Гипертекстовые и мультимедийные базы данных кратко

Обновлено: 02.07.2024

Цель обучения – рассмотреть гипертекстовую информационную технологию и мультимедийные информационные технологии.

Технология мультимедиа

Понятие гипертекстовой технологии

В 1960-е гг. разработан метод размещения информации по принципу ассоциативного мышления. Он заключается в построении смысловых (ассоциативных) связей между сходными, близкими понятиями, темами, идеями. Этот метод был реализован Теодором Нельсоном и назван гипертекстовой технологией. Текст, представленный посредством гипертекстовой технологии, называют гипертекстом.

Обычно любой текст в компьютере представляется как одна строка символов, которая читается в одном направлении, т. е. он не имеет структуры. Гипертекстовая технология заключается в том, чтобы представить его в виде иерархической структуры типа графа или сети. Для этого материал текста делится на фрагменты (страницы, статьи, файлы), которые тоже могут не иметь структуры. Каждый фрагмент дополнен связями с другими фрагментами, что позволяет уточнить информацию об изучаемом предмете и двигаться по тексту в одном или нескольких направлениях по выбранным связям.

Понятие мультимедиа-технологии (ММТ)

Гипертекстовая технология показала, что можно сослаться на статью, содержащую текст, графический, звуковой, видеоматериал, мультипликацию. Это позволило создать новую технологию, позволяющую работать с разными средами (media). HyperCard (Макинтош) стал первым продуманным и удобным авторским инструментом для работы с разными видами информации, поскольку имел аппарат ссылок на видео- и аудио-материалы, цветную графику, текст с его озвучиванием.

Мультимедиа – это интерактивная технология, обеспечивающая интегрированную работу как с обычными неподвижными изображениями и текстом, так и с видеоизображением, анимацией, звуковым рядом, отображающими информацию реального времени. Все вместе используемые мультимедийные данные называют объектами реального времени.

В настоящее время мультимедиа-технологии являются бурно развивающейся областью информационных технологий. В этом направлении активно работает значительное число крупных и мелких фирм, технических университетов и студий (в частности IBM, Apple, Motorola, Philips, Sony, Intel и др.). Области использования чрезвычайно многообразны: интерактивные обучающие и информационные системы, САПР, развлечения и др.

Основными характерными особенностями этих технологий являются:

объединение многокомпонентной информационной среды (текста, звука, графики, фото, видео) в однородном цифровом представлении;
обеспечение надежного (отсутствие искажений при копировании) и долговечного хранения (гарантийный срок хранения — десятки лет) больших объемов информации;
простота переработки информации (от рутинных до творческих операций).

Факторы, способствующие появлению ММТ:

возросла оперативная и внешняя память ЭВМ;
появились графические дисплеи с высокой степенью разрешения;
увеличилось качество аудио-видеотехники;
появились лазерные компакт-диски и др.

Проблема

Решение

Теле-, видео- и большинство аудиоаппаратуры в отличие от компьютеров имели дело с аналоговым сигналом. Поэтому возникли проблемы стыковки разнородной аппаратуры с компьютером и управления ими

звуковых плат ( Sound Blaster );
плат мультимедиа, которые аппаратно реализуют алгоритм перевода аналогового сигнала в дискретный (цифровой);
устройство чтения компакт-дисков.

Многокомпонентную мультимедиа-среду целесообразно разделить на три группы: аудиоряд, видеоряд, текстовая информация.

Аудиоряд

Аудиоряд может включать речь, музыку, эффекты (звуки типа шума, грома, скрипа и т. д.), объединяемые обозначением WAVE (волна). Главной проблемой при использовании этой группы мультисреды является информационная емкость. Для записи одной минуты WAVE-звука высшего качества необходима память порядка 10 Мбайт, поэтому стандартный объем CD (до 640 Мбайт) позволяет записать не более часа WAVE. Для решения этой проблемы используются методы компрессии звуковой информации.

Другим направлением является использование в мультисреде звуков (одноголосая и многоголосая музыка, вплоть до оркестра, звуковые эффекты) MIDI (Musical Instrument Digitale Interface). В данном случае звуки музыкальных инструментов, звуковые эффекты синтезируются программно-управляемыми электронными синтезаторами. Коррекция и цифровая запись MIDI-звуков осуществляется с помощью музыкальных редакторов (программ-секвенсоров). Главным преимуществом MIDI является малый объем требуемой памяти — 1 минута MIDI -звука занимает в среднем 10 Кбайт.

Видеоряд

Видеоряд по сравнению с аудиорядом характеризуется большим числом элементов. Выделяют статический и динамический видеоряды.

Статический видеоряд включает неподвижную графику (рисунки, интерьеры, поверхности, символы в графическом режиме) и фото (фотографии и сканированные изображения).

Динамический видеоряд представляет собой последовательность статических элементов (кадров). Можно выделить три типовые группы:

обычное видео (life video) – последовательность фотографий (около 24 кадров в секунду);
квазивидео – разреженная последовательность фотографий (6–12 кадров в секунду);
анимация – последовательность рисованных изображений.

Отображение информации на экране монитора управляется специальным устройством – графическим адаптером (или видеокартой). Пришлось решить следующие проблемы для получения качественной видеокартинки.

Первая проблема при реализации видеорядов – разрешающая способность экрана и число цветов.

Вторая проблема – объем памяти.

Решение проблем отображения и хранения графической и видеоинформации – разработка программных и аппаратных методов сжатия и развертки данных. Такие устройства и методы были разработаны с коэффициентом сжатия 100:1 и 160:1. Наиболее прогрессивными методами сжатия и развертки считаются JPEG и MPEG.

JPEG (Joint Photographic Expert Group) – графический формат хранения сжатых изображений.

MPEG (MP 3) (Moving Picture Experts Group) – формат аудиофайлов, широко распространенный в интернете. Позволяет сильно сократить объем звуковых файлов при сохранении приемлемого качества.

Программно-аппаратные средства поддержки ММТ

Графический акселератор также представляет собой программно-аппаратное средство ускорения графических операций: перенос блока данных, закраска объекта, поддержка аппаратного курсора.

Использование методов сжатия позволило на одном компакт-диске разместить около часа полноценного озвученного видео.

Достигнутый технологический базис основан на использовании нового стандарта оптического носителя DVD (Digital Versalite/Video Disk), имеющего емкость порядка единиц и десятков гигабайт и заменяющего все предыдущие: CD - ROM, Video - CD, CD - audio. Использование DVD позволило реализовать концепцию однородности цифровой информации.

Основные направления использования мультимедиа-технологий:

Мультимедийные продукты:

видеоэнциклопедии;
игровые ситуационные тренажеры;
гипертекстовые мультимедийные базы;
мультимедийные киоски;
мультимедийные базы данных.

Суть гипертекстовой технологии заключается в том, что текст представляется как многомерный, т.е. с иерархической структурой типа сети. Материал текста делится на фрагменты. Каждый видимый на экране ЭВМ фрагмент, дополненный многочисленными связями с другими фрагментами, позволяет уточнить информациюоб изучаемом объекте и двигаться в одном или нескольких направлениях по выбранной связи.

Под гипертекстом понимают систему информационных объектов (статей), объединенных между собой направленными связями, образующими сеть. Каждый объект связывается с информационной панелью экрана, на которой пользователь может выбирать одну из связей. Объекты могут быть текстовыми, графическими, музыкальными, с использованием средств мультипликации, аудио- и видеотехники. Вместо традиционных методов поиска информации по соответствующему поисковому ключу гипертекстовая технология предполагает перемещение от одних объектов информации к другим с учетом их смысловой, семантической связанности.

Структурно гипертекст состоит из информационного материала, тезауруса гипертекста, списка главных тем и алфавитного словаря.

Информационный материал подразделяется на информационные статьи, состоящие из заголовка статьи и текста. Заголовок содержит тему или наименование описываемого объекта. Информационная статья содержит традиционные определения и понятия, должна занимать одну панель и быть легко обозримой.

Тезаурус (лат. сокровище, запас, богатство) гипертекста - это автоматизированный словарь, отображающий семантические отношения между лексическими единицами дескрипторного информационно-поискового языка и предназначенный для поиска слов по их смысловому содержанию. Он состоит из тезаурусных статей, которые имеют заголовки и список заголовков родственных тезаурусных статей. Заголовок тезаурусной статьи совпадает с наименованием информационной статьи и является наименованием объекта, описание которого содержится в информационной статье.

Список главных тем содержит заголовки всех справочных статей, для которых нет ссылок типа род - вид, часть - целое.

Алфавитный словарь включает в себя перечень наименований всех информационных статей в алфавитном порядке.

Гипертекстовая технология применяется в издательской деятельности, библиотечной работе, обучающих системах, при разработке документации, законов, справочных руководств, баз данных, баз знаний и т. д.

Мультимедиа - интерактивная технология, обеспечивающая работу с неподвижными изображениями, видеоизображением, анимацией, текстом и аудиоинформацией. Одним из первых инструментальных средств создания технологии мультимедиа явилась гипертекстовая технология, которая обеспечивает работу с текстовой информацией, изображением, звуком, речью. Появлению систем мультимедиа способствовал технический прогресс: увеличение оперативной и внешней памяти ЭВМ, появление широких графических возможностей ЭВМ, повышение качества видеотехники; возникновение лазерных компакт-дисков и др. Теле-, видео- и аудиоаппаратура в отличие от компьютеров имеет дело с аналоговым сигналом. Поэтому встала проблема стыковки разнородной аппаратуры с компьютером и управления им. Были разработаны звуковые платы (SoundBlаster), платы мультимедиа, которые аппаратно реализуют алгоритм перевода аналогового сигнала в дискретный. К компакт-дискам было подсоединено постоянное запоминающее устройство. В 1988 г. был создан принципиально новый тип персонального компьютера - NeXT, у которого базовые средства систем мультимедиа заложены в архитектуру, аппаратные и программные средства.

Технологию мультимедиа реализуют специальные программные средства, имеющие встроенную поддержку мультимедиа и позволяющие использовать ее в профессиональной деятельности, учебно-образовательных, научно-популярных и игровых областях.

При применении этой технологии в экономической работе открываются реальные перспективы использовать компьютер для озвучивания изображений, а также понимания им человеческой речи, ведения компьютером диалога со специалистом на родном для специалиста языке. Способность компьютера с голоса воспринимать несложные команды управления программами, открытием файлов, выводом информации на печать и другими операциями в ближайшем будущем создаст благоприятные условия пользователю для взаимодействия с ним в процессе профессиональной деятельности.

Алфавитный словарь включает в себя перечень наименований всех информационных статей в алфавитном порядке.

Занятие 12 по курсу “Информационные технологии”

Тема. Гипертекстовые способы хранения и представления информации. Информационные ресурсы Интернета

Результаты освоения темы

что такое гипертекст и гипертекстовые информационные технологии;
как и какие языки используются для гипертекстовой разметки документов;
какие информационные ресурсы есть в Интернете и как их классифицируют.

использовать язык HTML для гипертекстовой разметки документов.

1. Гипертекстовые информационные технологии
Гипертекст (нелинейный текст) – это организация текстовой информации, при которой текст представляет множество фрагментов с явно указанными связями между этими фрагментами.

соединение текста на естественном языке с создаваемой компьютером возможностью интерактивного формирования внутри него новых ветвей;
динамичную организацию нелинейного текста, который уже не может быть напечатан обычным образом на обычной странице.

Гипертекст можно рассматривать как своеобразную базу данных, организуемую в виде открытой, свободно наращиваемой и изменяемой сети, узлы которой (линейные тексты) соединяются пользователем. От обычной базы данных гипертекст отличается, прежде всего, тем, что в нём отсутствуют заранее заданные ограничения на характер связей и структуру.

В 1987 году фирма Apple выпустила первую для ПК гипертекстовую систему – пакет HyperCard для Macintosh.

Эффективно применять гипертекстовые технологии стало возможным с 1992 года, когда появился WWW и возникли веб-технологии.

WWW (сокращение от англ. “World Wide Web” – “мировая паутина”, “всемирная паутина” или “всемирная сеть”) – это глобальный механизм обмена информацией; информационная система и популярная служба Интернета. Это самое распространённое приложение Интернета.

Гипертекстовая технология реализуется в конкретной гипертекстовой системе, состоящей из гипертекста (базы данных) и гипертекстовой оболочки. Гипертекст содержит не только информацию, но также аппарат её эффективного поиска и просмотра. Путешествие по WWW (всемирной паутине) начинается с ввода электронного адреса в строку местоположения (Locator) и нажатия затем кнопки “Enter”.

Просмотр (браузинг) – это операция, характерная только для гипертекста. Он означает поиск информации посредством просмотра гипертекстовой сети, при этом возможно запоминание пути следования для того, чтобы при последующем аналогичном запросе поиск проходил по зафиксированному пути следования. Ныне чаще всего используются следующие программы-браузеры: Internet Explorer, Netscape Navigator, Opera и др.

настольных издательских системах для создания документов большого объёма со свойствами гипертекста (т. е. с системой ссылок);
системах управления документами (СУД), например, для сведения в один итоговый документ информации, содержащейся в разнородных документах;
системах подготовки электронных документов, позволяющих составлять гипертекстовые документы с возможностью осуществления навигации и др.

Одним из перспективных направлений развития гипертекстовых систем является технология гипермедиа – соединение технологий гипертекста и мультимедиа (интеграция текста, графики, звука, видео).

Использование гипертекста позволяет создать информационную инфраструктуру распределённой организации и упростить диалоговый интерфейс пользователя, что важно при разработке информационных приложений. Гипертекстовые технологии способствовали созданию в информационных сетях информационных хранилищ, которым могут получать доступ самые различные категории пользователей. В результате в Интернете сформированы огромные и свободно доступные широким массам пользователей (открытые) самые разнообразные информационные ресурсы.

Основная идея гипертекстовых технологий состоит в том, что поиск документальной информации происходит с учётом множества взаимосвязей, имеющихся между документами, а значит, более эффективно, чем при традиционных методах поиска. При этом доступ к информации осуществляется не последовательным просмотром текста, как в обычных информационно-поисковых системах, а путём движения от одного фрагмента к другому.

В общем случае взаимодействие пользователя с гипертекстовой системой заключается в том, что он видит на экране компьютера некоторый текст и (или) графический объект и, в зависимости от возникающих у него ассоциаций, может выполнять ряд действий (главным образом переходов к другим, предлагаемым на данной странице, объектам).

2. Языки гипертекстовой разметки документов
Гипертекстовая технология изначально использовала специальный язык, получивший название HTML (Hyper Text Markup Language). Благодаря ему, можно не только формировать гипертекстовые документы, но осуществлять связь текста и изображения с документами, расположенными на другом веб-сервере и др.

Гиперссылка или Гиперсвязь (Hyperlink) – фрагмент HTML-документа, указывающий на другой файл, который может быть расположен в Интернете или содержать полный путь к этому файлу. Гиперссылка для пользователя – это графическое изображение, текст на сайте или в письме электронной почты, устанавливающие связь и позволяющие переходить к другим объектам Интернета.

Гипертекстовый документ, размещённый на сервере с использованием WWW, называют Web-страницей (веб-страницей). Это минимальный фрагмент гипертекста, который можно за один раз загрузить и прочитать.

Используя предлагаемые связи можно читать материал в любом порядке. Таким образом, текст становится “открытым”. В него можно вставлять любые объекты, указывая для них связи с имеющимися объектами. При этом структура текста не разрушается. Поэтому гипертекст стал новой информационной технологией представления неструктурированного легко наращиваемого знания.

Структура гипертекстовых документов формируется с помощью последовательности тегов – элементов языка HTML, включающих тексты в формате ASCII. Они позволяют управлять шрифтом, цветом фона и текста, определять ссылки, вставлять объекты (графику, звук и видео). При этом сами тэги на странице в режиме её просмотра через браузер не видны.

Тег или тэг (англ. “Tag” – метка) является признаком объекта, который управляет соответствующим кодом.

Любая страница начинается с тега и заканчивается тегом .

Легко заметить, что теги представляют собой некоторые операторы (команды, дескрипторы), заключенные в скобки типа “ ”, причём ими начинается и заканчивается целая страница или некоторый фрагмент. В конце команды ставится слеж “/” с именем, используемым в её начале. Таким образом, любая команда включает некоторое действие, а аналогичная команда со знаком “/” – выключает его. Это правило касается парных команд (дескрипторов). Существуют операторы, не требующие их выключения (закрытия).

В качестве примера приведём запись следующих заголовков “Министерство образования и науки Российской Федерации” и “Московская финнансово-промышленная академия”, последовательно размещённых на одной странице. Запись в файле может выглядеть следующим образом:

В. Буш, научный советник президента Г. Трумэна, в 1945г. анализируя формы представления информации в виде отчетов, докладов, проектов, графиков, планов пришел к выводу об их неэффективности и предложил способ размещения информации по принципу ассоциативного мышления. На базе этого принципа была разработана модель гипотетической машины "МЕМЕКС", а спустя 20 лет Т. Нельсон реализовал его на ЭВМ и назвал г и п е р т е к с т о м.

Наиболее совершенная информационная система — мозг человека — для поиска информации использует ассоциации. Одной из попыток создать подобную систему поиска и является гипертекстовая система. Ее удобство и эффективность оказались настолько велики, что сейчас практически любая прикладная программа содержит справочную систему, использующую элементы гипертекста.

Обычно любой текст представляется как длинная строка символов, которая читается в одном направлении. Гипертекстовая технология заключается в том, что текст представляется как многомерный, т. е. с иерархической структурой типа сети.

Под гипертекстом понимают систему информационных объектов (фрагментов текстов, статей, документов), объединенных между собой направленными связями, образующими сеть.

Обычным способом поиска нужной информации является индексный поиск. При этом все данные должны быть собраны, рассортированы и упорядочены по какому-либо принципу. Примером может служить каталог книг в библиотеке, организованный по алфавитному или тематическому принципу. Поиск в этом случае происходит как спуск по информационному дереву до искомого источника.

Вместо поиска информации по соответствующему поисковому ключу гипертекстовая технология предполагает перемещение от одних объектов информации к другим с учетом их смысловой, семантической связанности. Обработка информации по правилам формального вывода соответствует запоминанию пути перемещения по гипертекстовой сети.

Гипертекст содержит не только информацию, но и аппарат ее эффективного поиска. По глубине формализации информации гипертекстовая технология занимает промежуточное положение между документальными и фактографическими информационными системами.

Гипертекст обладает нелинейной сетевой формой организации материала, разделенного на фрагменты, для каждого из которых указан переход к другим фрагментам по определенным типам связей. При установлении связей можно опираться на разные основания (ключи), но в любом случае речь идет о смысловой, семантической близости связываемых фрагментов.

Каждый видимый на экране фрагмент, дополненный многочисленными связями с другими фрагментами, позволяет уничтожить информацию об изучаемом объекте и двигаться в одном или нескольких направлениях по выбранной связи.

Следуя указанным связям, можно читать и осваивать материал в любом порядке. Текст теряет свою замкнутость, становится принципиально открытым, в него можно вставлять новые фрагменты, указывая для них связи с имеющимися. Структура текста не разрушается, и вообще у гипертекста нет априорно заданной структуры.

Гипертексты, составленные вручную, используются давно — это справочники, энциклопедии, а также словари, снабженные развитой системой ссылок. Область применения гипертекстовых технологий широка. Это может быть издательская деятельность, библиотечная работа, обучающие системы, разработка документации, законов, справочных руководств, баз данных, баз знаний т.д.

С точки зрения систем обработки информации гипертекст — это система, которая не требует формализованной модели представления данных рассматриваемой предметной области. Вместо нее используются семантические (смысловые) связи между фрагментами информации, которые могут не иметь формального описания, однако, на основании этих связей возможно осуществлять просмотр, анализ информации и создание новых фрагментов.

Для создания гипертекстовых документов существует специальный язык SGML (Standard Generalized Markup Language). Он представляет собой инструментальный набор механизмов создания структурированных документов, размеченных с помощью дескрипторов. Дескриптор (позднелат. descriptor, от лат. describо - описываю), лексическая единица (слово, словосочетание) информационно-поискового языка, служащая для описания основного смыслового содержания документов. Дескрипторы служат также для формулировки информационных запросов при поиске документов в информационно-поисковой системе [31].

При этом весь процесс разбивается на три независимые стадии: создания, обработки и форматирования документа. Поэтому технология SGML дает огромный выигрыш при подготовке материалов, которые должны выводиться различными способами. Документы, содержащие дескрипторы SGML, с помощью специальных таблиц стилей могут быть по-разному отформатированы при выводе на экран, на CD-ROM или на печать.

SGML является метаязыком и позволяет описывать другие виды языков разметки, применяемых для создания документов.

Язык SGML представляет собой метод создания структурированных документов, а также языков для их разметки. Этот язык прост в изучении и использовании; это не столько язык, сколько метод представления документов. Документы SGML являются программно- и аппаратно – независимыми, они не привязаны к какой либо конкретной программе, компьютеру или устройству вывода.

SGML – это стандарт для описания языков разметки. Один из таких языков — HTML (HyperText Markup Language) — хорошо известен всем, кто разрабатывает страницы для World Wide Web.

Мультимедиа и гипермедиа

Гипермедиа – это сочетание технологий гипертекста (hypertext) и мультимедиа (multimedia) для единого представления и навигации разнородной информации.

Технологии Multimedia — это интерактивная технология, обеспечивающая работу с неподвижными изображениями, видеоизображением, анимацией, текстом и звукорядом. Одним из первых инструментальных средств создания технологии мультимедиа явилась гипертекстовая технология, которая в данном случае выступала в качестве авторского программного инструмента.

В 1988 году Европейская комиссия по проблемам внедрения и использования новых технологий предложила следующее определение: мультимедиа — продукт, содержащий “коллекции изображений, текстов и данных, сопровождающихся звуком, видео, анимацией и другими визуальными эффектами (Simulation), и включающий интерактивный интерфейс и другие механизмы управления”.

В свете этого определения можно говорить о мультимедиа-технологиях как о совокупности организационных, технических и программных средств, служащих для разработки мультимедиа-продуктов.

Возможности HTML в области мультимедиа расширяет технология TIME (Timed Interactive Multimedia Extensions), позволяющая стандартизовать взаимодействие мультимедийных компонентов с тэгами HTML. С ее помощью можно синхронизировать проигрывание звуковых файлов с прокруткой текстовых блоков и изображений и просматривать такой документ в любом обозревателе (броузере). Большое количество ссылок о языке SMIL (Synchronized Multimedia Integration Language), реализующем эту технологию, можно посмотреть в [54].

Искусственный интеллект

Исследуя возможность автоматизации человеческой деятельности, проводились регулярные попытки заставить компьютер мыслить, как человек. Эта область научных исследований называется искусственный интеллект.

Непосредственно под искусственным интеллектом понимают область информатики, которая занимается разработкой интеллектуальных компьютерных систем,т.е. систем, обладающих возможностями, которые традиционно связывают с человеческим разумом, - понимание языка, обучение, способность рассуждать, решать проблемы и т.д. [4]

Для реализации задач искусственного интеллекта существуют три основных направления: нечеткая логика, нейросетевые технологии, экспертные системы. Каждое из направлений использует свои методы обработки информации, но все он сходятся в одном – для решения задач используется математический аппарат арифметики, логики, теории вероятности и статистики.

Разработанные в этот период развития искусственного интеллекта методы применяются и сейчас при решении задач в экспертных и вычислительных системах, требующих долгого формализованного расчета по заранее определенным шагам и правилам.

Задача научить компьютер понимать человеческую речь, мыслить и вести диалог так до сих пор и не разрешена. Существует достаточно большое количество наработок в части ввода текста с голоса, тем не менее, осмысленно отвечать на вопросы, произносимые человеком на естественном языке, компьютер не научился.

Четвертый этап развития искусственного интеллекта продолжается с начала 80-х годов XX века по настоящий момент и заключается в развитии Интернет-технологий в составе искусственного интеллекта. В большей степени это наблюдается в создании интеллектуальных поисковых систем. Такие системы основаны на исследовании человеческого мышления при поиске информации и построении логической модели пользователя.

Также в этот этап развития получили свое распространение юридические системы, которые тоже можно отнести к разряду интеллектуальных систем, основанных на анализе текстовой информации, написанной на естественном языке. Эти системы тоже являются поисковыми, но ориентированы они на другие методы анализа информации и построения модели пользователя с учетом предпочтений в процессе поиска информации, направленной на конкретную предметную область и словарных запас человека.

Базы знаний

Одним из его важнейших элементов искусственного интеллекта является база знаний.

Выделенные и организованные в виде отдельных, целостных структур информационного обеспечения знания о предметной области становятся явными и отделяются от других типов знаний, например, общих знаний.

