Материал: ОТВЕТЫ НА ЗАЧЕТ

Вопрос 1. Проприаторное и открытое программное обеспечение (по). Лицензия по. Особенности проприаторного и открытого программного обеспечения, их достоинства и недостатки. Примеры.

Проприаторное ПО - программное обеспечение, являющееся частной собственностью авторов или правообладателей и не удовлетворяющее критериям свободного ПО (наличия открытого программного кода недостаточно). Правообладатель проприаторного ПО сохраняет за собой монополию на его использование, копирование и модификацию, полностью или в существенных моментах.

Особенности проприаторного ПО:

1. Один компонент устанавливается только на один ПК

2. Невозможно изучать и изменять исходный код

3. Запрещается копировать и распространять копии

Достоинства проприаторного ПО:

1. Постоянная техническая поддержка продукта.

2. Более стабильная работа по сравнению со свободным ПО.

3. Гарантированное отсутствие вредоносных объектов (вирусов).

4. Автоматические обновления ПО.

Недостатки проприаторного ПО:

1. Дорогостоящее (включает расходы на гарантии легальности, государственную сертификацию, техническую поддержку и т.д.)

2. Возможное наличие скрытых модулей

Примеры: ОС MS Windows, MS Office (Word, Excel, PowerPoint, Access)

Открытое ПО - программное обеспечение с открытым исходным кодом. Исходный код таких программ доступен для просмотра, изучения и изменения, что позволяет пользователю принять участие в доработке самой открытой программы, использовать код для создания новых программ и исправления в них ошибок.

Особенности открытого ПО:

1. Возможность изучать и изменять исходный код

2. Возможность публиковать и распространять модифицированные версии

3. Возможность копировать и распространять копии

4. Возможность устанавливать на множество ПК

Достоинства открытого ПО:

1. Возможность исключить скрытые программные модули

2. Дешевле, чем ППО, или бесплатное распространение

Недостатки открытого ПО:

1. Отсутствие постоянной специализированной технической поддержки

2. Менее «дружественны» к простому пользователю

Примеры: ОС Linux, OpenOffice (Writer, Calc, Impress, Base)

Лицензия ПО – юридически значимое соглашение между пользователем и владельцем ПО. Правовой инструмент, определяющий использование и распространение программного обеспечения, защищённого авторским правом.

Лицензионное ПО – ПО, используемое в соответствии с лицензией.

Вопрос 2. Разберите понятие сппр. Типы сппр (пассивный (косвенный), полуактивный, активный (прямой, или когнитивный). Назначение. Примеры.

Система Поддержки Принятия Решений - компьютерная автоматизированная система, целью которой является помощь людям, принимающим решение в сложных условиях для полного и объективного анализа предметной деятельности.

Типы СППР (по функциональным возможностям):

1. пассивные СППР

   1. помогают процессу принятия решения, но не может вынести предложение, какое решение принять.

2. полуактивные СППР

   1. работают на основе анализа информации, поступающей из базы знаний, производя решения. Такие системы играют роль охранных систем и сигналят о нарушении показателей (АД, сердцебиения, температура)

3. активные (интеллектуальные)

   1. СППР могут сделать предложение, какое решение следует выбрать.

В сфере здравоохранения СППР используются для решения следующих задач:

1. управление различными составляющими элементами ЛПУ (лаборатории, коечный фонд, аптечный фонд и т.д.)

2. помощь в диагностике заболеваний и выбор методов лечения на основе накопленной статистики и экспертных знаний - автоматизированная генерация отчетных материалов - снижения рисков, связанных с медикаментозным лечением - компьютерный анализ ситуации

Примеры: МОДИС (диагностика артериальной гипертензии), ДИАГЕН (наследственные), ДИН (неотложные состояния)

Вопрос 3. Основные модули активной сппр (перечислить). Статистический модуль. Численный пример. Вероятностный модуль. Численный пример.

Компоненты активных СППР: вероятностный модуль, экспертные системы, статистический модуль, нейросетевой модуль, вероятностный модуль, модуль, основанный на моделировании.

Статистический модуль основан на решении дискриминантных уравнений.

(f(D) = a1x1 + a2x2+…+anxn),

где, а – коэффициент (их значения получены на основе статистических данных, характеризующих диагностическую значимость симптома), х – симптом (бинарная величина – 1-наличие, 0-отсутствие)

Пример: диагностика аппендицита и сальпингита.

Симптомы: - жесткость мышц живота (AR) боль в правом левом квадранте (PRLQ) боль в нижней части живота (PLLQ).

Выбираем диагноз, при котором величина f наибольшая

f (апп) = 4AR + 10RRLQ – 10PLLQ f (сальп) = 3AR + 5PRLQ + 5PLLQ

Вероятностный модуль.

В основу его положена формула Байеса:

p (Di/s) = (P(s/Di)*P(Di) / (Ʃ (P(s/Dk)*P(Dk))

где Di – наличие заболевания, s – симптом, P(S/Di) – условная вероятность (ДЧ), P(Di) – априорная вероятность (характеризует распространенность заболевания)

Пример 1. Известно, что в случае заболевания туберкулезом рентгеновское исследование позволяет поставить диагноз в 95% случаев (чувствительность метода = 95%). Если исследуемый здоров, то ложный диагноз туберкулеза ставится в 1% случаев (специфичность метода = 100 - 1 = 99%). Доля больных в популяции составляет 0.5%. Какова вероятность того, что обследованный пациент, которому поставили диагноз туберкулеза, действительно болен?

Решение: Пусть D1 – наличие заболевания; D2 – пациент здоров, А – событие, в нашем случае рентгеновское обследование, позволяющее установить точный диагноз. Известны априорные вероятности того, что случайно выбранный пациент здоров p(D2) = 0,995 или страдает туберкулезом p(D1) =0.005, произошло событие - при рентгеновском обследовании поставлен диагноз туберкулеза, известны условные вероятности p(A/D1) =0.95 (чувствительность), p(A/D2) =0.01 (специфичность). Отсюда апостериорная вероятность того, что пациент болен:

p(D1/A) = p(A/D1)*p(D1) / (p(A/D2)*p(D2) + P(A/D1)*p(D1)) = 0.95*0.005 / (0.01*0.995 + 0.95*0.005) = 0.32

Вопрос 4. Основные модули активной сппр (перечислить). Данные и знания (определение). Экспертные системы (эс), определение. Предметные области для экспертных систем. Обобщенная структура эс.

Компоненты активных СППР: вероятностный модуль, экспертные системы, статистический модуль, нейросетевой модуль, вероятностный модуль, модуль, основанный на моделировании.

Данные - это полученные в результате наблюдения (исследования) числа или обнаруженные явления, обозначаемые символами или словами, которые фиксируются, передаются с помощью средства связи, могут обрабатываться с использованием вычислительной техники.

Данные, накапливаемые индивидуумом как результат опыта, представляют собой знания.

Экспертные системы – вид компьютерных программ, основанных на исполнении специальных баз знаний и решениях задачи методом дедукции при нечётком алгоритме.

База знаний – набор правил, установленных экспертом, для данной задачи.

Предметная область ЭС: медицина, финансы, нефтяная и газовая промышленность, энергетика, фармацевтическое производство, космос, химия, образование

У полностью оформленной экспертной системы присутствуют 4 основных компонента (блока):

1. База знаний

2. Машина вывода

3. Модуль извлечения знаний

4. Система объяснения принятых решений.

Вопрос 5. Основные модули активной СППР (перечислить). Данные и знания (определение). Нейросети, типичные задачи, решаемые нейросетевыми программами. Структура нейросетей. «Нейрон», компоненты «нейрона», «синапс», обучение нейросетей.

Модули активных СППР: вероятностный модуль, экспертные системы, статистический модуль, нейросетевой модуль, модуль, основанный на моделировании.

Данные – это полученные в результате наблюдения (исследования) числа или обнаруженные явления, обозначаемые символами или словами, которые фиксируются, передаются с помощью средства связи, могут обрабатываться с использованием вычислительной техники.

Данные, накапливаемые индивидуумом как результат опыта и зафиксированные в той или иной, представляют собой знания.

Нейросети – относятся к интеллектуальным СППР; компьютерная программа, основанная на использовании виртуальных нейронов, связи между которыми устанавливаются в ходе процедуры обучения.

Нейроны формируются в слоях: входном, промежуточном и выходном. Вход его регулируется, на промежуточном этапе происходит саморегуляция системы и после выхода уже регулировать его невозможно.

Типичные задачи, решаемые с помощью нейросети:

1. Распознавание образов (изображения на дисплее КТ, МРТ, УЗИ)

2. Классификация событий с целью диагностики

3. Предсказание будущих исходов события (результат операции, тяжелой терапевтической процедуры).

Компоненты нейрона:

1. Входные сигналы

2. Сумматор входных сигналов

3. Блок функционального преобразования сигнала

4. Блок выхода сигнала (синапс)

Нейросеть не программируется, а обучается на примерах. В процессе обучения сеть в определенном порядке просматривает обучающую выборку.

Вопрос 6+7. Назовите этапы процесса математического моделирования и охарактеризуйте их. Разберите в качестве примера математических моделей упрощённую фармако-кинетическую модель, укажите этапы моделирования (однокамерная модель с выведением лекарственного средства, разовая инъекция и капельница).

Математическая модель – система математических выражений, описывающих те или иные свойства изучаемого объекта или процесса.

Этапы моделирования:

1. Определение реального объекта

2. Выбор существенных для данного эксперимента признаков

3. Создание модели

4. Проверка на логичность

5. Проверка на опыте

6. Усложнение модели

7. Использование модели

Задачи фармакокинетики:

1. Знание концентрации препарата в организме в любой момент времени и его графическое изображение

2. Характер протекания всех фармакокинетических процессов, отображенных графической зависимостью концентрации от времени

3. Использование полученных данных моделирования для прогнозирования динамики уровня препарата для иных способов введения ЛС или при иных дозировках.

Константы для оценки процессов, происходящих с ЛС в организме:

1. Скорость элиминации К_эл ед\ч, ед\мин

   1. Скорость выведения препарата из организма

2. Кажущаяся начальная концентрация С₀ ммоль\л, нг\мг

   1. Концентрация, которая получилась бы в случае мгновенного распределения препарата по организму

Однокамерная фармакокинетическая модель:

1. Организм представляется в виде одного блока

2. Модель не учитывает молекулярные механизмы процесса

3. Препарат вводится мгновенно и внутри камеры распределен равномерно

4. Процессы переноса препаратов и удаления из организма описываются уравнениями химической кинематики 1-го порядка

Способ введения: разовая инъекция (шприц, болюс)

Уравнение модели:

Начальные условия:

C (t0) = C0;

t0 = 0 мин

Решение модели:

m0 – доза ЛС

Способ введения: капельница

Уравнение модели:

Q – скорость введения

Начальные условия:

C (t0) = C0

Решение модели:

)

Вопрос 8. Дайте определение базы данных (БД). По каким признакам классифицируют базы данных (перечислите признаки, по которым классифицируют БД (1) по характеру хранимой информации, (2) по способу хранения информации, (3) по структуре хранимых данных. Дайте определение системе управления базами данных (СУБД). Какие этапы включает в себя построение БД?

База данных – организованная совокупность структурных данных, управляемая компьютерной программой и обеспечивающая автоматизированный поиск необходимой пользователю информации.

Система управления базами данных (СУБД) – компьютерная программа, позволяющая создавать и редактировать базы данных.

По характеру хранимой информации:

1. Фактографические

Содержат данные в фиксированной и краткой форме (каталоги)

2. Документальные

Аналог архива документов

По способу хранения информации:

1. Централизованные

Вся информация хранится на одном компьютере (сервере) к которому подключены пользователи

1. Файл-сервер (MS Access)

2. Клиент-сервер (MySQL)

1. Распределенные

Функционируют в глобальных и локальных сетях, фрагменты БД хранятся на разных компьютерах.

По структуре хранимых данных:

1. Иерархические

2. Реляционные (Base, Access)

Этапы создания БД:

1. Постановка задачи.

2. Анализ объекта.

3. Синтез модели.

4. Выбор способов представления информации и программного инструментария.

5. Синтез компьютерной модели объекта.

6. Работа с созданной базой данных.

Вопрос 9. В чём состоят особенности реляционных СУБД. Назовите основные объекты реляционных СУБД (таблицы, …), каково их назначение? Опишите особенности СУБД ORACLE. В чём состоят особенности объектно-ориентированных СУБД, их достоинства? Опишите особенности СУБД CACHE.

Реляционные СУБД (OpenOffice Base, MS Access) – простая структура, ориентированная как 2-мерная таблица. Имеет строки – записи и колонки – поля. Запись – единица сохранения, объект. Между таблицами возможно установление взаимосвязи. Каждая таблица должна содержать хотя бы одно поле или несколько полей, содержимое которого уникально для каждой записи в данной таблице (ключ). Иначе говоря, ключ однозначно идентифицирует запись в таблице. В большинстве реально функционирующих медицинских реляционных БД используется составной ключ, например, фамилия пациента, год рождения, номер истории болезни. Каждое поле таблицы имеет определенный тип, который определяется типом данных, которые в нем содержатся. Поле каждого типа имеет набор свойств. Наиболее важными из них являются размер поля — длина, формат поля — формат данных, которые в нем содержатся, обязательное поле — указание на то, что данное поле должно заполняться обязательно.