Знакомство с учебным планом
Знакомство с дисциплиной «Современные проблемы информатики и вычислительной техники»
Глобальные проблемы обустройства Мира Для того, чтобы жизнь на земном шаре продолжала существовать, человечеству необходимо спроектировать Мир, отвечающий следующим требованиям: • Пригодный для счастливой жизни • Здоровый • Обильный • Эффективный • Социально-ответственный • Почитающий и поддерживающий биоразнообразие • Устойчиво развивающийся.
В настоящее время существуют ряд важнейших глобальных (мировых) и локальных (региональный) проблем, требующих принятия жестких мер по их решению. К ним относятся: 1. Бесконтрольный рост населения Земли. 2. Нехватка продовольствия. 3. Нехватка природных ресурсов. 4. Изменение климата. 5. Массовое вымирание биологических видов и т. д.
Численность населения на земном шаре 30 октября 2011 г. достигла 7 млрд. человек. Согласно прогнозу Института демографических исследований Франции в 2050 г. население Земли составит 9 млрд. 701 млн. человек. Самая большая сейчас численность населения в Китае – 1 млрд. 350 млн. человек. В Индии уже живет 1 млрд. 212 млн. человек. Детей рождается в три раза больше, чем в КНР.
В африканских странах самый высокий уровень рождаемости: в Нигере одна женщина в среднем производит на свет 8 (!) детей. Люди стали жить дольше, здравоохранение улучшается, серьезных воин давно не ведется. Парадоксально, но улучшение условий жизни на Земле одновременно означает ее возможную гибель.
В Европе и России население уменьшается. В России, самой большой стране мира по площади, очень низкая плотность населения. Всего – 8. 7 человека на 1 кв. км. , что в 6 раз меньше мировой – 52 человека на 1 кв. км. В Китае плотность населения – 139 человек на 1 кв. км. В Сибири и на Дальнем востоке – 3 человека на кв. км. , а ведь это 60% площади страны.
По статистике ООН 1 млрд. людей страдают от недоедания. Чтобы к 2050 г. всем хватило продуктов требуется увеличить сельскохозяйственное производство на 70%.
Уже сейчас людям еле-еле хватает природных ресурсов. Потребление воды растет в два раза быстрее, чем население Земли. И это куда более серьезный вопрос, чем проблема с едой. Согласно прогнозу Генсека ООН половине жителей Земли станет нечего пить: придется тратить ежегодно 200 млрд. долларов на опреснение воды из океанов.
В нищих странах появляется на свет примерно в 10 раз больше детей. , чем в богатых. Это в итоге может привести к тому, что бедные государства потребуют свою долю природных ресурсов, шантажируя весь остальной мир.
Изменение климата на Земле: • Потепление климата • Парниковый эффект • Таяние ледников • Затопление территорий • и т. д.
Вымирание биологических видов О шестом массовом вымирании биологических видов серьезно заговорили три года назад (в 2012 г. ). По расчетам биологов цифра их исчезновения сегодня даже не в 100, а в 1000 раз выше , чем в эпохе, предшествующей веку Homo Sapiens. Это связано с влиянием человека на окружающую среду. Главные причины вымирания живых существ – уничтожение мест их обитания и прямое преследование и уничтожение. Биоразнообразие является жизнеобеспечивающей структурой. Уничтожение биоразнообразие еще страшнее, чем изменение климата. Вымирание видов – необратимый процесс, который очень негативно отразится на существовании человечества.
Приблизится к достижению выше поставленных требований и решения назревших глобальных проблем можно только с помощью развитой мировой экономики. Глобальное развитие экономики должно идти по пути от индустриальной экономики к интеллектуальной экономике, основанной на знании. Интеллектуальные системы, интеллектуальная инфраструктура, наукоёмкие производства должны стать фундаментом всего мирового развития.
Теоретические основы понятия «знания» Принято считать, что для познания окружающего Мира существует 5 ступеней: Данные Информация Знания Понимание Мудрость
Данные – необработанные, неструктурированные сведения. Это первая ступень, которая позволяет двигаться дальше по пути постижения действительности. Данные могут быть представлены в различных формах (текстовой, табличной, звуковой, визуальной). Чаще всего это описание фактов (например, идет снег). Данные существуют независимо от чьей -либо потребности в анализе.
Информация – обработанные, осмысленные данные. Информация может быть сохранена и извлечена из систем хранения. Она позволяет ответить на вопросы: кто, что, где, когда? С помощью информации можно связывать факты друг с другом, устанавливать причинно-следственные связи. Так, таблица умножения представляет собой информацию о произведении чисел от одного до десяти.
Знание – организованная особым образом информация, позволяющая получать новую информацию на основе существующей. Знания помогают найти ответ на вопрос «Как? » . Они позволяют соединить несколько разрозненных фрагментов информации и вывести общие закономерности. Ученик запоминает сведения и приобретает знания – он получает возможность ответить на определенные вопросы на основные логических правил. Выучив соответствующие правила (например, таблицу умножения), он приобретает знания (как умножить одно число на другое).
Понимание – знания, которые позволяют создавать новые знания на базе приобретенных ранее. Это ответ на вопрос «Почему? » . Знание и понимание различаются также, ка заучивание и изучение. Например, современные аналитические системы позволяют формировать новые знания вероятностного характера на основе имеющихся данных, информации и других знаний.
Мудрость – это глубокое понимание взаимосвязи фундаментальных принципов всего происходящего. Мудрость помогает не только анализировать прошлое и настоящее, но и заглянуть в будущее. Данные уровень познания позволяет использовать ресурсы всех других уровней для формирования совершенно нового понимания.
На практике данные пять ступеней (как вместе, так и по отдельности) часто называют одним словом – «информация» , не задумываясь, какая именно ступень имелась в виду. Информация представляет собой «скоропортящийся продукт» : для разных людей в разных ситуациях одна и та же информация может быть новой или устаревшей, актуальной или неактуальной, полезной или бесполезной.
С точки зрения целей общества, где доминируют информационные технологии, знания – это просто интеллект, используемый в работе. Знания дают возможность перерабатывать новые данные и использовать их для решения стоящих задач, например, разработки новых технологий, производственных процессов, товаров, услуг, систем управления и пр.
Определенные знания генерируются и накапливаются в любой компании, производящей какие-либо товары или услуги. Знания, приобретаемые фактическим опытом, продуктивны только тогда, когда они используются при выполнении работы или интегрируются в процессе выполнения работы. Конкурентные преимущества, основанные на знаниях, более устойчивы, поскольку трудны для выявления, понимания и копирования соперниками. В то же время их легче адаптировать к изменениям ситуации, что существенно повышает гибкость организации, ее адаптивность к изменениям во внешней среде.
Знания могут приобретать следующие формы: 1. Осведомленность о чем-либо. 2. Понимание, приобретаемое осмыслением практического опыта. 3. Умения. 4. Навыки. 5. Опыт. 6. Компетентности. 7. Творчество. 8. Концептуальность.
К знаниям относятся не только сведения, получаемые в результате образования в учебных заведениях или из иных источников, но идеи и навыки, возникающие в процессе практической деятельности в сфере производства, маркетинга, инноваций и пр. , значение которых с каждым днем возрастает.
Уровни знаний: 1. Индивидуальные знания. 2. Метазнания. 3. Организационные (коллективные, корпоративные) знания и опыт. Корпоративные знания делятся на внешние и внутренние.
Внешние корпоративные знания: • знания клиента (наиболее важное знание для большинства организаций); • независимая аналитическая информация (маркетинговые отчеты и рейтинги, цены на международных фондовых биржах) и др.
• • Внутренние корпоративные знания: знания о ключевых для данной отрасли процессах – накопление лучшего опыта (ноу-хау) при выполнении основных задач; знания об изделиях (и услугах); лучшие решения, наиболее соответствующие текущим потребностям пользователей; знания сотрудников – выявление, накопление и использование интеллектуального капитала (наиболее ценный актив организации); «память» организации (прошлый опыт); знания о построении отношений – глубокие персональные знания, которые обеспечивают успешное сотрудничество; интеллектуальные активы (базы знаний_ – опыт ведения проектов (образцы наилучшей практики).
Знания подразделяют на явные (формализованные, открытые) и неявные (неформализованные, скрытые). Явное – это то, что можно потрогать, сохранить на диске или просмотреть в браузере. Неявное – то, что находится в головах сотрудников, рекомендации, которые пересказываются из уст в уста, навыки, выработанные в результате тренингов.
Знания как экономический ресурс В условиях информационного общества знания в перспективе представляют собой единственный явный экономический ресурс. Будущее современной экономики определяется тем, насколько широко и результативно она генерирует и использует знания: • как основу дальнейших теоретических исследований; • как руководство к конкретным действиям.
Накопление, совершенствование и применения знаний постепенно превращается в главный фактор социальноэкономического процесса, повышения эффективности производства. Базирующиеся на знаниях отрасли играют ведущую роль в экономике, определяют ее лицо, а сами знания занимают все больший удельный вес в структуре стоимости продуктов и услуг.
Знания как продукт характеризуются следующими особенностями: • существуют в виде сведений, информации (но не всегда из них непосредственно проистекают); • дефицитны; • генерируются только людьми: требуют для своего получения интеллектуальных усилий и нередко значительных финансовых затрат (поэтому могут быть очень дорогими); • всегда существуют в рамках контекста; • часто трудны доя восприятия, ибо требуют понимая; • изменчивы, динамичны, в большинстве случаев имеют ограниченные срок существования.
Знания бывают общими и специфическими. Последние являются наиболее верным источником конкурентного преимущества и основой уникальных способностей организации. Общие знания необходимы для любого бизнеса, но конкурентных преимуществ они не порождают.
Способы представления знаний – это одно из важнейших направлений исследований в области искусственного интеллекта, без знаний искусственный интеллект не может существовать в принципе. Именно поэтому, при создании систем искусственного интеллекта особенное внимание уделяется способам представления знаний. На сегодняшний день разработано уже достаточное количество способов. Каждый из них обладает своими плюсами и минусами, и поэтому для каждой конкретной задачи необходимо выбрать именно свой способ. От этого будет зависеть не столько эффективность выполнения поставленной задачи, сколько возможность её решения вообще.
Способы представления знаний Теоретические способы Эмпирические способы Логические способы Продукционные способы Формальные грамматики Сетевые способы Комбинаторные способы Фреймовые способы Алгебраические способы Ленемы Нейронные сети, генетические алгоритмы
Управление знаниями (knowledge management) – это формальный процесс, который состоит в оценке организационных процедур, людей и технологий, в создании системы, использующей взаимосвязи между этими компонентами с целью предоставления нужной информации нужным людям в нужное время, что приводит к повышению продуктивности.
Важнейшим ресурсом современного предприятия, способным значительно повлиять на повышение его конкурентоспособности и инвестиционной привлекательности, являются корпоративные знания. Сегодня с этим никто не спорит, вопрос только в том, как воспользоваться этими корпоративными знаниями, так как большинство из них скрыто в головах сотрудников.
Управление знаниями становится наиболее горячей темой, обсуждаемой специалистами всех уровней управления. Способность эффективно использовать и развивать знания, воплощать их в новые изделия и услуги превращается в важнейший фактор выживания в условиях информационного общества. Знания – это богатство фирмы, которое добывается, обрабатывается и распространяется.
Тематика управления и представления знаний получает мощный толчок развития последние 20– 25 лет, хотя первые разработки в этом направлении начинались ещё в 60 -х. В связи с подобным развитием, напрашивается вывод, что развитие систем управления знаниями связано с развитием сети Интернет. И действительно, организации могут начать управлять запасами своих знаний, только при условии возможности их быстрого распространения и обмена.
Управление знаниями включает в себя комплекс формализованных методов, охватывающих: • поиск и извлечение знаний из живых и неживых объектов (носителей знаний); • структурирование и систематизацию знаний (для обеспечения их удобного хранения и поиска); • анализ знаний (выявление зависимостей и аналогий); • обновление (актуализацию) знаний; • распространение знаний; • генерацию новых знаний.
Для любой организации, желающей преуспеть в сегодняшней глобальной информационной экономике, необходима интеллектуальная, исчерпывающая и простая в использовании система для управления знаниями, а также система доступа к знаниям и система приобретения новых знаний. Предприятие не способно управлять своим интеллектуальным капиталом в отсутствии системы управления знаниями (СУЗ). Интеллектуальные активы предприятия увеличивают его конкурентоспособность и рыночную стоимость.
По данным журнала «Fortune» управление знаниями наиболее популярно в компаниях, входящих в 1000 крупнейших в мире. Основой управления знаниями является структура их накопления и распределения в рамках компании для применения при возникновении соответствующей необходимости в любом ее подразделении. Предприятие должно не только охранять свои патенты, авторские права и ноухау, но и выявлять и охранять знания своих ведущих специалистов, знания о производстве товаров (услуг), о покупателях, конкурентах и т. п.
Как показывает зарубежный опыт, решение задачи управления знаниями возможно лишь в тесном контакте между специалистами самых различных сфер деятельности предприятия и, прежде всего, по информационным технологиям, а главное, при заинтересованности руководства. В итоге управление знаниями позволяет ставить и решать правильные задачи, вместо правильного решения задач самих по себе. Поэтому в последнее время в западных фирмах стали вводить должности управляющих по знаниям (директор по знаниям, директор по интеллектуальному капиталу, директор по интеллектуальным активам и пр. )
В процессе управления знаниями обычно выделяют следующие виды функций: • создание – функция, результатом которой являются новые знания или новые конфигурации существующих знаний; • выявление – функция, которая делает неявные знания явными, т. е. преобразует индивидуальные знания в знания предприятия (его сотрудников); • организация знаний – функция по классификации и категоризации знаний для навигации, запоминания, поиска и сопровождения знаний; • доступ – функция по передаче и распространению знаний между сотрудниками; • использование – функция по применению знаний для принятия решений и расширению возможностей.
Есть три основных компонента управления знаниями: • люди получают, генерируют и передают знания; • процессы используются для распространения знаний; • технологии обеспечивают быструю и эффективную работу людей и процессов.
В зависимости от архитектуры и подхода к построению СУЗ, можно выделить два случая: • корпоративная память (база знаний) – упор делается на программную реализацию задач получения, хранения и интегрирования знаний; • портал знаний – упор делается на программную реализацию задач уровня пользовательских приложений поиска и визуализации знаний.
Корпоративная память (КП) хранит информацию из различных источников предприятия и делает эту информацию доступной специалистам для решения производственных задач. На современном уровне развития информационных технологий КП, или как их ещё именуют – централизованные корпоративные хранилища, имеют следующую структуру и состав.
ДАННЫЕ Метаданные Справочники, каталоги БД, файлы, Web-страницы ИНФОРМАЦИЯ Структура архивов Отчёты, методики, технологии Электронные документы, чертежи ЗНАНИЯ Онтологии Правила выбора Базы знаний
Предметная ориентация, интегрированный характер, наличие не только текущих оперативных данных, но и исторических данных являются важными свойствами корпоративных хранилищ. Основные функции КП: • сбор и систематическая организация информации; • интеграция с существующими автоматизированными системами; • обеспечение нужной информации по запросу (пассивная форма) и при необходимости (активная форма).
Интеллектуальный анализ данных выполняется методами, характерными для систем OLAP, извлечение сведений о зависимостях и закономерностях, имеющихся в данных, осуществляется с помощью систем Data Mining.
Корпоративный портал знаний Корпоративный портал – это система, которая объединяет все имеющиеся у организации информационные ресурсы (приложения, базы и хранилища данных, аналитические системы и пр. ) и, используя webинтерфейс, предоставляет пользователям единый защищенный доступ к корпоративной и внешней информации.
Внешние информационные системы Интернет Электронный бизнес Корпоративные системы Пользователь Корпоративный портал Интерфейс пользователя Логика Интеграционная часть Офисная телефония Система управления поручениями Система документооборота Система безопасности Система финансового учёта
• • • Полезные свойства порталов: систематизация контента и предоставление удобных средств поиска и навигации; управление контентом для различных групп сотрудников (управление доступом); внутрикорпоративный обмен знаниями и совместная работа за счет наличия различных конференций, форумов и единого рабочего пространства; индивидуальный персонализированный интерфейс; возможность работы с онтологиями.
В искусственном интеллекте и информатике онтология – это формальное описание понятий (классов) в рассматриваемой предметной области, свойств каждого понятия (атрибутов, слотов, ролей), включает также декларативные и процедурные интерпретации понятий и их отношений и ограничения (фасеты), наложенные на слоты. В центре большинства онтологий находятся классы. Слоты могут иметь различные фасеты, которые описывают тип значения, разрешенные значения, число значений (мощность) и др.
Другое определение онтологии S дается следующей ее моделью: S = (X, R, F) , (1) где X – множество понятий предметной области, называемых также концептами, R – множество отношений между концептами, F – множество функций интерпретации концептов и отношений. Частные случаи (1): Простой словарь R = , F = ; словари часто называют глоссариями, в них наряду с самими концептами описываются грамматические, стилистические характеристики и примеры использования. Простая таксономия (т. е. иерархическая система понятий) F=.
Скачать презентацию Знакомство с учебным планом Знакомство с дисциплиной
ч.1 СПИиВТ.pptx