Этапы развития математического обеспечения

Развитием МО ЭВМ явилась разработка трансляторов − программ для перевода с языка пользователя на машинный язык. Были созданы первые алгоритмические языки и разработаны средства трансляции, служебные программы для автоматического распределения памяти и служебные программы для профилактики и контроля работы ЭВМ. Управляющие программы весьма разнообразны по своему составу и сложны по выполняемым функциям.

Появление ЭВМ на полупроводниковых и интегральных схемах позволило стандартизировать многие параметры и унифицировать отдельные типы ЭВМ в ряд моделей, совместимых по своим конструктивным, программным и стилевым особенностям. Возникла необходимость дальнейшего совершенствования МО.

Расширение сфер эксплуатации ЭВМ привело к увеличению и разнообразию МО, к созданию отдельного направления МО − специального ПО (по отраслям и направлениям). Стремление повысить экономическую эффективность эксплуатации ЭВМ явилось основой для разработки и создания все усложняющихся операционных систем. Доля МО в комплексе ЭВМ приблизилась к 90% общей стоимости затрат.

Компьютер к настоящему времени является не специальным устройством, а обычным рядовым рабочим инструментом дилетанта, владеющего лишь азами компьютерной грамотности. К началу 80-х годов в мире сложилась достаточно сложная ситуация. К этому времени для всех развитых стран образовался весьма ощутимый дисбаланс между автоматизацией производства и автоматизацией управления этим производством. Производство автоматизировалось самым активным образом, а управление этим производством не автоматизировалось, поэтому основное внимание было обращено не на автоматизацию производства, а на автоматизацию управления производством. По статистике в высоко развитых странах производство было автоматизировано на 83%, в то время как производительность конторского труда всего на 4%. Для преодоления этой диспропорции необходимо было решить проблему общения ЭВМ с неподготовленными людьми. Возникла необходимость новой информационной технологии.

Выход: интеллектуальные возможности компьютера должны резко возрасти, нужны специалисты, разрабатывающие методы, позволяющие имитировать в технологических системах фрагменты творческой деятельности. Автоматизация программистского труда требовала введения в ЭВМ новых компонент. Создается новая идеология компьютера, способного подготовить программу решения задачи по словесному описанию ее условий. Кроме традиционных ЭВМ структура такого компьютера должна включать в себя еще три блока: процессор общения, планировщик и базу знаний. Эти три блока объединяют под названием «интеллектуальный интерфейс» (рис.2.1). Эти блоки составляют обычную программу, которую раньше писал программист и с помощью которых обычная ЭВМ решает задачу пользователя.

Процессор общения должен переводить исходный текст задачи на внутренний язык системы и результат работы ЭВМ − на язык, понятный пользователю.

Планировщик строит рабочую программу по описанию условий задачи, полученному от процессора общения, осуществляется это на базе знаний. В этой модели описаны все необходимые сведения о способах решения задач в данной области. В ней хранятся СП для типовых задач, из них и строит планировщик нужную программу. Контакт с такой системой прост и доступен каждому неспециалисту. Создается новый стиль работы с ЭВМ (рис. 2.2). Появляются новые системы общения трех основных видов: интеллектуальные информационно-поисковые, экспертные и расчетно-логические.

Рис. 2.1. Компьютер с обогащенной структурой

Рис. 2.2. Новый стиль работы с ЭВМ

Интеллектуальные информационно-поисковые системы характеризуются большими справочно-информационными фондами, постоянно пополняющимися сведениями, а также имеют способность формировать соответствующие ответы на запросы пользователя, даже если запрос сформулирован недостаточно четко. Разрабатываются специальные вопросно-ответные языки и методы классификации и структурирования знаний.

Экспертные системы − наиболее распространенные. Их задача − накопление ответов специалистов, работающих в плохо формализованных областях знаний. Конкретная экспертная система ориентирована на жесткофиксированную проблемную область − это автоматизированный справочник-ответчик для специалиста. Экспертные системы отличаются качественно новым и весьма важным психологическим свойством: в них есть специальная система объяснения, ее задача − разъяснить пользователю те основания, на которых базируется выдаваемая рекомендация.

Расчетно-логические системы выполняют множество процедур, используемых в задачах проектирования, планирования и диспетчеризации. Развивается новая технология проектирования с постепенным вытеснением посредников между ЭВМ и конечным пользователем (аналитики, прикладные программисты и пр.).

Развитие этой технологии идет по трем направлениям.

− Появление баз знаний вместе с системами управления базами знаний (СУБЗ). Отладка программ ускоряется в сотни раз. Программист имеет возможность накапливать библиотеку отлаженных программ или их частей − программных модулей, чтобы формировать из них рабочие программы.

− Создание пакетов прикладных задач. Системное объединение прикладных программ привело к созданию пакетов прикладных программ (ППП), которые можно условно разделить на 2 класса:

- ориентированные на методы решения;

- ориентированные на ту или иную проблемную область.

− Полное освобождение от посреднических услуг программистов и связанных с этим проблем. Здесь отмечаются две тенденции: язык человека упрощается и формализуется, приближаясь к языку ЭВМ, и язык ЭВМ приближается к языку человека. Это более фундаментальное решение проблемы общения, которое получило название «интеллектуальные средства» общения, т.к. формируется из программно-аппаратных средств искусственного интеллекта, т.е. из программ, имеющихся в базе знаний ЭВМ и современных технических средств. Таким образом, мир компьютера объединяется с миром пользователя и осуществляется переход к новой информационной технологии. На данном этапе возникает тенденция перехода к технологии непосредственной работы пользователя на ЭВМ, минуя программиста.

Появление интеллектуализированных ЭВМ и сетей из таких ЭВМ позволяет решить и еще одну задачу.

В больших коллективах при решении большой общественной задачи знания, умения и ответственности обычно разделены между узкими специалистами. С появлением новых ЭВМ решаются многие социально-психологические аспекты, т. к. вместо разобщенно работающих специалистов появляется общность людей, работающих над общим полем информации, хранящемся в памяти ЭВМ, и согласовывающих свои действия через ЭВМ. Вместо единого компьютера можно использовать сеть территориально размещенных ЭВМ, объединенных для пользователей в единую виртуальную машину. В такой сети знания и ответственность могут быть распределены по многим подсистемам, взаимосвязанным как по вертикали, так и по горизонтали.