Объекты и свойства

Каждая из автоматизированных информационных систем (АИС) соотносится определенной части реального мира, именуемой предметной областью, и является сферой проблемной ориентации этой системы. При этом каждая автоматизированная система ориентирована на выполнение определенных функций в соответствующей ей области применения.

При определении предметной области объект должен иметь относительно целостный характер и для целей обработки информации обладать конечным набором свойств. Под свойством понимается некоторая его характеристика, позволяющая устанавливать его сходство и различие по отношению кдругим объектам. При этом свойства объекта могут быть индивидуальными и общими, присущими лишь единичным экземплярам и целому классу объектов соответственно. Например, индивидуальными свойствами отличаются друг от друга животные одного вида, станки одной модели, товары одного наименования, а общие свойства имеются у одного вида растений, у материальных ценностей различных наименований, объединенных в одну группу. Существенными являются свойства объекта, по которым он может идентифицироваться в модели предметной области.

Под отношением понимается форма связи между объектами. Отношения подразделяются на внешние и внутренние. Внешние отражают связи между объектами, не затрагивая при этом их свойств. Например, внешними являются структурные отношения между элементами некоторой системы. Внутреннее отношение выявляет свойства объектов или обусловливает зависимость свойств объектов от данного отношения. Описание предметной области должно вестись на общедоступном естественном языке. Для этого достаточно использовать предложения естественного языка, позволяющие именовать объекты и формулировать утверждения о том, что они обладают некоторыми свойствами, либо о том, что конкретные объекты находятся в определенных взаимоотношениях. Однако машины могут оперировать только определенной формой описаний предметной области.

При этом под описанием предметной области на формальном языке всегда предполагается соотнесение с ее описанием на естественном языке. Введение формального языка приводит к необходимости однозначного перевода описания на одном языке (естественном или формальном) в описание на другом языке и к необходимости их эквивалентной интерпретации.

Эквивалентная интерпретация достигается введением абстрактных состояний предметной области, определенных формально и служащих однозначной интерпретацией описания состояния как на естественном, так и на формальном языке. См. рис. 9.

Описания на естественном и формальном языках эквивалентны, если одно из них является результатом перевода другого и если их интерпретацией служит одно и то же абстрактное состояние.

Простая модель, удовлетворяющая указанным требованиям, отражает абстрактные состояния, как совокупность множества абстрактных объектов E, множества типов T (каждый тип T_j∈ T есть подмножество E = ∪ T_j) и совокупности отношений R, в которой каждое отношение Rj^{Tj∈ T} имеет степень n_j.

Интерпретация описания состояний предметной области на естественном языке I_EA есть соответствие:

• фраз, однозначно именующих различные реальные объекты, различным абстрактным объектам из E;

• фраз, обозначающих свойства объектов, типам из T;

• фраз, обозначающих взаимоотношения конкретных объектов, кортежам отношений из R.

Рис. 9. Предметная область

Один и тот же объект с различными свойствами может принадлежать нескольким различным типам. Предложение естественного языка есть утверждение о том, что некоторые объекты обладают определенным свойством или что между конкретными объектами существуют определенные взаимоотношения.

В первом случае предложение становится фактом (предложению соответствует истинное значение), если объекты в абстрактном состоянии принадлежат типам, определенным фразами, обозначающими свойства объектов. Во втором случае предложение становится фактом, если объекты, определяемые связанными друг с другом в предложении именами, образуют кортеж соответствующего отношения.Если указанные условия не выполняются, предложению соответствует значение «ложь», и предложение фактом не является.

Абстрактное состояние является моделью описания состояния на естественном языке, если имеется интерпретация I_EA, такая, что всем предложениям этого описания соответствует значение «истина», а всем предложениям, не принадлежащим описанию, – значение «ложь».

Пример описания предметной области приведен ниже.

Описание на естественном языке. «Отдел N 50 есть отдел с названием отдела ОЭВМ и номером отдела N 50. Проект Ш-Р1 — проект, имеющий шифр Ш-Р1. Проект Ш-Р2 – проект, имеющий шифр Ш-Р2. Ресурс Р-АВ – ресурс, имеющий шифр Р-АВ. Отдел N 50 разрабатывает проект Ш-Р1.Проект Ш-Р1потребляет ресурс Р-АВ до конечной даты 01.06.2012».

Абстрактные состояния〈 E, T, R 〉, представляющие состояние рассматриваемой предметной области, а также соответствие элементов описания предметной области обозначениям объектов, типови отношений, приведены ниже:

E = { l₁, l₂,..., l₁0 }, где

• l₁ = «отдел № 50»;

• l₂ = «№ 50»;

• l₃ = «ОЭВМ»;

• l₄ = «проект Ш-Р1»;

• l ₅= «Ш-Р1»;

• l ₆= «проект Ш-Р2»;

• l ₇= «Ш-Р2»;

• l ₈= «ресурс Р-АВ»;

• l ₉= «Р-АВ»;

• l ₁₀= «01.06.2012».

T =〈T₁,T₂,...,T₈〉, где

• T₁ = «быть отделом»;

• T₂ = «быть номером отдела»;

• T₃ = «быть названием отдела»;

• T₄ = «быть проектом»;

• T₅ = «быть шифром проекта»;

• T₆ = «быть ресурсом»;

• T₇ = «быть шифром ресурса»;

• T₈ = «быть датой»;

T₁ = {l₁}, T₂ = {l₂}, T₃ = {l₃}, T₄ = {l₄,l₆}, T₅ = {l₅,l₇}, T₆ = {l₈}, T₇ = {l₉}, T₈ = {l₁₀}.

R = 〈R₁, R₂,..., R₆〉

• R₁ = «отдел имеет номер отдела»;

• R₂ = «отдел имеет название»;

• R₃ = «отдел разрабатывает проект»;

• R₄ = «проект потребляет ресурс до конечной даты»;

• R₅ = «проект имеет шифр проекта»;

• R₆ = «ресурс имеет шифр ресурса»;

R₁ = {〈l₁,l₂〉}, R₂ = {〈l₁,l₃〉}.

Основные принципы описания состояния предметной области на некотором формальном языке следующие:

• информационное содержание раскрывается посредством описания состояния предметной области на естественном языке, позволяющем соотносить элементы описания реальным объектам;

• формальное установление факта эквивалентности описаний состояния на различных языках требует их абстрактной интерпретации в терминах некоторой эталонной модели;

• извлечение информации требует обязательного перехода от формального описания к описанию на естественном языке.

В автоматизированных системах сведения об окружающем нас мире представляются посредством определенного набора понятий. В качестве таких понятий выступают единицы информации и информационные отношения. Рассмотрим их на примере экономических данных.