Реферат: Представление и использование знаний об объектах

Введение

За последние тридцать лет теория баз данных (БД) сталаодним из основных

разделовинформатики, оказывающим сильное воздействие наразвитие архитектуры

вычислительных систем, современную информационнуютехнологию и

методологиюпроектирования автоматизированныхинформационных систем (АИС),

особенно банков данных (БнД). В последние годы в теорииБД сложилось новое

направление научныхисследований, получившее названиесемантического,  или

концептуального,  моделирования в БД. Его основная цель — интеллектуализация

банков данныхи организация интерфейса конечногопользователя с информационной

системой на уровне представлений о предметной области, ане на уровне структур

данных.

Первоначально в теории БД основное внимание уделялосьсредствам эффективной

организацииданных и манипулирования ими. Так возниклиполучившие всеобщее

распространение три «великих», по выражению Дж.Ульмана, модели

данных: иерархическая, реляционная и сетевая. Одновременностало ясным, что

эффективность новых информационных систем — банков данных- зависит не толькоот

характеристик технических средств и программногообеспечения, но и от

эффективности взаимодействия человек — машина. Переносакцента на

конечногопользователя и привел в конечном счете кформированию нового

направления исследований в теории БД, непосредственносвязанного с задачей о

представлениизнаний.   

В настоящее время определился основной подход к решениюзадач семантического

моделированияв базах данных. Он заключается в выделениидвух уровней

моделирования: уровня концептуального моделирования ПО(предметной области) и

уровня моделированиясобственно базы данных. На верхнемуровне осуществляется

переход от неформализованного описания ПО иинформационных потребностей

конечногопользователя к их формальному выражению спомощью специальных языковых

средств. Обсуждению возможных конструкций концептуальноймодели ПО

посвящентеоретический раздел данного курсового проекта.

Формулировка цели КП

Целью данного курсового проекта является разработкатеоретического и

практического материаладля обеспечения доступногоизучения соответствующих

разделов по дисциплине Инженерия Знаний, а именно:представления знаний об

объектах, представлении ииспользовании знаний оботношении между объектами, а

также организации обобщенной информации на основеиспользования

мультииерархическойтаксономической структуры.Практические разработки данного КП

(структуры баз данных в СУБД Microsoft Access 2.0, атакже приведенная  методика

создания этих структур в Access2.0) могут являтьсяматериалом для выполнения

лабораторных работ по дисциплине Инженерия Знаний приусловии наличия

необходимых технических средств.

1. Теоретический раздел

Инженерия знаний — область информатики, в которойисследуются методы

представлениязнаний, манипулирования ими и поддержания ихв актуальном

состоянии.

   

Информационная система — организованная совокупность техническихи

обеспечивающих средств, технологических процессов икадров, реализующих следующие

основные функции:

-сбор информации;

-хранение информации;

-поиск и обработка информации;

-передача информации;

                                  Модель ПО

                                   (понятийное знание)

                                     Система управления

                                         базамизнаний              

     Пакеты                                                                    

База данных

прикладных

   программ

(процедурные

     знания)                                                               

Предметное знание

                                                                

                                                                                

                        рис.1

Краеугольным камнем исследований последнего времениявляется понятие

«предметнаяобласть банка данных» (ПО) (enterprise, universe ofdiscourse).

Совокупность объектов, о которых можно задавать вопросы,образует объектное ядро

предметнойобласти. Здесь слово «объект»употреблено как синоним слова «реалия»;

не предполагается, что объекты обязательноимеютматериальную, «вещную» природу.

Термин «объект» также является первичным,неопределяемым понятием. (См. рис.2а)

Синонимами, помимоупотребленного выше слова«реалия», служат слова «сущность»

(entity), «вещь» (thing). Примеры объектов — отдельный студент, группастудентов,

аудитория, время занятий, слова, числа и т.д. Обычносчитается, что быть

объектом — значит быть дискретным и различимым. По — видимому,

примеры«необъектов» — это мир, время, материя,смысл и т.п., хотя можно

представить ИС, в которой хранятся сведения об этихкатегориях.

            Объект                                                      

Предмет     

     

             первичное

        неопределяемое                                                         

 модель объекта

              понятие

            

             в качестве объектов

                   могут быть

                                                                               

абстракция

    не только физические,

         но и    объекты

             мышления

                          рис.2а                                               

        рис.2б

Часто слово «объект» считается близким посмыслу слову «предмет».Однако

представляется удобным слово «предмет»использовать в том случае, когда объект,

существующий вне нас, становится носителемопределеннойсовокупности свойств и

входит в различные взаимоотношения, которые представляютинтерес для

потребителей информации, хранящейся в АИС. Другимисловами, предмет- это объект,

ставший объектом рассмотрения, наблюдения, ставшийносителем определенных

свойств. Один и тот же объект воспринимается разнымисистемами какразные

предметы. Предмет является результатом абстракцииреального объекта, результатом

огрубления действительности, при котором игнорируетсябесконечноемногообразие

свойств и взаимодействий объекта. Таким образом, предмет- это модель реального

объекта: если объект имеет онтологический статус, топредмет -гносеологический.

(См. рис.2б)

Объекты могут быть простыми и сложными. Простыминазываются объекты, которые для

даннойпредметной области считаются бесструктурными.Простые объекты

представляются совокупностью характеризующих их свойств.Внутренняя структура

простого объектане раскрывается.

Сложные объекты имеют определенный состав и структуру.Например:

    Студент     Иванов    учится   в   группе     АИ-2-93

                                                                                

               

Способы идентификации объектов:

1. Прямая идентификация. Основана на использовании именобъектов.

2. Косвенная идентификация. Основана на указании свойствобъекта. В БД

косвеннаяидентификация основывается на использованииключей.

Ключ — набор полей записи, значения которых однозначноопределяют запись файла.

В конкретный момент времени состояние предметной областиопределяется

совокупностью объектови ситуаций, имеющих место в данныймомент времени.

Пространство состояний предметной области — это классвсех возможных конечных

множествобъектной и системной предметной области.

Для описания динамики предметной области нужнорассмотреть траекторию предметной

области впространстве состояний.

Семантика предметной области определяется как общеесвойство всех возможных

траекторий впространстве состояний.

