Главная Случайная страница


Категории:

ДомЗдоровьеЗоологияИнформатикаИскусствоИскусствоКомпьютерыКулинарияМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОбразованиеПедагогикаПитомцыПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРазноеРелигияСоциологияСпортСтатистикаТранспортФизикаФилософияФинансыХимияХоббиЭкологияЭкономикаЭлектроника






Концептуальні засоби опису предметної області

МВ 02070855 - 00-2008

Безгачнюк Ю.В., Зікратий С.В.Системи штучного інтелекту: Курсове проектування. – Івано-Франківськ: Полум’я, 2009. – xx с.

Методичні вказівки для виконання курсової роботи з дисципліни «Системи штучного інтелекту». Розроблені у відповідності з робочою програмою навчальної дисципліни та навчальним планом підготовки фахівців за спеціальністю «Системи управління та автоматики». Можуть бути використані студентами денної та заочної форми навчання.

 

Рецензент:

 

 

© Безгачнюк Ю.В., Зікратий С.В., 2009

© ІФНТУНГ, 2009

ЗМІСТ

 

Вступ.................................................................................................... 4

1 Теоретичні відомості...................................................................... 6

1.1 Концептуальні засоби опису предметної області................. 10

1.2. Співвідношення........................................................................... 11

1.3 Властивості відношень............................................................... 14

1.4 Композиційний тип об'єктів........................................................ 16

1.5. Мінімальне уявлення................................................................. 17

1.6. Функціональна залежність........................................................ 17

1.7 Операції над типами об'єктів..................................................... 18

1.8 Представлення знань про стосунки між типами................... 18

2 Приклад представлення моделі даних....................................... 24

3 Варіанти завдань курсової роботи.............................................. 28

Список рекомендованої літератури............................................... 30

ВСТУП

Тематика курсової роботи повязана з розробка інформаційно-пошукової системи засобами логічного програмування.

Перші повідомлення про Пролог з’явились на початку сімдесятих років. Він належить до класу логічних мов програмування, основні ідеї розробки яких запропонували Р.Ковальські та П.Хейс. Перший інтерпретатор Прологу був розроблений французами в Марселі під керівництвом А.Колмерое в 1973 р. Наступна версія, виконана Д.Уореном - Единбурзька реалізація Прологу на машині DEC-10, перевела цю мову і разом з нею логічне програмування з площини теоретичних досліджень у площину практичного програмування, зробила її корисним інструментом для розв’язання різних задач штучного інтелекту. Про великі можливості мови Пролог свідчить і той факт, що японські вчені обрали його як базову мову для створення обчислювальних систем п’ятого покоління.

Для Прологу характерним є той факт, що програміст повинен мислити в термінах цілей. Що під цим слід розуміти? Коли програмуємо, застосовуючи мову низького рівня, то повинні описувати, як дещо треба зробити ЕОМ. Коли ж використовується мова програмування високого рівня, тоді необхідно вказати, що саме потрібно зробити. На відміну від традиційних мов, Пролог вимагає від програміста змінити форму мислення щодо написання програм. Прологівська програма являє собою набір визначень ситуацій і формулювань задач, замість того, щоб детально описувати варіанти розв’язків останніх. Основою Прологу є обмежений, але на диво потужний і гнучкий набір програмних механізмів, який включає в себе: співставлення зразків, задавання структур даних типу дерева й автоматичне повернення. Назва Пролог утворилась як скорочення від “програмування в термінах логіки” і його можна віднести до мов програмування, що будуються на описовому або ж декларативному підході до програмування.

Можна виділити два рівні характеристики Пролог-програми: декларативний і процедурний. Перший визначає за допомогою відношень, яким повинен бути результат роботи програми. Другий - як цей результат було отримано і які з відношень реально оброблялись. Пролог-системи значну частину процедурних деталей виконують самостійно без втручання програміста. Останній, таким чином, може більше уваги приділяти легшому декларативному аспекту програми, не відволікаючись на організацію процесу обчислень, якщо його не хвилює питання ефективності обчислень.

Попередньо Пролог належав до теоретичних мов програмування і більше використовувався як інструментарій у наукових дослідженнях. На це впливало й те, що довгий час вчені США не сприймали його переваг для розв’язання задач штучного інтелекту. Джон Малпас пояснює цей факт тим, що, по перше, серед учених США були сильними ліспівські традиції (мова ЛІСП створена в Массачусетському технологічному інституті) і, по друге, - попереднє знайомство з мовою логічного типу Мікропленнером було невдалим. Остання була реалізована дуже неефективно. Та зі створенням швидких інтерпретаторів і компіляторів Пролог зайняв почесне місце не тільки серед найбільш вживаних мов розв’язання задач штучного інтелекту, а й серед мов, які використовуються спеціалістами в реляційних базах даних, програмній інженерії, при задаванні знань, в експертних системах тощо.

 

Теоретичні відомості

 

 

Інженерія знань – область інформатики, в якій досліджуються методи представлення знань, маніпулювання ними і підтримка їх в актуальному стані.

 

 

Рисунок 1.1 – Модель предметної області

 

При створенні інтелектуальної інформаційної системи ключловим питанням є створення опису предметної області (ПО).

Сукупність об'єктів, про які можна ставити питання, утворює об'єктне ядро предметної області. Тут слово «об'єкт» використовується як синонім слова «реалія»; не передбачає, що об'єкти обов'язково мають матеріальну, «речову» природу. Термін «об'єкт» також є первинним поняттям, яке не визначення (рис. 1.2, а). Синонімами, окрім слова «реалія», служать слова «суть» (entity), «річ» (thing). Приклади об'єктів – окремий студент, група студентів, аудиторія, час занять, слова, числа і так далі Вважається, що бути об'єктом – означає бути дискретним і помітним. З іншого боку, приклади «необ’єктів» - це світ, час, матерія, сенс і тому подібне, хоча можна представити ІС, в якій зберігаються відомості про ці категорії.

 

 

Рисунок 1.2 – Поняття об’єкт (а) та предмет (б)

 

Часто поняття «об'єкт» вважається за близьке по змісту до поняття «предмет». Проте представляється зручним поняття «предмет» використовувати у тому випадку, коли об'єкт, що існує поза нами, стає носієм певної сукупності властивостей і входить в різні взаємини, які представляють інтерес для споживачів інформації, що зберігається в ІС. Іншими словами, предмет – це об'єкт, що став об'єктом розгляду, спостереження, що став носієм певних властивостей. Один і той же об'єкт сприймається різними системами як різні предмети. Предмет є результатом абстракції реального об'єкту, результатом огрублення дійсності, при якому ігнорується нескінченне різноманіття властивостей і взаємодій об'єкту. Таким чином, предмет – це модель реального об'єкту: якщо об'єкт має онтологічний статус, то предмет - гносеологічний. (рис. 1.2,б.)

Об'єкти можуть бути простими і складними. Простими називаються об'єкти, які для даної предметної області вважаються безструктурними. Прості об'єкти представляються сукупністю властивостей, що їх характеризують. Внутрішня структура простого об'єкту не розкривається.

Складні об'єкти мають певний склад і структуру (рис. 1.3).

простий об’єкт
складний об’єкт

 

Рисунок 1.3 – Приклад складного об’єкта

Способи ідентифікації об'єктів:

1. Пряма ідентифікація. Заснована на використанні імен об'єктів.

2. Непряма ідентифікація. Заснована на вказівці властивостей об'єкту. У БД непряма ідентифікація грунтується на використанні ключів.

Ключ - набір полів записи, значення яких однозначно визначають запис файлу.

У конкретний момент часу стан предметної області визначається сукупністю об'єктів і ситуацій, що мають місце в даний момент часу.

Простір станів предметної області – це клас всієї можливої кінцевої множини об'єктної і системної предметної області.

Для опису динаміки предметної області потрібно розглянути траєкторію предметної області в просторі станів.

Семантика предметної області визначається як загальна властивість всіх можливих траєкторій в просторі станів.

На рис.1.4 запропонована класифікація ситуацій. Ця класифікація розглядає властивості як спеціальний випадок ситуацій. Одночасно вона вводить ще одне важливе поняття – поняття часу, який явно або неявно присутній при виділенні підкласів вказаній ієрархії. Час виступає як множина окремих моментів і як множина інтервалів (часовий стан, негомогенний процес). У явному виді структури цих множин не фіксовані, хоча відношення проходження між моментами часу вважається за відоме.

Слід розрізняти реальний час зовнішнього світу і його віддзеркалення ІС і в джерелах інформації. Усередині системи залежні від часу взаємозв'язки фокусуються тільки після їх реєстрації джерелами і передачі повідомлень інформаційній системі.

Інше поняття, що також неявно бере участь у вказаній класифікації, – це поняття простору. "Постійними є всі властивості і співвідношення, витікаючі з приналежності об'єктів до тієї або іншої таксономічної категорії..., властивості типів об'єктів, а також відношення кровної спорідненості, невід'ємної приналежності, відносне розташування нерухомих предметів ..., властивості і стосунки абстрактних об'єктів, не локалізовані в просторі". У приведеному вислові хочеться звернути увагу ще на дві обставини: для лінгвіста безперечна наявність таксономічних категорій об'єктів, які володіють власними властивостями, і наявність загальних властивостей у об'єктів однієї таксономічної категорії. Ці само собою зрозумілі обставини широко використовуються в семантичних моделях баз даних.

 

 

Рисунок 1.4

 

Ситуації самі є об'єктами, тому можуть володіти різними властивостями.

Ввівши простір станів, можна розглядати в нім певні траєкторії або послідовності станів g0,1,..., t ..., у яких знаходиться ПО в моменти часу 0, 1 ..., t ... Члени такої послідовності не можуть бути абсолютно довільними, оскільки стан gt зазвичай як – то пов'язаний з попередніми станами 0, 1, ..., t–1. Тому предметну область можна визначити як клас всіх дійсно можливих послідовностей станів. Такі послідовності називаються траєкторіями ПО. Сукупність всіх загальних властивостей траєкторій називається семантикою предметної області.

Підсумок проведених розглядів підведемо наступною діаграмою, що класифікує об'єкти в предметній області і доповнює рис.1.4.

 

 

Рисунок 1.5

 

Співвідношення

 

1. Родовидове відношення SUP

t1 sup t2 – t1 є підтипом t2 ((вид) є підтипом (рід))

Це співвідношення задається між типами об'єктів. Воно вірне, якщо

"t (t1)obt £ (t2)obt

Ці стосунки прийнято задавати графічно. Типи об'єктів представляються вершинами, а стосунки між ними – ребрами (рис.1.6)

 

 

Рисунок 1.6 – Приклад представлення зв’язків предметної області

 

Наступна діаграма описує набір базових типів об'єктів для будь-якої концептуальної моделі (рис. 1.7).

Рисунок 1.7 – Набір базових типів об’єктів

 

Тип об'єкту є загальним для всіх наочних областей.

2. Відношення часового порядку PART OF. Модель часу будується на підставі кінцевої множини типів часових інтервалів, на яких визначено відношення PART OF.

ti PART OF tj (ti є частиною tj)

Кожен інтервал типу ti є частиною одназначно певного інтервалу tj.

 

Рисунок 1.8

 

Модель простору будується на визначеній множині, так само, як і часі, але по відношенню до частини оточення (рис. 1.9).

Рисунок 1.9

3. Відношення приналежності ISA

Степаненко А.І. ISA студент

пов'язує ім'я об'єкту з його типом

4. Відношення INSTANCE OF (INS)

Степаненко А.І. INS СУ-08-1

відношення може бути задане як на множині імен, так і типів

name (O1) INS name (O2)

Якщо t1 INS t, t2 INS t,…, tn INS t, то об'єкт типу t може складатися з об'єктів типів t1,2,...,n, причому об'єкт типу t може включати декілька об'єктів даних типів.

Відношення INS застосовується для множини дискретних об'єктів, а PART OF – безперервних. Наприклад,

студент INS група студентів

 

 

Рисунок 1.10

 

Властивості відношень

1. PART OF і SUP володіють властивістю транзитивності:

Якщо t1 SUP t2 та t2 SUP t3 то t1 SUP t3

 

Рисунок 1.11

 

Наприклад, Якщо «доцент SUP викладач» і «викладач SUP співробітник» то «доцент SUP співробітник» (рис.1.11).

2. Для відношення INS ця властивість не виконується:

Якщо t1 INS t2; t2 INS t3; …; tn-1 INS tn невірно, що tn INS t1.

В графі відношення INS немає циклів

3. Якщо t1 SUP t2; t2 INS t3 то t1 INS t3

Наприклад, якщо «лаборант SUP співробітник лабораторії»; «співробітник лабораторії INS лабораторія» то «лаборант INS лабораторія»

 

 

Рисунок 1.12

 

4. Якщо name (O) ISA t1; t1 SUP t2 то name (O) ISA t2

Наприклад, «Івано-Франківськ ISA місто» ; «місто SUP населений пункт» «Івано-Франківськ ISA населений пункт»

Представлення типів об'єктів

Кінцева множина трійок вигляду (t, ni, ti) називається представленням типу t, якщо в кожен момент часу ni: tобt ® (ti)обt (ni – відображення множини об'єктів типу t на множину об'єктів типу t1), причому різним об'єктам О1 і О2 типу t відповідають різні ккортежі значень функцій ni:

{n1t(O1), n2t(O1),..., nkt(O1)}

{n1t(O2), n2t(O2),..., nkt(O2)},

остання умова називається умовою розрізнюваності об'єктів.

деt, tі – типи об'єктів,

ni – ім'я атрибуту (атрибути – характеристики об'єктів або ролі, які вони грають в певних ситуаціях);

i=1..., k;

ni¹nj, якщо i¹j,

Як приклад розглянемо об'єкт типу автомобіль (t, ni, ti)

(автомобіль, марка, марка автомобіля)

(автомобіль, номер, номер автомобіля)

(автомобіль, колір, колір автомобіля)

автомобіль(Таврія, АТ4554АК, білий)

автомобіль(Ланос, АТ2222АН, червоний)

Композиційний тип об'єктів

(ni, ti) COMPONENT OF t

COMPONENT OF означає, що об'єкт типу ti є компонентой об'єкту типу t.

Рисунок 1.13

 

 

Приклад композиційного об'єкту, ситуація «знаходиться» ( людина знаходиться в певному приміщенні в певний час)

 

 

Рисунок 1.14

 

На основі рис. 1.14 можна формувати шаблонні вислови, наприклад:

людина . . . знаходиться в приміщенні . . . у час . . .

співробітник . . . знаходиться в аудиторії . . . у . . . год. . . . хвилин . . .

. . . число . . . місяць . . . рік

У шаблонні вислови можуть бути поставлені імена конкретних об'єктів.

 

Мінімальне уявлення

Уявлення {(t, ni, ti) i=1...k} називають мінімальним, якщо при видаленні " з цих трійок, множина трійок, що залишилася, перестає бути представленням даного типу об'єктів.

Приклад:

t - оренда:

t1 - об'єкт оренди

t2 - орендатор

t3 - орендодавець

t4 - термін оренди

t5 - вартість оренди

 

Функціональна залежність

Припустимо, задано уявлення

{(t, ni, ti) i=1...k}

X = {ti1, ..., tip}

Y = {tj1, ..., tjs}

Говорять, що компоненти Y функціонально залежать від компонент X, якщо в будь-який момент часу t для будь-яких двох об'єктів О1, О2 Î tобt з рівності:

ni1t(O1) = ni1t(O2)

. . .

nipt(O1) = nipt(O2),

слідують рівності:

nj1t(O1) = nj1t(O2)

. . .

njst(O1) = njst(O2)

Наприклад: X = {t4, t5, t6}, Y = {t1, t2,t3}

t
Лекція
лектор слухач предмет лекції місце день тижня час початку
викладач група предмет аудиторія дата  
t1 t2 t3 t4 t5 t6

 

Рисунок 1.15

Операції над типами об'єктів

Дозволяють отримувати з існуючих типів нові типи.

1. Можуть бути задані операції об'єднання (t1Èt2), перетину (t1Çt2), розбиття і ін.

Якщо {ti INS t i=1,..., k }, то тип Èti складається з тих і лише об'єктів, які можуть бути елементами об'єктів типу .

Якщо {(ti SUP ) i=1,..., k}, то рівність t=Èti означає, що список підтипів ti є вичерпним для об'єктів типу .

Наприклад,

1) об'єкт = людина È приміщення È устаткування

2) людинаÇприміщення = людинаÇобладнання=приміщенняÇ обладнання = 0

2. Операція розбиття типів об'єктів на класи еквівалентних об'єктів.

(людина, стать людини, стать)

t n1 t1

cтать = {чоловіча, жіноча}

t2 = чоловіча

t3 = жіноча

Типи t2 і t3 є результатом розбиття типу людина за типом стать (t/t1)

 

t Знання іноземної мови
n1 хто знає n2 предмет знання
t1 людина t2 іноземна мова

 

Рисунок 1.16

 

Нові об'єкти – групи людей, що знають деяку мову визначаються в результаті розбиття t1/(t2,t)

 

Список рекомендованої літератури

 

 

1. Глибовець М.М., Олецький О.В. Штучний інтелект. Підручник для студ. вищ. навч. закладів, що навчаються за спец. „Комп’ютер. науки” та „Приклад. математика”.– К.: Вид.дім „КМ Академія”, 2002.– 336с.

2. Адаменко А.Н., Кучуков А.М. Логическое программирование и Visual Prolog.– СПб.: БХВ-Петербург, 2003.– 9921 с.

3. Маллас Дж. Реляционный язык Пролог и его применение.– М.: Наука, 1990.– 464 с.

4. Братко И. Программирование на языке Пролог для искусственного интеллекта: Пер. с анг.– М.: Мир, 1990.– 560 с.

5. Лорьер Ж.-Л. Системы искусственного интеллекта: Пер. с франц.– М.: Мир, 1991.– 568 с.

6. Девятков В.В. Системы искусственного интеллекта: Учеб. пособие для вузов. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2001. - 352 с., ил. (Сер. Информатика в техническом университете.

 

МВ 02070855 - 00-2008

Безгачнюк Ю.В., Зікратий С.В.Системи штучного інтелекту: Курсове проектування. – Івано-Франківськ: Полум’я, 2009. – xx с.

Методичні вказівки для виконання курсової роботи з дисципліни «Системи штучного інтелекту». Розроблені у відповідності з робочою програмою навчальної дисципліни та навчальним планом підготовки фахівців за спеціальністю «Системи управління та автоматики». Можуть бути використані студентами денної та заочної форми навчання.

 

Рецензент:

 

 

© Безгачнюк Ю.В., Зікратий С.В., 2009

© ІФНТУНГ, 2009

ЗМІСТ

 

Вступ.................................................................................................... 4

1 Теоретичні відомості...................................................................... 6

1.1 Концептуальні засоби опису предметної області................. 10

1.2. Співвідношення........................................................................... 11

1.3 Властивості відношень............................................................... 14

1.4 Композиційний тип об'єктів........................................................ 16

1.5. Мінімальне уявлення................................................................. 17

1.6. Функціональна залежність........................................................ 17

1.7 Операції над типами об'єктів..................................................... 18

1.8 Представлення знань про стосунки між типами................... 18

2 Приклад представлення моделі даних....................................... 24

3 Варіанти завдань курсової роботи.............................................. 28

Список рекомендованої літератури............................................... 30

ВСТУП

Тематика курсової роботи повязана з розробка інформаційно-пошукової системи засобами логічного програмування.

Перші повідомлення про Пролог з’явились на початку сімдесятих років. Він належить до класу логічних мов програмування, основні ідеї розробки яких запропонували Р.Ковальські та П.Хейс. Перший інтерпретатор Прологу був розроблений французами в Марселі під керівництвом А.Колмерое в 1973 р. Наступна версія, виконана Д.Уореном - Единбурзька реалізація Прологу на машині DEC-10, перевела цю мову і разом з нею логічне програмування з площини теоретичних досліджень у площину практичного програмування, зробила її корисним інструментом для розв’язання різних задач штучного інтелекту. Про великі можливості мови Пролог свідчить і той факт, що японські вчені обрали його як базову мову для створення обчислювальних систем п’ятого покоління.

Для Прологу характерним є той факт, що програміст повинен мислити в термінах цілей. Що під цим слід розуміти? Коли програмуємо, застосовуючи мову низького рівня, то повинні описувати, як дещо треба зробити ЕОМ. Коли ж використовується мова програмування високого рівня, тоді необхідно вказати, що саме потрібно зробити. На відміну від традиційних мов, Пролог вимагає від програміста змінити форму мислення щодо написання програм. Прологівська програма являє собою набір визначень ситуацій і формулювань задач, замість того, щоб детально описувати варіанти розв’язків останніх. Основою Прологу є обмежений, але на диво потужний і гнучкий набір програмних механізмів, який включає в себе: співставлення зразків, задавання структур даних типу дерева й автоматичне повернення. Назва Пролог утворилась як скорочення від “програмування в термінах логіки” і його можна віднести до мов програмування, що будуються на описовому або ж декларативному підході до програмування.

Можна виділити два рівні характеристики Пролог-програми: декларативний і процедурний. Перший визначає за допомогою відношень, яким повинен бути результат роботи програми. Другий - як цей результат було отримано і які з відношень реально оброблялись. Пролог-системи значну частину процедурних деталей виконують самостійно без втручання програміста. Останній, таким чином, може більше уваги приділяти легшому декларативному аспекту програми, не відволікаючись на організацію процесу обчислень, якщо його не хвилює питання ефективності обчислень.

Попередньо Пролог належав до теоретичних мов програмування і більше використовувався як інструментарій у наукових дослідженнях. На це впливало й те, що довгий час вчені США не сприймали його переваг для розв’язання задач штучного інтелекту. Джон Малпас пояснює цей факт тим, що, по перше, серед учених США були сильними ліспівські традиції (мова ЛІСП створена в Массачусетському технологічному інституті) і, по друге, - попереднє знайомство з мовою логічного типу Мікропленнером було невдалим. Остання була реалізована дуже неефективно. Та зі створенням швидких інтерпретаторів і компіляторів Пролог зайняв почесне місце не тільки серед найбільш вживаних мов розв’язання задач штучного інтелекту, а й серед мов, які використовуються спеціалістами в реляційних базах даних, програмній інженерії, при задаванні знань, в експертних системах тощо.

 

Теоретичні відомості

 

 

Інженерія знань – область інформатики, в якій досліджуються методи представлення знань, маніпулювання ними і підтримка їх в актуальному стані.

 

 

Рисунок 1.1 – Модель предметної області

 

При створенні інтелектуальної інформаційної системи ключловим питанням є створення опису предметної області (ПО).

Сукупність об'єктів, про які можна ставити питання, утворює об'єктне ядро предметної області. Тут слово «об'єкт» використовується як синонім слова «реалія»; не передбачає, що об'єкти обов'язково мають матеріальну, «речову» природу. Термін «об'єкт» також є первинним поняттям, яке не визначення (рис. 1.2, а). Синонімами, окрім слова «реалія», служать слова «суть» (entity), «річ» (thing). Приклади об'єктів – окремий студент, група студентів, аудиторія, час занять, слова, числа і так далі Вважається, що бути об'єктом – означає бути дискретним і помітним. З іншого боку, приклади «необ’єктів» - це світ, час, матерія, сенс і тому подібне, хоча можна представити ІС, в якій зберігаються відомості про ці категорії.

 

 

Рисунок 1.2 – Поняття об’єкт (а) та предмет (б)

 

Часто поняття «об'єкт» вважається за близьке по змісту до поняття «предмет». Проте представляється зручним поняття «предмет» використовувати у тому випадку, коли об'єкт, що існує поза нами, стає носієм певної сукупності властивостей і входить в різні взаємини, які представляють інтерес для споживачів інформації, що зберігається в ІС. Іншими словами, предмет – це об'єкт, що став об'єктом розгляду, спостереження, що став носієм певних властивостей. Один і той же об'єкт сприймається різними системами як різні предмети. Предмет є результатом абстракції реального об'єкту, результатом огрублення дійсності, при якому ігнорується нескінченне різноманіття властивостей і взаємодій об'єкту. Таким чином, предмет – це модель реального об'єкту: якщо об'єкт має онтологічний статус, то предмет - гносеологічний. (рис. 1.2,б.)

Об'єкти можуть бути простими і складними. Простими називаються об'єкти, які для даної предметної області вважаються безструктурними. Прості об'єкти представляються сукупністю властивостей, що їх характеризують. Внутрішня структура простого об'єкту не розкривається.

Складні об'єкти мають певний склад і структуру (рис. 1.3).

простий об’єкт
складний об’єкт

 

Рисунок 1.3 – Приклад складного об’єкта

Способи ідентифікації об'єктів:

1. Пряма ідентифікація. Заснована на використанні імен об'єктів.

2. Непряма ідентифікація. Заснована на вказівці властивостей об'єкту. У БД непряма ідентифікація грунтується на використанні ключів.

Ключ - набір полів записи, значення яких однозначно визначають запис файлу.

У конкретний момент часу стан предметної області визначається сукупністю об'єктів і ситуацій, що мають місце в даний момент часу.

Простір станів предметної області – це клас всієї можливої кінцевої множини об'єктної і системної предметної області.

Для опису динаміки предметної області потрібно розглянути траєкторію предметної області в просторі станів.

Семантика предметної області визначається як загальна властивість всіх можливих траєкторій в просторі станів.

На рис.1.4 запропонована класифікація ситуацій. Ця класифікація розглядає властивості як спеціальний випадок ситуацій. Одночасно вона вводить ще одне важливе поняття – поняття часу, який явно або неявно присутній при виділенні підкласів вказаній ієрархії. Час виступає як множина окремих моментів і як множина інтервалів (часовий стан, негомогенний процес). У явному виді структури цих множин не фіксовані, хоча відношення проходження між моментами часу вважається за відоме.

Слід розрізняти реальний час зовнішнього світу і його віддзеркалення ІС і в джерелах інформації. Усередині системи залежні від часу взаємозв'язки фокусуються тільки після їх реєстрації джерелами і передачі повідомлень інформаційній системі.

Інше поняття, що також неявно бере участь у вказаній класифікації, – це поняття простору. "Постійними є всі властивості і співвідношення, витікаючі з приналежності об'єктів до тієї або іншої таксономічної категорії..., властивості типів об'єктів, а також відношення кровної спорідненості, невід'ємної приналежності, відносне розташування нерухомих предметів ..., властивості і стосунки абстрактних об'єктів, не локалізовані в просторі". У приведеному вислові хочеться звернути увагу ще на дві обставини: для лінгвіста безперечна наявність таксономічних категорій об'єктів, які володіють власними властивостями, і наявність загальних властивостей у об'єктів однієї таксономічної категорії. Ці само собою зрозумілі обставини широко використовуються в семантичних моделях баз даних.

 

 

Рисунок 1.4

 

Ситуації самі є об'єктами, тому можуть володіти різними властивостями.

Ввівши простір станів, можна розглядати в нім певні траєкторії або послідовності станів g0,1,..., t ..., у яких знаходиться ПО в моменти часу 0, 1 ..., t ... Члени такої послідовності не можуть бути абсолютно довільними, оскільки стан gt зазвичай як – то пов'язаний з попередніми станами 0, 1, ..., t–1. Тому предметну область можна визначити як клас всіх дійсно можливих послідовностей станів. Такі послідовності називаються траєкторіями ПО. Сукупність всіх загальних властивостей траєкторій називається семантикою предметної області.

Підсумок проведених розглядів підведемо наступною діаграмою, що класифікує об'єкти в предметній області і доповнює рис.1.4.

 

 

Рисунок 1.5

 

Концептуальні засоби опису предметної області

 

Ці засоби володіють абстрактністю і універсальністю. Через свою абстрактність засобу опису почали називатися концептуальними. Універсальність визначається спільністю систем базових понять і засобами породження нових понять.

У дослідженнях по штучному інтелекту проблема опису предметної області трактується як проблема представлення знань, а відповідні концептуальні засоби називаються схемою уявлення.

У теорії БД прийнято говорити про концептуальний, або інформаційно - логічному, моделюванні ПО. Центральним поняттям є поняття концептуальної схеми (моделі) ПО.

Через властивість універсальності, описати засоби побудови концептуальної схеми – це означає описати можливі стани абстрактної предметної області, яка призначена для моделювання структури і динаміки довільних ПО.

Основними поняттями є тип об’єкту, концептуальна схема.

1. Тип об'єкту – повинен мати унікальне ім'я і всі об'єкти предметної області можуть бути віднесені до одному або декількох типів.

t0 – тип об'єкту;

t0t – множина об'єктів типу t у момент часу t;

Ці множини можуть перетинатися, якщо об'єкт має декілька типів.

Тип об'єкту може повідомлятися системі при першій згадці цього об'єкту.

Тип об'єкту може визначатися системою на підставі властивостей об'єкту за допомогою класифікуючих процедур.

Тип об'єкту може бути автоматично змінений при зміні стану об'єкту.

2. Концептуальна схема предметної області – множина типів, забезпечена деякою структурою. Структура на множині типів задається множиною стосунків і операцій, визначеними на множині типів.

Позначимо () кінцева множина об'єктів предметної області.

Для деякого моменту часу t можна виділити множину об'єктів типу (t1)obt і (t2)obt, що мають певні співвідношення, наприклад:

(t1)obt Ì (t2)obt

(t1)obt Ç (t2)obt = 0

Якщо такі співвідношення є стійкими (не міняються в часі), то ці властивості стану семантичної предметної області.

 

Співвідношення

 

1. Родовидове відношення SUP

t1 sup t2 – t1 є підтипом t2 ((вид) є підтипом (рід))

Це співвідношення задається між типами об'єктів. Воно вірне, якщо

"t (t1)obt £ (t2)obt

Ці стосунки прийнято задавати графічно. Типи об'єктів представляються вершинами, а стосунки між ними – ребрами (рис.1.6)

 

 

Рисунок 1.6 – Приклад представлення зв’язків предметної області

 

Наступна діаграма описує набір базових типів об'єктів для будь-якої концептуальної моделі (рис. 1.7).

Рисунок 1.7 – Набір базових типів об’єктів

 

Тип об'єкту є загальним для всіх наочних областей.

2. Відношення часового порядку PART OF. Модель часу будується на підставі кінцевої множини типів часових інтервалів, на яких визначено відношення PART OF.

ti PART OF tj (ti є частиною tj)

Кожен інтервал типу ti є частиною одназначно певного інтервалу tj.

 

Рисунок 1.8

 

Модель простору будується на визначеній множині, так само, як і часі, але по відношенню до частини оточення (рис. 1.9).

Рисунок 1.9

3. Відношення приналежності ISA

Степаненко А.І. ISA студент

пов'язує ім'я об'єкту з його типом

4. Відношення INSTANCE OF (INS)

Степаненко А.І. INS СУ-08-1

відношення може бути задане як на множині імен, так і типів

name (O1) INS name (O2)

Якщо t1 INS t, t2 INS t,…, tn INS t, то об'єкт типу t може складатися з об'єктів типів t1,2,...,n, причому об'єкт типу t може включати декілька об'єктів даних типів.

Відношення INS застосовується для множини дискретних об'єктів, а PART OF – безперервних. Наприклад,

студент INS група студентів

 

 

Рисунок 1.10

 

Властивості відношень

1. PART OF і SUP володіють властивістю транзитивності:

Якщо t1 SUP t2 та t2 SUP t3 то t1 SUP t3

 

Рисунок 1.11

 

Наприклад, Якщо «доцент SUP викладач» і «викладач SUP співробітник» то «доцент SUP співробітник» (рис.1.11).

2. Для відношення INS ця властивість не виконується:

Якщо t1 INS t2; t2 INS t3; …; tn-1 INS tn невірно, що tn INS t1.

В графі відношення INS немає циклів

3. Якщо t1 SUP t2; t2 INS t3 то t1 INS t3

Наприклад, якщо «лаборант SUP співробітник лабораторії»; «співробітник лабораторії INS лабораторія» то «лаборант INS лабораторія»

 

 

Рисунок 1.12

 

4. Якщо name (O) ISA t1; t1 <

Последнее изменение этой страницы: 2016-07-22

lectmania.ru. Все права принадлежат авторам данных материалов. В случае нарушения авторского права напишите нам сюда...