Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Современные компьютерные технологии. Учебное пособие
.pdf
- 41 -
– усиление проблемы адаптации части людей к среде информационного
общества.
Благодаря широкому распространению компьютеров и созданию
Интернета люди могут общаться между собой чрез ПК. Нельзя не
отметить того факта, что информационные технологии имеют особенность
устаревать и заменяться новыми: большая ЭВМ в вычислительном центре
была заменена на персональный компьютер на рабочем месте
пользователя, телеграф - на телефон, телекс - на факс и электронную
почту. Конечно, за всем «не угонишься», но для организаций необходимо
не отставать от своих конкурентов, поэтому со временем необходимо
совершенствовать информационные продукты. Если в процессе внедрения
новой информационной технологии этому фактору не уделять должного
внимания, возможно, что к моменту завершения перевода фирмы на
новую информационную технологию она уже устареет, и тогда придется
принимать меры по ее модернизации.
- 42 -
3. КОМПЬЮТЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В НАУКЕ
И ОБРАЗОВАНИИ
3.1. ПОНЯТИЕ ПОЗНАНИЯ. ИНФОРМАЦИОННЫЙ ПРОЦЕСС КАК
ОСНОВА ПОЗНАВАТЕЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ
ЗНАНИЕ КАК МОДЕЛЬ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ
Познание - творческая деятельность субъекта, ориентированная на
получение достоверных знаний о мире. Познание является сущностной
характеристикой бытия и в зависимости от своего функционального
предназначения, характера знания и соответствующих средств и методов
может осуществляться в следующих формах: обыденное, мифологическое,
религиозное, художественное, философское и научное.
Познание начинается с чувственного (ощущения, восприятие,
представление), затем следует логическое познание (понятие, суждение,
умозаключение). Суждения имеют общую форму и не зависят от языка.
Умозаключения ведут к получению нового знания. При индукции
требуется проверка, так как индукция неполна. При дедукции требуется
проверка исходного постулата. Научное познание формируется на основе
обыденного.
Особенности научного познания:
1. Основная задача научного познания – обнаружение объективных
законов действительности – природных, социальных (общественных)
законов самого познания, мышления и др. Это основной признак науки,
главная ее особенность.
2. На основе знания законов функционирования и развития
исследуемых объектов наука осуществляет предвидение будущего с
целью дальнейшего практического освоения действительности.
3. Непосредственная цель и высшая ценность научного познания –
объективная истина, постигаемая преимущественно рациональными
средствами и методами, но не без участия живого созерцания и
внерациональных средств.
4. Существенным признаком познания является его системность. Без
системы это не наука.
5. Для науки характерна постоянная методологическая рефлексия.
Это означает, что в ней изучение объектов, выявление их специфики,
свойств и связей всегда в той или иной мере сопровождается осознанием
методов и приемов, посредством которых исследуются данные объекты.
- 43 -
6. Научному познанию присуща строгая доказательность,
обоснованность полученных результатов, достоверность выводов. Знание
для науки есть доказательное знание. Знание должно быть подтверждено
фактами.
7. Научное познание есть сложный, противоречивый процесс
производства и воспроизводства новых знаний, образующих целостную и
развивающуюся систему понятий, теорий, гипотез, законов и других
идеальных форм, закрепленных в языке. Процесс непрерывного
самообновления наукой своего концептуального и методологического
арсенала - важный показатель (критерий) научности.
8. Знание, претендующее на статус научного, должно допускать
принципиальную возможность эмпирической проверки. Процесс
установления истинности научных утверждений путем наблюдений и
экспериментов называется верификацией, а процесс установления их
ложности – фальсификацией. Важным условием при этом является
направленность научной деятельности на критику своих же собственных
результатов.
9. В процессе научного познания применяются такие специфические
материальные средства, как приборы, инструменты, а также другое
научное оборудование, зачастую очень сложное и дорогостоящее
(синхрофазотроны, радиотелескопы, ракетно-космическая техника и т.д.).
10. Специфическими характеристиками обладает субъект научной
деятельности — отдельный исследователь, научное сообщество,
«коллективный субъект». Занятие наукой требует особой подготовки
познающего субъекта, в ходе которой он осваивает сложившийся запас
знаний, средства и методы их получения, систему ценностных ориентации
и целевых установок, специфичных для научного познания, этические
принципы. Эти критерии выполняют охранительную функцию, ограждают
науку от бреда. Научное познание — это конкретно-историческая система
критериев. Она постоянно меняется, и приведенный набор непостоянен.
