Юринець В.Є., Юринець Р.В. Автоматизовані інформаційні системи. Електронний посібник

Подождите немного. Документ загружается.

Розрізняють поняття гіпертексту і гіпермедіа. Гіпертекстом нази-

вають текст, на якому задано зв’язки між виділеними в ньому

елементами, а гіперсередовищем, або гіпермедіа, називають гіпер-

текст, до складу якого входить інформація різних типів (звичайний текст,

ілюстрації, звуковий супровід, мультиплікації, відео).

Як форма організації інформації, гіпертекст характеризується

такими особливостями:

— у гіпертексті усунено

обмеження щодо структури модулів і

зв’язків між ними;

— відсутня формалізація знань гіпертексту, бо його елементами

є тексти на звичайній мові, які не потрібно індексувати чи форматувати;

— кожний модуль гіпертексту може бути подано у своїй власній

формі;

— доступ до модулів відбувається через навігацію у гіпер-

текстовій базі даних.

Структурно гіпертекст складається

з інформаційного матеріалу,

тезауруса гіпертексту, списку головних тем та алфавітного словника.

Інформаційний матеріал складається з інформаційних статей,

кожна з яких має заголовок і текст. У заголовку розміщують тему або

назву описуваного об’єкта. Інформаційна стаття містить традиційні

визначення і поняття. Вона має займати одну панель і легко

сприйматися, щоб користувач міг зрозуміти

, чи варто її читати, чи

перейти до інших близьких за змістом статей. Текст, який внесено до

інформаційної статті, може мати різноманітні приклади, пояснення,

зауваження, а також графічні об’єкти, перегляд яких дає змогу швидко

орієнтуватися у змісті статті.

Тезаурус (з лат. – комора, запас, багатство) гіпертексту – це

автоматизований словник, який відображає семантичне

відношення

між лексичними одиницями використовуваної дескрипторної

інформаційно-пошукової мови і призначений для пошуку слів за їхнім

змістовим значенням. Він складається з тезаурусних статей, кожна з

яких має свій заголовок і список заголовків споріднених тезаурусних

статей, де визначено тип спорідненості. Заголовок тезаурусної статті

збігається з назвою інформаційної статті і є назвою об’єкта, опис

якого

міститься в інформаційній статті. На відміну від традиційних тезаурусів-

дескрипторів, які використовуються у звичайних комп’ютерних

інформаційно пошукових системах, тезаурус гіпертексту містить не

лише прості, а й складові назви об’єктів. Формування тезаурусної статті

гіпертексту означає індексування тексту. Повнота зв’язків, які

відображаються в тезаурусній статті, і точність встановлення цих

зв’язків у

кінцевому підсумку визначають повноту і точність пошуку

під час звертання до цієї статті гіпертексту.

Виділяють такі типи спорідненості або відношень: вид–

спорідненість, спорідненість–вид, предмет–процес, процес–предмет,

загальне–частина, частина–загальне, причина–наслідок, наслідок–

причина тощо. Тезаурус гіпертексту можна подати у вигляді сітки, у

вузлах якої розміщено текстові описи об’єкта

(інформаційні статті), а

лінії вказують на наявність зв’язків між об’єктами і на тип

спорідненості.

Список головних тем містить заголовки всіх довідникових

статей, для яких відсутні посилання на зв’язки, наявні у тезаурусі, зокре-

ма, типу: спорідненість–вид, частина–загальне. Бажано, щоб список

головних тем займав не більше однієї панелі екрана

дисплея.

Алфавітний словник – це перелік назв усіх інформаційних ста-

тей у алфавітному порядку.

Реалізація гіпертекстової технології здійснюється у конкретних

комп’ютерних гіпертекстових системах, які складаються з двох час-

тин – інформації, записаної у вигляді гіпертексту, тобто власне

гіпертексту, і програмної гіпертекстової оболонки, яка дає змогу

здійснювати навігацію за гіпертекстом та виконувати

інші техноло-

гічні функції.

За призначенням гіпертекстові технології поділяють на чотири

типи систем: бібліотечні, дослідження проблем, переглядання бази

даних і загального призначення.

