8. Языки, информация и данные

Представление И. осуществляется с помощью знаков.

Знаки бывают системные и внесистемные. Примеры знаковых систем: знаки дорожного движения, музыка, речь и языки, как естественные так и искусственные. Внесистемные знаки – это или остатки некогда существовавших знаковых систем, или знаки, созданные временно, обычно в небольших коллективах людей (языки жестов, поз).

Можно выделить 3 группы знаков: иконические, схематические, символьные. Первые 2 соответствуют образной форме представления И. Образная форма – это идеальная форма восприятия предметов и явлений материального мира как результат непосредственного контакта с объектами внешнего мира. Иконические знаки – картинки, знаки – портреты, которые изображают тот или иной предмет, воспроизводят его отдельные стороны – чувственно воспринимаются. Схематические знаки – это схемы, чертежи, планы, карты – большой элемент геометрического подобия. Символьные группы состоят из символов, при этом не имеет место никаких элементов сходства, подобия с тем, что они отображают. Знаки символов – средство фиксирования, выражение абстракции.

Со знаковым представлением И. связано понятие языка. В широком смысле язык – это знаковая система любой физической природы, выполняющая познавательную и коммуникативную функции в процессе человеческой деятельности. В узком смысле понятие языка относят к символьным формам представления И.

Языки бывают естественные (разговорные и общепринятые) и искусственные (формальные). Естественные языки создаются в результате длительного процесса существования и развития отдельных групп человеческого общества, выполняют познавательную и коммуникативную функции. Есть устная форма разговорного языка (фонетика) и письменная (грамматика). Естественный язык универсален, имеет большой словарный запас. Его отличает комбинаторность, многозначность терминов, сложность.

Искусственный язык – это язык, созданный людьми для решения каких-либо задач, относящихся к специальным областям чел-ой деятельности. Это – языки науки, особые формализованные языки. Между естественными и искусственными языками существует генетическая связь. Математическую символику можно назвать языком математики, машинный язык как внутренний язык в системах получения, хранения, обработки и передачи И., нотную грамоту – языком музыки. Алгоритмические языки принадлежат к категории искусственных языков. В информатике используется очень большое количество искусственных формальных языков: алгоритмические, диалоговые, описания Д., манипулирования Д., программирования, машинные, меню, моделирования, представления знаний, управления заданиями, управления сетью и т.п.

Язык имеет 4 составляющие: алфавит, лексику, синтаксис и семантику.

Алфавит языка – упорядоченное определенным образом конечное множество взаимно различимых друг от друга знаков (букв, цифр, специальных и служебных знаков).

Синтаксис – совокупность правил образования правильных (допустимых) конструкций языка.

Лексика – словарный состав языка, набор используемых в данном языке слов.

Семантика – установление соотношения между элементами языка и их смысловыми значениями.

Примеры алфавитов: алфавит русского языка, алфавит двоичных, десятичных, шестнадцатеричных цифр, алфавит римской системы счисления (I- V- X-L- C-D-M) и т. д.

Различные языки обладают различной изобразительной силой. Одну и ту же И. можно выразить на разных языках, выбор языка является выбором способа представления И.

В естественных языках минимальной формально выделяемой единицей связного текста является слово, но оно - не минимальная единица смысла и может состоять из одной или нескольких морфем. В составе слов различают корневые морфемы (корни), префиксы (приставки) и суффиксы. Основную смысловую нагрузку несет корень, а префиксы и суффиксы в роли модификаторов смысла. Существуют понятия для передачи смысла которых используют словосочетания (например, ЦВМ или ЭВМ). Еще более сложные понятия выражаются предложениями. Предложения бывают простые и сложные.

Простое предложение состоит из группы подлежащего и группы сказуемого.

Сложное предложение состоит из двух или более простых предложений. Граница между простым и сложным предложениями довольно условна. В связном тексте естественного языка предложения выступают не изолированно друг от друга, а в тесной смысловой связи. Как правило, при вводе текста в ЭВМ производится его формализация, т. е. процедура перевода с естественного языка на искусственный, формальный. Этот перевод И. с естественного языка на искусственный язык называют кодированием.