Также существуют критерий логической непротиворечивости, принципы
простоты, красоты, эвристичности, когерентности.
Виды познания - это специфические формы получения новых знаний.
Различают следующие виды познания:
1) обыденное познание – получение человеком элементарных сведений
о природе, человеке и обществе в процессе обыденной, повседневной
жизни;
2) художественное познание – процесс создания и восприятия
художественных образов – произведений искусства;
- 44 -
3) игровое познание – познание, осуществляемое в процессе
спортивных и деловых игр, ритуальных и культовых действий;
4) религиозное познание – объяснение мира на основе веры в реальное
существование сверхъестественных сил;
5) философское познание – создание общих концепций существования
мира и человека;
6) научное познание – исследование мира с помощью научных методов
с целью получения истинного знания о законах его функционирования и
развития.
3.2. МЕТОДЫ НАУЧНОГО ПОЗНАНИЯ
И ИХ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ НА БАЗЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ
ТЕХНИКИ
Метод - это совокупность правил поведения и требований к
деятельности, сформулированных на основе знаний о свойствах
объективной реальности. Метод - это, образно говоря, фонарь,
освещающий путнику дорогу в темноте. Среди многообразия различных
методов научного познания наиболее значимыми в контексте
рассматриваемой темы являются эмпирический и теоретический методы.
Остановимся лишь на одном, но важном разделении всех методов на
две большие группы - методы эмпирические и теоретические.
Эмпирические методы не вытекают из сущности объекта, а потому
содержат в себе много субъективных моментов. Но они таковы только в
том случае, если не входят как необходимый момент в сферу действия
системы методов теоретических, которые построены на единстве предмета
и метода. Поскольку теоретические методы выступают способом
организации субъектом своей деятельности в соответствии с сущностью
предмета, то эмпирические методы, вовлеченные в сферу действия теории,
получают внутри нее направленность и объективность.
Познание начинается с наблюдения. Наблюдение - это метод
направленного отражения характеристик предмета, позволяющий
составить определенное представление о наблюдаемом явлении. В блок
процедур наблюдения входят описание, измерение, сравнение.
Эксперимент - это более эффективный метод, отличающийся от
наблюдения тем, что исследователь с помощью эксперимента активно
- 45 -
воздействует на предмет путем создания искусственных условий,
необходимых для выявления ранее неизвестных свойств предмета.
Метод моделирования основан на создании модели, которая является
заместителем реального объекта в силу определенного сходства с ним.
Главная функция моделирования, если брать его в самом широком
понимании, состоит в материализации, опредмечивании идеального.
Построение и исследование модели равнозначно исследованию и
построению моделируемого объекта с той лишь разницей, что второе
совершается материально, а первое - идеально, не затрагивая самого
моделируемого объекта. Из этого вытекает вторая важная функция модели
в научном познании: модель выступает программой действия по
предстоящему построению, сооружению моделируемого объекта.
Анализ и синтез. Эмпирический анализ - это просто разложение
целого на его составные, более простые элементарные части. Синтез - это,
наоборот, соединение компонентов сложного явления. Теоретический
анализ предусматривает выделение в объекте основного и существенного,
незаметного эмпирическому зрению. Аналитический метод при этом
включает в себя результаты абстрагирования, упрощения, формализации.
Теоретический синтез - это расширяющееся знание, конструирующее
нечто новое, выходящее за рамки имеющейся основы.
Индукция и дедукция. Индукция может быть определена как метод
перехода от знания отдельных фактов к знанию общего. Дедукция - это
метод перехода от знания общих закономерностей к частному их
проявлению. Теоретическая индукция и основанная на ней дедукция
отличаются от эмпирических индукции и дедукции тем, что они основаны
не на поисках абстрактно-общего, одинакового в разных предметах и
фактах (все лебеди - белы), а на поисках конкретно-всеобщего, на поисках
закона существования и развития исследуемой системы.
Совершенствование средств познания – неотъемлемая часть истории
человеческой деятельности. В последние годы возможности познания
возросли за счет использования электронных средств получения и
обработки информации. Информатика занимает важное место и в научном
познании. Ее внедрение в практику преобразило ход материальной и
духовной деятельности человека. Компьютерные технологии не сразу
нашли применение в гуманитарных науках, развиваясь прежде всего с
учетом потребностей точных наук. Гуманитарии не рассматривали
компьютер как реальный научный инструмент, способный изменить
характер исследования. Ситуация начала меняться с появлением первых
программ, предназначенных для контроля знаний и обучения
- 46 -
гуманитарным дисциплинам. Другой важный аспект «компьютерной
революции» был связан с возрастанием интереса к созданию баз данных.