На рис.3 предложена классификация ситуаций. Этаклассификация рассматривает

свойства какспециальный случай ситуаций. Одновременно онавводит еще одно важное

понятие — понятие времени, которое явно или неявноприсутствует при выделении

подклассовуказанной иерархии. Время выступает какмножество отдельных моментов и

как множество интервалов (временное состояние,негомогенный процесс). В явном

видеструктуры этих множеств не фиксированы, хотяотношение следования между

моментами времени считается известным.

Следует различать реальное время внешнего мира и егоотражение в ИС и в

источникахинформации. Внутри системы зависящие от временивзаимосвязи

фокусируются только после их регистрации источниками ипередачи сообщений

информационной системе.

Другое понятие, также неявно участвующее в указаннойклассификации, — это

понятие пространства.«Постоянными являются всесвойства  и соотношения,

вытекающие из принадлежности объектов к той илиинойтаксономической

категории..., свойства типов объектов, а также отношениякровного родства,

неотъемлемой принадлежности, относительноерасположениенеподвижных предметов

..., свойства и отношения абстрактных объектов, нелокализованные  в

пространстве». Вприведенном высказывании хочетсяобратить внимание еще на два

обстоятельства: для лингвиста несомненно наличиетаксономических категорий

объектов, которыеобладают собственными свойствами, иналичие общих свойств у

объектов одной таксономической категории. Эти само собойразумеющиеся

обстоятельства широкоиспользуются в семантических моделяхбаз данных.

                                             ситуации

          статические                                              

динамические

  состояния               постоянные            процессы                 

события

                                свойства и

                                 отношения 

устойчивые     временные                           результаты       

происшествия

   

                                                                                

 рис.3

Ситуации сами являются объектами, поэтому могут обладатьразличными свойствами.

Введя пространство состояний, можно рассматривать в немопределенные

траекторииили последовательности состояний g0, g1, ...,gt,…, в которых

находится ПО в моменты времени 0, 1, ..., t,… Членытакой последовательности

не могут быть совершенно произвольными, посколькусостояние gtобычно как — то

связано с предшествующими состояниями g0, g1,..., gt-1.Поэтому предметную

область можно определить как класс всехдействительновозможных

последовательностей состояний. Такие последовательностиназываются

траекториямиПО. Совокупность всех общих свойствтраекторий называется семантикой

предметной области.

Итог проведенных рассмотрений подведем следующейдиаграммой,

классифицирующейобъекты в предметной области идополняющей рис.3.

                                      Объекты ПО

материальные                                 нематериальные

                                        имена             понятия          

ситуации

                                                                          рис.4

Концептуальные средства описания предметной области

Эти средства обладают абстрактностью и универсальностью.В силу своей

абстрактности средстваописания стали называться концептуальными.

Универсальность определяется общностью систем базовыхпонятий и

средствамипорождения новых понятий.

В исследованиях по искусственному интеллекту проблемаописания предметной

области трактуетсякак проблема представления знаний, асоответствующие

концептуальные средства называются  схемой представления.

В теории БД принято говорить о концептуальном, илиинформационно —

логическом, моделировании ПО. Центральным понятиемявляется понятие

концептуальной схемы (модели) ПО.

В силу свойства универсальности, описать средствапостроения концептуальной

схемы — это значитописать возможные состояния абстрактнойпредметной области,

которая предназначена для моделирования структуры идинамики произвольных ПО.

Понятия:

1. Тип объекта — должен иметь уникальное имя и всеобъекты предметной

областимогут быть отнесены к одному или нескольким типам.

t0 — тип объекта;

t0t — множество объектов типа t в момент времени t;

Эти множества могут пересекаться, если объект имеетнесколько типов.

Тип объекта может сообщаться системе при первомупоминании этого объекта.

Тип объекта может определяться системой на основаниисвойств объекта с

помощьюклассифицирующих процедур.

Тип объекта может быть автоматически изменен приизменении состояния объекта.

2. Концептуальная схема предметной области — множествотипов, снабженное

некоторойструктурой. Структура на множестве типовзадается множеством отношений

и операций, определенными на множестве типов.

Обозначим j конечные множества объектов предметной области.

Для некоторого момента времени t можно выделить множествообъектов типа (t1)obtи

(t2)obt, имеющих определенные соотношения, например:

          (t1)obt Ì(t2)obt

        (t1)obt Ç(t2)obt = 0

Если такие соотношения являются устойчивыми (не меняютсяво времени), то эти

свойствасостояния семантической предметной области.

Соотношения:

1. Родовидовое отношение SUP

t1 sup t2- t1 является подтипом t2  ((вид) являетсяподтипом (род))

  Это соотношение задается между типами объектов. Оноверно, если

        " t   (t1)obt£ (t2)obt    

Эти отношения принято задавать графически. Типы объектовпредставляются

вершинами, аотношения между ними — ребрами.

Например:

                sup        Помещение         sup

     Учебное                                            Служебное

   помещение                                          помещение

sup                     sup                            sup                     

     sup

аудитория    лаборатория               помещение                  помещение

                                                            кафедры            

         деканата

                                                                                

                      рис.5

Следующая диаграмма описывает набор базовых типовобъектов для любой

концептуальноймодели (См. рис. 6).

                                      Объект

                     sup                                   sup

Неопределенный                                  Определенный

         объект                       sup                      объект

                                                                       sup

Материальный                             Нематериальный

     объект                                                   объект

            sup             sup        sup            sup                  sup

    имя         время       понятие         ситуация           пространство

                                                   sup                   sup

                                               статическая            

динамическая

                               sup                                  sup

                                         

                                      пост.сит.            сост.

                                                  

                                                        sup                    

       sup

                   рис.6                          уст.сост.               врем.

сост.  

Тип объекта является общим для всех предметных областей.

2. Отношение частичного порядка PART OF. Модель временистроится на

основанииконечного множества типов временных интервалов,на которых определено

отношение PART OF.

   ti  PART OF tj

     явл. частью

Каждый интервал типа ti является частью одназначноопределенногоинтервала tj.

                             Время

         sup                                        sup

год                                                       неделя

   PART OF                              PART OF

месяц

  PART OF

сутки

  PART OF

час

  PART OF

минута 

PART OF

секунда

                рис. 7

Модель пространства строится на конкретном множестве, также, как и времени, но 

по отношению к части окрестности.

