Державний комітет Російської Федерації
по Вищій Освіті
Московський державний інститут радіотехніки,
електроніки та автоматики
(Технічний університет)
факультет: Кібернетики
кафедра: ІТС
Курсовий проект
з дисципліни: Інженерія Знань
на тему: Представлення і використання знань про об'єкти.
Представлення і використання знань про відносини між об'єктами. Організація
обобщеннойінформаціі на основі використання мультііерархіческой таксономічній
структури.
група розробників: Частухін Віталій
Рибіна Марина
Юданова Ірина
група: АІ-1-93
керівник: Потресова Галина Дмитрівна
Москва 1996
Зміст
Завдання ................................................. .................................................. .......... 3
Вступ ................................................. .................................................. ........ 4
Формулювання мети
КПР ................................................. ............................. 4
1. Теоретичний
розділ ................................................. ................................ 5
2. Практичний
розділ ................................................. ............................... 24
2.1 Обмеження на використання
розробленого програмного
забезпечення ........................................ 24
2.2 Необхідні знання для роботи в MS ACCESS2.0.
Короткий екскурс в
Access ................................................. ......................... 24
2.3 Планування
БД ................................................. .................................. 27
2.4 Створення таблиць для ваших
даних ................................................. ... 29
2.5 Введення даних у ваші
таблиці ................................................. ............. 33
2.6 Зв'язок між
таблицями ................................................. ........................ 33
3. Варіанти завдань з
Л.Р. .............................................. .......................... 35
4. Зміст звіту про
Л.Р. .............................................. ........................... 36
5. Контрольні
питання ................................................. ............................ 36
6. Виконання Л.Р. для одного з варіантів
завдання ............................. 36
Висновок ................................................. .................................................. .. 39
Бібліографічний
список ................................................. ......................... 40
Завдання на КПР
з дисципліни: Інженерія Знань
студентам: Частухін Віталію, Рибін Марині,
Юдановой Ірині, група: АІ-1-93
на тему: Представлення і використання знань про об'єкти.
Представлення і використання знань про відносини між об'єктами. Організація
обобщеннойінформаціі на основі використання мультііерархіческой таксономічній
структури.
1. Перелік розроблюваних питань
1.1 Формулювання мети КПР
1.2. Складання варіантів завдань і визначення порядку виконання Л.Р.
1.3 Складання бібліографічного списку за тематикою КПР
1.4 Підготовка теоретичного матеріалу з тематики КПР
1.5 Складання контрольних питань
1.6 Розробка методики виконання практичної частини роботи
1.7 Визначення вмісту звітів про роботу
1.8 Розробка необхідного програмного та інформаційного
забезпечення, необхідного для виконання Л.Р.
1.9 Виконання та оформлення Л.Р. для одного іщз варіантів завдання
2. Календарний план - графік
2.1 пункту 1.1, 1.2, 1.3 до 20.02
2.2 пункту 1.4, 1.5 до 5.03
2.3 пункту 1.6, 1.7 19.03
2.4 Пункт 1.8 до 9.04
2.5 Пункт 1.9 до 16.04
3. Завдання видано 13.02.96 р.
Введення
За останні тридцять років теорія баз даних (БД) стала одним з основних
разделовінформатікі, що надає сильний вплив на розвиток архітектури
обчислювальних систем, сучасну інформаційну технологію і
методологіюпроектірованія автоматизованих інформаційних систем (АІС),
особливо банків даних (БНД). В останні роки в теорії БД склалося нове
напрям научнихісследованій, що одержало назву семантичного, або
концептуального, моделювання в БД. Його основна мета - інтелектуалізація
банків даних організацій інтерфейсу кінцевого користувача з інформаційною
системою на рівні уявлень про предметну область, а не на рівні структур
даних.
Спочатку в теорії БД основна увага приділялася засобам ефективної
організацііданних і маніпулювання ними. Так виникли які отримали загальне
поширення три "великих", за висловом Дж. Ульмана, моделі
даних: ієрархічна, реляційна і мережева. Одночасно стало ясним, що
ефективність нових інформаційних систем - банків даних - залежить не толькоот
характеристик технічних засобів і програмного забезпечення, але і від
ефективності взаємодії людина - машина. Перенесення акценту на
конечногопользователя і привів у кінцевому рахунку до формування нового
напрямки досліджень в теорії БД, безпосередньо пов'язаного із завданням про
представленіізнаній.
В даний час визначився основний підхід до вирішення завдань семантичного
моделірованіяв базах даних. Він полягає у виділенні двох рівнів
моделювання: рівня концептуального моделювання ПЗ (предметної області) і
рівня моделірованіясобственно бази даних. На верхньому рівні здійснюється
перехід від неформалізована опису ПЗ та інформаційних потреб
конечногопользователя до їх формального виразу за допомогою спеціальних мовних
коштів. Обговоренню можливих конструкцій концептуальної моделі ПО
посвящентеоретіческій розділ даного курсового проекту.
Формулювання мети КП
Метою даного курсового проекту є розробка теоретичного та
практичного матеріаладля забезпечення доступного вивчення відповідних
розділів з дисципліни Інженерія Знань, а саме: подання знань про
об'єктах, поданні ііспользованіі знань про відношення між об'єктами, а
також організації узагальненої інформації на основі використання
мультііерархіческойтаксономіческой структури. Практичні розробки даного КП
(структури баз даних в СУБД Microsoft Access 2.0, а також наведена методика
створення цих структур у Access2.0) можуть бути матеріалом для виконання
лабораторних робіт з дисципліни Інженерія Знань за умови наявності
необхідних технічних засобів.
1. Теоретичний розділ
Інженерія знань - область інформатики, в якій досліджуються методи
представленіязнаній, маніпулювання ними і підтримання їх в актуальному
стані.
Інформаційна система - організована сукупність технічних і
забезпечують засобів, технологічних процесів і кадрів, що реалізують наступні
основні функції:
-збір інформації;
-зберігання інформації;
-пошук та обробка інформації;
-передача інформації;
Модель ПО
(понятійне знання)
Система управління
базами знань
Пакети
База даних
прикладних
програм
(процедурні
знання)
Предметна знання
рис.1
Наріжним каменем досліджень останнього часу є поняття
"предметнаяобласть банку даних" (ПО) (enterprise, universe of discourse).
Сукупність об'єктів, про які можна ставити питання, утворює об'єктне ядро
предметнойобласті. Тут слово "об'єкт" вжите як синонім слова "реалія";
не передбачається, що об'єкти обов'язково імеютматеріальную, "речових" природу.
Термін "об'єкт" також є первинним, невизначені поняттям. (Див. Рис.2)
Синонімами, помімоупотребленного вище слова "реалія", служать слова "сутність"
(entity), "річ" (thing). Приклади об'єктів - окремий студент, группастудентов,
аудиторія, час занять, слова, числа і т.д. Зазвичай вважається, що бути
об'єктом - значить бути дискретним і помітним. За - мабуть,
приклади "необ'ектов" - це світ, час, матерія, сенс і т.п., хоча можна
представити ІС, в якій зберігається інформація про ці категоріях.
Об'єкт
Предмет
первинне
невизначені
модель об'єкта
поняття
як об'єкти
можуть бути
абстракція
не тільки фізичні,
але й об'єкти
мислення
рис. 2а
ріс.2б
Часто слово "об'єкт" вважається близьким за змістом слову "предмет". Однак
представляється зручним слово "предмет" використовувати в тому випадку, коли об'єкт,
що існує поза нами, стає носієм определеннойсовокупності властивостей і
входить у різні взаємини, які становлять інтерес для
споживачів інформації, що зберігається в АІС. Іншими словами, предмет-це об'єкт,
що став об'єктом розгляду, спостереження, який став носієм певних
властивостей. Один і той самий об'єкт сприймається різними системами какразние
предмети. Предмет є результатом абстракції реального об'єкта, результатом
огрублення дійсності, при якому ігнорується бесконечноемногообразіе
властивостей і взаємодій об'єкта. Таким чином, предмет - це модель реального
об'єкту: якщо об'єкт має онтологічний статус, то предмет-гносеологічний.
(Див. ріс.2б)
Об'єкти можуть бути простими і складними. Простими називаються об'єкти, які для
даннойпредметной області вважаються безструктурними. Прості об'єкти
представляються сукупністю характеризують їх властивостей. Внутрішня структура
простого об'ектане розкривається.
Складні об'єкти мають певний склад і структуру. Наприклад:
Студент Іванов навчається в групі АІ-2-93
Способи ідентифікації об'єктів:
1. Пряма ідентифікація. Заснована на використанні імен об'єктів.
2. Непряма ідентифікація. Заснована на зазначенні властивостей об'єкта. У БД
косвеннаяідентіфікація грунтується на використанні ключів.
Ключ - набір полів записи, значення яких однозначно визначають запис файлу.
У конкретний момент часу стан предметної області визначається
сукупністю об'єктових ситуацій, що мають місце в даний момент часу.
Простір станів предметної області - це клас всіх можливих кінцевих
множествоб'ектной і системної предметної області.
