поддержка
проекта:
разместите на своей странице нашу кнопку!И мы
разместим на нашей странице Вашу кнопку или ссылку. Заявку прислать на
e-mail
код нашей кнопки:
Прикладная информатика
Этот раздел завершает нашу книгу. После знакомства с теоретическими
основами информатики и исследованиями в области кибернетики и
искусственного интеллекта, после того, как вы познакомились с основами
программирования и вычислительной техники, нужно рассказать об областях
применения информатики.
Этих областей много, поэтому выделим такие направления использования
достижений информатики, которые можно описать с некоторой единой точки
зрения. Удобно выделить пять основных направлений. Рассмотрим их
последовательно.
1. Информатика в научных исследованиях. Вычислительные машины, когда они
появились, предназначались прежде всего для автоматизации расчетов,
решения вычислительных задач. Расчеты и вычисления - обязательный
элемент тех научных исследований, где требуется на основании какого-либо
эксперимента построить гипотезу о закономерностях, проявляемых в нем
(см. Вычислительный эксперимент). Наблюдая за погодой в определенном
месте земного шара, можно выдвигать гипотезы-прогнозы о закономерностях
температурных колебаний или количестве выпадающих осадков и т. д. А
каждая гипотеза прежде, чем ее можно будет сформулировать, требует
проведения немалой вычислительной работы по обработке собранных данных.
Поиск закономерностей - одна из основных процедур любых научных
исследований. Поэтому применение компьютеров для этих целей с самого
начала развития информатики быстро нашло признание среди специалистов,
работающих в самых разных областях науки (см., например, статью ЭВМ в
литературоведении). Не менее быстро компьютеры вошли в практику научных
расчетов, связанных с решением всевозможных уравнений. В тех науках, где
это приходится делать часто (в математике, механике, физике,
кристаллографии и т. п.), специалисты сразу оценили преимущества
машинной технологии решения задач. И очень скоро стали решать задачи,
сложность которых не позволяла решать их без машин.
Возможности компьютеров оказались шире, чем у быстро работающего
арифмометра, способного механизировать лишь чистые вычисления.
Способность воспринимать и обрабатывать тексты разнообразной природы,
оперировать с символами и знаниями и, наконец, способность отображать на
экране дисплея образную информацию и умение работать с ней существенно
расширили область
применения методов информатики в различных научных исследованиях.
Интеллектуализация компьютеров (см. Новые информационные технологии)
привела к тому, что стали возникать специальные автоматизированные
системы для научных исследований, обладающие многими возможностями.
Часто такие системы называют автоматизированными системами для научных
исследований (АСНИ).
На рис. 1 показана типовая структура АСНИ. Блок связи с внешними
объектами в такой системе обеспечивает согласование входа базы данных с
информационными сообщениями, поступающими от приборов, с выхода
экспериментальной установки, из каналов приемно-передающей аппаратуры и
т. п. Если, например, АСНИ используется для изучения процессов,
протекающих в верхних слоях атмосферы, то на блок связи с внешними
объектами поступают сообщения от приборов, устанавливаемых на воздушных
зондах и ракетах, спутниках и космических станциях, а также сигналы с
выходов радиотелескопов, спектрометров и многих других приборов.
АСНИ, выделенная на нашем рисунке пунктирным контуром, включает в
себя еще 6 блоков. В базе данных хранится вся информация, поступающая из
внешней среды, и информация, введенная туда заранее с целью обеспечения
работы системы. Три основных блока: имитатор, расчетный блок и
экспертная система - выполняют все основные процедуры, в которых может
возникнуть необходимость при проведении научных исследований. Расчетный
блок может выполнить любую программу из пакета прикладных программ, в
котором находятся все нужные программы, используемые специалистами
определенного профиля (физиками, химиками и т. п.). Вызов той или иной
программы осуществляется по требованию либо имитатора или экспертной
системы, либо самого исследователя.
Имитатор осуществляет имитационное моделирование, т. е. воспроизведение
процессов, протекающих во внешней среде, на основе тех знаний об этих
процессах, которые хранятся в АСНИ. Моделирование бывает необходимо,
когда процесс, изучаемый исследователем, носит динамический характер и
исследователя интересует изменение характеристик процесса во времени.
Экспертная система позволяет реализовать моделирование рассуждений
специалистов из данной предметной области. С ее помощью исследователь
может изучать логику протекания процессов, диагностировать их течение и
классифицировать наблюдаемые явления.
Три основных блока могут работать в тесном взаимодействии. Например, с
помощью имитационного моделирования определяют значения коэффициентов
уравнений, решаемых расчетным блоком, а результаты решения этих
уравнений служат исходными данными, по которым экспертная система
классифицирует создавшуюся ситуацию и выдает свои рекомендации
исследователю.