(См. рис.8)

                                     пространство

    sup                                                                     

sup

страна                                                                континент

 PARTOF                                                               PART OF

область                                                      регион

    PART OF                          PARTOF

населенный

   пункт

    PART OF     PART OF

город                 деревня

                               рис.8

3. Отношение принадлежности ISA

      Иванов А.И.  ISA  студент

    связывает имя объекта с его типом

4. ОтношениеINSTANCE OF (INS)

         Иванов  INS  АИ-1-93

  отношение может быть задано какна

         множестве имен, так и типов

 

   name (O1)  INS  name (O2)

  Если t1 INS t,

           t2  INS t,

            ..........

            tn INS   t,  то объект типаt может состоятьиз объектов

                         типов t1,t2...tn, причем объекттипа t может включать

                         несколько объектов данных типов.

Это отношение (INS) применяется для множества дискретныхобъектов,

PART OF — непрерывных.

студент  INS   группа студентов

                                   лаборатория

          INS                                                               

INS

                                        INS

 сотрудники                      помещение                       оборудование

лаборатории                  лаборатории                      лаборатории   

                                                                                

   рис.9

Свойства этих отношений

1. PART OF и SUP обладают свойством транзитивности:

                   t1  SUP  t2;  t2 SUP t3

                           t1    SUP   t3

    

    доцент       SUP           SUP             сотрудник

                                преподаватель

 

                                              рис.10

       доцент SUP преподаватель ;  преподаватель SUPсотрудник

                                 доцент SUP сотрудник

Для отношения INS это свойство не выполняется:

2.     t1 INS t2; t2 INS t3; tn-1 INS tn        В графеотношения INS нет

          неверно, что tn INSt1                                                

      циклов

3.            t1 SUP t2; t2 INS t3

                       t1 INS t3  

лаборант  SUP сотрудник лаборатории ;  сотрудниклаборатории INS лаборатория

                                   лаборант  INS  лаборатория

                                     лаборатория

        INS

     сотрудник          INS

 SUP

      лаборант

               рис.11

4.    name (O) ISA t1; t1 SUP  t2

                name (O)  ISA  t2

   Москва ISA город; город SUP населенный пункт

            Москва ISA  населенный пункт

Представление типов объектов

Конечное множество троек вида (t, ni, ti);

   где   t, ti  — типы объектов,

            ni  — имя атрибута,

    (Атрибуты — характеристики объектов или роли, которыеони играют в

определенных ситуациях) i=1,..., к,

            ni¹nj, если i¹j, называетсяпредставлением типа t, если в каждый

момент времени ni: tобt® (ti)обt,

(ni — отображ. мн-во объектов типа t на мн-во объектовтипа t1)

причем разным объектам О1 и О2 типа t соответствуютразныекартежи значений

функций ni

    {n1t(O1), n2t (O1,..., nkt(O1)}

    {n1t(O2), n2t(O2,...,nkt(O2)},

  последнее условие называется условием различимостиобъектов.

В качестве примера рассмотрим объект типа автомобиль:

                      t             ni                     ti  

           (автомобиль, марка, марка автомобиля)

           (автомобиль, номер, номер автомобиля)

           (автомобиль, цвет, цвет автомобиля)

   автомобиль(москвич, МКА-21-17, белый)

   автомобиль(жигули, МВА-11-25, красный)

Композиционный тип объектов

(ni, ti)  COMPONENT OF t

COMPONENT OF означает, что объект типа ti являетсякомпонентой объекта типа t.

                                         дата

         COMPONENT OF 

                                                                   COMPONENTOF 

        COMPONENT OF

год      n1                     число      n3                     месяц     n2

год      t1                      число       t3                         месяц  

t2

                                                                                

   рис.12

Пример композиционного объекта:

Ситуация «находится» (нах. человек в опред.помещении опред. время)

      t                                                    находится

      n1     участник ситуации n2  место ситуации n3 время ситуации

      t1      человек t2   помещение t3   время

      sup                           supsup                          sup  дата

      ситуац. момент сит.

      учащиеся сотрудники аудитория лаборатор.      дата   момент

              ins                  ins число сит. месяцсит. год сит.час

      ситуации минута ситуации

              оборудование число месяц год час минута

Шаблонные высказывания

человек… находится в помещении… во время…

сотрудник… находится в аудитории… в… часов… минут… .

… число… месяц… год

В шаблонные высказывания могут быть поставлены именаконкретных объектов.

Минимальное представление

    Представление {(t, ni, ti)i=1...k} называютминимальным, если при удалении "

из этих троек, оставшееся множество троек перестает бытьпредставлением данного

типа объектов.

Пример:

t — аренда

t1 — объект аренды

t2 — арендатор

t3 — арендодатель

t4 — срок аренды

t5 — стоимость аренды

Функциональная зависимость

Предположим, задано представление

{(t, ni, ti)i=1...k}

  X={ti1, ..., tip}

  Y={tj1, ..., tjs}

Говорят, что компоненты Y функционально зависят откомпонент X, если в любой

момент времениt для любых двух объектов О1, О2 Îtобtиз равенств: ni1t(O1) =

ni1t(O2)

               .   .   .

          nipt(O1) = nipt(O2),

 следуют равенства:

          nj1t(O1) = nj1t(O2)

                .   .   .

          njst(O1) = njst(O2)

Пример:                X={t4, t5,t6}    Y={t1, t2,t3}

     t                                                    Лекция

      лектор слушатель предмет лекции место день неделивремя начала

      преподаватель группа предмет аудитория дата  

t1                      t2                       t3                       t4   

                  t5                      t6

                                                                         min

представление

Операции над типами объектов

Позволяют получать из существующих типов новые типы.

1. Могут быть заданы операции объединения(t1Èt2), пересечения

  (t1Çt2), разбиения и др.

Если  { ti INS t i=1,...,k}, то тип  È tiсостоитиз тех и только объектов,

которые могут быть элементами объектов типа t.

  Если {(ti SUP t)i=1,...,k}, то равенство t=Ètiозначает, что список  подтипов

ti является исчерпывающимдля объектов типа t.

 Примера :

  объект = человек È помещениеÈ оборудование

   человекÇ помещение = человекÇ оборудование=

     =  помещениеÇ оборудование = 0

2. Операция разбиения типов объектов на классыэквивалентных объектов.

(человек, пол человека, пол)

     t                n1               t1

пол = {муж, жен}

  t2 = муж

  t3 = жен

Типы t2 и t3являются результатом разбиения типа человекпо типу пол (t/t1)

      t                                        Знаниеиностранного языка

      n1                  знающий n2           предметзнания

      t1                   человек t2          иностранный язык

Новые объекты — группы людей, знающих некоторый языкопределяются  в результате

разбиения t1/(t2,t)

Представление знаний об отношениях между типами

ER — модели

ER — диаграммы

(Entity Relationship Diagram)

П. Чен — 1983 год.

1. сущности (типы объектов)

2. связи (типы отношений)

3. свойства сущностей и связей

   (атрибут (характеристики, роли))

1) Е1, Е2, ..., Еn

                                  преподаватель

2) R1, R2, ...,Rn

                                          занятие

кафедра              работает           преподаватель            нагрузка

группа                                               занятие                   

предмет

обучение                             факультет                           

изучение

курс                       специальность

                                                                               

рис.13

3. Свойства (атрибуты)

     Ei, Ri — соответствующие области знаний

   имя        -  имя области знаний

На дуге подписываются соответствующие свойства.

       имя

            название

    кафедра      

имя                 имя                имя

    фамилия              имя                   отчество

            преподаватель

                                           рис.14

               код

имя                     группа

           группы                    

                                  рис.15

                    название      имя

предмет                        

                     объем

                                          натуральноечисло

                                    рис. 16

                                                     

                                                           натуральное

                  лекция                         число

нагрузка

           

                             лабораторная     натуральное

                                                       число

                                                     рис.17

                        

 шифр                  специальность

код

                                       рис.18

Часто в виде связи выступает прямое дополнение.

В виде свойств обычно представляются время и местоситуации.

  

                                       занятие

       место                                                            начало

помещение                     деньнедели                      время

                                                                                

 рис.19

Часто свойства вводятся с помощью слова «иметь»

                       код

группа                                    код

                        группы

                                               рис.20

                            преподаватель

обучение                  учебн.                    студент

                                 процесс

                                                рис. 21

                                 учебный

                                  процесс

                                 контроль

        

                           административный

                                  персонал

                                                     рис.22

«Учебный процесс» — является и сущностью исвязью.

                                                      преподаватель

курс             обучение                       учебный                   

студент

                                                             процесс

факультет     специальность            контроль

 

                                                    административный

                                                           персонал

                                                                                

        рис. 23

Часть предложения, которая являются придаточным,рассматривается как сущность

болеевысокого уровня абстракции.

                                                           

                                                      распределение

заведующ.            решает                                               

преподаватель          

 кафедрой

                                                                               

                                                           группа              

          занятие

                                                                                 

                предмет

                                                                                

                       рис.24

Концептуальная схема позволяет представить различныеиерархические связи между

объектами.Классический пример — классификация животных.

(См. ниже рис. 25)

                                  животные

простейшие   … .        губки    … .        хордовые

… .      … .

                              оболочники  … .   бесчерепные  … .   

позвоночные

                                ...                              … .      

                  … .       … .

                          рис. 25. Иерархическаятаксономическая структура

Таксон — группа дискретных объектов, связанных некоторойстепенью общности

свойств.Набор свойств должен быть необходимым идостаточным для того, чтобы

таксон занимал единственное место в структуре и непересекался с другими

таксонами.

При декларации таксона указывается таксон верхнего уровняи свойства, которые

отличают данныйтаксон от других таксонов.

Таксономические категории —

   {тип — подтип — класс — отряд — род — вид}

 Обычно с типом объекта нижнего уровня связываютконкретные факты.

                     кошки                       род

        sup                       sup

  домашняя               лесная          вид

             isa

барсик

                                      рис. 26

Свойства, характерные для некоторого типа объекта,наследуются всеми типами

объектанижнего уровня. В БД могут быть описаны толькоодин раз.

       

2. Практический раздел

Как уже отмечалось ранее, целью данного КПР являетсяподготовка теоретического

ипрактического материала для обеспечения доступногоизучения соответствующих

разделов по дисциплине Инженерия Знаний. Подготовленныйтеоретический

материалможно найти в «Теоретическом разделе»данного КПР. Он содержит в себе

все  понятия и определения, а такжепримеры, необходимыедля успешного

использования (применения) этих знаний и изучениясоответствующих тем.

Для наиболее лучшего освоения и закрепления полученныхзнаний мы предлагаем

проводитьпрактические занятия по данному разделу. Вкачестве материалов для

проведения практических занятий предлагается использоватьразработки данного

КПР, приведенные ниже.

2.1 Ограничения на использование разработанногопрограммного обеспечения

Для того, чтобы в дальнейшем не возникало непредвиденныхпроблем с применением

разработанногопрограммного обеспечения, ниже приводятсянеобходимые аппаратные

требования для успешного функционирования программ:

      

           HARD (минимальные требования):

ю: персональный компьютер фирмы IBM или совместимый сним;

ю: 486 SX-33Mhz, RAM 4Mb, VideoRAM 512Mb, 45 Mb свобод.

            места на  HDD,  VGA, манипулятор типа«мышь»;

             SOFT:

ю = операционная система MS-DOS 5.0 и выше,

                    либо я MS Windows — 95;

ю = графическая оболочка я MS Windows 3.xx

     (данный пункт опускается, если используется я MSWindows -95)

ю = полностью установленный на жесткий диск MS ACCESS2.0,

              если используется я MS Windows 3.xx,

           либо MS ACCESS7.0  for я MS Windows -95;

2.2 Необходимые знания для работы в MS ACCESS2.0

Краткий экскурс в Access

MS ACCESS2.0 — это очередная разработка фирмыMicrosoftÒ.По сути дела — это СУБД

с очень дружественным и наглядным интерфейсом, каксобственно и все программы,

разработанные фирмой MicrosoftÒ для ее жеграфической оболочки я MS Windows 3.xx

или для операционной системы я MS Windows -95.

В данном КПР не приводится описание работы я MS Windows,так как считается, что

пользовательуже знаком с ней. В противном случаенеобходимо обратиться к

специальной литературе.