Базы знаний позволяют выполнять рассуждения не только и не столько на основе формальной (математической) логики, но и на основе опыта, фактов, эвристик, т.е. они приближены к человеческой логике

Под базой знаний понимают компонент системы, представленный на специальном языке, хранящий знания о предметной области и формирующий соображения и выводы. [4]

Представление знаний.

Знания, описанные в явном виде, дают представление человека о какой-либо части реального мира, при этом позволяют делать на основе такого описания выводы, решать конкретные задачи. Так, после обработки статистики покупок возможно получение правила, согласно которому с подарочными изданиями в 80% случаев приобретают также и открытки, в том случае если покупка была совершена в течение месяца перед Рождеством. Такое правило будет полезным для работников маркетинговой службы магазина, поскольку поможет с помощью автоматизированных средств предлагать приобретение открыток всем покупателям подарочных изданий в указанный период времени.

Можно получить и более подробные знания в виде множества правил такого вида:

ЕСЛИ покупатель интересуется философией

И он интересуется точными науками

И он старше 30-ти лет

И (имеет ученую степень ИЛИ работает в ВУЗе)

ТО ему, вероятно, будут интересны книги по синергетике, вышедшие за последний год.

Тот факт, что покупатель интересуется точными науками, может быть получен из другого правила:

ЕСЛИ покупатель купил более 3-х книг по математике ИЛИ физике,

ТО он, вероятно, интересуется точными науками.

Знания имеют существенно более сложную природу, чем данные. Представлению данных присущ пассивный аспект: книга, таблица, заполненная информацией память.

В теории искусственного интеллекта особо подчеркивается активный аспект представления знаний: приобретение знания должно стать активной операцией, позволяющей не только запоминать, но и применять воспринятые (приобретенные, усвоенные) знания для рассуждений на их основе.

Использование символического языка, такого, как язык математической логики, позволяет формулировать описания в форме, одновременно близкой и к обычному языку, и к языку программирования. Впрочем, математическая логика позволяет рассуждать, базируясь на приобретенных знаниях: логические выводы действительно являются активными операциями получения новых знаний из уже усвоенных. Принципиальная мировоззренческая установка состоит в рассмотрении ЭВМ как предмета-посредника в познавательной человеческой деятельности. Компьютерная система, подобно другим предметам-посредникам (орудиям труда и предметам быта, инструментам, приборам, знаково-символическим системам, научным текстам и т. д.), играя инструментальную роль в познании, является средством объективизации накопленного знания, воплощением определенного социально-исторического опыта практической и познавательной деятельности.

Четкую грань между данными и знаниями провести можно не всегда, но, тем не менее, эти отличия существуют, и они привели к появлению специальных моделей представления знаний в памяти ЭВМ. Например, можно назвать четыре вида моделей (языков) представления знаний:

· модели (языки) семантических сетей;

· логические языки (модели);

Семантические сети.

В семантической сети вершинам сопоставлены понятия (объекты, события, процессы), а дугам - отношения на множестве понятий. В общем случае это означает, что в виде семантической сети можно отобразить знания, заключенные в текстах на естественном языке. Как показали исследования, в языках индоевропейской группы имеется не более 200 различных, не сводимых друг к другу отношений. Комбинации этих базовых отношений позволяют выразить остальные отношения, фиксируемые в текстах. Конечное число базовых отношений позволяет надеяться, что в базах знаний можно представить любую предметную область.

На примере семантической сети общего вида можно установить различие между базой данных и базой знаний. Предметная область есть множество допустимых состояний своих компонентов. Представленное через общие понятия и отношения между ними, это множество образует базу знаний - в виде абстрактной семантической сети. С другой стороны, в зависимости от ситуации компоненты предметной области будут иметь конкретные значения, свойства, характеристики. Все эти конкретные данные о предметной области будут отображаться в так называемой конкретной семантической сети или базе данных сетевой структуры.

Семантические сети, несмотря на большие возможности средств, используемых для отражения отношений между понятиями и объектами, обладают некоторыми недостатками. Слишком произвольная структура и различные типы вершин и связей требуют большого разнообразия процедур обработки информации, что усложняет программное обеспечение ЭВМ.

Понятиями обычно выступают абстрактные или конкретные объекты, а отношения – это связи типа: это (is); имеет частью (Has part); принадлежит; любит и т.д. (см. Рис. 72).

Читайте также: