Первая страница
Наша команда
Контакты
О нас

    Головна сторінка



1. Основи моделювання інформаційних систем Загальне поняття системи. Еволюційні системи

Скачати 472.5 Kb.

1. Основи моделювання інформаційних систем Загальне поняття системи. Еволюційні системи




Скачати 472.5 Kb.
Сторінка1/4
Дата конвертації10.03.2017
Розмір472.5 Kb.
  1   2   3   4

Пасічник Р.М.

ПРИКЛАДНІ ЗАДАЧІ МОДЕЛЮВАННЯ ЕКОНОМІЧНИХ ПРОЦЕСІВ

1. МОДЕЛЮВАННЯ ІНФОРМАЦІЙНИХ СИСТЕМ



тестування доступнее: http://www.

Інформацíйна систéма (англ. Information system) - сукупність організаційних і технічних засобів для збереження та обробки інформації з метою забезпечення інформаційних потреб користувачів.

quizful.net/test


1. Основи моделювання інформаційних систем

1. Загальне поняття системи. Еволюційні системи.

Прикладне значення системного аналізу полягає в системному підході до розв’язання проблем. Проблемна ситуація виникає коли, цілі, які ставить перед собою людина недосяжні тільки за рахунок її власних можливостей або наявних засобів. Вихід полягає в аналізі проблемної ситуації та розробці системи дій по її усуненню.

Систематика (від грец. συστηματικός - впорядкований, що відноситься до системи) - приведення в систему, а також системна класифікація предмету вивчення. Часто систематика є допоміжною дисципліною, яка допомагає впорядковувати об'єкти, які вивчає дана наука; наприклад, мовна систематика.

Можливість - це дія, що може відбутися або ні (можливо, приїду, а, можливо, і ні). Можливість можна забезпечити чи покладатись на «авось» та якось буде. Альтернатива дає шанс, але не гарантує без відповідних дій забезпечення результату і адекватності та конструктиву діяльності.

Еволю́ція - природне явище зміни популяцій, видів, вищих таксонів, біоценозів, флор і фаун, генів і ознак у часі в ході історії Землі.

Проблема - складне теоретичне або практичне питання, що потребує розв'язання, вивчення, дослідження. Проблема - об'єкт (питання, недолік чи потреба чогось,завада від надлишку чи наявності чогось, процес) явище збуджуючого характеру як стимул діяльності спонукаючого характеру - незадоволений попит чи нереалізовані потреби (нестача або відсутність, надлишок або наявність чого-небудь), дефект, вада, чи загроза що змушує цілеспрямовано ліквідувати проблему шляхом уникнення взаємодії чи зміни стану об'єкту, себе чи свого ставлення до подій.



Cистемою називається стійка взаємодія певних компонентів, яка забезпечує досягнення корисного результату (функціональна система-Анохін).

Взаємодія - широкий загальний термін, що позначає таку сумісну дію кількох об'єктів або суб'єктів (тіла, елементарної частинки, біологічної істоти, людини, співтовариства), при якій результат дії одного з них впливає на інші, що змінює їхню динамічну поведінку.

Результат, пі́дсумок, (заст. ску́ток, вислід) - кінцевий наслідок послідовності дій. Можливі результати містять перевагу, незручність, вигоду, збитки, цінність і перемогу. Результат є етапом діяльності, коли визначено наявність переходу якості в кількість і кількості в якість.

Компонент (англ. component, нім. Komponente f) - різновид, складова частина чогось.

Системи, що здатні самостійно планувати свій результат діяльності називаються активними.

Планування - це заздалегідь намічений порядок дій, необхідних для досягнення поставленої цілі. Планування - оптимальний розподіл ресурсів для досягнення поставленої мети.

Результати штучних систем визначаються їх творцем, активною системою. Для природніх неактивних (пасивних) систем таким результатом є збереження самої системи,

Еволюційя систем. Метасистема. Нас оточує величезне різноманіття всеможливих систем. Причину їх існування можна пояснити еволюцією. При цьому виникає необхідність в розгляді системного контексту, тобто метасистеми. Зокрема з позиції локальної в часі і просторі системи одиничного організму не піддається раціональному опису окремі феномени поведінки складних систем, хоча б такий, як розмноження.

Необхідність - система зв'язків і відносин, що зумовлює зміну, поступальний рух, розвиток у жорстко визначеному напрямку з жорстко визначеними результатами. Іншими словами, необхідність - це такий зв'язок, що обов'язково призводить до певної події.

Розмно́ження (відтворення, репродукція) - біологічний процес, за допомогою якого утворюються нові організми, відтворення собі подібних. Розмноження - фундаментальна особливість всіх відомих життєвих форм, кожен індивідуальний організм існує в результаті розмноження.

Про́стір (латинське: spatium) - протяжність, вмістилище, в якому розташовані предмети і відбуваються події. У філософії тривають дискусії щодо того, чи є простір окремою сутністю чи лише формою існування матерії.

Існува́ння (від екзистенція) - центральне поняття екзистенціалізму, унікальна особистісна сутність людини, що втілює в собі духовну, психоемоційну неповторність особи.

Поведі́нка - родовий термін, який охоплює різні реакції живого організму чи групи організмів.

Складна́ систе́ма - система, поняття, що широко використовується в сучасній науковій літературі і вказує на специфічні особливості об'єктів дослідження практично в усіх розділах природничих та гуманітарних наук.

В феномені розмноження ми спостерігаємо виконання дій, що не мають ніякого значення для підтримки функціонування і цілісності конкретної особини. Навпаки, розмноження зменшує стабільність біологічного організму, а деколи і неминуче завершує його функціонування.

