Наукоемкие информационные технологии

 

 

 

 

 

 

 

Доклад на тему:

«Наукоёмкие информационные технологии»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                       Выполнила Мороз Валерия,

                                                                                       студентка 106 группы.

Понятие наукоемких информационных технологий

Технологии – это наиболее рациональный способ организации любого процесса, совокупность приемов и  методов, определяющих последовательность действий для реализации производственных процессов.

С изобретением книгопечатания Иоганом Гутенбергом, связывается начало эпохи зарождения новой информационной цивилизации. ХIХ век дал новый импульс развитию информационных технологий, а в середине ХХ века начинается век кибернетики, эра цифровых технологий.

Информационные  технологии (ИТ, от англ. information technology, IT) —наиболее рациональным способом организованный процесс реализации информационного интереса; широкий класс дисциплин и областей деятельности, относящихся к технологиям создания, сохранения, управления и обработки данных, в том числе с применением вычислительной техники. В последнее время под информационными технологиями чаще всего понимают компьютерные технологии. В частности, ИТ имеют дело с использованием компьютеров и программного обеспечения для создания, хранения, обработки, ограничения к передаче и получению информации. 

У понятия технологии существуют три уровня:

• Орудия труда ( станки, механизмы, машины, технические агрегаты)
• Человек (обладатель определенных предметов труда)
• Совокупность приемов труда, навыки, последовательность действий, описание принципов труда и его основ ( то есть идеологию орудий и навыков труда).

Эволюция всех трех компонентов  всегда давала какие-то новые качества, появлялись наиболее рациональные формы и методы труда. Постепенно в ходе усложнения производственного процесса, появления новых орудий труда, увеличения количества производственных операций, и сам человек приобретал новые качества в ходе эволюционного процесса взаимного влияния названных трех элементов. Постоянное их обновление, запоминание новых, строго повторяющихся последовательностей, появление все новых и новых навыков и их описание в виде алгоритма понималось обществом как необходимость реализации наиболее рациональных приемов и способов технических решений и производственных процессов. Это, в свою очередь, продвигало вперед все слои социальной системы, а также структуру культуры общества, в этом заключается технологический смысл научно- технического прогресса.

Информационные технологии тесно связаны с тремя названными процессами труда. Характер труда в  этой сфере тесно связан с информацией, то есть с основным сырьем информационной деятельности. При подходах к изучению информационных технологий также используются три важных компонента:

• Орудие обработки информации
• Человек как носитель навыков информационного труда
• Описание идеологии процесса производства использования информации

Эволюция развития этого  вида труда человека постепенно превращала мене эффективные навыки обработки  информации в более эффективные.

Информационная сфера  деятельности человека постепенно прошла многие стадии своего развития: от кустарных  навыков обработки информации к  наиболее эффективным- компьютерно-цифровым, современным наукоемким информационно-компьютерным технологиям.

Научное понимание информационных технологий представляет собой совокупность рациональных приемов и способов изменения(преобразования) состояния информации, ее свойств, формы и содержания с целью принятия эффективных управленческих решений и других информационных потребностей.

Специалисты выделяют три  уровня понимания в области информационных технологий:

• Теоритический (создание моделей сложных информационных процессов)
• Исследовательский (разработка новых методов и способов преобразования информации с целью конструировать наиболее оптимальные информационные технологии)
• Прикладной (использование информационных технологий на инструментальном и предметно-функциональном уровне принятия решений)

Большая часть современных  человеческих проблем сегодня решается на прикладном уровне понимания и  использования информационных технологий.

Различают традиционные (технологии, используемые в обществе, являются общепринятой нормой, а сама технология существенно не изменяется в течении жизни одного поколения, то есть 25 лет. Примерами традиционных  информационных технологий могут служить: телефон, пишущая машинка, однако сегодня пишущую машинку вытесняет компьютер, его широкое применение началось около 20 лет назад ) и наукоемкие информационные технологии.

Наукоёмкие технологии — основной сегмент какой-либо (любой) отрасли, реализующий инновации с помощью научно-исследовательских и технологических работ . Таким образом, наукоёмкие технологии подразумевают под собой инвестиции в науку. Наукоёмкое производство стало проявляться в конце XX — начале XXI вв., обозначив собой быстро развивающиеся отрасли.

Наукоёмкие информационные технологии представляют собой наиболее высокоразвитые способы изменения  состояния информации, они связаны  с использованием новейших средств  вычислительной техники, средствами связи  и пользования информацией, а  также современным уровнем научно-технической  революции, и основаны на результатах  труда специалистов высокой квалификации.

 

 Виды наукоемких  информационных технологий.

1.ИТ, имитирующие мышление человека с помощью мощной вычислительной техники ( техники искусственного интелекта).

Иску́сственный интелле́кт - наука и технология создания интеллектуальных машин, особенно интеллектуальных компьютерных программ. ИИ связан со сходной задачей использования компьютеров для понимания человеческого интеллекта, но не обязательно ограничивается биологически правдоподобными методами.

Профессор Д.А. Поспелов дает следующее определение «интеллектуальной  системы»: «Система называется интеллектуальной, если в ней реализованы следующие  основные функции:

накапливать знания об окружающем систему мире, классифицировать и оценивать их с точки зрения прагматической полезности и непротиворечивости, инициировать процессы получения новых  знаний, осуществлять соотнесение новых  знаний с ранее хранимыми;

пополнять поступившие  знания с помощью логического  вывода, отражающего закономерности в окружающем систему мире или  в накопленных ею ранее знаниях, получать обобщенные знания на основе более частных знаний и логически  планировать свою деятельность; общаться с человеком на языке, максимально приближенном к естественному человеческому языку, и получать информацию от каналов, аналогичных тем, которые использует человек при восприятии окружающего мира, уметь формировать для себя или по просьбе человека (пользователя) объяснение собственной деятельности, оказывать пользователю помощь за счет тех знаний, которые хранятся в памяти, и тех логических средств рассуждений, которые присущи системе».

В зависимости от набора компонентов, реализующих рассмотренные  функции, можно выделить следующие  основные разновидности интеллектуальных систем:

• интеллектуальные информационно-поисковые системы;
• экспертные системы (ЭС);
• расчетно-логические системы;.
• ситуационные системы и технологии

 

Интеллектуальные информационно-поисковые  системы являются системами взаимодействия с проблемно-ориентированными (фактографическими) базами данных на естественном, точнее ограниченном как грамматически, так и лексически (профессиональной лексикой) естественном языке (языке деловой прозы). Для них характерно использование, помимо базы знаний, реализующей семантическую модель представления знаний о проблемной области, лингвистического процессора.

Экспертные системы являются одним из бурно развивающихся классов интеллектуальных систем. Данные системы в первую очередь стали развиваться в математически слабо формализованных областях науки и техники, таких как медицина, геология, биология и др. Для них характерна аккумуляция в системе знаний и правил рассуждений опытных специалистов в данной предметной области, а также наличие специальной системы объяснений.

Расчетно-логические системы позволяют решать управленческие и проектные задачи по их постановкам (описаниям) и исходным данным вне зависимости от сложности математических моделей этих задач. При этом конечному пользователю предоставляется возможность контролировать в режиме диалога все стадии вычислительного процесса. В общем случае, по описанию проблемы на языке предметной области обеспечивается автоматическое построение математической модели и автоматический синтез рабочих программ при формулировке функциональных задач из данной предметной области. Эти свойства реализуются благодаря наличию базы знаний в виде функциональной семантической сети и компонентов дедуктивного вывода и планирования

Ситуационные системы  и технологии –рациональные способы и приемы выработки стратегических решений и принятия мер, направленных на решение стратегических задач в сфере управления любой системой. Для использования подобных систем создаются специализированные информационные центры или ситуационные центры, которые представляют собой комплексы программно-аппаратных и визуально-информационных средств, предназначенных для коллективной интерактивной работы руководителей в различных сферах управления. Ситуационные центры создаются, например, в федеральных органах исполнительной власти. Основу информационных центров составляют информационные автоматизированные аналитические системы, которые включают в себя:

• огромные массивы информации, базы данных и банки знаний
• специальные выделенные и защищенные каналы связи
• информационные технологии аналитического характера
• технологии быстрого поиска вводимой по запросу информации, подлежащей анализу( документов, событий, персон, ситуаций)
• сложную вычислительную технику с обязательным использованием различных визуальных технологий, в том числе дистанционных систем видеоконференции.

 

Среди современных методов  обучения можно отметить и успешное применение автоматизированных обучающих  систем, в частности на основе AIML-технологии (Artificial Intelligence Markup Language). Технологии AIML, являющиеся альтернативой громоздким методам построения систем искусственного интеллекта, позволяют имитировать текстовое общение обучаемого с преподавателем. Таким образом, достижения теории и практики создания систем искусственного интеллекта могут использоваться при совершенствовании приемов изучения нового материала и контроля остаточных знаний в процессе дистанционного обучения, в том числе и с использованием автоматизированных обучающих систем. (Кацуба О.Б. ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ДИСТАНЦИОННОГО ОБУЧЕНИЯ НА ОСНОВЕ ГЛОБАЛЬНОЙ СЕТИ INTERNET // Современные наукоемкие технологии. – 2005. – № 10 – С. 19-20 )

2.Биоинформационные технологии.

Биоинформатика – научная специальность,  занимающаяся изучением организации и функционирования биологических систем разного уровня  (от молекулярного до популяционного) на основе методов и средств информатики.  Достижения науки последних лет позволили для решения проблем создания искусственного интеллекта использовать биотехнологии.  Они формируются на базе новых принципов и архитектуры построения ЭВМ: структуры и процессов человеческого мозга, нейронных сетей низших типов животных; методов получения биологических проводников электрического тока, создание искусственных нейронных сетей в виде специализированных электронных схем, состоящих из электронных аналогов головного мозга.

Общая минерализация воды многих рек России возросла в последние годы от 250 до 1000-1500 мг/л, а в некоторых регионах (Поволжский экономический район, Северный Кавказ и др.) превышает 2000-2500 мг/л. Все это делает чрезвычайно актуальной проблему повышения эффективности существующих и разработки и внедрения гибких систем управления очистки и обессоливания производственных сточных вод разного профиля.

Решение данной проблемы возможно управляемой интенсификацией процессов  обезвреживания стоков целенаправленным использованием для этих целей биоценоза  водных экосистем - деятельности микроорганизмов, микроводорослей, высших водных растений (макрофитов) и др. (Морозов Н.В. РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ БИОТЕХНОЛОГИИ В ПРАКТИКУ ОЧИСТКИ И ОБЕССОЛИВАНИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ПОЛЮТАНТОВ //

17.03.2012. Специалисты японского научно-технологического агентства, объединяющего работу университетов Токио и Кейо, создали небольшое устройство, которое легко может оживить любую мягкую игрушку и превратить ее в послушного плюшевого робота. Устройство называется Pinoky и являет собой специальный браслет, который можно надеть на конечности игрушек, например на хвост, уши или руки с ногами. Те части тела игрушки, на которые надет браслет, можно привести в движение. Теперь браслет будет шевелить конечностями так, как будет указано с пульта дистанционного управления. Если бы устройство просто представляло собой сервомотор, спрятанный в пластиковое кольцо, то игрушку нельзя было бы назвать роботом. Но у Pinoky есть микроконтроллер и фотодатчики, с их помощью устройство можно программировать на определенные действия.

25.02.2012. DRDO Индии (Организация оборонных исследований и разработок) начала разработку военных роботов для оснащения сухопутных войск. В программу роботизации армии Индия вложила 5 млрд. рупий, что приблизительно приравнивается к 94.3 миллионов долларов США. На данном этапе Организация оборонных исследований и разработок выясняет у военных требования к будущему роботу и составляет соответствующую документацию. Уже сейчас известно, что планируется разработать несколько боевых роботов для различных стратегических задач: для разведки и наблюдения, для обезвреживания мин и самодельных взрывных устройств, и для огневой поддержки.