- •1.1. Информация и сигналы
- •1.2. Информационные технологии и системы
- •База знаний;
- •Механизм вывода;
- •Интерфейс и пользователь.
- •1.3. Передача и оценка информации
- •1.4. Алгоритмы
- •2.1. Цели создания, назначение и структура еаис
- •2.2. Этапы развития еаис
- •2.3. Ведомственная интегрированная телекоммуникационная сеть
- •3.1. Общие принципы и органы управления
- •3.2. Правовые основы применения электронных документов и информационных технологий в таможенном деле и торговле
- •Глава 1. Общие положения.
- •Глава 2. Условия использования электронной цифровой подписи. Глава 3. Удостоверяющие центры.
- •Глава 4. Особенности использования электронной цифровой подписи. Глава 5. Заключительные и переходные положения.
- •3.3. Основные направления развития
- •4.1. Назначение и классификация вычислительных сетей
- •4.2. Физическая передающая среда для связи компьютеров
- •4.3. Эталонная модель взаимодействия вычислительных систем
- •4.4. Устройства организации взаимодействия в вычислительных сетях
- •4.5. Принципы управления и доступа в вычислительных сетях
- •4.6. Глобальная сеть Интернет
- •4.7. Параметры рабочих станций и вычислительных сетей
- •4.8. Контроль и восстановление
- •4.9. Средства вычислительных сетей таможенных органов
- •5.1. Размещение и организация
- •5.2. Понятия базы данных и системы управления базами данных
- •5.3. Файловая модель
- •5.4. Иерархическая и сетевая модели представления данных
- •5.5. Реляционная модель данных
- •5.6. Системы управления базами данных
- •5.7. Классификация и кодирование
- •5.8. Базы данных еаис
- •5.9. Информационно-поисковые системы
- •Август 14.08.2007
- •Январь 27.01.2007
1.2. Информационные технологии и системы
Особенности
информационных технологий
Термин «технология» (от греческого techne - искусство, мастерство, умение и ... логия - от греч. logos - слово, учение) первоначально появился в сфере производства и определяется как совокупность методов обработки, изготовления, изменения состояния, свойств, формы сырья, материала или полуфабриката, осуществляемых в процессе производства продукции [11].
Технология материального производства изменяет качество и первоначальные свойства материи с целью получения материального продукта и включает четыре составляющие:
предмет и цель обработки - сырье, полуфабрикаты, предназначенные для обработки; продукт на выходе;
методы обработки;
орудия (средства) обработки, с помощью которых реализуется технология и достигается поставленная цель;
критерии оптимизации обработки - в зависимости от цели обработки это могут быть скорость и точность обработки, количество получаемого продукта в единицу времени и т.д.
Сбор и обработка информации всегда были важными элементами деятельности человека. Однако только в конце XX в. информация стала рассматриваться в качестве реального производственного ресурса наряду с другими материальными ценностями. Тогда же появилось и понятие «информационная технология». В нем предметом и продуктом труда является информация, а орудиями труда на современном этапе - средства вычислительной техники и сети передачи данных.
10
К предпосылкам появления и широкого использования информационных технологий следует отнести:
-
накопление больших объемов информации на бумажных, магнитных и оптических носителях, требующих систематизации и обработки в процессе решения различных задач;
-
создание быстродействующих, надежных и недорогих электронных вычислительных машин (ЭВМ), в том числе и персональных, позволяющих накапливать, быстро обрабатывать и отображать информацию;
-
появление различных средств связи и коммуникации (радио, телевидения, телексов, факсов, вычислительных сетей, цифровых сетей связи, спутниковой связи и др.), позволяющих быстро передавать информацию на большие расстояния.
При работе с информацией, как правило, возникает необходимость осуществлять ее сбор, обработку и передачу.
Сбор информации - процесс получения сведений об интересующем объекте.
Очень часто сбор информации ведется с использованием технических устройств (телефона, сканера, робота, модема, измерительного прибора и т.п.).
Обработка информации - процесс анализа и преобразования информации.
При этом в качестве самостоятельных этапов можно выделить проверку поступающих данных, их преобразование, хранение, отображение, выдачу справок по запросам и др. В результате обработки потребителю выдается информация в требуемой форме.
