S-сигнал

© В.Д. Ильин, 2009
□ S-СИГНАЛ (англ. S-signal) —

физически реализованное (в виде композиций значений напряжения, частоты или др.) представление s-кода, рассчитанное на распознавание и интерпретацию аппаратным средством s-машины (микропроцессором, видеоконтроллером или др.). □

☼ В цифровой s-машине с двоичным представлением s-кодов машинных команд и данных s-сигналы — это композиции двух типов импульсов напряжения на выходах транзисторов. Один тип соответствует двоичному нулю, а другой — двоичной единице. ☼

См. TSM – комплекс средств формализации гипермедийных описаний s-моделей.

Реклама

СИНФ: система знаний информатики

© В.Д. Ильин, 2007, 2009

□ СИНФ: система знаний информатики (англ. SINF: Knowledge System of Informatics)  –

распределённая гипермедийная система знаний информатики, рассчитанная на исследователей, разработчиков информационных технологий, преподавателей вузов, аспирантов и студентов профильных специальностей. □

Служит методологическим основанием, интегрирующим научно-исследовательские и педагогические процессы. СИНФ — комплексное средство оперативного представления и открытого обсуждения научных результатов, новых информационных технологий и обновляющегося понятийного аппарата информатики.

В состав СИНФ входят журнал ИНФОРМАТИКА: S-моделированиеЭнциклопедия информатики ИНФОПЕДИЯ и Интернет-сервисы Планирования Ресурсов (Res-plan.com) , которые реализуют уникальные алгоритмы, позволяющие гибко и эффективно решать задачи планирования ресурсов.

Энциклопедия информатики ИНФОПЕДИЯ и журнал ИНФОРМАТИКА: S-МОДЕЛИРОВАНИЕ служат средством оперативного представления и открытого обсуждения научных результатов, новых информационных технологий и обновляющегося понятийного аппарата информатики.

ИНФОПЕДИЯ служит аккумулятором апробированных знаний, представляющим обновляющийся понятийный аппарат информатики, журнал — средством апробации моделей научных знаний, а Интернет-сервисы планирования ресурсов — комплексом программно реализованных средств решения актуальных задач планирования ресурсов.

Как средство публикации научных материалов СИНФ — это собрание научных трудов по информатике.

СИНФ создана как платформа сотрудничества учёных, ведущих исследования в области информатики, преподающих в профильных вузах, осуществляющих научное руководство аспирантами и докторантами.

См. TSM – комплекс средств формализации гипермедийных описаний s-моделей.

/ Основы построения и функционирования

Процессы наполнения и обновления СИНФ реализуются сообществом информатиков, объединённых технологиями распределённой расширяющейся совокупности виртуальных лабораторий. Электронные публикации научных результатов, их сетевое обсуждение и апробация — унифицированные составляющие деятельности этих лабораторий. Апробированные результаты, оформленные по стандартам СИНФ, расширяют и обновляют s-модель системы знаний информатики. Исследователи, преподаватели, аспиранты и студенты используют настраиваемые СИНФ-сервисы (каждый тип рассчитан на определённый вид деятельности; настройки позволяют учесть уровень профессиональной подготовки пользователя). В частности, Интернет-сервисы Планирования Ресурсов (Res-plan.com) реализуют уникальные алгоритмы, позволяющие гибко и эффективно решать задачи планирования ресурсов.

SINF S-модели систем понятий информатики представлены в  Энциклопедии информатики ИНФОПЕДИЯ, методологически и ресурсно связанной с журналом ИНФОРМАТИКА: S-моделирование [1].

/ Литература

1. В.Д. Ильин, И.А. Соколов. Символьная модель системы знаний информатики в человеко-автоматной среде. Информатика и её применения. Том 1. Вып. 1, 2007, с.66-78.

/ Дневник статьи

Авторское видео сообщение о реализации задачных связей между понятийными мирами информатики, физики и математики в рамках проекта СИНФ.

S-среда

© В.Д. Ильин, 2009

□ S-среда (англ. S-environment) —

объединение взаимодействующих s-сетей и отдельных s-машин, используемых для решения задач s-моделирования и применения полученных результатов. Средство информатизации различных видов деятельности.

См. TSM – комплекс средств формализации гипермедийных описаний s-моделей.

Современным воплощением ядра s-среды является Интернет.

Каждая s-модель, хранящаяся в s-среде – это некоторое сообщение, рассчитанное на интерпретацию получателем определенного типа. Спецификации программируемых задач интерпретируют программисты. Исходные тексты написанных ими программ – программы-трансляторы (компиляторы, интерпретаторы, ассемблеры). Инструкции, из которых состоят исполняемые программы, интерпретируют микропроцессоры s-машин. Сообщения, представленные в форме аудио- и видеофайлов – соответствующие программы-плееры. Сообщения, поступающие от веб-серверов в ответ на запросы пользователей и представляющие собой веб-страницы, интерпретируют программы-браузеры. Графические (текст, неподвижные и подвижные изображения), аудио и механические сообщения, выводимые соответственно на экраны мониторов, колонки аудиосистем (или наушники) и корпуса, напр., мобильных устройств (вибровызовы) – такие сообщения интерпретируют люди.
Книга, созданная писателем, музыкальная композиция, произведение художника и т.д. – всё это сообщения, рассчитанные на получателей различных типов. Успешная интерпретация сообщений позволяет извлечь информацию.

