|
|
| Базовые понятия и определения информатики |
|
сходя из этого видно, что извлечение знаний это непростой процесс. И человек-аналитик, на котором лежит вся тяжесть интервьюирования источника знаний, должен обладать специальными знаниями по системному анализу, формальной логике, когнитивному моделированию, а главное, методологии извлечения знаний. Инженеры по знаниям, при обработке знаний, придерживаются следующего алгоритма работы:?анализ предметной области (ПО); ?извлечение знаний; ?структурирование знаний. Тема 2 Постановка и решение задач на компьютереОбщая часть2.1 Понятие «задача»Решение задачи, особенно достаточно сложной - достаточно трудное дело, требующее много времени. И если задача выбрана неудачно, то это может привести к потере времени и разочарованию в применении ЭВМ для принятия решений. Каким же основным требованиям должна удовлетворять задача?A. Должно существовать как минимум один вариант ее решения, ведь если вариантов решения нет, значит выбирать не из чего.B. Надо четко знать, в каком смысле искомое решение должно быть наилучшим, ведь если мы не знаем чего хотим, ЭВМ помочь нам выбрать наилучшее решение не сможет.Выбор задачи завершается ее содержательной постановкой. Необходимо четко сформулировать задачу на обычном языке, выделить цель исследования, указать ограничения, поставить основные вопросы на которые мы хотим получить ответы в результате решения задачи.Здесь следует выделить наиболее существенные черты экономического объекта, важнейшие зависимости, которые мы хотим учесть при построении модели. Формируются некоторые гипотезы развития объекта исследования, изучаются выделенные зависимости и соотношения. Когда выбирается задача и производится ее содержательная постановка, приходится иметь дело со специалистами в предметной области (инженерами, технологами, конструкторами и т.д.). Эти специалисты, как правило, прекрасно знают свой предмет, но не всегда имеют представление о том, что требуется для решения задачи на ЭВМ. Поэтому, содержательная постановка задачи зачастую оказывается перенасыщенной сведениями, которые совершенно излишни для работы на ЭВМ.2.2 Классификация задач, решаемых на ЭВМСуществует три типа задач для которых создается информационная система: структурированные (формализованные), неструктурированные (неформализованные) и частично структурированные.Структурированная (формализованная) задача - задача, где известны все ее элементы и взаимосвязи между ними.Неструктурированная задача - задача, в которой невозможно выделить элементы и установить связи между ними.В структурированных задачах удается выразить ее содержание в форме математической модели, имеющей точный алгоритм решения. Подобные задачи обычно приходится решать многократно, и они носят рутинный характер. Целью использования информационной системы для решения структурированной задачи является автоматизация их решения, т.е. сведение роли человека к нулю.Решение неструктурированных задач из-за невозможности создания математического описания и разработки алгоритма связано с большим трудом, решение в таких случаях принимается человеком на основе своего опыта, косвенной информации из разных источников.О большинстве задач можно сказать что известно лишь часть элементов и связей между ними, такие задачи называются частично структурированными. 2.3 Этапы решения задачи на компьютереСовременные ЭВМ отвечают самым высоким требованиям. Чтобы человеку принять решение без ЭВМ, зачастую ничего не надо. Подумал и решил. Человек, хорошо или плохо, решает все возникающие перед ним задачи. Правда никаких гарантий правильности при этом нет. ЭВМ же никаких решений не принимает, а только помогает найти варианты решений. Данный процесс состоит из следующих этапов (рисунок 3):Этапы решения.1. Выбор задачи2. Составление модели3. Составление алгоритма4. Составление программы5. Ввод исходных данных6. Анализ полученного решенияРисунок 3 Этапы решения задачи на компьютере Кушниренко А.Г. и др. Основы информатики и вычислительной техники: Проб. учеб. для сред. учеб. заведений/ А.Г.Кушниренко, Г.В.Лебедев, Р.А.Сворень. - М.: Просвещение, 2000. - 224 с.2.4 Категории специалистов, охваченных процессом решения задачиКогда выбирается задача и производится ее содержательная постановка, приходится иметь дело со специалистами в предметной области (инженерами, технологами, конструкторами и т.д.).