Основы теории иерархий   Кибернетика   ТПОИ   ДМ   Логика   ОКМ   Homo ludens   Homo vulgaris  

ОСНОВЫ ТЕОРИИ ИЕРАРХИЙ. Иерархии в природе, обществе, технике и познании

Иерархии в технических системах и сетях

  1. Три уровня трех поколений технических систем
  2. Информационно-сетевые иерархии
  3. Базовая иерархия языков программирования
  4. Иерархия OSI
  5. Иерархия структур данных и поколения СУБД
  6. Эволюционная иерархия вычислительных машин
  7. Эволюционная иерархия сетевых технологий
  8. Иерархии в информационных сетевых технологиях
  9. Иерархия информационных сред

Три уровня трех поколений технических систем

Технические системы I поколения

Технические системы II поколения

Технические системы III поколения

3LS - Информационные системы

1GP - Клиент-серверные системы

2GP - Демон-системы

3GP - Эволюционирующие инф. системы

2LS - Системы автоматизации

1GAS - Автоматизированные системы

2GAS - Автоматические конвейерные линии

3GAS - Адаптивные автоматические системы

1LS - Транспортно-робототехнические системы

1GR - Роботы-манипуляторы (I поколение)

2GR - Роботы-автоматы (II поколение)

3GR - Интеллектуальные роботы (III поколение)

Все технические системы делятся на три основных уровня:

Все технические системы можно разделить на три основных поколения

Все информационные системы можно разделить на следующие основные типы:

Информационно-сетевые иерархии

Информационно-сетевые иерархии являются аналогом общественных иерархий, но имеют место в среде технических устройств (роботов, компьютеров). Общая общественная (информационно-сетевая) иерархия совпадает с биологической, начиная с уровня семьи (одноранговой сети), состоящей, как минимум, из двух особей (устройств) — членов сообщества (сети), общающихся между собой с помощью специального информационного протокола обмена - языка. В случае технических информационных сетей сетевая иерархия начинается с двух способных самостоятельно функционировать устройств или систем, связанных двунаправленным информационным каналом между собой.

Здесь следует сделать следующие уточняющие замечания.

В отличие от автономных информационных ситем или устройств (аналог - особей необщественных животных) узел информационной сети (член сообщества)  способен к языковой коммуникации с другими узлами (членами) той же сети (сообщества). Именно эта способность и ее реализация создают сеть (сообщество) с иерархическими свойствами. Потенциальная способность к языковой коммуникации должна быть заложена в устройство на аппаратно-программном уровне, для сетевого компьютера — на уровне операционной системы, а программное обеспечение — на алгоритмическом. Конкретно-сетевая (конкретно-общественная) способность к языковой коммуникации должна быть заложена программированием протокола информационного обмена, присущего  конкретной информационной сети (для особей конкретного общества - обучением языку) .

В технических системах существует множество языков — протоколов обмена информацией, специфичных для выполняемой задачи. Внутри компьютера, автомата, станка ЧПУ используются языки команд, позволяющие управлять действиями данного устройства. Для систем автоматизированного проектрирвания (САПР) и систем управления базами данных (СУБД) используются декларативные языки, имеющие развитые инструменты описания структур данных. В информационных сетях (локальных и глобальных) используются языки с развитыми инструментами сетевого обмена информацией, позволяющие эффективно работать в условиях сетевых сбоев, ограничениях пропускной способности каналов связи, необходимости шифрования — защиты данных при передаче по незащищенному каналу.

Базовая иерархия языков программирования

Базовая иерархия языков программирования является системно-параллельной иерархией, то есть пакета тесно связанных иерархий: этапов программирования, поколений языков программирования и самих языков - протоколов преобразования структурной и алгоритмической информации: структурно-дескриптивного описания данных и алгоритма их обработки. Поэтому все языки деялтся на два полярных типа: дескриптивные (декларативные) и алгоритмические (командные). Однако, так как в любом алгоритме существует необходимость описания данных и структур, а в любой конструкции — порядок её сборки, то реальные языки являются частично декларативными, а частично алгоритмическими, что отражается в наличии описательной и командной (рецептурной) частей любой компьютерной программы.

Рассмотрение пакета параллельных иерархий языков программирования целесообразно начинать с иерархии этапов программирования.

Этап 1.

Постановка задачи программирования - включает формализацию цели программирования, часто количественно-математическую, но всегда — формально-логическую, позволяющую осуществить все последующие этапы и достичь поставленной цели программирования после выполнения его этапов.

Этап 2.

Алгоритмизация - включает построение блок-схемы алгоритма, то есть последовательных шагов обработки данных и структуры самих данных для работы программы.

Этап 3.