Если Access инсталлирован на компьютере, его запускпроисходит следующим

образом:

1. Запустить я MS Windows;

2. Открыть окно Access-группы Диспетчера Программ(Program Manager) и дважды

щелкнуть мышью напиктограмме, соответствующей Access (наней изображен ключ и

имеется надпись «Microsoft Access»;

Чтение экрана Access

После загрузки Access в верхней строке главного окна(строка заголовка)

появляется имяпрограммы — Access. Ниже расположена строкаменю. Под ней

расположена строка инструментов. Различные кнопки этойпанели появляются в

зависимости от того, вкакой части программы вынаходитесь. В нижней части экрана

расположена строка состояния, которая содержит полезнуюинформацию о ходе работы

с Access.

Открытие меню

Почти всякая работа в Access начинается с открытия БД спомощью меню File

(Файл). Для этогощелкните на элементе File (Файл) встроке меню, и на экране

раскроется меню, с помощью которого Access позволяетсоздавать новые или

открывать существующиеБД, а также выполнять другиеоперации.

Получение помощи (Меню подсказки в Access)

Справочная система Access схожа с другими аналогичнымисистемами, которые

имеются вприложениях Windows.

Для этого щелкните на элементе Help (Справка) строкименюи выберите

соответствующийраздел данного меню.

Другое важное средство, имеющееся в окне справочнойсистемы — Cue Cards

(Карточки подсказки)- специальный вид экранной подсказки,который проведет вас

шаг за шагом при выполнении сложных процедур в Access.

 Wizards (Мастера) также проведут вас шаг за шагом, но, вотличие от Cue Cards

сделают за вас большую часть работы. В окнесправочнойсистемы нет никакой

информации о Wizards, но как только вы начнете что-нибудьсоздавать, Access

сразу же оживет и спросит, хотите ли вы, чтобымастер сделалэто за вас.

Выход из справочной системы — ALT+F4 (или дважды щелкнувна кнопке системного

меню в еголевом верхнем углу).

Выход из Access

Выйти из Access можно с помощью одного из следующихспособов:

— При открытом окне Access одновременно нажать ALT+F4.

— Дважды щелкнуть на кнопке системного меню в верхнемлевом углу окна Access.

— Щелкнуть на кнопке системного меню окна и затем надирективе Close (Закрыть).

Таблицы для хранения ваших данных

Таблица — основной структурный объект во внутреннемстроении БД. Она содержит

все записиопределенного вида. Каждая запись таблицысодержит всю необходимую

информацию о каком-то отдельном элементе БД.

Прежде, чем спроектировать БД, необходимо определить,какие таблицы нам

потребуются (см.ниже). Нерационально вводить все данные водну таблицу, поэтому

Access предлагает вводить различные виды данных в разныетаблицы. При

необходимости нетруднообъединить данные из различныхтаблиц. 

Строки и столбцы

Объект, выведенный в табличном виде, называется в Accessтабличным (datasheet).

Названия столбцов (колонок) появляются в верхней частиглавного окна Access.

Колонкиназываются полями. Каждое поле содержитопределенную информацию. Строки

называются записями. Каждая запись имеет одинаковые поля,которые

имеютодинаковый размер в каждой записи.

Запросы

После ввода данных в БД вам может понадобиться найтикакую-то их часть. Это

можно сделатьнесколькими способами, но лучшим способом является использование

простого запроса для поиска необходимой записи.Запрос — это вопрос к БД.

После формулировки запроса сообщите Access, какое поле выхотели бы просмотреть

и чтохотели бы в нем найти. Затем просто щелкните насоответствующей кнопке, и

Access тут же выведет на экран необходимую запись.

Формы

Другим видом представления таблицы является такназываемая форма. Формы — еще

одно важноесредство Access. При проектировании формыучитывают, что ею будет

пользоваться человек, который ничего не знает ни оданных, ни о БД вообще.

Используя Access, можно включить в форму любые текстовыекомментарии, которые

объясняют, какие данные и в какие поля вводить.

Отчеты

С помощью Access можно формировать отчеты для распечаткиваших данных в

различных видах.

2.3 Планирование БД

После того, как стало известно, какие средства можетпредложить Access,

необходимоспроектировать БД в соответствии с тематикойданного КПР.

Таким образом, нам необходимы следующие базы данных:

1. Классы. Поля данной БД:            Код класса,

                                                             Название класса,

                                                             Описание класса.

2. Атрибуты. Поля данной БД:           Код атрибута,

                                                                Название

атрибута,

                                                                  

Описаниеатрибута.

3. Атрибуты класса. Поля данной БД:             Кодкласса,

                                                                             

Код атрибута,

                                                                              

Значение атрибута.

4. Род-вид. Поля данной БД:            Код класса,

                                                              Код подкласса.

5. Структура. Поля данной БД:            Код класса,

                                                                   Код

компоненты.

6. Связи классов. Поля данной БД:   Код связи,

                                                                Код  класса,

                                                               Роль класса

(причина, следствие).                      

7. Типы связей. Поля данной БД:           Код типасвязей,

                                                                    Название

типа связей,

                                                                    Описание

типа связей.

8. Коды связей. Поля данной БД:          Код типа связи,

                                                                    Код связи.

Предложенные базы данных после их создания необходимосвязать, тем самым

обеспечивиерархическую структуру. Ниже будет описано, какэто сделать.

Создание БД

После загрузки Access активизируйте меню ФАЙЛ в левойверхней части Access и в

появившемсяменю щелчком выберите директиву New Database(Создать). Для создания

первой БД в поле FileName введите имя файла, в которомбудет храниться первая

БД, например, «Klasses» и щелкните на команднойкнопке ОК в правой верхней части

появившегося окна. Access создаст для вас новую БД.Обратитевнимание, что в

левой части окна БД Klasses имеется ряд так называемыхкорешков, каждому из

которых соответствует определенный объект Access:таблицы(Table), запросы

(Query), формы (Forms), отчеты (Report), а также макрос(Macro), модуль

(Module). Как использовать их, описано ниже. НеобходимосоздатьБД для каждого из

8 пунктов, описанных выше, в разделе Планирование БД.  Тоесть указанные

действия выполняются восемь раз для наших БД.Предлагаемиспользовать следующие

имена для этих баз:

1. Klasses (ее создание описано в данном разделе)

2. Atribute — атрибуты

3. Atr_klass — атрибуты класса

4. Rod_vid — род-вид

5. Structur — структура

6. Sv_klass — связи классов

7. Type_sv — типы связей

8. Code_sv — коды связей

Необходимость описания БД именно этими именами связана стем, что в данной

пояснительнойзаписке используются именно эти имена приописании методики

проведения практической работы.

2.4 Создание таблиц для ваших данных

Планирование структуры таблицы

Речь идет о перечне полей, из которых она состоит. Присоздании таблицы на

первом этапенеобходимо определить, какие поля вам нужны,какого они должны быть

типа и размера.

Поле — структурный элемент таблицы, содержащий сведения оком-то или о чем-то в

БД.

Для БД Klasses необходимы поля, указанные выше, в разделе«Планирование

БД».Рассмотрим пример создания структуры таблицы дляБД Klasses.

Необходимые поля для данной таблицы, это:

                                                             Код класса,

                                                              Названиекласса,

                                                             Описание класса.

Создание таблицы

После определения необходимых полей, приступим к созданиюсобственно таблицы

вAccess.

1. Определить, какие поля необходимы (см. выше)

2. Открыть окно конструктора таблиц. Каждое поле таблицы- это одна строка

верхней части этогоокна. В упрощенном варианте достаточноиспользовать только

верхнюю часть окна.

3. В верхнюю часть окна конструктора таблицы ввести имякаждого поля, при

необходимостиможно использовать и нижнюю часть окна длязадания длины поля, его

формата и т.д.

4. При желании можно создать поле, которое будетвыступать в качестве

уникальногоидентификатора каждой записи. Это такназываемый ключ таблицы, а

соответствующее ему поле называется ключевым.

5. Сохранить созданную таблицу и выйти из окнаконструктора таблиц.

Загрузка БД

Чтобы загрузить БД, созданные в разделе «СозданиеБД», необходимо:

1. Загрузить Access.

2. В Access активизировать меню ФАЙЛ. Перед  вами откроетсясписок имен файлов.

Выберите нужный и щелкните на нем (klasses.mbd).

Функции кнопок

Окно БД имеет две группы кнопок.

— Слева в окне расположены кнопки режима (корешки) сименами различных

структурных объектов БД- таблицы (Table), запросы(Query), формы (Forms), отчеты

(Report). Каждый раз щелчком можно выбрать только одинкорешок из этого ряда.

— В верхней части окна расположены командные кнопки New(Создать), Open

(Открыть), Design(Конструктор). Щелкнув на кнопке New, высообщаете Access, сто

хотите создать новую таблицу. (Кнопка Table должна бытьпри этом нажата, о чем

сигнализируетболее яркая надпись).

Щелкнув на кнопке New, — на экране появится диалоговоеокно. Оно содержит кнопки

длявыполнения различных функций. В рассматриваемомпримере следует щелкнуть на

кнопке New Table (Новая таблица). Щелкнув на этойкнопке,  активизируется режим

TABLE-DESIGN (Режимконструктора таблиц).

Формирование полей таблицы

Каждому полю таблицы следует присвоить уникальное имя,определить тип данных,

которые будутв него вводиться, и описать содержимое поля,т.е. ввести текстовые

комментарии, в которых указано назначение данного поля. Вотличие от имени БД,

которое неможет содержать более 8 символов, имя полеможет иметь до 64 символов.

Окно конструктора таблиц делится на две основные части. Вверхней части вы

можетеуказать имя. тип и описание каждого поля. В нижнейчасти окна указываются

различные параметры каждого поля. Для того, чтобыопределить первое поле, введите

с клавиатуры в первом столбце первой строки слово«Код класса» и нажмите Tab.

Access создаст поле «Код класса». Посленажатияклавиши табуляции «оживает»

второй столбец Data Type (Тип данных) первой строки. Вней появляется слово Text

(Текстовый), справа откоторого будет находится маленькаякнопка  — манипулятор.

Созданное поле должно быть счетчиком порядковыхномеровзаписей. В окне-списке

типов данных щелкните на слове «Counter»(Счетчик).

После этого нажмите Tab еще раз. Курсор переместится встолбец описания поля.

Наберите наклавиатуре описание поля: Код класса.

Выбор ключа таблиц

Последнее, что осталось сделать с полем «Кодкласса», — это дать ему статус

ключатаблицы. Поле с таким статусом помогает Accessупорядочивать данные в

таблице, быстрее их находить и связывать таблицу с другимитаблицами.

1. Убедитесь, что курсор мыши находится в одной строке сназванием «Код класса».

2. Щелкните на маленькой кнопке, обозначенной ключом ирасположенной в центре

экрана на панелиинструментов конструктора таблиц.

Выбор правильного типа данных

В Access можно выбрать один из следующих типов данных:

TEXT (Текстовый). Используется для текстовой информации.

MEMO (Комментарии). Используется для храненияпроизвольного текста. До 32

000символов.

NUMBER (Числовой). Используется для математическихопераций.

CURRENCY (Валютный). Для операций с валютой.

DATE/TIME (Дата/Время). Информация для хранения даты ивремени.

COUNTER (Счетчик). Порядковый номер.

YES/NO. (Логическое).

OLE object (Поле объекта OLE). рисунки, графики и таблицыв формате Windows.

Оформление оставшихся полей

Снова нажмите клавишу Tab. Курсор переместится в первыйстолбец следующей

строки. Accessготов к вводу информации о следующем поле.Специфицируйте

остальные поля вашей БД следующим образом:

      Имя поля Тип данных Размер Описание

      Название класса текстовый 15 название класса

      Описание класса текстовый 15 описание класса

Сохранение описания таблицы

После того, как вы оформили поля, осталось сделать толькоодну, но очень важную

процедуру -сохранить их.

Для этого щелкните на элементе File в строке меню ивыберите директиву Save.

Появитсядиалоговое окно Save As (Сохранение).

Access предложит свой вариант — Table1 (Таблица1). Мысоветуем для удобства

дальнейшегоиспользования изменить имя на«Классы».

Необходимо отметить, что создать таблицу можно еще однимспособом, — используя

мастер поразработке таблиц. Здесь не приводится описаниеработы этого мастера,

так как при его использовании не должно возникатьтрудностей, потому что он

работает впошагово-диалоговом режиме.

