15.2. Функции, возможности и области применения субд

Основными функциями систем управления базами данных являются: хранение и ведение представления структурной информации; предоставление средств заполнения базы данных или импорта данных из другой таблицы; обеспечение возможности доступа к данным, а также представление средств поиска и фильтрации.

Многие СУБД дополнительно предоставляют возможности проведения простого анализа данных и их обработку. В результате возможно создание новых таблиц баз данных на основе имеющихся. Сегодня СУБД умеют работать с удаленными и распределенными ресурсами (в сети).

Использование БД обеспечивает выполнение ряда задач:

- независимость данных и программ;

- реализацию отношений между данными;

- совместимость компонентов БД;

- простоту изменения логической и физической структур БД;

- целостность;

- сокращение избыточности в хранимых данных;

- уменьшение стоимости разработки пакета программ;

- программирование запросов к базе данных.

Простейший пример неэлектронной базы данных – это деловой ежедневник.

База данных является динамической информационной моделью предметной области, отображением внешнего мира. Каждому объекту присущ ряд характерных для него свойств, признаков, параметров. Работа с БД осуществляется по атрибутам объектов.

Аналогом столбцов и строк в базе данных выступают соответственно поля и записи. Типы данных, с которыми может работать база данных: текстовые, числовые, логические, дата/время, денежный, счетчик-нумерация.

Обычно с базой данных работают две категории исполнителей: проектировщики и пользователи. Проектировщики занимаются структурой базы данных, пользователи активно её используют и вносят изменения в хранимые данные.

В качестве объектов выступают таблицы и запросы, которые ещё иногда называют моментальным снимком. Все записи в основные таблицы баз данных вносятся по мере их поступления - без сортировки и упорядоченности - в этом ещё одно отличие баз данных от таблиц. Если же пользователю нужно видеть те или иные данные-то он формирует запрос. Средством ввода данных в БД служат формы. Смысл состоит в том, чтобы предоставить пользователю средства для заполнения только тех полей, которые ему положено заполнять по структуре базы данных. Для вывода необходимой информации на печать используются отчеты.

16. Экспертные системы

Экспертные системы построены на идеях искусственного интеллекта. Экспертная система – это интеллектуальная вычислительная система, построенная на основе глубоких знаний о некоторой предметной области, т.е. в неё включены знания экспертов в определённой предметной области (финансы, медицина, право, геология, страхование и т.д.). В настоящее время ЭС получили широкое распространение и нашли практическое применение. Такая система позволяет накапливать, систематизировать и сохранять знания и опыт, которые могут быть использованы на практике неограниченное число раз. ЭС имитируют процесс принятия решения экспертами (определение диагноза, рекомендация, совет или предположение).

Основными компонентами систем искусственного интеллекта являются база знаний, интеллектуальный интерфейс с пользователем и программа формирования логических выводов.

Особенностью ЭС являются

• компетентность – уровень работы такой системы должен быть такой же, как у специалиста-человека;

• глубина – система должна решать серьёзные, нетривиальные задачи, отличающиеся сложностью знаний, используемых системой или большими объёмами информации;

• самосознание – ЭС должна включать в себя механизм объяснения того, каким образом она приходит к решению задачи.

По выполняемым функциям, различают несколько видом экспертных систем.

Экспертные системы, выполняющие интерпретацию, используют информацию от датчиков для описания ситуации. Например, интерпретация показаний измерительных приборов на химическом заводе для определения состояния процесса. Здесь возникают затруднения, связанные с шумом датчиков, отсутствия достаточной и полной информации, вероятностью ошибки или малой надежности данных. К этому виду систем относят системы распознавания речи. Системы получения химической структуры вещества по данным дифракции рентгеновских лучей, спектрального анализа или ядерного магнитного резонанса. В военном деле системы оценки ситуации и идентификации целей по данным, полученным от радаров, сонаров и др. устройств.

ЭС, осуществляющие прогноз, определяют вероятные последствия заданных ситуаций. Например: прогноз ущерба урожаю от какого-либо вида насекомых, оценка спроса на нефть на мировом рынке. Такие системы часто используют имитационное моделирование.

ЭС, выполняющие диагностирование, устанавливают вероятные причины неверного функционирования диагностируемой системы, используя описание ситуаций, характеристики поведения или знания о конструкции компонентов. Например: локализация неисправности в электронных схемах, определение неисправных элементов в системе охлаждения ядерных реакторов, диагнозы в медицине.

ЭС, выполняющие проектирование, разрабатывают конфигурации объектов с учетом набора ограничений, присущих проблеме. Например: генная инженерия, разработка СБИС, синтез сложных органических молекул.

ЭС, занятые планированием, проектируют действия. Они определяют полную последовательность действий, необходимых для получения конечного результата или продукта. Например: создание последовательности химических реакций к группам атомов с целью синтеза сложных органических соединений.

ЭС, выполняющие наблюдение, сравнивают действительное поведение системы с ожидаемым. Пример: слежение за ядерной реакцией в реакторе с целью предотвращения аварийных ситуаций. Должны работать в режиме реального времени.

ЭС, выполняющие обучение, диагностируют и проверяют поведение обучаемого. Обучение отыскания неисправностей в электрических сетях, обучение военных моряков обращению с двигателем, обучение вождению автомобиля на ЭВМ, обучение студентов-медиков выбору антимикробной терапии. Системы диагностируют и указывают человеку на ошибки.

ЭС, осуществляющие управление, адаптивно руководят поведением системы в целом. Например: управление производством. Управляющие системы совмещают наблюдающие системы с другими рассмотренными выше.