Интеллектуальные программные системы

Система управления базами данных (СУБД) в ЭИСах.

Под базой данных (БД) понимается специально организованная совокупность взаимосвязанных данных, отражающая состояние выделенной предметной области.

СУБД – это программная система, предназначенная для создания, ведения и совместного использования БД многими пользователями.

Основными функциями СУБД являются:

1) Хранение больших объемов информации.

2) Внесение новых данных, изменение, удаление, сортировка и другие операции с данными БД.

3) Поиск данных по различным группам признаков.

4) Расширение и реорганизация данных в БД при изменениях предметной области.

5) Одновременное обслуживание большого количества пользователей.

6) Доступ к данным пользователей с соответствующими полномочиями.

7) Выдача информации пользователям в различной форме.

Основными компонентами СУБД являются:

1) Средство представления данных.

2) Средство манипулирования данными.

3) Интерфейсы пользователей, администратора БД и коммуникаций.

Средства представления данных совместно с интерфейсами осуществляют организацию БД на различных уровнях. Средства физического уровня учитывают характеристики конкретного внешнего запоминающего устройства, способ записи данных на физические накопители и т.п. Средства концептуального уровня отображают данные физического уровня с определенной абстракцией. Средства внешнего уровня преобразуют данные в форму, понятную пользователю и с которой он может работать через свои интерфейсы

С точки зрения безопасности к БД предъявляются особые требования. БД в каждый момент времени должна быть целостной структурой, отражающей изменения в предметной области. Изменения БД на эксплуатационном уровне выполняются автоматически сразу же в процессе вносимых изменений без предупреждения пользователя. Изменение БД на интенсиональном уровне происходит в диалоговом режиме, и система предупреждает о сохранении изменений.

Состав объектов, с которыми может работать пользователь, зависит от конкретной СУБД.

Основными объектами обычно являются:

1) Таблицы;

2) Запросы;

3) Формы;

4) Отчеты;

5) Страницы доступа к данным;

6) Макросы и модули.

1. Таблицы – это основные объекты, в которых хранятся все данные и структура БД.

2. Запросы – это специализированные средства для выполнения различных операций с данными и несложного анализа данных. Предназначены для извлечения данных из таблиц и представления их пользователю в удобном виде. С помощью запросов выполняются, например, такие операции:

¾ выбор (отбор);

¾ сортировка;

¾ фильтрация;

¾ преобразование по заданному алгоритму;

¾ создание новых таблиц;

¾ автоматическое наполнение таблиц данными, импортированными из других источников;

¾ выполнение вычислений в таблицах.

Особенность запросов состоит в том, что в результате их выполнения в оперативной памяти создается временная таблица, не влияющая на данные, хранящиеся в базе.

3. Формы. Это специальные средства для ввода и вывода данных. Цель форм – предоставить пользователю удобные средства для заполнения только тех полей, которые ему заполнять положено. Таким образом, можно реализовать элементы разграничения доступа к данным.

4. Отчеты. Предназначены только для вывода данных на печатающие устройства.

5. Страницы доступа к данным. Так называются web-страницы, расположенные на сервере и доступные клиентам. Эти страницы содержат компоненты, с помощью которых автоматически осуществляется связь с БД.

6. Макросы и модули. Предназначены для автоматизации выполнения последовательности операций при работе с СУБД и создания новых функций с помощью программирования. Макросы создаются на «внутреннем языке» СУБД. Модули – это программные средства, созданные на внешнем по отношению к данной СУБД языке. С помощью модулей пользователь может дополнить СУБД нестандартными функциональными возможностями. Часто в качестве такого языка используется SQL.

Различают централизованные и распределенные БД. Централизованная хранится в памяти одной вычислительной системы. Если такая система является компонентой вычислительной сети, то реализуется распределенный доступ к этой БД, т.е. доступ к ней пользователей с различных узлов сети. Распределенная БД состоит из нескольких возможно пересекающихся или даже дублирующих друг друга частей, хранящихся в различных компьютерах локальной сети.

Однако с помощью СУБД пользователь получает возможность работать с такой БД как с единым информационным массивом. Части распределенной БД, размещенные на отдельных компьютерах сети, управляются программными средствами, выполняющих функции локальной СУБД.

Технология разработки интеллектуальной программной системы основана на том, что знания о решении задач реализуются не в виде программы, а в виде базы знаний (БЗ), в программах же реализуется алгоритм выполнения операций с этими знаниями. Этот алгоритм называется механизмом логического вывода. Знания являются явными и доступными, что отличает интеллектуальные системы от традиционных программных систем.

Главное отличие заключается в том, что с помощью интеллектуальных систем можно решать неформализованные задачи. Кроме того, важными свойствами таких систем являются:

1) Возможность получения подробных объяснений полученных знаний.

2) Возможность постепенного наращивания знаний без перепрограммирования.

3) Знания из БЗ обладают самостоятельной целостностью и могут распространяться.

В отличие от других программных систем, в интеллектуальных имеются следующие компоненты:

1) БЗ.

2) Подсистема накопления знаний, которая обеспечивает модификацию, проверку на полноту и непротиворечивость знаний и т.д.

3) Подсистема логического вывода, которая реализует механизм логического вывода.

4) Подсистема объяснения, которая отвечает пользователю на вопросы: как и почему система получает решение задачи.

Среди интеллектуальных систем можно выделить следующие основные виды:

1) Система управления базами знаний – СУБЗ. В процессе диалога обеспечивают взаимодействие конечных пользователей с БЗ на профессиональных языках пользователей.

2) Гибридные системы. Объединяют стандартные пакеты прикладных программ и средства работы со знаниями. В отличие от обычных пакетов прикладных программ, знания в таких системах о процессах решения задач (т.е. о расчетных цепочках в соответствии с которыми используются прикладные программы) реализуются в виде БЗ.

3) Экспертные системы. В таких системах все знания о решении задач реализуются в виде БЗ.

Интеллектуальные системы работают в двух режимах:

1) Приобретение знаний.

2) Решение задач.

В первом режиме осуществляется работа эксперта с интеллектуальной системой. Эксперт изменяет, дополняет БЗ.

Во втором режиме с интеллектуальной системой работает конечный пользователь, которого интересует результат или способ решения задачи.