Концептуальные модели представления гетерогенных данныхданных

Гарипов Олег E-mail: oleg.garipov@gmail.com

Содержание доклада

Что есть концептуальное моделирование

Виды концептуальных моделей данных

Достоинства и недостатки различных КМД

Чему должны удовлетворять новые модели?

Концептуальное моделирование

•КМ - деятельность формального описания некоторых аспектов физического и социального мира вокруг нас для понимания этих аспектов и коммуникации [Малопулос]

•Концептуальное моделирование (КМ) предметной области (ПО) – моделирование понятий (концептов) и концептуальных структур ПО [Когаловский]

Концептуальное моделирование

•Концептуальная модель ПО в технологиях БД - это концептуальная схема (КС) базы данных

•Инструмент представления концептуальной схемы - концептуальная модель данных.

Концептуальные модели данных

• Модель «сущностей-связей »(ER-модель) ( Чен ).

• Модель «объектов-ролей» ORM ( Фалкенберг ) / NIAM ( Найсен )

• Расширенная реляционная модель RM/T ( Кодд )

• Функциональная модель DAPLEX ( Шипмана ).

• Семантические сети

• Онтологии

• И т.д

ER модель (пример)

ER – модель• Предложена Ченом в 1972 году• Наиболее распространенная модель.• Фрагменты ПО представляются как

множество сущностей с множеством связей.• Удобный способ представления структуры

данных• Недостатки

▫Отсутствие аппарата формальных преобразований

▫Чувствительна к изменению атрибутов▫Влияет на реализацию▫Далека от естественного языка

Модель Object-Role (ORM) (пример)

Модель Object-Role (ORM)

• Модель, основанная на фактах• Факты рассматриваются как отношения• Недостатки:

▫Факты из взаимосвязей фактов не вытекает взаимосвязь типов объектов

▫Семантически не полная модель• Плюсы:

▫Близки к естественному языку▫Понятны не техническим специалистам▫Богатая графическая нотация▫Семантическая стабильность

Более подробно: www.orm.com

Функциональные модели

•Первые разработки Sibley и Kershberg [1977]

•Модель Shipman’а. Язык DAPLEX [1979]

•Разработка языка FDL. Poulovassilis [1990]

Функциональная модель

СУЩНОСТИ И ОТНОШЕНИЯ -

ФУНКЦИИ

Функциональные модели•Достоинства:

▫Позволяет смотреть рассматривать объекты по отдельности и в «совокупности»

▫Динамическая▫Строгая типизация▫Математическая основа

•Недостатки▫Тяжелая для понимания▫Необходимо знание теории функций

Модели на семантических сетях

•В основе моделей – семантическая сеть.

•Общий случай: 𝑆=(𝑂,𝑅1,𝑅2,…,𝑅𝑘)

Пример семантической сетиРасширенная семантическая сеть:

Every parents loves their childs

Семантические сети•Достоинства:

▫Наглядность▫Возможность описывать данные в виде

связей структур▫Преобразования в логику первого порядка

•Недостатки▫Трудное графич. представление больших

сетей▫Трудность обработки информации▫Трудность получения знания▫Сложность поиска в сети

Онтологии•МакГраф: онтология – теория о

существующих понятиях, независимых от определенного языка или языков, которым они описаны.

•2 вида▫Формальные▫Лингвистические

Проблемы интеграции средствами онтологий

•Конфликты измерений▫«Цена продукта» ( Доллар vs. Рубль )

•Конфликты контекста▫«Вес человека» (зависит от времени

взвешивания)•Конфликты представления

▫«Студент» ( «Имя» + «Фамилия» vs. «ФИО» )

•Конфликты имен▫«Статус человека» ( тип занятости vs.

семейный статус)

Онтологии•Достоинства:

▫Распределенное создание▫Возможность трактовки понятий с

различных точек зрения•Недостатки

▫Сохранение целостности в процессе развития

▫Сложность интеграции▫Неточность, избыточность информации

Требования к модели гетерогенных данных

•Строгая типизация

•Легкость развития модели

•Независимость от реализации ИС

•Совместить модель данных и модель знаний

•Модель данных должна иметь удобную нотацию представления.

Требования к моделям гетерогенных данных

•Должны существовать механизмы проверки целостности, непротиворечивости и избыточности данных

•Должна позволять рассматривать данные с различных точек зрения

•Повторное использование.

The End

•Спасибо!•Вопросы?

Гарипов Олег Oleg.garipov@gmail.com