Методология интеграции гетерогенных информационных систем по свойствам неорганических веществ (1090084), страница 28

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 28)

Приведем пример свариантами записи вещественного числа. Например, число 12345,6789 можно бытьпредставлено в разных ИС так: 12345,6789 (тип данных numeric(18,10) в Microsoft SQLServer) или 12345,6787 (тип данных real в Microsoft SQL Server). Очевидно, что самиэто числа не равны друг другу, хотя на самом деле имеется в виду одно и то же число.Поэтому если попытаться просто сравнить эти два числа между собой, то получитсячто они разные, хотя сущность имелась в виду одна и та же. Следовательно, внекоторых случаях имеет смысл закладывать некоторую погрешность и сравниватьчисла с учетом этой погрешности.

Т.е. числа a и b с учетом погрешности при сравнении считаются равными тогда и только тогда, когда выполняется условие:a  b  a  [b   * b, b   * b] , где  - допустимая при сравнении погрешность.Такой метод сравнения позволит “разглядеть” одинаковые числовые сущности.Главное, не сделать погрешность  при сравнении слишком большой, чтобы неполучилось случая, когда пять равно трем (например, в большинстве случаевдостаточно, чтобы   106 ).Для того чтобы согласовать гетерогенные представления интегрируемыхданных, необходимо задать соответствующие правила отображения (mapping rules),которые позволили бы отыскивать идентичные информационные сущности в рамкахразныхИС.Приинтегрированнойэтомсистемыследуетотметить,являетсячтознаниенеобходимымдляпредметнойуспешногообластирешениясемантических конфликтов гетерогенности.

В нашем случае необходимо обеспечитьраспознаваниеидентичныххимическихсущностейиихсвойствврамкахинтегрированной ИС.ПодавляющеебольшинствосовременныхИСиспользуютвнутренниеидентификаторы (как правило, целочисленные) для идентификации сущностей внутриИС. При этом естественным образом возникает ситуация, когда для обозначения однойи той же сущности разные ИС используют разные идентификаторы. Например, ИС“Кристалл” использует для обозначения вещества GaAs целочисленный идентификаторHeadClue=82, а ИС “Bandgap” для обозначения того же вещества используетидентификатор SubstanceID=137. Для обозначения модификации химических веществ вИС используются разные строковые литералы. Например, в ИС “Кристалл” дляобозначения триклинной модификации используется строковый литерал “тр”, а в ИС“Bandgap” для обозначения той же модификации используется строковый литерал143“Triclinic”.

Аналогичных примеров семантических конфликтов можно привести ещесколь угодно много.Как уже отмечалось, для успешного разрешения семантических конфликтовнеобходимо знание предметной области и знание особенностей представленияинформации в интегрируемых ИС. Так как только специалист, обладающий не толькознаниями предметной области, но и знанием особенностей построения ИС “Кристалл”сможет“расшифровать”,например,строковыйлитерал“тр”,обозначающийтриклинную модификацию и связать его с другими строковыми литералами,обозначающими триклинную модификацию.

Более того, в результате самого процессасопоставления сущностей возможны ошибки, обусловленные недостаточно глубокимипознаниями эксперта, отвечающего за процесс сопоставления. В нашем случае,например, эксперт может не знать, что строковый литерал “тр” соответствуеттриклинной модификации и не связать его с ней. Таким образом, может возникнутьситуация, когда все химические модификации из ИС “Кристалл”, помеченныестроковым литералом “тр” будут являться самостоятельными сущностями, несвязанными с триклинными модификациями других ИС. Необходимо построитьинтегрированную ИС так, чтобы эта разовая ошибка эксперта могла быть в дальнейшемисправлена, например, другим экспертом интегрированной ИС и эти измененияавтоматически были бы восприняты интегрированной ИС.

Итак, необходиморазработать механизм, максимально автоматизирующий разрешение семантическихконфликтов, который бы, с одной стороны, минимизировал вмешательство экспертов впредметной области, самостоятельно разрешая конфликты, а с другой, позволял быэкспертамгибковмешиватьсяикорректироватьрезультатысемантическогосопоставления сущностей.Следует отметить, что для высокой эффективности взаимодействия предметногопосредника с оболочками ИС, необходимо все сущности предметной областипредставлять с помощью целочисленных идентификаторов.

То есть необходимообеспечить централизованную сквозную нумерацию всех сущностей предметнойобласти в рамках интегрированной ИС. Это позволит оболочкам ИС использоватьединые идентификаторы сущностей для взаимодействия с предметным посредником,что повысит эффективность обработки запросов. Таким образом, необходимопредусмотретьцентрализованныймеханизмсквознойнумерациисущностейпредметной области по запросу оболочек интегрируемых ИС и передачу оболочкамприсвоенных идентификаторов, которые должны ими использоваться для ответа на144запросы предметного посредника.

Для разрешения семантических конфликтов винтегрированной ИС предлагается следующая схема (рис. 3.4.3).Основнаяидеяидентификаторов,заключаетсяописывающихвтом,сущностичтодляполученияпредметнойобласти,уникальныхоболочкаинтегрированной системы должна посылать запросы предметному посреднику. Дополучения уникальных идентификаторов от предметного посредника оболочка неимеет права ссылаться при ответе на запросы предметного посредника на объектыинтегрируемой ИС, глобальные идентификаторы которых неизвестны.

Это обеспечитправильную работу.Рис. 3.4.3. Схема разрешения семантических конфликтов в интегрированной ИС.Рассмотрим эту схему более подробно на примере. Допустим, интегрируемаяИС содержит информацию по свойствам химических систем, веществ и ихмодификаций. Для того чтобы оболочке ИС иметь право ссылаться на химическиесистемы, описываемые в ИС, ей необходимо сформировать XML-документ,содержащий список описаний химических систем, глобальные идентификаторыкоторых неизвестны. При этом химическая система s должна быть представлена, какмножество химических элементов ei : s  {e1 , e2 ,.., en } .

После формирования XMLдокумента, оболочка ИС посылает запрос Web-сервису предметного посредника.Предметный посредник анализирует каждую химическую систему s  {e1 , e2 ,.., en } изXML-документа и пытается отыскать описание этой системы в своей БД, формируя приэтом XML-документ, содержащий ответ для оболочки ИС. Если предметный посредникобнаруживает химическую систему в своей БД, то добавляет в ответ глобальный145идентификатор химической системы, найденный в БД.

Если же предметномупосреднику не удается найти в БД химическую систему, соответствующую множествузаданных элементов, то предметный посредник добавляет в свою БД описание новойхимической системы и присваивает ей уникальный глобальный идентификатор,добавляя его в документ-ответ.Аналогично происходит определение глобальных идентификаторов химическихвеществ. Как и в химической системе, помимо множества химических элементов,вещество c представляется функциейf , задающей количественное вхождениекаждого ei химического элемента в веществе c .

В БД предметного посредника длявеществ, так же, как и для химических систем, ведется справочник, содержащийглобальные идентификаторы веществ. Химическое вещество, идентификатор которогозапрашивается у предметного посредника, считается эквивалентным веществу, данныео котором уже содержатся в БД предметного посредника, тогда и только тогда, когдафункция f запрашиваемого вещества эквивалентна функции f вещества, информацияо котором содержится в БД (с учетом соответствующих множеств химическихэлементов ei ).Следует отметить, что описания химических систем и веществ довольно хорошоформализованы. В периодической системе Д. И. Менделеева приведены обозначениявсех химических элементов, которые могут присутствовать в системах и веществах.Есть соглашения по записи химических формул, которые позволяют разработатьпрограммные модули, выполняющие автоматическое преобразование химическихформул, например, из HTML-описания в XML-документ нужного формата, который ииспользуется для обмена информацией между узлами ИС.Сложнее обстоит вопрос с идентификацией кристаллических модификаций,обозначение которых нестандартизировано в разных ИС СНВМ.

В результатевозникают трудноразрешимые семантические конфликты при обозначении одних и техже модификаций различными строковыми литералами. Схожая ситуация наблюдаетсяи при обозначении свойств. Так при описании одного и того свойства могутиспользоваться несколько отличающиеся термины, которые вычислительной системойне могут восприниматься как эквивалентные, хотя по своей семантике таковыми иявляются.Для разрешения сложных семантических конфликтов, которые возникают приописании кристаллических модификаций, в интегрированной ИС предлагаетсяиспользовать несколько более сложную модель разрешения конфликтов, чем та, что146описана выше. Суть этой модели заключается в том, что предметный посредник нарядус глобальным идентификатором сущности, запрашиваемым оболочками ИС, должентакже передавать статус этого глобального идентификатора. Роль статуса, фактическиассоциированного с каждым глобальным идентификатором (и, соответственно, скаждой сущностью), заключается в том, что он показывает, насколько достовернымданный глобальный идентификатор является, т.е.

может ли он измениться дляуказанной сущности в будущем.Поясним логику работы механизма разрешения семантических конфликтов напримере выявления глобальных идентификаторов кристаллических модификаций. ПристартеинтегрированнойИСвсесправочники,связанныесглобальнымиидентификаторами известных сущностей предметной области, в БД предметногопосредника являются пустыми.

Характеристики

Список файлов диссертации