Для опису динаміки предметної області потрібно розглянути траєкторію предметної
області впространстве станів.
Семантика предметної області визначається як загальна властивість всіх можливих
траєкторій впространстве станів.
На рис.3 запропоновано класифікацію ситуацій. Ця класифікація розглядає
властивості какспеціальний випадок ситуацій. Одночасно вона вводить ще одна важлива
поняття - поняття часу, яке явно чи неявно присутній при виділенні
подклассовуказанной ієрархії. Час виступає як безліч окремих моментів і
як безліч інтервалів (тимчасовий стан, негомогенний процес). У явному
відеструктури цих множин не фіксовані, хоча відношення слідування між
моментами часу вважається відомим.
Слід розрізняти реальний час зовнішнього світу і його відображення в ІС і в
істочнікахінформаціі. Всередині системи залежать від часу взаємозв'язку
фокусуються тільки після їх реєстрації джерелами і передачі повідомлень
інформаційній системі.
Інше поняття, також неявно бере участь у зазначеній класифікації, - це
поняття простору. "Постійними є всі властивості та співвідношення,
що випливають з приналежності об'єктів до тієї чи інойтаксономіческой
категорії ..., властивості типів об'єктів, а також відносини кровної спорідненості,
невід'ємною приналежності, відносне расположеніенеподвіжних предметів
..., Властивості і відносини абстрактних об'єктів, що не локалізовані в
просторі ". Впріведенном висловленні хочеться звернути увагу ще на два
обставини: для лінгвіста безперечно наявність таксономічних категорій
об'єктів, коториеобладают власними властивостями, і наявність спільних властивостей у
об'єктів однієї таксономічній категорії. Ці самі собою зрозумілі
обставини шірокоіспользуются в семантичних моделях баз даних.
ситуації
статичні
динамічні
стану постійні процеси
події
властивості і
відносини
стійкі тимчасові результати
події
рис.3
Ситуації самі є об'єктами, тому можуть володіти різними властивостями.
Увівши простір станів, можна розглядати в ньому певні
траекторііілі послідовності станів g0, g1, ..., gt, ... , В яких
знаходиться ПЗ в моменти часу 0, 1, ..., t, ... Члени такої послідовності
не можуть бути абсолютно довільними, оскільки стан gtобично як - то
пов'язане з попередніми станами g0, g1 ,..., gt-1. Тому предметну
область можна визначити як клас всіх действітельновозможних
послідовностей станів. Такі послідовності називаються
траекторіяміПО. Сукупність усіх загальних властивостей траєкторій називається семантикою
предметної області.
Підсумок проведених розглядів підведемо наступною діаграмою,
классіфіцірующейоб'екти в предметній області і доповнює рис.3.
Об'єкти ПО
матеріальні нематеріальні
імена поняття
ситуації
мал.4
Концептуальні засоби опису предметної області
Ці кошти мають абстрактністю і універсальністю. Через свою
абстрактності средстваопісанія стали називатися концептуальними.
Універсальність визначається спільністю систем базових понять і
средстваміпорожденія нових понять.
У дослідженнях з штучного інтелекту проблема опису предметної
області трактуетсякак проблема подання знань, а відповідні
концептуальні засоби називаються схемою представлення.
У теорії БД прийнято говорити про концептуальний, або інформаційно -
логічному, моделюванні ПЗ. Центральним поняттям є поняття
концептуальної схеми (моделі) ПЗ.
У силу властивості універсальності, описати засоби побудови концептуальної
схеми - це значітопісать можливі стану абстрактної предметної області,
яка призначена для моделювання структури та динаміки довільних ПЗ.
Поняття:
1. Тип об'єкту - повинен мати унікальне ім'я і всі об'єкти предметної
областімогут бути віднесені до одного або декількох типів.
t0 - тип об'єкта;
t0t - безліч об'єктів типу t в момент часу t;
Ці множини можуть перетинатися, якщо об'єкт має кілька типів.
Тип об'єкта може повідомлятися системі при першій згадці цього об'єкту.
Тип об'єкта може визначатися системою на підставі властивостей об'єкта з
помощьюклассіфіцірующіх процедур.
Тип об'єкта може бути автоматично змінений при зміні стану об'єкта.
2. Концептуальна схема предметної області - безліч типів, забезпечене
некоторойструктурой. Структура на безлічі типів задається безліччю відносин
і операцій, визначених на множині типів.
Позначимо j кінцеві багатьох об'єктів предметної області.
Для деякого моменту часу t можна виділити безліч об'єктів типу (t1) obtі
(t2) obt, що мають певні співвідношення, наприклад:
(t1) obt
