Информатика в семи томах




НазваниеИнформатика в семи томах
страница3/24
Дата27.11.2012
Размер3.16 Mb.
ТипДокументы
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   24

Свойство отчуждаемости программы или знаний от их создателя чрезвычайно важно для характеристики программы и знаний. Как отмечал А.П. Ершов, отчужденность программы - это ее способность функционировать без вмешательства разработчика (или заказчика). Для этого программный продукт или знание должны удовлетворять следующим главным требованиям:

  • иметь интеллектуальный интерфейс для быстрого доступа и применения ко всем возможностям программного продукта,

  • быть максимально приближенным к средствам ЕЯ для передачи того или иного вида знаний в память ВМ,

  • содержать полный фактический и терминологический материалы для тестирования и верификации программ и знаний,

  • обладать концептуальным единством, все должно служить главной цели программного продукта или знания,

  • быть теоретически и практически обоснованным, что составляет критерий их правильности и пригодности,

  • быть поддержанными инструментальными средствами для пользователя и выполнять все функции, предусмотренными в нем,

  • быть органической частью системы или среды, в которых программа и знания работают.

Эти требования являются обязательными для методологии информатики и представляют собой задание на проектирование инструментария ИП. А данный выше обобщенный обзор определений методологии направлен на введение к проблематике, на начало детального изучения методологии программирования и ИП.


Цель главы - представить новое понимание технологии в информатике, которая естественным образом вытекает из накопленного знания о применении ВМ. Отличие ее от ранее используемого понимания обосновано новым расширенным пониманием понятия программы как БЗ вместе с запросом пользователя на разрешение задания в данной области знаний. Для определения места новой технологии рассмотрим вначале различные направления в применении ВМ. Эти направления зависят от выделения одного из ведущих понятий вида знаний. В самом начале важно заметить, что проблема излагаемого нового понимания технологии в информатике служит только образцом для формирования собственных технологий разработчиков программ и БЗ.


1.1. Обзор направлений в информатике


Развитие информатики происходит по нескольким направлениям, связанными со способами передачи ВМ заданий или представлениями знаний для выполнения этих заданий. Вычленение направлений позволяет обнаружить пути развития методологии программирования и методов автоматизации обработки информации и знаний. Основная цель приводимой ниже классификации направлений - определить место сравнительно новой методологии обработки знаний на ВМ - ИП. Вторая цель является сопутствующей основной цели. Программирование накопило огромную коллекцию методов, методик, приемов и способов, которые необходимо распространить на всю информатическую деятельность. Частые ссылки на технологию программирования вызваны именно этими обстоятельствами.


Каждое расширение ассортимента СВТ порождает новое направление в информатике (и, в особенности, в программировании), соответствующее новому средству. Например, в связи с развитием видеотехники (дисплеев) для ВМ развилось, в частности, визуальное программирование, в основе которого лежит манипулирование изображениями; в связи с развитием аудиотехники (анализаторов и синтезаторов звука) разворачивается программирование с помощью звуков или (можно так именовать) аудиопрограммирование, в связи с развитием сенсорного воздействия через экран или перо рождается сенсорное программирование и т.п. В настоящее время трудно провести четкую классификацию всех направлений в программировании из-за невозможности точного предвидения путей развития СВТ. Конечно, пути развития часто пересекаются с путями усиления способностей человека. Подсказкой для предвидения может послужить стремление пользователя к применению всех своих органов чувств и свойств своего мышления для общения с ВМ. Тем не менее, мало что известно о будущих путях реализации таких стремлений человека. Однако прогностическую классификацию различных направлений, учитывающих только реальные возможности человека, сделать можно и полезно в качестве прогноза развития информатики, для оценки областей применения ВМ.


Начнем с общей классификации направлений, известных из литературы по программированию и информатике. При классификации под программированием мы будем понимать явное или неявное построение планов вычислений на ВМ на языке программирования любого уровня для решения конкретных проблем или классов проблем. При этом конечной деятельностью пользователя является передача ВМ необходимых для создания программы сведений (знаний) и получение требуемых результатов после выполнения программы. Начальная работа пользователя может быть связана с манипулированием самыми различными сведениями. В частности, манипулирование текстами алгоритмов и различными данными подразумевает алгоритмическое программирование. Ниже кратко каждое направление характеризуется следующим образом (ссылки на литературу даны представительно: одна-две ссылки - одно направление, хотя можно сказать, что современная библиография богата и содержит более или менее подробные описания всех направлений информатики, которые порождены программированием; делается также сопоставление направлений с классами наук, которые ближе всего примыкают к нему).


