Системантика
| Вид материала | Монография |
Содержание6. Семантический интерфейс пользователя 1. Сообщения и сигналы 2. Информационная сеть |
6. Семантический интерфейс пользователя
Проблема взаимодействия человека с ЭВМ имеет длительную историю и определяется их совместным участием в одной системе с распределением в ней ролей. Человек всегда выступает в роли субъекта и определяет системную цель на содержательном семантическом уровне. Компьютер по заданию человека выполняет формальные функции. Собственной цели у компьютера нет.
Таким образом, во взаимодействии человека с ЭВМ с момента ее создания возник семантический барьер. Преодоление этого барьера прошло длительный путь от машинно-ориентированных кодов, алгоритмических и семантических языков до объектно-ориентированного и субъектно-ориентированного программирования.
За последние годы методы организации пользовательского интерфейса для ПЭВМ получили значительное развитие, в основном в результате разработок фирм IBM и Microsoft. Разработанный этими фирмами оконный интерфейс является практически единственным видом пользовательского интерфейса промышленных программных продуктов для ПЭВМ. Однако, несмотря на повсеместную распространенность этого вида интерфейса, построенные на его основе средства взаимодействия имеют ограниченные возможности. В них отсутствуют сведения о пользовательских заданиях и правилах их выполнения.
Резкий прирост в преодолении семантического барьера ожидается при объединении возможностей традиционного оконного интерфейса с отражением пользовательских заданий и правил их выполнения. Традиционный ограничительный метод взаимодействия поддерживается в терминах операций с описаниями объектов деятельности. Такой интерфейс предъявляет высокие требования к уровню специальной подготовки пользователя при решении задач удовлетворения его информационной потребности.
Чтобы сократить объем специальных знаний конечного пользователя при его профессиональной деятельности с применением ЭВМ необходим более «семантический» пользовательский интерфейс.
Такой интерфейс должен обеспечить прием от пользователя его задания, сформулировать соответствующую заданию машинную «цель», определить, какие операции соответствуют данной цели, а затем обеспечить их выполнение в необходимом порядке в ходе диалога с пользователем. Такой метод взаимодействия с пользователем, реализуемый в оконном интерфейсе, разработан Ю.Е. Санковским и назван направляющим. Он базируется на естественно языковых терминах предметной области и двумерном синтаксисе окон.
Глава XII
ИНФОРМАЦИОННО-СЕМАНТИЧЕСКИЕ СЕТИ
1. Сообщения и сигналы
Сообщением называют совокупность сведений о состоянии какого-либо объекта. Сведения воспринимаются наблюдателем из окружающего материального мира.
В качестве наблюдателей могут быть человек, живой организм или техническое устройство. Наблюдаемый объект вместе с наблюдателем представляет собой источник сообщений. Сообщения могут храниться и передаваться. Отправителя и получателя сообщений принято называть абонентами. Источники сообщений могут быть дискретными и непрерывными.
Источник сообщения называется дискретным, если в конечном интервале времени он может создавать конечное множество сообщений. Источник сообщения называется непрерывным, если создает бесконечное множество сообщений.
Сообщения, вырабатываемые дискретными источниками, называются дискретными (например: сообщения, передаваемые телеграфным аппаратом).
Речевые и видео сообщения представляют собой непрерывные сообщения. Непрерывным сообщениям можно поставить в соответствие дискретные сообщения (например: в виде двоичных последовательностей). В сетях ЭВМ двоичные последовательности представляются различными кодами.
Скорость выдачи двоичных разрядов оценивается за секунду и имеет размерность (байт в сек.).
Производительность источника определяет требование к передающей среде на минимально необходимую скорость передачи данных и к среде хранения – на минимально необходимую память.
Сигнал – это изменение во времени и пространстве каких-либо параметров физической среды, отображающей сообщение, например: изменение давления, изменение параметров электрического и магнитного полей.
Физическая среда, связывающая абонентов, называется каналом связи. В качестве каналов связи используются естественное земное и околоземное космическое пространство, а также искусственная среда в виде проводных, волоконных, волоконно-оптических каналов связи.
Сигналы источника должны быть приспособлены к передаче по каналам связи. Для этой цели служат устройства преобразования непрерывных сигналов в дискретные, так называемые аналого-цифровые преобразователи.
Пропускная способность канала характеризуется минимальной, предельно допустимой скоростью передачи сигналов без ошибок.
Защита сообщений от ошибок при передаче базируется на использовании помехозащитных кодов.
Установление соответствия между информационными блоками и разрешенными кодовыми комбинациями называется кодированием, а между запрещенными и разрешенными кодовыми комбинациями с последующим переходом к информационным блокам – декодированием.
2. Информационная сеть
Для взаимодействия двух абонентов через сеть с коммутацией каналов характерны три фазы: установление соединения, передача информации, разъединение соединения.
Вызывающая оконечная установка посылает в свой узел коммутации сигнал вызова, получает от него ответный сигнал (приглашение к передаче адреса вызываемого абонента) и передает в узел адресную информацию. Используя адресную информацию, узлы последовательно устанавливают соединение вплоть до вызываемой установки. После установления соединения вызывающая и вызываемые установки извещаются об установлении соединения. С этого момента управление взаимодействием и передача информации осуществляются оконечными установками. Разъединение может быть начато любой оконечной установкой путем посылки специальных сигналов. В простейшем случае сквозное соединение представляет собой физическое соединение однородных каналов связи.
В более сложных системах в узлах коммутации обеспечивается перенос элементарного сигнала из одного канала связи в другой при временном способе их уплотнения.
Для систем с коммутацией каналов характерно закрепление ресурсов канала связи за парой взаимодействующих абонентов на все время сеанса связи.
Другим способом передачи являются каналы связи с коммутацией сообщений. В сетях с коммутацией сообщений отсутствует сквозное соединение между двумя конечными установками. Сообщение принимается узлом коммутации, полностью накапливается в запоминающем устройстве и при свободных ресурсах связи передается в следующий узел в направлении получателя сообщения. Метод коммутации сообщений обеспечивает высокую эффективность использования каналов связи, но приводит к увеличению времени доставки.
Чтобы сократить время доставки, применяется метод коммутации пакетов. Сообщения при этом делятся на части, называемые пакетами. Пакет дополняется управляющей и адресной информацией и формирующийся таким образом кадр передается в канал связи. В узле накапливается не все сообщение, а только его часть – пакет, что приводит к существенному сокращению времени передачи сообщений (рис. 95).
Развитие сетей идет в направлении совместной передачи различных видов сообщений – текста, речи и изображений. Унификация сетей возможна благодаря организации цифровой формы представления. Один из методов совместной передачи текста и речи – метод коммутации пакетов.
Речевые сигналы передаются с паузами, доля которых в сеансе составляет примерно 60%. В паузах по каналам связи передаются сообщения. Такая гибридная коммутация объединяет метод коммутации каналов и метод коммутации пакетов. При этом коммутация каналов используется для передачи речи, а коммутация пакетов – для передачи данных (см. рис. 96).
В системах гибридной коммутации между узлами непрерывно передаются фиксированные по длине блоки двоичных разрядов. В блоках выделяются сегменты бит, предназначенные для передачи методом коммутации каналов, и сегменты бит для передачи методом коммутации пакетов.
Рис. 95. Сравнение задержек в сетях коммутации пакетов (КП)
и коммутации каналов (КК)
Различают два вида каналов связи сетей: глобальные; локальные.
Глобальные сети не ограничиваются территорией и географическим масштабом. Локальные сети ограничиваются по территории (одна комната, одно здание). Локальные сети включают в себя различные устройства, в том числе ЭВМ различных классов: универсальные устройства, специальные устройства ввода-вывода, графопостроители, фотонаборные машины.
Локальным сетям наилучшим образом соответствуют три схемы расположения узлов и каналов связи между ними (см. рис. 97).
Каналы связи широко используются для видеотелефонов, телеконференций, массовых информационно-справочных служб, телефонной службы, службы обработки информации.
Расширение сферы услуг связано с проблемой доступа в сеть большего числа абонентов, с проблемой создания сети большой размерности.
Рис. 96. Передача речи в сети с КП
Рис. 97. Три топологии локальной сети