ISSN 0236-235X (P)
ISSN 2311-2735 (E)

Публикационная активность

(сведения по итогам 2017 г.)
2-летний импакт-фактор РИНЦ: 0,500
2-летний импакт-фактор РИНЦ без самоцитирования: 0,405
Двухлетний импакт-фактор РИНЦ с учетом цитирования из всех
источников: 0,817
5-летний импакт-фактор РИНЦ: 0,319
5-летний импакт-фактор РИНЦ без самоцитирования: 0,264
Суммарное число цитирований журнала в РИНЦ: 6012
Пятилетний индекс Херфиндаля по цитирующим журналам: 404
Индекс Херфиндаля по организациям авторов: 338
Десятилетний индекс Хирша: 17
Место в общем рейтинге SCIENCE INDEX за 2017 год: 527
Место в рейтинге SCIENCE INDEX за 2017 год по тематике "Автоматика. Вычислительная техника": 16

Больше данных по публикационной активности нашего журнале за 2008-2017 гг. на сайте РИНЦ

Вход


Забыли пароль? / Регистрация

Добавить в закладки

Следующий номер на сайте

4
Ожидается:
16 Декабря 2018

Информатика – инфраструктура информационного общества

Статья опубликована в выпуске журнала № 3 за 1990 год.[ 21.09.1990 ]
Аннотация:
Abstract:
Авторы: Александров В.В. () - , ,
Ключевое слово:
Ключевое слово:
Количество просмотров: 9190
Версия для печати

Размер шрифта:       Шрифт:

Что несет информатика сама по себе? I чем ее движущая сила и влияние на разви тие общества? Вопрос, на который не первое десятилетие в связи с развитием вы числительной техники пытаются найти ответ ученые. Сегодня все они с разных позиций, но однозначно подходят к тому, что общество последовательно проходило такие этапы развития, как аграрное, индустриальное, а сейчас находится на пути к информационному. Очевидно, чтобы выделить характерные элементы инфраструктуры информационного общества, следует проанализировать совершившиеся события с момента построения аграрного и индустриального общества и по аналогам представить, какие изменения будут происходить при переходе к следующему этапу.

ОТ ИНДУСТРИАЛЬНОГО ОБЩЕСТВА К ИНФОРМАЦИОННОМУ

В наступающем информационной обществе мы 6 первый раз имеем экономику, которая основана на таком ключевом источнике (ресурсе!, который не только возобновляется, но и сам о порождаетДЖон Неисбит

В настоящее время достаточно много выступлений, публикаций, научно-популярной и специальной литературы, в которых по-разному аргументируются, но в целом однозначно выделяются три стадии развития общества: аграрное, индустриальное и информационное. Наиболее ярко и аргументированно описано формирование этих стадий в книге Алвина Тоффлера Третья Волна". Анализ же тенденций и основные показатели, связанные с переходом от индустриального к информационному обществу, наиболее полно представлены в |6]. По мнению автора \6\, к таким показателям относится переход от:

•       энергетической технологии к технологии с высокой точностью и сверхбыстродействующему контакту;

•       национальной к мировой экономике;

•       коротких терминов к длинным;

•       централизации к децентрализации;

•       "институциональной" помощи к самопомощи;

•       представительной демократии к демократии всех (Participatory);

•       иерархии к сетями

•       севера к югу;

•       мнения каждого к общему (Either/Or -* Maltiple Option).

В целом можно считать, что инфраструктурой в аграрном обществе является специализация в организации производства сельскохозяйственной продукции (разделение труда), позволившая резко увеличить производительность труда благодаря автоматизации. В индустриальном обществе в качестве инфраструктуры выступает организация специализированных.серийных и массовых средств производства. По анало-

л кажется естественным, что в информационном обществе инфраструктура - способ организации распространения и распределения информации на основе появле-} шя и развития новых средств ее накопления, обработки и распространения. При : том первичным становится вопрос о распределении трудовых ресурсов.

Динамика трудовых ресурсов

В информационном обществе первичным становится не стоимость труда, а стои-иость знаний.

В табл. 1 приведены усредненные оценки трудовых ресурсов общества, взятые из (разных источников и округленные с точностью до 5%.

