Информатика (базовый курс для подготовки студентов и преподавателей к Интернет-экзамену) (стр. 7 )

В компьютерной графике применяют по меньшей мере три десятка форматов файлов для хранения изображений. Но лишь часть из них стала стандартом и применяется в подавляющем большинстве программ.

TIFF – формат предназначен для хранения растровых изображений высокого качества (расширение имени файла.tif). Имеется встроенный алгоритм сжатия.

PSD – собственный формат программы Adobe Photoshop (расширение имени файла.psd). Один из наиболее мощных по возможностям хранения растровой графики. Отсутствует эффективный алгоритм сжатия (большие объемы файлов).

WB – формат хранения растровых изображений в операционной системе WINDOWS (расширение имени файла.bmp).

JPEG – формат предназначен для хранения растровых изображений (расширение имени файла.jpg). Имеются алгоритмы сжатия, основанные на удалении «избыточной» информации. Поэтому формат рекомендуют использовать только для электронных публикаций.

GIF – получил популярность в Интернете, благодаря высокой степени сжатия (расширение имени файла.gif).

PNG – формат хранения изображений, публикуемых в Интернете (расширение имени файла.png). Сжатие информации происходит практически без потерь.

WMF – формат хранения векторных изображений операционной системы WINDOWS (расширение имени файла.wmf). В настоящее время этот формат ограничен в применении.

EPS – формат описания как векторных, так и растровых изображений на языке PostScript фирмы Adobe (расширение имени файла.eps).

PDF – формат в основном предназначен для хранения документа целиком (расширение имени файла.pdf). Мощный алгоритм сжатия обеспечивает компактность файлов при высоком качестве иллюстраций.

Для создания объектов компьютерной иллюстративной графики используются графические редакторы и системы. В обширном классе программ для обработки растровой графики особое место занимает пакет Photoshop компании Adobe. По сути дела, сегодня он является стандартом в компьютерной графике, и все другие программы неизменно сравнивают именно с ним. Главные элементы управления программы Photoshop сосредоточены в строке меню и панели инструментов. Особую группу составляют диалоговые окна – инструментальные палитры. Первичное получение оригинала происходит либо через меню Файл либо командой Открыть, либо командой Импорт. Импортом называют получение изображения от внешнего источника – сканера, цифровой фотокамеры или документа Adobe PDF со встроенной графикой. Связь графического редактора с внешними устройствами обеспечивается через программный интерфейс TWAIN, устанавливающий стандарт на параметры обмена данными с источниками изображений. Программа Photoshop позволяет: 1) осуществлять автоматическое выделение областей (все элементы изображения, имеющие цвет близкий к заданному, выделяются автоматически); 2) реализовывать специальные методы заливки; 3) применять фильтры; 4) создавать и использовать слои, когда разные объекты располагают на разных слоях, а потом объединяют их с помощью слоев, тем самым создавая теневые эффекты; 5) использовать подключаемые расширения (в пакет Photoshop заложен принцип открытой программной архитектуры).

Среди векторных графических редакторов получила большую известность программа CorelDraw благодаря широким возможностям, наличию огромных библиотек готовых изображений, мощной встроенной системе обучения и подсказок. Программа предоставляет пользователю удобные и интуитивно понятные средства создания и редактирования графики. Для активизации меню и вызова диалоговой панели выбора (установки) параметров работы или выполнения команд необходимо установить указатель мыши на пункт меню или команду и щелкнуть левой кнопкой или нажать клавишу Alt и клавишу, соответствующую выделенной букве. Выполнение команд происходит после подтверждения правильности установки всех параметров или выбора значений активизацией экранной кнопки ОК в диалоговой панели или нажатием клавиши Enter. Для редактирования рисунка следует активизировать пиктограмму с помощью мыши или нажатием клавиши Пробел переместить указатель на любую точку контура рисунка и щелкнуть кнопкой. Выбранный рисунок будет окружен восемью квадратами черного цвета. Работа с текстом начинается с активизации пиктограммы текста. Для перемещения по тексту в диалоговой панели Text необходимо переместить указатель мыши и щелкнуть левой кнопкой. Для выделения фрагмента текста необходимо активизировать пиктограмму с помощью мыши или клавиши Пробел, затем переместить указатель мыши в один из углов выбираемого прямоугольного контура, нажать кнопку К, не отпуская ее, переместить указатель в противоположный угол и отпустить кнопку. В результате использования программы CorelDraw достигается: 1) редактирования кривых для построения произвольных контуров; 2) ввод, редактирование, форматирование и преобразование текста со свободой, недостижимой для текстовых процессоров; 3) создание страничного макета; 4) рациональная организация документа и эффективное оформление иллюстраций.

Значительную долю рынка программных средств обработки трехмерной графики занимает программа создания и обработки трехмерной графики 3D Studio Max фирмы Kinetix, которая изначально создавалась для платформы Windows. Этот пакет считается «полупрофессиональным». Однако его средств вполне хватает для разработки качественных трехмерных изображений объектов неживой природы. Отличительными особенностями пакета является поддержка большого числа аппаратных ускорителей трехмерной графики, мощные световые эффекты, большое число дополнений, созданных сторонними фирмами. Сравнительная нетребовательность к аппаратным ресурсам позволяет работать даже на компьютерах среднего уровня. Вместе с тем, по средствам моделирования и анимации пакет 3D Studio Max уступает более развитым программным средствам. Программа 3D Studio Max позволяет: 1) осуществлять научные расчеты; 2) выполнять инженерное проектирование; 3) осуществлять компьютерное моделирование физических объектов; 4) настраивать физические параметры пространства, в котором будет находиться объект (освещение, гравитацию, свойства атмосферы, свойства взаимодействующих объектов и поверхностей).

3.6. Средства электронных презентаций

Презентации – это электронные документы, отличающиеся комплексным мультимедийным содержанием и особыми возможностями управления воспроизведением. Воспроизведение может быть автоматическим или интерактивным, в том числе и дистанционным. Одним из средств автоматизации процессов воплощения авторских идей в готовый продукт и процессов его публичного воспроизведения служит приложение Microsoft PowerPoint, входящее в комплект поставки пакета Microsoft Office. Любой документ PowerPoint представляет собой набор отдельных, но взаимосвязанных кадров (страниц, по аналогии с книгой), называемых слайдами.

При запуске приложения автоматически появляется диалоговое окно PowerPoint с переключателями: Мастер автосодержания, Шаблон оформления, Пустая презентация, Открыть презентацию. Перейти к работе с мастером можно, открыв диалоговое окно Создать презентацию (Файл → Создать). В результате на экране появится диалоговое окно «Создание презентации» и возможность формирования шаблона презентации. Для просмотра отформатированного текста на слайде предназначена кнопка «Отобразить форматирование» (см. рис. 5, на панели инструментов – 18 позиция).

В нижнем колонтитуле на каждом слайде следует указать заголовок презентации. Он должен совпадать с темой презентации. На левой панели структуры презентации показаны значки всех слайдов и весь текст, размещенный на них. Если использованы шаблоны, предлагаемые PowerPoint, то их текст следует заменить собственным содержанием. Ниже заголовка обычно размещен текстовый блок, в который автоматически заносятся сведения об авторе. На следующем этапе полезно выровнять положение текстовых блоков на слайде, для чего их можно выделить (при этом границы блока должны обозначаться серым цветом) и с помощью клавиш управления курсором разместить в нужном месте.

Любая часть текста на слайдах может быть отформатирована согласно предпочтениям автора. Для этого служат кнопки управления параметрами форматирования на панели инструментов и средства, предоставляемые диалоговыми окнами Шрифт и Список. Важным инструментом PowerPoint при работе с текстом являются средства проверки орфографии.