/ Изобретатели и строители s-среды

Изобретатели систем символов и систем кодов, систем машинных команд и языков программирования, трансляторов, сетевых архитектур и протоколов, сервис-ориентированных архитектур, чипсетов и т.д. – это творцы, деятельность которых осуществляется в s-среде и направлена на методологическое обеспечение проектов ее непрерывно продолжающегося строительства. Их продукция служит основанием для творчества программистов, разработчиков аппаратных составляющих s-машин и др. (строителей s-среды). Все вместе они изобретают и строят s-среду.

/ Пользователи s-среды

Ими являются все, кто применяет средства s-среды. В их число входят изобретатели и строители s-среды. Программисты и проектировщики, использующие САПРы (системы автоматизированного проектирования) различного назначения; дизайнеры, композиторы, художники, литераторы, создающие свои произведения с использованием различных редакторов, установленных на их s-машинах (ноутбуках, персональных компьютерах и др.) – все они пользователи s-среды.

Изобретатели, строители и другие пользователи s-среды неразрывно связаны ею. Их деятельность непрерывно увеличивает число s-моделей систем понятий и систем знаний (см. S-модель системы знаний), хранящихся и использующихся в s-среде. Вместе они увеличивают потенциал s-среды, который, в свою очередь, позволяет увеличить потенциал каждого из них.

/ Электронная и бумажная формы сообщений

В эти дни преобладают две формы документального представления сообщений: в s-среде – электронная (файлы на CD или DVD, веб-сайты и др.), вне её – бумажная (книги, брошюры и др.). При этом  большинство бумажных документов получают путем распечатки соответствующих им электронных. В частности, бумажные книги выпускают, используя т.н. оригиналы-макеты, представляющие собой электронные документы. Бумажная форма часто используется для дублирования электронной. На начальном этапе создания продукции интеллектуальной деятельности современные авторы пользуются различными редакторами для построения сообщений, установленными на s-машинах. Поэтому рождаются сообщения в электронной форме и сохраняются в виде файлов.

Пока еще сохраняющаяся потребность в бумажных формах связана с тем, что:
— часть населения не пользуется s-машинами (по разным причинам);
— среди пользующихся s-машинами есть те, кто иногда или постоянно предпочитает бумажные формы для того, чтобы читать произведения.

// Возможности: изобразительные, навигационные и др.

По богатству изобразительных, навигационных и др. возможностей (в частности, связанных с распространением произведений) электронные гипермедийные (см. Гипертекст) сообщения, используемые, напр., в веб-сервисах, нелепо сравнивать с бумажными. Сочетание в них текста, картинок, аудио- и видео- составляющих и наличие удобных навигационных средств (гиперссылок, позволяющих вызывать различные сервисы (почтовый, поисковый и др.) или произвольно перемещаться между документами; перекрёстных ссылок, предназначенных для произвольного перемещения внутри документа) – всё это несопоставимо с тем, что может дать самая роскошная книга с цветными иллюстрациями.

☼ Читая (интерпретируя) гипермедийную книгу, можно быстро выяснить значение непонятного слова (перейдя к электронному словарю или энциклопедии) и снова вернуться; можно посмотреть видеоклип, послушать аудиозапись (напр., с комментарием автора). Таких возможностей довольно много и с каждым месяцем становится всё больше. Гипермедийная библиотека объемом, превышающим в разы бумажные библиотеки ярых библиофилов, легко уместится на нескольких жёстких дисках. Отправляясь в отпуск, командировку или ещё куда-то, можно закачать избранные вещи на карту памяти смартфона или в память накопителя планшетного компьютера. ☼

// Обновления

Электронная форма даёт возможность относительно легкого обновления хранящегося сообщения (дополнения, изъятия каких-то фрагментов; изменений в оформлении, исправления ошибок и др.). Если сообщение (напр., научная статья) размещено на веб-сайте, то процесс обновления выполняется довольно просто. Сразу после его завершения пользователи имеют возможность ознакомиться с обновленным произведением (с точным указанием содержания выполненного обновления).

// Комментарии, форумы, рецензии

Существование произведения в форме электронного сообщения позволяет автору выбрать приемлемые для него дисциплины комментирования, форумов и рецензирования (если он выкладывает произведения на своём сайте). Если же – на сайте творческого сообщества, то всё это должно соответствовать правилам сообщества.

// Авторское право, плагиат

☼Выложил автор произведение на сайте своего творческого сообщества. Поступившее сообщение автоматически зарегистрировано (на него заведена электронная карточка). Любое обновление регистрируется в этой карточке. Скрыть улики хищения значительно труднее, чем в случае с бумажной формой.

// Писатель, художник, композитор, исполнитель: в одном лице

Вспомните рисунки А.С. Пушкина и М.Ю. Лермонтова. Многие творцы научных, художественных и др. произведений имеют склонность и способности делать неподвижные, а в наши дни и подвижные изображения (анимации, видеоклипы и др.), дополняющие тексты их книг. То же можно сказать и о художниках, скульпторах и музыкальных композиторах: редко, кто из них откажется от авторского комментария. Более того, немало авторов имеют склонность к авторскому исполнению своих произведений. S-среда служит инструментарием, позволяющим творцам использовать при создании своих произведений сочетания выбранных ими символьных систем и непрерывно прирастающий арсенал сообщений, хранящихся в ней.

/ Ближайшее будущее s-среды определено интенсивным развитием разнообразных сервисов (образовательных, коммерческих, развлекательных и др.; см. Интернет-сервисы Планирования Ресурсов, входящие в состав системы знаний информатики СИНФ).

S-сеть

© В.Д. Ильин, 2009

□ S-сеть (англ. Network) —

система, состоящая из s-машин [компьютеров и компьютерных устройств (принт-серверов, серверных веб-камер и др.)], взаимодействующих по единым правилам, определённым сетевыми протоколами. Предназначена для совместного пользования различными s-сервисами (электронной почтой, поисковыми системами и др.), информационными ресурсами, программами (☼ программами серверов приложений ☼) и аппаратными средствами (жёсткими дисками, принтерами и др.) s-машин. Служит конструктивным элементом при построении s-среды. □

См. TSM – комплекс средств формализации гипермедийных описаний s-моделей.

/ Основы построения и функционирования

Для объединения s-машин в s-сеть необходимы сетевые аппаратные средства (сетевые адаптеры, установленные на компьютерах; коммутаторы, маршрутизаторы, кабели и др.) и программные средства, реализующие правила взаимодействия программных и аппаратных компонент s-сети, которые определены сетевыми протоколами. Сетевые протоколы соответствуют действующим в s-сети сетевым технологиям (комплексам программно-аппаратно реализованных методов, определяющих функционирование s-сети).

// По назначению программные и аппаратные составляющие s-сети разделяют на три уровня

На верхнем – прикладные программы [серверы и клиенты электронной почты, веб-серверы и браузеры (см. Веб) и др.]; на среднем – программные средства, реализующие сетевые протоколы; на нижнем – сетевые аппаратные средства.

// Узлы s-сети, сетевая адресация и обмен сообщениями между узлами

S-машины в составе s-сети, имеют уникальные (в её пределах) сетевые адреса (принадлежащие единому сетевому адресному пространству) и называются узлами s-сети.

Формат и интерпретация сетевого адреса определяются применяемым сетевым протоколом [☼если применяется IPпротокол, то узлы получают IP-адреса (см. Интернет)].

Взаимодействие между узлами осуществляется путём обмена сообщениями, автоматически разбитыми на части определённого формата, называемые сетевыми пакетами. Разбивку на пакеты, их сжатие (при необходимости) и др. осуществляют программы, реализующие сетевые протоколы.

Оптические или электрические сигналы, соответствующие значениям битов в составе сетевых пакетов, передаются по медным или оптоволоконным кабелям, а также – с использованием радио или др. видов беспроводной связи.

Проводные и беспроводные среды передачи сигналов s-сети называют сетевой средой передачи. Её свойства определяют скорость прохождения сигналов и допустимые расстояния их эффективной передачи. Наибольшая скорость достигается при передаче по оптоволоконным кабелям, а наименьшая – в беспроводной среде (применяемой для подключения перемещаемых компьютеров, а также когда прокладка кабелей нецелесообразна или невозможна).

// По размеру территории, охватываемой s-сетью, различают:

— локальная s-сетьLAN (Local Area Network); обычно размещается в помещениях здания или группы зданий;

— s-сеть, охватывающая территорию региона, страны или др. WAN (Wide Area NetWorks);

— глобальная s-сетьGAN (Global Area Networks) ☼самой крупной глобальной сетью является Интернет☼.

/ Сетевые протоколы

Эффективность функционирования s-сети во многом определяется применяемыми сетевыми протоколами. S-сети, построенные с использованием аппаратных и программных средств разных производителей, успешно взаимодействуют, если они соответствуют стандарту OSI (англ. Open System Interconnection – взаимодействие открытых систем), разработанному Международной организацией стандартизации (International Standarts Organization – ISO).

Семиуровневая модель OSI
Рис.1. Семиуровневая модель OSI

Концепцию этого стандарта обычно поясняют, пользуясь т.н. семиуровневой моделью OSI взаимодействия открытых систем (рис.1). Модель OSI представляет собой иерархическую систему стандартизованных на международном уровне сетевых протоколов, где множество протоколов разбито по функциональному назначению на семь взаимодействующих подмножеств (т.н. уровней абстракции).

Протоколы каждого уровня решают строго определенный комплекс задач и взаимодействуют только с протоколами смежных уровней (протоколы уровня 1 предоставляют сервисы протоколам уровня 2, те – протоколам уровня 3 и т.д.). Протоколы уровня 7 пользуются сервисами предоставляемыми протоколами уровня 6, но не предоставляют никаких сервисов протоколам других уровней; протоколы уровня 1 не пользуются сервисами других уровней.

В узле-отправителе программы, реализующие протоколы, включаются в работу, начиная с уровня 7, который отвечает за обмен сообщениями между приложениями (☼браузером и веб-сервером☼). На этом уровне находятся протоколы DNS (см. S-домен) системы отображения доменных имен в IP‑адреса, HTTP (см. Веб) транспортировки гипертекстовых (см. Гипертекст) документов и др. В узле‑получателе протоколы реализуются в обратном порядке, начиная с уровня 1, отвечающем за доставку потоков битов, согласование сигналов и др. (на этом уровне действуют протоколы Ethernet, Token Ring и др.).

/ Сетевые архитектуры

Сетевая архитектура определяет функциональное назначение узлов s-сети и методы их взаимодействия. Выбор сетевой архитектуры при создании s-сети определяется требованиями к её быстродействию, надёжности и др. В настоящее время наиболее распространены сетевые архитектуры клиент-сервер (англ. Сlient/Server network) и точка-точка (англ. peer-to-peer, сокр. P2P).

// В s-сети с архитектурой клиент-сервер узлы разделены по функциональному назначению на клиенты и серверы. Клиенты отправляют запросы только серверам и не принимают запросы. Серверы обрабатывают запросы и отправляют клиентам запрошенное (веб-страницу, сообщение электронной почты или др.). Серверы могут отправлять запросы друг другу (☼ при поиске файла ☼).