Біоло́гія (дав.-гр. βίοσ - життя, дав.-гр. λόγος - слово; наука) - система наук, що вивчає життя в усіх його проявах й на всіх рівнях організації живого, про живу природу, про істот, що заселяють Землю чи вже вимерли, їхні функції, розвиток особин і родів, спадковість, мінливість, взаємини, систематику, поширення на Землі; про зв'язки істот та їхні зв'язки з неживою природою.

Тобто аналіз одиничного організму як автономної просторової системи є неповним — на цьому рівні розгляду неможливо обґрунтувати всі його функції.

Раціональним вирішенням цієї проблеми може бути визнання одиничного біологічного організму елементом зовнішньої щодо нього системи, і, отже, розуміння феномена розмноження, що реалізується організмом виключно як елемент системи. З біологічної точки зору первісна клітина створила собі штучне середовище для виживання у вигляді багатоклітинного організму .

Множина́ - одне з основних понять сучасної математики. Строго воно не визначається, але може бути дано інтуїтивне визначення множини як сукупності певних і різних об'єктів довільної природи, яка розглядається як одне ціле.

Автоно́мія (грец. αυτος - «сам» і грец. νομος - «закон») - 1) наявна міра незалежності будь-якого явища від зовнішньої причини його зумовленості; 2) в етиці - стадія морального розвитку особистості, яка характеризується здатністю самостійно створювати або вибирати моральні правила для свого життя і поведінки; здатність людини як суб'єкта етичного відношення до самовизначення на основі власного світогляду, “власного законодавства”.

Розумі́ння - психологічний стан, який виражає собою правильність ухваленого рішення і супроводжуваний відчуттям упевненості в точності сприйняття або інтерпретації якої-небудь події, явища, факту.

Техноге́нне середо́вище - середовище, створене людиною. Як правило, поділяють на побутове та виробниче.

Аспект (лат. aspectus - вигляд, погляд) - поняття філософії (онтології, теорії пізнання). У філософії аспект розглядається

Багатоклітинні організми - це організми, що складаються з кількох чи багатьох клітин, пов'язаних між собою в єдине ціле. Не існує чіткої межі між одноклітинними та багатоклітинними організмами. Багато одноклітинні володіють засобами для створення багатоклітинних колоній, в той же час окремі клітини деяких багатоклітинних організмів у змозі самостійно існувати.

Але вона вимушена його періодично міняти, оскільки це середовище стабільне тільки в динаміці і швидко накопичує критичні неузгодження. Виникає питання наскільки вірогідна така еволюція?

Вірогідність еволюційних процесів. При аналізі вірогідності еволюційних процесів слід розрізняти вірогідність самозбірки деякої системи з розрізнених елементів — наприклад, випадкове утворення білка з розчину амінокислот або телевізора з перемішаних на звалищі радіодеталей — і вірогідність цих же подій, обумовлених функціонуванням деякої зовнішньої системи — синтез білка в живій клітині, збірка телевізора на підприємстві.

Вірогі́дність - властивість знання, істинність якого твердо встановлена суб'єктом.

Амі́нокисло́ти - органічні сполуки, які одночасно містять у своєму складі аміно- (-NH2) та карбоксильну (-СООН) групи. Амінокислоти є мономерними одиницями білків, у складі яких залишки амінокислот з'єднані пептидними зв'язками.

. Телеві́зор (ТВ) - пристрій, який призначено для демонстрації нерухомих і рухомих зображень із звуковим супроводом. Слово походить від грецького τῆλε (TELE, 'далеко') і латинське (videre VIEWER, 'бачити').

Підприє́мство - самостійний суб'єкт господарювання, зареєстрований компетентним органом державної влади або органом місцевого самоврядування, для задоволення суспільних та особистих потреб шляхом систематичного здійснення виробничої, науково-дослідної, торговельної, іншої господарської діяльності в порядку, передбаченому Господарським кодексом України та іншими законами.

Зрозуміло, що вірогідність самозбірки для складних систем прямує до нуля, а вірогідність «виробництва», тобто реалізації їх як «продукту» зовнішньої системи, наближається до одиниці.

Утворення нової структури відбувається не як спонтанна самозбірка випадково розосереджених елементів — нова система формується з універсальних елементів, здатних до спеціалізації, для ліквідації надмірних ступенів свободи, які загрожують цілісності нової системи.

Про́даж - це оплатна передача майна однією особою у власність іншій особі.

Спеціаліза́ція (від лат. specialis - особливий) - конкретизація, деталізація фаху, набуття особою здатностей виконувати окремі завдання та обов'язки, які мають особливості, в межах спеціальності тощо. Логічна дія - класифікація.



Понятійний апарат опису еволюції. Систему, елементами якої є результати дій, називають ідеальною. Результатом ідеальної системи є мета певних реальних систем. Множина результатів ідеальних систем утворюють систему, що називається еволюційною. Мета еволюції збереження особливостей утворених систем шляхом розвитку найменш пристосованих (вузлових) елементів, що зберігають здатність до ускладнення.

Функціональна система (результат) <- Ідеальна система(мета) <- Еволюційна система(збереження метасистеми)
Класифікація глобальних метасистем. Еволюційні системи зберігають свою визначеність і цілісність після завершення відповідного етапу еволюції. Вони є зовнішнім середовищем, умовою для формування подальших еволюційних систем, які на певний період стають авангардними.

Довкілля, або бюрократично навко́лишнє приро́дне середо́вище - всі живі та неживі об'єкти, що природно існують на Землі або в деякій її частині (наприклад, навколишнє середовище країни). Сукупність абіотичних та біотичних факторів, природних та змінених у результаті діяльності людини, які впливають на живий світ планети.

Так біосферу можна розглядати як основу для становлення соціумної еволюційної системи. На сьогоднішній день авангардною є соціосистема (соціум, ноосфера), існування якої ще не вийшло за рамки соціумного етапу еволюції (чого не скажеш про біосферу — відповідний їй етап еволюції вже залишився у минулому).

Авангардизм (від фр. avant - попереду та garde - охорона) - термін для означення так званих «лівих течій» у мистецтві, радикальніших, ніж модернізм.

На основі такого роду аналізу одержуємо наступну послідовність ієрархічних рівнів:

1. ядерний — основний елемент нуклон

2. хімічний — основний елемент атом (комплекс нуклонів)

3. протобиологический — основний елемент молекула (комплекс атомів)

4. біологічний — основний елемент клітка (комплекс молекул)

5. соціумний — основний елемент біологічний організм (комплекс кліток)

Всі ці рівні задовольняють і хронологічному, і просторово-структурному принципам ієрархії: вони складають однозначну часову послідовність, і кожний попередній рівень можна розглядати як основу, необхідну складову подальшого. Соціосистема — це сукупність взаємодіючих біологічних організмів; біосистема — сукупність живих клітин; протобіологічний рівень — система молекул; хімічний — система атомів; ядерний — система елементарних частинок


2.

Хронологія (від грец. χρόνος - час і λόγος - вчення) - як загальне поняття: послідовність історичних подій у часі; часослів'я, опис і вивчення того, як саме відбувалися певні події в часі (історично).

Елемента́рна части́нка - збірний термін, що стосується мікрооб'єктів в суб'ядерному масштабі, які неможливо розщепити на складові частини. Їх будова й поведінка вивчається фізикою елементарних частинок.

Структурні моделі систем


Моделювання — дослідження об’єктів пізнання на їх моделях; побудова і вивчення моделей реально існуючих предметів, процесів або явищ з метою отримання пояснень цих явищ, а також для прогнозу явищ, що цікавлять дослідника.

Прогнозування - процес передбачення майбутнього стану предмета чи явища на основі аналізу його минулого і сучасного, систематично оцінювана інформація про якісні й кількісні характеристики розвитку обраного предмета чи явища в перспективі.

Дослі́дник - людина, яка веде дослідження, займається науковими дослідженнями, вивченням, спостереженням, аналізом чого-небудь, сприяє отриманню нових знань.

Модель - об'єкт довільної природи, який відображає властивості об'єкту моделювання, що є головними для вирішуваної задачі.

Головні функції моделі - спрощення отримання інформації про властивості об'єкту; передача інформації і знань; оптимізація управління об'єктами і процесами; прогнозування; діагностика.

Оптиміза́ція (англ. optimization, optimisation) - процес надання будь-чому найвигідніших характеристик, співвідношень (наприклад, оптимізація виробничих процесів і виробництва). Задача оптимізації сформульована, якщо задані: критерій оптимальності (економічний - тощо; технологічні вимоги - вихід продукту, вміст домішок в ньому та ін.)

Діагно́стика (з грец. diagnosis = dia+gnosis = «роз+пізнання») (англ. diagnostics; нім. Diagnostik; фр. le diagnostic) - галузь знань, що вивчає теорію і методи організації процесів постановки діагнозу, а також принципи побудови засобів діагностування.



Модель чорної скрині

Досягнутий оезультат — це заплановані наперед стани в навколишньому середовищі, продукти роботи системи, призначені для споживання зовні неї.

Пра́ця - цілеспрямована діяльність людей зі створення матеріальних і духовних благ, необхідних для задоволення потреб кожного індивіда і суспільства в цілому.

Спожива́ч - фізична особа, яка купує, замовляє, використовує, або має намір придбати чи замовити продукцію для особистих потреб, безпосередньо не пов'язаних з підприємницькою діяльністю, або виконанням обов'язків найманого працівника.

Такі дії називають виходами системи. Система повинна взаємодіяти із середовищем (мета системою). Ці зовнішні впливи називають входами системи. Входи системи можуть бути використані для управління нею для забезпечення необхідного результату.


Рис.1 Модель чорної скрині

Побудову моделей чорної скрині слід починати із текстового опису середовища системи та його взаємодії із системою. Якщо такого опису знайти не вдається, то потрібно провести відповідні самостійні дослідження.

Будуючи модель системи, ми з незліченної безлічі зв'язків відбираємо скінченне їх число для включення в список входів і виходів. Критерієм відбору при цьому є цільове призначення моделі.

Модель чорної скрині є інтуїтивною, яка потребує експериментальної перевірки в різних типових ситуаціях.

Крите́рій (від лат. critērium, яке зводиться до грец. χριτήριον - здатність розрізнення; засіб судження, мірило, пов'язаного з грец. χρινω - розділяю, розрізняю) - мірило, вимоги, випробування для визначення або оцінки людини, предмета, явища; ознака, взята за основу класифікації.

Експериме́нт (англ. experiment) - сукупність дослідів, об’єднаних однією системою їх постановки, взаємозв’язком результатів і способом їх обробки. В результаті експерименту отримують сукупність результатів, які допускають їхню сумісну обробку і зіставлення.

На першому етапі уточнення можна виділити зовнішні елементи системи i зв’язати їх із системними входами та виходами. В результаті отримуємо так звану контекст-діаграму системи. Наступним удосконаленням цієї діаграми може бути встановлення механізмів впливу входів системи на її виходи.

Ці впливи можуть моделюватися макромоделями, тобто деякими функціями або алгоритмами, що моделюють раніше спостережувані зв’язки вхід-вихід, або структурно, тобто відповідними сукупностями підсистем, що моделюють реальні зв’язки модельованої системи.

Підпрограма (англ. subroutine) - частина програми, яка реалізує певний алгоритм і дозволяє звернення до неї з різних частин загальної (головної) програми. В термінах мов програмування: функції (С), процедури (Pascal), методи (в термінології об'єктно-орієнтованого програмування в мовах C++, Java, С# та ін.).

