Тенденции и перспективы развития компьютерной техники и информационных технологий

Информатика

В условиях бурного научно-технического прогресса необходимо всестороннее осмысление сложившихся тенденций развития компьютерной техники и информационных технологий, обеспечивающих качественное усиление исследовательской процедуры.

Качественно новым уровнем в компьютерной технике или в компьютерных системах является уровень представления и обработки знаний. Средства уровня представления знаний можно классифицировать, например, следующим образом: 1) процедурные языки программирования, ориентированные на обработку символьной информации (LISP, INTERLISP и др.); 2) языки инженерии знаний (например, языки PROLOG, OPS-5 и др.); 3) средства автоматизации процесса конструирования, использования и модификации экспертных систем (RLL, HEARSAY-III, TEIRESIAS и др.); 4) пустые (базовые) экспертные системы, т.е. системы, не содержащие знаний ни о какой предметной области (EMYCIN, KAS и др.).

Под традиционными информационными технологиями понимаются процессы подготовки, накопления, переработки и передачи различной информации, как правило, на бумаге. Первой серьезной информационной технологией стало книгопечатание.

В конце XX века впервые в человеческой истории одним из основных предметов труда становится информация. Возникает постоянная тенденция перекачивания трудовых ресурсов из сферы материального производства в информационную сферу, что в конечном итоге приводит к информационному кризису общества. Преодоление кризиса становится возможным с появлением новых информационных технологий, основанных на использовании ЭВМ.

В последнее время, чтобы подчеркнуть использование современных средств вычислительной техники, информатики и связи, вводят термин «новая информационная технология» (НИТ). Известно множество определений понятия «новая информационная технология», и количество их, по-видимому, будет постоянно возрастать. Круг определений достаточно широк: от «безбумажная информатика», «усилитель интеллекта» и т.п. до более широких определений, включающих самые различные аспекты. Как правило, под НИТ понимают любые современные виды информационного обслуживания, организованные на базе средств вычислительной техники и связи. В настоящее время в нашей стране информационная технология определяется как совокупность систематических и массовых способов создания, накопления, обработки, хранения, передачи и распределения информации (данных, знаний) с помощью средств вычислительной техники и связи.

Г.С. Поспелов считает, что базу НИТ составляют логико-лингвистические модели, разработанные в теории искусственного интеллекта. Они отражают конкретность данной ситуации и позволяют оперировать знаниями. По мнению Г.С. Поспелова, новую информационную технологию отличают от существующей следующие принципиальные особенности:

- с помощью специальных формализмов (логико-лингвистических моделей) декларативные и процедурные знания представляются в электронной форме, и решение задач с помощью ЭВМ протекает более эффективно;

- логико-лингвистическое моделирование резко расширяет применение ЭВМ за счет трудно или совсем неформализуемых ранее областей знаний и сфер деятельности (медицина, биология, геология, управление гибким робототизированньш производством, диспетчерское управление и т.п.);

- тем самым специалистам обеспечивается прямой (без посредников) доступ к ЭВМ в диалоговом режиме для решения своих задач за счет программно-аппаратных средств искусственного интеллекта и образования тем самым интеллектуального интерфейса ЭВМ; при этом взаимодействие с ЭВМ происходит на профессиональном языке пользователя.

Оснащенные упомянутыми средствами искусственного интеллекта и объединенные в сети ЭВМ обеспечивают не тяжеловесную бумажную, а новую технологию информационно-организационного процесса внутри общества, решающего крупномасштабные задачи и проблемы. В результате мы переходим к так называемой безбумажной информатике, о чем писал в своей последней книге академик В.М. Глушков.

Еще одна важная особенность НИТ — адаптация и гибкость их программных систем по отношению к задачам, относящимся к той или иной предметной области. Во всех этих случаях нельзя сказать априори, посредством какой модели, алгоритма и системы программ решается задача или распознается ситуация. Например, при использовании методов искусственного интеллекта (ИИ) для установления медицинского диагноза невозможно заранее сказать, по какому алгоритму будут использованы продукции интеллектуальной системы. То же самое типично и для интеллектуальных пакетов прикладных программ.

Если предъявить математические модели без комментариев, то будет невозможно сказать, какой конкретно объект и какие именно процессы описываются. Семантика известна только специалистам, формализовавшим процессы в том или ином объекте. Важно подчеркнуть, что комментарии, раскрывающие конкретные знания об объекте, а следовательно смысл (семантику) формально-математических моделей, находятся вне ЭВМ.

Компьютерные семантические системы ориентированы на знания, поэтому дальнейшее развитие таких систем и новой информационной технологии предопределяет развитие трех основных теоретических проблем: представление знаний — центральная проблема компьютерной семантики; компьютерной лингвистики, решение которой обеспечивает прогресс естественноязыкового общения с ЭВМ и прогресс автоматического перевода с иностранных языков; компьютерной семантики, имеющей особо важное значение для развития систем ИИ, поскольку ее цель — моделирование человеческих рассуждений и преобразование программирования из искусства в науку. Закономерен процесс перерастания логико-лингвистических моделей в логико-семантические.

Таким образом, с позиций компьютерной семантики можно определить новые информационные технологии как технологии, в которых используются современные вычислительные средства вычислительной техники, информатики и связи, а также математические методы, направленные на интеллектуализацию информационных систем.

Компьютер в таких технологиях рассматривается не только как мощный вычислительный инструмент, но и как средство, способное «понимать» происходящие в нем процессы обработки информации и «осмысленно» интерпретировать получаемые им результаты. Интерпретация результатов моделирования может осуществляться с помощью различных видов информации: числовой, текстовой, неподвижной и подвижной графической, видео- и аудиоинформации. Поэтому, принимая во внимание уровень развития средств вычислительной техники и программных средств в развитых зарубежных странах, у зарубежных ученых определение НИТ имеет более общий характер: это сбор, обработка, хранение и распространение речевой, зрительной, текстовой и числовой информации при сочетании вычислений и телесвязей на основе микроэлектроники.

Различение условности принятия в процессе исследования экономического пространства определенного подхода к информационной обработке имеющихся данных об экономическом пространстве позволяет сделать ряд обобщений, характеризующих тенденции развития компьютерной техники и информационных технологий, способствующих развитию исследовательской базы.

В известной нам литературе до сих пор не рассматривались вопросы единой классификации информационных технологий. В зависимости от поставленных целей выбирают различные критерии классификации. Так, например, в составе основных операций по обработке информации, таких, как создание, накопление, преобразование, передача, поиск, распределение, вывод и др., выделяется ряд автономных типовых функций обработки информации и информационные технологии классифицируются по следующим критериям: функционально-ориентированные технологии, предметно-ориентированные технологии, проблемно-ориентированные технологии.

В развитии информационных технологий можно выделить два направления развития, связанных с направлениями развития средств вычислительной техники и программного обеспечения.

Первое направление связано с улучшением параметров существующих средств, ориентированным на повышение эффективности выполнения ими своих функций. Его можно назвать развитием по горизонтали.

Второе направление определяет изменения, связанные с добавлением дополнительных технологических участков, приводящим к качественному улучшению использования ЭВМ. Развитие в этом направлении происходит скачкообразно и связано с появлением качественно новых аппаратно-программных средств, дополняющих существующие средства. Его можно назвать развитием по вертикали.

Так как через НИТ просматривается и общематериалистическое единство информации, то целесообразно ее рассмотреть через призму технологических процессов, выделенных фасетной классификацией по видам организации материи: генерация;коммуникация; восприятие; распознавание; понимание распознанных сигналов; представление знаний; хранение; поиск информации; логический вывод; прогнозирование; принятие решений; реализация действий; объяснение действий; обучение.

Генерация обеспечивает получение информации от датчиков, а также мониторинг абонентских пунктов с датчиками с целью своевременного получения информации.

Коммуникация охватывает телекоммуникации и вычислительные сети, а также обеспечивает интегрирование удаленных пользователей в единую систему с помощью сетей передачи данных. Массовое использование локальных и территориальных вычислительных сетей различных архитектур и с различными оконечными системами показало необходимость создания объединенных локально-территориальных гетерогенных вычислительных сетей.

Восприятие предназначено для представления в ЭВМ различных видов информации: звука (речи), зрительных образов, текста, тактильных и вкусовых ощущений, данных обоняния.

Распознавание предназначено для различения в ЭВМ разнородной информации: речи, текста, изображения, тактильных ощущений, вкусовых качеств, запахов.

Понимание распознанных сигналов предназначено для внутримашинной интерпретации принятой информации по уровням понимания в соответствии с определенными критериями понимаемое™.

Представление знаний предназначено для создания определенных структур данных, интерпретируемых как знания, с целью их последующей обработки и классификации.

Хранение предназначено для организации знаний по уровням представления: семантический уровень, логический уровень, физический уровень.

Поиск информации предназначен для поиска и сортировки необходимых для дальнейшей обработки данных и знаний на основе смысловой релевантности, формальной релевантности, физического доступа к данным.

Логический вывод предназначен для манипулирования знаниями в «думающих системах» с помощью правил логического вывода. Логический вывод связан с индуктивными, дедуктивными рассуждениями и взаимодействием индуктивного и дедуктивного механизмов логического вывода.

Прогнозирование предназначено для прогнозирования значения параметров исходя из их фактического состояния и состояния окружающей среды. Прогнозирование связано с учетом объективных закономерностей, учетом субъективных факторов и формированием цели.

Принятие решений предназначено для выбора целесообразных альтернатив из заданного набора и выработки команд управления.

Реализация действий предназначена для осуществления на практике действий, связанных с определенным набором альтернатив, выбранных на стадии принятия решений. Цель этих действий — это материально-энергетическое воздействие на объект управления и контроль исполнения команды.

Объяснение действий предназначено для разъяснения пользователю тех шагов, которые предпринимались системой для достижения поставленной цели. Процессы объяснения действий связаны с диалоговыми механизмами взаимодействия и механизмами взаимопонимания.

Обучение предназначено для обучения компьютера понятиям и суждениям о предметной области с целью их правильного использования для достижения поставленной цели. Обучение связано с остенсивньми, вербальными, контекстуальными определениями, определениями при систематическом обучении и на уровне научного познания, а также с обучением понятиям и действиям.

Мы не ставим перед собой цель подробного рассмотрения всех инструментальных средств, обеспечивающих новые информационные технологии.

С точки зрения задач этой главы можно составить представление о тенденциях развития компьютерной семантики путем рассмотрения подобных тенденций в части прикладных интеллектуальных систем и систем программирования.1

Анализ тенденций развития компьютерной техники и информационных технологий в отношении углубления различения причинно-следственных взаимосвязей в экономическом пространстве позволяет осуществить разработку предварительной исследовательской формы изучения экономического пространства в соответствии с имеющейся технологией информационной обработки данных.