Таблица 1

Общество

Сельское хозяйство

Промышленность

Информация, обслу*ибание

Аграрное

80

15

5

Индустриаль нов

5

80

15

Информационное

7

13

80

Из табл. 1 видно, что общество песет "имя" большинства своих членов, участвующих в общественпо необходимом труде. По мере развития технологии образуется резерв труяовых ресурсов, благодаря которому появляется возможность интенсивного развития новых средств (например паровая мельница), которые, в свою очередь, еше больше интенсифицируют техполошю и т.д. Этот путь саморазвития в какой-то момент приводит к качественному скачку, когда снова образуется достаточ-аый резерв трудовых сил для развития следующего нового уровня технологического развития.

Опенку показателя трудовых ресурсов, приводящую к возможному качественному переходу от одною общества к друтму (не пугать с переходами социально-политических формаций), можно объяснить следующим образом. Из закона Цвнфа (Zipf) известно, что существуют процессы, которые подчиняются логарифмическим законам. Например, если 10% ученых дают 90% статей и книг, чтобы добиться успеха в какой-то области научных исследований, ее финансирование должно существенно отличаться от других. В первую очередь это связано с тем, что для подготовки высококвалифицированных специалистов нужны высококвалифицированные специалисты. Отсюда вытекает и необходимость поддержки и финансирования крупных научных школ. Из закона следует, что не всегда из 1000 работающих вместе выделится высококвалифицированный специалист, но процент возможности этого в 3 раза выше, чем кохда работают вместе 10 (это, конечно, грубый пример, показывающий только качественную схему этого явления). Но из .этого становится ясно: для развития новой технологии должны быть, во-первых, средства (необходимо на начальном этапе для конкурентоспособности финансировать избыточный трудовой потенциал), во-вторых, резерв трудовых ресурсов. И если средства можно сконцентрировать, то с трудовыми ресурсами намного сложнее.

В табл. 2 показано распределение трудовых ресурсов в СССР и США на 1930 и 1980 гг.

Из таблицы ясно, что распределение трудовых ресурсов в СССР приблизилось к этапу индустриализации только в 1980 году. Резервы же (и финансовые, и трудовые) а1' ор1знизации широкомасштабных мероприятий в области информатики угсутствуют.

По дравде говоря, никто и нигде не доказал естественную потребность человека r последовательном переходе от аграрного к индустриальному и информационному обществу. Есть ряд стран, которых мало волнуют подобные проблемы.

Таблица 2

Общество

Сельское хозяйство

Промьтленность

Информаиии, обслуживание

1930

1980

1930

1980

1930

1980

СССР

60

20

25

50

15

30

США

15

5

60

20

25

75

И все-тэки предположим одну из возможных интерпретаций потребности человека в таком переходе.

Аграрное общество освободило человека от страха голодной смерти - гарантия естественной жизни человека. Индустриальное общество освободило от физической замкнутости (ограниченности в пространстве) индивидуума: обеспечило гарантию свободы передвижения человека.

Информационное общество освобождает человека от информационной замкнутости (ограниченности доступа к информации) - информационная гарантия свободы личности.

Отсутствие информации у экономистов, экологов, политологов, социологов и др. часто приводит к невозможности управлять ходом событий.

Итак, вся цепочка переходов говорит о том, что человек стремится к СВОБОДЕ как к неосознанной необходимости последовательности гарантий - жизни, свободы перемещения, свободы личносги, т.е. к осознанию себя как личности.

От энерговооруженной к высокоточной технологии и высокоскоростному контакту (взаимодействию)

В 50-(Ю-е гг. главными признаками, характеризующими уровень развития государства, была добыча угля, нефти, газа, выработка электроэнергии, т.е. энерговооруженность. Сейчас основным показателем (наряду с валовым национальным доходом, объемом рыночных операций, количеством автомобилей) является число телефонных каналов. Без высокоточных устройств ввода/вывода информации - гра|}ю-ностроителей и дисплеев - невозможно создавать высокопроизводительные автоматизированные рабочие места (CAT, CAM, CAD, CAE) технологов, проектировщиков и др., без чего немыслима современная технология. От национальной экономики к мировой

Технологический прогресс всегда был связан со строгим разделением и унификацией труда, с углубленным профессионализмом в узкой области, с постоянно развивающимися кооперативными контактами. Единственным эффективным регулятором такого взаимодействия был и остается РЫНОК, а пока его нет или не работает его заменяющий механизм - ПЛАН. На рис. 1 приведена оценка экспорта-импорта мирового рынка к качестве показателя перехода от национальной экономики к мировой.