// В s-сети с архитектурой точка-точка (англ. peer-to-peer, сокр. P2P), называемых также пиринговыми, реализован принцип ролевой эквивалентности узлов, каждый из которых является одновременно и сервером, и клиентом. С ростом числа узлов пиринговой s-сети растут её эффективность и надёжность. Пиринговая s-сеть сохраняет работоспособность даже при небольшом числе функционирующих узлов. ☼ Архитектуру точка-точка имеют, файлообменные сети (для быстрого и надёжного обмена файлами). ☼ Пиринговые сети эффективны также для распределённых вычислений, применяемых при решении сложных задач, решение которых даже на суперкомпьютере выполнялось бы недопустимо долго.

// В гибридных s-сетях, сочетающих быстродействие клиент-серверных и надёжность пиринговых, реализованы элементы обеих архитектур.

/ Топологии s-сетей

Топология определяет конфигурацию связей между узлами s-сети. Различают топологии s-сети: точка-точка (англ. point-to-point), шина (bus),  звезда (star), кольцо (ring) и решётка (mesh).

// В s-сети с топологией точка-точка каждые два узла соединены между собой непосредственно.

// В s-сети, имеющей топологию шина, все узлы имеют общее соединение (при этом каждый узел получает не только сетевые пакеты, адресованные ему, но и – другим узлам).

// В s-сети с топологией звезда все узлы взаимодействуют через один общий узел (центр звезды), который может быть пассивным (не сортирующим проходящие через него пакеты) или активным (направляющим каждому узлу только адресованные ему пакеты).

// В s-сети, имеющей топологию кольцо, узлы соединены в кольцо (при этом через каждый узел проходят пакеты, направляемые из узлов, между которыми он расположен).

// В s-сети с топологией решётка каждый узел способен самостоятельно взаимодействовать с любым другим узлом.

Топологию шина, звезда или кольцо обычно имеют локальные s-сети (LANs).

Другие топологии применяются в s-сетях со значительной территориальной распределённостью (WANs).

/ Проблемы и тенденции развития

На современном этапе развития s-сетей необходимость разработок новых и совершенствования существующих сетевых технологий определена интенсивным ростом разнообразных сетевых сервисов (образовательных, торговых, развлекательных и др.), реализация которых требует значительного увеличения пропускной способности, надёжности и информационной безопасности s-сетей. При этом непрерывно растёт число сетевых узлов, представленных мобильными s-машинами (ноутбуками, коммуникаторами и др.), что требует поиска новых и развития действующих беспроводных сетевых технологий. Неубывающую актуальность сохраняет комплекс проблем информационной безопасности сетевых технологий [включая защиту от несанкционированного доступа к информационным ресурсам, программным и аппаратным средствам, от вредоносных воздействий [компьютерных вирусов (см. Вредоносная программа), спама и др.]. Часть проблем информационной безопасности и эффективности применения сетевых технологий связана с недостаточно квалифицированным администрированием многих s-сетей и неосмотрительным поведением сетевых пользователей [1].

/ Литература

1. В.Д. Ильин, Компьютерная сеть, Большая Российская энциклопедия. Том 14, 2009, с. 711-712

PDF-файл статьи

Эта статья — в сети ResearchGate

S-сервис

© В.Д. Ильин, 2009

□ S-сервис (англ. Online Service) –

комплекс онлайн-услуг определённого назначения (электронная почта, поиск и др.), реализованный в s-среде. □

См. TSM – комплекс средств формализации гипермедийных описаний s-моделей.

S-сервисы — воплощение информатизации «под ключ» различных видов деятельности [образовательной (дистанционное образование и др.), экономической (банковские сервисы и др.) и др.]. Пользователь s-сервиса, заплатив сервис-провайдеру, получает интересующие его услуги, освобождаясь от необходимости разбираться в аппаратных и программных средствах s-машин, заботиться об апгрейдах и апдейтах.

Интернет-сервисы — часть сетевых сервисов s-среды: Веб, электронная почта, IP-телефония (Skype и др.), поисковики (Google и др.) и др. (см. Интернет-сервисы Планирования Ресурсов, входящие в систему знаний информатики СИНФ).
Сервисы социальных сетей (ССС) — быстро растущий раздел Интернет-сервисов.
Блог-сервисы (LJ, WordPress и др.) — часть ССС, пользующаяся популярностью у любителей публичных дневников.

☼ Как в своё время были введены стандарты на резьбовые соединения, то же происходит и во всех составляющих обеспечения, производства и потребления s-сервисов. ☼

S-модель системы знаний

© В.Д. Ильин, 2008, 2009

□ S-модель системы знаний (англ. S-model of Knowledge System)  –

это триада <ca ≈ s-модель системы Sa метапонятий>, <set[lng] ≈ s-модель совокупности языков сообщений, интерпретируемых на ca>, <set[intr] ≈ s-модель совокупности интерпретаторов на ca сообщений, составленных на языках из set[lng]>. □

См. TSM – комплекс средств формализации гипермедийных описаний s-моделей.

/ Интерпретация сообщения на модели ca:

1. построение выходного сообщения (извлечение информации) по заданному входному;
2. анализ выходного сообщения (требуются ли изменения в модели ca);
3. если требуются, то – изменение модели ca; если нет – завершение.

/ Об s-модели языка сообщений
// Необходимым условием построения модели языка сообщений является существование моделей системы метапонятий, на которой предполагается интерпретировать сообщения, составленные на языке, и базовых типов символов, композиции которых предполагается использовать для построения системы символов языка. Эти модели играют роль исходных для построения языка.