Бібліотечні макросистеми – це системи, які дають змогу вільно

додавати вузли до гіпертекстової сітки. Одиницею інформації у таких

системах є документ, що може бути зв’язаний із будь-яким іншим

документом. Зв’

язки та вікна розширюють можливості доступу до

відповідного матеріалу. Основною проблемою побудови бібліотечних

систем є створення засобів переходу від тексту до гіпертексту. Прикладом

систем такого типу є XANADU Т. Нельсона і TEXTNET Р. Грігга.

Системи для дослідження проблем являють собою інстру-

ментальні засоби підтримування творчого процесу. Вони призначені

для роботи з численними, погано пов’язаними між собою ідеями. Такі

системи мають засоби для аналізу гіперсітки і виокремлення

в ній за

деякими ознаками вузлів та підструктур. До цього типу належить

система IBIS Х.Ріттеля.

Системи перегляду бази даних призначені для роботи з різ-

ними комп’ютерними довідниковими системами, які створюють і

підтримують за допомогою систем управління базами даних. Дода-

вання нової інформації до такої системи перегляду бази даних

здебільшого або не дозволено

, або спеціально не підтримується.

Прикладами можуть бути системи ZOG, KMS, HIPERTILES.

Системи загального призначення використовуються для

дослідження можливостей самої гіпертекстової технології. Основна

їхня особливість полягає у здатності до модифікації. Найвідомішими

системами такого типу є Intermedia, NoteCards, ГІПСІ (НВО Міськс-

истемотехніка).

За функціональними можливостями гіпертекстові системи поді-

ляють на універсальні (системи загального призначення) і прикладні

(системи з “цільовою

домінантою”).

Універсальні системи дають можливість легко модифікувати

гіперсітку, тобто створювати будь-які вузли системи зв’язків і пере-

міщуватись у них. Серед систем цього типу відома система HyperCard.

Системи з цільовою домінантою забезпечують підтримування

конкретних видів інтелектуальної діяльності, зокрема, такого типу

система NEXTNET може використовуватися в авторській роботі під

час написання статей і складанні

різноманітних документів.

Практичне використання комп’ютерних гіпертекстових систем

пов’язане з низкою проблем, наприклад, втратою орієнтації в

гіпертекстовій сітці, створенням перевантаження, втратою звичних

навичок роботи з друкованими виданнями. Зі збільшенням кількості

вузлів у гіпертекстовій системі (понад 1000 одиниць) стає дедалі склад-

ніше визначити своє місцезнаходження і обрати шлях до потрібного вузла.

Труднощі значно зростають, коли гіпертекст динамічно змінюється.

Частково подолати їх можна завдяки графічному браузингу (показ

частини сітки, прилеглої до активного вузла) або виведенням у

спеціальному вікні змісту вузлів, прилеглих до активного вузла. Іншим

засобом орієнтації є запам’ятовування раніше прокладених шляхів.

Сучасний розвиток гіпертекстових систем відбувається у двох

головних напрямках:

— підсилення семантичного оброблення інформації у гіпертексті;

— інтегрування різнотипної інформації.

Перший напрямок пов’язаний з інтелектуалізацією гіпертекстових

систем, інтегрованими системами, які об’єднують гіпертекстові

системи з системами штучного інтелекту. У цьому випадку може бути

виконано такі

автономні завдання:

— автоматичне генерування зв’язків на основі перетину лексики

вузлів або їхніх дескрипторів;

— аналіз гіпертекстової сітки з використанням теоретико-графо-

вих методів (діаграм переходів станів, гіперграфів, мереж Петрі тощо),

розроблення на цій основі алгоритмів навігації та пошуку інформації в

гіпертекстових сітках;

— побудова шляхів у гіпертексті згідно з логічним порядком

вузлів,

а не лише на основі релевантності тематики запиту;

— “інтелектуальна” навігація, яка здійснюється автономними про-

грамами (“agents”) на основі високорівневого діалогу з користувачем.

Другий напрямок розвитку гіпертекстових систем означає

розвиток систем гіпермедіа, які поєднують використання різноманіт-

них типів інформації з візуалізацією сітки та застосування різних

піктограм. Завдяки здатності активізувати мислення користувача

гіпермедіа дедалі ширше застосовують у галузі освіти.

