Экспертные системы. Одноалфавитный метод. Данный метод, пожалуй, самый древний из всех известных методов

Лекция 12

Методы шифрования.

Одноалфавитный метод. Данный метод, пожалуй, самый древний из всех известных методов. В его основе лежит простой способ шифрования: отправитель и получатель зашифрованного документа заранее договариваются об определенном смещении букв относительно их обычного местоположения в алфавите. Например, для кириллицы если смещение равно 1, то буква «А» соответствуе букве «Б», «Б» — «В» и т.д. Когда алфавит заканчивается, берут букву из начала списка. И выходит, например, следующее: из слова КОДИРОВАНИЕ получается ЛПЕЙСПГБОЙЖ.

Частным случаем этого является ранее рассмотренный шифр Цезаря.

Многоалфавитное шифрование заключается в том, что для последовательных символов шифруемого текста используются одноалфавитные методы с различными ключами. Например, первый символ заменяется по методу Цезаря со смещением 14, второй – со смещением 10 и т.д. до конца заданного ключа.

Гистограмма текста.

Одним из наиболее известных методов криптоанализа является изучение статистических характеристик шифрованных текстов. Графическое отображение совокупности частот встречаемости символов в тексте называют гистограммой этого текста.

Предположим, что мы имеем дело с методом одноалфавитного шифрования. Зная частоту встречаемости букв в алфавите, можно предположить, какая буква была заменена на данную. Например, часто встречаемая буква «О» заменена на редко встречающуюся букву «Щ».

Защита информации методами шифрования используется, главным образом, в задачах обеспечения государственной безопасности, в дипломатической переписке.

В задачах обеспечения коммерческой тайны и защиты личности используется в основном штриховое кодирование и голографирование.

Голографирование – это нанесение изображения в виде высокочастотной интерференционной структуры на особые материалы с помощью специальной техники. В качестве особых материалов используются фольга горячего тиснения, самоклеющиеся этикетки, голографический ламинат. Толщина плёнки 10мкм.

В настоящее время во многих областях деятельности человек использует технологию искусственного интеллекта. Наиболее разработанными системами искусственного интеллекта являются экспертные системы. Они могут выступать как консультанты и учителя благодаря способности объяснять ход решения, а также работать в реальном времени (например, роботы).

Экспертная система – это программа для компьютера, которая оперирует со знаниями в определенной предметной области с целью выработки рекомендаций или решения проблем[47].

Что же такое знания? Можно привести два определения:

· Знание – это совокупность сведений о мире, достоверность которых в какой-то мере подтверждается общей практикой.

· Знания – это данные и правила работы с ними [голландский специалист по разработке компьютерных систем Дейкстра].

Знания в системах искусственного интеллекта представлены в виде фактов, хранящихся в базе данных, и правил, хранящихся в базе знаний. Термин «база данных» здесь трактуется достаточно широко. Это может быть традиционная БД, электронная таблица, массивы и простые переменные.[48].

Структура экспертных систем содержит следующие компоненты:

1. Базы знаний и данных (проблема представления знания).
2. Машина вывода (проблема управления процессом анализа).
3. Интерфейс между экспертом и системой (проблема восприятия знаний).
4. Модуль советов и объяснений (проблема объяснения принятого решения).

Проблемы 1 и 2 – это ключевые проблемы в технологии экспертных систем, проблемы 3 и 4 важны, но имеют прикладной характер.

Первый компонент содержит знания о предметной области. Для их представления используется какая-либо модель знаний.

Замечание. Известно несколько таких моделей. Основными являются логическая, продукционная, фреймовая и модель на основе семантических сетей.

Модель знания должна включать в себя факты и правила работы с ними. Такое представление возникло благодаря исследованиям процесса познания. Психологи Ньюэлл и Саймон разработали методику, получившую название «анализ протокола», по которой человеку предлагалось «думать в слух» в процессе решения проблемы, а затем зафиксированные рассуждения анализировались для отыскания в них использованных концепций и процедур. Благодаря этой методике авторы сформулировали набор порождающих правил, ставший со временем основным инструментом при проектировании экспертных систем.

Утверждение, что разумное поведение направляется правилами, можно рассматривать как аксиому.

Представление знаний. Экспертные системы стали развиваться для конкретных областей, ориентируясь на их специфику. Одна из первых систем – система MYCIN, система по диагностике заболеваний крови и рекомендаций состава лекарственных средств для лечения. Здесь знания записаны в виде множества конструкций типа: ЕСЛИ … ТО … (продукционная модель).

Другая программа, оказавшая большое влияние на последующие разработки в области искусственного интеллекта, STRIPS (Станфордский исследовательский институт, 1971 г.) предназначалась для управления поведением робота, перемещающего предметы через множество помещений. Текущее состояние окружающей среды – помещений и предметов в них – представляется набором фактов (выражений предикат [49] -аргумент), которые в совокупности образуют модель мира. Например, набор выражений

W = {at(робот, комната А), at(ящик1, комната Б), at(ящик2, комната В)} означает, что робот находится в комнате А, а ящики в комнате Б и В.

Действия, которые может совершать робот, имеют форму операторов, применимых к текущей модели мира. Эти операторы позволяют добавить в модель некоторые факты или изъять их из модели. Например, выполнение операции

«Переместить робота из комнаты А в комнату Б» в модели мира W приведёт к формированию новой модели W’. При этом факт at(робот, комната А) будет изъят из модели, а добавлен факт at(робот, комната Б). Новая модель мира будет иметь вид

W’ = {at(робот, комната Б), at(ящик1, комната Б), at(ящик2, комната В)}.

В данном случае говорим не о возможности реального перемещения, а об изменении внутреннего представления робота о среде, в которой он находится.

В методике STRIPS происходит выбор в пространстве состояний. Эту методику не всегда можно реализовать, так как состояний может быть очень много.

Другая методика – оценивать функцию цели. Функцию цели надо построить, что бывает непросто.

[1] С.Е. Гасумова Информационные технологии в социальной сфере. Учебное пособие. – М.: «Дашков и К⁰», 2011.

[2] UML – Universal Modeling Language

[3] Голицына О.Л., Партыка Т.Л., Попов И.И. Системы управления базами данных: учебное пособие. – М.: ФОРУМ ИНФРА-М, 2006

[4]SADT – Structured Analysis and Design Technique

[5] IDEFO – Integration Definition For Function Modeling

[6]Г.Г. Кузнецова ИТ как средство управления системой социальной защиты населения (из Интернет)

[7] Логинов В.Н. ИТУ, 2012, с.20

[8] В настоящее время он утратил силу с введением в действие ФЗ от 27.06.2006 № 149-ФЗ «Об информатизации, информационных технологиях и защите информации».

[9] СУБД – система управления базами данных.

[10] БД – базы данных

[11] ИР – информационные ресурсы

[12] Максимов Н.В., Партыка Т.Л., Попов И.И. Современные информационные технологии. – М.: Форум, 2008

[13] Максимов Н.В., Партыка Т.Л., Попов И.И. Современные информационные технологии. – М.: Форум, 2008

[14] С.Е. Гасумова Информационные технологии в социальной сфере. Учебное пособие. –М.: «Дашков и К⁰», 2011

[15] Уровень жизни населения России: Доходы. Социальная защита / Министерство труда и социального развития Российской Федерации; Российский фонд социальных реформ; Институт социальной политики Академии труда и социальных отношений; Проектный конструкторско-технологический институт автоматизированных систем управления // Автоматизированная информационная система "Региональное социаль­ное законодательство".

[16] Уровень жизни населения России: Доходы. Социальная защита / Проектный конструкторско-технологический институт автоматизированных систем управления // Автоматизированная система "Прожиточный минимум": пояснения.

[17] Уровень жизни населения России: Доходы. Социальная защита / Проектный конструкторско-технологический институт автоматизированных систем управления // Программный комплекс "Модельные методики автоматизированного учета доходов и уровня жизни населения".

[18] Уровень жизни населения России: Доходы. Социальная защита / Министерство труда и социального развития // SPSS: Анализ данных и государственном управлении.

[19] Уровень жизни населения России: Доходы. Социальная защита // Государственные органы социального развития и социальная сфера в 1 Интернете: анализ отечественного и зарубежного опыта, рекомендации: Обзор / Промо.ру Интерэктив // Проект СПИЛ 2.2.5.2/25.

[20] С 1 января 2010 г. утратило силу в связи с изданием постановления Правительства РФ от 24.11.2009 г. "Об обеспечении доступа к информации о деятельности Правительства РФ и федеральных органов исполнительной власти".

[21] См.: Телехов М. Суд — за сайт: федеральные органы власти должны будут создавать свои интернет-ресурсы // Российская газета. — 2005. — № 237. — 21 октября. — С. 7.

[22] См.: Телехов М. Парад эмблем: почти все органы федеральной исполнительной власти обзавелись сайтами // Российская газета. — 2006. — №16.— 27 января.

[23] Федеральный закон от 30.12.2006 № 275-ФЗ "О порядке формирования и использования целевого капитала некоммерческих организаций".

[24] См.: Проскурина А. С. Открытые информационные системы "Усыновление детей", "Виртуальные родители, наставники, друзья", "Требуется мама" // Социальная безопасность и защита человека в условиях новой общественной реальности: системные междисциплинарные исследования: Сб. мат. Всерос. науч.-практ. конф. 29~30 сентября 2009г. / Под общ. ред. 3. П. Зажараевой, М. И. Григорьевой. — Пермь, 2009 — С. 405-409.

[25] См.: Гриценко Е. А. К проблеме региона в сфере социальной защиты населения и путей их решения // Партнерство в системе социальной поддержки населения: Мат. II Всерос. науч.-практ. конф., посвященной 10-летию специальности "Социальная работа". — Самара, 26-27 января 2006 г. / Под общ. ред. В. Я. Мачнева, Л. В. Куриленко. — Самара: Универс-групп, 2006. — С. 62-72

[26] Опросы "Интернет в России". Зима 2009-2010. — Вып. 28.

[27] См.: Гарматина Ю. Указ. соч. — С. 19

[28] Соколова И. В. Социальная информатика: Курс лекций. — С. 32-33.

[29] См.: Лысенко А. Кому достанется инвалид // Российская газета. — 2007. — 7 ноября.

[30] См.: Г-рицюк М. Взять барьеры // Российская газета. — 2010. — 25 мая.

[31] См.: Мишина Т. Компьютер вместо учителя // Российская газета. — 2004. — 13 мая. — № 97. — С. 6.

[32] Указ губернатора Пермской области от 08.04.2005 № 58 "Об утверждении порядка воспитания и обучения детей-инвалидов на дому".

[33] См.: Соколова И. В. Социальная информатика (социологические аспекты). — С. 33-34.

[34] См.: Гарматина Ю. Не волнуйте дитя! Мозг ребенка беззащитен перед мобильником? // Аргументы и факты. — 2009. — № 11, — С. 19.

[35] См.: Соколова И. В. Социальная информатика: Курс лекций. — С. 34.

[36] См.: Лужков Ю. Посторонние?! Не кормите детей чужой духовной пищей // Российская газета. — 2003. — 31 мая. — № 104. — С. 1, 5.

[37] См.: Кононов Н. На сайте чисто: пора учиться у Европы защите от порнографии // Российская газета. — 2004. — 16 апр. — № 80. — С. 2.

[38] См.: Колин К. К. Социальная информатика: Учеб. пособие. — С. 346

[39] См.: Матшлер Э. Компьютеризация // Энциклопедия социальной работы: В 3 т. Т. 2; Пер. с англ. — М.: Центр общечеловеческих ценностей, 1994. —С. 25-31.

[40] См.: Скуч Д. Информационные системы в агентствах // Энцикло­педия социальной работы: В 3 т. Т. 1; Пер. с англ. — М.: Центр общечело­веческих ценностей, 1993. — С. 357-366.

[41] А.В. Бабаш, Е.К. Баранова, Ю.Н. Мельников Информационная безопасность. Лабораторный практикум. – М.: КНОРУС, 2012

[42] В.Н. Логинов Информационные технологии управления. - М.: КНОРУС, 2012

[43] Термин «криптография» ввёл английский математик Джон Валлис (1616-1703).

[44] Полибий (200-120 гг. до н.э.) – древнегреческий историк.

[45] Кардано Джероламо (1501—1576) — итальянский математик, философ и врач.

[46] Блез де Виженер (1523-1596) – французский посол в Риме, который написал большой труд о шифрах. Квадратный шифр Виженера не был дешифрован в течение 400 лет

[47] Питер Джексон Экспертные системы. – М.: Вильямс, 2001

[48] В.И. Чуркин Экспертные системы. Учебное пособие. – СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2005

[49] Предикат (от лат. praedicatum сказанное), в узком смысле – то же, что и свойство; в широком смысле – отношение, т.е. свойство нескольких предметов. В логике – пропозициональная функция, т.е. выражение с неопределёнными терминами (переменными), при выборе конкретных значений для этих терминов преобразующееся в осмысленное высказывание (истинное или ложное).

Дата добавления: 2014-01-15