При создании таблиц, размещаемых на слайдах презентации, используются следующие элементы оформления: разделительные линии разной толщины и цвета; фоновый цвет для отдельных ячеек, столбцов, строк или таблицы в целом; эффекты анимации. Таблицы в PowerPoint могут быть созданы несколькими способами: 1) рисованием непосредственно в поле слайда с помощью инструмента Таблицы и Границы панели инструментов; 2) интерактивным указанием числа строк и столбцов (протягиванием мыши в рабочем поле) инструмента Добавить таблицу на панели инструментов;

3) копированием и вставкой через буфер обмена таблиц из внешних приложений; 4) вставкой объекта (таблицы) из внешних приложений (с внедрением или связыванием) средствами меню Вставка.

Диаграммы и графики на слайде создают с помощью внешнего приложения Microsoft Graph, запускающая кнопка которого находится на панели инструментов PowerPoint. К диаграммам в формате Microsoft Graph может быть применена особая анимация, позволяющая выводить элементы диаграммы по частям. Другим способом размещения диаграммы на слайде является вставка объекта Диаграмма Microsoft Excel. В этом случае редактирование содержания возможно только средствами Excel. Такой объект может автоматически отслеживать изменения в файле-родителе (при их связывании) и тем самым приобретает свойство автоматического обеспечения актуальности.

Программа PowerPoint позволяет работать с иллюстрациями и графическими изображениями, созданными во внешних по отношению к PowerPoint приложениях. Простые иллюстрации можно взять из библиотек готовых элементов (клипартов), входящих в пакет поставки Microsoft Office. Существуют также библиотеки изображений самой разной тематики, распространяемые на CD-ROM. Важным источником иллюстраций является Интернет.

PowerPoint может работать с эффектами анимации. Под анимацией понимается порядок появления объекта на слайде, его представления и, при необходимости, скрытия. Анимация является свойством, которое может быть присвоено любому объекту презентации, кроме фона. Параметры анимации настраиваются индивидуально для каждого объекта на слайде. Сгруппированные объекты воспринимаются и анимируются как одно целое.

В презентации может присутствовать произвольное число слайдов. Каждый слайд в документе имеет собственный уникальный номер, присваиваемый по умолчанию в зависимости от его места расположения (рис. 5). Последовательность слайдов (а следовательно и их связь, и нумерация) в документе линейная. Такая линейность автоматически поддерживается PowerPoint.

Рис. 5. Сортировщик слайдов

То есть, удаление, вставка, перемещение, скрытие или показ слайдов не нарушают линейной структуры документа. В режиме сортировщика слайдов кадры представлены эскизами, занимающими все рабочее поле, под каждым из которых размещаются значки, указывающие на параметры смены слайдов, анимации, времени экспозиции кадра. Соответственно меняется и панель инструментов, где появляются необходимые элементы управления, и контекстное меню, открываемое щелчком правой кнопкой мыши на эскизе слайда. Перейти в режим сортировщика слайдов можно через меню Вид → Сортировщик слайдов. Также через меню Вставка можно перейти в режимы: Обычный, Показ слайдов, Страницы заметок. Двойной щелчок на эскизе автоматически переводит программу в режим слайдов. Для смены режимов можно воспользоваться кнопками, расположенными слева от горизонтальной линейки прокрутки.

3.7. Системы управления базами данных

Системы управления базой данных (СУБД) – это комплекс программных средств, предназначенных для создания структуры новой базы, наполнения ее содержимым, редактирования содержимого и визуализации информации. Под визуализацией информации базы понимается отбор отображаемых данных в соответствии с заданным критерием, их упорядочение, оформление и последующая выдача на устройство вывода или передача по каналам связи. По способу доступа к базе данных СУБД бывают клиент-серверные. Ниже перечислены основные функции СУБД.

1. Определение данных – определить, какая именно информация будет храниться в базе данных, задать свойства данных, их тип.

