Представлення і використання знань про об`єкти

Державний комітет Російської Федерації

по Вищому 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 узагальненої інформації на основі використання мультііерархіческой таксономічної структури.

група розробників: Частухін Віталій

Рибіна Марина

Юданова Ірина

група: АІ-1-93

керівник: Потресова Галина Дмитрівна

Москва 1996

Зміст

Завдання ................................................. .................................................. .......... 3

Введення ................................................. .................................................. ........ 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'язки 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,

Юданова Ірині, група: АІ-1-93

на тему: Представлення і використання знань про об'єкти.

Представлення і використання знань про відносини між об'єктами. Організація узагальненої інформації на основі використання мультііерархіческой таксономічної 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 Пункти 1.1, 1.2, 1.3 до 20.02

2.2 Пункти 1.4, 1.5 до 5.03

2.3 Пункти 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 розділів інформатики, надають сильний вплив на розвиток архітектури обчислювальних систем, сучасну інформаційну технологію і методологію проектування автоматизованих інформаційних систем (АІС), особливо банків даних (БНД). В останні роки в теорії БД склалося новий напрям наукових досліджень, що отримало назву семантичного, або концептуального, моделювання в БД. Його основна мета - інтелектуалізація банків даних і організація 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 організації даних і маніпулювання ними. Так виникли отримали загальне поширення три "великих", за висловом Дж. Ульмана, моделі даних: ієрархічна, реляційна і мережна. Одночасно стало ясним, що ефективність нових інформаційних систем - банків даних - залежить не тільки від характеристик технічних засобів і програмного забезпечення, але і від ефективності взаємодії людина - машина. Перенесення акценту на кінцевого користувача і привів у кінцевому рахунку до формування нового напрямку досліджень у теорії БД, безпосередньо пов'язаного з завданням про подання знань.

В даний час визначився основний підхід до вирішення завдань семантичного моделювання в базах даних. Він полягає у виділенні двох рівнів моделювання: рівня концептуального моделювання ПЗ (предметної області) та рівня моделювання власне бази даних. На верхньому рівні здійснюється перехід від неформалізованої опису ПЗ та інформаційних потреб кінцевого користувача до їх формального виразу за допомогою спеціальних мовних засобів. Обговоренню можливих конструкцій концептуальної моделі ПЗ присвячений теоретичний розділ даного курсового проекту.

Формулювання мети КП

Метою даного курсового проекту є розробка теоретичного і практичного матеріалу для забезпечення доступного вивчення відповідних розділів з дисципліни Інженерія Знань, а саме: подання знань про об'єкти, поданні і використанні знань про відношення між об'єктами, а також організації узагальненої інформації на основі використання мультііерархіческой таксономічної структури. Практичні розробки даного КП (структури баз даних в СУБД Microsoft Access 2.0, а також наведена методика створення цих структур у Access 2.0) 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 представлення знань, маніпулювання ними та підтримання їх в актуальному стані.

Інформаційна система - організована сукупність технічних і забезпечують засобів, технологічних процесів і кадрів, що реалізують такі 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) Предметне знання

рис.1

Наріжним каменем досліджень останнього часу є поняття "предметна область банку даних" (ПО) (enterprise, universe of discourse).

Сукупність об'єктів, про які можна задавати питання, утворює об'єктне ядро ​​предметної області. Тут слово "об'єкт" вжито як синонім слова "реалія", не передбачається, що об'єкти обов'язково мають матеріальну, "речову" природу. Термін "об'єкт" також є первинним, невизначені поняттям. (Див. Рис.2) Синонімами, крім спожитого вище слова "реалія", служать слова "сутність" (entity), "річ" (thing). Приклади об'єктів - окремий студент, група студентів, 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, зміст і т.п., хоча можна уявити ІС, в якій зберігаються відомості про цих категоріях.

Об'єкт Предмет

первинне

невизначені модель об'єкта

поняття

в якості об'єктів

можуть бути

абстракція

не тільки фізичні,

але й об'єкти

мислення

рис. 2а рис.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 певної сукупності властивостей і входить у різні взаємини, які представляють інтерес для споживачів інформації, що зберігається в АІС. Іншими словами, предмет - це об'єкт, який став об'єктом розгляду, спостереження, що став носієм певних властивостей. Один і той самий об'єкт сприймається різними системами як різні предмети. Предмет є результатом абстракції реального об'єкта, результатом огрублення дійсності, при якому ігнорується нескінченне різноманіття властивостей і взаємодій об'єкта. Таким чином, предмет - це модель реального об'єкта: якщо об'єкт має онтологічний статус, то предмет - гносеологічний. (Див. рис.2б)

Об'єкти можуть бути простими і складними. Простими називаються об'єкти, які для даної предметної області вважаються безструктурними. Прості об'єкти представляються сукупністю характеризують їх властивостей. Внутрішня структура простого об'єкта не розкривається.

Складні об'єкти мають певний склад і структуру. Наприклад:

Студент Іванов вчиться у групі АІ-2-93

Способи ідентифікації об'єктів:

1. Пряма ідентифікація. Заснована на використанні імен об'єктів.

2. Непряма ідентифікація. Заснована на вказівці властивостей об'єкта. В БД непряма ідентифікація грунтується на використанні ключів.

Ключ - набір полів запису, значення яких однозначно визначають запис файлу.

У конкретний момент часу стан предметної області визначається сукупністю об'єктів і ситуацій, що мають місце в даний момент часу.

Простір станів предметної області - це клас всіх можливих кінцевих множин об'єктної і системної предметної області.

Для опису динаміки предметної області потрібно розглянути траєкторію предметної області в просторі станів.