Діагра́ма - (від грец. Διάγραμμα (diagramma) - зображення - малюнок , креслення) - графічне зображення, що наочно у вигляді певних геометричних фігур показує співвідношення між різними величинами, які порівнюються.

Механі́зм (грец. μηχανή mechané - машина) - система тіл, що призначена для перетворення руху одного або декількох тіл у потрібний рух інших тіл. Механізм складає основу більшості машин і застосовується в різноманітних технічних об'єктах.

Алгори́тм (латинізов. Algorithmi за араб. ім'ям узб. математика аль-Хорезмі) - набір інструкцій, які описують порядок дій виконавця, щоб досягти результату розв'язання задачі за скінченну кількість дій; система правил виконання дискретного процесу, яка досягає поставленої мети за скінченний час.

В останньому випадку від моделі чорної скрині переходять до моделі сірої скрині, тобто здійснюють декомпозицію системи.

При детальнішому розгляді деякі частини системи можуть бути, в свою чергу, розбиті на складові частини і т.д. Ті частини системи, які ми розглядаємо як неподільні, називатимемо елементами. Частини системи, що складаються більш ніж з одного елемента, назвемо підсистемами. При необхідності можна ввести позначення або терміни, що вказують на ієрархію частин (наприклад, "під-підсистеми", або "підсистеми такого-то рівня").

В результаті отримуємо модель складу системи, що описує, з яких підсистем і елементів вона складається. Щоб отримати діючу систему, наприклад велосипед, недостатньо мати "скриню" зі всіма окремими його деталями (склад).

Велосипе́д (також: зах. укр. ро́вер, схд. укр. ла́йба, закарп. укр. біциґлі) - це транспортний засіб, який приводить в рух сила людських м'язів, що передається на ведуче(і) колесо(а). Зазвичай велосипеди мають два колеса; бувають також триколісні велосипеди та інші, екзотичніші - одноколісні, чотириколісні тощо.

Необхідно ще правильно з'єднати всі деталі між собою, або, встановити між елементами основні зв'язки — відносини, направлені на досягнення результату. Сукупність відносин між елементами необхідних і достатніх для досягнення мети називається структурою системи. Система може представлятися у вигляді сукупності всіх попередніх моделей тобто структурної схеми (рис 2).

Контекст діаграми (рис.3) в сукупності з діаграмою декомпозиції складають статичну модель системи, оскільки вони показують канали взаємодії елементів але не відображають причинно-наслідкові механізми їх взаємовпливу.
3. Математичні моделі систем (рис.4).

Перед побудовою математичної моделі проблема повинна бути формалізована, тобто побудована інформаційна модель системи.

Матема́тика (грец. μάθημα - наука, знання, вивчення) - наука, яка первісно виникла як один з напрямків пошуку істини (у грецькій філософії) у сфері просторових відношень (землеміряння - геометрії) і обчислень (арифметики), для практичних потреб людини рахувати, обчислювати, вимірювати, досліджувати форми та рух фізичних тіл.

Декомпози́ція - науковий метод, що використовує структуру завдання і дозволяє замінити вирішення одного великого завдання рішенням серії менших завдань, нехай і взаємопов'язаних, але більш простих. Декомпозиція, як процес розділення, дозволяє розглядати будь-яку досліджувану систему як складну, що складається з окремих взаємопов'язаних підсистем, які, в свою чергу, також можуть бути розділеними на частини. Як системи можуть виступати не тільки матеріальні об'єкти, а й процеси, явища і поняття.

Математи́чна моде́ль - система математичних співвідношень, які описують досліджуваний процес або явище. Математична модель має важливе значення для таких наук, як: економіка, екологія, соціологія, фізика, хімія, механіка, інформатика, біологія та ін.

Повинні бути визначені основні компоненти проблемної ситуації, величини, які її характеризують. Необхідно вибрати одиниці виміру вказаних величин та способи вимірювань.

Одини́ця вимі́рювання (англ. measuring unit, unit of measure) - певний умовний розмір фізичної величини, прийнятий для кількісного відображення однорідних з нею величин.

Після цього можна точніше класифікувати проблему.



Проблеми прогнозування. В найпростіших випадках проблему можна розв’язати лише достатньо точно оцінивши величину, безпосереднє вимірювання якої неможливе або вимагає невиправданих затрат.

Найпростіші (лат. Protozoa, від дав.-гр. πρῶτος «перший» і ζῷα, форми множини ζῷον - «жива істота») - парафілетична або поліфілетична група одноклітинних або колоніальних еукаріотів, які мають гетеротрофний тип живлення.

Тут можна виділити задачу виявлення тенденції або побудову моделі.

Тенденція і тенденційність (від лат. tendo - направляю, прагну) - можливість тих чи інших подій розвиватися в даному напрямку.

Виявлення тенденції дозволяє прогнозувати зміну досліджуваного показника із бігом часу. Моделювання дозволяє побудову прогнозу досліджуваної величини в залежності від зміни інших величин, значення яких можна виміряти із достатньою точністю.

Проблеми оптимізації. Виникають, коли необхідно встановити характеристики величин, які забезпечують найкращий стан системи з точки зору деякої її характеристики (критерію) або їх сукупності. Тут розрізняють одно та багато критеріальні оптимізації. Оптимізація пвинна проводитись на основі певної моделі.


S-сенсорна підсистема, AM- асоціативна пам’ять (моніторинг, прогнозування майбутнього, виявлення проблеми, множина подібних проблем та рішень) D-прийняття рішення, PA-програма дії, RE- оцінювач результату, A-дії R-результат RP-параметри результату

Рис.2 .

Систе́ма (від дав.-гр. σύστημα - «сполучення», «ціле», «з'єднання») - множина взаємопов'язаних елементів що утворюють єдине ціле, взаємодіють з середовищем та між собою, і мають мету.

Майбутнє - суб'єктивна з людського погляду й об'єктивна з погляду стороннього спостерігача часова категорія сприйняття реальності, яка характеризується комплексом явищ і подій, що не здійснились і не відбулися відносно об'єкта, який перебуває в більш ранньому часі.

Схема декомпозиції активної системи.

Рис.3 . Контекст-діаграма активної системи



Рис.4 . Еволюція системних моделей

Проблеми управління. Виникають, коли необхідно забезпечити перехід системи із заданого стану в деякий інший (можливо оптимальний з точки зору певного критерію) із забезпеченням додаткових умов (з мінімальними затратами, за мінімальний час або інших).
4. Інформаційні моделі систем

Інформаційна модель – це формальне (на основі спеціальних символів) представлення об’єктів, включаючи їх властивості, відношення і операції, які можна виконати над ними (http://en.wiktionary.org/wiki/information_model).

Інформаційна модель системи є зв’язною ланкою між її математичнми та структурними моделями. Однак її роль є значно ширшою, оскільки вона є основою підвищення ефективності загального управління складними системами. Досягнення запланованих результатів складною системою вимагає складного управління, яке теж можна розглядати як систему або системний підхід до управління.

Ді́лення (також діління́)- в математиці, бінарна операція, що обернена множенню.

Систе́мний підхі́д (англ. Systems thinking - системне мислення) - напрям методології досліджень, який полягає в дослідженні об'єкта як цілісної множини елементів в сукупності відношень і зв'язків між ними, тобто розгляд об'єкта як модель системи.

Активна система може розглядатися як сукупність двох підсистем – об'єкту управління і системи, що управляє. Побудова системи управління розпочинається із дослідження бажаних результатів об’єкту і станів системи, що забезпечують їх досягнення. Результати таких спостережень представляються у вигляді певної інформації.

Спостере́ження (англ. observation, рос. наблюдение) - метод наукового дослідження, що полягає в активному (систематичному, цілеспрямованому, планомірному) та навмисному сприйнятті об'єкта, в ході якого здобувається знання про зовнішні сторони, властивості й відносини досліджуваного об'єкта.

Під інформацією розуміємо фіксацію загальної сукупності властивостей об’єкта (понять) за допомогою спеціальних знаків.

За формою представлення інформація ділиться на наступні види (Wiki):



  • Звукова  усна або у вигляді запису лексем мови шляхом аудіювання

  • Графічна - у вигляді зображень, подій, предметів, графіків.

  • Текстова  - подається у вигляді символів, призначених позначати лексеми мови.

  • Числова  - у вигляді цифр і знаків, що позначають математичні дії.

Для великих систем спостереження необхідно систематизовувати за допомогою так званих інформаційних систем, тобто систем, які збирають, зберігають та надають інформацію (The Computer Folks Glossary, http://www.thecomputerfolks.com/i.htm ).

  • Для обробки, передачі та зберігання інформації використовуються спеціальні об’єкти або середовища, які називають носіями. Ефективність використання певних носіїв інформації визначається методами її обробки : паперова ( рукописні бухгалтерські книги, картотека, пошта - кінець 19 ст.

    Зберіга́ння - дія за значенням зберігати; технологічний процес.

    Бухга́лтер (нім. Buchhalter, Buch - книга, Halter - тримач) - керівник операційних робітників, контролер законності і правильності здійснення операцій у банку, організатор технології цих операцій не тільки у своєму відділенні банку, але і на підприємствах та в організаціях, які обслуговує даний банк.

    Руко́пис, або манускри́пт (лат. manuscriptum, від manus - рука і scribo - пишу) - писемний документ, написаний від руки, звідки й назва.

    Носі́й інформа́ції (data medium) - матеріальний об'єкт , створений природою або ж навмисно людиною, за допомогою якого можна зберігати і передавати інформацію

    ), механічна (друкарська машинка, телеграф, телефон – 40 –і роки 20ст.) ; електрична ( електрична друкарська машинка, копіювальна техніка, портативні диктофони), електронна (обчислювальні машини та мережі, мобільний зв’язок).

    Механіка (від грец. Μηχανική, mechane - знаряддя, споруда, мистецтво побудови машин) - в загальному розумінні наука про механічний рух та рівновагу тіл і взаємодію, що виникає при цьому між тілами. Належить до природничих наук.

    Друка́рська маши́нка - клавіатурна машина, призначена для відтворення символів на папері.





Рис.5 . Загальна структура обчислювальної системи

Рис.5.1 Cхема використання обчислювальних систем


Локальна обчислювальна мережа (ЛОМ, локальна мережа, англ. Local Area Network, LAN) - комп'ютерна мережа, що покриває зазвичай відносно невелику територію або невелику групу будинків (будинок, офіс, фірму, інститут). Управляє мережею або її сегментом мережевий адміністратор.

Глобальна обчислювальна мережа, ГОМ (англ. Wide Area Network, WAN) являє собою комп'ютерну мережу, яка охоплює великі території і включає в себе десятки і сотні тисяч комп'ютерів. ГОМ служать для об'єднання розрізнених мереж так, щоб користувачі і комп'ютери, де б вони не знаходилися, могли взаємодіяти з усіма іншими учасниками глобальної мережі.

Адміністра́тор (іноді скор. - адмін) - це особа, яка здійснює роботу з якісного і ефективного обслуговування відвідувачів, консультує їх із питань, які стосуються товарів і послуг, які надає підприємство, організація.

Теритóрія (лат. territorium - область, територія; від terra - земля) - регіон, обмежена частина земної поверхні в природних, державних, адміністративних або умовних межах: визначається протяжністю, як специфічним видом «просторового» ресурсу, площею, географічним розташуванням, природними умовами, господарською освоєністю.

Інтерне́т (від англ. Internet), міжмере́жжя - всесвітня система взаємосполучених комп'ютерних мереж, що базуються на комплекті Інтернет-протоколів. Інтернет також називають мережею мереж. Інтернет складається з мільйонів локальних і глобальних приватних, публічних, академічних, ділових і урядових мереж, пов'язаних між собою з використанням різноманітних дротових, оптичних і бездротових технологій.

Кращим прикладом ГВП є Інтернет, але існують і інші мережі, наприклад FidoNet.

Клієнт-сервер (англ. Client-server) - обчислювальна або мережева архітектура, в якій мережеві навантаження розподілені між постачальниками послуг (сервісів), які називаються серверами, і замовниками послуг, які називаються клієнтами.

Постачальник або вендор (англ. Vendor) - будь-яка юридична (організація, підприємство, установа) або фізична особа, що поставляють товари або послуги замовникам. Постачальник здійснює підприємницьку діяльність відповідно до умов укладеного договору поставки, який є одним з видів договору купівлі-продажу.

З метою стандартизації взаємодії компонентів комп’ютерних мереж (принципів та правил) була розроблена модель мережевої архітектури під назвою «еталонна модель взаємодії відкритих систем» (OSI). OSI базується на моделі, яка була запропонована Міжнародним інститутом стандартів (ISO).

Нерідко клієнти та сервери взаємодіють через комп'ютерну мережу і можуть бути як різними фізичними пристроями, так і програмним забезпеченням
. Це робить можливим, в більшості випадків, розподілити функції обчислювальної системи між кількома незалежними комп'ютерами в мережі та спростити обслуговування обчислювальної системи. Всі дані зберігаються на сервері, який, як правило, захищений набагато краще за більшість клієнтів. Використовувати ресурси одного сервера часто можуть клієнти з різними апаратними платформами, операційними системами.

Більшість - велика частина чого-небудь, або кількісне переважання прихильників якоїсь ідеї чи рішення над їхніми противниками. Вважається найпершою засадою демократичного способу прийняття спільних рішень, головною й необхідною умовою обрання кандидата на виборну посаду.

При́стрій (англ. device, appliance, нім. Vorrichtung f, Einrichtung f) - обладнання, конструктивно завершена технічна система, що має певне функціональне призначення і за допомогою якої виконується яка-небудь робота або спрощується, полегшується певний процес.

Фі́зика (від грец. φυσικός природний, φύσις природа) - природнича наука, яка досліджує загальні властивості матерії та явищ у ній, а також виявляє загальні закони, які керують цими явищами; це наука про закономірності Природи в широкому сенсі цього слова.

Обчи́слювальна систе́ма (англ. computer system) - сукупність ЕОМ та їх програмного забезпечення, що призначені для організації ефективного обчислювального процесу;

Програ́мне забезпе́чення (програ́мні за́соби) (ПЗ; англ. software) - сукупність програм системи обробки інформації і програмних документів, необхідних для експлуатації цих програм.

Операці́йна систе́ма, скорочено ОС (англ. operating system, OS) - це базовий комплекс програм, що виконує управління апаратною складовою комп'ютера або віртуальної машини; забезпечує керування обчислювальним процесом і організовує взаємодію з користувачем.



Операційна система, ОС (англ. operating system) - базовий комплекс комп'ютерних програм, що забезпечує інтерфейс з користувачем, управління апаратними засобами комп'ютера, роботу з файлами, введення і виведення даних, а також виконання прикладних програм і утиліт. ОС дозволяє абстрагуватися від деталей реалізації апаратного забезпечення, надаючи розробникам програмного забезпечення мінімально необхідний набір функцій. ОС включає в себе і програми користувацького інтерфейсу:
5.

Комплексний (рос. комплексный, англ. complex, нім. komplex) - з'єднаний з будь-чим, складний; той, що являє собою комплекс будь-чого; комплексний розвиток економічних районів - планомірний, пропорційний розвиток господарства районів на основі оптимального поєднання галузей виробничої спеціалізації з галузями, що обслуговують виробництво й населення; комплексні сполуки - речовини, які утворенні сполученням двох або більше атомів, молекул або іонів.

Застосунок, застосовна програма, прикладна програма (англ. application, application software; пол. aplikacja; рос. приложение, прикладная программа) - користувацька комп'ютерна програма, що дає змогу вирішувати конкретні прикладні задачі користувача.

Апара́тне забезпе́чення (англ. hardware; сленг. залі́зо) - комплекс технічних засобів, який включає електронний пристрій і, зокрема, ЕОМ: зовнішні пристрої, термінали, абонентські пункти тощо, які необхідні для функціонування тієї чи іншої системи; фізична частина ЕОМ.

Інтерфе́йс користувача́ (англ. user interface, UI, дружній інтерфейс) - засіб зручної взаємодії користувача з інформаційною системою. Сукупність засобів для обробки та відображення інформації, максимально пристосованих для зручності користувача; у графічних системах інтерфейс користувача реалізовується багатовіконним режимом, змінами кольору, розміру, видимості (прозорість, напівпрозорість, невидимість) вікон, їхнім розташуванням, сортуванням елементів вікон, гнучкими налаштовуваннями як самих вікон, так і окремих їхніх елементів (файли, папки, ярлики, шрифти тощо), доступністю багатокористувацьких налаштувань.

Пристрої зберігання інформації


Інформаційна система являє є програмним комплексом для зберігання обробки та зручного подання інформації. Зазвичай обсяги даних, з якими доводиться мати справу таким системам, досить великі, а самі дані мають складну структуру. Класичними прикладами інформаційних систем є банківські системи, системи резервування авіаційних або залізничних квитків, місць у готелях і т. д.

Авіа́ція (фр. aviation - від лат. avis - птах) - галузь техніки, пов'язана з польотами в атмосфері апаратів важчих за повітря.

Залізни́чний тра́нспорт (залізни́ця) - вид рейкового транспорту, що здійснює перевезення пасажирів та вантажів в колісних екіпажах, що рухаються залізничною колією. Залізничний транспорт є галуззю промисловості, частиною транспортної мережі логістичних ланцюгів, які сприяють міжнародній торгівлі і економічному зростанню.

Банківська система - сукупність різних видів національних банків і кредитних установ, що діють в рамках загального грошово-кредитного механізму. Включає Центральний банк, мережу комерційних банків і інших кредитно-розрахункових центрів.



Саме вимоги до пристроїв зовнішньої пам'яті з боку бізнес-програм викликали появу пристроїв зовнішньої пам'яті зі знімними пакетами магнітних дисків та рухомими головками читання – запису.

Магнітні диски є пакетами магнітних пластин (поверхонь), між якими на одному важелі рухається пакет магнітних головок (рис. 6). Крок руху пакета головок є дискретним, і кожному положенню пакету головок логічно відповідає циліндр пакету магнітних дисків.

Магніт (або Магнет) - тіло, що має власне магнітне поле, магнітний диполь. Можливо, слово походить від дав.-гр. Μαγνῆτις λίθος (Magnētis líthos), «камінь з Магнесії» - від назви регіону Магнісія та давнього міста Магнесія в Малій Азії, де в давнину були відкриті поклади магнетиту.

Рух, Шлях - поняття, яке використовується для позначення будь-яких змін, які відбуваються у Всесвіті. Також рух - це процес переміщення, зміна положення тіла відносно інших тіл у просторі.

Цилі́ндр (грец. κύλινδρος - «валик») - тупа піраміда товстої форми

Ло́гіка (грец. λογιχη від грец. logos - слово, значення, думка, мова) - наука про закони і різновиди мислення, способи пізнання та умови істинності знань і суджень.

На кожній поверхні циліндр «висікає» доріжку, так що кожна поверхню містить число доріжок, яка дорівнює кількості циліндрів.

Кількість - в Арістотелівській логіці друга з 10 категорій (класів, розрядів, які спрощують процес розумового визначення будь-якої речі), побічна обставина матеріальних речей , за допомогою якої вони поширюються в просторі, вимірюються якоюсь математичною нормою і здатні бути поділеними на окремі частини.

При розмітці магнітного диска (спеціальній дії, що передує використання диска) кожна доріжка розмічається на одну й ту ж кількість блоків однакової ємності.




Рис. 6. Загальна схема дискового пристрою пам'яті з рухомими головками
При виконанні обміну з диском апаратура виконує три основні дії: підведення головок до потрібного циліндра (позначимо час виконання цієї дії як tпг), пошук на доріжці потрібного блоку (час виконання - tпб) і власне обмін з цим блоком (час виконання - tоб). Тоді, як правило, tпг>> tпб>> tоб, тому що підведення головок - це механічна дія, причому в середньому потрібно перемістити головки на відстань, рівну половині радіусу поверхні, а швидкість пересування головок не може бути великою за фізичними міркуваннями.

Міркування - зіставлення думок, пов’язання їх задля відповідних висновків, логічне мислення. Можна розглядати міркування як аналіз і синтез даних, та їхню оцінку. Хоча знання фактів і є точкою відліку у вивченні суспільних наук, людина також повинна мати здатність до логічного мислення-міркування, адже саме міркування наповнює факти, проблеми і поняття змістом: міркуючи над засвоєним знанням, людина приходить до повнішого розуміння предмета. Міркування є також предметом логіки, яка вказує нам правила, закони або норми, яким повинне підкорятися наше мислення для того, щоб бути істинним.



Пошук блоку на доріжці вимагає прокручування пакету магнітних дисків в середньому на половину довжини зовнішнього кола; швидкість обертання диска може бути істотно більшою швидкості руху головок, але вона теж обмежена законами фізики. Для виконання ж власне читання або запису потрібно прокрутити пакет дисків всього лише на кутову відстань, що відповідає розміру блоку. Таким чином, з усіх цих дій в середньому найбільший час займає перша, і тому істотний виграш в сумарному часу обміну при зчитуванні або записи тільки частини блоку отримати практично неможливо.

З появою магнітних дисків почалася історія систем управління даними у зовнішній пам'яті. До цього кожній прикладній програмі доводилося вирішувати проблеми іменування частин даних і структуризації даних у зовнішній пам'яті.
6. Файлові системи
Файл – це іменована область зовнішньої пам'яті, в яку можна записувати і з якої можна читати дані.

Фа́йлова систе́ма - спосіб організації даних, який використовується операційною системою для збереження інформації у вигляді файлів на носіях інформації. Також цим поняттям позначають сукупність файлів та директорій, які розміщуються на логічному або фізичному пристрої.

Система управління файлами бере на себе розподіл зовнішньої пам'яті, відображення імен файлів на відповідні адреси зовнішньої пам'яті і забезпечення доступу до даних. Можливість обмінюватися з магнітними дисками порціями, розміри яких менші повного об'єму блоку, в даний час у файлових системах не використовуються.

По-перше, читання або запис тільки частини блоку не приводить до істотного виграшу в сумарному часі обміну. По-друге, роботf з частинами блоків приводить до фрагментації пам'яті. Тому у всіх сучасних файлових системах явно або неявно виділяється рівень, що забезпечує роботу з базовими файлами, які є наборами блоків, послідовно нумеровані в адресному просторі файлу і що відображаються на фізичні блоки диску (рис. 7). Розмір логічного блоку файлу співпадає з розміром фізичного блоку диска або кратний йому; звичайно розмір логічного блоку вибирається рівним розміру сторінки віртуальної пам'яті, яка підтримується апаратурою комп'ютера спільно з операційною системою.





