Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Информатика arrow Моделирование систем

Предметная область.

Первичным источником связанных данных при проектировании баз данных любых разновидностей является соответствующая предметная область, которая будет рассматриваться как совокупность знаний и данных об объектах и процессах, подлежащих проектированию и хранению в БД. В данном случае в качестве предметной области рассматривается проблема имитационного моделирования сложных систем на ЭВМ.

Знания о предметной области, как это уже отмечалось в п. 3.1, посвященном методике разработки и машинной реализации моделей систем .У, могут быть получены из разнообразных источников, таких, как:

  • — фундаментальные законы и устойчивые закономерности, теоретические знания прикладных наук о процессах в моделируемой системе 5;
  • — эвристические знания в виде принятых правил, соглашений и обозначений, характерных для систем 5;
  • — экспертные знания и экспертные оценки специалистов в области моделирования конкретных систем 5;
  • — существующие базы данных, компьютеризированные системы, технологии и проекты.

Перечисленные источники знаний о предметной области "моделирование систем" не являются источниками собственно данных, а определяют методологические принципы выделения прикладных объектов и процессов, а также методы приобретения и связывания данных о выделенных объектах и процессах. Источники знаний о предметной области определяют выбор классификационной схемы формализованного описания объектов и процессов, которая в процессе проектирования БД отображается в результирующей реляционной схеме.

Таким образом, процесс проектирования базы данных по полной технологической схеме есть процесс пошагового отображения исходной классификационной схемы предметной области в реляционную схему реализации базы данных. Выбор той или иной методологической основы процесса проектирования БД определяет вид реализованных в БД связей между данными и характеризует интеграционные возможности построенной БД.

Важным методологическим признаком проектируемой БД и ее интеграционных возможностей является естественная или искусственная природа выделения прикладных объектов и процессов, связанные данные о которых будут храниться в проектируемой БД. Особое значение - это обстоятельство приобретает при применении объектно-ориентированного подхода к проектированию баз данных и построению ИРБД.

В практике моделирования сложных систем 5 при проектировании локальных баз данных (ЛБД) применение классификационных схем зачастую осуществляется интуитивно, с твердым убеждением в том, что выбранный способ определения данных БД естествен для решения данной задачи. На самом деле, проектировщик ЛБД просто принимает одну из существующих классификационных схем (например, традиционную схему построения базы данных "система 5 — концептуальная модель Мк — машинная модель Мм" из литературы). В тоже время, отсутствие знаний о правилах формирования и связывания атрибутивных значений даже в такой БД может привести к искажению и ошибкам в трактовке извлекаемых из БД данных как информации.

Концептуальный анализ н проектирование баз данных.

Выбор или конструирование классификационной схемы выделения объектов и процессов составляет суть анализа предметной области (в данном случае это "моделирование сложных систем 5"). Отображение классификационной схемы в результирующую реляционную схему определяет многошаговый процесс проектирования БДМ.

Прежде всего, под формализованным представлением предметной области будет пониматься классификационное выделение объектов и процессов, что в терминах объектно-ориентированного подхода соответствует классификационному определению абстракций сущностей и поведения [2,16]. Классифицирование может выполняться путем классической категоризации, концептуальной кластеризации или с применением методов теории прототипов. Абстракции сущностей определяют классы объектов предметной области и выражаются через совокупности характерных свойств объектов данного класса, в тоже время, отличающих объекты данного класса от объектов других классов. Абстракции поведения выражают правила взаимодействия объектов через общие или связанные свойства.

Таким образом, выбранная или сконструированная классификационная схема с применением той или иной классификационной методологии определяет систему формирования универсума проектируемой БД. Принципиально важным для технологии баз данных является принцип отделения классификационной схемы в виде совокупности элементов моделирования представлений данных от собственно системы классифицированных данных БД. Именно реализация этого принципа способна привести к разрешению проблемы построения определенной категории объектно-ориентированных баз данных. Элементы моделирования представлений данных также включаются в состав универсума.

Проектирование концептуального представления системы классифицирования предметной области на основе выбранной классификационной схемы называется концептуальным проектированием предметной области, в результате которого строится концептуальная модель семейства концептуально однородных баз данных. Очевидно, что выбор готовых проектных решений относит проектируемую базу данных к семейству БД с однородным концептуальным представлением. Например, типизация классификации данных о модели системы 5 (концептуальная модель, типовая математическая схема — см. гл. 3) практически исключает необходимость концептуального проектирована подобного фрагмента предметной области. Все базы данных, включающие описания моделей системы 51, согласно принятой классификационной схеме определения математической схемы, в этом фрагменте БД концептуально однородны. Отметим, что такая классификационная схема имеет искусственную природу построения, в основе которой находится система эвристик.

Совершенно иначе обстоит дело, если проектируется фрагмент БД, посвященный описанию свойств материальных объектов (например, объектов моделирования, т. е. систем 5). Классификационная схема для этого случая будет опираться на методологию классической категоризации, а знания о соответствующей предметной области будут носить фундаментальный характер. В этом случае, концептуальное проектирование окажется связанным с необходимостью проведения серьезной научно-методической работы по абстрагированию системы знаний, обычно описанной документально в словарях, справочниках, тезаурусах. Достижение концептуальной однородности, а, следовательно, и достаточных интеграционных возможностей семейства подобных баз данных становится крайне сложной проблемой. Таким образом, концептуальное моделирование предметной области включает выполнение следующих операций:

  • — определение природы источника знаний о предметной области (фундаментальной, эвристической, экспертной, существующего компьютеризированного решения в области моделирования конкретных систем 5);
  • — выбор или конструирование классификационной схемы на основе классификационной методологии (классической категоризации, концептуальной кластеризации, теории прототипов);
  • — выделение абстракций объектов и процессов (взаимодействия объектов) через определение их свойств;
  • — построение структуры (иерархии) базовых классов предметной области и формализиция представления такой структуры.

В результате концептуального моделирования определяются следующие концептуальные компоненты:

  • — совокупность типизированных абстрактных представлений сущностей предметной области, определяющих систему правил и ограничений на формирование атрибутивных значений свойств объектов;
  • — совокупность типизированных абстрактных представлений взаимодействия сущностей предметной области;

Классификационные правила формирования атрибутивных значений свойств объектов, а также правила взаимодействия объектов посредством их конкретных свойств образуют концептуальную семантику предметной области в базисе выбранной классификационной схемы. Абстракции в целом и отдельные их свойства, выделенные на основе фундаментальных знаний о предметной области, образуют фундаментальную семантику, сфера действия которой выходит за границы данной предметной области. Фундаментальная семантика является основой глобальной интеграции БД по определению. Концептуальная семантика является основой построения прототипов схем индексирования и установки ограничений элементов реляционных схем БД. Другими словами, построение или владение концептуальной семантикой предопределяет способность извлечения информации из реализованной БД. В значительной мере, концептуальная семантика управляет процедурами нормализации и упорядочения реляционных схем.

Концептуальная модель предметной области является основой проектирования (и интеграции) семейства концептуально однородных БДМ. Присутствие фундаментальной семантики способно принципиально повысить интеграционные возможности соответствующих БДМ. Концептуальная модель формирует заголовочные разделы универсума, определяет интерфейс семейства концептуально однородных баз данных, выражает множество концептуальных компонентов (абстракций, свойств связей), на основе которых путем комбинирования можно осуществлять варианты инфологического проектирования баз данных.

 
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Популярные страницы