Перспективним напрямком розвитку гіпертекстових систем є їхня

інтелектуалізація, тобто поєднання гіпертекстової технології з техно-

логією штучного інтелекту. Завдяки такому поєднанню створюються

гнучкі й потужні засоби оброблення текстової інформації, комфортного

інтерфейсу, удосконалення механізмів ведення баз знань тощо.

1.2.9. Технологія мультимедіа

Мультимедіа – це інтерактивна (діалогова) технологія, яка за

допомогою технічних і програмних засобів забезпечує роботу з

нерухомими зображеннями і рухомими відеозображеннями, анімацією,

текстом і звуковим рядом. Образи різних за природою реальних

об’єктів та процесів, створюваних на екрані завдяки технології мульти-

медіа, називають віртуальним світом.

Одним із перших інструментальних засобів створення технології

мультимедіа стала

гіпертекстова технологія. Завдяки розвитку техніч-

них можливостей до складу гіпертекстових систем вдалося ввести не

лише нерухомі зображення, а й відеоролики, звукові та мовні ілюстрації.

З’явилися системи гіперзображень для нелінійної роботи з масивами

зображень (установлення зв’язків між зображеннями, можливість

розглядати фрагменти зображень у збільшеному масштабі тощо).

Як відомо, теле-, відео- й

аудіапаратура, на відміну від ком-

п’ютерної техніки, працює з аналоговими сигналами. Тому виникла

проблема зістикування різнотипної апаратури з комп’ютерами і

керування ними. Зокрема, зображення нерухомої картинки на екрані з

роздільною здатністю 512 х 482 крапки (пікселі) потребує для її

збереження 250 Кбайт пам’яті. Виникла потреба у розробленні

програмних та апаратних засобів стискання і

розгортання даних. Ще

1988 р. С. Джобс створив принципово новий тип персонального ком-

п’ютера (NeXT), у якого базові засоби систем мультимедіа було закла-

дено в архітектуру, апаратні і програмні засоби, забезпечуючи таким

чином роботу з інтерфейсом SILK (розмова, образ, мова, знання).

Файли з мультимедійною інформацією, здебільшого, зберігаються

на CD-ROM, жорсткому диску, або на сервері

мережі.

Сучасні операційні системи підтримують технологію мультимедіа.

Зокрема, в операційних системах Windows задіяно комп’ютерні

апаратні засоби підтримування технології мультимедіа, що дає змогу

користувачам відтворювати цифрове відео, аудіо, анімаційну графіку,

під’єднувати різні музичні синтезатори та інструменти.

Анімацією називають процес створення і відображення зобра-

жень, наділених розміром і рухом. Є багато способів анімації

графіки,

і для кожного з них потрібний конкретний метод реалізації. Анімація

досягається внаслідок створення численних кадрів, що містять

зображення, які несуттєво відрізняються від кадру до кадру. Завдяки

цьому під час швидкого почергового їхнього перегляду (близько 30 кад-

рів за секунду) людське око сприймає зображення як реальний рух.

Комп’ютерну анімацію поділяють на дві частини: 2D (двовимірне)

і 3D (тривимірне) зображення. Нині провідне місце у створенні

тривимірної

комп’ютерної анімації належить програмі 3D Studio, яка

реалізована у вигляді таких модулів:

— модуль 3D Shaper дає змогу створювати двовимірні геомет-

ричні фігури різної форми на основі набору готових двовимірних фігур;

— модуль 3D Lofter дає можливість перетворювати двовимірні фі-

гури, створювані за допомогою модуля 3D Shaper, у тривимірні об’єкти;

— редактор 3D Editor (ядро програми 3D Studio) забезпечує мож-

ливість створювати ефект

розміщення тривимірних об’єктів у тривимір-

ному просторі;

— редактор Material Editors дає змогу створювати на основі комп-

лекту бібліотеки програми 3D Studio текстурне оформлення поверхні

об’єктів, наприклад, під колір дерева;

— модуль Keyframer дає змогу на кінцевому етапі анімувати

нерухому тривимірну сукупність об’єктів, створених у модулі 3D Studio.