// Построение модели языка сообщений включает разработку моделей:
1. композиции базовых типов символов;
2. системы символов языка, построенной на основе модели композиции базовых типов символов;
3. системы правил конструирования сообщений с использованием модели системы символов.

/ Об s-модели интерпретатора сообщений

// Необходимым условием построения модели интерпретатора сообщений является существование моделей входного и выходного языков, а также – системы метапонятий, на которой должны интерпретироваться сообщения, составленные на входном языке.

// Построение модели интерпретатора включает разработку моделей:
1. распознавания сообщений на принадлежность входному языку;
2. интерпретации распознанных сообщений на модели системы метапонятий;
3. представления результата интерпретации в виде сообщения на выходном языке.

Спецификация системы понятий

© В.Д. Ильин, 2009

□ Спецификация системы понятий (англ. Specification of the System Concepts) –

определение системы понятий, удовлетворяющее трём необходимым требованиям конструктивности:

1. представление в виде пары <описание области применимости>, <s-модель системы понятий>;
2. в систему понятий, считающуюся определенной, не должны входить понятия, не имеющие определений (и при этом не относящиеся к понятиям-аксиомам);
3. область применимости определяемой системы должна принадлежать информатике. □

См. TSM – комплекс средств формализации гипермедийных описаний s-моделей.

Требование 1. связано с тем, что информатика имеет дело с моделями, которые рассчитаны на реализацию в s‑среде (то есть с s‑моделями).

/ □ Описание области применимости

(точки зрения, предложенной в [1]) – описание типов:

корреспондента (кому адресовано определение);

цели, в процессе достижения которой оно имеет смысл (классы задач, при изучении которых определение может быть полезно);

стадии, на которой целесообразно использовать определение (концепция исследования проблемы, методология решения проблемы (постановки задач и методы их решения), проектирование (разработка программно-аппаратных средств, сервис-ориентированных архитектур), поддержка применения сервисов, применение сервисов и т.д. □

Формулировка определения в виде пары <описание области применимости>, <s-модель системы понятий> позволяет уменьшить неопределённость истолкования.

В статье [2], где предложены конструктивные определения понятий «сообщение» и «информация» область их применимости указана явно.

/ Об определениях без указания области применимости

В работе К. Шеннона [3] и А.Н. Колмогорова [4] «сообщение» и «информация» рассматриваются как составляющие систем понятий, имеющих другие области применимости (по сравнению с рассматриваемой в [2]). Но они не описаны авторами определений.

Употребление понятий  «сообщение» и «информация» связано там с задачами оценки объёма кода некоторого сообщения или изменения предсказуемости исхода опыта.

// Так, для оценки изменения предсказуемости исхода опыта b в зависимости от исхода опыта a применяется разность энтропий I(a,b)=H(b)-Ha(b), где H(b) и Ha(b) – энтропия исхода опыта b при неизвестном и известном исходе опыта a соответственно. При этом I(a,b) рассматривается как приращение предсказуемости исхода опыта b, если известен исход опыта a. Заметим, что содержание опытов a и b и типы возможных исходов предполагаются заранее известными. Предполагается также, что знание исхода опыта a поможет в предсказании исхода опыта b (как, например, при извлечении белых и чёрных шаров из урны). Другими словами, все известно, кроме исхода опыта.

// К. Шеннон в [3] определил основную задачу связи, как «точное или приближенное воспроизведение в некотором месте сообщения, которое было выбрано из некоторого множества возможных сообщений и отправлено из другого места». Он рассматривал эту работу именно как математическую теорию связи. В предложенной им коммуникационной модели определены основные элементы, присущие любой коммуникационной системе.

Теория связи К. Шеннона представляет собой методологическое обеспечение технологий кодирования, передачи, декодирования и приема сообщений. К. Шеннон разделяет задачи передачи сообщений и определения их смыслового значения: «семантические аспекты связи не имеют отношения к технической стороне вопроса»: «…часто сообщения имеют значение, т.е. находятся в соответствии с некоторой системой с определенной физической или умозрительной сущностью».

// В трудах К. Шеннона [3] и А.Н. Колмогорова [4] говорится о «количестве информации» и рассматриваются задачи, связанные с этим понятием. Понятие «информация» в этих трудах не определено. В работах этих авторов задача извлечения информации путём интерпретации сообщений на моделях систем понятий не изучалась. Насколько известно авторам статьи [2], эта задача не изучалась и в других работах, связанных с понятием «информация».

Литература

1. Ильин В.Д., Система порождения программ, М.:Наука, 1989, с.264
2. Ильин В.Д., Соколов И.А., Информация как результат интерпретации сообщений на символьных моделях систем понятий, Информационные технологии и вычислительные системы, 2006, №4, с.74–82
3. Shannon C.E., A mathematical theory of communication, Bell System Technical Journal, 1948, July and October, vol. 27, pp. 379-423 and 623-656
http://cm.bell-labs.com/cm/ms/what/shannonday/shannon1948.pdf
4. Колмогоров А.Н., Три подхода к определению понятия «Количество информации», Проблемы передачи информации, 1965, т.1, вып.1, с. 3-11

S-сообщение

© В.Д. Ильин, 2008

□ S-сообщение (англ. S-message) —

конечная упорядоченная совокупность s-символов, рассчитанная на распознавание и интерпретацию получателем-человеком, или её s-код, удовлетворяющий требованиям решения базовых задач s-(представления, преобразования, распознавания, конструирования, интерпретацииобменасохранениянакопленияпоиска и защиты) в s-среде. Ключевое понятие s-моделирования. □

См. TSM — комплекс средств формализации гипермедийных описаний s-моделей.

