Аверянов Современная информатика 2011
.pdfВ программе Internet Explorer предусмотрены три способа перехода
кдругой странице:
1)путем явного указания адреса страницы;
2)по ссылке;
3)по гипертекстовой ссылке, сокращенно – гиперссылке.
Явное указание адреса некоторых типов файлов можно выполнить подобно указанию адреса в ОС Windows или выбором адреса из раскрывающегося списка адресов, а также с помощью протокола
HTTP (Hyper Text Transfer Protocole), причем имя этого протокола можно и не указывать, оно принимается по умолчанию. Переходы по ссылкам организуются с использованием одного из трех списков:
списка особых, специальных ссылок; списка адресов просмотренных ранее страниц;
списка избранных ссылок, составляемых пользователем. Наконец, переходы по гиперссылкам, которые выделяются в
текстах документов цветом, осуществляются с помощью курсора и мыши, как, например, в FAR Maneger.
Во «Всемирной паутине» содержатся многие миллионы самых различных документов с текстовой, графической, аудио- и видеоинформацией. Поиск нужных документов в сети может оказаться весьма трудоемким и дорогостоящим. Программа Internet Explorer сама не занимается поиском, она лишь принимает от пользователя соответствующим образом оформленный запрос, обрабатывает его и передает одной из информационно-поисковых систем, среди ко-
торых отметим системы Alta Vista, Infoseek, Lycos, Excite, «Рэмб-
лер». Основой запроса являются ключевые слова (под которыми понимаются слова или словосочетания, отражающие содержание документа) и индексы, например индексы УДК – универсальной десятичной классификации. Эффективность поиска в сети в решающей степени определяется умением квалифицированно составить поисковый запрос, что в свою очередь зависит от опыта и эрудиции пользователя.
Собственная информация размещается в сети Internet как гипертекст, оформленный в виде сайта. Гипертекстом в Internet называют документ с взаимосвязанной информацией, который, помимо обычной текстовой и графической информации, содержит гиперссылки на другие гипертекстовые документы, причем эти гиперссылки встроены в текстовую или графическую информацию данного доку-
341
мента средствами языка HTML. Поскольку гиперссылки возможны не только на обычный текст, но также на графическую, звуковую или видеоинформацию, вместо термина «гипертекст» иногда в расширенном понимании используется термин «гипермедиа».
Все шире сейчас в офисах используется электронная почта, применяемая для отправления и получения сообщений (документов) с помощью сети Internet. Для пользования почтой абонент сети должен зарегистрироваться у провайдера и получить у него электронный адрес. После этого на сервере провайдера создается почтовый ящик абонента для накопления входящих и исходящих сообщений. Основные операции с электронной почтой – создание сообщений, доставка почты и чтение входящих (полученных) сообщений. Почтовая программа абонента создает для работы четыре папки с входящими, исходящими, отправленными и удаленными сообщениями соответственно.
Каждые сообщения электронной почты содержат заголовок, текст письма и, возможно, вложенные (присоединенные) файлы. В заголовке помимо служебной информации имеются поля для указания адреса отправителя (From:), даты (Date:), адреса получателя (То:) и темы сообщения (Subject:), причем отправитель указывает лишь адрес получателя и тему сообщения, а остальные поля заполняются системой автоматически. Часто используемые адреса можно поместить в «адресную книгу», а затем выбирать их из этой книги. Текст письма набирается с клавиатуры, как обычный текстовый файл в ОС Windows.
Одно из важнейших достоинств электронной почты – возможность переслать с письмом в качестве вложения (Attachment) произвольный файл. Вложенные файлы объемом свыше 20 – 30 Кбайт целесообразно предварительно упаковать (архивировать) для снижения времени и стоимости пересылки. Файлы слишком большого объема (свыше 2 – 3 Мбайт) пересылать не рекомендуется. При чтении письма, доставленного электронной почтой, иногда может потребоваться его перекодировка из одного кода в другой, например из ASCII в ДКОИ-8. Как текст полученного письма, так и вложенные в него файлы можно сохранить вкомпьютере получателяи напечатать.
Помимо браузера Internet Explorer следует отметить также более ранний браузер Netscape Navigator с близкими возможностями, а также относительно простой браузер Lynx.
342
10.8. Экспертные системы
Экспертные системы составляют одно из наиболее перспективных направлений в области искусственного интеллекта. Цель этого направления – разработка методов и программ, позволяющих получать результаты, не уступающие по качеству и эффективности результатам, которые смог бы получить эксперт-человек при решении особенно трудных для экспертизы, так называемых неформализованных задач. Неформализованными считаются задачи, обладающие хотя бы одной из следующих характеристик:
невозможно задание в числовой форме; нет четко определенной целевой функции;
задача алгоритмически неразрешима или решение невозможно из-за ограниченности ресурсов компьютера.
Типичные свойства неформализованных задач – ошибочные, неоднозначные, неполные, противоречивые исходные данные и знания о проблемной области; большое число параметров, т.е. большая размерность пространства параметров, в котором отыскивается точка оптимума; динамическое изменение данных и знаний в ходе решения задачи.
Экспертные системы применимы для интерпретации, предсказания, диагностики, планирования, конструирования, контроля, отладки, инструктажа, управления в таких областях, как финансы, медицина, космос, связь, образование, энергетика, некоторые виды промышленности. Решение задач, всегда имеющих практически важное значение, в экспертных системах обычно находится эвристически с использованием символьных вычислений. Как метод получения решения, так и само решение должны быть понятны пользователю и могут быть объяснены экспертной системой.
Основная операция, применяемая при выработке новых знаний
вэкспертных системах, называется продукцией. Продукция состоит
висключении в начале заданного слова некоторого числа символов и добавлении в конце оставшегося слова некоторого числа других символов. Например, исключая в слове ACT символы (буквы) АС и добавляя символы АВ, получаем слово TAB. Любой текст можно рассматривать как слово (хотя и достаточно длинное), поэтому располагая продукционной системой, можно строить новые тексты. Продукционная система PS в общем случае представляется в виде
343
PS = <R, B, I>.
Здесь R – рабочая память, которая в экспертных системах понимается как база исходных и текущих данных; В – база знаний для хранения долгосрочных данных, описывающих рассматриваемую область, и правил преобразования данных, т.е. множество допустимых продукций; I – интерпретатор («решатель»), реализующий циклический процесс вывода решений.
Базу В можно пополнять. Интерпретатор I можно формально представить в виде
I = <V, S, K, W>,
где V – процесс выбора из В и R для очередного цикла работы интерпретатора; S – процесс сопоставления правил вывода и данных; К – процесс разрешения конфликтов, т.е. процесс планирования – нахождения продукции, которая будет применяться в следующем цикле; W – процесс выполнения выбранных правил.
Мощность экспертной системы определяется, главным образом, мощностью базы знаний, которые обычно являются эвристическими, экспериментальными, правдоподобными. Эксперт ведет диалог с системой на удобном языке и может приобретать новые знания, а система может объяснить свои рассуждения.
Различают статические и динамические экспертные системы.
Статические экспертные системы предназначены для решения задач, в которых можно не учитывать изменение окружающего мира за время решения. Статическая система (рис. 10.4) помимо базы знаний, рабочей памяти и интерпретатора имеет компонент приобретения знаний, через который пользователь наполняет систему знаниями; объяснительный компонент, поясняющий пользователю, как было получено или почему не получено решение, какие знания использовались; диалоговый компонент, организующий дружественный интерфейс с пользователем. В динамической системе (рис. 10.5) дополнительно имеются устройства сопряжения с внешним миром и подсистема его моделирования.
Экспертные системы работают в одном из двух режимах. Вначале в режиме приобретения знаний эксперт наполняет систему знаниями о проблемной области, которые включают исходные данные и правила преобразования данных (допустимые продукции). Затем в режиме консультации осуществляется собственно
344
решение задачи, причем система объясняет пользователю как получен результат.
Рис. 10.4. Архитектура статической экспертной системы
Существуют изолированные экспертные системы, не взаимо-
действующие с другими программными средствами (базами данных, пакетами прикладных программ, электронными таблицами), и интегрированные, в которых такие взаимодействия имеются. В
централизованных экспертных системах аппаратные средства со-
стоят из единственного компьютера и терминалов, а в распределенных системах используются ресурсы нескольких (иногда многих)
компьютеров. Мобильные экспертные системы могут устанавли-
ваться на компьютерах разных типов, а немобильные – на компьютерах одного типа. По затратам ресурсов экспертные системы делятся на малые (могут функционировать на персональных компьютерах, используются обычно для обучения или исследования возможностей системы), средние (устанавливаются на рабочих станциях и охватывают все приложения систем) и большие (на рабочих станциях и больших компьютерах, обычно имеют доступ к огромным базам данных). Особо можно выделить символьные экспертные системы, которые предназначены для исследовательских работ и устанавливаются на компьютерах с символьными вычисле-
345
ниями и языками типа Пролог, Лисп и т.п. По приложениям выде-
ляют проблемно-ориентированные экспертные системы, ориенти-
рованные на некоторые классы задач (управление, планирование, прогнозирование и т.п.), и предметно-ориентированные – для различных предметных областей (банки, биржи, поиск неисправностей в разных технических средствах и др.).
Рис. 10.5. Архитектура динамической экспертной системы
Динамические экспертные системы реального времени – это особый тип систем, имеющих эффективную связь с внешними системами и базами данных и обычно применяемых для управления какими-либо процессами. Архитектура экспертной системы реального времени показана на рис. 10.6.
Входящая в систему машина вывода выполняет все рассуждения с использованием средств ускорения рассуждений и осуществляет реакции на непредвиденные обстоятельства – аварии, истощение ресурсов, сбои аппаратуры.
В настоящее время в продаже уже имеется довольно много экспертных систем различных фирм, в том числе для персональных компьютеров. Выпускаются статические, динамические, символьные экспертные системы и системы реального времени. Можно
346
отметить, например, интегрированную экспертную систему реаль-
ного времени G2 фирмы Gensym Corp. (USA), систему TDC Expert фирмы Honeywell (USA), систему Promass фирмы Unibit (UK), сис-
тему ILOG Rules фирмы ILOG (France). Стоимость выпускаемых экспертных систем пока довольно велика. Работы в области создания экспертных систем активно продолжаются.
Рис. 10.6. Архитектура экспертной системы реального времени
10.9. OLE-технология подготовки составных документов
Документы, в которых объединяются объекты разного происхождения и типа (например, текст, изображение, звук), принято называть составными. Для создания и обработки составных документов целесообразно использовать универсальную технологию, называемую OLE-технологией (аббревиатура от слов Object Linking and Embedding – связывание и внедрение объектов) и позволяющую комбинировать при создании документов средства разных приложений [55, 56].
Объект OLE (OLE-объект) – произвольный элемент, созданный средствами какого-либо приложения, который можно связать с документом другого приложения или внедрить (поместить) в другое приложение. Под внедрением объектов понимается создание комплексного (составного) документа, содержащего два или более автономных объектов. Обычный способ внедрения – это импорт объекта из уже готового файла, в котором хранится этот объект, например импорт рисунка из документа графического редактора, звукозаписи или видеозаписи в документ, создаваемый текстовым редактором. При этом не только получается составной документ, но и
347
появляется возможность редактировать внедренный объект средствами «породившего» его приложения, не меняя оригинал. Внедрить можно как целиком некоторый документ, так и его фрагмент (это достоинство метода внедрения), однако объем составного документа возрастает на величину объема внедренных объектов.
Поместить объект вкакой-либо документможно и другим путем– с помощью связывания. При связывании сам объект остается на своем месте, а в документ вставляется лишь ссылка– указатель на местоположение этого объекта. Когда при просмотре составного документа пользователь дойдет до вставленного указателя, произойдет обращение по адресу объекта и объект отобразится в документе. При связывании объектов объем составного документа практически не увеличивается, так как ссылки занимают мало места в памяти. Более того одни и те же объекты можно связывать со многими составными документами, получая огромную экономию памяти компьютера по сравнению с методом внедрения. Но поскольку адресуются только документы в целом, а не их фрагменты, связанные документы будут передаваться в составной документ полностью. Кроме того, при использовании метода связывания необходимо строго следить за тем, чтобы все связанные объекты постоянно хранились на своих местах (в своих папках), так как при их перемещении вставленные ссылки окажутся неверными. Также при передаче кому-либо (например, «заказчику») составного документа связанные с ним объекты могут остаться на «родном» компьютере, и переданный документ окажетсяиспорченным. Такие явленияназывают разрывом связей и надежные меры по сохранению связей– необходимоеусловиепримененияметодасвязывания.
Метод связывания удобно применять, в частности, в офисной технологии для вставки в составные документы различных бланков или реквизитов, которые во многих организациях используются огромным числом сотрудников различных подразделений. Тогда при изменении формы какого-либо бланка или реквизитов достаточно изменить один единственный объект-оригинал и во все документы, с которыми связан этот объект, будут автоматически передаваться бланк новой формы или новые реквизиты.
Роль OLE-технологии особенно велика в информационных системах. Так, досье с текстовыми биографическими данными о криминальных элементах можно дополнить с помощью OLE-техноло- гии их цветными фотографиями, отпечатками пальцев, фонограм-
348
мами голосов, видеозаписями с их «участием»; рекламную афишу можно украсить фотографиями артистов, кадрами из спектаклей или видеоклипами и т.п.
Приложение, средствами которого создается OLE-объект, называется OLE-сервером, а приложение, принимающее ОLE-объект, – ОLE-клиентом. Например, при вставке рисунка в текстовый документ графический редактор является OLE-сервером, а текстовый редактор – ОLE-клиентом. Некоторые программы могут быть только OLE-серверами (например, графический редактор Paint), другие – только OLE-клиентами (например, информационные системы), тогда как наиболее мощные и универсальные приложения могут выполнять функции как OLE-серверов, так и OLE-клиентов (например, Word, Excel). Средства использования OLE-технологии имеются в новых версиях ОС Windows и работающих в этой системе приложениях. В приложениях MS Office вместо внедрения некоторого объекта можно также вставить обозначающий его зна- чок-пиктограмму, который реализует обращение.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1.Перечислите основные виды офисных работ с использованием компьютера.
2.Опишите структуру электронной таблицы (ЭТ), укажите области возможного ее применения.
3.Укажите, какие виды обработки данных возможны в ЭТ и какие виды графического представления данных включаются в состав большинства ЭТ.
4.Опишите основные этапы распознавания графической и текстовой информации.
5.Что понимается под презентацией офисной технологии? Для каких целей может быть использован подготовленный таким способом документ? Какая программа Microsoft Office реализует эту возможность?
6.Что понимается под экспертной системой, на какие задачи она ориентирована?
7.Что такое OLE-технологии, для каких целей она может быть полезна. Приведите пример применения OLE-технологии в информационных системах.
349
ГЛАВА 11. ИНФОРМАЦИОННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ
11.1. Проблемы информационной безопасности
Проблема информационной безопасности возникла достаточно давно и имеет глубокие исторические корни. До сравнительно недавнего времени методы защиты информации были в исключительной компетенции спецслужб, обеспечивающих безопасность страны. Однако новые технологии измерения, передачи, обработки и хранения информации значительно расширили сферы деятельности людей, нуждающихся в защите информации, привели к развитию и распространению новых методов несанкционированного доступа к информации и, как следствие, к интенсивному развитию нового научного направления – «информационная безопасность».
Все это связано, прежде всего, с появлением систем обработки данных на базе компьютеров, а также с бурным развитием систем передачи данных.
Можно выделить некоторые причины, которые и привели к необходимости как разработки новых методов защиты информации, так и к дальнейшему развитию традиционных.
Первые системы коллективного пользования ЭВМ, а затем объединение их в глобальные и локальные сети, технологии открытых систем уже на первом этапе выявили потребность в защите информации от случайных ошибок операторов, сбоев в аппаратуре, электропитании и т.п.
Стремительный рост емкости внешних запоминающих устройств и высокая эффективность их использования в системах автоматизированного управления привели к созданию банков (баз) данных колоссальной емкости и высокой стоимости, одновременно создавая проблемы их защиты, как от разнообразных случайностей, так и от несанкционированного доступа.
Современные информационные системы составляют техническую основу органов управления государственной власти, промышленных предприятий и научно-исследовательских организаций, учреждений кредитно-финансовой сферы, банков и т.п.
Сегодня, когда компьютер прочно вошел в наш быт, мы все чаще вынуждены доверять ему свои секреты (финансовые, промыш-
350