3.информационные структуры и их применение для логико-семантического описания составных элементов про

Среди проблемно-ориентированных моделей предметних областей (ПрО), предназначенных для информационного описания ПрО с точки зрения ее восприятия пользователем, особое место занимает класс информационно-логических (инфологических) моделей ПрО.

Инфологическая модель ПрО – это формализованная модель ПрО, содержащая в себе исчерпывающие сведения о составных элементах ПрО (объектах, их свойствах и взаимосвязях), которые должны быть отображены в информационной базе (ИБ) данной ПрО.

Информационное описание таких сведений осуществляется средствами того или иного естесственного языка, которые позволяют именовать объекты и формулировать утверждения об их свойствах и взаимоотношениях (взаимосвязях).

Описание составных элементов ПрО языковыми средствами с учетом смыслового содержания слов, называют семантическим (semantikos – смысловой, касающийся смыслового значения слов). Термин «логико-семантический» означает, что в семантическом описании ПрО должна быть отражена логика реальных связей между объектами ПрО, а также логика взаимосвязей между характеристиками (свойствами) этих объектов.

Для логико-семантического описания ПрО как релевантной триады «объекты – свойства – связи» используется определенный набор понятий, позволяющий описать любые информационные структуры, необходимые для отображения составных элементов триады. Основными из таких понятий являются:

• информационные объекты (ИО),

• атрибуты ИО,

• типы и экземпляры ИО,

• ключи ИО,

• информационные отношения-связи (ИОС),

• виды ИОС,

• типы ИОС.

Рассмотрим эти понятия и их использование в качестве средств информационного описания элементного состава ПрО.

3.1.Информационные объекты (ио)

3.1.1.Понятие об ио. Структура ио. Имя, значение и тип атрибутов ио

Сведения о реальних объектах рассматриваемой ПрО отображаются в ИБ АИС с помощью информационных структур, называемых информационными объектами.

Информационный объект (ИО) – это информационное отображение некоторого объекта ПрО, информация о котором должна быть представлена в ИБ.

Информационное описание ИО задается в виде зафиксированного набора определенных свойст (характеристик) соответствующего реального объекта. Так, объекты ПрО АВТОМОБИЛЬ,КЛИЕНТ_БАНКА, СЧЕТ, ТОВАР, СЛУЖАЩИЙ, ДОМ могут иметь такое информационное описание:

АВТОМОБИЛЬ: (Номер, Марка, Цвет, Расход_топлива);

КЛИЕНТ_БАНКА: (ФИО, Адрес, Идентификационный_номер);

СЧЕТ: (Номер, Тип, Баланс); (1)

ТОВАР: (Название, Производитель, Цена, Количество);

СЛУЖАЩИЙ: (ФИО, Должность, Возраст, Пол, Адрес, Оклад);

ДОМ: (Адрес, Габариты, Год постройки, Материал).

Каждый из 6-ти приведенных в (1) наборов свойств – это ИО, представляющий соответствующий реальный объект ПрО. Аналогичными примерами ИО могут быть различные наборы характеристик материалов, поставщиков, заказчиков, поставок, подразделений, технологических операций, событий и т.д.

Свойства, которые входят в информационное описание объекта ПрО, называют атрибутами этого объекта (общими или индивидуальными).

Таким образом, ИО является составной единицей информации и создается набором логически взаимосвязанных атрибутов, характеризующих качественные и количественные свойства отображаемого объекта ПрО.

Состав набора атрибутов, который используется для задания ИО, называют структурой ИО.

Структура ИО, как правило, является линейной, т.е. в ней отсутствуют групповые (множественные) элементы. Это означает, что составные атрибуты (например, атрибуты Дата, Адрес) рассматриваются как один единый атрибут.

Отметим, что один и тот же объект ПрО может бать представлен в ИБ разными ИО, состав и структура которых зависит от решаемой задачи. Например, объект СТУДЕНТ при решении задач УЧЕТ_РЕЗУЛЬТАТОВ_СЕССИИ и БИБЛИОТЕЧНОЕ_ОБСЛУЖИВАНИЕ может отображаться двумя разными ИО:

Студент:(Номер_зачетной_книжки, фио, Дата_сдачи_экзамена, фио_экзаменатора, Экзаменационная_оценка)

СТУДЕНТ: (Номер_читательского_билета, ФИО, Факультет, Курс)

Каждый атрибут ИО имеет имя, значение и тип.

Имя атрибута служит для обращения к атрибуту и выражается текстом, раскрывающим смысловое содержание атрибута. Примерами имен могут служить имена атрибутов в наборах (1).

Понятие имени атрибута можно определить следующим образом.

Имя атрибута ИО – это мнемоническое обозначение атрибута, используемое

для информационного отображения наличия у объекта ПрО соответствующего

свойства.

Именно при помощи набора имен атрибутов объекты ПрО представляются в ИБ (аналогично примерам (1)).

Значение атрибута – это конкретное значение того свойства объекта ПрО, которое отображает данный атрибут.

Например, атрибут с именем Цвет может иметь значения: красный, синий, зеленый и др.; атрибут с именем Фамилия_студента_группы – конкретные фамилии студентов данной группы; атрибут с именем Марка_автомобиля – значения Форд, Мерседес, ВАЗ, Тойота и др.

Набор возможных значений атрибута называют доменом атрибута (domain – область).

Для некоторых атрибутов их домены всегда ограничиваются некоторым диапазоном или перечнем значений. Например, атрибут Пол имеет домен лишь из 2-х значений {муж., жен.}, атрибут Экзаменационная_оценка – домен из 4-х значений { 2, 3, 4, 5}.

Отметим, что в информационных описаниях разных объектов могут быть использованы атрибуты с одинаковыми именами (как, например, атрибут Возраст для объектов СТУДЕНТ, ПРЕПОДАВАТЕЛЬ, ГАЛАКТИКА), однако домены этих атрибутов конечно будут разными.

Тип атрибута определяется типом его значений.

Наиболее распространенными типами атрибутов являются числовой и символьный типы. Атрибуты числового типа принимают количественные значения, символьного типа – качественные описательные алфавитно-цифровые значения. Например, атрибуты Оклад и Возраст имеют числовый тип, атрибуты Фамилия и Адрес – символьный.

Над атрибутами числового типа можно выполнять арифметические операции, над атрибутами символьного типа – логические операции (поиск, сортировка и др.).

Существуют и другие типы атрибутов, например, дата, денежная единица.

Характерной чертой доменов атрибутов является то, что все значения из домена некоторого атрибута имеют однаковый тип и одинаковую структуру. Так, домен атрибута Заработная_плата объекта СЛУЖАЩИЙ составляют значения числового типа с одинаковым для данной организации количеством цифр; в домен атрибута Адрес – значения символьного типа со структурой <город, улица, № дома, № квартиры>; в домен атрибута Номер_телефона входят значения символьного типа с одинаковым для данной АТС количеством цифр¹ .

Таким образом, при информационном описании объектов ПрО оперируют следующим набором понятий :

• информационный обект (ИО) – информационное описание этого объекта ПрО в виде зафиксированного набора атрибутов (свойств) реального объекта;

• атрибут ИО – информационное отображение свойства реального объекта;

• структура ИО – состав набора атрибутов ИО;

• имя атрибута –имя для определенной характеристики (свойства) реального объекта;

• значение атрибута – значение этой характеристики (свойства) для даного конкретного объекта ПрО;

• тип атрибута – тип всех значений данного атрибута;

• домен атрибута – диапазон или перечень всех возможных значений данного атрибута.