«Кодирование» - (от ам. Традиционного слэнга «coding») - написание текста программы на базовом текстовом языке программирования, который может быть понятен транслятору — программе, преобразующей текст в бинарный код.

Этап 4.

Трансляция - перевод программы в бинарный «объектный» код, производимая транслятором без участия человека, не считая процесса отладки.

Этап 5.

Сборка исполняемого модуля программы - представляет собой автоматическую стыковку всех объектных модулей, необходимых для получения работающей программы — последовательности команд процессора компьютера, на котором выполняется задуманный алгоритм в виде двоичного кода, понятного процессору.

Первый этап программирования — это наиболее общий, высший иерархический уровень процесса программирования, а пятый — выполняемый автоматически компьютером — низший. Здесь к мету заметить, что отношение программистов к этим этапам сразу определяет и иерархическое положение программиста. Самоучки, любители, фрилансеры часто пропускают 2 первых этапа программирования, что часто превращает их труд в «мартышкин» - программа либо не работает, либо выполняет не то, что хотел программист. Грамотные техники-программисты (уровень колледжа) обычно начинают со второго этапа, так как первый — постановку задачи им дает руководитель проекта.

Перечисленные этапы программирования в точности соответствуют поколениям языков (generation of languages, GL) — иерархии компьютерных языков, только в обратном порядке.

Поколение 1GL.

Машинные языки, языки низкого уровня - двоичные языки процессоров, представляющие собой набор (алфавит) команд, записанных в двоичном коде (0,1), которые данный процессор может выполнить непосредственно, если эти команды  ввести в его память в виде последовательности или сразу подать в арифметическо-логическое устройство процессора. Примеры: язык процессора IBM-PC, язык ARM-процессора.

Поколение 2GL.

Ассемблеры, автокоды, системные языки, языки среднего уровня - текстовые языки, понятные человеку и однозначно переводимые (транслируемые) в языки низкого уровня, то есть машинный двоичный код. Программирование на 2GL на порядок производительнее, чем на 1GL, так как более удобны для человеческого восприятия. Примеры: Макроссемблер, С, PL/1.

Поколение 3GL.

Языки высокого уровня - текстовые языки, приближенные по словарю и синтаксису к человеческому языку (обычно утрированному английскому, пиндосу), позволяющие записывать программные конструкции в форме, удобной для человеческого мышления и подобные обычному тексту — конспекту, стенограмме. Программирование на 3GL на порядок производительнее, чем на 2GL, так как более удобны для человеческого восприятия и на порядок короче ассемблерных. Примеры: бейсик, фортран, PHP и практически все сетевые языки.

Поколение 4GL.

Языки визуального программирования - языки блок-схем, позволяющие отображать алгоритмы в программных проектах, что облегчает создание и анализ алгоритмов.  Программирование на 4GL на порядок производительнее, чем на 3GL. Примеры: RAD-системы, CAD-пакеты, OLAP-системы.

Поколение 5GL.

Интеллектуальные языки программирования - позволяют передать функцию создания алгоритмов компьютеру, а за человеком оставить лишь постановку задачи. Программирование на 5GL на порядок производительнее, чем на 4GL. Примеры: система MatCAD, экспертные системы.

Заметим, что увеличение производительности труда программиста оборачивается увеличением нагрузки на процессор и память, то есть компьютерная программа, полученная средствами каждого следующего поколения имеет на порядок большую длину исполняемого кода, а значит, расхода вычислительных ресурсов и памяти компьютера, то есть выполняется намного медленнее на том же самом компьютере или требует намного более быстрого процессора.

Хотя поколения языков, естественно, сложились исторически, это не означает, что ранние поколения себя изжили. Они применяются в своих нишах, например, для программирования простейших устройств, имеющих минимум памяти, типа банковских карт, микроконтроллеров бытовых и промышленных устройств применим только машинный код, ибо языкам высоких уровней там «не развернуться». В системном программировании наилучшие результаты дают языки 2GL, ибо в этой сфере важна скорость выполнения и компактность кода. Для обработки текста и сетевых задач оптимальными являются языки 3GL.

Непосредственно связанной с иерархией поколений языков является так называемая «Стандартная модель OSI», описывающая 7 уровней иерархии протоколов (языков) сетевого обмена информацией,  рассмотренная ниже.  

Иерархия OSI

OSI, Open Systems Interconnection basic reference model - базовая эталонная модель взаимодействия открытых информационных систем, сокр. ЭМВОС, разработанная в 1978 - 1984 годы (ГОСТ Р ИСО/МЭК 7498-1-99). Каждый уровень модели OSI имеет специальные функции, соответствующие программному обеспечению или устройствам.

Уровень 1:

Физический уровень - это самый нижний уровень системы, который в отличие от остальных — виртуальных, надстроечных, является единственно реальным уровнем передачи информации, на котором данные передаются по каналу связи с помощью какого-либо физического носителя. Он отвечает за кодирование передаваемой информации в уровень сигналов, принятый в среде передачи, и обратное декодирование. Здесь же определяются требования к соединениям, разъёмам, электрическому согласованию, заземлению, защите от помех.

Уровень 2:

Канальный уровень - также называемый уровнем управления линией передачи, - отвечает за формирование пакетов сигналов стандартного вида, включающих начальное и конечное управляющие поля. Здесь производится управление доступом к сети, обнаруживаются ошибки передачи и производится повторная пересылка приёмнику ошибочных пакетов.

Уровень 3:

Сетевой уровень - отвечает за адресацию пакетов и перевод логических имён в физические сетевые адреса (и обратно), а также за выбор маршрута, по которому пакет доставляется по назначению (если в сети имеется несколько маршрутов). Пример: протокол ТСР в локальных и глобальных сетях.

Уровень 4:

Транспортный уровень - устанавливает, управляет и разрывает связь между двумя узлами сети. Этот уровень также синхронизирует диалог между узлами сети и управляет обменом данных между ними. Он же распознаёт логические имена абонентов, контролирует предоставленные им права доступа.

Уровень 5:

Сеансовый уровень - посредник или арбитр, управляющий диалогом между устройствами, называемыми также узлами. Взаимодействие систем, организуемое на этом уровне, может происходить в трех различных режимах: поочередно однонаправленном - симплексном (simplex), полудуплексном (half-duplex) и параллельно двунаправленном - полнодуплексном (full-duplex). Сеансовый уровень обычно занимается отделением данных одного приложения от информации другого приложения.

Примеры некоторых протоколов и интерфейсов сеансового уровня: NFS (Network File System — сетевая файловая система), созданная компанией Sun Microsystems и используемая вместе с TCP/IP, чтобы сделать доступ к удаленным ресурсам прозрачным для пользователя; SQL (Structured Query Language — язык структурированных запросов), разработанный компанией IBM, на котором в несложной форме можно определить требования к информации, доступ к которой производится на локальных или удаленных системах; RPC (Remote Procedure Call — вызов удаленных процедур) - простой инструмент переадресации в среде клиент/сервер.

Уровень 6:

Представительский уровень, трансляционный уровень - уровень представления данных, определяет пригодны ли данные, посланные прикладным уровнем одной системы для чтения прикладным уровнем другой системы, если нет – определяет и преобразует формат данных в необходимый. Здесь же выполняется шифрование и дешифрование данных, а при необходимости – сжатие.

Уровень 7:

Прикладной уровень, пользовательский уровень - наиболее близок к пользователю из всех уровней модели OSI. Этот уровень предоставляет сетевые сервисы пользователю, такие как передача файлов, электронная почта и т.д. Уровень приложений отличается от других тем, что он не предоставляет услуги другим уровням, только приложениям вне модели OSI. Он также управляет остальными шестью уровнями.

OSI полностью охватывает иерархию сетевых протоколов, позволяя упорядочить создание информационных сетей, эффективное управление и надежное пользование сетями.

Иерархия структур данных и поколения СУБД

Кроме иерархии OSI, где фактически рассматривается иерархия уровней сигналов, то есть информации передаваемой в пространстве, существует подобная иерархия организации данных — информации, передаваемой во времени. Основным инструментом такой организации являются системы управления базами данных (СУБД), которые кроме того, что имеют свои иерархические уровни, исторически, так же, как и языки программирования,  прошли свои поколения, каждое из прошлых не кануло в лету, а нашло свою техническую нишу в современных информационных системах.

Как основу рассматриваемых структур  рассмотрим иерархические уровни организации данных.

Уровень 0.

Единица хранения информации, запись, строка - своеобразный атомарный объект структур данных, с которым производят действия, как единым и неделимым целым. Примеры: предложение в тексте, пункт, элемент списка, единица архивного хранения.

Уровень 1.

Список, перечень, документ, объект архивирования - последовательность записей, строк, организованных последовательно, и часто нумерованных по порядку.

Уровень 2.

Иерархическая структура - иерархически упорядоченное дерево данных, основанное на типе отношений между объектами «один ко многим», то есть объект верхнего уровня имеет информационные связи (доступ) к  списку нижестоящих объектов.

Уровень 3.

Сеть, сетевая структура - дерево неоднозначных (условных) иерархий или лес, основанное на типе отношений между объектами «многие ко многим», то есть для данного списка или объекта объектами верхнего (управляющего) уровня могут быть в зависимости от текущих условий разные объекты сети.

Уровень 4.

Реляционная структура - динамическая, относительная структура отношений между объектами — таблицами, выстраиваемая динамически для каждого запроса данных. Фактически — разбиение структуры на два уровня, надстроенных над физическим уровнем данных: концептуальный уровень, содержащий таблицы данных и постоянные отношения между данными, уровень внешних моделей — структур запросов. Таким образом обеспечивается гибкая работа с одними и теми же данными с помощью динамически изменяемых структур запроса, специфичных для каждой задачи.

Уровень 5.

Объектно-ориентированная, объектно-реляционная структура - реляционная структура, концептуальным уровнем которой являются в не простые таблицы с фиксированными длинами строк (записей) и  типами данных ячеек, а объекты - сложные структуры, содержащие как таблицы, так и любые другие типы данных, объединенные спецификационной структурой (метаданными), определяющими типы данных объекта и отношения между элементами объекта. Объекты, как правило, являются моделями объектов внешнего физического мира. Таким образом достигается универсальность представления данных, возможность работы с данными любой сложности, любых типов и степени формализации. Часто такие структуры называют хранилищами данных (warehouse).

Соответственно этим уровням структур данных строится специальное программное обеспечение, управляющее ими, то есть СУБД, которые манипулируют базами данных (БД), но сами эти компьютерные программы не содержат данных, а данные хранятся именно в базах данных, представляющих не программу, а наборы,  хранилища, банки данных. Традиционно они представляются четырьмя поколениями, составляющими свою иерархию СУБД.

Поколение 1.

Иерархические СУБД - СУБД, работающие с иерархически организованными структурами данных. Применимы лишь для данных, естественным образом представляющих иерархию, например, иерархию папок и документов, директорий и файлов и т. п.

Поколение 2.

Сетевые СУБД - СУБД, работающие с сетевыми структурами данных. Применимы лишь для баз данных, имеющих фиксированные связи — отношения, определяемые при конструировании БД.  Пример: СУБД, управляющая потоками данных в компьютерной сети.

Поколение 3.

Реляционные СУБД - СУБД, работающие с реляционными структурами БД, представляют наиболее распространенный тип СУБД, используемых для обработки числовой и текстовой информации, содержащейся в БД. Примеры: СУБД MySQL,  Microsoft SQL Server, InterBase, FireBird, SQLite и пр.

Поколение 4.

Объектные СУБД - СУБД, работающие с объектами — сложными конгломератами данных, содержащих числовую, текстовую, графическую и иную мультимедийную информацию. Примеры таких СУБД — СУБД поисковых систем, таких, как Google, Яндекс и пр.

При рассмотрении средств и методов обработки информации естественным образом встает вопрос об формах и иерархических уровнях самой информации и ее мер.

Эволюционная иерархия вычислительных машин

Как правило, под действием пропаганды у людей, в том числе и специалистов в вычислительной технике складывается неверное «библейско-мифологическое» представление о генезисе вычислительных машин: «вот явился Нейман и за 6 дней создал компьютерный мир».

На самом деле история вычислительной техники, а следовательно ее глубинно-иерархические основы появились еще в раннее средневековье и даже в античности, начиная (а может быть и ранее) с работ Пифагора, аль-Хорезми, Луллия, механической абаки и других механических вычислительных устройств. Читателей, желающих изучить вопрос подробнее, отсылаю к соответствующим лекциям. Здесь мы рассмотрим эту иерархию лишь схематически.

  1. Поколение механических вычислительных устройств - ВУ, известные с античных времен, сегодня нашли свою нишу в станкостроении и устройствах точной механики было ориентировано на решение какой-то одной задачи в одно и то же время. Это нашло выражение в двух направлениях: общем — когда решается любая логическая или математическая задача на одном устройстве (напр., абака), специализированном — когда на устройстве решается всегда одна и та же задача (вычисление кода доступа (ключ-замок), дат (календари), логических задач (карты, диски Луллия, Жаккардово управление ткацким станком), координат (секстант), приливов и пр.). Заметим, что выдающаяся, опережающая свое время универсальная вычислительная машина Бэббиджа не смогла получить развитие из-за проблем механики.
  2. Поколение электромеханических ВУ - явилось поколением преимущественно специализированных ВУ, выполнявших вычислительные и логические функции в составе какого-либо агрегата, совершило революцию в автоматике (реле, программные управляющие устройства, датчики), сетях связи (шаговые искатели-маршрутизаторы и пр.), в массовых статистических расчетах и в страновом, отраслевом и корпоративном управлении. Электромеханические ВУ были на порядок быстрее механических. Наиболее известными являются «табуляторы» корпорации IBM, получившие распространение и эффективные результаты на страновом уровне — подсчет голосов на выборах, статистические отчеты по отраслям еще в конце XIX века.
  3. Поколение электровакуумных ВУ, первое поколение ЭВМ - вычислительные машины, использовавшие электровакуумные усилительные и вентильные приборы («радиолампы»), позволившие исключить механику из процесса обработки информации, что дало увеличение скорости вычислений более, чем на порядок. Обычно они были универсальными, так как программа механически вводилась извне на перфоленте или перфокартах.
  4. Транзисторные ВУ, второе поколение ЭВМ - вычислительные машины, использовавшие полупроводниковые приборы — диоды и транзисторы для вычислительного процесса и хранения данных, что позволило более, чем на порядок сократить потребление электроэнергии на единицу вычислений, а следовательно дало возможность резко повысить уровень сложности ЭВМ для решения сложных задач. Начали широко использоваться трансляторы языков высокого уровня: бейсик, фортран, алгол, кобол и др., резко упростившие процесс программирования.
  5. Интегральные ВУ, третье поколение ЭВМ - вычислительные машины, начавшие использование полупроводниковых микросхем, представляющих законченные логические устройства в одном микроминиатюрном корпусе. Это позволило более, чем на порядок увеличить структурные возможности  ЭВМ и их периферийных устройств, тем самым возможности решения сложных, комплексных задач. Это поколение характеризуется началом широкого использования линий передачи данных между компьютерами и началом широкого использования операционных систем (ОС) — среды управления программами.
  6. ВУ БИС, четвертое поколение ЭВМ - вычислительные машины, начавшие использование больших интегральных микросхем, представляющих микропроцессорные устройства в одном корпусе и «чипе» - кристалле кремния. Это позволило более, чем на порядок увеличить интегрированность элементов ЭВМ, повысить скорость вычислений и возможность массовой персонализации парка ЭВМ, создания персональных компьютеров (ПК), имевших возможность быть терминальным устройством иерархической информационной сети электронной почты, хранилищам файлов — FTP-серверов, WEB-серверов.
  7. Сетевые ВУ, пятое поколение ЭВМ - вычислительные машины, изначально приспособленные к работе в сети через различные сетевые интерфейсы и имеющие сетевую ОС. У них появилась возможность широкополосной дуплексной передачи данных, например, видео, в сети в режиме точка-точка (peer-to-peer) без участия сервера,   то есть уже не в жесткой иерархической, а гибкой сетевой топологии. В этом поколении стали широко использоваться многоядерные графические процессоры, позволяющие обрабатывать динамическую графику в реальном масштабе времени.
  8. Параллельные ВУ, шестое поколение ЭВМ - вычислительные машины, имеющие мультиядерные процессоры не только для графики, но и для работы центрального процессора. Их производительность вычислений в сотни раз выше, чем у предыдущего поколения. Сегодня такие процессоры используются не только в суперкомпьютерах типа Titanium, но и в ПК, использующих специальные видеокарты с программированием в системе CUDA. Это поколение совершает прорыв в технологиях моделирования сложных систем — САПР, томографии, диагностики, распознавания, прогнозирования.

Эволюционная иерархия сетевых информационных технологий

Несмотря на кажущийся революционный экспоненциальный характер развития мировой информационной сети, она развивалась и развивается эволюционно, довольно мелкими шагами, определяемыми общей сложностью системы. Развитие иерархии физического уровня поколений ЭВМ явилось основой общей многомерной иерархии компьютерных сетевых информационных технологий, схема развития которых по уровням приведена в таблице ниже. Экспоненциальное развитие сети обусловливается ее многоуровневым развитием, то есть одновременным развитием технологий на разных сетевых уровнях, когда инновация на одном уровне влечет инновации на других уровнях иерархии.

В таблице 1 показаны эти уровни:

  1. аппаратно-физический уровень - уровень, определяемый развитием аппаратуры процессоров и физикой линий связи;
  2. уровень сетевых протоколов - уровень, определяемых развитием прикладных теории сигналов, теории и практики кодирования, прикладной теории информации;
  3. операционно-системный уровень - уровень, определяемый развитием ОС;
  4. программно-инструментальный уровень - уровень, определяемый уровнем инструментального ПО;
  5. топологический уровень - уровень, определяемый развитием сетевых технологий;
  6. уровень управления данными - уровень, определяющий способы и инструменты манипуляции данными;
  7. прикладной уровень - уровень, определяемый развитием программных web-приложений.
  8. уровень сетевых отношений - уровень, определяемых топологией и характером связей в сети;
  9. общественно-информационный уровень - уровень, определяемый направлением информационных потоков и характером зависимости пользователя (клиента) и сервера.

Иерархии в информационных сетевых технологиях

(по К.А. Хайдарову)

N

иерархические уровни

WEB 0.0

“лексический” web

WEB 1.0

“морфологический” web

WEB 2.0

“синтаксический” web

WEB 3.0

“семантический” web

WEB 4.0

“прагматический” web

 

годы (примерно)

1980 – 1990

1990-2000

2001-2010

2011-2020

2021-2030

9

уровень общественно-информационных отношений

научные сети, сервер выполняет команды клиента, клиента, клиент читает данные сервера

технические сети, клиент осуществляет “серфинг” по сети, читает всю информацию сети

бытовые сети (СМИ), клиент “разговаривает”, общается с сервером, сервер регулирует область чтения и действий клиента

разведывательные сети, сервер собирает досье на клиента и управляет приложениями клиента.

управляющие сети, сервер управляет всеми клиентами в режиме электронного правителя

8

уровень сетевых отношений

локальный гипертекст

сетевой гипертекст

интерактивная связь

поисковая оценивающая связь

глобальная управляющая связь

7

прикладной уровень

gopher, файловая система сервера, доинтернетовские сети: usenet, biznet, fidonet

browser, статический HTML-сайт, HTML2.0 - HTML3.2

browser-framework, динамические сайты на CMS-движках, HTML4

идентифицирующий net-framework, сетевые прикладные сервисы, межсерверный обмен, HTML5, XML

slave-приложение, управляющее пользователем, глобальный master -управляющий гипер-сервер

6

управления данными

локальная СУБД

корпоративная сетевая СУБД

поисковые гипер-серверы

анализирующие гипер-серверы

управляющие гипер-серверы

5

топологический уровень

линейные связи с мэйнфреймом

иерархическая фиксированная однонаправленная структура

сетевая многосвязная диалоговая структура

реляционная структура

логическая (объектно-реляционная) структура

4

инструментальный уровень

системные языки, 2GL

сетевые языки, 3GL

визуальные среды, 4GL

серверные среды, 5GL

языки искусственного интеллекта, 6GL

3

операционные системы

однозадачные ОС

многозадачные ОС

сетевые ОС

облачные вычислительные структуры

загружаемые ОС

2

канальный, сетевые протоколы

telnet, kermit, FTP

TCP/IP

защищенные протоколы,
p2p-сети

мультимедиа-протоколы, семантические протоколы

управляющие телематические протоколы

1

аппаратно-физический уровень

мэйнфреймы, удаленные терминалы

web-серверы, персональные компьютеры

оптоволокно, графические процессоры

гипер-серверы, нетбуки, планшеты, многоядерные ПК

распознающие процессоры


Web 0.0 - доинтернетовские сети, включавшие либо линейные двухточечные системы коммуникаций, либо квазипочтовые сети типа usenet, biznet, fidonet. Это были первые поиски и попытки объединения информационных сетей в действительно глобальную сеть.
Web 1.0 - первое поколение "Всемирной Паутины", использовавшей протоколы Интернета TPC/IP. Если в доинтернетовскую эпоху, осуществлялась лишь двухточечная линейная связь, то с приходом Web (информационной Паутины) образовалась сетевая морфология, позволяющая осуществлять пользователю беспрепятственный “серфинг” по информационным просторам, получая любую информацию, накопленную в ресурсах сети Web 1.0. Этот период развития Паутины характеризуется созданием статичных сайтов с HTML-гипертекстовыми связями, пассивной передачей информации с серверов клиенту, однонаправленным характером потоков информации:
    • поток ручного сбора информации от создателей ресурсов к серверу; 
    • поток пассивной раздачи информации с сервера клиентам.

Это период возникновения и бурного развития электронных библиотек, информационных каталогов Интернет.

Web 2.0 - это интерактивная "синтаксическая" паутина, когда получили массовое распространение диалоговые системы ресурс – пользователь, клиент – сервер. Это сервис-ориентированный Web, в котором развился интерактивный информационный процесс между пользователем и сервером, поисковики и электронная коммерция. Генерация информационного потока была отдана в руки самих пользователей, а владельцы сайтов в основном ограничились созданием и поддержанием инфраструктуры. Информационно-поисковые системы - их гипер-серверы, роботы и пользовательские интерфейсы стали ядром Паутины. Их алгоритмы поиска, сортировки, ранжирования и интерфейса были основаны на частотно-синтаксическом анализе информации. Роботы поисковых систем являются активными разведчиками и пассивными модераторами сети за счет первичного индексирования информации.
Web 3.0 - это семантическая Паутина (Semantic Web), когда массовое распространение начали получать межсерверные отношения, стала возникать реляционная структура Паутины на базе автоматизированных информационных процессов между серверами. Это становится возможным благодаря внедрению семантических инструментов: от семантической разметки текста ресурсов до интеллектуальных алгоритмов, понимающих смысл человеческих фраз. Возникли сетевые, "облачные" вычисления, забирающие управление приватными информационными ресурсами внутрь гипер-серверов Паутины. Технологии создания веб-приложений стали настолько изощренными, что планка для пользователей и создателей информационных ресурсов снизилась почти до нуля, не требуя от них никаких знаний в области информационных технологий. Сами сетевые технологии поднимаются до уровня автоматически функционирующих сетевых on-line приложений: интерфейсов создания ресурсов, семантических трансляторов, новостных обменников, поисковых анализаторов и автоматических формирователей целевых информационных баз. Кроме внутренних межсерверных интерфейсов появляются нечеловеческие интерфейсы с физическим миром: автоматический сбор мультимедийной информации, робот-программный анализ информации внешнего мира, поглощение этой информации гипер-серверами Паутины. Роботы переходят в стадию активной модерации контента, цензоров, определяющих что можно публиковать в Web 3.0, а что – нельзя.

Web 3.0 превращается систему слежки за пользователями, фиксирования их интересов, предпочтений и привычек и затем использования этой информации, сведенной в единую глобальную базу данных, для навязывания каждому заточенной под него всевозможной коммерческой рекламы, навязываемых услуг и образа жизни. Описательные механизмы семантической Паутины уже (конец 2011) разработаны (RDF, DAML, OIL, OWL), однако на этапе интеллектуальной обработки и вывода информации проблемы еще не решены.

Web 4.0 - это прагматическая Паутина (Pragmatic Web), когда массовое распространение получат управляющие отношения с пользователями, возникнет объектно-реляционная управляющая структура Паутины на базе автоматизированных производств, финансовых органов, правительств и других информационных систем.

В этот период человек потеряет контроль над развитием общества и техники. Управляющие функции переходят к гипер-серверам Интернет, которые будут играть роль глобального мозга и мирового правительства, а всесторонне развитая к этому времени сеть слежения и управления в рамках Интернет станет своеобразной нервной системой техно-человеческого симбиоза в переходный период к Технозою.

Для всех информационных технологий актуальна иерархия информационных сред (медиа).

Иерархия информационных сред

По способам кодирования, представления, можно выделить следующие иерархически упорядоченные информационные среды (медиа):

  1. Бинарные среды, двоичные, бит-ориентированные среды - информационные среды, информационные потоки, записи, файлы, представляющие собой последовательность двоичных величин: единиц и нулей, перфорации в носителе, направлении намагниченности носителя, состояниях триггеров (двоичных ячеек), импульсов и пр. среды, (записи, файлы), потоки (каналы, линии) предназначенные для хранения, передачи и обработки данных посредством носителей, имеющих лишь два состояния и последовательный характер. Примеры: жесткие и оптические диски, флэшки, регистры из триггеров с данными, каналы передачи двоичных сигналов.
  2. Восьмеричные среды, байт-ориентированные, объектные среды - среды, предназначенные для байт-ориентированных (параллельно, группами по 8 двоичных разрядов) хранения, передачи и обработки информации в вычислительных и иных информационных системах, устройствах и процессах, предназначенных для автоматизированной обработки с участием человека, понимающего текст.
  3. Тексты - текст-ориентированные среды - информационные среды и потоки (последовательности), построенные на базе байт-ориентированных сред, и предназначенные для хранения, передачи и обработки информации.
  4. Ряды - оцифрованные данные и сигналы - информационные среды и потоки, представляющие расширение байт-ориентированной и текстовой информации, предназначенные для хранения, передачи и обработки рядов изначально аналоговых, оцифрованных данных, например, сенсорной, телеметрической, аудиоинформации, получаемой от аналоговых одноточечных датчиков.
  5. Растры - таблично-растровая графическая информация - информационные среды, файлы, основанные на расширении рядов до двумерных массивов, предназначенные для хранения, обработки и отображения двумерной сенсорной информации, например, рисунков, чертежей, фото.
  6. Видео, видеоряды, видеопотоки - информационные среды, образованные динамическим расширением графической информации в виде набора отдельных кадров графики, предназначенные для хранения, обработки и отображения динамических сцен.
  7. Виртуальная реальность - трехмерные информационные среды, основанные на расширении видеорядов, и предназаченные для создания и отображения реального или искусственного (модельного) трехмерного мира.

В контексте данной иерархии общетехническое значение имеет понятие мультимедиа — технологий множественных сред, упрощенное определение которых - это взаимодействие визуальной и звуковой информации под управлением интерактивного программного обеспечения с использованием современных технических и программных средств, они объединяют текст, звук, графику, фото, видео в одном цифровом представлении. Более точно, мультимедиа - это множественные информационные среды - интерфейсы, обеспечивающие ввод/вывод информации различных типов в компьютер, компьютерное создание, переработку и отображение информации различных уровней и структуры для восприятия различными органами чувств человека одновременно. Кроме того, мультимедиа - это множество информационных сред - каналов, каждая из которых имеет свою специфическую форму соотвествующую ее уровню и назначению.

Основные среды упорядоченные по возрастанию уровня, следующие:

  1. бинарные среды - среды, включающие инструкции процессоров, бинарные файлы программ и данных;
  2. контактные среды - среды, представляющие собой тактильную, тензометрическую, электроконтактную, емкостную и иные сенсорные среды, служащие для ввода механической, кодовой и иной пространственно-зависимой информации;
  3. текстовые среды - среды, представляющие собой текстовые данные для людей, программные тексты для работы интерпретаторов, иную текстовую информацию;
  4. аудиопотоки - среды, представляющие собой звуковые файлы, ряды оцифрованного звука, наборы нотных аудиоданных и прочие виды цифрового звука;
  5. графические среды - среды, представляющие собой файлы чертежей, фотографий и прочей двумерной графической информации;
  6. видеопотоки - среды, представляющие собой видеофайлы, ряды динамической графической информации;
  7. виртуальная реальность - среда, представляющая собой интерактивный 3D-видеопоток.

Мультимедиа приближают, адаптируют технические информационные средства к особенностям чувственной системы человека, существенно повышая эффективность взаимодействия человека с техникой. Подробнее об этих технологиях можно прочесть в курсе "Мультимедиа технологии".

Сама иерархия информационных сред является лишь надстройкой над общефизической иерархией информации.

продолжение

Основы теории иерархий   Кибернетика   ТПОИ   ДМ   Логика   ОКМ   Homo ludens   Homo vulgaris  
Знаете ли Вы, что электромагнитное и другие поля есть различные типы колебаний, деформаций и вариаций давления в эфире.

Понятие же "физического вакуума" в релятивистской квантовой теории поля подразумевает, что во-первых, он не имеет физической природы, в нем лишь виртуальные частицы у которых нет физической системы отсчета, это "фантомы", во-вторых, "физический вакуум" - это наинизшее состояние поля, "нуль-точка", что противоречит реальным фактам, так как, на самом деле, вся энергия материи содержится в эфире и нет иной энергии и иного носителя полей и вещества кроме самого эфира.

В отличие от лукавого понятия "физический вакуум", как бы совместимого с релятивизмом, понятие "эфир" подразумевает наличие базового уровня всей физической материи, имеющего как собственную систему отсчета (обнаруживаемую экспериментально, например, через фоновое космичекое излучение, - тепловое излучение самого эфира), так и являющимся носителем 100% энергии вселенной, а не "нуль-точкой" или "остаточными", "нулевыми колебаниями пространства". Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

НОВОСТИ ФОРУМАФорум Рыцари теории эфира
Рыцари теории эфира
 25.09.2017 - 09:21: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Константина Сёмина - Карим_Хайдаров.
25.09.2017 - 09:00: ЭКОНОМИКА И ФИНАНСЫ - Economy and Finances -> КОЛЛАПС МИРОВОЙ ФИНАНСОВОЙ СИСТЕМЫ - Карим_Хайдаров.
24.09.2017 - 17:20: СОВЕСТЬ - Conscience -> РУССКИЙ МИР - Карим_Хайдаров.
24.09.2017 - 16:52: ЦИТАТЫ ЧУЖИХ ФОРУМОВ - Outside Quotings -> ЗА НАМИ БЛЮДЯТ - Карим_Хайдаров.
24.09.2017 - 16:22: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Вазгена Авагяна - Карим_Хайдаров.
24.09.2017 - 13:12: СОВЕСТЬ - Conscience -> Проблема государственного терроризма - Карим_Хайдаров.
23.09.2017 - 17:43: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Декларация Академической Свободы - Карим_Хайдаров.
23.09.2017 - 00:45: СОВЕСТЬ - Conscience -> РАСЧЕЛОВЕЧИВАНИЕ ЧЕЛОВЕКА. КОМУ ЭТО НАДО? - Карим_Хайдаров.
21.09.2017 - 18:40: ЭКОНОМИКА И ФИНАНСЫ - Economy and Finances -> Экономика и финансы в графиках - Карим_Хайдаров.
19.09.2017 - 19:27: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Ю.Ю. Болдырева - Карим_Хайдаров.
19.09.2017 - 13:19: СОВЕСТЬ - Conscience -> ПРАВОСУДИЯ.НЕТ - Карим_Хайдаров.
19.09.2017 - 04:05: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Проблема народного образования - Карим_Хайдаров.
Bourabai Research Institution home page

Bourabai Research - Технологии XXI века Bourabai Research Institution