Информатика в семи томах




НазваниеИнформатика в семи томах
страница4/24
Дата27.11.2012
Размер3.16 Mb.
ТипДокументы
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   24

1.3. Методы в информатике


Том 6 в основном посвящен методам информатики. Программирование и наука программ естественным образом породили совокупность методов, которые целесообразно и правомерно следует перенести в информатику, поскольку они явились источником новых подходов и методик обработки знаний для получения нового знания. Здесь же, в данном разделе, рассматривается общее понимание методов независимо от их предметного назначения. Определение понятия метода должно стать шаблоном для формирования каждого конкретного метода информатики. Каждое определение, в том числе определение понятия метода, должно иметь форму критерия для оценки того или иного приема, который можно именовать методом.


Метод - это способ достижения цели, процесс решения конкретной проблемы, совокупность приемов и операций практического или теоретического освоения (познания) действительности. Метод информатики - это метод и средство организации изобретания, проектирования, разработки (преобразования, защиты, хранения и т.п.) и сопровождения данных, знаний, программных или аппаратных систем и, в частности, программ, разрабатываемых в соответствии с исходной постановкой проблемы и для получения нового знания на основе имеющегося накопленного знания. Краткие определения мы сопровождаем некоторыми пояснениями, расширяющими данные выше определения. Дополнения связаны с требованиями, которым должны удовлетворять методы информатики.


Первое требование, которому должен удовлетворять метод информатики, состоит в том, что он определяет форму рабочего приема для построения предмета (результата или программы). Прием состоит из совокупности операций переработки исходного материала (спецификации задачи и исходных данных) в результат, пригодный для выполнения с помощью этого приема. Это требование очевидно, оно отражает существо любого метода. Сущность формы приема (метода) заключена в выборе представлений знаний и заданий для передачи их в память ВМ и выдачи для человека.


Второе требование состоит в том, что метод должен быть одинаково применим для всех описаний предметов, на преобразование которых ориентирован метод. Применение метода не обязательно, если эффективность результата применения сомнительна. Иногда можно ограничиться отдельным приемом, составляющим часть метода, или простой операцией из совокупности, определяющей метод. Важна независимость методов (их ортогональность), это обеспечит наиболее точный выбор средств для получения результата. Наибольший эффект дает композиция методов.


Третье требование относится к способу получения результата применения метода: метод должен обеспечивать объективность в самом процессе и в получении результатов преобразования описаний предметов как при его использовании всеми, так и при демонстрации метода. Указанное требование трудно оформить в некоторый формализм, здесь более всего работает интуитивные подходы. Существенным в учете объективности является отсутствие противоречий как в процессе построения результата, так и в самом результате.


Следующее требование трудно относить к классу требований. Однако его формулировка притягательна и служит критерием для положительной оценки любого метода. Требование состоит в необходимом наличии в методе средств контроля применимости метода к данному предмету. Ощущается целесообразность требования самооценки результатов применения метода. Сложность отнесения требования к обязательным определяется сложностью воплощения его в реальных методах.


Излагаемые в томе методы не всегда удовлетворяют перечисленным требованиям в силу непрерывного развития информатики, которое соответствует диалектическим рассуждениям. Итак, рассмотрим чуть подробнее классификацию методов программирования или/и информатики. (Можно попросить прощение за некоторые повторы предложений в изложении классификаций.)


1.3.1. Наглядное программирование. Прежде небольшое вступление. Необходимый существенный рост количества программистов, как уже упоминалось, напоминает ситуацию с необходимым ростом количества телефонисток в 20-х годах ХХ века. Проблема роста армии телефонисток тогда была разрешена в результате создания автоматических телефонных станций, что привело к передаче функций телефонисток каждому пользователю телефонного аппарата. Необходимость в программистах также разрешается путем создания новых СВТ и программ для эффективного их применения самими пользователями. Весь арсенал новых аппаратных и программных средств направлен на привлечение большого числа непрограммистов для решения их проблем (заданий). Подобные мероприятия изменяют процедуру составления программ решения конкретных проблем. Появляется новый стиль программирования, который постепенно образует новое направление в информатике.


Относительно НП как направления написано достаточное число публикаций. Тем не менее, представляет интерес краткий суммирующий обзор сортов НП. Всякая классификация указывает на пробелы, которые могут представить интерес, например, для системного программиста, создателя программ для построения программ.


Современное программирование характеризуется широким применением символьного способа представления информации. Другие способы представления (такие как картинки, рисунки, графики, пиктограммы и произвольные символьные наборы, не выражающие содержательного текста ЕЯ или ФЯ) также постепенно находят все более широкое применение в практике использования ВМ. Символьный способ применяется главным образом для представления программ и знаний, исходных данных или результатов. Несимвольный способ используется для представления исходных данных при формировании конкретной проблемы и конечных результатов ее разрешения. Ввод несимвольной информации вызывает компиляцию имеющихся в библиотеках программ в комплекс выполняемых программ. Здесь для пользователя ВМ имеется фактор решения проблем без программистов, автоматическое составление программ без написания команд машины или текстов ФЯ. Подобная деятельность человека при разрешении проблем с помощью ВМ вполне может называться наглядным программированием.


НП обладает важным пользовательским свойством: оно не требует от пользователя знания программирования и языков для написания программ. Такого пользователя можно именовать видеопрограммистом или аудиопрограммистом в зависимости от органа чувств, которые используется для общения с ВМ. Единственным главным требованием для непрограммиста является требование знания средства передачи сообщений для ВМ (клавиатура, микрофон, сенсоры и др.). Для эффективного НП пользователю необходимо знать краткое руководство, составленное системным программистом.


Данный перечень не завершен, поскольку еще не все органы чувств человека используются при программировании различных проблем. Этот перечень возможно никогда не завершится, так как «программистом» может быть некоторое устройство, животное или просто часть природы, имеющие другие (по сравнению с человеком) органы восприятия и воздействия.


НП действительно является (надо сказать несколько точнее - напоминает) программированием с определенным уровнем интеллекта по такому признаку как использование программы, отторгнутой от ее создателя. Прямой пользователь сам определяет что и как необходимо сделать для решения его проблемы. Средств в отторгнутой программе достаточно для выполнения своих или предписанных заданий. Конечно, необходимо принимать во внимание два обстоятельства: новые проблемы, кроме тех, которые представлены (запрограммированы) с помощью НП, решить сложно или невозможно. Решение новых проблем возможно только внешне, поскольку они не решалась до сих пор пользователем, но возможность ее решения уже была заложена в средства НП, в его инструментарий. Качественно новая проблема может быть решена средствами НП, если будет изготовлен его инструментарий или пакет программ. Второе обстоятельство: ИП оснащено инструментарием, которое ориентировано на БЗ (класс проблем) и на создание запроса для решения каждой конкретной проблемы средствами ЯПП. Решение новой проблемы требует незначительных изменений в запросах.


Имеется существенное отличие НП и ИП. Частично об этом уже сказано. Кроме этого, оно состоит в том, что в НП невозможно вложить новое или дополнительное знание, кроме того, которое заложено в программы обслуживания НП; новое знание можно вложить только в процессе задания запроса на выполнение определенных (глобальных или емких) операций, допустимых средствами НП. Знания, заложенные в программы обслуживания НП, ограничивают возможности решения только одного класса проблем. Необходимо иметь в виду, что такие знания могут быть противоречивыми. В связи со сказанным можно говорить о том, что НП - это программирование с определенным уровнем интеллекта, имеющее вполне определенную меру интеллектуальности. ИП сохраняет за собой все преимущества интеллектуального взаимодействия в системе человек-ВМ. Заметим, что ИП может иметь в качестве составной части дополнительные средства НП, используемые в процессе настройки программ.


Повсеместное внедрение персональных профессиональных ВМ, оснащенных видеотерминалами, и создание общедоступных программных продуктов позволяют сформулировать новое направление в информатике. Оно базируется на вводе в память ВМ не символьной информации, может быть лучше сказать нетекстовой информации, а картинок, графики, рисунков, через пиктограммы и произвольные символьные наборы, не выражающие содержательного текста естественного, профессионального языка. Ввод такой информации (если это не является развлечением, игрой) обязательно вызывает работу ВМ по некоторым программам, использующим части вводимых данных в качестве исходных, а части - в качестве средств управления этими программами. Подобная деятельность называется нами наглядным или визуальным программированием.


Наглядное программирование (как процесс) расчленяется на этапы:

- идентификация данных в процессе обзора возможностей программы;

- выбор работы и ее инициализация;

- скрытая от пользователя интерпретация данных;

- автоматическое формирование макроопераций или макрокоманд;

- выполнение программы или заказанных пользователем операций.

Каждый этап может повторяться многократно до завершения всех работ или принудительного выхода из программы. Процесс программирования понимается как выбранная пользователем последовательность указанных этапов, инициируемая нажатием клавиш (мыши или клавиатуры) до получения искомого результата.


Виды НП известны и соответствуют каждому органу чувств человека. Поскольку НП внешне конкурирует с ИП необходимо вкратце напомнить о видах НП и водоразделе этих двух сортов. Считается, что их пять (может быть и больше), им соответствует пять сортов программирования, которые перечислены ниже.


1. Визуальное программирование (ВИП, см. например [Бродская81]), которое в связи с развитием средств визуализации классифицируется подробнее. Классификация дана ниже.

2. Аудиопрограммирование (АУП) [Речевая79, Фланаган68, Шиндлер89] постепенно внедряется средств звукового взаимодействия с ВМ. АУП возникло в связи с развитием средств СВТ восприятия и синтеза речи человека. АУП относится к НП, так как инициализация программ или подпрограмм реализуется звуком аналогично инициализации программ клавишами или пиктограммами. Каждое слово или каждый звук заменяет нажатие клавишей, число которых становится значительным по числу и по сравнению с числом клавиш на клавиатуре. Сущность АУП состоит в выборе программного пути в зависимости от звуковых сигналов и получение результата в форме звуковых сигналов.

3. Осязательное программирование (ОСП) [Моль75] можно пока отнести к фантастическому сорту программирования из-за слабого развития сенсорных средств восприятия информации. Отчасти можно говорить об ОСП в случае работы программ от прикосновения пальцем поверхности экрана дисплея. Сущность осязательного программирования объяснить можно так же как и АУП, если заменить понятие звука на понятие осязание. Например, может ли понимать некоторое устройство ласки или удары.

4. Обонятельное программирование (ОБП) также фантастично как и ОСП, хотя можно представить устройство для обнаружения следов по аналогии с использованием собак (при этом можно предусмотреть резкое изменение запахов, от поиска которых устраняется собака). В последнее время появились средства обнаружения веществ по запаху, которые еще соединены с ВМ для массового использования.

5. Вкусовое программирование (ВКП) структурно аналогично ОБП является более фантастичным. Можно представить себе некоторое устройство для дегустации напитков подобно тому как это делает дегустатор. Соединенной с ВМ такое устройство определит рождение ВКП.


К перечисленному можно добавить моделирование гравитационного чувства человека, интуицию и др. Из перечисленных сортов НП уделим некоторое внимание ВИП, поскольку оно поддержано новыми средствами вычислительной техники. К визуальному относятся следующие классы процессов составления программ.


1. Геометрическое программирование (ГЕП) [Роджерс89] использует образы или образцы геометрических фигур для конструирования новых фигур и создания документации по результатам конструирования. ГЕП характеризуется операциями манипулирования фигурами либо через клавиши, либо пиктограммами, либо через сенсорные датчики. Задание машине также может передаваться клавишами или с помощью меню. ГЕП изучается в графической информатике.


2. Графовое программирование (ГРП) [Красилов73] является наиболее распространенным среди системных программистов. Технология графового программирования состоит из формирования некоторого графа, его нагрузки по дугам или вершинам и ввода информации о таком графе в память ВМ [Красилов78]. Граф способствует наглядному выражению потоков данных и управления. ГРП успешно заменяет текстовую запись программ графовой в форме, например, Р-схем Вельбицкого.


3. Графическое программирование (ГФП) [Райан89] связано с представлением заданий ВМ в форме рисунков или графиков, которые подлежат обработке. Вызов необходимых для обработки программ аналогичен работе непрограммиста в ГЕП и графической информатике.


4. Пиктографическое программирование (ПИП) является частным случаем ГФП и применяется пока только вместо программирования через меню. Направлению ПИП уделяется мало внимания из-за сложности создания пиктограмм. Возможно ГФП будет способствовать развитию ПИП, которое по существу состоит в замене клавиш малыми рисунками и манипулирование ими аналогично клавишам. Результаты ПИП могут быть самыми разнообразными.


5. Программирование через меню (МЕП) [Денинг84] известно более всего как метод построения иерархии работ и подработ для все более точной квалификации необходимой непрограммисту конкретной проблемы. В Интеллсист этот вид программирования используется для сокрытия ФЯ Лейбниц. МЕП описывается языком меню, о котором говорилось в т.2.


6. Табличное программирование (ТАП) [Хамбли76] связано прежде всего с табличным способом представления алгоритмов, которые содержат большое число альтернативных действий и условия их выбора. Решение частной проблемы связано с посылкой непрограммистом системе логической информации, выражающей свойства данных, действий или целей получения результата.


7. Раскрывающее программирование (РАП) является в некотором смысле новым стилистическим подходом к использованию машинных ресурсов. РАП является противоположностью метода Парнаса скрытия информации. Пользователь представляет свое задание ВМ общей целью, которую в дальнейшем раскрывает до деталей. Например, общая блок-схема рассматривается как совокупность блоков для выполнения вложенных блок-схем. Этот процесс заканчивается вслед за окончательной детализацией самого внутреннего блока всей схемы. В отличие от структурного программирования за дисплеем выполняются все блок-схемы, их раскрытие осуществляет программная система. Некоторый этап раскрытия может оказаться конечным без дальнейшего уточнения.


8. Комбинация перечисленных выше видов программирования (КОП). В действительности почти каждая программа строится на базе самых разнообразных видов, приемов и методов с использованием различных стилей программирования и направлений информатики. Поэтому предыдущие семь сортов только вычленяют сущность использования ВМ непрограммистом, а фактическая работа может осуществляться средствами всех направлений.


Все большим спросом начинает пользоваться АУП, но оно же является наименее продвинутым вперед. АУП подразделяется на: командное, или передачу заданий ВМ в форме речевых команд на выполнение определенных действий, разговорное или ведение диалога с ВМ с помощью речи на ЕЯ, мелодичное или передача машине информации средствами музыки и др. Даже постановка проблем АУП в настоящее время весьма затруднительна. Но это же является и весьма привлекательным для информатики обстоятельством. Имеется надежда на теорию веры, которая рассматривает самые разнообразные утверждения и выводит новое знание так, что пользователь должен сам принять решение о правильности итоговых утверждений. ИЛ занимается поиском истины и позволяет выводить новые факты при условии, что исходное утверждение является истинным. Некоторый подход изложен в т.7.

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