1. Наглядное программирование (НП) [Райан89] - использование всевозможных изобразительных, в широком смысле этого слова, средств (аналогично восприятию всеми органами чувств человека) для передачи машине имен понятий и последовательностей действий или подборку фактического материала и знаний при решении конкретных проблем. Основными пользовательскими операциями здесь являются операции композиции, декомпозиции, детализации, обобщения и теоретико-множественные операции с нетекстовой информацией. НП более всего согласуется и удовлетворяет естественным наукам.


2. Языковое программирование (ЯП) [Красилов86] - создание спецификаций заданий на программирование обработки языков, текстов и программ с помощью грамматики некоторого языка представления данных, фактов, программ и знаний для решения лингвистических заданий. Обычно и традиционно рассматриваются два сорта языков: ЕЯ и ФЯ с постепенной тенденцией развития ФЯ по направлению к ЕЯ. Первые классифицируются по профессиям, а ФЯ - по кластерам грамматик для методов программирования, которые формализованы в каждом ФЯ. Общий подход к ЯП был дан в гл.2. ЯП, если использовать ЕЯ, предназначено более всего для обслуживания гуманитарных наук.


3. Концептуальное программирование (КП) [Тыугу84] - создание определений и описаний понятий для выражения смысла и формы конкретных проблем относительно понятий, по описанию которых автоматически выводятся новые понятия или синтезируются программы построения новых понятий. В данном случае набор логических формул определяет последовательность определений величин, операций или композицию (суперпозицию) величин и операций, которые в свою очередь определяют последовательность действий при формировании требуемого понятия или его значения (подробнее проблемы были рассмотрены в гл.3). КП ближе всего продвинуто в сторону интеллектуализации и к ИП. КП включает такой сорт программирования как широко используемое объектно-ориентированное программирование (ООП). Современное его состояние отражает главным образом АП (см. п.6). Это легко объяснить тем обстоятельством, что ООП родилось в недрах АП. В связи с этим сложно выделить четкие границы между ООП и АП, этому сорту программирования более не уделяется внимания здесь. КП призвано обслуживать информатические науки.


4. Повторное использование и проектирование программ (ПИ) [Красилов91а] - тиражирование, адаптация, настройка, компиляция и генерация программ на основе имеющихся в библиотеках программных модулей и проектов программ (см. разд.4). ПИ призвано обслуживать главным образом искусствознание в самом широком смысле этого слова. Наибольшее применение ПИ получило при создании пакетов прикладных программ.


5. Логическое программирование (ЛП) [Хоггер88] - изучение и создание отношений и логических зависимостей для автоматического синтеза программ. В этом направлении программа выводится из спецификации проблемы на логическом языке с использованием методов построения доказательства теорем в интуиционистском, информатическом и др. исчисленьях. К настоящему времени накоплена значительная библиотека методов ЛП, основанных на языках Лисп и Пролог и на применениях ЭС. ЛП предназначено для обслуживания фундаментальных наук. ИП также скорее напоминает ЛП, как и КП. ЛП излагается и изучается в большинстве публикаций информатического направления.


6. Алгоритмическое программирование (АП) [Мейер82] - описание наборов операндов, операций и их последовательностей для выполнения и получения новых значений операндов. Известна сущность АП - это изобретание и формирование идентификаторов, последовательностей действий, представляемых с помощью идентификаторов, и потоков данных. Это направление является наиболее продвинутым в современной информатике. АП обслуживает технические и технологические науки.


7. Интеллектуальное программирование (ИП) [Лорьер90, Красилов90е] – это процесс ввода в ВМ знаний о предметной и проблемной областях и запроса пользователя, на основе которых логически выводится ответ. Ответ может быть представлен новыми фактами, выражениями или программами. ИП - основной вопрос, рассматриваемый в т.7, он связано с применением Интеллсист любой конфигурации.


Рассмотрим несколько подробнее классификацию направлений и (если так можно выразиться) сортов программирования внутри каждого направления. Критерий выделения направлений заключается в ориентации их на вид знаний, являющихся основным для представления сведений или информации по данному направлению программирования. Так можно сопоставить направление в программировании и виды знаний (в скобках указаны представительные формы соответствующих записей):

НП - лингвосемиотические знания (символьные тексты),

ЯП - семантические знания (представления языков),

КП - концептуальные знания (формулировки определений понятий),

ПИ - фактографические знания (массивы и таблицы фактов),

ЛП - теоретические знания (логические исчисления),

АП - алгоритмические знания (записи действий),

ИП - кибернетические знания (записи любой природы о системах).