От институциональной помощи к самопомощи

Отдельные фирмы, общественные организации, индивидуумы в настоящее время не надеются на помощь со стороны государственных opi-анов, а организуют взаимопомощь. Все это было бы правильно, если бы не существенная деталь: прибыль распределяется явно в пользу центра, и оставшихся средств просто не хватит для самостоятельного развития. Нелогичен и расчет на спонсорство при политике урезания и уравнивания доходов, так как спонсорство всегда основано на появлении сверхдоходов.

От централизации к децентрализации

От 'Белого Дома к Нашему Дому

В качестве доказательства тенденции перехода в США от центр ад изованного yii равнения к децентрализованному в [6] приводятся такие данные. Небольшое коли

чество людей принимает участие в выборах президента и конгресса: от 62% за президента в 1952 г. до 54% в 1976 г. и от 42% в конгресс в 1954 г. до 35,5% в 1978 г. Однако участие в местных инициативах и референдумах повысилось до 75 - 80 %.

Во время Кошресса (1978 - 1980 гг.) было представлено 20000 законопроектов, из которых прошло только 600. Контраргумент Централизации (Reversing Centralization): здание строят снизу вверх (Building from the Bottom Up), ставший крылатой фразой в поддержку такого перехода.

Такой переход должен быть коддержан и определенным типом структурной организации.

Централизация основана на вертикальных связях, децентрализация - на горизонтальных. Их взаимодействие перпендикулярно, т.е. корреляция между ними равна О, и теоретически это несвязанные структуры. Практически же они должны сосуществовать, и требуется найти оптимальные пропорции, чтобы не возпикали трудноуправляемые зоны.

Например, авария или катастрофа должны срочно мобилизовать определенную категорию специалистов, которые, несмотря на территориальную близость, должны ожидать решения после длинной цепочки согласований и утверждений. Вот почему легче мобилизовать силы на сверхкатастрофу, когда включается правительство, чем починить протекающую крышу.

От иерархии к сети

Иерархия - инструмент централизованного управления, который неизбежно приводит к бюрократии.

Были опробованы различные новые методы организации управления, во все они неизбежно приводили к вертикальным структурам пирамидального типа. Для каждою конкретного случая можно исследовать только вопрос, насколько та или иная пирамидальная структура оптимальна с точки зрения минимизации вертикальных и горизонтальных связей. Теоретически этот вопрос затрашнался в [1].

Примером сетевой организации является начало любых общественных движений - допустим, какие-то группы людей общаются друг с другом вне иерархической структуры, при наличии общих целей постепенно объединяются.

Сетевая организация взаимодействия при помощи обмена знаниями способствует самоусовершенствованию, развитию производительности труда, более эффективным распределениям ресурсов и является мощным инструментом социальной активности.

Однако для своего функционирования сетевая организация управления требует и новых мобильных распределенных сверхскоростных линий связи.

Подводя итог сказанному, можно сделать вывод, что результат сравнения названных показателей инфраструктур свидетельствует о том, как еще мы далеки от совершенного информационного общества, хотя уже ясны главные вехи, указывающие направление.

Основная тенденция современного общества - рост интеллектуализации труда. Разработка стратегии организации специализированных форм обучения, создание единых методик, ориентированных на преемственность в повышении интеллектуального уровня общества, в последнее время приобретают все большую актуальность.

ИНФРАСТРУКТУРА ИНФОРМАТИКИ

...Tale радио скует непрерывные звенья мировой души и сольет человечество.

Воли мир Хлебников

В 1989 году состоялась дискуссия о тенденциях развития информатики между шестью крупными учеными США: М.Броуди, Д.Бобровым, В.Лессером, СМадником, Д.Цихришисом и К.Хьюиттом, которая случайно совпала по времени с обсуждением в нашей печати концепции информатизации общества [3]. Выработка концепции в какой-либо области деятельности обычно связана с приближением к определенному рубежу, поэтому возникают многочисленные вопросы [2]: "К одному и тому же (какому?) или разным (каким?) рубежам мы подходим?", "Ках соотносятся взгляды американских и советских ученых на проблему информатизации?", "Следует нам позаимствовать опыт американских коллег или выбрать свой путь?"

Этапы информатизации в США

В результате экстенсивного пути развития к середине 70-х годов были решены следующие проблемы:

•        обеспечена научная база информатизации общества;

•        подготовлена технологическая база для массового выпуска вычислительной техники;

•        выявлены информационные потребности различных социальных, профессио нальных и возрастных групп;

•        налажены структуры по разработке, документированию, распространению и рек ламированию программных средств;

•        созданы предпосылки для массового обучения работе с вычислительной техникой;

•        отлажена система непрерывного обучения специалистов в процессе обновления программных средств;

•        подготовлена инфраструктура средств связи для обеспечения информационных служб.