2. Обработка данных – данные могут обрабатываться различными способами. Можно выбирать любые поля, фильтровать и сортировать данные, объединять их с другой, связанной с ними, информацией и вычислять итоговые значения. Для ускорения процесса поиска информации записи в файлах данных упорядочивают по алфавиту.

3. Управление данными – можно указать, кому разрешено знакомиться с данными, корректировать их или добавлять новую информацию; определять правила коллективного доступа.

4. Транзакция – это последовательность операций над данными, которая рассматривается в СУБД как единое целое. Это группа операций, которая может быть выполнена либо полностью успешно, соблюдая целостность данных и независимо от параллельно идущих других транзакций, либо не выполнена вообще.

Входящие в состав современных СУБД средства совместно выполняют следующие дополнительные функции: 1) описание данных, их структуры происходит при инициировании новой базы или добавлении к существующей базе новых разделов (отношений); 2) первичный ввод, пополнение информации в базе данных; 3) удаление устаревшей информации из базы данных; 4) корректировку данных для поддержания их актуальности; 5) упорядочение (сортировку) данных по некоторым признакам; 6) поиск информации по некоторым признакам; 7) подготовку и генерацию отчетов; 8) защиту информации и разграничение доступа пользователей к ней; 9) резервное сохранение и восстановление базы данных; 10) поддержку интерфейса с пользователями, который по мере развития и совершенствования СУБД становится все более дружественным; 11) создание новых объектов базы данных; 12) создание и переименование ранее созданных объектов; 13) модификацию уже существующих объектов базы.

Архитектурно СУБД состоит из двух основных компонентов: языка описания данных, позволяющего создавать схему описания данных в базе, и языка манипулирования данными, выполняющего операции с базой данных (наполнение, обновление, удаление, выборку информации). Язык описания данных – это язык высокого уровня декларативного типа, предназначенный для описания типов данных, их структур и взаимосвязей. Язык манипулирования данными или язык запросов представляет собой систему команд следующего типа: произвести выборку данного, значение которого удовлетворяет заданным условиям; произвести выборку всех данных определенного типа, значения которых удовлетворяют заданным условиям; найти в базе позицию данного и поместить туда новое значение или удалить данное. В связи с развитием компьютерных сетей новые версии СУБД включают в себя язык манипулирования данными SQL.

В последнее время популярными среди СУБД стали ACCESS (входит в состав MS Offise), Lotus, Oracle. Microsoft ACCESS – это функционально полная реляционная СУБД, одна из самых мощных, гибких и простых в использовании систем. Имеет встроенный язык программирования – Visual Basic Applications. К основным объектам ACCESS относятся таблицы, запросы, формы, отчеты, страницы, макросы и модули.

Таблицы – это основные объекты любой базы данных (БД). Во-первых, в таблицах хранятся все данные, имеющиеся в базе, а во-вторых, таблицы хранят и структуру базы (поля и их свойства, данные разных типов). Работа с любыми объектами начинается с окна База данных. На левой панели данного окна сосредоточены элементы управления для вызова всех семи типов объектов программы. Создание таблиц начинается с выбора элемента управления Таблицы. На правой панели представлен список таблиц, уже имеющихся в составе базы, и приведены элементы управления для создания новой таблицы. Чтобы создать таблицу вручную, следует использовать значок Создание таблицы в режиме конструктора. Окно Конструктора таблиц является графическим бланком для создания и редактирования структуры таблиц. В первом столбце вводят имена полей. Если свойство Подпись для поля не задано, то Имя поля станет одновременно и именем столбца будущей таблицы. Тип для каждого поля выбирают из раскрывающего списка, открываемого кнопкой выбора типа данных. Она отображается только после щелчка на поле бланка. При создании таблицы целесообразно задать ключевое поле. Для этого достаточно щелкнуть на его имени правой кнопкой мыши и в открывшемся контекстном меню выбрать пункт Ключевое поле. Ключ к записям в БД может быть простым, составным, первичным и внешним. Созданную таблицу открывают в окне База данных двойным щелчком на ее значке. Заполнение таблицы данными производится обычным порядком. Курсор ввода устанавливается в нужную ячейку указателем мыши. Переход к следующей ячейке можно выполнить клавишей ТАБ. Переход к очередной записи выполняется после заполнения последней ячейки.

Создание реляционных отношений между таблицами (межтабличных связей) выполняется в специальном окне Схема данных с помощью мыши. Окно Схема данных открывают кнопкой на панели инструментов или командой Сервис – Схема данных. Образовавшаяся межтабличная связь отображается в окне Схема данных в виде линии, соединяющей два поля разных таблиц. При этом одна из таблиц считается главной, а другая – связанной. Главная – это та таблица, которая участвует в связи своим ключевым полем. Связь между таблицами имеет два основных назначения. Первое – обеспечение целостности данных, а второе – автоматизация задач обслуживания.

Запросы – эти объекты служат для извлечения данных из таблиц и предоставления их пользователю в удобном виде. С помощью запросов выполняют такие операции как отбор данных, их сортировку и фильтрацию (т. е. создаются запросы на выбор, обновление, удаление или на добавление данных, которые приводят к изменению файла БД). Кроме того, существуют и другие виды запросов: 1) запросы с параметром – критерий отбора может задать сам пользователь, введя нужный параметр при вызове запроса; 2) итоговые запросы – производят математические вычисления по заданному полю и выдают результат; 3) запросы на изменение – позволяют автоматизировать заполнение полей таблиц; 4) перекрестные запросы – позволяют создавать результирующие таблицы на основе результатов расчетов, полученных на основе анализа группы таблиц; 5) специфические запросы SQL – запросы к серверу базы данных, написанные на языке запросов SQL. Особенность запросов состоит в том, что они черпают данные из базовых таблиц и создают на их основе временную результирующую таблицу. Время отклика на запрос – это интервал, который проходит от момента передачи запроса на информацию с сервера, до момента начала ее получения. В учебных целях запросы лучше готовить вручную, с помощью Конструктора. Как и в случае с таблицами, для этого есть специальный значок в окне База данных. Он называется Создание запроса в режиме конструктора и открывает специальный бланк, называемый бланком запроса по образцу. Бланк запроса по образцу состоит из двух областей. В верхней отображается структура таблиц, к которым запрос адресован, а нижняя область разбита на столбцы – по одному столбцу на каждое поле будущей результирующей таблицы. Идея формирования запроса по образцу проста. С помощью контекстного меню на верхней половине бланка открывают те таблицы, к которым обращен запрос. Затем в них щелкают двойными щелчками на названиях тех полей, которые должны войти в результирующую таблицу. При этом автоматически заполняются столбцы в нижней части бланка. Сформировав структуру запроса, его закрывают, дают ему имя и в дальнейшем запускают двойным щелчком на значке в окне База данных.

Формы – это объекты, предназначенные для удобства ввода и отображения данных (на основе таблицы или запроса). Смысл их заключается в том, чтобы предоставить пользователю средства для заполнения только тех полей, которые ему заполнять положено. Одновременно с этим в форме можно разместить специальные элементы управления (счетчики, раскрывающиеся списки, переключатели, флажки и прочие) для автоматизации ввода. При вводе данных с помощью форм можно применять специальные средства оформления. Для создания форм предназначены средства автоматизации, называемые автоформами (автоматические) и создание форм с помощью мастера (автоматизированные). Существуют три вида автоформ: в столбец, ленточные и табличные. Создание форм с помощью мастера включает пять этапов: 1) выбирают таблицы и поля, которые войдут в будущую форму; 2) определяют внешний вид формы; 3) выбирают стиль оформления формы; 4) выполняют сохранение формы под заданным видом; 5) можно изменить макет формы в режиме Конструктора.

Отчеты – это объекты, которые по своим свойствам и структуре во многом похожи на формы, но предназначены только для вывода данных, причем для вывода не на экран, а на печатающее устройство (принтер). Здесь также существуют средства автоматического, автоматизированного и ручного проектирования. Средства автоматического проектирования реализованы автоотчетами (База данных → Создать → Новый отчет → Автоотчет в столбец). Кроме автоотчетов «в столбец» существуют «ленточные» автоотчеты. Средством автоматизированного создания отчетов является Мастер отчетов. Он запускается двойным щелчком на значке Создание отчета с помощью мастера в окне База данных. Редактирование структуры отчета выполняют в режиме Конструктора (режим запускается кнопкой Конструктор в окне База данных). Приемы редактирования те же, что и для форм.

Страницы – это специальные объекты баз данных (более корректно их называют страницы доступа к данным. Физически это особый объект, выполненный в коде HTML, размещенный на Web- странице и передаваемый клиенту вместе с ней. Он содержит компоненты, через которые осуществляется связь переданной Web-страницы с базой данных, оставшейся на сервере.

Макросы и модули – эти категории объектов предназначены как для автоматизации повторяющихся операций при работе с СУБД, так и для создания новых функций путем программирования. В СУБД Microsoft Access макросы состоят из последовательности внутренних команд СУБД и являются одним из средств автоматизации работы с базой. Модули создаются средствами внешнего языка программирования, в данном случае языка Visual Basic for Applications.

3.8. Основы баз данных и знаний

База данных – это организованная структура, предназначенная для хранения информации. В современных базах данных хранятся не только данные, но и методы (т. е. программный код), с помощью которых происходит взаимодействие с потребителем или другими программно-аппаратными комплексами. Таким образом, мы можем говорить, что в современных базах данных хранится и информация, образующаяся в результате взаимодействия данных и методов.

Основными объектами любой базы данных являются ее таблицы. Соответственно, структура простейшей базы данных тождественно равна структуре ее таблицы. Структуру двумерной таблицы образуют столбцы и строки. Их аналогами в структуре простейшей базы данных являются поля и записи (небольшая группа связанных между собой элементов данных, хранящаяся в информационной системе).

Поля базы данных не просто определяют структуру базы – они еще определяют групповые свойства данных, записываемых в ячейки, принадлежащие каждому из полей. Перечислим основные свойства полей таблиц баз данных на примере СУБД Microsoft Access: 1) имя поля – определяет, как следует обращаться к данным этого поля при автоматических операциях с базой (по умолчанию имена полей используются в качестве заголовков столбцов таблиц); 2) тип поля – определяет тип данных, которые могут содержаться в данном поле (текст, число, дата, мультимедиа, гиперссылки); 3) размер поля – определяет предельную длину (в символах) данных, которые могут размещаться в данном поле; 4) формат поля – определяет способ форматирования данных в ячейках, принадлежащих полю; 5) маска ввода – определяет форму, в которой вводятся данные в поле (средство автоматизации ввода данных); 6) подпись – определяет заголовок столбца таблицы для данного поля (если подпись не указана, то в качестве заголовка столбца используется свойство Имя поля); 7) значение по умолчанию – то значение, которое вводится в ячейки поля автоматически (средство автоматизации ввода данных); 8) условие на значение – ограничение, используемое для проверки правильности ввода данных (средство автоматизации ввода, которое используется, как правило, для данных, имеющих числовой тип, денежный тип или тип даты); 9) сообщение об ошибке – текстовое сообщение, которое выдается автоматически при попытке ввода в поле ошибочных данных (проверка ошибочности выполняется автоматически, если задано свойство Условие на значение); 10) обязательное поле – свойство, определяющее обязательность заполнения данного поля при наполнении базы; 11) пустые строки – свойство, разрешающее ввод пустых строковых данных (от свойства Обязательное поле отличается тем, что относится не ко всем типам данных, а лишь к некоторым, например к текстовым); 12) индексированное поле – если поле обладает этим свойством, все операции, связанные с поиском или сортировкой записей по назначению, хранящемуся в данном поле, существенно ускоряются. Кроме того, для индексированных полей можно сделать так, что значения в записях будут проверяться по этому полю на наличие повторов, это позволяет автоматически исключить дублирование данных.

Базы данных Microsoft Access работают со следующими типами данных: 1) текстовый – тип данных, используемый для хранения обычного неформатированного текста ограниченного размера (до 255 символов); 2) поле Мемо – специальный тип данных для хранения больших объемов текста (досимволов); 3) числовой – тип данных для хранения действительных чисел; 4) дата / время – тип данных для хранения календарных дат и текущего времени; 5) денежный – тип данных для хранения денежных сумм (особенность, связанная с правилами округления); 6) счетчик – специальный тип данных для уникальных (не повторяющихся в поле) натуральных чисел с автоматическим наращиванием.; 7) логический – тип для хранения логических данных (могут принимать только два значения, например Да или Нет); 8) поле объекта OLE – специальный тип данных, предназначенный для хранения объектов OLE, например мультимедийных; 9) гиперссылка – специальное поле для хранения адресов URL Web-объектов Интернета; 10) мастер подстановок – это объект, настройкой которого можно автоматизировать ввод данных в поле так, чтобы не вводить их вручную, а выбирать из раскрывающего списка. Таким образом, структура таблицы реляционной базы данных полностью определяется перечнем названий полей с указанием значений их свойств и типов содержащихся в них данных. Записи в базе данных могут испытывать следующие процедуры: замена, вставка, удаление (кроме объединения).

Обычно с базами данных работают две категории исполнителей. Первая категория – проектировщики. Вторая – пользователи. Они получают исходную базу данных от проектировщиков и занимаются ее наполнением и обслуживанием. Проектирование баз данных начинается с представления взаимосвязи данных на логическом уровне. В качестве логической модели данных рассматриваются три вида моделей: сетевая, иерархическая и реляционная.

Сетевая модель наиболее наглядно отражает отношение объектов проблемной области. Каждый узел сети соответствует элементу данных, отображающему группу однородных объектов реального мира. Тогда в реальной сети или экземпляре сети в каждом узле будет находиться идентификатор соответствующего объекта, например шифр детали.

Иерархическая модель данных позволяет более удобно представлять данные за счет увеличения информационной избыточности при переходе от сетевого к иерархическому представлению данных. Такая возможность опирается на тот факт, что сеть можно представить в виде совокупности деревьев. Для этого в иерархических структурах требуется повторить и несколько преобразовать некоторые вершины сети. Если на уровне сети база данных представляется в виде сложной объемной паутины, то на уровне иерархической модели она представляется в виде совокупности отдельных древовидных структур, в корнях которых стоят идентификаторы объектов, а на последующих ярусах раскрываются свойства этих объектов.

Реляционная модель данных получается путем дальнейшей формализации иерархической модели. В этой модели все связи между объектами задаются путем явной фиксации идентификаторов объектов в записях. Существенное отличие реляционной модели от обыкновенного последовательного файла заключается в том, что все столбцы в таблице с точки зрения входа предполагаются эквивалентными. Именно данное свойство делает эту модель весьма мощной и делает невозможным отображение ее на память в виде последовательного массива данных. Таким образом, реляционная модель предполагает очень высокую степень «интеллектуальности» систем управления базой данных. Эта модель характеризуется простотой структуры данных, удобным для пользователя табличным представлением и возможностью использования формального аппарата алгебры отношений и реляционного исчисления для обработки данных.

Далее приступают к созданию структуры базы данных, т. е. структуры ее основных таблиц: 1) составляют генеральный список полей – он может насчитывать сотни позиций; 2) определяют наиболее подходящий тип данных для каждого поля; 3) распределяют поля генерального списка по базовым таблицам; 4) в каждой из таблиц намечают ключевое поле, в качестве такового выбирают поле, данные в котором повторяться не могут; 5) с помощью карандаша и бумаги расчерчивают связи между таблицами, наиболее распространенными являются связи «один ко многим» и «один к одному» (системы управления, способные работать со связанными таблицами, называют системами управления реляционными базами данных); 6) полученную схему согласовывают с заказчиком и приступают к непосредственному созданию базы данных (с этого момента следует начать работу с системой управления базами данных).

База знаний – это организованная структура, содержащая систему знаний о проблемной среде. Знания здесь понимаются как хранимая (с помощью ЭВМ) информация, формализованная в соответствии с некоторыми правилами, которую ЭВМ может использовать при логическом выводе по определенным алгоритмам. Системы, основанные на знаниях, а вернее, на некотором их представлении, в информатике называют системами искусственного интеллекта (ИИ). Создание искусственного интеллек­та – исключительно сложная задача. Между тем ее решение уже осуществляется по нескольким направлениям: 1) создание эффективно функционирующих обучающих и обучающихся систем (доказательство теорем, интеллектуальные игры – шашки, шахматы); 2) разработка многочисленных экспертных сис­тем, определяемых набором взаимосвязан­ных правил, формулирующих опыт специа­листов в некоторой области, и механизмом решения, позволяющим распознавать ситуа­цию, ставить диагноз, давать рекомендации к действию; 3) создание систем распознава­ния (распознавание речи, распознавание образов; 4) использование диагностических систем в исследовании явлений и процессов.

Кроме того, интеллектуальные технологии используются при решении задач неопределенных полиномиальных (имеется неопределенность информации). Важную роль в развитии искусственного интеллекта играют специально создаваемые для этой цели языки. Среди них следует вы­делить языки LISP, PROLOG, SMALLTALK. В основе методов ИИ лежит реляционная алгебра.

Основное отличие знаний от данных – это представление знаний в компьютерных формах реализации. Перечислим главные особенности машинного представления данных: 1) внутренняя интерпретируемость обеспечивается наличием у каждой информационной единицы своего уникального имени, по которому система находит ее для ответа на запросы, в которых это имя упомянуто; 2) структурированность, когда информационные единицы должны обладать гибкой структурой, и для них должен выполняться «принцип матрешки», т. е. вложенности одних информационных единиц в другие, должна существовать возможность установления соотношений типа «часть – целое», «род – вид», «элемент – класс» между отдельными информационными единицами; 3) связность – это возможность установления связей или отношений различного типа между информационными единицами, эти отношения могут быть как декларативными (описательными), так и процедурными (функциональными); 4) семантическая метрика позволяет устанавливать ситуационную близость информационных единиц, т. е. величину ассоциативной связи между ними, такая близость позволяет выделять в знаниях некоторые типовые ситуации, строить аналогии; 5) активность или выполнение действий в интеллектуальной системе должны инициироваться не какими-либо внешними причинами, а текущим состоянием представленных в системе знаний. Появление новых фактов или описание событий, установление связей должны стать источником активности системы.

Наиболее фундаментальной и важной проблемой является проблема представления знаний в базах знаний. В настоящее время наиболее известны три подхода к представлению знаний в обсуждаемых системах: 1) продукционные и логические модели основаны на представлении знаний в форме правил, структурированных в соответствии с образцом «Если – То»; часть правила «Если» называется посылкой, а «То» – выводом или действием; 2) семантические сети – иной подход к представлению знаний, который основан на изображении понятий (сущностей) с помощью точек (узлов) и отношений между ними с помощью дуг на плоскости; семантические сети способны отображать структуру знаний во всей сложности их взаимосвязей, увязать в единое целое объекты и их свойства; 3) фреймы имеют все свойства, присущие языку представления знаний и одновременно являют собой новый способ обработки информации; фрейм («рамка», англ.) является единицей представления знаний об объекте, которую можно описать некоторой совокупностью понятий и сущностей, имеет определенную внутреннюю структуру, состоящую из множества элементов, называемых слотами; каждый слот представляется определенной структурой данных, процедурой, или может быть связан с другим фреймом.