Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем (3-е изд., 2001) (1186218), страница 43
Текст из файла (страница 43)
Очевидно, что как компромиссный вариант, прикладные БДмогут выступать в качестве оптимизируемого информационногоресурса компьютеризированных технологий. Прикладные базы данных находят широкое применение при моделировании на ЭВМконкретных систем S.178Предметная область. Первичным источником связанных данныхпри проектировании баз данных любых разновидностей являетсясоответствующая предметная область, которая будет рассматриваться как совокупность знаний и данных об объектах и процессах,подлежащих проектированию и хранению в БД.
В данном случаев 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 S, могут быть получены из разнообразных источников,таких, как:— фундаментальные законы и устойчивые закономерности, теоретические знания прикладных наук о процессах в моделируемойсистеме S;— эвристические знания в виде принятых правил, соглашенийи обозначений, характерных для систем S;— экспертные знания и экспертные оценки специалистов в области моделирования конкретных систем S;— 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 прикладныхобъектов и процессов, а также методы приобретения и связыванияданных о выделенных объектах и процессах.
Источники знанийо предметной области определяют выбор классификационной схемыформализованного описания объектов и процессов, которая в процессе проектирования БД отображается в результирующей реляционной схеме.Таким образом, процесс проектирования базы данных по полнойтехнологической 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 видреализованных в БД связей между данными и характеризует интеграционные возможности построенной БД.Важным методологическим признаком проектируемой БД и ееинтеграционных 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 примененииобъектно-ориентированного подхода к проектированию баз данныхи построению ИРБД.В практике моделирования сложных систем S при проектировании локальных баз данных (ЛБД) применение классификационныхсхем зачастую осуществляется интуитивно, с твердым убеждениемв том, что выбранный способ определения данных БД естествен для179решения данной задачи.
На самом деле, проектировщик ЛБД просто принимает одну из существующих классификационных схем(например, традиционную схему построения базы данных «системаS — концептуальная модель Мх — машинная модель Ми» излитературы). В тоже время, отсутствие знаний о правилах формирования и связывания атрибутивных значений даже в такой БДможет привести к искажению и ошибкам в трактовке извлекаемыхиз БД данных как информации.Концептуальный анализ и проектирование баз данных.
Выбор иликонструирование классификационной схемы выделения объектови процессов составлет суть анализа предметной области (в данномслучае это «моделирование сложных систем 5»). Отображение классификационной схемы в результирующую реляционную схему определяет многошаговый процесс проектирования Б ДМ.Прежде всего, под формализованным представлением предметной области будет пониматься классификационное выделениеобъектов и процессов, что в терминах объектно-ориентированногоподхода 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 областии выражаются через совокупности характерных свойств объектовданного класса, в тоже время, отличающих объекты данного класса от объектов других классов. Абстракции поведения выражаютправила взаимодействия объектов через общие или связанные свойства.Таким образом, выбранная или сконструированная классификационная схема с применением той или иной классификационнойметодологии определяет систему формирования универсума проектируемой БД.
Принципиально важным для технологии баз данныхявляется 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-ориентированныхбаз данных. Элементы моделирования представлений данных такжевключаются в состав универсума.Проектирование концентуального представления системы классифицирования предметной области на основе выбранной классификационной схемы называется концептуальным проектированиемпредметной 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 концептуальнымпредставлением.
Например, типизация классификации данных о модели системы S (концептуальная модель, типовая математическая180схема — см. гл. 3) практически исключает необходимость концептуального проектированя подобного фрагмента предметной области.Все базы данных, включающие описания моделей системы 5, 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 системаэвристик.Совершенно иначе обстоит дело, если проектируется фрагментБД, посвященный описанию свойств материальных объектов (например, объектов моделирования, т.
е. систем S). Классификационная схема для этого случая будет опираться на методологию классической категоризации, а знания о соответствующей предметнойобласти будут носить фундаментальный характер. В этом случае,концептуальное проектирование окажется связанным с необходимостью проведения серьезной научно-методической работы по абстрагированию системы знаний, обычно описанной документальнов словарях, справочниках, тезаурусах. Достижение концептуальнойоднородности, а, следовательно, и достаточных интеграционныхвозможностей семейства подобных баз данных становится крайнесложной проблемой.
Таким образом, концептуальное моделирование предметной области включает выполнение следующихопераций:— определение природы источника званий о предметной области (фундаментальной, эвристической, экспертной, существующего компьютеризированного решения в области моделирования конкретных систем S);— выбор или конструирование классификационной схемы наоснове классификационной методологии (классической категоризации, концептуальной кластеризации, теории прототипов);— выделение абстракций объектов и процессов (взаимодействияобъектов) через определение их свойств;— построение структуры (иерархии) базовых классов предметной области и формализиция представления такой структуры.В результате концептуального моделирования определяютсяследующие концептуальные компоненты:— совокупность типизированных абстрактных представленийсущностей предметной области, определяющих систему правили ограничений на формирование атрибутивных значений свойствобъектов;— сововкупность типизированных абстрактных представленийвзаимодействия сущностей предметной области;Классификационные правила формирования атрибутивных значений свойств объектов, а также правила взаимодействия объектовпосредством их конкретных свойств образуют концептуальнуюсемантику предметной области в базисе выбранной классификационной схемы.
Абстракции в целом и отдельные их свойства,181выделенные 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 поопределению. Концептуальная семантика является основой построения прототипов схем индексирования и установки ограниченийэлементов реляционных схем БД. Другими словами, построениеили 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 основойпроектирования (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 концептуальнооднородных баз данных, выражает множество концептуальных компонентов (абстракций, свойств связей), на основе которых путемкомбинирования можно осуществлять варианты инфологическогопроектирования баз данных.Мифологический анализ и проектирование БДМ.
Инфологическоепроектирование выполняется в базисе концептуальных компонентови учитывает возможности и ограничения модели данных реализацииБДМ. Для инфологического проектирования характерны следующие операции:— расширение интерфейсов описания абстракций концептуально не классифицированными свойствами (например, дополнениек определению математической схемы свойства — примечаниедля записи произвольных дополнительных сведений о модели системы 5); атрибутивные значения таких свойств носят характер сопутствующей информации и не могут использоваться в качествекритерия доступа к информации до проведения их концептуальногомоделирования, для реляционного подхода выполнение такихопераций определяет процедуры инфологического проектированиясвязей совместности свойств объектов, т. е., прототипов таблиц;— построение инфологических структур реализации концептуальной модели, в качестве структур могут использоваться любыеструктуры определения структурных абстракций [2, 16, 25]; дляреляционного подхода выполнение таких операций определяет процедуры инфологического проектирования связей соответствия, т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
