2.4.2.7. Управление параллелизмом

Позволяет поддерживать корректность данных при выполнении нескольких операций одновременно или с разных компьютеров:

1. при одновременном изменении и просмотре блокируется просмотр и осуществляется изменение. После чего элемент разблокируется и выполняется его просмотр;

2. возможен контроль приоритета доступа к данным при выполнении их изменений.

Пусть, например, в вузе поддерживается сетевая технология обработки результатов сессии, в соответствии с которой в деканат от преподавателей стекаются сведения о результатах сдачи экзаменов, а методист просматривает их и готовит приказы на отчисление. Пусть также по студенту х в системе имеется информация о том, что экзамен у он не сдал.

В момент времени t от преподавателя поступает информация о пересдаче экзамена у студентом х с положительной оценкой. Одновременно методист запрашивает от системы список задолжников. Таким образом, система должна обработать два запроса, поступивших одновременно. В этом случае, к неудовольствию студента, запрос на обновление информации будет заблокирован, и его фамилия попадет в список задолжников. Только после формирования этого списка БД будет разблокирована, и данные в ней будут обновлены.

Пример блокирования операций имеется и в операционной системе семейства Windows. Так, невозможно переименовать, переместить, удалить и т.д. любой открытый файл.

2.4.2.8. Восстановление данных

При возникновении неисправности со стороны программных или аппаратных средств за короткое время восстанавливается то состояние, которое было до появления неисправности. Эта возможность обеспечивается за счет ведения системных журналов, в которых фиксируются промежуточные состояния данных и программ. При сбое осуществляется «откат» к последнему зафиксированному состоянию и с него возобновляется работа системы.

Примером восстановления данных может служить функция автосохранения в MSWord: в случае аварийного окончания работы компьютера и последующего запускаMSWordавтоматически загружается файл, при работе с которым возникла аварийная ситуация. Причем содержимое файла соответствует его последнему состоянию перед автосохранением.

Другой пример – организация механизма отката в MSWord, который позволяет вернуть текст в любое предшествующее состояние (кнопкаОтменить). Для этого ведется журнал действий пользователя, из которого можно выбрать любую последовательность требующих отмену действий.

С учетом рассмотренных составляющих элементов информационного процесса более подробно он представлен на рисунке 2.4. Вопросы привлечения знаний о предметной области, связанные с извлечением знаний экспертов, рассматриваются далее.

Рисунок 2.4 - Структура информационного процесса

Глава 3. Знания как вид информационного ресурса4

Знания - важнейший информационный ресурс. Как отмечалось ранее, при автоматизации информационного процесса используются две системы знаний - собственные знания в профессиональной области ИТ-специалиста и знания о той предметной области (производстве), для которой выполняется автоматизация информационного процесса.

Будем различать первичные и вторичные знания.

Первичные знания основаны на данных, полученных эмпирическим путем, и являются результатом мыслительной деятельности человека, направленной на обобщение его опыта. В результате подобной деятельности на основе наблюдений человеком (говорят – наблюдателем) выявляются понятия, характеризующие источник информации, их свойства, взаимоотношения, а также закономерности поведения источника, что позволяет построить его модель. Полученное таким образом знание часто называют эмпирическим, подчеркивая тем самым его происхождение – наблюдение за действительностью. Для формирования эмпирического знания у наблюдателя «включается» следующая последовательность «слоев естественного интеллекта» [34]: сенсорика⁵ + моторика + безусловные и условные рефлексы + врожденные программы (инстинкты) + мышление = знание (модель). Первые четыре составляющие относятся к формированию данных как начальной фазы знаний, а пятая (мышление) – собственно к формированию знаний.

Вторичные знания формируются не в результате наблюдений, а в ходе извлечения знаний от экспертов. Этот процесс подробно рассмотрен в разделах 3.2 и 3.3.

В целом структура приобретения первичных знаний представляется последовательностью этапов:

1. описание и обобщение фактов;

2. установление связей и закономерностей. Этот процесс моделируется исследователями с помощью двух популярных теории мышления – логической и ассоциативной. Логическая теория применяет следующие операции над фактами, полученными на предыдущем шаге: определение, сравнение и различение, анализ, абстрагирование, обобщение, классификация, категоризация, образование суждений, умозаключение, составление силлогизмов. Теория ассоциаций представляет мышление как цепочку идей, связанных общими понятиями. Основными операциями этой теории являются: ассоциации, приобретенные на основе различных связей; припоминание прошлого опыта, пробы и ошибки со случайными успехами; привычные (автоматические) реакции и пр.;

3. построение идеализированной модели. Для построения модели, отражающей представление человека о предметной области, необходим специализированный язык, с помощью которого можно описывать и конструировать те идеализированные модели мира, которые возникают в процессе мышления. Язык этот создается постепенно с помощью категориального аппарата, принятого в соответствующей предметной области, а также формально-знаковых средств математики и логики;

4. объяснение и предсказание поведения предметной области. Этот этап является одновременно критерием истинности полученного знания. Если выявленная система знаний полна и объективна, то на ее основании можно делать прогнозы и объяснять любые явления из данной предметной области.

Очевидно, результат мыслительной деятельности зависит от объема знаний, которыми обладает наблюдатель на момент формирования новых знаний. Это согласуется с такой семантической мерой информации, как полезность, связанной с тезаурусом наблюдателя [30]. С учетом этого замечания, а также с учетом схемы формирования данных, рассмотренной ранее, формирование первичных знаний обобщенно можно представить рисунком 3.1.

Рисунок 3.1 - Обобщенная схема формирования эмпирических знаний

Качество эмпирического знания определяется следующими критериями: внутренней согласованностью, системностью, объективностью, историзмом.

Основными характеристиками эмпирического знания в соответствии с критерием внутренней согласованности являются:

1. многоукладность - означает возможность существования знания в различных категориях, т.е. в конструкциях существования и долженствования, когда часть закономерностей возможна, другая обязательна и т.д.;

2. возможная противоречивость – естественное следствие из основных законов диалектики. Эти противоречия служат чаще всего отправной точкой в рассуждениях экспертов с целью получения нового знания;

3. неполнота - связана с объективной невозможностью полного описания предметной области. Задача эксперта - ввести ряд ограничений и допущений, упрощающих проблему.

Многоукладной является, например, следующая закономерность: «любой студент с задолженностью по окончании сессии отчисляется». Она кажется обязательной. Однако предъявление оправдательных документов позволяет студентам-задолжникам продлить сессию, что делает приведенное утверждение только возможным. Многоукладность знания нашла свое отражение в таком разделе математики как нечеткая логика.

Продолжая данный пример, можно говорить о противоречивости знаний двух экспертов: опыт одного свидетельствует об обязательности отчисления студента в случае задолженности, а опыт другого говорит об обратном. Подобное противоречие является причиной появления нового знания у второго эксперта: отчисление необязательно. Очевидна при этом первичнаянеполнота знания второго эксперта, вызванная, скорее всего, недостатком опыта.

Системность предполагает системно-структурный подход к познанию, когда любой объект, явление или процесс предметной области рассматривается одновременно как единое целое и как система отдельных взаимосвязанных элементов.

Примером системности является приведенное в начале данного учебного пособия понятие производства как единого целого (рисунок 1.1), что позволило описать его внешние связи. Затем (рисунки 1.2 и 1.3) в производстве были выделены составляющие его элементы и указаны связи между ними. Такая различная детализация объясняется необходимостью и достаточность объема описаний в том или ином случае.

Объективность определяется тем, что процесс познания глубоко субъективен, т.е. он существенно зависит от особенностей самого наблюдателя. Субъективность начинается уже с описания фактов и увеличивается по мере углубления идеализации объекта. Она связана с подготовкой наблюдателя (его тезаурусом), а также с его личной мотивацией. Более корректно говорить о глубине понимания, чем об объективности знания. Понимание – это сотворчество, процесс истолкования объекта с точки зрения субъекта.

Примером объективности знания является полезность как семантическая мера информации. В самом деле, в зависимости от тезауруса наблюдателя многое в окружающей его действительности остается скрытым только из-за его недостаточной подготовленности к познанию.

Критерий историзма связан с развитием. Все процессы, происходящие в предметной области, следует рассматривать с учетом временных изменений – как связь с прошлым, так и связь с будущим.

Очень полезно в этой связи при изучении той или иной дисциплины в вузе включать вопросы истории предмета, что часто регламентируется образовательным стандартом: следуя диалектическому принципу развития по спирали, можно ожидать, что некоторые технологические или теоретические идеи из прошлого, которые на момент их появления казались абсурдными, найдут свое применение в будущем. Так произошло, например, с идеями освоения космоса, предложенными в первой половине 20-го века Э.К. Циолковским, или с кибернетическими принципами использования природных «изобретений» для проектирования технических систем, которые были изложены Норбертом Винером.