Информационные системы и технологии. М. С. Гаспариан Г. Н. Лихачева Информационные системы
 Скачать 1.98 Mb.
|
|
Референтные, смысловые отношения указывают на смы- словую, семантическую, ассоциативную связь двух информа- ционных статей (файлов). В информационной статье, на кото- рую сделана ссылка, может быть дано определение, разъясне- ние, понятие, обобщение, детализация понятия, выделенного в качестве ключа. Референтные отношения реализуют семанти- ческую связь типа: род – вид, вид – род, целое – часть, часть – целое. Пользователь получает более общую информацию по родовому типу связи, а по видовому – более детальную инфор- мацию без повторения общих сведений из родовых тем. Тем самым глубина индексирования текста зависит от родо- видовых отношений. Рассмотрим пример референтных связей. Приложение Excel предоставляет пользователю несколько типов функций. По ключевому слову ФУНКЦИЯ на экране появляется список типов функций. Выбрав тип функции, например ФИНАНСОВЫЕ ФУНКЦИИ, пользователь видит список фи- нансовых функций. Выбрав наименование финансовой функ- ции, пользователь получает информацию о том, что является результатом функции и какие параметры надо задать для его вычисления. К организационным отношениям относятся те, для ко- торых нет ссылок с отношениями род – вид, целое – часть, т.е. между информационными статьями нет смысловых связей. Они позволяют создать список главных тем, оглавление, меню, алфавитный словарь. Информационные технологии пользователя 203 На основе референтных и организационных отношений может быть построена гипертекстовая модель текста (не структурируемого материала). Напомним, что сам гипер- текст структуры не имеет. Структуру перемещения по тексту обеспечивает гипертекстовая модель, которая изображается в виде сети или графа. Модель референтных отношений обыч- но изображается сетью. Модель организационных отношений изображается в виде графа или сети. В вершинах сети или графа (узлах) находятся заголовки информационных статей (имена файлов, страниц, закладок). Ребро, или ветвь, опреде- ляет ключ связи (гиперссылку) с другой информационной статьей (файлом), на которую надо перейти для просмотра материала. В результате строится список заголовков тезаурус- ных статей, и одновременно ключ становится указателем за- головка информационной статьи в этом списке. Тем самым тезаурус гипертекста автоматически реализует поисковый ап- парат по смысловым и организационным связям. Пример гипертекстовой модели приведен на рис. 7.1. Для простоты изложения информационная статья примера содержит одну фразу, в которой выделены ключи. В скобках дан заголовок информационной статьи (имя файла). Текст информационных статей примера приведен ниже. Институт состоит из факультетов (ИНСТ) На факультете обучаются студенты разных курсов (ФАК) Курс – одна или более групп студентов (КУРС) Группа состоит из нескольких студентов (ГР) Студент – тот, кто учится в институте (СТУД) В примере тезаурусная статья ИНСТ (ФАК) содержит список из одного заголовка ФАК, на которое указывает клю- чевое слово ФАКУЛЬТЕТ. А список тезаурусной статьи ФАК (СТУД, КУРС) содержит два имени. По ключевому слову СТУДЕНТ будет выбрана информационная статья СТУД, по ключевому слову КУРС – информационная статья КУРС. В данном примере все ссылки – референтные. Информационные технологии 204 ИНСТ ФАК СТУД КУРС ГР факультет курс студент группа студент институт студент Рис. 7.1. Пример гипертекстовой модели Модель гипертекста позволяет структурировать матери- ал, выделить основные и частные пути создания и просмотра материала, чтобы пользователь не пропустил главного, не «утонул» в деталях, понял смысл написанного. Умение по- строить гипертекстовую модель облегчает создание web- страниц, гипертекстовых документов и баз гипертекстовых документов. Пользователю гипертекстовая модель обеспечи- вает комфорт при работе с гипертекстом. Тезаурус гипертекста может содержать не только про- стые, но и составные ссылки. Они образуют неявные ссылки. Примером их использования служат тематические каталоги для поиска в сети интернет. Формирование тезаурусных статей в соответствии с моде- лью гипертекста означает индексирование текста. Полнота свя- зей, отражаемых в модели, и точность установления этих связей в тезаурусных статьях, в конечном итоге, определяют полноту и точность поиска информационной статьи гипертекста. Список главных тем содержит заголовки информаци- онных статей с организационными отношениями. Обычно он представляет собой меню, содержание книги, отчета или ин- формационного материала. Информационные технологии пользователя 205 Алфавитный словарь содержит перечень наименова- ний всех информационных статей в алфавитном порядке. Он реализует организационные отношения. Гипертексты, составленные вручную, используются дав- но. К ним относятся справочники, энциклопедии, а также сло- вари, снабженные развитой системой ссылок. Область применения гипертекстовых технологий очень широка. Первыми распространенными инструментами соз- дания гипертекста стали приложения Hypercard, QuickTime фирмы APPLE для персональных компьютеров Мacintosh, приложение Linkway корпорации IBM. В большинстве совре- менных приложений гипертекст используется для построения перекрестных ссылок, например, во всех офисных приложе- ниях. Вся помощь в приложениях (help) составляется с исполь- зованием гипертекстовой технологии. Гипертекстовая техно- логия конвергирована во многие информационные техноло- гии и системы. 7.4. Технология мультимедиа Гипертекстовая технология показала, что можно сослать- ся на статью, содержащую текст, графический, звуковой, ви- део материал, мультипликацию. Это позволило создать новую технологию, позволяющую работать с разными средами (media). Hypercard стал первым удобным авторским инстру- ментом для работы с разными видами информации, посколь- ку имел аппарат ссылок на видео- и аудио материалы, цвет- ную графику, текст с его озвучиванием. Мультимедиа – это интерактивная технология, обеспе- чивающая работу с неподвижными изображениями, видео- изображением, анимацией, текстом и звуковым рядом. Муль- тимедийные данные называют объектами реального времени. Появлению систем мультимедиа способствовал техниче- ский прогресс: возросла оперативная и внешняя память ЭВМ, появились графические дисплеи с высокой степенью разреше- ния, увеличилось качество аудио-видеотехники, появились ла- Информационные технологии 206 зерные компакт – диски и др. Однако объединение разнород- ной аппаратуры с компьютером для реализации технологии мультимедиа требовало решения многих сложных проблем. 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. Решением стала разработка звуковых плат (Sound Blaster), плат мультимедиа, которые ап- паратно реализуют алгоритм перевода аналогового сигнала в дискретный (цифровой). К компакт-дискам было подсоеди- нено постоянное запоминающее устройство (CD-ROM). Следующая проблема связана с тем, что для хранения изображения неподвижной картинки на экране с разрешени- ем 512×482 точек (пикселей) требуется 250 Кбайт. При этом качество изображения низкое. Потребовалась разработка про- граммных и аппаратных методов сжатия и развертки данных. Такие устройства и методы были разработаны с коэффициен- том сжатия 100:1 и 160:1. Это позволило на одном компакт- диске разместить около часа полноценного озвученного ви- део. Наиболее прогрессивными методами сжатия и развертки считаются JPEG и MPEG. Стив Джобс в 1988 г. создал принципиально новый тип персонального компьютера – NeXT, у которого базовые сред- ства систем мультимедиа заложены в архитектуру, аппарат- ные и программные средства. Были разработаны новые цен- тральные процессоры с объемом оперативной памяти 32 ме- габайта; процессор обработки сигналов DSP, который обеспечивал обработку звуков, изображений, синтез и распо- знавание речи; способы сжатия/развертки изображения; ме- тоды работы с цветом. Использовались стираемые оптические диски, стандартно встроенные сетевые контроллеры, которые позволяли подключаться к сети ЭВМ и т.д. Объем памяти вин- честера составлял 105 Мегабайт и 1,4 Гигабайт. Технология работы с NeXT продемонстрировала новый подход общения человека с компьютером. По сравнению с интерфейсом WIMP (окно, образ, меню, указатель) NeXT дала Информационные технологии пользователя 207 возможность работать с интерфейсом SILK (речь, образ, язык, знания). В состав NeXT входила система электронной мульти- медиа почты, позволяющая обмениваться сообщениями типа речи, текста, графической информации и т.д. Сегодня все операционные системы поддерживают тех- нологию мультимедиа. Они включают аппаратные средства поддержки мультимедиа, что позволяет пользователям вос- производить оцифрованное видео, аудио, анимационную графику, подключать различные музыкальные синтезаторы и инструменты. Даже из такого краткого перечисления возможностей технологии мультимедиа видно, что идет сближение рынка компьютеров, программного обеспечения, потребительских товаров с оцифрованным сигналом и средств производства того и другого. К 90-м годам прошлого века было разработано более 60 пакетов программ с технологией мультимедиа. При этом стандарта не существовало, и фирмы Microsoft и IBM одно- временно предложили два стандарта. IBM предложила стан- дарт Ultimedia, а Microsoft – МРС. Остальные фирмы- производители стали разрабатывать пакеты программ на ос- нове этих стандартов. В настоящее время используется стандарт MPC3 и MPC4, кроме того, разработаны стандарты на приводы CD-ROM, DVD – звуковые карты и др. Уже разработаны промышленные стандарты для разработки набора микросхем, позволяющие оснастить цифровым интерфейсом многие потребительские товары, такие, как видеокамера, для использования их в тех- нологии мультимедиа. Появление систем мультимедиа произвело революцию в таких областях, как образование, компьютерный тренинг, биз- нес, менеджмент и в других сферах профессиональной дея- тельности. С использованием технологии мультимедиа созда- ны видеоэнциклопедии по многим школьным и вузовским предметам, музеям, городам, маршрутам путешествий. Их чис- ло продолжает расти. Созданы игровые ситуационные трена- Информационные технологии 208 жеры, что сокращает время обучения. Тем самым игровой про- цесс сливается с обучением, в результате мы имеем «театр обу- чения», а обучаемый реализует творческое самовыражение. Для бизнеса, менеджмента и других сфер профессио- нальной деятельности создаются гипертекстовые мультиме- дийные базы. Помимо стандартных данных они могут содер- жать видеоизображения, речевой комментарий, мультипли- кацию, что экономит время при поиске и ознакомлении с данными. Если речь идет о товаре, то его можно рассмотреть со всех сторон. К бизнес-применению можно отнести мульти- медийные киоски. Например, киоски туристических фирм, содержащих видеоклипы туристических маршрутов, зон отдыха и т.д. Технология мультимедиа создала предпосылки для удовлетворения растущих потребностей общества, позволила заменить техноцентрический подход (планирование индуст- рии зависит от прогноза возможных технологий) на антропо- центрический подход (рынок управляет индустрией). Это да- ет возможность динамически отслеживать индивидуальные запросы мирового рынка, что отражается в тенденции пере- хода к мелкосерийному производству. В 1989 г. был введен термин «виртуальная реальность» для обозначения искусственного трехмерного мира – кибер- пространства, создаваемого мультимедийными технология- ми и воспринимаемого человеком посредством специальных устройств: шлемов, очков, перчаток и т.д. Киберпространст- во отличается от обычных компьютерных анимаций более точным воспроизведением деталей и работает в режиме ре- ального времени. Человек видит не изображение на плоском экране дисплея, но воспринимает объект объемно, точно так же, как в реальном мире, поскольку помимо зрения задейст- вованы и другие чувства человека. Он может «войти» в ком- нату, «переставить» мебель, «выполнить» руками медицин- скую операцию и т.д. Поэтому виртуальная реальность от- крывает небывалые перспективы в производстве, маркетинге, менеджменте, торговле, медицине и других сферах деятель- ности, науки, искусства. Информационные технологии пользователя 209 Создается диалоговое кино, где потребитель может управлять ходом зрелища с клавиатуры дисплея посредством реплик, если к компьютеру подключена плата распознавания речи. Видеоигры дают инструмент манипулирования общест- венным сознанием: негативом здесь является культ насилия. Технология мультимедиа создает предпосылки для развития «домашней индустрии», что приводит к сокращению произ- водственных площадей, увеличивает производительность труда. Особенные перспективы открывает мультимедиа для дистанционного обучения, предварительного собеседования при приеме на работу, при поступлении в вуз, для организа- ции электронной коммерции, электронного бизнеса. Уже соз- дано интерактивное телевидение, когда пользователь в диало- ге может заказать показ фильма или другого материала. При этом ему обеспечено использование некоторых информаци- онных технологий для работы на компьютере. Технология мультимедиа включена в офисные прило- жения, во многие интегрированные технологии и системы. С использованием мультимедийной и гипертекстовой техно- логий создаются мультимедийные базы данных, например, торговые каталоги, в которые добавляются мультимедийные аннотации. Как говорится в программистском фольклоре, «сегодня программируется все, кроме вкуса и обоняния». Однако со- временные разработки доказывают, что скоро будет програм- мироваться все. Феномен мультимедиа демократизирует научное, худо- жественное и производственное творчество. Именно автор- ские технологии совместно с сетевыми обеспечили переход к информатизации общества. Информационные технологии 210 7.5. Технологии открытых систем Сетевые технологии В 60-х гг. появились первые вычислительные сети ЭВМ. По сути, они произвели своего рода техническую революцию, сравнимую с появлением первых ЭВМ, так как была осущест- влена попытка объединить технологию сбора, хранения, пе- редачи и обработки информации на ЭВМ с техникой связи. Одной из первых сетей, оказавших влияние на дальней- шее развитие сетевых технологий, явилась ArpaNet (сеть АРПА), созданная пятьюдесятью университетами и фирмами США. Она «родилась» в 1969 г., когда три ЭВМ в Лос- Анджелесе, Санта-Барбаре и Мендоу-Парке объединились в сеть. Затем она охватила всю территорию США, часть Европы и Азии. Сеть АРПА показала техническую возможность и эко- номическую целесообразность разработки больших сетей для более эффективного использования ресурсов ЭВМ и про- граммного обеспечения. В Европе сначала были разработаны и внедрены между- народные сети EIN и Евронет, затем появились национальные сети. В 1972 г. в Вене была создана сеть МИПСА, в 1979 г. к ней присоединились 17 стран Европы, СССР, США, Канада, Япо- ния. Она была создана для проведения фундаментальных ра- бот по проблемам энергетики, продовольствия, сельского хо- зяйства, здравоохранения и т.д. Кроме того, она создала тех- нологию, позволяющую всем национальным институтам развивать компьютерную связь друг с другом. В СССР первая сеть разработана в 60-х гг. в системе Ака- демии наук в Ленинграде. В 1985 г. к ней подсоединилась ре- гиональная сеть «Северо-запад» с центрами в Риге и Москве. В 1980 г. была сдана в эксплуатацию система телеобработки статистической информации СТОСИ, обслуживавшая Глав- ный вычислительный центр Центрального статистического управления СССР в Москве и республиканские вычислитель- ные центры в союзных республиках. Информационные технологии пользователя 211 Локальные вычислительные сети (ЛВС) получили наи- большее распространение с появлением персональных ком- пьютеров. Они позволили поднять на новую ступень управ- ление производственными объектами, повысить эффектив- ность использования ресурсов ЭВМ, улучшить качество обрабатываемой информации, начать внедрение безбумаж- ной технологии, создать новые технологии распределенной обработки информации. Объединение ЛВС и глобальных сетей позволило получить доступ к мировым информацион- ным ресурсам. Введем ряд понятий. ЭВМ, объединенные в сеть, делятся на основные и вспо- могательные. Основные ЭВМ– это ЭВМ пользователя (клиен- ты). Они выполняют все необходимые информационно- вычислительные работы и определяют ресурсы сети. Вспомо- гательные ЭВМ (серверы) служат для преобразования и пе- редачи информации от одной ЭВМ к другой по каналам связи и коммутационным машинам (host-ЭВМ). К мощности сер- веров предъявляются повышенные требования. Сервер – это специализированный компьютер, выпол- няющий функции по обслуживанию клиента. Сервер распре- деляет ресурсы системы: принтеры, базы данных, программы, внешнюю память и т.д. Существуют сетевые, файловые, тер- минальные, серверы баз данных, почтовые и др. Клиент (клиентское приложение) – это приложение, посылающее запрос к серверу. Клиент отвечает за обработку и вывод информации, а также за передачу запросов серверу. ЭВМ клиента может быть любой. В настоящее время клиентом называют и пользователя, и его компьютер, и приложение. Host-ЭВМ – сервер, установленный в узлах сети и ре- шающий вопросы коммутации и доступа к сетевым ресурсам: модемам, факс-модемам, серверам и др. Единицами обмена данными в сетях являются сообще- ния и пакеты. Сообщение – порция информации, представ- ленная в виде последовательности символов и предназначен- ная для передачи по сети. Пакет – часть сообщения, удовле- творяющая некоторому стандарту. |