Семантика предметної області визначається як загальна властивість всіх можливих траєкторій в просторі станів.

На рис.3 запропоновано класифікацію ситуацій. Ця класифікація розглядає властивості як спеціальний випадок ситуацій. Одночасно вона вводить ще одне важливе поняття - поняття часу, яке явно чи неявно присутній при виділенні підкласів зазначеної ієрархії. Час виступає як безліч окремих моментів і як безліч інтервалів (тимчасовий стан, негомогенний процес). У явному вигляді структури 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 джерелах інформації. 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 із приналежності об'єктів до тієї чи іншої таксономічної категорії ..., властивості типів об'єктів, а також відносини кровного споріднення, невід'ємною приналежності, відносне розташування нерухомих предметів ..., властивості і відносини абстрактних об'єктів, що не локалізовані в просторі ". У наведеному висловлюванні хочеться звернути увагу ще на дві обставини: для лінгвіста безперечно наявність таксономічних категорій об'єктів, які мають власні властивостями, і наявність загальних властивостей у об'єктів однієї таксономічної категорії. Ці самі собою зрозумілі обставини широко використовуються у 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.

Ввівши простір станів, можна розглядати в ньому певні траєкторії або 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 gt зазвичай як - то пов'язано з попередніми станами g0, g1, ..., gt-1. Тому предметну область можна визначити як клас всіх дійсно можливих послідовностей станів. Такі послідовності називаються траєкторіями ПЗ. Сукупність усіх загальних властивостей траєкторій називається семантикою предметної області.

Підсумок проведених розглядів підведемо наступної діаграмою, классифицирующей об'єкти в предметній області і доповнює рис.3.

Об'єкти ПЗ

матеріальні нематеріальні

імена поняття ситуації

рис.4

Концептуальні засоби опису предметної області

Ці кошти мають абстрактністю і універсальністю. В силу своєї абстрактності кошти опису стали називатися концептуальними. Універсальність визначається спільністю систем базових понять і засобами породження нових понять.

У дослідженнях зі штучного інтелекту проблема опису предметної області трактується як проблема подання знань, а відповідні концептуальні засоби називаються схемою подання.

У теорії БД прийнято говорити про концептуальний, або інформаційно - логічному, моделюванні ПЗ. Центральним поняттям є поняття концептуальної схеми (моделі) ПО.

У силу властивості універсальності, описати засоби побудови концептуальної схеми - це значить описати можливі стани абстрактної предметної області, яка призначена для моделювання структури та динаміки довільних ПЗ.

Поняття:

1. Тип об'єкта - повинен мати унікальне ім'я і всі об'єкти предметної області можуть бути віднесені до одного або декількох типів.

t0 - тип об'єкта;

t0t - безліч об'єктів типу t в момент часу t;

Ці безлічі можуть перетинатися, якщо об'єкт має кілька типів.

Тип об'єкта може повідомлятися системі при першій згадці цього об'єкта.

Тип об'єкта може визначатися системою на підставі властивостей об'єкта з допомогою класифікуючих процедур.

Тип об'єкта може бути автоматично змінений при зміні стану об'єкта.

2. Концептуальна схема предметної області - безліч типів, забезпечене деякою структурою. Структура на множині типів задається множиною відносин та операцій, визначеними на множині типів.

Позначимо j скінченні множини об'єктів предметної області.

Для деякого моменту часу t можна назвати безліч об'єктів типу (t1) obt і (t2) obt, що мають певні співвідношення, наприклад:

(T1) obt Ì (t2) obt

(T1) obt Ç (t2) obt = 0

Якщо такі співвідношення є стійкими (не змінюються в часі), то ці властивості стану семантичної предметної області.

Співвідношення:

1. Родовідових ставлення SUP

t1 sup t2 - t1 є підтипом t2 ((вид) є підтипом (рід))

Це співвідношення задається між типами об'єктів. Воно вірно, якщо

"T (t1) obt £ (t2) obt

Ці відносини прийнято задавати графічно. Типи об'єктів представляються вершинами, а відносини між ними - ребрами.

Наприклад:

sup Приміщення sup

Навчальний Службове

приміщення приміщення

sup sup sup sup

аудиторія лабораторія приміщення приміщення

кафедри деканату

рис.5

Наступна діаграма описує набір базових типів об'єктів для будь-якої концептуальної моделі (Див. мал. 6).

Об'єкт

sup sup

Невизначений Певний

об'єкт sup об'єкт

sup

Матеріальний Нематеріальний

об'єкт об'єкт

sup sup sup sup sup

ім'я час поняття ситуація простір

sup sup

статична динамічна

sup sup

пост. сит. сост.

sup sup

рис.6 вуст. сост. брешемо. сост.

Тип об'єкта є загальним для всіх предметних областей.

2. Відношення часткового порядку PART OF. Модель часу будується на підставі кінцевого безлічі типів тимчасових інтервалів, на яких визначено ставлення PART OF.

ti PART OF tj

явл. частиною

Кожен інтервал типу ti є частиною одназначно певного інтервалу tj.

Час

sup sup

рік тиждень

PART OF PART OF

місяць

PART OF

добу

PART OF

годину

PART OF

хвилина

PART OF

секунда

рис. 7

Модель простору грунтується на конкретному багато, бо ж, як і часу, але по відношенню до частини околиці.

(Див. рис.8)

простір

sup sup

країна континент

PART OF PART OF

область регіон

PART OF PART OF

населений

пункт

PART OF PART OF

місто село

рис.8

3. Ставлення приналежності ISA

Іванов А.І. ISA студент

пов'язує ім'я об'єкта з його типом

4. Ставлення INSTANCE OF (INS)

Іванов INS АІ-1-93

ставлення може бути задане як на

безлічі імен, так і типів

name (O1) INS name (O2)

Якщо t1 INS t,

t2 INS t,

..........

tn INS t, то об'єкт типу t може складатися з об'єктів

типів t1, t2 ... tn, причому об'єкт типу t може включати

кілька об'єктів даних типів.

Це відношення (INS) застосовується для безлічі дискретних об'єктів,

PART OF - безперервних.

студент INS група студентів

лабораторія

INS INS

INS

співробітники приміщення обладнання

лабораторії лабораторії лабораторії

рис.9

Властивості цих відносин

1. PART OF і SUP мають властивість транзитивності:

t1 SUP t2; t2 SUP t3

t1 SUP t3

доцент SUP SUP співробітник

викладач

рис.10

доцент SUP викладач; викладач SUP співробітник

доцент SUP співробітник

Для відносини INS це властивість не виконується:

2. t1 INS t2; t2 INS t3; tn-1 INS tn У графі відносини INS немає

невірно, що tn INS t1 циклів

3. t1 SUP t2; t2 INS t3

t1 INS t3

лаборант SUP співробітник лабораторії; співробітник лабораторії INS лабораторія

лаборант INS лабораторія

лабораторія

INS

співробітник INS

SUP

лаборант

рис.11

4. name (O) ISA t1; t1 SUP t2

name (O) ISA t2

Москва ISA місто; місто SUP населений пункт

Москва ISA населений пункт

Подання типів об'єктів

Кінцеве безліч трійок вигляду (t, ni, ti);

де t, ti - типи об'єктів,

ni - ім'я атрибута,

(Атрибути - характеристики об'єктів або ролі, які вони відіграють у певних ситуаціях) i = 1 ,..., к,

ni ¹ nj, якщо i ¹ j, називається представленням типу t, якщо в кожен момент часу ni: tобt ® (ti) обt,

(Ni - відображені. Мн-во об'єктів типу t на мн-во об'єктів типу t1)

причому різним об'єктам О1 і О2 типу t відповідають різні картежа значень функцій ni

{N1t (O1), n2t (O1 ,..., nkt (O1)}

{N1t (O2), n2t (O2 ,..., nkt (O2)},

остання умова називається умовою розрізнення об'єктів.

В якості прикладу розглянемо об'єкт типу автомобіль:

t ni ti

(Автомобіль, марка, марка автомобіля)

(Автомобіль, номер, номер автомобіля)

(Автомобіль, колір, колір автомобіля)

автомобіль (москвич, МКА-21-17, білий)

автомобіль (жигулі, МВА-11-25, червоний)

Композиційний тип об'єктів

(Ni, ti) COMPONENT OF t

COMPONENT OF означає, що об'єкт типу ti є компонентою об'єкта типу t.

дата

COMPONENT OF

COMPONENT OF COMPONENT OF

рік n1 число n3 місяць n2

рік t1 число t3 місяць t2

рис.12

Приклад композиційного об'єкту:

Ситуація "знаходиться" (нах. людина в опред. Приміщенні опред. Час)

t знаходиться
n1 учасник ситуації		n2 місце ситуації		n3 час ситуації
t1 людина		t2 приміщення		t3 час
sup sup		sup sup		дата ситуац.			момент сит.
учні	співробітники	аудиторія	лаборатор.	дата			момент
		ins ins		число сит.	місяць сит.	рік сит.	годину ситуації	хвилина ситуації
		обладнання		число	місяць	рік	годину	хвилина

Шаблонні вислови

осіб. . . знаходиться в приміщенні. . . під час. . .

співробітник. . . знаходиться в аудиторії. . . в. . . годин. . . хвилин. . .

. . . число. . . місяць. . . рік

У шаблонні вислови можуть бути поставлені імена конкретних об'єктів.

Мінімальне уявлення

Представлення {(t, ni, ti) | i = 1 ... k} називають мінімальним, якщо при видаленні "з цих трійок, що залишився безліч трійок перестає бути поданням даного типу об'єктів.

Приклад:

t - оренда

t1 - об'єкт оренди

t2 - орендар

t3 - орендодавець

t4 - термін оренди

t5 - вартість оренди

Функціональна залежність

Припустимо, задано уявлення

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

X = {ti1, ..., tip}

Y = {tj1, ..., tjs}

Кажуть, що компоненти Y функціонально залежать від компонент X, якщо в будь-який момент часу t для будь-яких двох об'єктів О1, О2 Î tобt з рівності: ni1t (O1) = ni1t (O2)

. . .

nipt (O1) = nipt (O2),

слідують рівності:

nj1t (O1) = nj1t (O2)

. . .

njst (O1) = njst (O2)

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

t Лекція
лектор	слухач	предмет лекції	місце	день тижня	час початку
викладач	група	предмет	аудиторія	дата

t1 t2 t3 t4 t5 t6

min уявлення

Операції над типами об'єктів

Дозволяють отримувати з існуючих типів нові типи.

1. Можуть бути задані операції об'єднання (t1Èt2), перетину

(T1Çt2), розбиття та ін

Якщо {ti INS t | i = 1 ,..., k}, то тип È ti складається з тих і тільки об'єктів, які можуть бути елементами об'єктів типу t.

Якщо {(ti SUP t) | i = 1 ,..., k}, то рівність t = Èti означає, що список підтипів ti є вичерпним для об'єктів типу t.

Прімера:

об'єкт = людина È приміщення È обладнання

человекÇпомещеніе = человекÇоборудованіе =

= ПомещеніеÇоборудованіе = 0

2. Операція розбиття типів об'єктів на класи еквівалентних об'єктів.

(Людина, стать людини, стать)

t n1 t1

підлогу = {чоловік, дружин}

t2 = чоловік

t3 = дружин

Типи t2 і t3 є результатом розбиття типу людина за типом підлогу (t/t1)

Нові об'єкти - групи людей, які знають деякий мову визначаються в результаті розбиття t1 / (t2, t)

Представлення знань про відносини між типами

ER - моделі

ER - діаграми

(Entity Relationship Diagram)

П. Чен - 1983 рік.

1. сутності (типи об'єктів)

2. зв'язку (типи відносин)

3. властивості сутностей і зв'язків

(Атрибут (характеристики, ролі))

1) Е1, Е2, ..., ЕN

викладач

2) R1, R2, ..., Rn

заняття

кафедра працює викладач навантаження

група заняття предмет

навчання факультет вивчення

курс спеціальність

рис.13

3. Властивості (атрибути)

Ei, Ri - відповідні галузі знань

ім'я - ім'я області знань

На дузі підписуються відповідні властивості.

ім'я

назва

кафедра

ім'я ім'я ім'я

прізвище ім'я по батькові

викладач

рис.14

код

ім'я група

групи

рис.15

назву ім'я

предмет

обсяг

натуральне число

рис. 16

натуральне

лекція число

навантаження

лабораторна натуральне

число

рис. 17

шифр спеціальність

код

рис.18

Часто у вигляді зв'язку виступає пряме доповнення.

У вигляді властивостей зазвичай видаються час і місце ситуації.

заняття

місце початок

приміщення день тижня час

рис.19

Часто властивості вводяться за допомогою слова "мати"

код

група код

групи

рис.20

викладач

навчання навч. студент

процес

рис. 21

навчальний

процес

контроль

адміністративний

персонал

рис. 22

"Навчальний процес" - є і суттю і зв'язком.

викладач

курс навчання навчальний студент

процес

факультет спеціальність контроль

адміністративний

персонал

рис. 23

Частина пропозиції, яка є підрядним, розглядається як сутність більш високого рівня абстракції.

розподіл

заведующ. вирішує викладач

кафедрою

група заняття

предмет

рис. 24

Концептуальна схема дозволяє представити різні ієрархічні зв'язки між об'єктами. Класичний приклад - класифікація тварин.

(Див. нижче рис. 25)

тварини

найпростіші. . . губки. . . хордові

. . . . . .

покривники. . . ланцетниками. . . хребетні

. . . . . . . . . . . .

рис. 25. Ієрархічна таксономічна структура

Таксон - група дискретних об'єктів, пов'язаних деяким ступенем спільності властивостей. Набір властивостей повинен бути необхідним і достатнім для того, щоб таксон займав єдине місце в структурі і не перетинався з іншими таксонами.

При декларації таксону вказується таксон верхнього рівня і властивості, які відрізняють даний таксон від інших таксонів.

Таксономічні категорії -

{Тип - підтип - клас - ряд - рід - вид}

Зазвичай з типом об'єкту нижнього рівня пов'язують конкретні факти.

кішки рід

sup sup

домашня лісова вид

isa

барсик

рис. 26

Властивості, характерні для деякого типу об'єкта, успадковуються всіма типами об'єкта нижнього рівня. В БД можуть бути описані тільки один раз.

2. Практичний розділ

Як вже зазначалося раніше, метою даного КПР є підготовка теоретичного і практичного матеріалу для забезпечення доступного вивчення відповідних розділів з дисципліни Інженерія Знань. Підготовлений теоретичний матеріал можна знайти в "Теоретичному розділі" даного КПР. Він містить у собі всі поняття та визначення, а також приклади, необхідні для успішного використання (застосування) цих знань та вивчення відповідних тем.

Для найбільш кращого освоєння і закріплення отриманих знань ми пропонуємо проводити практичні заняття по цьому розділу. Як матеріали для проведення практичних занять пропонується використовувати розробки даного КПР, наведені нижче.

2.1 Обмеження на використання розробленого програмного забезпечення

Для того, щоб надалі не виникало непередбачених проблем із застосуванням розробленого програмного забезпечення, нижче наводяться необхідні апаратні вимоги для успішного функціонування програм:

HARD (мінімальні вимоги):

ю: персональний комп'ютер фірми IBM або сумісний з ним;

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

місця на HDD, VGA, маніпулятор типу "миша";

SOFT:

ю = операційна система MS-DOS 5.0 і вище,

або я MS Windows - 95;

ю = графічна оболонка я MS Windows 3.xx

(Даний пункт опускається, якщо використовується я MS Windows -95)

ю = повністю встановлений на жорсткий диск MS ACCESS2.0,

якщо використовується я MS Windows 3.xx,

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

2.2 Необхідні знання для роботи в MS ACCESS2.0

Короткий екскурс в Access

MS ACCESS2.0 - це чергова розробка фірми MicrosoftÒ. По суті справи - це СУБД з дуже дружнім і наочним інтерфейсом, як власне і всі програми, розроблені фірмою MicrosoftÒ для її ж графічної оболонки я MS Windows 3.xx або для операційної системи я MS Windows -95.

У даному КПР не наводиться опис роботи я MS Windows, так як вважається, що користувач вже знайомий з нею. В іншому випадку необхідно звернутися до спеціальної літератури.

Якщо Access інстальований на комп'ютері, його запуск відбувається наступним чином:

1. Запустити я MS Windows;

2. Відкрити вікно Access-групи Диспетчера Програм (Program Manager) і двічі клацнути мишею на піктограмі, відповідної Access (на ній зображено ключ і є напис "Microsoft Access";

Читання екрану Access

Після завантаження Access у верхньому рядку головного вікна (рядок заголовка) з'являється ім'я програми - Access. Нижче розташований рядок меню. Під нею розташована рядок інструментів. Різні кнопки цієї панелі з'являються в залежності від того, в якій частині програми ви знаходитесь. У нижній частині екрана розташований рядок стану, яка містить корисну інформацію про хід роботи з Access.

Відкриття меню

Майже будь-яка робота в Access починається з відкриття БД за допомогою меню File (Файл). Для цього клацніть на елементі File (Файл) в рядку меню, і на екрані розкриється меню, за допомогою якого Access дозволяє створювати нові або відкривати існуючі БД, а також виконувати інші операції.

Отримання допомоги (Меню підказки в Access)

Довідкова система Access схожа з іншими аналогічними системами, які є в програмах Windows.

Для цього клацніть на елементі Help (Довідка) рядка меню і виберіть відповідний розділ даного меню.

Інше важливе засіб, наявне у вікні довідкової системи - Cue Cards (Картки підказки) - спеціальний вид екранної підказки, який проведе вас крок за кроком при виконанні складних процедур в Access.

Wizards (Майстри) також проведуть вас крок за кроком, але, на відміну від Cue Cards зроблять за вас велику частину роботи. У вікні довідкової системи немає ніякої інформації про Wizards, але як тільки ви почнете щось створювати, Access відразу ж оживе і запитає, чи хочете ви, щоб майстер зробив це за вас.

Вихід з довідкової системи - ALT + F4 (або двічі клацнувши на кнопці системного меню в лівому верхньому куті).

Вихід з Access

Вийти з Access можна за допомогою одного з таких способів:

- При відкритому вікні Access одночасно натиснути ALT + F4.

- Двічі клацнути на кнопці системного меню у верхньому лівому кутку вікна Access.

- Клацнути на кнопці системного меню вікна і потім на директиві Close (Закрити).

Таблиці для зберігання ваших даних

Таблиця - основний структурний об'єкт у внутрішній будові БД. Вона містить всі записи певного виду. Кожен запис таблиці містить всю необхідну інформацію про якомусь окремому елементі БД.

Перш, ніж спроектувати БД, необхідно визначити, які таблиці нам будуть потрібні (див. нижче). Нераціонально вводити всі дані в одну таблицю, тому Access пропонує вводити різні види даних в різні таблиці. При необхідності неважко об'єднати дані з різних таблиць.

Рядки та стовпці

Об'єкт, виведений в табличному вигляді, називається в Access табличним (datasheet).

Назви стовпців (колонок) з'являються у верхній частині головного вікна Access. Колонки називаються полями. Кожне поле містить певну інформацію. Рядки називаються записами. Кожен запис має однакові поля, які мають однаковий розмір в кожному записі.

Запити

Після введення даних в БД вам може знадобитися знайти якусь їх частину. Це можна зробити декількома способами, але краще використовувати простого запиту для пошуку необхідного запису. Запит - це питання до БД.

Після формулювання запиту повідомте Access, яке поле ви хотіли б переглянути і що хотіли б у ньому знайти. Потім просто клацніть на відповідній кнопці, і Access відразу виведе на екран необхідну запис.

Форми

Іншим видом подання таблиці є так звана форма. Форми - ще одне важливе засіб Access. При проектуванні форми враховують, що нею буде користуватися людина, яка нічого не знає ні про дані, ні про БД взагалі. Використовуючи Access, можна включити у форму будь-які текстові коментарі, які пояснюють, які дані у які поля вводити.

Звіти

За допомогою Access можна формувати звіти для роздруківки ваших даних у різних видах.

2.3 Планування БД

Після того, як стало відомо, які кошти може запропонувати Access, необхідно спроектувати БД відповідно до тематики даного КПР.

Таким чином, нам необхідні наступні бази даних:

1. Класи. Поля даної БД: Код класу,

Назва класу,

Опис класу.

2. Атрибути. Поля даної БД: Код атрибуту,

Назва атрибуту,

Опис атрибуту.

3. Атрибути класу. Поля даної БД: Код класу,

Код атрибуту,

Значення атрибуту.

4. Род-вид. Поля даної БД: Код класу,

Код підкласу.

5. Структура. Поля даної БД: Код класу,

Код компоненти.

6. Зв'язки класів. Поля даної БД: Код зв'язку,

Код класу,

Роль класу (причина, наслідок).

7. Типи зв'язків. Поля даної БД: Код типу зв'язків,

Назва типу зв'язків,

Опис типу зв'язків.

8. Коди зв'язків. Поля даної БД: Код типу зв'язку,

Код зв'язку.

Запропоновані бази даних після їх створення необхідно пов'язати, тим самим забезпечивши ієрархічну структуру. Нижче буде описано, як це зробити.

Створення БД

Після завантаження Access активізуйте меню ФАЙЛ в лівій верхній частині Access і в меню, щиглик директиву New Database (Створити). Для створення першої БД в полі FileName введіть ім'я файлу, в якому буде зберігатися перші БД, наприклад, "Klasses" і клацніть на командній кнопці ОК у правій верхній частині вікна, що з'явилося. Access створить для вас нову БД. Зверніть увагу, що в лівій частині вікна БД Klasses є ряд так званих корінців, кожному з яких відповідає певний об'єкт Access: таблиці (Table), запити (Query), форми (Forms), звіти (Report), а також макрос (Macro) , модуль (Module). Як використовувати їх, описано нижче. Необхідно створити БД для кожного з 8 пунктів, описаних вище, в розділі Планування БД. Тобто, зазначені дії виконуються вісім разів для наших БД. Пропонуємо використовувати такі імена для цих баз:

1. Klasses (її створення описано в даному розділі)

2. Atribute - атрибути

3. Atr_klass - атрибути класу

4. Rod_vid - рід-вид

5. Structur - структура

6. Sv_klass - зв'язки класів

7. Type_sv - типи зв'язків

8. Code_sv - коди зв'язків

Необхідність опису БД саме цими іменами пов'язана з тим, що в даній пояснювальній записці використовуються саме ці імена при описі методики проведення практичної роботи.

2.4 Створення таблиць для ваших даних

Планування структури таблиці

Мова йде про перелік полів, з яких вона складається. При створенні таблиці на першому етапі необхідно визначити, які поля вам потрібні, якого вони повинні бути типу і розміру.

Поле - структурний елемент таблиці, який містить відомості про кого-то або про що-то в БД.

Для БД Klasses необхідні поля, зазначені вище, в розділі "Планування БД". Розглянемо приклад створення структури таблиці для БД Klasses.

Необхідні поля для цієї таблиці, це:

Код класу,

Назва класу,

Опис класу.

Створення таблиці

Після визначення необхідних полів, приступимо до створення власне таблиці в Access.

1. Визначити, які поля необхідні (див. вище)

2. Відкрити вікно конструктора таблиць. Кожне поле таблиці - це один рядок верхній частині цього вікна. У спрощеному варіанті досить використовувати тільки верхню частину вікна.

3. У верхню частину вікна конструктора таблиці ввести ім'я кожного поля, при необхідності можна використовувати і нижню частину вікна для завдання довжини поля, його формату і т.д.

4. При бажанні можна створити поле, яке буде виступати в якості унікального ідентифікатора кожного запису. Це так званий ключ таблиці, а відповідне йому поле називається ключовим.

5. Зберегти створену таблицю і вийти з вікна конструктора таблиць.

Завантаження БД

Щоб завантажити БД, створені в розділі "Створення БД", необхідно:

1. Завантажити Access.

2. У Access активізувати меню ФАЙЛ. Перед вами відкриється список імен файлів. Виберіть потрібний і клацніть на ньому (klasses.mbd).

Функції кнопок

Вікно БД має дві групи кнопок.

- Зліва у вікні розташовані кнопки режиму (корінці) з іменами різних структурних об'єктів БД - таблиці (Table), запити (Query), форми (Forms), звіти (Report). Кожен раз клацанням можна вибрати тільки один корінець з цього ряду.

- У верхній частині вікна розташовані командні кнопки New (Створити), Open (Відкрити), Design (Конструктор). Клацнувши на кнопці New, ви повідомляєте Access, сто хочете створити нову таблицю. (Кнопка Table повинна бути при цьому натиснута, про що сигналізує більш яскрава напис).

Клацнувши на кнопці New, - на екрані з'явиться діалогове вікно. Воно містить кнопки для виконання різних функцій. У розглянутому прикладі слід клацнути на кнопці New Table (Нова таблиця). Клацнувши на цій кнопці, активізується режим TABLE-DESIGN (Режим конструктора таблиць).

Формування полів таблиці

Кожному полю таблиці слід присвоїти унікальне ім'я, визначити тип даних, які будуть у нього вводитися, і описати вміст поля, тобто ввести текстові коментарі, в яких вказано призначення даного поля. На відміну від імені БД, яке не може містити більше 8 символів, ім'я поле може мати до 64 символів.

Вікно конструктора таблиць ділиться на дві основні частини. У верхній частині ви можете вказати ім'я. тип і опис кожного поля. У нижній частині вікна вказуються різні параметри кожного поля. Для того, щоб визначити перше поле, введіть з клавіатури в першому стовпці першого рядка слово "Код класу" і натисніть Tab. Access створить поле "Код класу". Після натискання клавіші табуляції "оживає" другий стовпець Data Type (Тип даних) першого рядка. У ній з'являється слово Text (Текстовий), праворуч від якого буде знаходиться маленька кнопка - маніпулятор. Створене поле повинно бути лічильником порядкових номерів записів. У вікні-списку типів даних клацніть на слові "Counter" (Лічильник).

Після цього натисніть Tab ще раз. Курсор переміститься в стовпець опису поля. Наберіть на клавіатурі опис поля: Код класу.

Вибір ключа таблиць

Останнє, що залишилося зробити з полем "Код класу", - це дати йому статус ключа таблиці. Поле з таким статусом допомагає Access упорядковувати дані в таблиці, швидше їх знаходити і зв'язувати таблицю з іншими таблицями.

1. Переконайтеся, що курсор миші знаходиться в одному рядку з назвою "Код класу".

2. Клацніть на маленькій кнопці, позначеної ключем і розташованої в центрі екрану на панелі інструментів конструктора таблиць.

Вибір правильного типу даних

У Access можна вибрати один з наступних типів даних:

TEXT (Текстовий). Використовується для текстової інформації.

MEMO (Коментарі). Використовується для зберігання довільного тексту. До 32 000 символів.

NUMBER (Числовий). Використовується для математичних операцій.

CURRENCY (валютний). Для операцій з валютою.

DATE / TIME (Дата / час). Інформація для зберігання дати та часу.

COUNTER (Лічильник). Порядковий номер.

YES / NO. (Логічне).

OLE object (Поле об'єкту OLE). малюнки, графіки і таблиці у форматі Windows.

Оформлення залишилися полів

Знову натисніть клавішу Tab. Курсор переміститься в перший стовпець наступного рядка. Access готовий до введення інформації про наступному полі. Специфікує інші поля вашої БД наступним чином:

Збереження опису таблиці

Після того, як ви оформили поля, залишилося зробити тільки одну, але дуже важливу процедуру - зберегти їх.

Для цього клацніть на елементі File в рядку меню і виберіть директиву Save. З'явиться діалогове вікно Save As (Збереження).

Access запропонує свій варіант - Table1 (Таблиця1). Ми радимо для зручності подальшого використання змінити ім'я на "Класи".

Необхідно зазначити, що створити таблицю можна ще одним способом, - використовуючи майстер з розробки таблиць. Тут не наводиться опис роботи цього майстра, тому що при його використанні не повинно виникати труднощів, тому що він працює в покроково-діалоговому режимі.

Таким чином, ми створили першу таблицю. Але необхідно те ж саме проробити з іншими. Нижче наводимо рекомендації по специфікації інших таблиць для решти БД.

- БД Atribute

- БД Atr_klass

- БД Rod_vid

- БД Structur

- БД Sv_klass

- БД Type_sv

- БД Code_sv

2.5 Введення даних до ваших таблиці

Відкриття вікна таблиці

Завантажте Access і відкрийте файл "Klasses.mdb". У вікні БД повинна бути представлена ​​таблиця "Класи". (Якщо її немає, то клацніть на корінці Table). Двічі клацніть на назві таблиці і вікно відкриється.

Уздовж верхнього краю розташовані імена полів таблиці. Кожне поле відповідає певному стовпцю в таблиці. У лівій частині першого рядка ви бачите маленький трикутник, який вказує на те, що Access готовий приймати будь-яку інформацію в перший рядок.

Тепер можна заповнити БД відповідно до завдання викладача (використовуючи свою предметну область).

Немає необхідності вводити з клавіатури дані в полі типу "Counter", так як воно заповнюється Access автоматично.

Переміщатися по таблиці можна використовуючи клавіші управління курсором або за допомогою миші.

Після введення кожного рядка Access автоматично зберігає запис.

Access дозволяє редагувати введені дані.

2.6 Зв'язки між таблицями

У Access можна встановити два види зв'язку між таблицями: одна-з-однієї і одна-з-багатьма.

Для об'єднання таблиць необхідно спільне поле. Це поле обов'язково має бути одного типу. Виняток становить полі лічильник. Якщо у зв'язаній таблиці спільне поле буде такого ж типу, то зв'язок один-з-багатьма буде неможлива. Тому, якщо загальне поле є лічильником в таблиці, то в пов'язаної таблиці воно повинно бути числовим, а його розмір повинен бути встановлений як Довге ціле.

Встановлення зв'язків

Відкрийте меню Правка (Edit) і виберіть в ньому директиву Relationships (Схема даних).

Розглянемо приклад для зв'язку двох таблиць - "атрибути" і "атрибути класу":

1. У списку полів таблиці "атрибути" клацніть на полі "Код ознаки" для того, щоб виділити його.

2. Встановивши курсор миші на цьому полі, натисніть її ліву кнопку.

3. Перемістіть це поле за допомогою миші на полі "Код ознаки" в таблиці "атрибути класу".

4. Відпустіть ліву кнопку миші.

При цьому з'явиться діалогове вікно встановлення зв'язків, якщо в ньому все виглядає як треба, клацніть на "Створити".

5. Подібні зв'язки необхідно створити для всіх таблиць у відповідності зі схемою, представленою на рис. 27.

6. Закрийте вікно Relationships. Коли Access запитає, чи бажаєте ви зберегти зміни в схемі даних, дайте відповідь "Так".

Для видалення помилковою зв'язку виділіть чорну лінію, що з'єднує два поля і натисніть Del (у вікні Relationships).

Отже, ми створили зв'язку таблиць - тобто ієрархію. Під цю ієрархію можна підвести безліч предметних областей. Але необхідно дотримувати точність і уважність при заповненні самих таблиць реальними даними. Вводити дані у всі створені БД необхідно з урахуванням цих зв'язків.

Описавши ПЗ за допомогою даної структури, користувач може виконувати різні дії. Суть маніпуляцій полягає у вивченні ієрархії, успадкування ознак і т.д.

Access дозволяє швидко знаходити потрібні дані з використанням директиви Find (Знайти) або Query (Запитів), створювати форми для виведення потрібних даних, зручні для сприйняття або відповідно до будь-якими вимогами (наприклад - ГОСТ).

Всі ці можливості можна реалізовувати при проведенні практичних занять. Для докладного ознайомлення з такими можливостями, як Запити, Форми користувачеві буде необхідна або спеціальна література з Access, або повністю встановлена ​​версія Access на жорсткий диск комп'ютера, про що вже згадувалося раніше, щоб була можливість використовувати довідкову систему Access.

Згадані можливості Access не входять до теми КПР, тому ми допускаємо посилання на спеціальну літературу.

3. Варіанти завдань з Л.Р.

1. Представлення знань про об'єкти предметної області:

а) Виділити основні типи об'єктів

б) Виділити основні атрибути

в) Поставити подання знань про конкретні об'єкти у вигляді БД

2. Представлення знань про відносини між об'єктами:

а) Побудувати ієрархічну структуру на основі відношення SUP

б) З типами об'єктів нижнього рівня пов'язати імена конкретних

об'єктів

3. Встановлення зв'язків між типами об'єктів:

а) Виділити основні типи зв'язків

б) Виділити коди зв'язків

в) Встановити зв'язки між типами

Перелік предметних областей:

1. Швейна промисловість

2. Текстильна промисловість

3. Взуттєва промисловість

4. Автомобільна промисловість

5. Лікеро-горілчана промисловість

6. Кораблебудівна промисловість

7. Парфумерна промисловість

8. Хлібо-пекарне виробництво

9. Кондитерське виробництво

10. Виробництво телевізорів

11. Верстатобудівна промисловість

12. Військова промисловість

13. Виробництво канцтоварів

14. Виробництво хутряних виробів

15. Виробництво ковбасних виробів

16. Виробництво молочних виробів

4. Зміст звіту

Звіт про Л.Р. повинен містити:

1. Тему Л.Р.

2. Мета Л.Р.

3. Теоретичне вступ (коротко)

4. Аналіз предметної області - концептуальна схема

5. Висновок про виконану роботу

6. Висновок

5. Контрольні питання

1. Предмет Інженерії Знань

2. Поняття предметної області (ПО)

3. Способи ідентифікації об'єктів

4. Концептуальні засоби опису ПЗ

5. Базові типи об'єктів

6. Представлення знань про просторові відносини між об'єктами

7. Відносини між типами об'єктів

8. Композиційний тип об'єктів

9. Операції над типами об'єктів

10. Операція розбиття типів об'єктів на класи еквівалентних об'єктів

11. Поняття "предмет", "об'єкт" в рамках З

12. Шаблонні опису станів предметної області

13. Представлення знань між типами

14. Таксон і таксономічні категорії

6. Виконання Л.Р. для одного з варіантів завдань

ПЗ - автомобілі

тема: Подання знань про об'єкти та відносини між ними.

мета: описати предметну область на основі знань про подання знань про ставлення меду об'єктами і про самих об'єктах. Використовувати електронну модель у ACCESS2.0.

теоретичне вступ (Див. Теоретичний розділ даного КПР)

аналіз ПЗ: концептуальна схема (скорочена):

автомобіль

SUP SUP SUP

автобус легковой_автомобіль грузовой_автомобіль

SUP SUP SUP SUP SUP

мікроавтобус рейсовий міжміський "седан" "пікап"

ISA ISA ISA ISA

"Раф" "тойота" "левів" "ЛіАЗ"

Для зручності сприйняття нижче наводимо вистав ПЗ мовою предикатів у PROLOGе:

sup ("автобус", "автомобіль")

sup ("легковой_автомобіль", "автомобіль")

sup ("грузовой_автомобіль", "автомобіль")

sup ("мікроавтобус", "автобус")

sup ("рейсовий_автобус", "автобус")

sup ("междугородний_автобус", "автобус")

sup ("седан_автомобіль", "легковой_автомобіль")

sup ("пікап_автомобіль", "легковой_автомобіль")

sup ("фургон", "грузовой_автомобіль")

sup ("бортовой_автомобіль", "грузовой_автомобіль")

sup ("самоскид", "грузовой_автомобіль")

isa ("раф", "мікроавтобус")

isa ("тойота", "мікроавтобус")

isa ("левів", "рейсовий_автобус")

isa ("ЛіАЗ", "рейсовий_автобус")

isa ("Ікарус", "междугородний_автобус")

isa ("мерседес", "междугородний_автобус")

isa ("ваз", "седан_автомобіль")

isa ("газ_волга", "седан_автомобіль")

isa ("москвіч_іж", "пікап_автомобіль")

isa ("москвіч_азлк", "пікап_автомобіль")

isa ("газ", "фургон")

isa ("Сканія", "фургон")

isa ("зіл", "бортовой_автомобіль")

isa ("каз", "бортовой_автомобіль")

isa ("камаз", "самоскид")

isa ("Татра", "самоскид")

isa ("БелАЗ", "самоскид")

isa ("маз", "самоскид")

Приклад заповнення БД в ACCESS:

1. Класи

2. Атрибути

3. Атрибути класу

4. Рід-Вид (SUP)

5. Структура (ISA)

6. Зв'язки класів

7. Типи зв'язків

8. Коди зв'язків

Висновок

Результатом даного КПР за темою "представлення та використання знань про об'єкти; представлення та використання знань про відносини між об'єктами; організація узагальненої інформації на основі використання мультііерархіческой таксономічної структури" є підбірка теоретичного і практичного матеріалу для проведення практичних робіт за відповідними розділами дисципліни Інженерія Знань. У результаті групі розробників вдалося створити електронну модель, по суті, є універсальною структурою, придатної для опису практично будь-якій предметній області, що дає можливість використовувати її великою кількістю користувачів. Дана модель створена в СУБД MS ACCESS 2.0.

У роботі також наводиться методика створення структури в MS ACCESS, що в свою чергу може бути завданням на практичну роботу.

Текст пояснювальної записки набраний у середовищі MS WORD 6.0 for Windows. Віддруковано на принтері Epson LX-100.

Всі згадані в тексті зареєстровані товарні знаки і торгові марки є власністю компаній, яким вони належать.

Бібліографічний список

1. Цаленко М.Ш. Моделювання семантики в базах даних., Москва, Наука, 1989., - 286 с.

2. Людино - машинні системи та аналіз даних, РАН, Інститут проблем передачі інформації, Збірник наукових праць, Москва, Наука, 1992., - 174с.

3. Палмер Скотт, ACCESS 2 for DUMMIES, Київ, 1996р., - 249 с.

4. Конспект лекцій з дисципліни Інженерія знань за V семестр.