Кодирование – преобразование И. в некоторую знаковую (символическую) форму с целью унификации терминов, формализации И., экономии места, времени, оборудования и трудоемкости в ходе процесса и записи и хранения Д.

Система кодирования – совокупность правил, определяющих систему знаков и порядок их использования при работе с И.

Код – ключ перевода знаковой И. из одной формы представления в другую; обозначение объекта знаком или группой знаков по правилам, установленным системой кодирования, например, из внешней формы или входной во внутреннюю, машинную. В СССР проведена большая работа по разработке стандартов классификации и кодирования технико-экономической И.

Классификафция – система распределения объектов (предметов, процессов, явлений, понятий) по классам в соответствии с определенным признаком. Различают 3 метода классификации объектов: иерархический, фасетный, дескрипторный. Эти методы используют разные стратегии применения классификационных признаков. Разработано большое число общесоюзных, отраслевых и локальных классификаторов ТЭИ, применение которых обязательно. Классификаторы упорядочивают и разрешают к применению в системах автоматизированной обработки Д. унифицированные термины и присваивают им коды. Коды сокращают объем хранимых Д., увеличивают скорость обработки, уменьшают объем передаваемых Д. В общем случае данные это форма представления И. в виде, позволяющем ее вводить, хранить, обрабатывать и передавать с помощью технических средств. Для использования Д. они должны быть представлены на носителе Д.

Носитель Д. - запоминающая среда, на которой записываются Д. Традиционным носителем является бумажный носитель. В ЭВМ Д. хранятся на дискетах, дисках, лентах, отображаются на экране дисплея, распечатываются на бумажные носители печатающими устройствами (принтерами).

Входные и выходные Д, автоматизированных систем, как правило, записываются и передаются в виде документов.

Под документом будем понимать:

1) Важную деловую И., облеченную в материальную форму. В официальных Д. И. оформляется установленным порядком и имеет в соответствии с действующим законодательством правовое значение.

2) Текст, подготавливаемый в текстовых процессорах или текстовых редакторах.

На крупных предприятиях число используемых форм документов достигает нескольких тысяч, а годовое количество обращающихся документов исчисляется сотнями тысяч. До 40% рабочего времени персонала уходит на составление и передачу документов. Отсюда, потребность автоматизации труда персонала работающего с документами.

Для устранения разнобоя и сокращения чрезмерного количества форм документов одинакового назначения, а также для ликвидации дублирования И. в разных документах, используется процедура унификации документов. Однако главная цель унификации заключается в придании документам такой формы и такого распределения в них содержания, чтобы это соответствовало назначению автоматизированной системы.

Унифицированная система документации (УСД) – система обеспечения сопоставимости показателей различных сфер общественного производства. Имеются стандарты, где устанавливаются требования:

• к УСД,

• к унифицированным формам документов (УФД) различных уровней управления,

• к составу и структуре реквизитов и показателей,

• к порядку внедрения, ведения и регистрации УФД.

Унификация и стандартизация документов позволяет сократить и удешевить как разработку, так и эксплуатацию автоматизированной системы. Унификация документов осуществляется в 2-х направлениях: максимальной типизации форм документов межотраслевого назначения, пригодных для широкого круга предприятий или отрасли, и специализации форм документов одного и того же вида для конкретного предприятия, отрасли. Типизация форм достигается за счет создания формуляров-образцов документа и определения состава его реквизитов и показателей, определяющих заголовочную, содержательную и оформляющую части документов этого типа.

Реквизит – логически неделимый информационный элемент, описывающий определенное свойство объекта, процесса, явления. Состав реквизитов и показателей документов определяется, прежде всего, содержанием задач, в которых используется этот документ. К унифицированным документам предъявляются следующие требования:

• Однократность фиксирования Д.,

• Исключение из документов справочных, нормативных и расчетных показателей,

• Минимальное использование естественного языка при составлении документа и соблюдение требования стандартизации фраз, употребляемых в документе,

• Возможность устранения ошибок, возникающих при подготовке документов.