Какие же возможности, предоставляемые информатикой, способствуют
совершенствованию способов научного познания? С одной стороны,
информатика позволяет по-новому организовать технологию научноисследовательского процесса, обмен научно-технической информацией,
документалистику, библиотечное дело. С другой стороны, информатика
предоставляет возможность проводить исследования различных процессов
на компьютерных моделях и получать новые знания по результатам
моделирования.
Информационные технологии все глубже внедряются в сферу
исследований: формируются информационные системы для различных
научных направлений, компьютерная техника и медиатехнологии
становятся важными средствами повышения эффективности
исследований. Компьютерные технологии используются в
юриспруденции, археологии, этнографии, графологии, истории,
экономике, социологии, педагогике, литературоведении, журналистике и
во многих других сферах научной и общественной жизни.
- 47 -
4. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БАЗ ДАННЫХ
ДЛЯ ОРГАНИЗАЦИИ ХРАНЕНИЯ ДАННЫХ
Ба за да нных — представленная в объективной форме совокупность
самостоятельных материалов (статей, расчётов, нормативных актов, судебных
решений и иных подобных материалов), систематизированных таким образом,
чтобы эти материалы могли быть найдены и обработаны с помощью
электронной вычислительной машины (ЭВМ) (Гражданский кодекс РФ, ст.
1260).
Многие специалисты указывают на распространённую ошибку, состоящую
в некорректном использовании термина «база данных» вместо термина
«система управления базами данных», и указывают на необходимость
различения этих понятий. В литературе предлагается множество определений
понятия «база данных», отражающих, скорее, субъективное мнение тех или
иных авторов, однако общепризнанная единая формулировка отсутствует.
Рассмотрим определения из международных стандартов:
База данных — совокупность данных, хранимых в
соответствии со схемой данных, манипулирование которыми
выполняют в соответствии с правилами средств моделирования
данных.
База данных — совокупность данных, организованных в
соответствии с концептуальной структурой, описывающей
характеристики этих данных и взаимоотношения между ними, причем
такое собрание данных, которое поддерживает одну или более
областей применения.
Определения из авторитетных монографий:
База данных — организованная в соответствии с
определёнными правилами и поддерживаемая в памяти компьютера
совокупность данных, характеризующая актуальное состояние
некоторой предметной области и используемая для удовлетворения
информационных потребностей пользователей.
База данных — некоторый набор перманентных (постоянно
хранимых) данных, используемых прикладными программными
системами какого-либо предприятия.
База данных — совместно используемый набор логически
связанных данных (и описание этих данных), предназначенный для
удовлетворения информационных потребностей организации.
4.1. БАЗА ДАННЫХ
- 48 -
Существует несколько различных типов баз данных: табличные,
Название
Тип процессора
Оперативная память, Мбайт
Compag
Celeron
64
Dell Pentium III
128 IBM
Pentium IV
256
иерархические и сетевые.
Табличные базы данных. Табличная база данных содержит перечень
объектов одного типа, т.е. объектов с одинаковым набором свойств. Такую
базу данных удобно представлять в виде двумерной таблицы.
Рассмотрим, например, базу данных «Компьютер» (табл. 4.1),
представляющую собой перечень объектов (компьютеров), каждый из
которых имеет имя (название). В качестве характеристик (свойств) могут
выступать тип процессора и объем оперативной памяти. Столбцы такой
таблицы называют полями; каждое поле характеризуется своим именем
(названием соответствующего свойства) и типом данных, отражающих
значения данного свойства. Поля «Название» и «Тип процессора» —
текстовые, а «Оперативная память» — числовое. При этом каждое поле
обладает определенным набором свойств (размер, формат и др.). Так, для
поля «Оперативная память» задан формат данных целое число.
Таблица 4.1
Табличная база данных «Компьютер»
Поле базы данных — это столбец таблицы, включающий в себя
значения определенного свойства. Строки таблицы являются записями об
объекте. Эти записи разбиты на поля столбцами таблицы. Запись базы
данных — это строка таблицы, которая содержит набор значений
различных свойств объекта. В каждой таблице должно быть по крайней
мере одно ключевое поле, содержимое которого уникально для любой
записи в этой таблице. Значения ключевого поля однозначно определяют
каждую запись в таблице.
Иерархические базы данных. Иерархические базы данных графически
могут быть представлены как дерево, состоящее из объектов различных
уровней. Верхний уровень занимает один объект, второй уровень —
объекты второго уровня и т. д. Между объектами существуют связи,
каждый объект может включать в себя несколько объектов более низкого
уровня. Такие объекты находятся в отношении предка (объект, более
близкий к корню) к потомку (объект более низкого уровня). При этом
- 49 -
возможно, чтобы объект-предок не имел потомков или имел их несколько,
тогда как у объекта-потомка обязательно только один предок. Объекты,
имеющие общего предка, называются близнецами.
Иерархической базой данных является Каталог папок Windows, с
которым можно работать, запустив Проводник. Верхний уровень занимает
папка Рабочий стол. На втором уровне находятся папки Мой компьютер,
Мои документы, Сетевое окружение и Корзина, которые представляют
собой потомков папки Рабочий стол, будучи между собой близнецами. В
свою очередь, папка Мой компьютер — предок по отношению к папкам
третьего уровня, папкам дисков (Диск 3,5(А:), С:, D:, E:, F:) и системным
папкам (Принтеры, Панель управления и др.).
Сетевые базы данных. Сетевая база данных образуется обобщением
иерархической базы данных за счет допущения объектов, имеющих более
одного предка, т.е. каждый элемент вышестоящего уровня может быть
связан одновременно с любыми элементами следующего уровня. Вообще,
на связи между объектами в сетевых моделях не накладывается никаких
ограничений. Сетевой базой данных фактически является Всемирная
паутина глобальной компьютерной сети Интернет. Гиперссылки
связывают между собой сотни миллионов документов в единую
распределенную сетевую базу данных.
Реляционная база данных. Реляционной базой данных называется
совокупность отношений, которые содержат всю информацию,
хранящуюся в БД. Пользователи воспринимают эту базу данных как
совокупность таблиц.
Особенности таких таблиц:
1. Таблица имеет уникальное имя и состоит из однотипных строк.
2. Существование фиксированного числа полей (столбцов) и значений
(множественные поля и повторяющиеся группы недопустимы). То есть
каждая позиция отличается от другой хотя бы одним значением.
3. Возможность однозначной идентификации любой строки таблицы.
4. Присвоение столбцам таблицы однозначного имени, причем в
каждом из них размещаются однородные значения данных (даты,
фамилии, целые числа или денежные суммы).
5. Полное информационное содержание базы данных представляется в
виде явных значений данных, и такой метод представления является
единственным. В частности, не существует каких-либо специальных
«связей» или указателей, соединяющих одну таблицу с другой.
6. При выполнении операций с таблицей ее строки и столбцы можно
обрабатывать в любом порядке безотносительно к их информационному
- 50 -
содержанию. Этому способствует наличие имен таблиц и их столбцов, а
также возможность выделения любой их строки или любого набора строк
с указанными признаками.
4.2. СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ БАЗАМИ ДАННЫХ
Система управления базами данных (СУБД) — это комплекс языковых
и программных средств, предназначенный для создания, ведения и
совместного использования БД многими пользователями.
Функции СУБД (назначение и возможности):
1. Хранение, извлечение и обновление данных. СУБД должна
предоставлять пользователям возможность сохранять, извлекать и
обновлять данные в базе данных. Это самая фундаментальная функция
СУБД. Причем способ реализации этой функции должен быть скрыт от
конечного пользователя.
2. Каталог, доступный конечным пользователям. СУБД должна иметь
доступный конечным пользователям каталог, в котором хранится
описание элементов данных. Ключевой особенностью архитектуры
ANSI/SPARC является наличие интегрированного системного каталога с
данными о схемах, пользователях, приложениях и т.д. Предполагается, что
каталог доступен как пользователям, так и функциям СУБД. Системный
каталог, или словарь данных, является хранилищем информации,
описывающей данные в базе данных (метаданные). В зависимости от типа
используемой СУБД количество информации и способ ее применения
могут варьироваться. Обычно в системном каталоге хранятся следующие
сведения:
- имена, типы и размеры элементов данных;
- имена связей;
- ограничения поддержки целостности, накладываемые на данные;
- имена санкционированных пользователей;
- внешняя, концептуальная и внутренняя схемы и отображения между
ними;
- статистические данные (частота транзакций, счетчик обращения к
объектам базы данных).
Системный каталог позволяет достичь определенных преимуществ:
- информация о данных может быть централизованно собрана и
сохранена, что позволит контролировать доступ к этим данным, как и к
любому другому ресурсу;
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]