Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Теоретико-методологический анализ проблемы развития гипертекстовых сред 17
1.1. Сущность и содержание процесса развития гипертекстовых сред 17
1.2. Синергетическая составляющая развития гипертекстовых сред 37
Глава 2. Семантически многослойный гипертекст 48
2.1. Концепция гипертекста и ее границы 48
2.2. Гипертексты и семантические сети 58
2.3. Семантически однослойная сеть 62
2.4. Интернет как совокупность семантических сегментов 65
2.5. Семантические и структурные слои 68
2.6. Многослойность гипертекста 85
2.7. Реализация многослойной гипертекстовол среды 93
Глава 3. Моделирование в гипертекстовых средах 107
3.1. Моделирование экономических систем 107
3.2. Цель моделирования 108
3.3. Модели и разработка гипертекстов 112
3.4. Оценка средств моделирования 117
3.5. Диаграммы SADT ...118
3.6. Диаграммы потоков данных 129
Глава 4. Схема алгоритма как средство моделирования 137
4.1. Особенности преобразования блок-схем алгоритмов в гипертекстовые системы 137
4.2. Модификация блок-схем 150
4.3. Особенности модифицированной блок-схемы 167
4.4. Преобразование модифицированных блок-схем 185
Глава 5. Практика построения многослойного обозревателя для работы с учебным материалом 196
5.1. Компоненты и параметры многослойной гипертекстовой среды для работы с учебным материалом 196
5.2. Принципы и результаты разработки многослойного обозревателя для работы с учебным материалом 204
Заключение 219
Литература 224
- Синергетическая составляющая развития гипертекстовых сред
- Интернет как совокупность семантических сегментов
- Модели и разработка гипертекстов
- Особенности модифицированной блок-схемы
Введение к работе
Актуальность исследования. Гипертекст в настоящее время становится фактическим стандартом представления информации почти во всех областях человеческой деятельности; преимущества нелинейной организации информации получили всеобщее признание. Однако процесс внедрения гипертекстовых технологий сдерживается рядом факторов, среди которых важное место занимают ограничения, накладываемые гипертекстовыми средами. Значительный рост числа задач, решаемых с использованием информации в гипертекстовой форме, выдвигает к гипертекстовым средам совокупность дополнительных требований. Усилия, направленные на удовлетворение таких требований, во многом носят бессистемный характер, и проявляются при решении частных задач в отдельных областях применения гипертекстов. Но такой процесс исчерпывает себя в условиях консолидации информационных ресурсов в составе глобального гипертекста, составляющего основу сети Интернет. Создавшиеся условия требую і1 разработки единой концепции гипертекстовых сред. Де-факто основные положения такой концепции уже существуют, и определяются стандартами представления информации в сети Интернет, не имеющей альтернативы в качестве всемирного информационного ресурса. Однако практика показывает, что существующие принципы организации гипертекстовых сред далеко не всегда отвечают потребностям конкретных предметных областей.
Таким образом, разработка гипертекстовых сред встречается с альтернативой — либо максимально приспосабливать среду к предметной области, делая невозможной ее интеграцию в глобальный гипертекст, либо пренебречь специфическими требованиями предметной области. Результатом такого компромисса явилось отставание общего развития гипертекстовых сред от расширения сферы решаемых с их помощью задач. Устранение указанного
5 противоречия является насущной проблемой нынешнего этапа развития гипертекстовых сред.
Анализ процесса развития гипертекстовых сред показывает, что современное их состояние значительно отличается от изначальных теоретических разработок. При этом можно наблюдать и положительные, и отрицательные отличия. Последние во многом вызваны стремлением к универсальности в условиях глобального применения гипертекстов. Однако такая универсальность привела-к упрощению общего подхода к построению гипертекстовых сред, и, как результат, к их несоответствию сложности вновь возникающих задач.
Количественный рост объемов информации, представленной в гипертекстовой форме, не встречает значительных препятствий, что доказывается неуклонным ускоренным развитием сети Интернет. В то же время существенного качественного совершенствования представления гипертекстовой информации в последние годы не происходит. Во многом это связано с невозможностью множественного структурирования уже имеющейся информации. В этих условиях любая попытка качественно новой организации информации может быть реализована лишь на основе ее дублирования, что неизбежно приводит к значительному количественному увеличению объемов информации, экстенсивному росту гипертекстовых сред.
Одним из существенных направлений применения гипертекстовых сред является их использование для формирования информационных сред накопления и передачи экономических знаний. При этом необходимо учитывать, что значительный объем сведений экономического характера уже содержится в гипертекстовой форме; что требует глубокого анализа структуры и свойств существующих гипертекстовых сред. Главной1 проблемой является совмещение принципиальной нелинейности гипертекста, превращающей его в средство адекватного моделирования знаний о предметной области, с нуждами
процесса передачи знаний, требующего принципиально иной (преимущественно линейно-иерархической) структуризации.
Отдельной проблемой является разработка сложных гипертекстовых структур для моделирования знаний о предметной области, в частности, экономических знаний. Решение этой проблемы является актуальным, поскольку в настоящее время процесс разработки является во многом интуитивным, что зачастую приводит к чрезмерному упрощению модели.
Задачи формирования информационных сред накопления и передачи экономических знаний являются! частным проявлением более общей потребности во множественной структуризации информации. Решение этой проблемы способно вывести гипертекстовые среды на интенсивный путь развития, основывающийся на усложнении системы взаимосвязей между существующими информационными единицами.
Степень разработанности темы исследовании. Можно констатировать, что в настоящее время не существует системного решения поставленных проблем, хотя отдельные их стороны воплощены в теоретических и практических разработках. Общие вопросы развития гипертекстовых сред исследовались, в основном, в западных исследованиях, в то время как в нашей стране больше внимания уделялось задачам использования гипертекстовых сред в отдельных предметных областях. Однако и в отечественной, и в западной науке не сформировалось единой, целостной концепции развития гипертекстовых сред. Во многом это объясняется тем, что глобальное развитие гипертекстовых сред нельзя представить как единый системный процесс: он складывается, скорее, из совокупности усилий отдельных разработчиков, и определяется требованиями решения различных прикладных задач, Вместе с тем, Интернет как глобальная гипертекстовая среда проявляет признаки системности, что делает поиск научных подходов к поставленной проблеме весьма насущным. В настоящей
7 работе делается попытка определить некоторые важные положения общей концепции развития гипертекстовых сред в ближайшей перспективе.
Вопросы теоретического построения, использования, развития и адаптации информационных систем различного уровня достаточно хорошо изучены на сегодняшний день, причем следует особо отметить успехи отечественной науки. Общие положения теории информационных систем могут стать серьезной теоретической базой для исследования гипертекстовых сред как специфического вида таких систем. Однако вопросы развития гипертекстовых сред как специфического вида информационных систем не получили столь же исчерпывающего освещения в научной литературе.
Существует достаточно много серьезных исследований в области процессов передачи знаний, в том числе, по вопросам передачи экономических знаний при подготовке специалистов экономического профиля. Рассматриваются в них и вопросы применения - гипертекстовых сред. Однако подавляющее большинство работ не содержит существенных рекомендаций по развитию принципов построения гипертекстовых сред. В этих работах гипертекстовые среды рассматриваются как сложившийся инструментарий, и основное внимание уделяется вопросам их информационного наполнения и применения в обучении. Тем не менее, в таких исследованиях можно найти важные результаты для формирования системы специфических для предметной области требований к гипертекстовым средам.
Недостаточно исследованным является методический аппарат построения сложных структур гипертекста для задач моделирования знаний. В этой сфере можно отметить лишь отдельные наработки, связанные с задачами создания гипертекстовых и других компьютерных учебников для различных предметных областей.
Различные аспекты тематики настоящего исследования получили отражение в работах отечественных и западных ученых, среди которых можно
8 отметить: М.М.Бежанову, А.М.Вендрова, Н.Вудхеда, ИВ.Голубятникова, А.Л.Денисову, Е.А.Долмашева, Н.Г.Дулину, А.В.Заболееву-Зотову, Г.Н.Калянова, Н.А.Каморджанову, Дж. Кауманса, Г.Е.Кедрову, И.А.Киселева, Д.Л.Кречмана, С.Е.Ландсберга, А.В.Лория, Т.И.Михееву, Т.Н.Нельсона, И.С.Никифорова, Л.Г.Ованесбекова, В.Г.Овчинникова, М.Н.Пущина, Ж.-Ф. Руэ, Е.А.Соловьеву, Л.М.Тархову, Е.Ю.Хру сталева, М.С.Чванову, Д.Шнейдера, В.Л.Эпштейна, Э.АЛкубайтиса.
В целом можно заключить, что вопросы совершенствования гипертекстовых сред для их использования в системах передачи знаний исследованы недостаточно хорошо, что определило цель, задачи и структуру исследования.
