8. Назначение и Классификация ппп

Среди ППП различают методо-ориентированные, реализующие некоторый класс методов, которые обеспечивают решение задач из разных предметных областей, и проблемно ориентированные, использующие набор методов решения задач, характерных для данной предметной области (планирование, управление, экономика, экология и др.).

Назначение ППП

Весь набор (программных и информационных компонент ППП принято разделять на части, называемые функциональным и системным наполнением ППП

К функциональному наполнению относят все компоненты ППП (программы и данные), которые представляют собой информацию о прикладных объектах и алгоритмах ее обработки. Функциональное наполнение индивидуально для каждого ППП и зависит от способов обработки данных в конкретной прикладной области.

Системное наполнение ППП включает информационные и программные компоненты, необходимые для управления процессом обработки, взаимодействием функциональных компонент, взаимодействием пользователей с ППП. Системное наполнение не зависит от проблемных компонент.

К системным функциям ППП относятся:

1.лексический, синтаксический и содержательный анализ входного языка ППП;

2.трансляция с входного языка, в том числе макропроцессирование, интерпретация, синтез программ;

3.ведение диалога;

4.организация связи между модулями пакета;

5.управление вычислениями, планирование вычислений,

|6.организация информационных связей между компонентами;

7.взаимодействие с системой файлов или системой баз данных.

Дадим краткую характеристику некоторых из системных функций ППП.

Поддержка модульной организации ППП. Модуль - это отдельная функциональная законченная программная единица, некоторым стандартным образом идентифицируемая и объединяемая с другими программными единицами. Модульносгь при построении ППП является одним из важнейших принципов. Она позволяет:

•реализовать типовые алгоритмы и схемы расчета, которые могут быть использованы в различных программных средствах;

•использовагь унифицированные системные компоненты;

•осуществить преемсгвенность и переносимость проблемных компонент, унификацию их интерфейсов;

•выполнять расширение и модернизацию проблемных компонент (добавление, замену, корректировку).

Поддержка модульной организации ППП состоит в ведении библиотек модулей, их каталогов, паспортов, автоматической подкачке используемых модулей, поддержке их храпения, редактирования.

Использование базы данных дчя хранения и работы с информацией ППП позволяет осушествигь связь с другими сисгемами за счет универсального механизма представления иж|юрмации. Кроме того, многие ППП имеют специализированную базу данных (или архив), в которой хранятся все системные и программные компоненты, обрабатываемая и справочная информация

Информационная служба ППП организует по запросам пользователя информации о возможностях ППП, решаемых задачах, используемых алгоритмах и т.п.

9) Направления интеллектуализации пакетов прикладных программ.

1) Автоматический синтез программ. Включает: 1) автоматизацию построения по заданной спецификации программ в соответствии с текстовой постановкой зада­чи; 2) вопросы генерации программ из модулей.

Характерными признаками систем с автоматическим синтезом программ яв­ляются: метод спецификации решаемых задач; целевой язык, на котором будет синтезирована программа; проблемная область; метод выполнения преобразования, ис­ходной постановки задачи в результирующую программу.

Среди основных проблемных областей для исследовательских программ с автоматическим синтезом следует отметить задачи символьной обработки, задачи поиска путей на графах, задачи сортировки, а для промышленных систем - системы обработки данных, поддержки метода синтеза программ. Наиболее широко исполь­зуемыми методами выполнения преобразования исходной постановки задачи в ре­зультирующую программу являются дедуктивный синтез, структурный синтез, трансформационный синтез.

2) Общение на естественном языке Это направление интеллектуализации ППП предполагает использование для взаимодействия с ЭВМ естественного языка), семантически ограниченного проблемной областью, относительно которой ведется общение. Основными функ­циями ЕЯ-систем являются анализ входных сообщений, т.е. преобразование посту­пающих от пользователя высказываний на ЕЯ в высказывания на языке внутреннего представления, и формирование выходных сообщений на ЕЯ .

3) Анализ входных сообщений Три вида анализа языка: морфологический, синтаксический и се­мантический анализ.