Ясно, что знания данного вида используются только в идеальных примерах исследования или разрешения проблем. Обычно для разрешения данной проблемы используются комбинации различных видов знаний. Поэтому можно выделить самые разнообразные композиции направлений программирования. Построение идеальной модели в соответствии с классификацией полезно для формирования частных знаниеориентированных методов. Следует обратить внимание на то, что имеются и другие виды знаний, которые по нашему глубокому убеждению совпадают с одним из перечисленных выше. Совпадение понимается условно, некоторые виды знаний образуют кластер основного вида знаний. Например, процедурные знания относятся к алгоритмическим, системные знания - к кибернетическим, логические знания - к теоретическим, гуманитарные знания - к лингвосемиотическим. Кластер вида знания позволяет построить классификацию некоторых сортов программирования по данному направлению из приведенной классификации.


В остальных разделах рассматриваются перечисленные направления информатики. По каждому направлению может быть предложена своя внутренняя классификация в зависимости от способа представления данных для выполнения в конечном счете программ. Выделение направлений целесообразно для показа на не программистское использование ВМ, приближающее пользователя любой специализации к его предметным и проблемным областям и к его лексикону (в самом широком смысле этого слова).


Здесь указан только примерный перечень критериев классификации. Другие критерии может сформировать любой, знающий или формирующий современные методологии программирования. Смысл классификации по сортам заключается в том, чтобы иметь возможность более точно описать саму методологию программирования. Как уже было отмечено, данная выше классификация направлений в информатике рассматривает идеальные случаи использования ВМ. Реальные задания машине представляют собой сложные комбинации указанных в классификации приемов и способов кодирования информации с целью ее обработки. Наглядный пример тому - это компьютерные игры [Арсак90, Громов87, Компьютер88, Минскин87], при создании и использовании которых применяются почти все указанные сорта программирования и направления информатики. Любая абстракция имеет вполне определенное назначение: обнаружить достигнутое и найти неизвестное.


Классификация направлений в информатике разрешает несколько проблем. Прежде всего классификация позволяет сделать обзор современных достижений в информатике и оценить состояние дел в области применения СВТ. Вторая проблема связана с определением белых пятен в программировании и информатике. Огромный поток неявных пользователей должен увеличиваться до охвата каждого человека. Современная жизнь породила проблему широкого внедрения информатики в обеспечение комфортного жизненного уровня каждому. Эту цель можно достичь внедрением непрограммистских подходов в информатике. Еще одно важное обстоятельство следует иметь в виду. Все направления в классификации хорошо согласуются с проблемами моделирования человеческой деятельности. Чем ближе «поведение» ВМ к человеческому, тем продуктивнее решение задач человека, тем ближе общение в системе человек-ВМ к общению в системе человек-человек.


Примеров белых пятен много - это неполное использование органов чувств человека в настоящее время (их усиление важно для прогресса в деятельности человека), только частичное использование достижений подавляющего числа наук в области создания методов представления знаний (сейчас методы представления знаний сводятся к ограниченному числу), отсутствие промышленных образцов трансляторов ЯПП. Это общий и неполный перечень открытых для исследования тем в информатике. Кроме данного ниже общего перечисления белые пятна указаны в процессе классификации направлений информатики и сортов программирования. Можно потенциально оценить доли завершенности каждого направления и каждого сорта программирования. Но это достаточно сложная работа, которая может быть проделана в результате анализа литературы по информатике. Прежде всего остановим внимание на способах определения методов, ведь это основная тема настоящего тома.


1.2. Способы определения методов в информатике


Информатика и ее методология диктуют специальный подход к определению методов, которым посвящен настоящий том. Все методы включают по мере возможности следующую совокупность информатических способов, определяющих изобретание, проектирование, разработку и сопровождение объекта на протяжении его жизненного цикла от появления идеи до снятия с применений. Совокупность способов включает:

- синтаксические или лингвистические приемы построения формальных или неформальных грамматик,

- построение языка, применяемого для описания объектов или их характеристик, семантические приемы формирования принимаемых значений (смыслов) каждого понятия,

- концептуальные приемы логического построения определений понятий,

- прагматические приемы формирования ограничительных требований и наборов фактического материала,

- формульные и смысловые приемы построения соотношений и содержательных объяснений вещей,

- предметные приемы построения и формирования примеров и иллюстраций,

- системные приемы установления взаимосвязей между объектами,


Целями определений методов являются указания на приемы или алгоритмы получения искомых результатов по исходным данным, независимо от конкретного применения. Главная цель состоит в построении полной и замкнутой технологии ИП для решения разнообразных вопросов, задач, заданий или проблем на основе знаний, представленных в естественном виде.


Смысл и сущность метода в информатике заключены в указании или в предписании способов получения нового знания с помощью ВМ. Исходные посылки для построения методов содержатся в богатом опыте программирования на ВМ, использующим самые разнообразные виды представления знаний. Ясно, что программирование явилось не только источником методов, но и показателем быстрого развития информатики.


Результатами применения методов в общем случае является новое знание. В конечном счете на пользователе лежит ответственность принятие окончательного вывода о применении ВМ (или Интеллсист) по полученным результатам. При получении удовлетворительных результатов можно переходить к решению новых задач, а при получении неудовлетворительных результатов необходимо квалифицировать итоги. После квалификации итогов применения ВМ становится ясным: либо в наличии имеется недостаточность знаний, либо в знаниях или в запросе имеются пока неуловимые ошибки. Тогда ставится проблема устранения таких недостатков. Эти рассуждения очевидны и не требуют дополнительных комментариев. Важным в рассуждениях является указание на конечную ответственность самого пользователя за применение результатов применения ВМ. Но при этом заметим, что, во-первых, Интеллсист должна выдавать какие-то гарантии полученным результатам и подсказки пользователю для принятия решений и, во-вторых, Интеллсист должна выдавать окончательные решения при управлении объектами от ВМ. Задачи ВМ общего назначения и встроенной ВМ различны и подходы к построению БЗ и запросов должны быть различными. Это все определяется условиями решения задач и областью применения ВМ.


Метод в конечном счете должен определять алгоритм, с помощью которого реализуется применение метода. Вообще же это требование к методам не является обязательным, но выполнение требования увеличивает силу метода. Перечислить все методы невозможно, поэтому здесь рассматриваются только представительные методы.

1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   24

Похожие:

Информатика в семи томах iconСобрание сочинений в семи томах 3 «Собрание сочинений в семи томах»: Время; 2008
Собрание сочинений М. М. Зощенко — самое полное издание прозы одного из крупнейших писателей-новаторов XX века. В него входят практически...
Информатика в семи томах iconИнформатика в семи томах
Определяются логические лексемы, фундаментальные операции, правила преобразования логических уравнений, а также металогика для обоснования...
Информатика в семи томах iconИнформатика в семи томах
Словарь поможет пользователям Интеллсист и разработчикам машинных систем разнообразного назначения в написании отчетов, руководств...
Информатика в семи томах iconВ семи томах том Информатика смысла Машинная лингвистика
Семантическая и распознающая грамматики связаны между собой как алгоритм и средства его реализации. Основой для контроля правильности...
Информатика в семи томах iconВ семи томах том Основы информатики (Введение в информатику)
Вм на основе своих общих и профессиональных знаний без привлечения программистов для решения задач, для разрешения вопросов или проблем...
Информатика в семи томах iconВ семи томах том Представление знаний (Структуры данных)
Приводимые примеры служат фрагментами прототипов записей знаний и запросов, предназначенных для создателей заданий и запросов к базе...
Информатика в семи томах iconРавительство республики башкортостан академия наук республики башкортостан история башкирского народа в семи томах том V уфа гилем 2010
Российская академия наук Уфимский научный центр ■ Институт истории, языка и литературы
Информатика в семи томах iconЬство республики башкортостан академия наук республики башкортостан история башкирского народа в семи томах том VI москва восточная литература 2011
Российская академия наук Уфимский научный центр Институт истории, языка и литературы
Информатика в семи томах iconВ семи томах том Интеллектуальные системы (Системы решения проблем)
Интеллсист, их структуры и технологии работы с инструментарием составляют центральную часть тома. Оценка возможностей Интеллсист...
Информатика в семи томах iconСтихотворения М. И. Цветаевой печатаются в основном по двум изданиям
Стихотворений (главным образом ранних, относящихся к 10-м годам) печатается по изданию: М. Цветаева. Неизданное: Стихи. Театр. Проза....
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2014
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница