таким же адресом. Для доменов нижних уровней можно использовать любые адреса, но для доменов самого верхнего уровня существует соглашение. В системе адресов Интернета приняты домены, представленные географическими регионами. Они имеют имя, состоящее из двух букв, например: Украина-ua Франция-fr; Канада-са; США-us; Россия-ru. ____________________________________________

Билет №34 Искусственный интеллект. Основные понятия. История развития. Данные и знания.

Искусственный интеллект – область исследований находящаяся на стыке наук, в которых теоретические исследования, направленные на создание теорий и моделей, позволяющих понимать принципы интеллектуальной деятельности человека, а практической целью является построение интеллектуальной системы, воспроизводящей эту интеллектуальную деятельность применительно к решению прикладных задач.

На данный момент у ИИ есть 2 самостоятельные отрасли: нейрокибернетика и кибернетика черного ящика. Нейрокибернетика занимается устройством способным воспроизводить структуру человеческого мозга. Основа человеческого мозга нейроны, связанные между собой. Цель нейрокибернетиков создать нейросеть, пока удалось воссоздать только человеческий глаз. В настоящее время существует 3 подхода к созданию нейросетей: аппаратный, программный, гибридный. Основная область применения нейросетей – распознавание образов.

А задачей кибернетики черного ящика является создание устройства воспроизводящего алгоритмы решения интеллектуальных задач. Были созданы различный подходы в этой отрасли: модель лабиринта поиска(лабиринт представляется в форме графа), модель эвристического программирования(разработка стратегии на основе заданных алгоритмов, полученных опытным путем-эвристик)

Основным направлением ИИ стало создание систем основанных на знаниях(экспертных систем).

Знания – выявленные закономерности предметной области, позволяющие решать задачи в этой области. Знания связаны с данными, основаны на них.

Да́нные — это представление фактов и идей в формализованном виде, пригодном для передачи и обработки в некотором информационном процессе.

Трансформация знаний

1. Знания в памяти человека, как результат мышления

2. Материальные носители знаний и др. носители

3. Формализованное представление знаний(описание в виде атрибутов и закономернойстей)

4. Знания описываются на языке представления знаний, на языке какой-либо модели знанмц

5. Базы знаний на магнитных носителях

База знаний основа любой интеллектуальной системы.

Классификация знаний

1. Поверхностные и глубокие

2. Процедурные(представлены в алгоритмах) и деклоративные (знания представленные на языке знаний)

____________________________________________

Билет №35 Искусственный интеллект. Основные понятия. Направления развития.

Искусственный интеллект – область исследований находящаяся на стыке наук, в которых теоретические исследования, направленные на создание теорий и моделей, позволяющих понимать принципы интеллектуальной деятельности человека, а практической целью является построение интеллектуальной системы, воспроизводящей эту интеллектуальную деятельность применительно к решению прикладных задач.

На данный момент у ИИ есть 2 самостоятельные отрасли: нейрокибернетика и кибернетика черного ящика. Нейрокибернетика занимается устройством способным воспроизводить структуру человеческого мозга. Основа человеческого мозга нейроны, связанные между собой. Цель нейрокибернетиков создать нейросеть, пока удалось воссоздать только человеческий глаз. В настоящее время существует 3 подхода к созданию нейросетей: аппаратный, программный, гибридный. Основная область применения нейросетей – распознавание образов.

А задачей кибернетики черного ящика является создание устройства воспроизводящего алгоритмы решения интеллектуальных задач. Были созданы различный подходы в этой отрасли: модель лабиринта поиска(лабиринт представляется в форме графа), модель эвристического программирования(разработка стратегии на основе заданных алгоритмов, полученных опытным путем-эвристик)

Направления развития ИИ:

1. Представление знаний и разработок в системах основанных на знаниях

2. Специальное ПО (разработанное на специальных языках программирования LISP, PROLOG, SMALLTALK). Создание прикладных программ ориентированных на ИС.

3. Разработка естественно- языковых интерфейсов и машинный перевод

4. Робототехника (создание технической системы способной действовать в реальной среде)

Роботы: программные (действуют только по прграмме)

Адаптивные( с пом. Датчиков считывают данные об окружающей среде и приспосабливаются)

Интеллектуальные(воспринимают образы, самообучаются, принимают решения, составляют планы)

5. Распознавание образов

6. Игры и машинное творчество

____________________________________________

Билет №36 Искусственный интеллект. Основные понятия. Данные и знания. Модели представления знаний.

Искусственный интеллект – область исследований находящаяся на стыке наук, в которых теоретические исследования, направленные на создание теорий и моделей, позволяющих понимать принципы интеллектуальной деятельности человека, а практической целью является построение интеллектуальной системы, воспроизводящей эту интеллектуальную деятельность применительно к решению прикладных задач.

На данный момент у ИИ есть 2 самостоятельные отрасли: нейрокибернетика и кибернетика черного ящика. Нейрокибернетика занимается устройством способным воспроизводить структуру человеческого мозга. Основа человеческого мозга нейроны, связанные между собой. Цель нейрокибернетиков создать нейросеть, пока удалось воссоздать только человеческий глаз. В настоящее время существует 3 подхода к созданию нейросетей: аппаратный, программный, гибридный. Основная область применения нейросетей – распознавание образов.

А задачей кибернетики черного ящика является создание устройства воспроизводящего алгоритмы решения интеллектуальных задач. Были созданы различный подходы в этой отрасли: модель лабиринта поиска(лабиринт представляется в форме графа), модель эвристического программирования(разработка стратегии на основе заданных алгоритмов, полученных опытным путем-эвристик)

В 14 веке испанский математик Луллий попытался создать машину для решения различных задач на основе всеобщей классификации понятий, в 18 веке Лейбниц и Декарт развили эту идею, предложив универсальный язык.

Основным направлением ИИ стало создание систем основанных на знаниях(экспертных систем).

Знания – выявленные закономерности предметной области, позволяющие решать задачи в этой области. Знания связаны с данными, основаны на них. Да́нные (калька от англ. data) — это представление фактов и идей в формализованном виде, пригодном для передачи и обработки в некотором информационном процессе.

Трансформация знаний

6. Знания в памяти человека, как результат мышления

7. Материальные носители знаний и др. носители

8. Формализованное представление знаний(описание в виде атрибутов и закономернойстей)

9. Знания описываются на языке представления знаний, на языке какой-либо модели знанмц

10. Базы знаний на магнитных носителях

База знаний основа любой интеллектуальной системы.

Классификация знаний

3. Поверхностные и глубокие

4. Процедурные(представлены в алгоритмах) и деклоративные(знания представленные на языке знаний)

Модели представления знаний

Сетевая модель

Совокупность взаимосвязанных понятий образует семантическую сеть понятий. Эта сеть состоит из понятий различных категорий: объектов, свойств, операций, событий и т.д.

Если предметную область (ПО) рассматривать как совокупность понятий и связей (отношений) между ними, то семантические сети дают возможность представлять знания о ПО в наглядной и структурированной форме. Семантические сети обеспечивают представление ПО в виде ориентированного графа, вершинами которого выступают понятия, а ребрами – связи между ними. Связь между понятиями сетевой модели выражает минимальный объем знаний, простейший факт, относящийся к двум понятиям.

ПО в любой момент времени может быть представлена в виде совокупностей сущностей, понятий и ситуаций, называемой ее состоянием. Каждой ситуации можно поставить в соответствие некоторое утверждение или суждение об ее истинности или ложности.

Основа семантической сети – события, атрибуты, комплексы признаков и процедуры.

События – это суждения, факты, результаты наблюдений, рекомендации. Могут представляться словосочетаниями и числами. Группируются тематически или функционально в разделы. Делятся на характеризуемые и характеризующие (события-признаки, например, «идет дождь» для события «дождливая погода»).

Атрибут – это характеризующее событие, имеющее несколько значений. (Например, «погода» атрибут «времени года»).

Несколько признаков могут объединяться в комплекс, характеризующий событие в большей степени, чем отдельный признак.

Процедура – это специфический компонент сети, выполняющий преобразование информации. Она позволяет вычислять значения одних атрибутов на основании других, оперируя как с числами, так и с символами.

Для вывода знания события в сетевой модели делятся на исходные(признаки) и целевые(гипотезы).

Фреймовая модель

Фрейм – это некоторая структура для представления знаний которая при ее заполнении соответствующими значениями превращается в описание конкретного факта, события или ситуации. Каждый фрейм можно рассматривать как семантическую сеть, состоящую из выделенных вершин и связей.

Фреймовая модель основана на принципе фрагментации знаний.

Основа фреймовой модели – слот, который состоит из имени некоторого признака, значений этого признака и связи с другими слотами.

Например, описание ситуации «Студент Иванов получил книгу А. Я. Архангельского «100 компонентов Delphi» в библиотеке ТГПУ им. Л. Н. Толстого в г. Туле» может быть представлено следующим образом:

ПОЛУЧЕНИЕ:

ОБЕКТ (КНИГА: (Автор, А. Я. Архангельский), (Название, 100 компонентов Delphi));

АГЕНТ (СТУДЕНТ: (Фамилия, Иванов));

МЕСТО: (БИБЛИОТЕКА: (Название, ТГПУ), (Расположение, Тула)).