Цели и задачи диссертационного исследования. Целью диссертации является решение научной проблемы развития теоретического и методического аппарата формирования и применения гипертекстовых сред накопления и передачи экономических знаний.
В рамках поставленной цели выделено четыре основных подцели с соответствующими им задачами.
Подцель 1 - системное исследование исторического процесса развития гипертекстовых сред с целью выявления основных закономерностей, этапов и результатов такого развития.
выделение основных подсистем и элементов гипертекстовых сред,
основанное на системном подходе к исследованию гипертекстовых сред
как специфических информационных систем, анализ развития этих
подсистем во взаимосвязи;
анализ эволюции представлений о гипертекстовых средах;
выявление причин экстенсивного развития гипертекстовых сред и
определение факторов интенсификации.
Подцель 2 - разработка и научное обоснование принципов построения гипертекстовых сред, основанных на множественной структуризации информации.
оценка существующих элементов множественной структуризации с
точки зрения универсальности их использования;
выявление целесообразности единого универсального подхода к
решению проблемы множественной структуризации информации в
гипертекстовых средах;
разработка системы универсальных средств организации множественной
структуризации экономической информации;
определение приоритетных направлений применения гипертекстовых
сред, основанных на множественной структуризации.
Подцель 3 - разработка методического аппаоата проектирования структур гипертекстов.
классификация и оценка существующих средств проектирования
программно-информационных продуктов, с точки зрения их возможного
использования в проектировании гипертекстов;
определение совокупности языковых средств информационного
моделирования структур гипертекстов;
разработка алгоритма преобразования информационной модели в
структуры гипертекста.
Подцель 4 - определение и теоретическое обоснование основных принципов разработки универсальной многослойной гипертекстовой среды для использования в сфере экономического образования.
определение требований к гипертекстовой среде, предназначенной для
целей обучения, и ее основных компонентов;
разработка общего алгоритма взаимодействия элементов
специализированной гипертекстовой среды, предназначенной для целей
образования;
разработка модели пользовательского интерфейса специализированной
гипертекстовой среды.
Предмет и объект исследования. Предметом настоящего исследования является методология построения и функционирования гипертекстовых сред, основанных на множественной структуризации.
Объектом исследования являются гипертекстовые технологии в сфере педагогической деятельности по обучению экономическим специальностям и подготовке управленческих кадров.
Методология исследования. Методологической базой проведенного исследования явилось конкретное приложение теории научного познания к проблемам развития гипертекстовых сред. Теоретическую базу исследования составили систематизированные в трудах отечественных и зарубежных ученых положения, раскрывающие принципы создания, использования и развития информационных систем, их применения в системах передачи знаний. В качестве конкретных методов использовались идеи и результаты различных разделов системного анализа, кибернетики, синергетики, методы информационного моделирования, абстрактно-логический и эвристический методы.
Исследование основано на анализе теоретических разработок и практического опыта построения гипертекстовых сред, выявлении существенных закономерностей процесса их развития и оценке современного состояния с точки зрения их использования в области, определяемой объектом исследования. В ходе исследования проведен анализ средств информационного моделирования, осуществлена разработка и апробация
методики и инструментальных средств разработки гипертекстовых сред, основанных на множественной структуризации информации.
Информационной базой исследования послужили публикации в научных изданиях, материалы, размещенные в сети Интернет. Были изучены материалы научных конференций и семинаров, общая и специальная литература в области теории систем, информационных технологий, информационного моделирования, проектирования гипертекстовых систем.
Исследование выполнено в рамках п. 2.9 Паспорта специальности 08.00.13 - «Математические и инструментальные методы экономики»: «Развитие гипертекстовых технологий и разработка модельных тренажеров в сфере педагогической деятельности по обучению экономическим специальностям и подготовке управленческих кадров».
Научная новизна исследования заключена в создании теории многослойных гипертекстовых сред, базисными положениями которой выступают множественная структуризация гипертекстовой информации и формирование многоцелевых информационных сред накопления и передачи экономических знаний.
Научную новизну содержат следующие положения диссертации:
1. На основе совокупности методологических подходов определены существенные закономерности процесса развития гипертекстовых сред.