Морфологический анализ входных сообщений (функция анализа слова) -обработка слов вне связи с контекстом с целью определения их форм, получе-ния грамматической и семантической информации, используемой на последующих этапах анализа и синтеза сообщений. Существуют два подхода : декларативный и процедурный. При декларативном подходе в лингвис-тической базе знаний хранятся все возможные словоформы каждого слова с соответствующей им морфо­логической информацией. Анализ в этом случае сводится к поиску словоформ и приписыванию этой информации словам анализируемого сообщения При процедур­ном подходе в базе знаний хранятся основы слов, а процесс анализа заключается в выделении их во входном сообщении и отыскании морфологических признаков

Синтаксический анализ сообщения заключается в построении его синтакси­ческой структуры, обеспечивающей выделение составных частей, в переводе граммагических и синтаксических правил в соответствующую компьютерную форму.

Семантический анализ выполняет функции установления значения данного сообщения и значения его относительно других сообщений. В процессе семантиче­ского анализа строится семантическое дерево сообщения. Оно представляет собой граф, вершинами которого являются некоторые понятия, а дугами - отношения ме­жду ними. Процедура построения этого графа состоит в поэтапной замене фрагмен­тов синтаксического представления сообщения их семантическими эквивалентами с использованием базы знаний. Имеется и другой подход к семантическому анализу, не использующий синтаксических категорий, а оперирующий концептуальными структурами путем поиска их семантических характеристик в базе знаний.

4) Синтез выходных сообщений Задача синтеза любого выходного сообщения является обратной задаче се­мантического анализа. Однако реализовать процедуру синтеза, повторив процесс анализа в обратном порядке, не представляется возможным, поскольку при объеди­нении слов, синонимичных некоторым понятиям на семантическом уровне, можно получить некорректную в грамматическом и стилистическом отношении структуру Задача формирования выходного сообщения решается на основе семантическо­го графа в два этапа: 1) синтаксический синтез(построения синтаксической структуры выходного сообщения и упорядочения его слов) и 2) морфологический синтез.

5). Экспертная поддержка в ППП предназначена для обеспечения пользователя машинным ассистированием по кругу вопросов :подсказки по существующим литературным, методическим и программ­ным материалам, относящимся к специфике решаемой задачи; советы в выборе адекватных исходных допущений о природе анализируе­мых данных и в выборе общего вида модели; выбор соответствующих методов решения задачи с пояснением их сущно­сти, особенностей, области применения; подсказки в построении технологической цепочки вычислительных про­цедур и алгоритмов, из которых должна состоять основная обрабатывающая про­грамма, и ее автоматическая реализация на ЭВМ;помощь в проведении интерпретации промежуточных и конечных резуль­татов вычислений и выработке корректирующего плана дальнейших вычислений;помощь в выработке форм представления результатов. Модели представления знаний в ЭС: логические (формальные) и эвристические (формализованные). К эвристическим моделям, используемым в ЭС, от­носятся сетевые, фреймовые, продукционные и объектно-ориентированные модели.В основе логических моделей представления знаний лежит понятие формаль­ной теории, базирующейся на формализме языков математической логики. Основные компоненты системы экспертной поддержки:база знаний, которая предназначена для хранения информации, описываю­щей предметную область, и правил, описывающих целесообразные преобразования данных этой области; интерпретатор, который формирует последовательность правил, обеспечи­вающих решение задачи; компонента приобретения знаний, которая автоматизирует процесс напол­нения ЭС знаниями, получаемыми от эксперта.

6) Генерация стратегий поиска и навигационных маршрутов Задачи характерны для пакетов прикладных программ с мощны­ми информационно-справочными компонентами, реализованными в технологии ги­пертекста. Для выполнения операций поиска пользователю предоставляются сведе­ния из базы знаний, необходимые при формулировании и коррекции запросов. По-сгроение маршрутов в соответствии с прогнозируемыми требованиями также бази­руется на моделях и средствах искусственного интеллекта.

7) Интеллектуальный интерфейс - такой интерфейс, который связан с процессом распознавания образов, речевым вводом и выводом, техническим зрением . Такой интерфейс основан на программно-аппаратных средствах искусственного ителлекта, обеспечивающих взаимодействие с ЭВМ на естественных языках. В состав интеллектуального интер­фейса должны входить следующие компоненты:семантическая модель предметной области; программно-аппаратные средства логического вывода, которые используют­ся для решения задач пользователя и для накопления знаний;система общения пользователя и ЭВМ на языке, близком к естественному.