Здесь ОБЪЕКТ, АГЕНТ и МЕСТО – это роли, которые играют слоты КНИГА, СТУДЕНТ и БИБЛИОТЕКА в рамках фрейма ПОЛУЧЕНИЕ.

Фреймовую модель можно представить в виде таблицы, у которой в отличие от реляционной модели данных есть ряд особенностей:

возможность смешанного заполнения слотов константами и переменными;

возможность наличия пустых слотов;

размещение в слотах указателей на другие фреймы для создания сети;

размещение в слотах имен выполняемых процедур.

Фремы бывают:

Фреймы структуры

Фреймы сценарии

Фреймы роли

Фреймы ситуации

Логическая модель.

В основе логического способа представления знаний лежит идея описания знаний о предметной области в виде некоторого множества утверждений, выраженных в виде логических формул, и получение решения построением вывода в некоторой формальной (дедуктивной) системе.

Знания, которые могут быть представлены с помощью логики предикатов, являются либо фактами, либо правилами. При использовании логических методов сначала анализируется структура предметной области, затем выбираются соответствующие обозначения и в заключении формируются логические формулы, представляющие собой закономерности рассматриваемой области. Множество таких формул является логической программой, содержащей информацию о ПО.

Например, в качестве языка логического программирования можно использовать ПРОЛОГ, а совокупность логических формул, состоящую из запроса, множества предложений программы и интерпретатора языка, можно рассматривать как алгоритм решения задач приложений.

Продукционная модель.

Продукционная модель представления знаний является развитием логических моделей в направлении эффективности представления и вывода знания.

Продукция – это выражение, содержащее ядро, интерпретируемое фразой «Если А, то В», имя, сферу применения, условие применимости ядра и постусловие, представляющее собой процедуру, которую следует выполнить после успешной реализации ядра. Все части, кроме ядра, являются необязательными.

Взаимосвязанный набор продукций образует систему. Основная проблема вывода знания в системе продукций является выбор для анализа очередной продукции. Конкурирующие продукции образуют фронт.

Преимущества продукционной модели:

простота и ясность основной единицы – продукции;

независимость продукций и легкость модификации БЗ;

строгость, простота и изученность механизма логического вывода.

Недостатки:

малая степень стуктуризации БЗ;

неясность взаимных отношений продукций;

неуниверсальность.

Наибольшее применение для реализации продукционных моделей получил язык ПРОЛОГ.

____________________________________

Билет №37 Экспертные системы. Структура ЭС. Классификация ЭС.

Экспе́ртная систе́ма (ЭС, expert system) — компьютерная программа, способная частично заменить специалиста-эксперта в разрешении проблемной ситуации.

Структура ЭС интеллектуальных систем

Интерфейс пользователя

Пользователь

Интеллектуальный редактор базы знаний

Эксперт

Инженер по знаниям

Рабочая (оперативная) память

База знаний

Решатель (механизм вывода)

Подсистема объяснений

База знаний состоит из правил анализа информации от пользователя по конкретной проблеме. ЭС анализирует ситуацию и, в зависимости от направленности ЭС, дает рекомендации по разрешению проблемы.

Как правило, база знаний экспертной системы содержит факты (статические сведения о предметной области) и правила — набор инструкций, применяя которые к известным фактам можно получать новые факты.

Обычно факты в базе знаний описывают те явления, которые являются постоянными для данной предметной области. Характеристики, значения которых зависят от условий конкретной задачи, ЭС получает от пользователя в процессе работы, и сохраняет их в рабочей памяти. Например, в медицинской ЭС факт «У здорового человека 2 ноги» хранится в базе знаний, а факт «У пациента одна нога» — в рабочей памяти.

База знаний ЭС создается при помощи трех групп людей:

эксперты той проблемной области, к которой относятся задачи, решаемые ЭС;

инженеры по знаниям, являющиеся специалистами по разработке ИИС;

программисты, осуществляющие реализацию ЭС.

ЭС может функционировать в 2-х режимах.

Режим ввода знаний — в этом режиме эксперт с помощью инженера по знаниям посредством редактора базы знаний вводит известные ему сведения о предметной области в базу знаний ЭС.

Режим консультации — пользователь ведет диалог с ЭС, сообщая ей сведения о текущей задаче и получая рекомендации ЭС. Например, на основе сведений о физическом состоянии больного ЭС ставит диагноз в виде перечня заболеваний, наиболее вероятных при данных симптомах.

Классификация ЭС[1]

[править]

Классификация ЭС по решаемой задаче

Интерпретация данных

Диагностирование

Мониторинг

Проектирование

Прогнозирование

Сводное Планирование

Обучение

Управление

Ремонт

Отладка

Классификация ЭС по связи с реальным временем

Статические ЭС

Квазидинамические ЭС

Динамические ЭС