Таким образом, мы создали первую таблицу. Но необходимото же самое проделать с

остальными.Ниже приводим рекомендации по спецификацииостальных таблиц для

оставшихся БД.

— БД Atribute

      Имя поля Тип данных Размер Описание

      Код атрибута Counter по умолчанию Код атрибута

      Название атрибута текстовый 15 Название атрибута

      Описание атрибута текстовый 15 Описание атрибута

— БД Atr_klass

      Имя поля Тип данных Размер Описание

      Код класса Number по умолчанию Код класса

      Код атрибута Number по умолчанию Код атрибута

      Значение атрибута текстовый 15 Значение  атрибута

— БД Rod_vid

      Имя поля Тип данных Размер Описание

      Код класса Number по умолчанию Код класса

      Код подкласса Number по умолчанию Код подкласса

— БД Structur

      Имя поля Тип данных Размер Описание

      Код класса Number по умолчанию Код класса

      Код компоненты Number по умолчанию Код компоненты

— БД Sv_klass

      Имя поля Тип данных Размер Описание

      Код связи Counter по умолчанию Код атрибута

      Код класса Number по умолчанию Код класса

      Роль класса текстовый 20 Роль класса

— БД Type_sv

      Имя поля Тип данных Размер Описание

      Код типа связей Counter по умолчанию Код типасвязей

      Название типа связей текстовый 15 Название типасвязей

      Описание типа связей текстовый 20 Описание типасвязей

— БД Code_sv

      Имя поля Тип данных Размер Описание

      Код типа связи Number по умолчанию Код типа связи

      Код связи Number по умолчанию Код связи

2.5 Ввод данных  в ваши таблицы

Открытие окна таблицы

Загрузите Access и откройте файл «Klasses.mdb».В окне БД должна

бытьпредставлена таблица «Классы». (Если еенет, то щелкните на корешке Table).

Дважды щелкните на названии таблицы и окно откроется.

Вдоль верхнего края расположены имена полей таблицы.Каждое поле соответствует

определенномустолбцу в таблице. В левой части первойстроки вы видите маленький

треугольник, указывающий на то, что Access готовпринимать любую информацию в

первую строку.

Теперь можно заполнить БД в соответствии с заданиемпреподавателя (используя

свою предметнуюобласть).

Нет необходимости вводить с клавиатуры данные в поле типа«Counter», таккак оно

заполняется Access автоматически.

Перемещаться по таблице можно используя клавишиуправления курсором либо с

помощью мыши.

После ввода каждой строки Access автоматически сохраняетзапись.

Access позволяет редактировать введенные данные.

2.6 Связи между таблицами

В Access можно установить два вида связи между таблицами:одна-с-одной и

одна-со-многими.

Для объединения таблиц необходимо общее поле. Это полеобязательно должно быть

одного типа.Исключение составляет поле счетчик. Если всвязанной таблице общее

поле будет такого же типа, то связь один-со-многими будетневозможна. Поэтому,

если общееполе является счетчиком в таблице, то всвязанной таблице оно должно

быть числовым, а его размер должен быть установлен какДлинное целое.

Установление связей

Откройте меню Правка (Edit) и выберите в нем директивуRelationships (Схема

данных).

Рассмотрим пример для связи двух таблиц — «атрибуты» и «атрибутыкласса»:

1. В списке полей таблицы «атрибуты» щелкнитена поле «Код атрибута»для того,

чтобы выделить его.

2. Установив курсор мыши на этом поле, нажмите ее левуюкнопку.

3. Переместите это поле с помощью мыши на поле «Кодатрибута» в таблице«атрибуты

класса».

4. Отпустите левую кнопку мыши.

     При этом появится диалоговое окно установлениясвязей, если в нем все

выглядит как надо, щелкните на«Создать».

5. Подобные связи необходимо создать для всех таблиц всоответствии со

схемой, представленной на рис. 27.

6. Закройте окно Relationships. Когда Access спросит,желаете ли вы сохранить

изменения всхеме данных, ответьте «Да».

Для удаления ошибочной связи выделите черную линию,соединяющую два поля

инажмите Del (в окне Relationships).

Итак, мы создали связи таблиц — т.е. иерархию. Под этуиерархию можно подвести

множествопредметных областей. Но необходимо соблюдатьточность и внимательность

при заполнении самих таблиц реальными данными. Вводитьданные во все созданные

БД необходимо с учетом этих связей.

Описав ПО с помощью данной структуры, пользователь можетпроизводить различные

действия.Суть манипуляций заключается в изучениииерархии, наследования

признаков и т.д.

Access позволяет быстро находить нужные данные сиспользованием директивы Find

(Найти) или Query(Запросов), создавать формы для выводанужных данных, удобные

для восприятия либо в соответствии с какими-либотребованиями (например — ГОСТ).

Все эти возможности можно реализовывать при проведениипрактических занятий.

Дляподробного ознакомления с такими возможностями, какЗапросы, Формы

пользователю будет необходима либо специальная литературапо Access, либо

полностьюустановленная версия Access на жесткий дисккомпьютера, о чем уже

упоминалось ранее, чтобы была возможность использоватьсправочную систему

Access.

Упомянутые возможности Access не входят в темы КПР,поэтому мы допускаем ссылки

наспециальную литературу.

3. Варианты  заданий по л.р.

1. Представление знаний об объектах предметной области:

     а) Выделить основные типы объектов

     б) Выделить основные атрибуты

     в) Задать представление знаний о конкретных объектахв виде БД

2. Представление знаний об отношениях между объектами:

      а) Построить иерархическую структуру на основеотношения SUP

      б) С типами объектов нижнего уровня связать именаконкретных

           объектов

3. Установление связей между типами объектов:

      а) Выделить основные типы связей

      б) Выделить коды связей

      в) Установить связи между типами

          Перечень предметных областей:

1. Швейная промышленность

2. Текстильная промышленность

3. Обувная промышленность

4. Автомобильная промышленность

5. Ликеро-водочная промышленность

6. Кораблестроительная промышленность

7. Парфюмерная промышленность

8. Хлебо-пекарное производство

9. Кондитерское производство

10. Производство телевизоров

11. Станкостроительная промышленность

12. Военная промышленность

13. Производство канцтоваров

14. Производство меховых изделий

15. Производство колбасных изделий

16. Производство молочных изделий

4. Содержание отчета

Отчет о л.р. должен содержать:

      1. Тему л.р.

      2. Цель л.р.

      3. Теоретическое вступление (кратко)

      4. Анализ предметной области — концептуальная схема

      5. Вывод о проделанной работе

      6. Заключение

 5. Контрольные вопросы

1. Предмет Инженерии Знаний

2. Понятие предметной области (ПО)

3. Способы идентификации объектов

4. Концептуальные средства описания ПО

5. Базовые типы объектов

6. Представление знаний о пространственных отношенияхмежду объектами

7. Отношения между типами объектов

8. Композиционный тип объектов

9. Операции над типами объектов

10. Операция разбиения типов объектов на классыэквивалентных объектов

11. Понятия «предмет», «объект» врамках ИЗ

12. Шаблонные описания состояний предметной области

13. Представление знаний между типами

14. Таксон и таксономические категории

6. Выполнение л.р. для одного из вариантов заданий

ПО — автомобили

тема: Представление знаний об объектах и отношениях междуними.

цель: Описать предметную область на основе знаний опредставлении знаний об

отношениимеду объектами и о самих объектах. Использоватьэлектронную модель в

ACCESS2.0.

теоретическое вступление (См. Теоретический разделданного КПР)

анализ ПО: концептуальная схема (сокращена):

                                                автомобиль

                       SUP                    SUP                              

                   SUP

автобус                                легковой_автомобиль                      

    грузовой_автомобиль

    SUP       SUP       SUP                                  SUP               

            SUP

микроавтобус         рейсовый         междугородный         «седан»       

«пикап»

       ISA    ISA             ISA              ISA

«раф»        «тойота»        «львов»       «лиаз»

Для удобства восприятия ниже приводим предсталение ПО наязыке предикатов в

PROLOGе:

sup(«автобус»,«автомобиль»)

  sup(«легковой_автомобиль»,«автомобиль»)

 sup(«грузовой_автомобиль»,«автомобиль»)

  sup(«микроавтобус»,«автобус»)

  sup(«рейсовый_автобус»,«автобус»)

 sup(«междугородный_автобус»,«автобус»)

 sup(«седан_автомобиль»,«легковой_автомобиль»)

 sup(«пикап_автомобиль»,«легковой_автомобиль»)

  sup(«фургон»,«грузовой_автомобиль»)

 sup(«бортовой_автомобиль»,«грузовой_автомобиль»)

 sup(«самосвал»,«грузовой_автомобиль»)

  isa(«раф»,«микроавтобус»)

  isa(«тойота»,«микроавтобус»)

  isa(«львов»,«рейсовый_автобус»)

  isa(«лиаз»,«рейсовый_автобус»)

  isa(«икарус»,«междугородный_автобус»)

 isa(«мерседес»,«междугородный_автобус»)

  isa(«ваз»,«седан_автомобиль»)

  isa(«газ_волга»,«седан_автомобиль»)

 isa(«москвич_иж»,«пикап_автомобиль»)

 isa(«москвич_азлк»,«пикап_автомобиль»)

  isa(«газ»,«фургон»)

  isa(«сканиа»,«фургон»)

  isa(«зил»,«бортовой_автомобиль»)

  isa(«каз»,«бортовой_автомобиль»)

  isa(«камаз»,«самосвал»)

  isa(«татра»,«самосвал»)

  isa(«белаз»,«самосвал»)

  isa(«маз»,«самосвал»)

Пример заполнения БД в ACCESS:

1. Классы

      Код класса Название класса Описание класса

      1 автомобиль *Комментарии*

      2 автобус *Комментарии*

      3 легковой автомобиль *Комментарии*

      4 седан-автомобиль *Комментарии*

      5 газ-волга *Комментарии*

2. Атрибуты

      Код атрибута название атрибута Описание атрибута

      1 марка *Комментарии*

      2 цвет *Комментарии*

      3 номер кузова *Комментарии*

3. Атрибуты класса

      Код класса Код атрибута Значение атрибута

      1 1 москвич

      1 2 синий

      1 3

4. Род-Вид (SUP)

      Код класса Код подкласса

      1 2

      1 3

5. Структура (ISA)

      Код класса Код компонеты

      4 5

6. Связи классов

      код связи код класса роль класса

      1 2 *Комментарии*

      2 3 *Комментарии*

      3 4 *Комментарии*

      4 5 *Комментарии*

7. Типы связей

      Код типа связи Название типа связи описание типасвязи

      1 SUP *Комментарии*

      2 ISA *Комментарии*

8. Коды связей

      Код типа связи Код связи

      1 1

      1 2

      1 3

      2 4

Заключение

Результатом данного КПР по теме «представление ииспользование знаний об

объектах; представление и использование знаний оботношениях между объектами;

организация обобщенной информации на основе использования

мультииерархическойтаксономической структуры»является подборка теоретического 

и практического материала для проведенияпрактическихработ по соответствующим

разделам дисциплины Инженерия Знаний. В результате групперазработчиков удалось

создать электронную модель, по сутиявляющейсяуниверсальной структурой,

пригодной для описания практически любой предметнойобласти, что дает

возможность использовать ее большимколичествомпользователей. Данная модель

создана в СУБД MS ACCESS 2.0.

       В работе также приводится методика созданияструктуры в MS ACCESS,  что в

свою очередь можетявляться заданием на практическуюработу.

      Текст пояснительной записки набран в среде MS WORD6.0 for Windows.

Отпечатано на принтере Epson LX-100.

     Все упомянутые в тексте зарегистрированные товарныезнаки и торговые марки

являются собственностью компаний, которым онипринадлежат.

Библиографический список

1. Цаленко М.Ш. Моделирование семантики в базах данных.,Москва, Наука, 1989г.,

— 286 с.

2. Человеко — машинные системы и анализ данных, РАН,Институт проблем передачи

информации, Сборник научных трудов, Москва, Наука, 1992г.,- 174с.

3. Палмер Скотт, ACCESS 2 for DUMMIES, Киев, 1996г., — 249 с.

4. Конспект лекций по дисциплине Инженерия знаний за Vсеместр.

еще рефераты
Еще работы по информатике, программированию