Рис. 7  Схематичне представлення базового файлу
Файли використовуються для зберігання текстових даних: документів, текстів програм і т.д. Структура текстових файлів дуже проста (з погляду файлової системи): це послідовність записів, що містять рядки тексту.

Докуме́нт - базова теоретична конструкція, яка відноситься до всього, що може бути збережене або представлене, щоб служити як доказ для певної мети.

Схема (грец. Σχήμα - образ, вид) - Спрощене зображення, викладення чогось у загальних, основних рисах. Кресленик, що передає основну ідею конструкції машини, приладу тощо за допомогою умовних позначень.

Те́кстовий файл - форма подання послідовності символів у комп'ютері, де кожен символ із задіяного набору символів кодується одним байтом чи послідовністю двох, трьох і т. д. байтів. На відміну від терміна «текстовий формат», що характеризує вміст даних, термін «текстовий файл» стосується файлу та характеризує його як контейнер, який зберігає такі дані.

ситуація аналогічна і в інших випадках: наприклад, при використовуванні файлів, що містять графічну, аудіо- і відеоінформацію..


  1. Потреби інформаційних систем

Типова інформаційна система, головним чином, орієнтована на зберігання, вибір і модифікацію даних відповідної прикладної області. Структура таких даних часто дуже складна, і, хоча структури даних різні в різних інформаційних системах, між ними часто буває багато спільного.

В програмуванні та комп'ютерних науках структу́ри да́них - це способи організації даних в комп'ютерах. Часто разом зі структурою даних пов'язується і специфічний перелік операцій, що можуть бути виконаними над даними, організованими в таку структуру.





Мал. 8.  Примітивна схема структуризації даних в інформаційній системі
Оскільки інформаційні системи вимагають складних структур даних, додаткові індивідуальні засоби управління даними були істотною частиною інформаційних систем і практично повторювалися від однієї системи до іншої.

Структу́ра (лат. structūra, англ. structure, рос. структура, нім. Struktur) - це характеристика складу та просторова картина складу об'єкта, речовини (ізотропна, анізотропна, кристалічна, аморфна, гомогенний чи колоїдний розчин, фазові суміші) взаєморозміщення формацій, частин, деталей, елементів, певний функціональний взаємозв'язок складових частин об'єкта, внутрішня будова.

Індивідуальність (лат. individuitas - неподільність) - сукупність своєрідних особливостей і певних властивостей людини, які характеризують її неповторність і виявляються у рисах характеру, у специфіці інтересів, якостей, що відрізняють одну людину від іншої.

База даних це - пов'язана сукупність збережених даних. (http://ru.wikipedia.org/wiki/База_данных). Фактично, якщо інформаційна система підтримує узгоджене зберігання даних в декількох файлах, можна говорити про те, що вона підтримує базу даних (БД).

Підтримка узгодженості даних в декількох файлах не дозволяє при побудові інформаційної системи обійтися бібліотекою функцій: така система повинна мати доступ до інформації про зв’язки між файлами (її прийнято називати метаданими), бо вона визначає цілісність даних.

Метада́ні, у загальному випадку, - це дані, що характеризують або пояснюють інші дані. Наприклад, значення «123456» само по собі недостатньо виразно. А якщо значенню «123456» зіставлено достатньо виразне ім'я «поштовий індекс» (що вже є метаданими), то в цьому контексті значення «123456» більш осмислено - можна витягати інформацію про місцеположення адресата, що має даний поштовий індекс.

Бібліоте́ка або книгозбі́рня (грец. βιβλιον - книжка і θηκη - сховище, скриня) - культурно-освітній заклад, що здійснює збирання друкованих і рукописних матеріалів, проводить їх опрацювання і відображення у каталогах, організовує відповідне їх зберігання, збереження і обслуговування ними читачів.

Цілісність інформації (англ. data integrity, information integrity) - термін в комп'ютерних науках (криптографія, теорія електричного зв'язку, теорія інформації, безпека), який вказує, що дані не були змінені при виконанні будь-якої операції над ними, будь то передача, зберігання і відображення.

Припустимо, що підприємству потрібно декілька різних інформаційних систем над однією базою даних. Впровадити одну систему до складу іншої не дозволяють умови їх закупівлі.

Закупівлі (закупівля), (англ. purchasing, procurement) - це процес придбання товарів замовником: визначення потреби, пошук і вибір постачальника, підписання контракту, доставка товару. Закупівлі є складовою частиною процесу логістики.

Копіювання метаданих однієї системи в іншу не забезпечить цілістності при зміні структури даних в одній із ситем. Так ми приходимо до організації системи, показаної на рис. 9.


Рис. 9.  Окрема СУБД і бази даних з метаданими

Тут ми бачимо три інформаційні системи, які через одну СУБД працюють з двома різними базами даних, причому перша і друга системи працюють із спільною базою даних. Це можливо, оскільки метадані кожної бази даних містяться в самих базах даних, і достатньо лише вказати СУБД, з якою базою даних бажає працювати дана програма. Оскільки СУБД функціонує окремо від програм, і її робота з базами даних регулюється метаданими, спільне використовування однієї бази даних двома інформаційними системами не викличе втрати узгодженості даних, і доступ до даних належним чином синхронізуватиметься. СУБД грає роль «сервера», що обслуговує декількох «клієнтів» – прикладних інформаційних систем.

Таким чином, СУБД вирішують проблеми, які скрутно або взагалі неможливо вирішити при використовуванні файлових систем.

  1   2   3   4


Скачати 472.5 Kb.