Сейчас практически каждый специалист может найти полезную для себя программу и без труда освоить работу на машине. Легкость освоения программы объясняется не только высоким качеством ее разработки с учетом потребностей пользователя, но и тем, что любой американец в повседневной жизни постоянно сталкивается с компьютером. Поэтому изучение программного нродукта не предваряется изучением основ информатики и вычислительной техники.

Сейчас в США практически компьютеризированы все сферы человеческой деятельности, обеспечена компьютерная грамотность, поставлен на научную основу анализ спроса на новые программные средства, создана информационная инфраструктура, обеспечивающая доступ к общенациональным информационным ресурсам из любой точки страны, и разработаны правовые нормы использования и обмена информационных ресурсов.

Наличие развитой информационной инфраструктуры и насыщенность аппаратными программными продуктами позволяют говорить о некотором пределе в развитии информатики, поэтому дополнительный импульс в развитии информатики можно найти на пути не индивидуальной ивтепсификации, а активной информационной кооперации, т.е. после экстенсивного и интенсивного этапов развития информатики наступает "интерактивный" этап.

Этот этап ставит своей основной целью объединить огромный информационный потенциал отдельных специалистов в единую развивающуюся информационную среду с сохранением индивидуальной творческой автономии. Этот естественный для США переход к объединению преимуществ интенсивного и экстенсивного способов развития привел к цониманию необходимости выработки новой концепции "интеллектуальной распределенной совместной работы". Этой проблеме и была посвящена дискуссия американских ученых в 1989 году.

Охват затратваемых вопросов и участие в дискуссии высококвалифицироваиных специалистов, представляющих разные научные области (искусственный интеллект, базы данных, экспертные системы, средства коммуникации, операционные системы, языки программирования), свидетельствуют о чрезвычайной акгуальности предмета дискуссии. Главная тема дискуссии - необходимость выработки новой концепции компьютерных систем, которая обеспечивала бы качественный скачок повышения эффективности использования всех аппаратных, программных и информационных ресурсов в глобальном масштабе. Разумеется, не все положения, обсуждаемые в дискуссии, могут быть соотнесены с той ситуацией в области информатики, которая сложилась в нашей стране; большинство проблем, актуальных в США, представляется нам отдаленным будущим. Информатика в СССР па данном этапе, пользуясь термином данной статьи, находится в середине экстенсивного этапа.

Чем серьезнее и раньше мы задумаемся об альтернативах развития аппаратных и программных средств, тем с меньшими издержками подойдем к новому уровню ин-1^ормационного развития общества. Особенно актуально это сейчас, когда в нашей стране на государственном уровне вырабатывается новая концепция информатизации общества, которая при тщательной научной проработке могла бы, учитывая опыт США, ускорить ее развитие и снизить затраты на ее осуществление.

Концепция интеллектуальной распределенной совместной работы (ИРСР)

Концепция ИРСР имеет свою предысторию. Идеи интеграции отдельных теоретических разработок из разных областей информатики не только высказывались, но и находили конкретное воплощение в проведении совместных симпозиумов и конференций. Например, в 1976 году состоялась совместная конференция SIGMOD/SIGPLAN по абстрактным данным, описаниям и структурам (6], на которой была сделана иопытка усталовить связь между базами данных и языками программирования. По результатам конференции опубликован обзор но представлению знаний и моделям данных [7]. В 1979 году была поставлена задача вовлечь в обсуждение уже три области: абстрактные типы данных, базы данных и концептуальное моделирование [4]. Главная цель этих встреч - координация концепций и терминологии разных отделов знаний, сформировавшихся вокруг вычислительной техники, прежде всего искусственного интеллекта, распределенных баз данных и языков программирования. Осознавая необходимость специализированного подхода к развитию каждой области, участники конференции были единодушны в признании необходимости их интеграции.

Компьютерные системы будущего, по мнению участников дискуссии, будут состоять из тысяч компонентов - интеллектуальных узлов, каждый из которых поддерживает несколько носителей знаний и действии. Под интеллектуальным узлом понимается неразрывное единство аппаратных и программных средств, предназначенных для информационного развития и вынолнения функций в рамках конкретной области деятельности. Вопросы будут решаться путем выработки наилучшего совместного действия в условиях ограничения ресурсов. Как отдельный человек в группе людей, каждый узел в рамках ИРСР является носителем множества специфических знаний и данных к действию; он способен сделать заключение о взаимодействии с другими узлами для эффективного выполнения поставленной цели, требующей

больших, чем он располагает, ресурсов. В отличие от принятых сешдня моделей информационного обмена, в ИРСР не ожидается обмена однозначными и достоверными информационными инструкциями между интеллеюуальными узлами. Вместо этого узлы формируют "точку зрения", или "гипотезу", своеобразную "рекомендацию", которая, взаимодействуя с другими "точками зрения", путем совместного анализа приводит к определенному решению. Этот подход опирается не на наличие какого-то метазпания, позволяющего априорно сформулировать понятия полноты и достоверности выводов, а на механизм взаимодействия узлов для поддержания процесса поиска решений. Программное обеспечение интеллектуального узла представляет собой интеллектуальную среду, в которой присутствует программа, данные и средства обмена с другими программами.

Среди разделов информатики и вычислительной техники можно выделить следующие, располагающие в той или иной степени теми идеями, которые могли бы получить свое развитие и применение в ИРСР:

•     искусственный интеллект (ИИ),

•     языки программирования,

•     распределенные базы данных (РБД),

•     операционные системы (ОС),

■ распределенные файловые системы,

•   объекгно-ориентированные системы (ООС).

Главная задача - сблизить технологию ИИ. РБД. языков профаммирования. средств связи и ОС с целью создания единой модели распределенной интеллек-гуальпой обработки ин форм а пни.

Тенденции развития ИРСР указаны в табл. 3.

Таблица 3

Альтернативные пути развития информатики

В вашей стране, в отличие от США, нуги развития информатики нам представляются следующие.

1. Вклад советских ученых в научную базу информатики отличается крайней нерав номерностью по разделам. Наибольшие успехи связаны с концептуальным модели рованием, разработкой алгоритмов и с теоретическим программированием; наиме нее развиты области, непосредственно опирающиеся на технологию и пракгику.

2.       Состояние технологической базы оставляет желать много лучшего.

.3. Наиболее узким местом, с точки зрения информатизации, помимо отсталости инфраструктуры технологической базы, является отсутствие инфраструктуры информационного 'обе сп еч ения.

4.       Проблема массового обучения состоит в отсутствии пе только профаммпых и ап паратных средств, но и стратегии и тактики подготовки и переподготовки специалис тов, а также достаточного количества профессиональных кадров, которые могли бы обеспечить положительную обратную связь н сфере обучения элементам эффектив ного использования вычислительной техники в народном хозяйстве.

5. Инфраструктура связи не отвечает современным требованиям ш стороны ком пьютерных систем.

При существующем положении дел в решении проблемы информатизации, как отмечается в проекте концепции информатизации ВНИИСИ [3], позиция "догнать и перегнать" не может привести к успеху. Выходом может стать вступление в мировое разделение труда с тем передовым, что есть в нашей стране. Концепция ИРСР и качестве самых трудных для решения проблем выдвигает разработку новых информационных моделей представления знаний, и в этой области вклад СССР может быть ощутимым. Вторая важнейшая проблема - организация глобальной

инфраструктуры связи для поддержания информационной; обмена ИРСР - также может использовать накопленный в СССР научный и технический потенциал.

Одним из катализаторов интеневфикадни развития информационного обеспечения в СССР является создание совместных предприятий с западными фирмами, использующими передовую технологию. На базе совместного предприятия может быть организован учебно-исследовательский центр, который, с одной стороны, будет интенсивно проводить научные исследования, а с другой - экстенсивно тиражировать последние технологии через систему обучения.

ИНТЕГРИРОВАННЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ С БАЗАМИ ЗНАНИЙ

Разум делает три вещи. Во-первых, он отбирает некоторое число идей. Во-вторых, он связывает их между собой, превращая их в одну идею. В-третьих, он окончательно скрепляет их, даВая этой ноВой идее "имя'.

Джон Локк

Интегрированные информационные системы с базами знаний (ИИСБЗ) обозначают класс систем, интегрирующих неоднородные информационные ресурсы [5]. Эти информационные ресурсы могут включать:

•        неоднородные распределенные системы БД;

•        системы баз знаний (например экспертные системы), использующие неодинаковые представления знаний;

•        прикладные программы вместе с их процессорами.

Технология неоднородных распределенных БД и объектно-ориентированных БД расширила приложения технологии БД за счет интефации новых типов информационных ресурсов.

Технология объектно-ориентированных баз данных в ИИСЕЗ включает интеграцию неоднородных (и распределенных) компонент системы и неоднородные представления данных и знаний. Дальнейшее расширение технолощи объектно-ориентированных БД включает технологию управления распределенными объектами, нацеленную на необходимость интеграции обработки данных и знаний и интеграции самих данных и знаний.

Концепция интегрированных информационных систем (ИИС)

С увеличением числа неоднородных информационных источников, включая процессоры (аппаратная часть), описания процессов (программы) и информационные ресурсы (файлы, базы данных) в крупных организациях, возникают потребности управлять этими ресурсами и обеспечивать их использование в незапланированных сочетаниях но мере появления новых потребностей, т.е. получать наивысшую отдачу от доступных ресурсов.

Эти потребности встречаются в двух фазах

Первая фаза - это связывание информационных ресурсов внутри организации. Большинство существующих компьютерных систем разъединены и не могут взаимодействовать с другими системами. Системы являются взаимосвязанными, если они могут обмениваться сообщениями. Спрос на связность (т.е. локальные сети) возрастает в связи с потребностью различных людей, функций и организаций в использовании обрабатывающих и общих ресурсов данных. Эффективность связности подразумевает достаточно широкие возможности интерфейса связываемых информационных систем. Эти потребности недостаточно удовлетворяются современными средствами связи и технологиями распределенных систем из-за неоднородности существующих систем. Более того, внутренняя связность гарантирует только комму-

пиканию: чтобы использовать конкретный интерфейс данной системы, пользователь компьютерной системы в сети должен его знать.

Вторая Фаза - это самая смелая цель "интеронерабельности". Системы являются ивтероперабельБыми, если они взаимодействуют при совместном выполнении задания. Простые средства достижения интероперабельности постепенно внедряются в форме распределенных средств программирования, включая протоколы, например LU 6.2 для IBM [IBM85.GRIS88], и различные вызовы удаленных процедур в распределенных операционных системах [TANE85]. Более развитая форма интероперабельности, называемая интеллектуальной интероперабемностью, требует интеллектуального взаимодействия между информационными системами, некоторые из которых сами могут быть интеллектуальными и способными функционировать как интеллектуальные агенты относительно собственных вычислительных способностей. Распределенная обработка запросов - это простая форма интероперабельности в области управления базами данных, где разрабатывается глобальный план доступа, который пытается оптимизировать использование систем индивидуальных баз данных в сети. В этом случае интеллектуальное взаимодействие достигается внешним глобальным оптимизатором запроса (планировщиком). Друте возможности интеллектуальной интероперабельности включают автоматическое подключение необходимого перевода между языками и структурами данных; развитые формы синхронизации для координации доступа к общим ресурсам; системы, использующие знания о совместно работающих системах с применением собственных действий для оптимизации общего исполнения. Такие формы интероперабельности могут обеспечить большой выигрыш благодаря эффективному использованию существующих компьютерных ресурсов для выполнения новых заданий и интеграции новых компьютерных ресурсов с целью поддержания меняющихся потребностей.

Сознанный таким образом класс систем получил наименование ИИСБЗ [GUPT87]. В него входит обычная интеграция неоднородных информационных ресурсов, включая неоднородные распределенные базы данных, системы баз знаний (например экспертные системы), неоднородные представления знаний и прикладные программы вместе с их процессорами. Требования этого класса систем только начинают осознаваться исследователями.

Интеграция данных и технология баз данных

Общую концепцию системы ИИСБЗ можно рассматривать как развитие определенной технической тенденции, которая в свое время явилась основанием для развития технологии баз данных. СУБД первоначально были введены для обеспечения интеграции и управления информационными ресурсами, которые сводились к данным, точнее, к данным, используемым прикладными программами в контексте обработки данных. Перед введением СУБД данные были рассрецоточены среди многих пользователей, организованы в соответствии со специфическими потребностями индивидуальных приложений и были недоступны для остальных приложений. Это означало труднодоступное! ь данных и сложность в их реор!"анизации для новых целей. Кроме того, существовала значительная избыточность как самих данных, так и программ, необходимых для поддержания файлов приложений. СУБД уменьшили эту избыточность и соответственно их стоимость и вероятность ошибок. И все-таки первый выигрыш - в централизации хранилища (и соответствующих средств управления данными), в равной степени доступных многочисленным приложениям (рис. 2).

Используя СУБД как централизованное средство управления, можно обращаться к данным в общем хранилище в разнообразных комбинациях из различных приклад-

ных систем или отдельных запросов, обеспечивая таким образом необходимый уровень общности и гибкости в зависимости от изменяющихся требований.

При практическом применении такой взгляд на централизацию баз данных оказался иллюзией, так как отдельные подразделения организации развивают независимые базы данных с использованием разных СУБД, к тому же обычные СУБД способны объединить только часть актуальных данных, используемых в большинстве ооганизапий.

Чтобы удовлетворить дополнительным требованиям интеграции информации ресурсов для большей общности и гибкости, технология баз данных расширяется по двум направлениям:

• ООСУБД развиваются с целью расширения общности и гибкости СУБД на нетрадиционные тины данных и связанную с ними обработку, включая текст, графику,

речь, с которыми не работают обычные СУБД, которые поэтому не могут быть интегрированы тем же способом, что обычные данные;

•    гетерогенные распределенные СУБД разрабатываются для решения проблемы интеграции независимо разработанных гетерогенных баз данных.

ООСУБД обычно хранят не данные, а объекты - неразрывное единство структур данных и ироцедур (методов), что позволяет хранить в БД произвольные типы данных. ООСУБД обеспечивает интеграцию данных, общее управление, средства поддержки всех пшов объектов.

По сравнению с обычными реляционными СУБД, типичные ООСУБД отличаются прежде всего способностью поддерживать структуры данных и операции над ними, определенные пользователем в терминах классов объектов и преемственности.

Главная идея использования ООСУБД состоит в представлении сущности объекта в БД, включая моделирование поведения объекта, его структуру и связь с другими объектами. Такое отображение реальности в БД снижает семантический разрыв между реальным миром и его моделью, а в сочетании с ООП - между программой и данными в БД.

Термин QO довольно широк; можно выделить три уровня "объектной ориентации" для СУБД:

1. Если модель данных позволяет определить структуру данных для представления сущностей любой сложности, то модель является структурно объект но-ориентиро- в а иной.

2.       Если модель данных включает операции для работы со сложными объектами в их совокупности (без разделения операции на последовательность более простых), то модель является oneр а ци cm i щ объе ктно -ори е нтированной. Модели этого класса являются и структурно объектно-ориентированными.

3.       Если модель данных, например ООП, позволяет определить структуру данных для представления сущностей любой сложности (наряду с набором таких операций, когаа объекты можно использовать только через вызов этих операций, а внутренняя структура объектов может быть доступна только применением этих операций), то модель является поведенчески (бихейвиористически) объектно-ориептировапной. Модели этого класса являются структурно и операционно объектно-ориентирован ными.

Говоря об ООСУБД, имеют в виду модель третьего уровня.

Обе технологии - ООСУБД и глобально распределенные (ГРСУБД) - должны объединить разработанные ранее информационные ресурсы в единую систему, однако следующие проблемы остаются вне их поля зрения:

1. Ни ООСУБД, ни ГРСУБД в действительности не обеспечивают объединения средств обработки, в отличие от данных, т.е. не обеспечивают создания непротиво речивого набора компонент обработки интегрированных данных.

2.      Ни ООСУБД, ни ГРСУБД не поддерживают развитых форм интероперабсльнос- ти, например кооперацию действий компонентов но подготовке даппых для некото рого приложения.

Системы ИИСБЗ общего назначения должны обладать следующими свойствами:

•       интарацией существующих неоднородных БД в той же мере, что и ГРСУБД;

•       интеграцией как обычных, так и новых типов данных в той же мере, что и ООСУБД;

•       умением обеспечить функционирование интегрированных данных в полном объеме, определяемом требованиями к реляционным базам данных, включая фор мы обработки запроса, контроль непротиворечивости и целостность;

•       использованием существующих приложений в определении методов объектов;

•       формированием непротиворечивых комбинаций компонентов обработки в ответ ва поступивший запрос;

•       поддержкой почти произвольных уровней интеграции;

•       поддержкой развитых средств янтероперабельности между совместно работаю щими (возможно интеллектуальными) компонентами.

Система ИИСБЗ должна сохранять активность всех составных частей интегрированного документа.

Рассмотрим кратко ту роль, которую может выполнять система с интеллектуальной базой знаний, по аналогии со структурой типичной организации в человеческом обществе - госпиталя. В госпитале работает несколько категорий интеллектуальных субъекгов (врачи, санитары, лаборанты), каждый со своей областью знаний и логикой принятия решений, которые объединены общей целью - исцелением пациента. Знания отдельных интеллектуальных носителей могут быть узко специализированными (ухо, сердце, голова), могут пересекаться или взаимодействовать. Некоторые звания являются общими для нескольких носителей, часть знаний может быть неполной. В итоге существует описание болезни каждого пациента, общее для всех интеллектуальных носителей. Каждый носитель рассуждает по-разному о том, что относится к общей области знаний (нос, ухо, глаз); в способах рассуждений имеются и пересечения. Сходные носители могут иметь похожие или различные методы лечения (например, головная боль может быть исцелена физически, психологически или гипнотически).

Каким же образом можно обеспечить согласованность действий этих разных носителей? Существуют сложные взаимоотношения между интеллектуальными носителями власти, ролей и обязанностей. Каким образом субъект определяет, как разбить проблему на подобласти и кто за какую будет отвечать? Сушествует большое количество правил процедур, по которым осуществляется взаимодействие.

Компьютерные системы будущего по своей структурной организации должны быть похожи на такой госпиталь в том смысле, что сотни компьютеров будут решать специализированные задачи в тесном взаимодействии для получения оптимального решения в рамках имеющихся ресурсов.

В процессе решения задачи интеграции сложной компьютерной системы возникают проблемы связности стратегического, организационного и технического харак-гера.

В стратегическую связность входит организационная и техническая связность. Она шределяется потребностью иметь глобальную систему в организации, получать до-юлнительвый выигрыш, связывать разрозненные информационные цепочки.

Организационная связность охватывает структуру организации. Организации >бычно состоят из функционально и географически слабо взаимодействующих уз-гов. Каждый узел автономно развивает информационную систему. Однако большой ффект часто достигается связыванием отдельных узлов.

Для того, чтобы совместное действие узлов осуществлялось через интегрирован-ую информационную систему, она должна предоставлять стратегические и органи-ациопиые знания, которых нет ня в одном из отдельных узлов.

Техническая связность затрагивает технологию, которая требуется для поддержки ребований стратегической и организационной связности. Техническая связность южет рассматриваться в терминах физического и логического аспекта.

Физическая связность затрагивает технологию коммуникаций (локальные и рас-ределенные сети, межсетевые протоколы).

Логическая связность затрагивает технологию коммуникаций на области связность данных и семантическая связность.

Связность данных включает неоднородные и однородные системы управления базами данных.

Семантическая связность охватывает интеграцию баз данных, объектно-оряенти-рованные средства и системы, основанные на правилах, а также экспертные системы для семантического распознавания.

Информационные системы должны быть гибкими, неизбыточными, объединяющими все информационные ресурсы - от программ до баз знаний - в единую систему информационного будущего.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. АлеИаняров В.В., Арсентьев» А.В. Информация и овВиааюидивсв структуры. Л.; ЛНИвЦ ДН СССР, 1984 1. Арсентьева А.В. ИчфраструЬпуре информатики. //Представление знаний и jfccnepm«ii»e системы. Л . ЛИИАН, 1989.

3.     НТР: пробломь и решенин// Бюллетене Всесоюзно» общества 'Знание'. 1989, N6; N9.

4.     Brodie M.L., Zjliet S.N. Proc. Wortihop on DaW AMBMtion Databws sncf Cnnceptuol Uodclling. SIGART Nsvnleltsr, N74, Januery, ■ SS". S1GMOO Hecoro.voP.II, HZ, FeDtuaiv, 1981; SIGPLAN Nolice». vol.16.N1. Janmry. 1981.

5.  CRAI School on Recant Tachntqun fc ir.E-fl 3'jnq Helerogeneout DaleoAtei, Veneiia University, Aptil 10-14, 1989. в. NaitDitt J. MegeErendi. Ten irQwdirecdona irarxforminQ ouf I've*, 1983.

7.    Organic* E.I. Pioc. o( Confeence on 0«U; Abstraction, Definition and Structure. SIGPLAN Notice», vol. 11, «2, 1976.

8.    Wonfl H.K.T. MylopoulM 'Two v«vrt ot Ома Semanlio: Data Mmleli in Aitificiel Intelligence and DeWbSM Meneeemenf. INFOS, vol. 15, N3, 1977.


Постоянный адрес статьи:
http://swsys.ru/index.php?page=article&id=1423
Версия для печати
Статья опубликована в выпуске журнала № 3 за 1990 год.

Возможно, Вас заинтересуют следующие статьи схожих тематик: