Представление и использование знаний об объектах
выше слова "реалия", служат слова "сущность" (entity), "вещь" (thing).
Примеры объектов - отдельный студент, группа студентов, аудитория, время
занятий, слова, числа и т.д. Обычно считается, что быть объектом - значит
быть дискретным и различимым. По - видимому, примеры "необъектов" - это
мир, время, материя, смысл и т.п., хотя можно представить ИС, в которой
хранятся сведения об этих категориях.
Объект
Предмет
первичное
неопределяемое
модель объекта
понятие
в качестве объектов
могут быть
абстракция
не только физические,
но и объекты
мышления
рис. 2а
рис.2б
Часто слово "объект" считается близким по смыслу слову "предмет".
Однако представляется удобным слово "предмет" использовать в том случае,
когда объект, существующий вне нас, становится носителем определенной
совокупности свойств и входит в различные взаимоотношения, которые
представляют интерес для потребителей информации, хранящейся в АИС. Другими
словами, предмет - это объект, ставший объектом рассмотрения, наблюдения,
ставший носителем определенных свойств. Один и тот же объект воспринимается
разными системами как разные предметы. Предмет является результатом
абстракции реального объекта, результатом огрубления действительности, при
котором игнорируется бесконечное многообразие свойств и взаимодействий
объекта. Таким образом, предмет - это модель реального объекта: если объект
имеет онтологический статус, то предмет - гносеологический. (См. рис.2б)
Объекты могут быть простыми и сложными. Простыми называются объекты,
которые для данной предметной области считаются бесструктурными. Простые
объекты представляются совокупностью характеризующих их свойств. Внутренняя
структура простого объекта не раскрывается.
Сложные объекты имеют определенный состав и структуру. Например:
Студент Иванов учится в группе АИ-2-93
Способы идентификации объектов:
1. Прямая идентификация. Основана на использовании имен объектов.
2. Косвенная идентификация. Основана на указании свойств объекта. В БД
косвенная идентификация основывается на использовании ключей.
Ключ - набор полей записи, значения которых однозначно определяют
запись файла.
В конкретный момент времени состояние предметной области определяется
совокупностью объектов и ситуаций, имеющих место в данный момент времени.
Пространство состояний предметной области - это класс всех возможных
конечных множеств объектной и системной предметной области.
Для описания динамики предметной области нужно рассмотреть траекторию
предметной области в пространстве состояний.
Семантика предметной области определяется как общее свойство всех
возможных траекторий в пространстве состояний.
На рис.3 предложена классификация ситуаций. Эта классификация
рассматривает свойства как специальный случай ситуаций. Одновременно она
вводит еще одно важное понятие - понятие времени, которое явно или неявно
присутствует при выделении подклассов указанной иерархии. Время выступает
как множество отдельных моментов и как множество интервалов (временное
состояние, негомогенный процесс). В явном виде структуры этих множеств не
фиксированы, хотя отношение следования между моментами времени считается
известным.
Следует различать реальное время внешнего мира и его отражение в ИС и в
источниках информации. Внутри системы зависящие от времени взаимосвязи
фокусируются только после их регистрации источниками и передачи сообщений
информационной системе.
Другое понятие, также неявно участвующее в указанной классификации, -
это понятие пространства. "Постоянными являются все свойства и
соотношения, вытекающие из принадлежности объектов к той или иной
таксономической категории..., свойства типов объектов, а также отношения
кровного родства, неотъемлемой принадлежности, относительное расположение
неподвижных предметов ..., свойства и отношения абстрактных объектов, не
локализованные в пространстве". В приведенном высказывании хочется
обратить внимание еще на два обстоятельства: для лингвиста несомненно
наличие таксономических категорий объектов, которые обладают собственными
свойствами, и наличие общих свойств у объектов одной таксономической
категории. Эти само собой разумеющиеся обстоятельства широко используются в
семантических моделях баз данных.
ситуации
статические
динамические
состояния постоянные процессы
события
свойства и
отношения
устойчивые временные результаты
происшествия
рис.3
Ситуации сами являются объектами, поэтому могут обладать различными
свойствами.
Введя пространство состояний, можно рассматривать в нем определенные
траектории или последовательности состояний (0, (1, ..., (t, ... , в
которых находится ПО в моменты времени 0, 1, ..., t, ... Члены такой
последовательности не могут быть совершенно произвольными, поскольку
состояние (t обычно как - то связано с предшествующими состояниями (0, (1,
..., (t-1. Поэтому предметную область можно определить как класс всех
действительно возможных последовательностей состояний. Такие
последовательности называются траекториями ПО. Совокупность всех общих
свойств траекторий называется семантикой предметной области.
Итог проведенных рассмотрений подведем следующей диаграммой,
классифицирующей объекты в предметной области и дополняющей рис.3.
Объекты ПО
материальные нематериальные
имена понятия
ситуации
рис.4
Концептуальные средства описания предметной области
Эти средства обладают абстрактностью и универсальностью. В силу своей
абстрактности средства описания стали называться концептуальными.
Универсальность определяется общностью систем базовых понятий и средствами
порождения новых понятий.
В исследованиях по искусственному интеллекту проблема описания
предметной области трактуется как проблема представления знаний, а
соответствующие концептуальные средства называются схемой представления.
В теории БД принято говорить о концептуальном, или информационно -
логическом, моделировании ПО. Центральным понятием является понятие
концептуальной схемы (модели) ПО.
В силу свойства универсальности, описать средства построения
концептуальной схемы - это значит описать возможные состояния абстрактной
предметной области, которая предназначена для моделирования структуры и
динамики произвольных ПО.
Понятия:
1. Тип объекта - должен иметь уникальное имя и все объекты предметной
области могут быть отнесены к одному или нескольким типам.
(0 - тип объекта;
(0t - множество объектов типа ( в момент времени t;
Эти множества могут пересекаться, если объект имеет несколько типов.
Тип объекта может сообщаться системе при первом упоминании этого
объекта.
Тип объекта может определяться системой на основании свойств объекта с
помощью классифицирующих процедур.
Тип объекта может быть автоматически изменен при изменении состояния
объекта.
2. Концептуальная схема предметной области - множество типов,
снабженное некоторой структурой. Структура на множестве типов задается
множеством отношений и операций, определенными на множестве типов.
Обозначим ( конечные множества объектов предметной области.
Для некоторого момента времени t можно выделить множество объектов типа
((1)obt и ((2)obt, имеющих определенные соотношения, например:
((1)obt ( ((2)obt
((1)obt ( ((2)obt = 0
Если такие соотношения являются устойчивыми (не меняются во времени),
то эти свойства состояния семантической предметной области.
Соотношения:
1. Родовидовое отношение SUP
(1 sup (2 - (1 является подтипом (2 ((вид) является подтипом (род))
Это соотношение задается между типами объектов. Оно верно, если
( t ((1)obt ( ((2)obt
Эти отношения принято задавать графически. Типы объектов представляются
вершинами, а отношения между ними - ребрами.
Например:
sup Помещение sup
Учебное Служебное
помещение помещение
sup sup sup
sup
аудитория лаборатория помещение
помещение
кафедры
деканата
рис.5
Следующая диаграмма описывает набор базовых типов объектов для любой
концептуальной модели (См. рис. 6).
Объект
sup
| |  скачать работу |
Представление и использование знаний об объектах |