выявлена множественность целей развития гипертекстовых сред;
гипертекстовая среда представлена как специфический вид
информационных систем; выявлены подсистемы и основные элементы
таких систем;
доказано, что наличие взаимосвязи между подсистемами
рассматриваемой системы не означает столь же тесной взаимосвязи в их
развитии; определены подсистемы, оказывающие решающее влияние на
процесс развития гипертекстовых сред в целом;
L2 выявлено наличие процессов синергизма в развитии гипертекстовых сред;
определены условия, в которых гипертекстовые среды обладают свойствами самоорганизации;
выявлено, что в течение последних десятилетий представления о гипертексте и гипертекстовых средах претерпели значительную эволюцию, отражающую бессистемное развитие объекта под влиянием разнонаправленных управляющих воздействий; доказано, что исторически сложившаяся к началу XXI века концепция гипертекстовых сред предполагает преимущественно экстенсивный путь их развития, существенно увеличивающий энтропию системы и способный с течением времени привести ее в хаотическое состояние; определена логика перехода к интенсивному пути развития; 2. Разработан теоретико-методический аппарат формирования
многоцелевых информационных сред накопления и передачи экономических
знаний.
показано, что отдельные элементы многослойностк уже проявляются в существующих гипертекстовых средах, однако их сложившаяся совокупность не приобрела системного характера; теоретически обоснована необходимость и возможность единого универсального подхода к решению проблемы множественной структуризации информации в гипертекстовых средах; усовершенствован понятийный аппарат гипертекстовых сред, в частности, введено в научный оборот понятие «многослойной гипертекстовой среды», под которым понимается универсальная гипертекстовая среда, позволяющая осуществлять множественную структуризацию одной и той же информации;
ІЗ разработана универсальная концепция организации множественной структуризации экономической информации; доказано, что одним из приоритетных направлений применения гипертекстовых сред являются системы передачи экономических знаний, в частности, обучающие и экспертные системы.
3. Разработан теоретико-методический аппарат проектирования структур
гипертекстов, основанный на применении графических средств
моделирования.
научно обосновано положение о том, что применение многослойных гипертекстовых сред способно устранить существующий компромисс между использованием гипертекста в качестве средства информационного моделирования предметной области и приспособлением его структуры к решению практических задач; доказано, что использование графических средств на этапе проектирования структуры гипертекста существенно улучшает качественные характеристики гипертекстовой модели, повышает скорость и эффективность разработки;
произведена классификация и оценка существующих средств графического моделирования с точки зрения их использования в проектировании структур гипертекстов; разработана и теоретически обоснована методика построения гипертекстов на основе модифицированных схем алгоритмов.
4. Разработаны механизмы формирования многослойной гипертекстовой
среды для использования в сфере экономического образования,
научно обоснована система требований к гипертекстовой среде, предназначенной для целей обучения;
определены основные компоненты многослойной гипертекстовой среды
для использования в сфере образования; выявлены требования к
инструментальным средствам;
разработана модель пользовательского интерфейса специализированной
гипертекстовой среды;
разработан и реализован алгоритм работы специализированного
обозревателя для многослойных гипертекстовых сред с учетом области
его применения.
Практическая значимость полученных результатов проведенного исследования определяется возможностью их широкого применения для построения информационных сред передачи экономических знаний. Разработанная теория многослойных гипертекстовых сред может стать основой формирования единого подхода к созданию универсальных гипертекстовых сред, основанных на множественной структуризации. Результаты исследования по разработке методики формирования структур гипертекстов с использованием информационных моделей могут быть использованы разработчиками гипертекстовых учебных средств, обучающих и экспертных систем. Разработки в области построения многослойного обозревателя для работы с учебным материалом могут быть использованы при создании электронных учебных пособий и учебников. Выводы и рекомендации, касающиеся общих законов формирования и развития гипертекстовых сред, могут быть использованы теоретиками и практиками в области информационных систем в работах по созданию и совершенствованию систем передачи знаний. Материалы исследования могут быть использованы также при подготовке и переподготовке кадров в рамках проведения занятий по экономическим специальностям.
Самостоятельное практическое значение имеют:
предложения по унификации подходов к решению проблемы
множественной структуризации;
выявленные особенности взаимного влияния подсистем и элементов
гипертекстовых сред;
разработка концепции структурно-семантических слоев гипертекста;
предложенные критерии оценки средств информационного
моделирования при проектировании гипертекстов;
формулировка основных принципов реализации многослойной
гипертекстовой среды;
разработка методики функционального моделирования на основе
модифицированных блок-схем алгоритмов;
предложения по использованию многослойных гипертекстовых сред для
организации учебной и научной информации.
Внедрение и апробация результатов исследования. Диссертация выполнена в рамках научно-исследовательских работ Финансовой академии при- Правительстве Российской Федерации, проводимых в соответствии с Комплексной темой «Финансово-экономические основы устойчивого и безопасного развития России в XXI веке»,
Результаты исследования апробированы в Институте Открытого образования Финансовой академии при Правительстве РФ.
Полученные теоретические и практические результаты докладывались на научных и научно-практических конференциях, в частности: на научно-практической конференции «Тенденции становления и развития информационного бизнеса в России» (Тамбов, 1999 г.), международной научно-методической конференции «XXI век: новая модель специалиста-экономиста» (Москва, 2000 г.), международной научно-методической конференции «Современные образовательные технологии подготовки специалистов-экономистов в вузах России» (Москва, 2001 г.), международной
научно-методической конференции «Проблемы качества экономического образования в России» (Москва, 2002 г.), международной научно-методической конференции «Проблемы многоуровневой подготовки экономистов в России» (Москва, 2003 г.) и др.
Публикации. Основные выводы и предложения по рассматриваемым в диссертации проблемам опубликованы в 27 работах, в том числе в научных, научно-практических изданиях и статьях, в которых автору принадлежит 49,95 п.л.
Синергетическая составляющая развития гипертекстовых сред
Синергетика может дать общие ориентиры для научного поиска в сложных системах, к каковым относятся и гипертекстовые среды.
Большой вклад в становление данной теории внесли физико-химики брюссельской школы под руководством И.Пригожина и профессор Штутгартского университета Г.Хакен, Они сформулировали закономерности синергетики и попытались сделать общие выводы мировоззренческого характера. Позже появились работы, в которых делаются попытки распространить принципы теории на социальные системы [31,46, 54].
Синергизм часто определяется как эффект повышения результативности за счет взаимосвязи и взаимоусиления различных видов деятельности. В конце 1960-х гг. это понятие использовалось для описания принципов стратегической экономии производства за счет взаимной поддержки различных сфер хозяйствования.
В настоящее время синергетику признают как научную дисциплину, рассматривающую закономерности процессов системной интеграции и самоорганизации в различных системах. Она отрицает запрограммированную картину, признает случайность, нелинейность, открытые саморегулирующиеся системы.
Теория самоорганизации, будучи порождением кибернетики и нелинейной, неравновесной термодинамики, уже оказала огромное влияние на развитие не только физики, биологии, наук о Земле, но и экономики, социальных и политических наук. Нет сомнений, что методологические принципы теории самоорганизации с успехом могут быть применены и в исследовании развития гипертекстовых сред, и, возможно, в более широком плане - в области развития информационных систем вообще.
Язык и подходы синергетики весьма специфичны к не вполне устоялись, но многие понятия и принципы являются общепринятыми. Кратко опишем их, имея в виду возможную применимость к задачам анализа развития гипертекстовых сред.
Во-первых, все системы можно разделить на два больших класса: замкнутые и открытые, то есть не обменивающиеся и обменивающиеся с внешней (относительно их) средой: веществом, энергией, информацией. Степень упорядоченности, организованности в системе, в общем случае, определяется величиной энтропии S. Чем большим числом способов может быть создано данное состояние в системе, тем больше энтропия, тем больше в системе беспорядка, тем меньше о ней (и в ней) имеется информации. С этой точки зрения, целью управления каким-то видом деятельности (или обществом в целом) является понижение беспорядка в системе, то есть энтропии. Для любой системы изменение энтропии dS складывается из двух величин dS=dSe+dSi, где dSe - изменение энтропии за счет взаимодействия с окружающей средой, a dSi - изменение энтропии в результате процессов внутри самой системы, которые для реальных неравновесных процессов всегда больше нуля (dSi 0).
Для замкнутых систем по определению, dSe=0, а, следовательно, dS=dSi 0. Другими словами, в замкнутой системе может происходить только деградация, понижение порядка. Любые флуктуации (случайные отклонения от среднего во времени значения) будут гаситься, то есть в замкнутых системах эволюция приводит к исчезновению причин флуктуации.
Если систему открыть, то есть обеспечить возможность взаимодействия с окружающей средой, то за счет отвода вырабатывающейся в ней энтропии можно обеспечить в ней более упорядоченное состояние, но за это придется «заплатить» подводом энергии (вещества, информации). В стационарном состоянии, когда dSe=-dSi 0 и суммарное изменение энтропии dS=dSe+dSi=0, в системе будут происходить процессы, характеризующиеся неизменным в единицу времени количеством вырабатываемого продукта (например, знаний и т.д.) без изменения собственного состояния системы.
Если отрицательный поток (отдача) энтропии в окружающую среду начнет превышать ее производство внутри системы, то dS =dSe+dSi 0, то есть суммарная энтропия системы начнет уменьшаться, и она начнет упорядочиваться, усложняться, продолжая производить некие продукты.
Обычные управленческие подходы как раз и заключаются в том» что внешнее воздействие вызывает функционирование системы с одновременным плавным совершенствованием.
Так будет происходить далеко не всегда, при увеличении степени давления окружающей среды на систему или управляющих воздействий (даже в благоприятном для нее направлении) при некотором критическом значении параметров, характеризующих внешнее воздействие, в диссипативной системе может скачком произойти самоорганизация - образование новой структуры с новыми свойствами, не планировавшимися и не предсказывавшимися менеджерами.
Теория самоорганизаций применяется для объяснения процессов зарождения и эволюции жизни на Земле. После создания Ч. Дарвином эволюционной теории ее сторонникам вскоре стало ясно, что никакого времени существования Земли или Вселенной в целом не хватит, чтобы путем случайных отклонений и последующего отбора образовались не только человек, млекопитающие или рыбы, но даже одноклеточные амебы. Только многократные бифуркации и скачки в развитии системы, имеющей принципиальные возможности к саморегуляции, могли привести к столь быстрому движению по эволюционной лестнице.
Интернет как совокупность семантических сегментов
Мы пришли к выводу, что связи в семантически однородной сети, которой в общем случае является гипертекст, могут устанавливаться только профессионалами. Но разделить посетителей Интернета на профессионалов-организаторов и непрофессионалов-пользователей значило бы совершенно отвергнуть саму идею этой сети как самоорганизуемой системы.
В результате язык HTML, на котором основан Интернет, в свою очередь, оказался основанным на компромиссе: его связи свободны наполовину — пользователь может поставить входящую ссылку практически на любой из существующих фрагментов, но исходящие ссылки с какого-либо фрагмента может поставить только его автор. Таким образом, связать два фрагмента вы іМожете только в том случае, когда вы являетесь автором хотя бы одного из них. Это делает современный Интернет несколько иным видом сети, чем тот, что был заложен в первоначальную идею гипертекста. Фактически Интернет является взаимосвязанной совокупностью гипертекстов, каждый из которых организован на основе авторских ссылок и, следовательно, выражает собственную семантику. Пользователь, желающий каким-то образом связать существующие фрагменты, выразив тем самым свой взгляд на их семантическую близость, может поступить единственным возможным способом: он должен создать собственный гипертекст (представляющий один или несколько фрагментов сети) и установить ссылки от своих фрагментов к уже существующим.
Предположим, что существует некоторый гипертекст А (рис. 2.9), составляющий собой некий сегмент Интернета. Пользователь, не являющийся его автором, хотел бы выразить существующую, с его точки зрения, семантическую близость двух фрагментов (а и Ь). Для этого ему придется создать собственный гипертекст В, в котором есть некоторый фрагмент с с исходящими ссылками на а и Ъ. Новая семантика, таким образом, образуется добавлением нового семантического сегмента сети. При этом сегмент Л нисколько не изменился. Более того, новые входящие ссылки в нем никак не указываются. Отсутствие внешнего представления входящих ссылок в принимающих фрагментах является типичным для современных языков гипертекста. Оно позволяет избежать загромождения фрагмента избыточной информацией, поскольку ясно, что сегодня на наиболее популярные фрагменты Интернета установлены сотни и даже тысячи ссылок.
Налицо и недостатки такого подхода: в нем отвергнута идея коллективного определения семантики предметной области. Пользователь, работающий с гипертекстом А, просто не знает о существовании гипертекста В, и поэтому о других подходах к выражению семантики данной области ему ничего не известно.
Итак, современный Интернет является, в сущности, совокупностью связанных гипертекстов, каждый из которых представляет собой сеть со своей семантикой. Мы не будем рассматривать вопрос о том, где кончается один гипертекст и начинается другой. Установить какие-либо границы между связанными гипертекстами так же трудно, как и ответить на вопрос, является ли напечатанный на бумаге сборник статей единым текстом или каждая статья- это отдельный текст. Очевидно, можно выдвинуть аргументы в защиту каждой из позиций.
Выделим лишь понятие «семантический сегмент», под которым мы понимаем часть сети (в нашем случае — Интернета), связывание фрагментов которой подчинено единой семантике. Как правило, каждый семантический сегмент разрабатывается одним автором (авторским коллективом) или группой независимых авторов, принявших некоторые общие правила, благодаря которым они работают в одном и том же семантическом слое.
Интернет является не семантически однородной сетью, а совокупностью семантических сегментов.
Ранние теоретические модели гипертекста предполагали свободу установления связей любым пользователем сети. Интернет допускает создание исходящих ссылок только автором (владельцем) фрагмента. Вместе с тем возможен и третий подход к построению гипертекстовой сети, основанный на многослойной семантике.
Модели и разработка гипертекстов
Сама разработка гипертекстов, к сожалению, связана со значительными трудностями. Если линейная организация информации сама по себе является организующим стержнем, упорядочивающим принципом объединения информационных фрагментов, то произвольная организация в силу самой своей свободы не предоставляет такого принципа.
Согласившись с тем, что организация информации в гипертексте соответствует ее организации в человеческой памяти, мы не можем не заметить, что последняя представляет собой чрезвычайно сложную и запутанную систему. Даже обладая всесторонними и исчерпывающими знаниями о каком-либо объекте и его свойствах, человек вряд ли способен выстроить мысленно четкую и взаимосвязанную конструкцию, отражающую всю совокупность информации. «Многозадачность» человеческого мышления ограничена, в любой момент человек может извлеть из собственной памяти ограниченное число информационных фрагментов, а целостность восприятия объекта и его сопоставление с имеющейся информацией достигается путем перехода по ассоциативным связям от одного фрагмента знаний к другому. Подобно тому как человек не может одновременно рассмотреть сложный объект со всех сторон и вынужден переводить взгляд с одной группы элементов на другую, мысленный образ объекта тоже формируется в процессе ассоциативных переходов. Этот процесс поразительно напоминает процесс работы с гипертекстом, что еще раз подтверждает верность аналогии.
Существует, однако, принципиальное отличие: ссылки гипертекста установлены однозначно и в идеальном случае соответствуют наиболее важным, принципиальным ассоциативным отношениям. Человеческое мышление, напротив, наполнено множеством второстепенных, часто субъективных ассоциаций, которые к тому же склонны к постоянным изменениям, спонтанным возникновениям и угасаниям. В этой ситуации общая картина взаимосвязей между фрагментами информации не только чересчур сложна для одновременного осмысления, но и чрезвычайно эфемерна. Учитывая субъективность мышления и не поддающееся учету число факторов, влияющих на ассоциативный процесс, мы можем почти без преувеличения сформировать тезис: «все, что уіодно, может быть ассоциировано со всем, чем угодно». Однако будут ли все такие ассоциации важными и принципиальными при передаче знаний? Очевидно, нет. Среди них нужно выделить лишь те, которые отличаются наибольшей значимостью, объективностью и постоянством. Не в этом ли одна из причин неуспеха «Зенеду»? Если каждый пользователь может связывать любой фрагмент с любым другим, не окажемся ли мы вскоре в плену все увеличивающейся сети малозначащих ассоциаций, когда сложность организации превратит саму ее в новый хаос?
Подобно этому любой всесторонне образованный эксперт без труда может переходить от одной темы или даже области знаний к другой по неярким ассоциациям собственного разума, но должен ли он позволить такой переход пользователю, область интересов и задачи которого вполне ясны? Ответ опять должен быть отрицательным.
Итак, из множества более или менее выраженных ассоциаций эксперт должен выявить и зафиксировать устойчивые и основополагающие в целях их дальнейшей трансформации в связи гипертекста.
Учитывая то, что представить всю сложность структуры знаний об объекте в мышлении нереально, необходимо найти способ материальной формализации структуры взаимосвязей между информационными фрагментами. Речь идет о материальной репрезентации, модели структуры знаний об объекте. Такая модель должна позволить эксперту увидеть совокупность фрагментов для установления между ними наиболее значащих связей.
Сам гипертекст не сможет послужить средой такого моделирования, поскольку не дает возможности пользователю оглядеть всю его структуру. В общем случае читатель гипертекста имеет доступ в каждый момент только к одному его фрагменту (или ограниченному числу фрагментов) и исходящим ассоциациям. С другой стороны, эксперт может на этапе моделирования абстрагироваться от детального содержания каждого фрагмента, так как его главной целью является работа с ассоциациями между фрагментами, а не с самими фрагментами. Речь идет о некоем графе, вершины которого обозначены, но не описаны детально. Вместе с тем ребра графа, в принципе являясь равнозначными, могут нести определенную информацию о значении того или иного перехода от вершины к вершине. Действительно, для пользователя важен не только факт ассоциации данного информационного фрагмента с тем или иным фрагментом, но и значение этой ассоциации. Граф должен быть ориентированным, поскольку не всегда ассоциация должна вызывать обратную ассоциацию, В качестве примера можно привести случай, когда видовое понятие ссылается на родовое. Обратная ассоциация - ссылка родового понятия на видовое - в случае большого числа последних неизбежно приведет к нагромождению ссылок.
Особенности модифицированной блок-схемы
Модифицированная блок-схема (МБС) использует те же основные типы блоков, что и обычная блок-схема: процесс, выбор, начало, окончание. Однако при этом блоки обладают иерархией: одни из них могут включать другие. Кроме того, очевидна аналогия с объектами в объектном программировании, поэтому и сами блоки мы будем называть объектами, а блок-схему -объектной.
Следует уточнить, что объектами мы считаем лишь блоки «процесс» и «выбор», так как только они могут включать в себя иерархически другие блоки, в то время как блоки «начало» и «окончание» не включают в себя дочерних блоков, они имеют особое назначение.
Блок «начало» указывает на начальную точку исполнения алгоритмической последовательности (объекта) и определяет инициирующее воздействие, приводящее к исполнению данного объекта.
Блок «окончание» указывает окончание исполнение последовательности. Иерархия блоков означает, что родительский объект служит условием выполнения дочернего: последний невозможен вне родительского.
Расположение блоков «начало» и «окончание» внутри родительских объектов играет особую роль. Если блок «начало» находится внутри родительского объекта, это означает, что выполнение начинаемой цепочки в ответ на инициирующее воздействие возможно, когда активен родительский объект, т. е. при нахождении на стадии выполнения данного родительского процесса. Приведем пример (рис. 4.20)
В данном случае расположение начального блока «Наступление времени начисления процентов» внутри объекта «Обслуживание депозита» означает, что реакция на данное инициирующее воздействие и выполнение соответствующих процедур возможны лишь тогда, когда активен родительский блок. Иными словами, проценты будут начисляться, если происходит обслуживание депозита; в ином случае наступление инициирующего воздействия будет проигнорировано.
Расположение блока «конец» внутри родительского объекта означает, что выполнение дочернего объекта не приводит к завершению родительского процесса. Так, на приведенном выше рис. 4.20 дочерний процесс «Начисление процентов» не завершает родительскую процедуру «Обслуживание депозита». Иную ситуацию можно увидеть на рис. 4.21.
В данном случае выведение блока «окончание» за пределы родительского блока означает, что после завершения дочернего процесса будет закрыт и родительский процесс: закрытие счета завершает операцию обслуживания депозита. Вообще, выполнение любого дочернего процесса означает нахождение в процессе выполнения родительского процесса. Так, начисление процентов в блок-схеме на рис. 4.20 подразумевает, что происходит обслуживание депозита. Напротив, выполнение родительского процесса не означает выполнения дочернего, а только предоставляет возможность такого выполнения. Поэтому любой входящий переход, пересекающий границу блока, означает активизацию процесса; в то время как выходящий переход, пересекающий границу блока, означает завершение соответствующего процесса. Пример можно увидеть на рис. 4.22,
Окончание: X активен Z пассивен Любой блок, кроме блока «начало», должен иметь хотя бы один вход; любой блок, кроме блока «окончание», должен иметь хотя бы один выход. В целом количество входов и выходов у блоков различного типа такое же, как для традиционной блок-схемы (см. табл. 4.1). При этом входами и выходами считаются также входящие и выходящие переходы, пересекающие границы блоков. Так, на рис. 4.22 блок Z считается имеющим один вход и один выход.
Модифицированная блок-схема позволяет выполнять декомпозицию блоков. Здесь речь идет об особой форме декомпозиции, которую мы назвали иерархической декомпозицией. Блоки типа «процесс» и «выбор» раскрываются, показывая свою внутреннюю структуру. Знутри родительских блоков могут находиться блоки «начало» и «окончание», связанные с дочерними блоками.
Таким образом, МБС является развитием традиционной блок-схемы; в свою очередь, любая традиционная блок-схема представляет частный случай МБС.
Поскольку МБС - это расширение традиционной!блок-схемы, мы будем опираться на основные положения формализации преобразования блок-схем, изложенные нами выше (см. разд. 3.1).