С 1971 года в стране разработано несколько систем унифицированных документов (УСД), среди которых отметим следующие:

• Плановой документации,

• Отчетно-статистической,

• Первичной учетной,

• Финансовой, первичной и отчетной бухгалтерской документации,

• Организационно-распорядительной документации,

• Документации по ценообразованию,

• По внешней торговле,

• По торговле.

Совокупность единой системы классификации и кодирования И., унифицированных систем документации, схем информационных потоков, циркулирующих в организации, а также методологии построения БД составляют основу информационного обеспечения АИС.

Однако, большое разнообразие решаемых человеком задач в процессе своей деятельности не ограничивается использованием И. поддающейся формализации и записываемой в виде унифицированных документов. Все больше возникает потребность в автоматизации творческих задач, в которых используются знания о некоторой предметной области.

Знания и экспертные системы

Знание – продукт общественной материальной и духовной деятельности людей; идеальное выражение в знаковой форме объективных свойств и связей мира. Знания могут быть донаучными (житейскими) и научными (эмпирическими и теоретическими). Кроме того, в обществе наличествуют мифологические, религиозные, художественные и т. п. знания. В знаниях кристаллизуется, преемственно накапливается и объективизируется общественная сила человека. В знаниях осуществляется перевод разрозненных представлений в теоретически систематизированную общезначимую форму, удержание того, что может быть сохранено, передано, преемственно развито, в качестве устойчивой опоры последующей человеческой деятельности. Общая сумма знаний человечества непрерывно растет и, по некоторым данным, ежегодно удваивается. Поскольку наблюдается тенденция увеличения сложности объектов, количества взаимосвязей между объектами, то при систематизации, накоплении, хранении, поиске знания все больше применяются средства автоматизации. В более узком смысле знания есть вид И. (подобно П. и Д.) хранимой в базах знаний, и отражающей знания человека – специалиста (эксперта) в определенной предметной области. Системы автоматизации связанные с обработкой знаний принято называть экспертными системами.

Экспертная система это система аппаратных и программных средств, включающая базу знаний, способная на основании методов искусственного интеллекта и предоставляемых пользователем фактов идентифицировать ситуацию, поставить диагноз, сделать прогноз, сгенерировать решение или дать рекомендации для выбора действия. ЭС ориентируется на некоторую предметную область. Различают следующие виды знаний: глубинные, декларативные, предметные, каузальные, конструктивные, непосредственные, неточные, семантические, эвристические.

Глубинные – знания, включают модели функциональных и каузальных отношений, лежащих в основе решаемой задачи.

Декларативные – это И. в базе знаний, не содержащая в явном виде описания какой-либо процедуры, которую необходимо выполнить. Это Д. об объектах предметной области, фрейм-структуры, метаправила, таблицы, словари.

Предметные – это часть базы знаний, описывающая проблемную область.

Каузальные - вид знаний, в основе которых лежат причинно-следственные отношения. Конструктивные – знания о возможной структуре и взаимодействии частей различных объектов, с которыми связан человек в той или иной сфере деятельности.

Непосредственные знания получают в результате прямого опыта, прямого восприятия, без помощи накопленных ранее знаний и правил логического мышления. Неточные знания отличаются неполнотой, неточностью, или даже противоречивостью. Источниками неточных знаний являются неадекватность моделей, неточность правил логического вывода и т. п. Семантические знания отражают совокупность сведений о состоянии объектов предметной области и отношений между ними.

Эвристические знания – знания в базе знаний экспертной системы, основанные на эвристиках.

По мере увеличения возможностей ВТ (быстродействия и объемов хранимой И.), накоплении методов и средств представления знаний экспертные системы находят применение в самых разных областях человеческой деятельности.

12