З розвитком технології мультимедіа простежується тенденція до

розвитку мультимедіа

-акселераторів. Мультимедіа-акселератор –

це програмно-апаратні засоби, які об’єднують базові можливості

графічних акселераторів з однією чи декількома мультимедійними

функціями.

Графічний акселератор — це програмно-апаратні засоби

прискорення виконання графічних операцій, зокрема, перенесення блоку

даних, замалювання об’єкта, підтримування апаратного курсору. До

мультимедійних функцій належать цифрове фільтрування і масштабу-

вання відео, апаратне цифрове

стискання–розгортання відео, приско-

рення графічних операцій, пов’язаних із тривимірною графікою,

підтримування “живого” відео, наявність композитного відеовиходу,

виведення телевізійного сигналу (TV) на екран. Усе це, здебільшого,

потребує встановлення у комп’ютер додаткових пристроїв.

До початку 90-х рр. було розроблено декілька десятків приклад-

них пакетів програм з технологією мультимедіа, але конкретного

стандарту не було. 1991 р. фірми Microsoft i IBM водночас запропонували

два стандарти. Фірма ІВМ запропонувала стандарт Multimedia, а фірма

Microsoft – МРС. Решта фірм-виробників стали розробляти пакети

програм на основі цих стандартів. Поки що розроблені стандарти на

приводи CD-ROM; Sound Bluster – звукові карти; MIDI-інтерфейс –

стандарт для під’єднання різних музичних синтезаторів; DCI-інтерфейс –

інтерфейс із дисплейними драйверами, які

дають змогу відтворювати

повноекранну відеоінформацію; MCI-інтерфейс – інтерфейс для

керування різними мультимедійними пристроями; стандарти на графічні

адаптери. Фірма Apple спільно з FujiFilm розробила перший промисловий

стандарт ІЕЕЕР1394 для набору мікросхем FIRE Wire, що дає змогу

наділити цифровим інтерфейсом різні товари, наприклад, відеокамери,

для використання їх у технології мультимедіа.

Існує два формати зображень, які застосовуються у комп’ютері:

растрові і векторні. У растровому форматі зображення розбивається

на маленькі рівні частини (пікселі), завдяки чому формується сітчастий

візерунок. Уся інформація про кольори записується для кожного пікселя.

В цій інформації міститься певна кількість кольорів, тіней і відтінків на

піксель. Кількість інформації, що міститься в пікселі, визначає глибину

пікселя. Чим більше бітів інформації на піксель

, тим більше кольорів,

тіней і відтінків може містити піксель, тобто, чим більше кольорів має

зображення, тим вища роздільна здатність і чіткіша якість зображення.

Діаграму кольорів відповідно до кількості бітів на піксель, подано у

таблиці (див. табл. 1.3).

Якість комп’ютерного зображення поліпшується зі зростанням

кольорової глибини. Разом з тим, чим більше використовується кольорів

та відтінків, тим більший розмір файла, потрібний для збережен-

ня сформованого зображення у пам’яті комп’ютера. Наприклад, 16-

кольорове зображення займає 49 Кб, 256-кольорове – 98,3 Кб, а

16777216-кольорове – 294,9 Кб пам’яті.

Растрові формати використовуються для створення фотографічно

достовірних зображень і є найбільш популярними формами для роботи

у технології мультимедіа. Такі типи зображень

, як BMP, PCX, TIF, TGA

тощо використовують растровий формат зображення.

Векторні зображення (відомі також як об’єктно-орієнтовані

зображення) визначаються двома (або більше) точками, пов’язаними

математичними функціями. За допомогою цієї техніки створюються

плавні і чіткі лінії.

Векторні зображення, порівняно з растровими, мають низку

переваг, зокрема:

— потребують менших розмірів файлів для збереження зобра-

ження;

— піддаються масштабуванню, тобто зображення можна без

спотворень збільшувати або зменшувати;

— на відміну від растрових зображень, які подають у вигляді

одного шару, векторні зображення

можуть працювати з декількома

шарами, що дає змогу накладати зображення одне на одне, створю-

ючи таким чином різні рівні відображення.

Типами файлів, що використовують цей формат, є CDR

CorelDRAW, PIC Lotus, WMF Microsoft, HGL Hewlett-Packard i WPG

WordPerfect. Деякі з поширених графічних процесорів (наприклад, Paint-

Shop Pro) можуть завантажувати векторні зображення, але не всі

програми здатні зберігати зображення в їхньому первісному форматі.

Найширшого застосування

технологія мультимедіа набула у сфері

освіти. Створені відеоенциклопедії з багатьох шкільних предметів,

музеїв, міст, маршрутів подорожей тощо. Нині всі провідні навчальні

заклади України різного ступеня акредитації для навчання студентів

використовують комп’ютерні підручники, лабораторні практикуми та

різні методичні напрацювання. Ця форма навчання особливо є корисною

для студентів заочної форми навчання, які проживають (працюють)

на значній відстані від рідного ВУЗу.

Розроблено ігрові ситуаційні тренажери, що скорочує час

навчання. Технологія мультимедіа створює передумови для розвитку

Таблиця 1.3. Таблиця кольорів відповідно до кількості бітів на піксель

“домашньої індустрії”, що призводить до скорочення виробничих площ,

переїздів, збільшує продуктивність праці.

Завдяки мультимедіа-технології виникла можливість динамічно

відстежувати індивідуальні запити світового ринку, що відображається

в тенденції переходу до дрібносерійного виробництва, і є незамінним

компонентом у системі електронної комерції.

Особливі перспективи мультимедіа-технологія відкриває у сфері

дистанційного навчання, яке нині стало значно

поширеним.

До сфер, у яких найбільше застосовують мультимедіа-техноло-

гії, належать:

— інтерактивне (діалогове) навчання;

— інформаційні кіоски, що застосовують у мережі готелів, скла-

дів, аеропортів, банків тощо;

— стимулювання продажу засобів автоматизації, які дають змогу

повідомляти про споживчі контракти, відправляти й отримувати пошту,

забезпечувати на відстані доступ до даних про ринок і

виконувати інші

завдання;

— демонстраційні дискети, які дають можливість за допомогою

звуку, анімації та графіки рекламувати товари і послуги;

— електронні брошури, які з метою реклами надають докладні-

шу характеристику про різні фірми, корпорації та їхні вироби;

— інтерактивні презентації;

— інтерактивний Internet.

1.3. ТЕХНОЛОГІЯ GRID

1.3.1. Загальні відомості

Grid-технологія – це розподілена обчислювальна інфраструктура,

що об’єднує ресурси різних типів з колективним доступом до цих

ресурсів у рамках віртуальних організацій, які складаються з підпри-

ємств та окремих фахівців і спільно використовують ці загальні ресурси.

Термін Grid (сітка, грати) почали використовувати з середини 90-

х років минулого століття і був вибраний за аналогією

з мережами

передачі і розподілу електроенергії (Power Grids).

Розвиток і впровадження Grid-технології має стратегічне значення.

У найближчій перспективі ця технологія дасть змогу створити

принципово новий обчислювальний інструмент для розвитку високих

технологій у різних сферах людської діяльності.

Ідейна основа Grid-технології – об’єднання ресурсів через

створення комп’ютерної інфраструктури нового типу, що забезпечує

глобальну інтеграцію інформаційних і

обчислювальних ресурсів на

основі мережних технологій та спеціального програмного забезпечення

проміжного рівня (між базовим і прикладним ПЗ), а також набору

стандартних служб для забезпечення надійного спільного доступу до

географічно розподілених інформаційних та обчислювальних ресурсів:

окремих комп’ютерів, кластерів, сховищ даних і мереж.

Поява Grid-технології обумовлена такими передумовами:

– необхідністю розв’язування складних

наукових, виробничих,

інженерних і бізнес-задач;

– стрімким розвитком мережного транспортного середовища і

технологій високошвидкісної передачі даних;

– наявністю в багатьох організаціях обчислювальних ресурсів:

суперкомп’ютерів або, що найбільш часто зустрічається, організованих

у вигляді кластерів персональних комп’ютерів.

Використання Grid-технології може забезпечити новий якісний

рівень, а іноді і реалізувати принципово новий підхід в

опрацюванні

величезних обсягів експериментальних даних, забезпечити

моделювання найскладніших процесів, візуалізацію великих наборів

даних, складні бізнес-додатки з великою кількістю обчислень.