Вариант 1 Определите понятие «модель» и «моделирование»B процессе деятельности человека вырабатывается система представлений о тех или иных свойствах объекта и их взаимосвязях. Она формируется в виде описания объекта на обычном языке, фиксируется на бумаге языком рисунка, чертежа, графика, уравнений и формул или реализуется в виде макетов, механизмов и устройств. Все это обобщается в едином понятии -- модель, а исследование объектов познания на их моделях называют моделированием. Предметом изучения с помощью моделирования могут быть конкретные и абстрактные предметы, действующие и проектируемые системы, существующие и проектируемые процессы.Прогресс в познании окружающего мира и в воздействии на него в значительной степени основан на создании моделей, к которым применяются методы мышления по аналогии. Методы моделирования и его цели разнообразны, и они определяют характер используемых моделей.Основные цели моделирования:1. понять как устроен конкретный объект, какова его структура, основные свойства, законы развития и взаимодействия с окружающим миром (ПОНИМАНИЕ).2. научиться управлять объектом (процессом) и определить наилучшие способы управления при заданных целях и критериях (УПРАВЛЕНИЕ).3. прогнозировать прямые и косвенные последствия реализации заданных способов и форм воздействия на объект (ПРОГНОЗИРОВАНИЕ).Различают модели: 1. материальные (натурные) - основываются на чем-то объективном, существующем независимо от человеческого сознания (на каких-то телах или процессах). Их делят на физические и аналоговые, основанные на процессах, аналогичных в каком-то отношении изучаемому. Граница между физическими и аналоговыми условна.2. идеальные - неразрывным образом связаны с человеческим мышлением, воображением, восприятием. Единого подхода к классификации идеальных моделей нет:a. вербальные (текстовые) модели - используют последовательности предложений на диалектах естественного языка для описания той или иной области действительности. b. Математические модели - широкий класс моделей, использующих математические методы. c. Информационные модели - класс моделей, описывающих информационные процессы (возникновение, передачу, преобразование и использование информации) в системах разнообразной природы.Вариант 1Соотнесите понятие «данные» и «алгоритм»Алгоритм - это конечный набор правил, позволяющих чисто механически решать любую конкретную задачу из некоторого класса однотипных задач. При этом подразумевается:исходные данные могут изменяться в определенных пределах: {массовость алгоритма}процесс применения правил к исходным данным (путь решения задачи) определен однозначно: {детерминированность алгоритма}на каждом шаге процесса применения правил известно, что считать результатом этого процесса: {результативность алгоритма}Если модель описывает зависимость между исходными данными и искомыми величинами, то алгоритм представляет собой последовательность действий, которые надо выполнить, чтобы от исходных данных перейти к искомым величинам.Удобной формой записи алгоритма является блок схема. Она не только достаточно наглядно описывает алгоритм, но и является основой для составления программы. Каждый класс математических моделей имеет свой метод решения, который реализуется в алгоритме. Вариант 1 Перечислите основные принципы компьютера фон -неймановской архитектуры и разъясните их содержаниеВ основу построения подавляющего большинства ЭВМ положены следующие общие принципы, сформулированные в 1945 году американским ученым венгерского происхождения Джоном фон Нейманом.Прежде всего, компьютер должен иметь следующие устройства:Арифметическо-логическое устройство, выполняющие арифметические и логические операции;Устройство управления, которое организует процесс выполнения программ;Запоминающее устройство, или память для хранения программ и данных;Внешние устройства для ввода-вывода информации.В основе работы компьютера лежат следующие принципы:Принцип двоичного кодирования. Согласно этому принципу, вся информация, поступающая в ЭВМ, кодируется с помощью двоичных сигналов.Принцип программного управления. Из него следует, что программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности.Принцип однородности памяти. Программы и данные хранятся в одной и той же памяти. Поэтому ЭВМ не различает, что хранится в данной ячейке памяти - число, текст или команда. Над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными.Принцип адресности. Структурно основная память состоит из пронумерованных ячеек; процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка.Машины, построенные на этих принципах, называются Фон-Неймановскими. Тема 3 Сложные задачи и системный подход к их решениюОбщая часть3.1 Понятие «сложная задача»Большинство практических задач обработки данных относят к числу сложных. Сложность задач оценивается обрабатываемостью данных и сложностью алгоритмов их решения. Сложность данных обычно оценивается их количеством. Сложность алгоритмов оценивается объемом вычислений, необходимых для получения требуемых результатов3.2 Основные положения и определения методологии решения сложных задачПри решении сложных задач требуется составление сложных алгоритмов, особенно сказывается преимущество доказательного программирования. Для этого программы решения сложных задач составляют из вспомогательных алгоритмов и подпрограмм, решающих более простые подзадачи.Анализ правильности сложных алгоритмов и программ распадается на анализ правильности каждого из вспомогательных алгоритмов и на анализ правильности в целом. Необходимым условием для этого является составление спецификации для каждого вспомогательного алгоритма и каждой подпрограммы.При таком подходе доказательство правильности сложных алгоритмов и программ подразделяется на доказательство ряда лемм о правильности вспомогательных алгоритмов и подпрограмм и доказательство правильности программ в целом. Методология разработки сложных задач включает следующие элементы:- модульное программирование- структурное программирование- нисходящая разработка (проектирование сверху вниз)- стиль программированияВариант 1 Дайте определения структуры и иерархии. Приведите примеры их графического представления.При структурировании знаний важно понимать природу объектов. Когда один объект или группа из нескольких объектов представляются другими объектами, которые концептуально от них отличаются, все эти объекты в совокупности, как правило, образуют иерархическую структуру. В реальном мире сложные объекты почти без исключения реализуются в виде конструкций, за элементы которой принимаются более простые объекты. Следовательно, понятие иерархии является неотъемлемым для представления структурных отношений в объектах. Во многих случаях это понятие является многоуровневым в том смысле, что по существу структурные элементы объекта сами по себе представляют конструкции, состоящие из более простых сущностей. Внутри компьютера такое понятие иерархии описывается иерархической структурой данных. Объекты, находящиеся в иерархических отношениях внутри реального мира, поставлены в соответствие структуре данных. Исходя из этого, сначала задается систематика в структуре данных. Крайне важно сохранение семантики, а система обработки знаний должна обладать возможностями управления этими семантическими отношениями.ПО может быть описана множеством объектов и связей между ними. Каждый объект обладает набором определенных свойств, и для него могут быть указаны значения этих свойств. Естественно, реальный объект не сводится к простой совокупности свойств, определяемых системой. Однако, чтобы опознать объект, выделить его из предметной области, а затем представить в виде данных, достаточно значений фиксированных свойств. Если в описании объекта зафиксировать набор свойств и менять значения этих свойств, выбирая их из некоторого множества, допустимого семантикой данной предметной области, то получится множество объектов. Объекты этого множества объектов будут сходными между собой, потому что будут описываться одним и только одним набором свойств. В то же время каждый объект будет отличаться от другого значением одного или нескольких из свойств набора. Подобная статическая структура объектов является унифицированной, относительно конкретного множества объектов. Единица такого множества представляет объект внешнего мира только определенным набором свойств. В действительности же объект может обладать специфическими свойствами, отличными от возможных специфических свойств других объектов, если такие существуют. И было бы естественно эти свойства также отображать в динамической таблице информационной системы. В результате мы получим множество объектов, определяемых множеством известных свойств, и при этом будем иметь дополнительные свойства, присущие конкретному объекту.Явления реального мира зачастую могут быть описаны с помощью структурных взаимосвязей между совокупностями фактов. Для представления информации о подобного рода явлениях может быть использована структурная модель данных. В общем случае можно выделить два типа связей данных: а) связь между атрибутами одного и того же объекта; б) связь между объектами.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7
|
|
|
|
© 2003-2013
Рефераты бесплатно, курсовые, рефераты биология, большая бибилиотека рефератов, дипломы, научные работы, рефераты право, рефераты, рефераты скачать, рефераты литература, курсовые работы, реферат, доклады, рефераты медицина, рефераты на тему, сочинения, реферат бесплатно, рефераты авиация, рефераты психология, рефераты математика, рефераты кулинария, рефераты логистика, рефераты анатомия, рефераты маркетинг, рефераты релиния, рефераты социология, рефераты менеджемент. |
|
|