S-модели систем понятий и систем знаний, в которых представлены результаты изучения некоторых сущностей (объектов исследований); программы, определяющие поведение s-машин; веб-страницы и файлы документов — всё это s-сообщения.

В s-среде люди с помощью s-машин:

  • формируют s-сообщения, представляя их на языках запросов, программирования и др.;
  • выполняют различные преобразования [☼ из аналоговой формы в цифровую и обратно; из несжатой в сжатую и обратно; из одной формы представления документа в другую (☼ *.doc в *.pdf ☼) ☼];
  • распознают полученные s-сообщения;
  • конструируют новые s-сообщения (программы для s-машин, документы и др.), используя ранее сохранённые сообщения;
  • интерпретируют s-сообщения на моделях систем понятий (которые хранятся в памяти интерпретатора также в форме s-сообщений);
  • обмениваются s-сообщениями [используя при этом программно-аппаратно реализованные системы правил (s-сетевые протоколы);
  • сохраняют и накапливают s-сообщения (создавая электронные библиотеки, энциклопедии и др. информационные ресурсы);
  • занимаются решением задач поиска и защиты s-сообщений.

/ Типы сообщений

В s-среде реализованы s-интерфейс типа «человек-s-машина» ≈ interface[::sides=h↔m] и — «s-машина-s-машина» ≈ interface[::sides=m↔m].

// Типы сообщений, соответствующие interface[::sides=h↔m]

s-сообщение[sides=h→m] ≈ message[::sides=h→m];

s-сообщение[sides=m→h] ≈ message[::sides=m→h].

/3/ Для производства сообщений типа message[::sides=h→m] человек использует:

1. органы речи (голосовые и речевые команды и извещения); при этом порождаются сообщения типа message[::(sides=h→m)::(means=audio)::audio means=speak], являющегося специализацией типа message[::(sides=h→m)::means=audio];  при этом message[::sides=h→m] > message[::(sides=h→m)::means=audio] > message[::(sides=h→m)::(means=audio)::audio means=speak;

2. части тела, производящие различимые движения (жесты рук; движения пальцев рук, головы, лица, ног и др.); при этом порождаются сообщения типа message[::(sides=h→m)::means=kinetic];

3. глаза (указание на расположение объекта, его оценка; реакция на полученное сообщение и др.); при этом порождаются сообщения типа message[::(sides=h→m)::means=visual].

Для ввода в s-машину сообщений типа message[::sides=h→m] применяются аппаратные средства hardware[::sides=h→m] (клавиатуры, микрофоны, фото- и видеокамеры и др.) и программные средства software[::sides=h→m], входящие в состав ОС и различных редакторов (текстовых, графических, аудио, видео и др.).

/3/ Для приёма сообщений типа message[::sides=m→h] человек использует:

1. зрение,
2. слух,
3. осязание,
4. обоняние.

Для вывода сообщений из s-машины, рассчитанных на человека, применяются программные средства software[::sides=m→h] (входящие в состав ОС, различных редакторов и др.) и аппаратные средства hardware[::sides=m→h] (дисплеи мониторов, ноутбуков, коммуникаторов, фото- и видеокамер и др., вывод на которые реализуют видеоконтроллеры; наушники, звуковые колонки и др., вывод на которые осуществляют аудиоконтроллеры и др.).

// Тип сообщений, соответствующий interface[::sides=m↔m]:

сообщение[::sides=m↔m] ≈ message[::sides=m↔m].

S-машины, обменивающиеся сообщениями типа message[::sides=m↔m], как правило, связаны между собой проводными или беспроводными средствами в составе s-сети (локальной, Интернет или др.), а передача и приём сообщений осуществляются в соответствии с одним из сетевых протоколов.

Символ в науке и технике

© В.Д. Ильин, 2009
□ Символ в науке и технике (англ. Symbol in Science and Technology) –

заменитель некоторого объекта (обозначающий заменяемый объект), принадлежащий определённому набору, предназначенному для формирования сообщений по заданным правилам. Каждый элемент такого набора наделён совокупностью свойств (одинаковой для всех элементов набора), обеспечивающей применимость в заданной среде формирования, передачи, интерпретации, сохранения сообщений и манипулирования ими (копирования, поиска и др.). 

См. TSM – комплекс средств описания s-моделей.

☼ В русском алфавите буква а — заменитель речевого звука, применяемый для формирования текстовых сообщений. В наборе символов, применяемых для описания системы знаний информатики СИНФ, изображение INF заменяет полное название этой системы. ☼

☼ Среда современного бумажного документооборота включает средства формирования рукописных и печатных сообщений на бумаге, пересылки их посредством авиа- или иной (неэлектронной) почты, копирования с помощью устройств для бумажных документов, поиска по карточкам каталогов, хранения в ящиках, шкафах или на полках. ☼

☼ Электронный документооборот реализован в s-среде, где конструктивными элементами для построения сообщений служат s-символы. В s-среде человек создаёт сообщения с помощью программ (текстовых, графических и видео редакторов) s-машин. Сохраняет эти сообщения на накопителях s-машин, манипулирует s-кодами сохранённых сообщений (копирует, перемещает, удаляет, переименовывает их) — всё это он делает с помощью программ. Пересылка сообщений на любое расстояние осуществляется с использованием сетевых сервисов [электронной почты (e-mail), пересылки файлов (ftp) и др.]. Поиск сообщений выполняется также с помощью специальных программ (установленных на s-машине пользователя) и сетевых поисковых сервисов. Электронные библиотеки и другие хранилища s-сообщений несопоставимы по уровню совершенства с «бумажными» предками. ☼

/ Предложенное истолкование понятия СИМВОЛ отличается от известных в науке и технике:

1. Символ рассматривается как элемент набора символов, предназначенного для формирования сообщений по заданным правилам.

2. Роль набора символов может выполнять что угодно [если это «что угодно» наделено совокупностью свойств, обеспечивающей применимость в заданной среде формирования, передачи, интерпретации, сохранения сообщений и манипулирования ими (копирования, поиска и др.)].

☼ Набор жестовых символов языка глухонемых (Sign Language); система Брайля для слепых (используются фактурные символы, рассчитанные на осязание посредством пальцев рук); набор звуковых символов музыкальной композиции и соответствующий ему набор графических символов нотного письма (Нотное письмо); набор графических символов шахматной нотации (Chess Notation). ☼

S-символ

© В.Д. Ильин, 2008

□ S-символ (англ. S-symbol) –

заменитель некоторого объекта, принадлежащий определённому набору, предназначенному для формирования s-сообщений по заданным правилам. Каждый элемент такого набора наделён совокупностью свойств (одинаковой для всех элементов набора), обеспечивающей применимость в s-среде для формирования, передачи, распознавания, интерпретации, сохранения сообщений и манипулирования ими (копирования, поиска и др.). Представлен в двух формах, одна из которых рассчитана на распознавание и интерпретацию человеком, другая (в форме s-кода) – программой s-машины. Реализуемое в s-среде средство представления произвольного объекта, наделённое набором свойств, обеспечивающих возможности:

1. распознавания и интерпретации человеком;

2. применения без участия изобретателя;

3. неограниченного числа воспроизведений по заданным правилам (копирования), удаления и перемещения в s-среде;

4. применения в задачах s-моделирования [s-(представления, распознавания, преобразования, конструирования, интерпретации, обмена, сохранения, накопления, поиска, защиты)]. Специализация символа по среде реализации. □

См. TSM – комплекс средств формализации гипермедийных описаний s-моделей.

Не предполагается никаких ограничений на виды и типы (см. далее) заменяемых символами объектов: они могут иметь любую физическую сущность, размещение, происхождение и назначение. Символы одного вида могут заменять символы другого вида (то же справедливо и для типов символов). Оригинальный символ, хранящийся только в памяти человека, который его изобрел, приобретает шанс стать воспроизводимым, когда он представлен в s-среде. Это означает, что новый символ описан его изобретателем с использованием других символов, считающихся известными. Другими словами, воспроизводимость предполагает обязательную опору на уже известные символы и средства их изготовления и применения.

☼ Предположим, необходимо создать новую иконку (англ. icon), расширяющую некоторый существующий набор иконок. Для изготовления используем шаблон (англ. template) для иконок этого типа. Этот шаблон является графическим s-символом, рассчитанным на изготовление множества подобных ему s-символов. ☼

Дискретность. Символы, используемые человеком, дискретны. Дискретность символов — необходимое условие их различимости. Она так же важна для человека, как для s-машин важна различимость s-кодов.

Пороговая различимость. Определяет допустимое уменьшение размеров визуальных s-символов, продолжительности звучания аудио s-символов и т.д.

/  Неискусственные средства производства и приёма сообщений человеком

// Для производства сообщений человек использует:

1. органы речи (голосовые и речевые команды и извещения);

2. части тела, производящие различимые движения (жесты рук; движения пальцев рук, головы, лица, ног и др.);

3. глаза (указание на расположение объекта, его оценка; реакция на полученное сообщение и др.).
◊ К настоящему времени (май 2008) в s-среде относительно продуктивно используются движения пальцев рук (посредством клавиатуры, мыши, стилуса, сенсорного экрана и др.). Распознавание звуковых команд и извещений находятся в стадии становления (большинство существующих реализаций пока не обладает качеством, приемлемым для массового применения). Использование глаз как средства производства сообщений, направляемых s-машине, исследовано менее всего. ◊

// Для приёма сообщений от s-машин человек использует:

1. зрение,

2. слух,

3. осязание,

4. обоняние.

◊ К настоящему времени (май 2008) в s-среде сравнительно продуктивно используются зрение (восприятие текста, неподвижных и подвижных изображений и др.) и слух (восприятие речи, музыки и др.). Осязание используется для приёма вибровызова мобильного телефона, в игровых устройствах и др.; обоняние осваивается (выпускаются приборы для распознавания запахов).◊

/ Виды s-символов

Каждому виду символов соответствует средство приёма сообщений, которым наделён человек:

1. визуальный (зрение);

2. аудио (слух);

3. тактильный (осязание);

4. запаховый (обоняние).

// Типы символов

Вид символов делится на типы.

□ Типу ts[A] символов соответствует множество A символов, для которых определены набор атрибутов at[A] и семейство op[A] допустимых операций. □

/3/ Виду в и з у а л ь н ы й соответствуют типы:

— графический [cлужит для построения s-сообщений, содержащих неподвижные изображения (фотографии, схемы и др.)];

— видео (для построения s-сообщений, содержащих подвижные изображения)
и др.

/3/ Виду а у д и о соответствуют типы:

— речевой (для построения s-сообщений, содержащих речевые фрагменты);

— музыкальный (для построения s-сообщений, содержащих музыкальные фрагменты)
и др.

/3/ Виду т а к т и л ь н ы й соответствуют типы:

— кинетический (служит для передачи s-сообщений путём перемещения элементов устройств, предназначенных для интерфейса с s-машиной (☼ вибровызов мобильного телефона ☼);

— фактурный (служит для передачи s-сообщений путём изменения фактуры поверхности (☼ плоская → волнистая или ребристая и т.д. ☼) элементов устройств, предназначенных для s-интерфейса с s-машиной (находится в стадии исследований);

— термический (служит для передачи s-сообщений путём изменения температуры поверхности элементов устройств, предназначенных для s-интерфейса с s-машиной (находится в стадии исследований).

/ Специализация и обобщение

□ Специализации типа ts[B] s-символов соответствует некоторое подмножество B<A s-символов с набором at[B] (at[B] > at[A]) атрибутов и семейством op[B] (op[B] > op[A]) допустимых операций. Тип ts[A] будем называть обобщением типа ts[B]. □

Текстовыйгипертекстовыйанимационный и др. – специализации типа графический.

Тип текстовый служит для построения s-сообщений, содержащих текстовые фрагменты. Элементы множества s-символов типа текстовый – это графические изображения букв, знаков препинания и др., для которых задан набор ограничений (на размеры, взаимное размещение и др.).

Тип числовой — специализация типа текстовый (◊в семействе операций типа числовой есть арифметические операции, которых нет в семействе операций типа текстовый◊). Служит для построения s-сообщений, содержащих числа.

/ Элементарный символ

— символ любого типа, удовлетворяющий условиям пороговой различимости.
☼ Точка на экране площадью в один пиксель – элементарный графический символ. ☼

/ Отношения

// Эквивалентность. Определяет взаимозаменяемость s-символов. Может быть задана для любого числа s-символов (не менее двух).

 Вибровызов мобильного телефона (сообщение, составленное из тактильных символов) эквивалентен любому из аудио вызовов (☼ сообщений, составленных из музыкальных символов ☼). ☼

// Порядок. Определяет последовательность s-символов.

Отношение порядка на множестве числовых s-символов (натуральный ряд чисел) известно каждому с детских лет. Чтобы задать отношение порядка на любой совокупности символов любого типа, достаточно их перенумеровать (☼ алфавит — последовательность текстовых символов ☼).

// Принадлежность. Определяет принадлежность s-символа некоторому набору s-символов.

☼ Символ  принадлежит набору символов TSM (используется для выделения определений).☼

/ Символы и эффективность деятельности

Во многих областях деятельности применяемые системы символов имеют определяющее значение для эффективности.

☼ Полнота набора дорожных знаков (графических символов, истолкование которых дано в правилах дорожного движения), компактность и смысловая выразительность знаков — всё это влияет на безопасность дорожного движения. ☼

Информатизация той или иной деятельности существенно зависит от применяемых систем символов. Чем более они приспособлены к реализации в s-среде, тем успешнее информатизация.

// Информатизация интеллектуальной деятельности

Целевое назначение существующих в s-среде символов проявляется при решении задач s-(представления, преобразования, распознавания, конструирования, интерпретации, обмена, сохранения, накопления, поиска, защиты)s-сообщений. Автоматизация решения этой совокупности задач — основание информатизации интеллектуальной деятельности.

☼ Веб, мобильная связь, электронная почта, САПРы (системы автоматизированного проектирования) и мн. др. — в основу всего этого положено автоматизированное решение указанных базовых задач s-моделирования. ☼

Примеров успешной информатизации интеллектуальной деятельности так много, что из них непросто выбрать. Один из них связан с шахматами.

/3/ Информатизация шахматной игры. Cуществуют сотни шахматных программ, рассчитанных на установку в мобильных телефонах и коммуникаторах, персональных компьютерах и ноутбуках и т.д. Они позволяют пользователю выбрать уровень игры (соответствующий его подготовленности) и многое другое (вид шахматной доски и фигур, подсказки и др.). Существует большой выбор специальных шахматных компьютеров, шахматные сайты ☼ http://www.chess-online.ru/ ☼ позволяют пользователям Интернета проводить матчи и мн. др.

Наряду с другими важными факторами (чёткие правила, немалое число энтузиастов-программистов и др.) результаты и темпы информатизации шахмат во многом зависят от применяемых символьных систем. Шахматисты давно используют компактную текстовую систему записи шахматных партий, где поля доски, фигуры и др. обозначены текстовыми символами. Для анализа позиций используются шахматные диаграммы.

Компактная текстовая запись шахматных партий, представление позиций с помощью шахматных диаграмм во многом предопределило то, что уже на заре эпохи s-машин начали создавать шахматные программы. Прошло немного времени, и не только любители, но и шахматные профессионалы получили возможность повышать уровень мастерства, пользуясь шахматными программами. А в эти дни, как известно, лучшие из шахматных программ выигрывают даже у чемпионов мира.

/ О научной новизне материала статьи

1. Определение понятийной системы с ядром S-символ является новым в информатике и Computer Science.

2. Введены и определены виды s-символов: АУДИО, ВИЗУАЛЬНЫЙ, ТАКТИЛЬНЫЙ, ЗАПАХОВЫЙ.

3. Для видов s-символов введены и определены типы s-символов: АУДИО → [речевой и неречевые типы (музыкальный и др.)]; ВИЗУАЛЬНЫЙ → [графический (специализации: текстовый, гипертекстовый и др.), видео и др.; ТАКТИЛЬНЫЙ → [кинетический, фактурный, термический].

4. Определённые в статье виды и типы символов в эти дни применяются при построении s-интерфейсов человек↔s-машина.

Версия этой статьи — в сети ResearchGate.net