В ходе сбора и обработки информации возникает необходимость передачи и приема информации, для чего используются сети (линии) связи.
С учетом вышеизложенного применительно к технологиям, предметом которых является информация, можно дать следующее определение: информационные технологии - процессы, методы поиска, сбора, хранения, обработки, представления, распространения информации и способы осуществления таких процессов и методов [1].
В научно-технической литературе можно найти и несколько другие определения понятия «информационная технология», однако общим в них является то, что везде предметом обработки и выходным продуктом информационной технологии является информация [13, 51, 71].
К информационной технологии следует отнести и ручные методы работы с информацией, такие как поиск информации в библиотеке по библиографическим данным на бумажных карточках. Однако применение современных методов работы с информацией без использования технических средств передачи информации и вычислительных средств практически невозможно. Поэтому здесь и далее под информационными технологиями будем понимать такие технологии, реализация которых требует использования средств вычислительной техники и передачи данных.
Информационные технологии характеризуются следующими основными особенными свойствами:
- предметом (объектом) обработки является информация;
- целью обработки является получение информации;
-
средствами осуществления обработки являются программно-аппаратные устройства, в том числе средства вычислительной техники;
-
специфическими критериями оптимизации при обработке являются объем, своевременность доставки информации пользователю, достоверность, актуальность, полнота и др.
11
Из вышеприведенных рассуждений следует, что по предмету, цели, средствам и методам информационные технологии существенно отличаются от других технологий, ранее использовавшихся в материальном производстве.
Заметим, что во многих современных производственных системах, обрабатывающих чисто материальные объекты, одной из составляющих также являются операции по обработке информации (информационные технологии) с целью выдачи управляющих воздействий на средства труда. Однако здесь и далее будут рассматриваться технологии и системы, в которых основным предметом и целью обработки является информация.
Обобщая вышеизложенное, процесс получения продукта с помощью информационной технологии можно представить схемой (рис. 1.2).
Информационные технологии, используемые в процессе деятельности таможенных органов, обеспечивают сбор, обработку, хранение информации, которая во многих случаях носит конфиденциальный характер. Например, это карточки о нарушениях таможенных правил, база данных (БД) грузовых таможенных деклараций (ГТД) и др. Причем возможны различные случайные или преднамеренные действия по отношению к вычислительным системам, хранящим, обрабатывающим и передающим такую информацию. Практика работы таможенных органов имеет ряд примеров таких сознательных действий со стороны недобросовестных участников ВЭД. Кроме того, собранная информация, как правило, используется для принятия управленческих решений. При этом нарушения в информационных процессах зачастую могут привести к значительным финансовым потерям или даже создать угрозу для жизни людей.
В связи с этим для многих информационных технологий, в том числе таможенных (применяемых в таможенном деле), актуальной является проблема информационной безопасности.
В дальнейшем под информационной безопасностью информационной системы, реализующей некоторые информационные технологии, будем понимать ее защищенность от случайного или преднамеренного вмешательства в нормальный процесс функционирования системы, а также от попыток хищения, изменения или разрушения ее компонентов.
В соответствии с законом [1]:
1) защита информации представляет собой принятие правовых, организаци- онных и технических мер, направленных на:
- обеспечение защиты информации от неправомерного доступа, уничтожения, модифицирования, блокирования, копирования, предоставления, распространения, а также от иных неправомерных действий в отношении такой информации;
-
соблюдение конфиденциальности информации ограниченного доступа;
-
реализацию права на доступ к информации;
-
государственное регулирование отношений в сфере защиты информации осуществляется путем установления требований о защите информации, а также ответственности за нарушение законодательства РФ об информации, информационных технологиях и о защите информации;
-
требования о защите общедоступной информации могут устанавливаться только для достижения целей, указанных в подп. айв;
-
обладатель информации, оператор информационной системы в случаях, установленных законодательством РФ, обязаны обеспечить:
-
предотвращение несанкционированного доступа к информации и (или) передачи ее лицам, не имеющим права на доступ к информации;
-
своевременное обнаружение фактов несанкционированного доступа к информации;
-
предупреждение возможности неблагоприятных последствий нарушения порядка доступа к информации;
-
недопущение воздействия на технические средства обработки информации, в результате которого нарушается их функционирование;
-
возможность незамедлительного восстановления информации, модифицированной или уничтоженной вследствие несанкционированного доступа к ней;
-
постоянный контроль за обеспечением уровня защищенности информации;
-
требования о защите информации, содержащейся в государственных информационных системах, устанавливаются федеральным органом исполнительной власти в области обеспечения безопасности и федеральным органом исполнительной власти, уполномоченным в области противодействия техническим разведкам и технической защиты информации, в пределах их полномочий. При создании и эксплуатации государственных информационных систем используемые в целях защиты информации методы и способы ее защиты должны соответствовать указанным требованиям;
-
федеральными законами могут быть установлены ограничения использования определенных средств защиты информации и осуществления отдельных видов деятельности в области защиты информации.
В Таможенном кодексе РФ имеется статья (427), которая возлагает на таможенные органы ответственность за разработку и использование средств защиты информации, используемой в таможенных целях.
13
Информационные системы
Для реализации информационных технологий создаются системы. Система (от греч. systema - целое, составленное из частей) - множес тво элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, образующи: определенную целостность, единство [11].
Любой объект, который обладает названными свойствами, можно назват] системой. Одни и те же элементы могут быть использованы для создания раз личных по назначению систем. Свойства системы хотя и зависят от свойств эле ментов, но не определяются ими полностью. Свойства системы в целом определяются не только и не столько характеристиками составляющих ее элементов сколько характеристиками связей между ними.
Каждый элемент системы имеет определенное функциональное назначение Элемент, в свою очередь, может делиться на более простые элементы. Такой элемент называют подсистемой.
Информационные системы - это особый вид систем. В общем смысле информационной системой является любая система, которая осуществляет обработку информации. В соответствии с Федеральным законом «Об информации, информационных технологиях и защите информации» информационная система - орга-низационно-упорядоченная совокупность документов (массивов документов) и информационных технологий, в том числе с использованием средств вычислительной техники и связи, реализующих информационные процессы [1, 72].
В системе может быть реализовано несколько технологий. Так, в автоматизированной интегрированной системе таможенного оформления «АИСТ» операции форматно-логического контроля и работы с платежными документами можно рассматривать как отдельные информационные технологии.
Важнейшими компонентами информационной системы (ИС) являются:
-
пользователи;
-
терминалы;
-
базы данных и/или знаний;
- вычислительные и иные технические средства обработки, контроля, преобразования и отображения;
-
программные средства;
-
средства передачи данных;
-
средства обеспечения информационной безопасности;
-
техническая и нормативно-правовая документация;
-
обслуживающий персонал.
Пользователь информации (информационного продукта) - это субъект, обращающийся к ИС или посреднику за получением необходимой ему информации и пользующийся ею [45].
Результатом функционирования любой ИС является информационный продукт, который представляет собой определенную совокупность данных, предоставляемых пользователю в заданной им форме, а процесс обеспечения пользователей информационными продуктами есть информационная услуга.
14
Общение пользователей и обслуживающего персонала с ИС происходит через оконечные устройства, которые называются терминалами. К ним относятся: телефонные и телеграфные аппараты, клавиатура, печатающие устройства, различные устройства ввода и отображения информации (индивидуальные, коллективные) и т.п.
Работа с информацией предполагает создание хранилищ для информации, для чего в информационных системах создаются базы данных и (или) базы знаний. Для принятия оптимальных решений, как правило, приходится перерабатывать огромные объемы данных. Поэтому информационные хранилища -важнейшие компоненты современных информационных технологий. Все шире в качестве источника информации и средств передачи информации используется сеть Интернет, а используемые информационные технологии снабжаются «искусственным интеллектом».
Документы и сведения, хранящиеся на разных видах носителей, а также обрабатываемые и хранящиеся в информационных системах, составляют информационные ресурсы.
Для вычислительной обработки информации могут использоваться специализированные микропроцессорные схемы, отдельные ЭВМ, многомашинные комплексы, вычислительные сети и т.п.
Функциональные возможности, эффективность и иные показатели ИС во многом определяются программным обеспечением, которое принято подразделять на три группы:
системное - операционная система, драйверы управления работой внешних устройств и т.п.;
прикладное - программные средства, реализующие задачи пользователя и его взаимодействие с информационной системой (такие программы зачастую называют приложениями);
инструментальное - средства, разработки прикладного программного обеспечения.
Для организации удаленного обмена данными применяются аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи, модемы, маршрутизаторы, телефоны, электронная почта и др.
Чтобы защитить ИС от несанкционированного доступа, случайных или преднамеренных угроз изменения информации в БД и (или) нарушений работоспособности, используются специальные аппаратные, программно-аппаратные или программные средства: брандмауэры, антивирусные программы, парольные системы, средства проставления и чтения цифровой подписи и др.
Для каждой ИС должен быть создан комплекс документов, регламентирующих порядок ее применения, правовой статус обрабатываемых и формируемых документов. Кроме того, при создании ИС разрабатывается конструкторская, программная и технологическая документация, которая применяется при производстве, хранении и эксплуатации системы. Существуют стандарты, регламентирующие порядок разработки автоматизированных систем и баз данных, состав и содержание разрабатываемой документации.
15
В обслуживающем персонале, кроме людей, обеспечивающих работоспособность технических и программных средств системы, часто выделяют специалиста, называемого администратором. Он занимается редактированием БД, устанавливает права доступа и пароли пользователям, назначает адреса рабочим станциям в компьютерной сети и т.п.
В научно-технической и учебной литературе принято также рассматривать автоматизированные вычислительные системы в виде совокупности обеспечивающих подсистем.
Еще в конце 80-х гг. XX в. в одном из отечественных стандартов в области информационных технологий был приведен перечень основных видов обеспечения и соответствующих подсистем автоматизированной системы. До сих пор при разработке и описании различных информационных систем часто используют этот перечень (рис. 1.3).
Рис. 13. Виды обеспечивающих подсистем в автоматизированных системах
Программное обеспечение - совокупность общесистемных и специальных программ, а также техническая документация.
Общесистемное программное обеспечение - комплексы программ, предназначенные для решения типовых задач обработки информации. Оно предназначено для расширения функциональных возможностей ПЭВМ, контроля и управления процессом обработки данных.
Специальное программное обеспечение - совокупность программ, разрабатываемых при создании конкретной информационной системы. К нему относятся пакеты прикладных программ (ППП), направленные на решение узкоспециализированных задач.
Техническая документация - материалы на бумажных, магнитных или оптических носителях, содержащие описание задачи и ее модель, задание на разработку алгоритмов, контрольные примеры.
Техническое обеспечение - средства реализации управляющих воздействий, получения, ввода, подготовки, преобразования, обработки, хранения, регистрации, вывода, отображения, использования и передачи данных, а также конструкторская и эксплуатационная документация.
Информационное обеспечение - совокупность системно-ориентированных данных, описывающих принятый в системе словарь базовых описаний (классификаторы, типовые модели, элементы автоматизации, форматы документации и т.д.), и актуализируемых данных о состоянии информационной модели объекта автоматизации (объектов управления, проектирования) на всех этапах его жизненного цикла.
Организационное обеспечение - совокупность документов, регламентирующих деятельность персонала при работе с техническими и программными средствами, а также между собой. Оно реализуется на базе различных руководящих и методических документов, определяющих условия и особенности функционирования системы, а также формы представления результатов деятельности.
Правовое обеспечение - совокупность правовых норм, регламентирующих правоотношения при функционировании автоматизированной системы и юридический статус результатов ее функционирования.
Математическое обеспечение - совокупность математических методов, моделей и алгоритмов обработки информации, используемых при функционировании системы.
Лингвистическое обеспечение - совокупность языковых средств формализации естественного языка для общения человека с комплексом средств автоматизации путем построения сочетаний информационных единиц, используемых при функционировании систем. К нему относятся информационные языки управления и манипулирования БД, языковые средства информационно-поисковых систем, диалоговые языки специального назначения и др., а также система терминов и определений, используемая в ходе разработки и функционирования ИС.
Эргономическое обеспечение - совокупность взаимосвязанных требований, направленных на согласование психологических, психофизических, антропометрических, физиологических характеристик и возможностей человека-оператора, технических возможностей средств автоматизации, параметров рабочей среды на рабочем месте для наиболее удобного взаимодействия «человек-техника».
Очень часто информационные технологии и системы применяются для управления объектами и процессами. Управление используется для достижения определенной цели, конкретной для данного объекта (процесса). Поступающая на вход ИС информация после обработки формирует управляющие воздействия на объект управления. Эффективная управляющая система должна иметь обратную связь для выработки корректирующих воздействий, т.е. получать от объекта информацию о его состоянии и результатах работы. Одним из главных достоинств систем с обратной связью является устойчивая работа элементов системы управления при большом числе значительных, в том числе и случайных воздействий различного вида. Наличие таких воздействий характерно, в частности, для ряда процессов и задач таможенного дела.
На рис. 1.4 иллюстрируется схема использования ИС в качестве управляющей системы для организации процесса таможенного оформления и контроля товаров.
17
В данном случае ИС можно рассматривать как одну из программ, исполь зуемых для таможенного оформления, например автоматизированную интег рированную систему АИСТ. Входной информацией являются таможенные транспортные, коммерческие и иные документы, поступающие от декларант; и перевозчика, а также нормативно-правовые документы от ФТС России (при казы, инструкции, письма и др.), информация от налоговой службы, иных правоохранительных и контролирующих органов.
Информационная система обрабатывает поступающие документы, используя дополнительную информацию из многочисленных справочников и классификаторов. В результате формируются управляющие воздействия на процесс оформления: запросы о консультациях, формирование поручения на досмотр разрешение на транзитную перевозку, разрешение на перемещение товара иг зоны таможенного контроля, выпуск товара и др.
Схема управления процессом таможенного оформления (рис. 1.4) имеет несколько контуров обратной связи. Во-первых, И С не только получает информацию от декларанта (перевозчика), но и передает им сообщения о ходе процесса. Во-вторых, формируя управляющие воздействия, ИС получает подтверждение их выполнения (информация о размещении и выпуске товаров со склада временного хранения, подтверждения о доставке товаров и др.). Третий контур образуется в связи с выполнением таможенным органом функций контроля правильности заявленных декларантом сведений уже после выпуска товара. Для этого таможенный орган в течение года после выпуска может проводить аудит и ревизию деятельности участников ВЭД, получая от них соответствующие документы. Наличие трех контуров обратных связей говорит о том, что существующая система таможенного оформления и контроля с точки зрения теории управления является довольно устойчивой.
Проведение работ по комплексной автоматизации процессов таможенного оформления и контроля основывается на планах вступления России во Всемирную торговую организацию (ВТО) и предусматривает модернизацию таможенной системы России по программе этой организации. В соответствии с нормами, установленными ВТО для стран-участниц, импортные и экспортные формальности и документация должны быть максимально сокращены и упрощены. При этом считается, что информационные технологии наиболее эффективны для упрощения и сокращения сроков таможенных операций. В структуре таможенной службы РФ выделяют:
-
центральный аппарат ФТС России;
-
региональные таможенные управления (РТУ) и подведомственные организации;
-
таможни;
-
таможенные посты.
Соответственно эксплуатируемые и разрабатываемые информационные таможенные технологии и системы должны обеспечивать эффективную и согласованную деятельность всех этих уровней.
Использование таможенными службами ИС позволяет не только сократить поток бумажных носителей и ускорить таможенное оформление документов, но и повысить качество таможенного контроля.
Классификация информационных технологий и систем
Информационные технологии и системы в настоящее время применяются во многих областях человеческой деятельности. При этом они существенно различаются в зависимости от области применения, видов обрабатываемой информации, целей обработки и т.д. Многообразие информационных технологий и систем затрудняет их классификацию.
К сожалению, до сих пор нет общепризнанной сложившейся системы классификации информационных технологий и систем. Практически в любой монографии или учебном издании, посвященном информационным технологиям, приводится некоторая классификация. Однако, как правило, они различаются по классификационным признакам и отдельным деталям. Одна из причин такого положения состоит в том, что существует тенденция создания и использования на предприятиях (в организациях) единых интегрированных ИС, с помощью которых может быть решен весь комплекс задач, связанных с функционированием этого подразделения. Естественно, что в таких ИС не всегда удается выделить систему некоторого конкретного назначения.
В Федеральном законе «Об информации, информационных технологиях и о защите информации» (ст. 13) выделяют следующие ИС:
-
государственные федеральные и региональные, созданные на основании соответствующих федеральных законов, законов субъектов РФ, на основании правовых актов государственных органов;
-
муниципальные, создаваемые по решениям органа местного самоуправления;
-
иные ИС.
19
Чаще всего ИС классифицируют по функциональному назначению, объектам управления, характеру использования информации, применяемым методам, видам обрабатываемой информации и др.
Широко распространена система классификации по сфере автоматизируемой деятельности (области применения). Так, в одном из отечественных стандартов по этому признаку выделялись:
- автоматизированные системы управления (ОАСУ, АСУП, АСУТП, АСУГПСидр.);
-
системы автоматизированного проектирования (САПР);
-
автоматизированные системы научных исследований (АСНИ);
-
автоматизированные системы обработки и передачи информации (АСОИ);
-
автоматизированные системы технологической подготовки производства (АСТПП);
-
автоматизированные системы контроля и испытаний (АСК);
-
системы, автоматизирующие сочетания различных видов деятельности.
В свою очередь, САПР могут классифицироваться более детально, например, по объектам проектирования (электронные устройства, одежда, корабли и др.). Можно и далее уточнять классификацию электронных устройств - проектирование кристаллов для интегральных схем, печатных плат, тестов и т.п.
Среди ИС, используемых на коммерческих предприятиях, могут выделяться системы бухгалтерского учета, управления движением товаров, управления маркетингом, электронной торговли через Интернет и др.
В случае классификации по целевой функции обычно выделяют управляющие, информационно-справочные, принятия решений и др. типы систем.
В учебной литературе выделяют структурированные, частично структурированные и неструктурированные задачи. Для структурированных задач существуют точные и однозначные методы решения, для неструктурированных разработчикам автоматизированных ИС такие методы неизвестны.
В информационных технологиях, применяемых при решении неструктурированных задач, все чаще используются идеи и методы искусственного интеллекта. В таможенном деле к числу таких задач относятся: управление рисками, анализ информационных ресурсов с целью выявления признаков таможенных правонарушений, прогнозирование изменений в товарных потоках и таможенных платежах при изменении таможенной и экономической политики, принятие управляющих решений по результатам мониторинга таможенной деятельности и т.п.
Искусственный интеллект (ИИ) - это научная дисциплина, возникшая в 50-х гг. на стыке кибернетики, лингвистики, психологии и программирования. Ее основу составляет раздел информатики, включающий разработку методов моделирования и воспроизведения с помощью ЭВМ отдельных функций человеческой деятельности, решение проблемы представления знаний в ЭВМ и построение баз знаний, создание экспертных систем, разработку интеллектуальных роботов и др. [9].
20
Считается, что термин «Искусственный интеллект» (AI - artificial intelligence) был предложен в 1956 г. на научном семинаре в Дартсмутском колледже (США). Однако до сих пор идут дискуссии, что понимать под этим термином и как оценивать «интеллект» машины.
Одним из основателей теории искусственного интеллекта считается А. Тьюринг, опубликовавший в 1950 г. книгу «Computing Machinery and Intelligence», в которой высказал предположение о возможности создания «разумной» машины. Он же предложил идею теста для оценки интеллектуальных возможностей машины. Его суть состояла в том, что человек путем диалога в виде вопросов-ответов с машиной (не зная, что его собеседник - машина) пытается понять, с кем он взаимодействует: с машиной или с человеком. Уровень разумности (интеллекта) машины можно оценить по времени, которое потребуется человеку, чтобы понять, что он имеет дело с машиной.
С самого начала исследования в области ИИ пошли по двум направлениям:
бионическое - моделирование с помощью искусственных систем психофизиологической деятельности человеческого мозга для создания искусственного разума;
прагматическое - создание интеллектуальных программ, позволяющих с помощью ЭВМ воспроизводить не процесс мыслительной деятельности, а решать различные прикладные задачи на основе принципов и законов этой деятельности.
Информационные системы, использующие элементы искусственного интеллекта, называют интеллектуальными информационными системами (ИИС), которые составляют особый класс ИС.
Если обычная программа может быть представлена как: программа = данные + + алгоритм, то она для ИИС характеризуется выражением: ИИС = знания + + стратегия обработки знаний [25].
Методы ИИ позволяют разрабатывать модели и программы обработки задач, для которых неизвестны прямые и надежные методы решения.
Прикладные исследования в области ИИ активно ведутся в следующих областях:
-
экспертные системы (ЭС);
-
автоматическое доказательство теорем;
-
робототехника;
-
интеллектуальные пакеты прикладных программ (программы, позволяющие пользователю решать задачи без программирования - путем описания задачи и исходных данных. Программирование осуществляется автоматически, программой-планировщиком из набора готовых программных модулей, относящихся к конкретной предметной области);
-
распознавание образов;
-
управление движущимися объектами;
-
решение комбинаторных задач (например, программы для игры в шахматы) и др.
Основным отличительным признаком ИИС является работа со знаниями.
21
Одним из реальных и достаточно широко распространенных приложений ИИС являются экспертные системы. Отличие экспертной программной системы от обычной программы:
-
она моделирует не столько природу (физическую или другую) определенной предметной области, сколько механизм мышления человека применительно к решению задач в заданной предметной области;
-
в ходе работы системы соображения и выводы формируются на основе тех знаний, которыми она располагает. Эти знания хранятся в базе знаний, как правило, на специальном языке;
-
при решении задач основными являются эвристические и приближенные методы, которые не всегда гарантируют хорошее решение [25].
До сих пор специалисты спорят о понятии «знания». Трудно найти две публикации разных авторов, в которых даются одинаковые определения этого термина.
В энциклопедическом словаре дается следующее определение: «Знание -форма существования и систематизации результатов познавательной деятельности человека» [11].
В отличие от данных знания обладают следующими свойствами:
-
внутренней интерпретируемостью - база знаний содержит информацию о правилах использования находящихся в ней данных;
-
структурированностью - наличием между определенными единицами знаний таких отношений, как «элемент - множество», «тип - подтип», «ситуация - подситуация», отражающих характер их взаимосвяей. Это позволяет хранить в одном экземпляре информацию, одинаковую для элементов множества. При необходимости одни единицы знаний могут наследовать свойства других единиц;
-
связанностью - закономерностью процессов, явлений и причинно-следственных отношений между ними. Эти связи позволяют строить процедуры анализа знаний на совместимость, противоречивость и другие, которые трудно реализовать при хранении в виде традиционных массивов данных;
-
активностью - способностью управления информационными процессами решения определенных задач.
Перечисленные особенности определяют грань, за которой данные превращаются в знания, а базы данных - в базы знаний. Все эти свойства знаний в конечном итоге должны обеспечить возможность ИИС моделировать рассуждения человека при решении прикладных задач.
Со знаниями тесно связано понятие процедуры получения решений задач (стратегии обработки знаний). В системах обработки знаний такую процедуру называют механизмом вывода, логическим выводом или машиной вывода. Принципы построения механизма вывода в ИИС определяются способом представления знаний и видом моделируемых рассуждений.
Для организации взаимодействия с ИИС в ней должны быть средства общения с пользователем - интерфейс, который обеспечивает работу с базой знаний и механизмом вывода на языке достаточно высокого уровня, приближенном к профессиональному языку специалистов в той прикладной области, к которой относится ИИС. Кроме того, в функции интерфейса входит поддержка диалога пользователя с системой, что дает пользователю возможность получать объяснения ее действий, участвовать в поиске решения задачи, пополнять и корректировать базу знаний.
Таким образом, основными составляющими систем, основанных на знаниях, являются: