مدل های پایگاه داده منطقی مدل های داده های منطقی

مدل های منطقی با استفاده از منطق محمول به اصطلاح پیاده سازی می شوند.

محمول -تابعی که فقط دو مقدار را می گیرد - "true" و "false" و برای بیان ویژگی های اشیاء و روابط بین آنها در نظر گرفته شده است.

عبارتی که وجود هر یک از ویژگی های یک شی به نام را تایید یا رد می کند. بیانیه.

از ثابت های منطقی محمول برای نامگذاری اشیا استفاده می شود موضوع.

عبارات منطقی (یا عبارات) فرمول های اتمی (ساده ترین) را تشکیل می دهند.

تفسیر محمولمجموعه ای از تمام پیوندهای مجاز متغیرها با ثابت است. که در آن الزام آور i - جایگزینی ثابت ها به جای متغیرها.

بیانیه به طور منطقی از مقدمات داده شده ناشی می شود. هر زمان که مقدمات درست باشد صادق است.

اکثر زبان سادهمنطق، حساب گزاره هایی است که هیچ متغیری در آنها وجود ندارد. به هر عبارت می توان مقدار "درست" یا "نادرست" را نسبت داد. گفته های جداگانه را می توان با رباط های "و"، "یا"، "نه" که نامیده می شوند، به هم متصل کرد اپراتورهای پررونق

اساس حساب گزاره ای قواعد تشکیل گزاره های پیچیده از اتمی است.

نمونه ای از جملات پیچیده

الف درست و ب نادرست است.

الف و ب درست هستند.

الف و ب گزاره های منطقی هستند که می توان گفت درست یا نادرست. حساب گزاره ای کافی نیست وسیله بیانبرای پردازش دانش، از آنجایی که عبارات شامل متغیرها با کمیت کننده ها نمی توانند در آن نمایش داده شوند.

حساب محمولی با کمیت سازها (منطق محمولی) توسعه ای از حساب گزاره ای است که در آن می توان از جملات برای بیان روابط دامنه استفاده کرد که نه تنها ثابت ها، بلکه متغیرها را نیز شامل می شود.

محمولات: clear(a)، clear(c)، ontable(a)، ontable(c)، on(c،b)، cube(a)، cube(b)، pyram.de(c).

در حالت کلی، مدل‌های مبتنی بر منطق محمولات توسط یک سیستم رسمی توصیف می‌شوند که با یک چهارگانه ارائه می‌شود:

M = (T، R، A، P)

T - مجموعه ای از عناصر اساسی (الفبا)

R مجموعه ای از قوانین نحوی است که می توان جملات صحیح نحوی را بر اساس آنها ساخت

A مجموعه‌ای از بدیهیات یا چندین جمله صحیح نحوی است که پیشینی داده می‌شود

P - قوانین تولید (یک قانون استنتاج یا یک قاعده معنایی که می تواند برای گسترش مجموعه A با افزودن جملات صحیح نحوی به آن استفاده شود.

مزیت اصلی مدل های منطقی:توانایی برنامه ریزی مستقیم مکانیزم خروجی جملات منطقی صحیح. با این حال، با کمک قوانینی که نحو زبان را مشخص می کند، نمی توان درستی یا نادرستی این یا آن گزاره را مشخص کرد. این برای تمام زبان های برنامه نویسی که منطق محمول را پیاده سازی می کنند، صدق می کند.

یک عبارت می تواند از نظر نحوی صحیح باشد، اما کاملاً بی معنی باشد.

مدل‌های منطقی برای بازنمایی و دستکاری دانش به‌ویژه در دهه ۷۰ قرن بیستم، به‌ویژه با ظهور زبان مقدمه، محبوبیت زیادی داشت.

همانطور که وظایف فکری جدید و بیشتری در حوزه دید محققان گنجانده شد، مشخص شد که می توان در موارد کمی از یک نتیجه گیری قطعی صحبت کرد، زمانی که حوزه مشکلی که در آن تکلیف حل شده است به طور رسمی توصیف شده و کاملاً شناخته شده باشد. اما در بیشتر کارهایی که عقل انسان به شما اجازه می دهد راه حلی را پیدا کنید که مربوط به حوزه هایی است که دانش اساساً ناقص است، دقیق نیست و صحیح نیست. در چنین شرایطی، ما فقط می توانیم در مورد یک نتیجه گیری قابل قبول صحبت کنیم، که در آن نتیجه نهایی تنها با تخمینی از اطمینان به حقیقت آن به دست می آید.

بنابراین، توسعه بیشتر پایگاه‌های دانش با استفاده از مدل‌های منطقی مسیر کار را در زمینه‌های به اصطلاح منطق استقرایی، منطق‌های «عقل سلیم»، منطق‌های «ایمان» و سایر نظام‌های منطقی که شباهت چندانی با منطق کلاسیک ندارند دنبال کرد.

قاب

قاب -ساختار داده برای نمایش موقعیت های کلیشه ای مدل بازنمایی داده مبتنی بر چارچوب از مفهوم درک انسان و سازماندهی حافظه یادگیری استفاده می کند که در سال 1979 توسط M. Minsky پیشنهاد شد.

قاب (قاب) -یک واحد بازنمایی دانش که ممکن است جزئیات آن با توجه به وضعیت فعلی تغییر کند. قاب در هر لحظه از زمان می تواند تکمیل شود اطلاعات مختلفدر مورد روش های کاربرد آن، پیامدهای این کاربرد و غیره.

ساختار قاب -مشخصه وضعیت کلیشه ای توصیف شده و معانی آنها، که نامیده می شود اسلات ها و پرکننده های اسلات .

ساختار:

(نام قاب: نام اسلات 1 (مقدار شکاف 1)؛ نام اسلات 2 (مقدار شکاف2)؛ . . . نام شکاف N (مقدار شکاف N))

ارزش یک اسلات می تواند تقریباً هر چیزی باشد: اعداد، فرمول ها، متون زبان طبیعی، برنامه ها، قوانین استنتاج یا ارجاع به شکاف های دیگر در این فریم یا فریم های دیگر.

مقدار اسلات می تواند یک مقدار شکاف بزرگتر از سطح پایین، که به شما امکان می دهد "اصل ماتریوشکا" را پیاده سازی کنید.

قاب -ساختار داده ای که وضعیت کلیشه ای را نشان می دهد. هر فریم دارای انواع مختلفی از اطلاعات است که به آن متصل شده است. برخی از این اطلاعات در مورد نحوه استفاده از قاب است، بخشی دیگر در مورد آنچه در آینده باید انتظار داشته باشید، بخشی دیگر در مورد آنچه که در صورت عدم تایید انتظارات باید انجام دهید.

قاب را می توان به عنوان نوعی میز نشان داد.

در جدول، ستون‌های اضافی در نظر گرفته شده‌اند تا توضیح دهند که چگونه یک شکاف مقدار خود را به دست می‌آورد و می‌تواند به یک شکاف خاص از رویه‌های خاص متصل شود، که در تئوری چارچوب مجاز است.

مقدار یک اسلات می تواند نام فریم دیگری باشد. اینگونه است که شبکه های فریم تشکیل می شوند.

روش های مختلفی برای دریافت یک اسلات در یک نمونه فریم وجود دارد:

1) به طور پیش فرض از قاب نمونه؛

2) از طریق به ارث بردن خواص از قاب مشخص شده در شکاف AKO.

3) طبق فرمول مشخص شده در شکاف؛

4) از طریق روش پیوستن؛

5) به صراحت از گفتگو با کاربر؛

6) از DB

مهمترین ویژگی تئوری چارچوب، به اصطلاح وراثت ویژگی است. این وراثت توسط اتصالات ACO رخ می دهد. نوعی (AKO)

اسلات ACO به فریمی از سطح بالاتری از سلسله مراتب اشاره می کند، جایی که به طور ضمنی به ارث برده می شوند، یعنی. مقادیر اسلات های مشابه منتقل می شود.

در شبکه قاب‌های شکل، مفهوم «دانش‌آموز» ویژگی‌های قاب‌های «کودک» و «شخص» را به ارث می‌برد که در بیشتر قرار دارند. سطح بالاسلسله مراتب بنابراین، به سؤال "آیا دانش آموزان شیرینی دوست دارند"، پاسخ "بله" است، زیرا همه کودکان این ویژگی را دارند که در کادر "کودک" نشان داده شده است.

وراثت می تواند جزئی باشد، زیرا سن دانش آموزان از چارچوب "فرزند" به ارث نمی رسد، همانطور که به صراحت در چارچوب خود مشخص شده است.

سیستم های قاب ایستا و پویا وجود دارد.

که در سیستم های قاب استاتیک فریم ها را نمی توان در روند حل مشکل تغییر داد و در سیستم های دینامیکیقاب ها این یکی مجاز است

سیستم های برنامه نویسی مبتنی بر فریم گفته می شود که شی گرا هستند. هر فریم مربوط به یک شی از ناحیه موضوع است و شکاف ها حاوی داده هایی هستند که این شی را توصیف می کنند، به عنوان مثال. اسلات ها حاوی مقادیر ویژگی های شی هستند.

فریم را می توان به عنوان لیستی از ویژگی ها، و اگر از ابزارهای پایگاه داده استفاده می کنید، به عنوان یک رکورد نشان داد.

درخشان ترین مزایای سیستم های قاب بازنمایی دانش زمانی ظاهر می شود که روابط عمومی به ندرت تغییر می کند و حوزه موضوعی استثناهای کمی دارد.

در سیستم‌های فریم، داده‌های مربوط به روابط عمومی مانند مقادیر سایر انواع به صراحت ذخیره می‌شوند.

مقادیر اسلات در سیستم در یک نمونه نمایش داده می شوند، زیرا آنها تنها در یک فریم گنجانده شده اند که بیشترین موارد را توصیف می کند. مفاهیم کلیاز همه مواردی که شکاف با نام داده شده شامل می شود. این ویژگی سیستم های قاب، قرار دادن مقرون به صرفه پایگاه دانش را در حافظه رایانه فراهم می کند.

یکی دیگر از مزایای قاب ها- ارزش هر شکاف را می توان با استفاده از روش های مناسب محاسبه کرد یا با روش های اکتشافی یافت. فریم ها به شما این امکان را می دهند که دانش اعلامی و رویه ای را دستکاری کنید.

معایب سیستم های قاب:پیچیدگی نسبتا بالا

مدل داده های منطقی یک نمایش گرافیکی بصری از ساختارهای داده، ویژگی ها و روابط آنها است. مدل منطقی داده ها را به گونه ای نشان می دهد که به راحتی توسط کاربران تجاری قابل درک است. طراحی مدل منطقی باید فارغ از الزامات پلتفرم و زبان پیاده سازی یا روش استفاده بیشتر از داده ها باشد.

توسعه از الزامات داده و نتایج تجزیه و تحلیل برای تشکیل یک مدل داده منطقی استفاده می کند. مدل منطقی به شکل عادی سوم آورده شده و در برابر مدل فرآیند بررسی می شود.

اجزای اصلی یک مدل منطقی عبارتند از:

اسانس ها;

ویژگی های موجودیت؛

روابط بین موجودیت ها

ذات.

موجودیت ساختاری از همان نوع را مدل می کند اشیاء اطلاعاتی(اسناد، ذخیره داده ها، جداول پایگاه داده). در مدل داده، یک موجودیت یک نام منحصر به فرد دارد که به صورت اسم بیان می شود. به عنوان مثال: دانشجو، فاکتور، مرجع محصول.

موجودیت الگویی است که بر اساس آن نمونه های خاصی از یک موجودیت ایجاد می شود. به عنوان مثال: نمونه ای از دانش آموز نهاد - ایوانف ایوان ایوانوویچ.

یک موجودیت دارای ویژگی های زیر است:

هر موجودیت یک نام منحصر به فرد دارد، و تفسیر یکسان باید برای همان نام اعمال شود.

یک واحد دارای یک یا چند ویژگی است که یا متعلق به واحد تجاری است یا از طریق یک رابطه به ارث رسیده است.

یک موجودیت دارای یک یا چند ویژگی است که به طور منحصر به فرد هر نمونه موجودیت را مشخص می کند.

هر موجودیت می تواند هر تعداد رابطه با دیگر موجودیت های مدل داشته باشد.

در یک نمودار، یک موجودیت معمولاً به صورت مربعی که در شکل 1 به دو قسمت تقسیم شده است، نشان داده می شود.

برنج. 40 ماهیت مدل داده.

یک موجودیت در روش IDEF1X مستقل است اگر هر نمونه موجودیت بتواند به طور منحصر به فرد بدون تعریف رابطه آن با سایر موجودیت ها شناسایی شود. به یک موجودیت وابسته گفته می شود که شناسایی منحصر به فرد یک نمونه موجودیت به رابطه آن با موجودیت دیگر بستگی داشته باشد.

یک موجود وابسته با یک مستطیل نشان داده می شود گوشه های گردبرنج. (این نهاد یک امتیاز وابسته به نهاد مقیم بیسک است)

صفت- هر ویژگی از یک موجودیت که برای حوزه موضوعی مورد بررسی مهم است و برای صلاحیت، شناسایی، طبقه بندی در نظر گرفته شده است، ویژگی های کمییا عبارات حالت موجودیت. یک ویژگی نشان دهنده نوعی مشخصه یا ویژگی است که با مجموعه ای از اشیاء واقعی یا انتزاعی (افراد، مکان ها، رویدادها، حالت ها، ایده ها، جفت اشیاء و غیره) مرتبط است. یک نمونه ویژگی یک ویژگی خاص است عنصر فردیمجموعه ها یک نمونه ویژگی با نوع مشخصه و مقدار آن که مقدار ویژگی نامیده می شود، تعریف می شود. در مدل ER، ویژگی ها با موجودیت های خاص مرتبط هستند. بنابراین، یک نمونه موجود باید یک مقدار تعریف شده واحد برای ویژگی مرتبط داشته باشد.

یک ویژگی می تواند مورد نیاز یا اختیاری باشد (شکل 2.23). اجباری به این معنی است که ویژگی نمی تواند مقادیر null داشته باشد. یک ویژگی می تواند توصیفی باشد (به عنوان مثال، یک توصیفگر موجودیت عادی) یا بخشی از یک شناسه منحصر به فرد (کلید اولیه) باشد.

شناسه منحصر به فرد (کلید)- این حداقل مجموعهویژگی هایی که برای شناسایی منحصر به فرد هر نمونه طراحی شده اند از این نوعموجودیت ها. حداقل بودن به این معنی است که حذف از مجموعه هر ویژگی اجازه نمی دهد که یک نمونه موجودیت توسط بقیه مشخص شود. در مورد شناسایی کامل، هر نمونه از یک نوع موجودیت مشخص به طور کامل با ویژگی های کلیدی خود شناسایی می شود، در غیر این صورت، ویژگی های موجودیت اصلی دیگر از طریق یک رابطه نیز در شناسایی آن شرکت می کنند.

ویژگی های موجود در کلید باید اجباری باشند و در طول زمان تغییر نخواهند کرد. ویژگی های موجود در کلید باید اجباری باشند و در طول زمان تغییر نخواهند کرد. به عنوان مثال: ما موجودیت Resident_Biysk را داریم.

ویژگی سن نمی‌تواند بخشی از کلید باشد، زیرا سالانه تغییر می‌کند، شماره پاسپورت نمی‌تواند بخشی از کلید باشد، زیرا ممکن است نمونه گذرنامه نداشته باشد. به عنوان کلید، بهتر است از شماره گواهی بیمه در اینجا استفاده کنید.

ارتباط- ارتباط نامگذاری شده بین دو نهاد که برای حوزه موضوعی مورد بررسی مهم است. رابطه یک ارتباط بین موجودیت ها است که در آن، به طور معمول، هر نمونه از یک موجودیت، به نام موجودیت اصلی، با تعداد دلخواه (شامل صفر) از نمونه های موجودیت دوم، به نام موجودیت فرزند، همراه است و هر نمونه از موجودیت فرزند دقیقاً با یک نمونه از موجودیت اصلی مرتبط است. بنابراین، یک نمونه از یک موجودیت فرزند تنها زمانی می تواند وجود داشته باشد که موجودیت اصلی وجود داشته باشد.

این رابطه با خطی که بین موجودیت اصلی و موجودیت فرزند با یک نقطه در انتهای خط در موجودیت فرزند ترسیم شده است، نشان داده می شود.

به پیوند می توان نامی داد که با چرخش دستوری فعل بیان می شود و در کنار خط پیوند قرار می گیرد. نام هر رابطه بین دو موجودیت داده شده باید منحصر به فرد باشد، اما نام روابط در مدل نباید منحصر به فرد باشد. نام یک رابطه همیشه از دیدگاه والد تشکیل می شود، بنابراین با ترکیب نام موجودیت والد، نام رابطه، عبارت درجه و نام موجودیت فرزند می توان جمله ای را تشکیل داد.

به عنوان مثال، رابطه فروشنده با قرارداد را می توان به صورت زیر بیان کرد:

• فروشنده می تواند برای 1 یا چند قرارداد پاداش بگیرد.
• قرارداد باید دقیقاً توسط یک فروشنده آغاز شود.

یک رابطه را می توان با تعیین درجه یا اصل (تعداد نمونه های موجودیت فرزندی که می تواند برای هر نمونه موجودیت اصلی وجود داشته باشد) بیشتر تعریف کرد. در IDEF1X می توان کاردینالیتی های زیر را بیان کرد:

• هر نمونه موجودیت اصلی می تواند صفر، یک یا چند نمونه موجودیت فرزند مرتبط با آن داشته باشد.
• هر نمونه موجودیت اصلی باید حداقل یک نمونه موجودیت فرزند مرتبط با آن داشته باشد -P.
• هر نمونه از موجودیت اصلی نباید بیش از یک نمونه از موجودیت فرزند مرتبط با خود داشته باشد - Z.
• هر نمونه موجودیت اصلی با تعداد ثابتی از نمونه های موجودیت فرزند مرتبط است.

اگر نمونه ای از یک موجودیت فرزند به طور منحصر به فرد توسط رابطه آن با موجودیت اصلی تعیین شود، آن رابطه شناسایی نامیده می شود، در غیر این صورت غیر شناسایی نامیده می شود.

رابطه شناسایی با یک خط ثابت نشان داده می شود،

برنج. 43

عدم شناسایی با یک خط چین نشان داده می شود.

شکل 44.

با یک رابطه شناسایی، کلید نهاد مادر با یک علامت در براکت (FK) - کلید خارجی به محدوده کلید نهاد وابسته منتقل می شود. با یک رابطه غیر شناسایی، کلید موجودیت والد با یک علامت در براکت (FK) - خارجی به ناحیه ویژگی نهاد فرزند منتقل می شود.

برنج. 45 پیوند شناسایی.

برنج. 46 پیوند غیر شناسایی.

بر مراحل اولیهشبیه سازی ها می توانند روابط چند به چند را آشکار کنند. وجود چنین پیوندهایی نشان دهنده ناقص بودن تحلیل است. به طور معمول، چنین پیوندهایی به پیوندهای شناسایی و غیر شناسایی تبدیل می شوند.

برنج. 47 رابطه چند به چند.

در فرآیند مدل‌سازی داده‌ها، موجودیت‌هایی قابل شناسایی هستند که برخی از ویژگی‌ها و روابط آنها یکسان است. سلسله مراتبی از دسته ها برای مدل سازی چنین مواردی استفاده می شود. تمام ویژگی های رایج به موجودی به نام supertype اختصاص داده می شود. ویژگی های باقی مانده در موجودیت هایی به نام subtypes قرار می گیرند. و توسط پیوندی به نام DISCRIMINANT به سوپرتایپ مرتبط می شوند.

مثلا:

برنج. 48 نمونه ای از سلسله مراتب دسته بندی.

حاشیه نویسی

در این مقاله ترمطراحی پایگاه داده بیمارستان مرکزی شهر و پیاده سازی آن در Oracle Datebase را شرح می دهد. حوزه موضوعی ارائه شد، مدل‌های داده‌های مفهومی، منطقی و فیزیکی توسعه یافتند. جداول، پرس و جوها، گزارش های لازم با استفاده از ابزار Oracle Datebase ایجاد شده است. کار درسی شامل.

مقدمه 3

1. حوزه موضوعی 4

2. مدل مفهومی 5

3. مدل پایگاه داده منطقی 7

4. مدل سازماندهی فیزیکی داده ها 9

5. پیاده سازی پایگاه داده در اوراکل 9

6. ایجاد 10 جدول

7. ایجاد پرس و جو 16

8. نتیجه گیری 27

مراجع 28

معرفی

پایگاه داده یک مخزن واحد و بزرگ از داده های مختلف و توصیف ساختار آنها است که پس از تعریف آن به طور جداگانه و مستقل از برنامه ها به طور همزمان توسط بسیاری از برنامه ها استفاده می شود.

علاوه بر داده ها، پایگاه داده ممکن است حاوی ابزارهایی باشد که به هر کاربر اجازه می دهد فقط با داده هایی که در صلاحیت او است کار کند. در نتیجه تعامل داده های موجود در پایگاه داده با روش های موجود در اختیار کاربران خاص، اطلاعاتی شکل می گیرد که مصرف می کنند و بر اساس آن داده ها را در صلاحیت خود وارد و ویرایش می کنند.

هدف از این دوره کار توسعه و پیاده سازی یک پایگاه داده برای بیمارستان مرکزی برای اطمینان از ذخیره، انباشت و ارائه اطلاعات در مورد فعالیت های بیمارستان است. پایگاه داده ایجاد شده عمدتاً برای خودکارسازی فعالیت های بخش های اصلی بیمارستان در نظر گرفته شده است.

موضوع

حوزه موضوعی را قسمت می نامند سیستم واقعیمورد علاقه برای این مطالعه هنگام طراحی خودکار سیستم های اطلاعاتیمنطقه موضوع توسط مدل های داده چند سطحی نمایش داده می شود. تعداد سطوح حسادت بستگی به پیچیدگی وظایف حل شده دارد، اما در هر صورت شامل سطوح مفهومی و منطقی است.

در این دوره، موضوع کار بیمارستان مرکزی است که به درمان بیماران می پردازد. ساختار سازمانی بیمارستان از دو بخش تشکیل شده است: ثبت احوال و اورژانس. در رجیستری نوبت گیری می شود، ارجاع صادر می شود، بیماران به بخش ها اختصاص می یابند و شماره بیمه نامه ثبت می شود. اورژانس نیز به نوبه خود سوابق پذیرش و ترخیص، تشخیص بیمار و تاریخچه پزشکی را نگه می دارد.

پایگاه داده برای ذخیره اطلاعات مربوط به بیماران، محل اقامت آنها، داروهای تجویز شده و پزشکان معالج طراحی شده است.

مدل مفهومی

اولین مرحله از فرآیند طراحی پایگاه داده، ایجاد یک مدل داده مفهومی برای بخش تحلیل شده سازمان است.

مدل مفهومی یک مدل دامنه است. اجزای مدل اشیا و روابط هستند. مدل مفهومی به عنوان وسیله ای برای ارتباط بین کاربران مختلف عمل می کند و بنابراین بدون در نظر گرفتن ویژگی های نمایش فیزیکی داده ها توسعه یافته است. هنگام طراحی یک مدل مفهومی، تمام تلاش توسعه‌دهنده باید عمدتاً به ساختاردهی داده‌ها و شناسایی روابط بین آنها بدون در نظر گرفتن ویژگی‌های پیاده‌سازی و مسائل کارایی پردازش معطوف شود. طراحی مدل مفهومی بر اساس تجزیه و تحلیل وظایف پردازش داده حل شده در این شرکت است. مدل مفهومی شامل توصیف اشیا و روابط آنهاست که در حوزه موضوعی مورد بررسی مورد توجه است. روابط بین اشیا بخشی از مدل مفهومی است و باید در پایگاه داده نگاشت شود. یک رابطه می تواند هر تعداد شی را در بر بگیرد. از طرف دیگر، هر شی می تواند در هر تعداد رابطه شرکت کند. در کنار این، روابطی بین صفات یک شی وجود دارد. روابط از نوع: "یک به یک"، "یک به بسیاری"، "بسیار به بسیاری" وجود دارد.

اکثر مدل محبوب طراحی مفهومیمدل نهاد-رابطه (ER-model) است، به مدل های معنایی اشاره دارد.

عناصر اصلی مدل موجودیت ها، روابط بین آنها و ویژگی های آنها (ویژگی ها) هستند.

یک موجودیت کلاسی از اشیاء از همان نوع است که اطلاعات مربوط به آنها باید در مدل در نظر گرفته شود.

هر موجودی باید نامی داشته باشد که با یک اسم به صورت مفرد بیان می شود. هر موجود در مدل به صورت یک مستطیل با یک نام به تصویر کشیده می شود.

صفت یک مشخصه (پارامتر) یک موجودیت است.

دامنه مجموعه ای از مقادیر (منطقه تعریف ویژگی) است.

موجودیت ها دارای ویژگی های کلیدی هستند - کلید موجودیت یک یا چند ویژگی است که به طور منحصر به فرد یک موجودیت معین را شناسایی می کند.

مجموعه نهاد برای بیمارستان مرکزی (ویژگی های موجودیت در براکت نشان داده شده است، ویژگی های کلیدی زیر آنها خط کشیده شده است):

بیماران ( کد بیمار، نام خانوادگی، نام، تاریخ تولد، شماره بیمه نامه، کد شعبه);

رفتار ( کد بیمار، تشخیص، تاریخ ترخیص، کد پزشک، هزینه)؛

دفاتر( کد دپارتمان، نام بخش، تعداد اتاق ها)؛

درآمد ( کد بیمار،تاریخ پذیرش، کد اتاق)؛

محفظه - اتاق ( کد اتاق، تعداد مکان ها، کد شعبه);

پزشکان(کد پزشک،نام خانوادگی، نام، تاریخ تولد، شماره پرونده شخصی، کد بخش)؛

نمودار موجودیت-رابطه برای بیمارستان منطقهدر شکل 1 نشان داده شده است.

مدل پایگاه داده منطقی

نسخه ای از مدل مفهومی که می تواند توسط یک DBMS خاص ارائه شود، مدل منطقی نامیده می شود. فرآیند ساخت یک مدل پایگاه داده منطقی باید بر اساس یک مدل داده خاص (رابطه ای، شبکه ای، سلسله مراتبی) باشد که بر اساس نوع سیستم اطلاعاتی DBMS در نظر گرفته شده برای پیاده سازی تعیین می شود. در مورد ما، پایگاه داده در محیط اوراکل ایجاد می شود و یک پایگاه داده رابطه ای خواهد بود.

مدل رابطه‌ای با سادگی ساختار داده، نمایش جدولی کاربرپسند، و توانایی استفاده از دستگاه رسمی جبر رابطه‌ای و حساب رابطه‌ای برای دستکاری داده‌ها مشخص می‌شود.

در مدل های داده های رابطه ای، اشیا و روابط بین آنها با استفاده از جداول نمایش داده می شوند. هر جدول یک شی را نشان می دهد و از ردیف و ستون تشکیل شده است. جدول در مدل رابطه ایرابطه نامیده می شود.

ویژگی (فیلد) - هر ستون در جدول.

تاپل ها (سوابق) - ردیف های جدول.

جداول با استفاده از فیلدهای کلیدی به هم متصل می شوند.

کلید فیلدی است که به طور منحصر به فرد یک رکورد را در جدول مشخص می کند. یک کلید می تواند ساده (شامل یک فیلد) یا مرکب (شامل چندین فیلد) باشد.

که در پایگاه داده های رابطه ایطراحی منطقی داده ها منجر به توسعه یک طرحواره داده می شود که در شکل 2 نشان داده شده است.

شکل 2.
4. مدل سازماندهی فیزیکی داده ها

مدل داده‌های فیزیکی نحوه ذخیره داده‌ها در رایانه را توصیف می‌کند و اطلاعاتی درباره ساختار رکوردها، ترتیب آنها و مسیرهای دسترسی موجود را نشان می‌دهد.

مدل فیزیکی انواع، شناسه ها و عمق بیت فیلدها را توصیف می کند. مدل داده‌های فیزیکی مکان فیزیکی داده‌ها را در رسانه ماشین منعکس می‌کند، یعنی چه فایلی، چه اشیایی، با چه ویژگی‌هایی و چه انواعی از این ویژگی‌ها است.

©2015-2019 سایت
تمامی حقوق متعلق به نویسندگان آنها می باشد. این سایت ادعای نویسندگی ندارد، اما ارائه می دهد استفاده رایگان.
تاریخ ایجاد صفحه: 26-04-2016

برای نشان دادن دانش ریاضی در منطق ریاضی، از فرمالیسم های منطقی استفاده می شود - حساب گزاره ای و حساب محمول. این فرمالیسم ها دارای معناشناسی صوری واضحی هستند و مکانیسم های استنتاجی برای آنها ایجاد شده است. بنابراین، محاسبات محمول اولین زبان منطقی بود که برای توصیف رسمی حوزه های موضوعی مرتبط با تصمیم مورد استفاده قرار گرفت. وظایف کاربردی.

مدل های منطقیبازنمایی دانش با استفاده از منطق محمول اجرا می شود.

محمولتابعی است که دو مقدار (درست یا نادرست) می گیرد و برای بیان خصوصیات اشیا یا روابط بین آنها طراحی شده است. عبارتی که وجود هر خاصیت یک شی را تایید یا رد می کند نامیده می شود گفتن. ثابت هابرای نامگذاری اشیاء در ناحیه موضوع استفاده می شود. جملات یا عبارات منطقی شکل می گیرند فرمول های اتمی. تفسیر محمولمجموعه ای از تمام اتصالات معتبر متغیرها به ثابت است. Binding جایگزینی ثابت برای متغیرها است. یک محمول در صورتی معتبر تلقی می شود که در تمام تفاسیر ممکن صادق باشد. گفته می‌شود که اگر هر زمان که مقدمات درست باشد، یک گزاره به طور منطقی از مقدمات داده شده پیروی می‌کند.

توضیحات حوزه های موضوعی ساخته شده در زبان های منطقی نامیده می شود مدل های منطقی .

GIVE (مایکل، ولادیمیر، کتاب)؛

($x) (ELEMENT (x، EVENT-GIVE) ? منبع (x، MICHAEL) ? DESTINATION؟ (x، VLADIMIR) OBJECT(x، BOOK).

دو راه برای ثبت یک واقعیت در اینجا شرح داده شده است: "میخائیل کتاب را به ولادیمیر داد."

استنتاج منطقی با استفاده از یک قیاس انجام می شود (اگر A به دنبال B باشد و B به دنبال C باشد، A از C پیروی می کند).

در حالت کلی، مدل های منطقی مبتنی بر مفهوم هستند نظریه رسمی، توسط چهارگانه داده می شود:

S= ,

که در آن B یک مجموعه قابل شمارش است حروف اصلی (الفبا)نظریه S;

F - زیر مجموعه عبارات تئوریاس، نامیده شد فرمول های تئوری(عبارات به عنوان دنباله های متناهی از نمادهای اساسی نظریه S درک می شوند).

الف - مجموعه ای از فرمول های متمایز، به نام بدیهیات نظریه S، یعنی مجموعه ای از فرمول های پیشینی؛

R مجموعه محدودی از روابط (r 1 , …, r n ) بین فرمول ها است که فراخوانی می شود قوانین استنتاج.

مزیت مدل های منطقی نمایش دانش در توانایی برنامه ریزی مستقیم مکانیزم خروجی برای عبارات صحیح نحوی نهفته است. نمونه ای از چنین مکانیزمی، به ویژه، روش استنتاج مبتنی بر روش تفکیک است.

اجازه دهید روش رزولوشن را نشان دهیم.

این روش از چندین مفهوم و قضیه استفاده می کند.

مفهوم توتولوژی ها، یک فرمول منطقی که مقدار آن برای هر مقدار از اتم های موجود در آنها "درست" خواهد بود. مشخص شده است؟، به عنوان "عموما معتبر" یا "همیشه درست" خوانده می شود.

قضیه 1. A؟ B اگر و فقط اگر؟ A B.

قضیه 2. A1، A2، ...، An? کی و فقط کی؟ (A1?A2?A3?…?An) B.

سمبل؟ به عنوان "درست است که" یا "می توان استنباط کرد" خوانده شود.

این روش بر اساس اثبات توتولوژی است

? (ایکس? آ)?(Y? ? آ)؟(ایکس? Y) .

قضایای 1 و 2 به ما اجازه می دهند که این قانون را به شکل زیر بنویسیم:

(ایکس? آ)،(Y? ? آ) ? (ایکس? Y),

که زمینه ای برای ادعای : از مقدمات می دهد و می توان استنباط کرد .

در فرآیند استنتاج با استفاده از قانون تفکیک، مراحل زیر انجام می شود.

1. عملیات معادل سازی و استلزام حذف می شوند:

2. عملیات نفی در داخل فرمول ها با کمک قوانین دو مورگان حرکت می کند:

3. فرمول های منطقی به شکل منفصل کاهش می یابد: .

قاعده تفکیک شامل ترکیبی از موارد منفصل در سمت چپ است، بنابراین آوردن مقدمات مورد استفاده برای اثبات به شکلی که ترکیبی از موارد منفصل است، تقریباً در هر الگوریتمی که یک نتیجه‌گیری منطقی را بر اساس روش تفکیک اجرا می‌کند، ضروری است. روش رزولوشن برنامه ریزی آسان است، این یکی از مهمترین مزایای آن است.

فرض کنید باید ثابت کنیم که اگر روابط و درست باشند، می‌توانیم فرمول را استخراج کنیم. برای انجام این کار؛ این موارد را دنبال کنید.

1. تقلیل محل به شکل منفصل:
, , .

2. بنای نفی نتیجه استنباط. پیوند حاصل درست زمانی است که و هر دو درست هستند.

3. اعمال قاعده حل و فصل:

(یک تناقض یا "بند خالی").

بنابراین با فرض نادرستی نتیجه استنباط شده، تناقض به دست می آید، بنابراین، نتیجه استنتاج درست است، یعنی. ، از محل اصلی مشتق می شود.

این قانون حل و فصل بود که به عنوان پایه ای برای ایجاد زبان عمل کرد برنامه نویسی منطقی PROLOG. در واقع، مفسر زبان PROLOG به طور مستقل خروجی مشابه آنچه در بالا توضیح داده شد پیاده‌سازی می‌کند و پاسخی به سؤال کاربر خطاب به پایگاه دانش را تشکیل می‌دهد.

در منطق محمولات، برای اعمال قاعده تفکیک، لازم است یکپارچگی پیچیده تری از فرمول های منطقی انجام شود تا آنها را به یک سیستم منفصل تقلیل دهیم. این به دلیل وجود عناصر نحو اضافی، عمدتاً کمی سازها، متغیرها، محمول ها و توابع است.

الگوریتم یکسان سازی فرمول های منطقی محمول شامل مراحل زیر است.

پس از انجام کلیه مراحل الگوریتم یکسان سازی شرح داده شده می توان قاعده تفکیک را اعمال کرد.معمولاً نتیجه گیری نفی می شود و الگوریتم استنتاج را می توان به اختصار به شرح زیر توضیح داد: آراز بدیهیات نظریه Th، نفی ساخته شده است آرو به Th اضافه می شود، بنابراین بدست می آید نظریه جدید Th1. پس از تقلیل و بدیهیات نظریه به یک سیستم منفصل، می توان یک ربط و بدیهیات نظریه Th را ساخت. در این مورد، می توان از بندهای اصلی منفصل - پیامدها را استخراج کرد. اگر آراز بدیهیات نظریه Th قابل استنباط است، سپس در فرآیند اشتقاق می توان بند Q را به دست آورد که از یک حرف و بند مخالف آن تشکیل شده است. این تناقض نشان می دهد که آرمشتق از بدیهیات Th. به طور کلی، راهبردهای اثبات زیادی وجود دارد؛ ما تنها یکی از راهبردهای ممکن را در نظر گرفتیم - راهبرد نزولی.

مثال: بیایید متن زیر را با استفاده از منطق محمول نشان دهیم:

"اگر دانش آموزی بتواند به خوبی برنامه ریزی کند، می تواند متخصص علوم کامپیوتر کاربردی شود."

"اگر دانش آموزی در آزمون سیستم های اطلاعاتی خوب عمل کند، می تواند به خوبی برنامه ریزی کند."

اجازه دهید این متن را با استفاده از منطق محمول مرتبه اول نمایش دهیم. اجازه دهید نماد را معرفی کنیم: ایکس- متغیری برای تعیین دانش آموز؛ خوب- ثابت مربوط به سطح مهارت؛ R(ایکس)- محمولی که امکان موضوع را بیان می کند ایکستبدیل شدن به یک متخصص در انفورماتیک کاربردی؛ س(X، باشه)- محمولی که بر مهارت موضوع دلالت دارد ایکسبرنامه با ارزشیابی خوب; آر(X، باشه)- محمولی که ارتباط دانش آموز را تعریف می کند ایکسبا نمره امتحان در سیستم های اطلاعاتی.

حالا بیایید مجموعه ای از فرمول های خوب بسازیم:

Q(x، باشه).

آر(x، باشه)س(X، باشه).

اجازه دهید نظریه به دست آمده را با یک واقعیت عینی تکمیل کنیم
آر(ایوانف، خوب).

بیایید یک استنتاج با استفاده از قاعده وضوح انجام دهیم تا مشخص کنیم آیا فرمول است یا خیر R(ایوانف) نتیجه نظریه فوق به عبارت دیگر، آیا می توان از این نظریه این واقعیت را استنباط کرد که دانش آموز ایوانف در صورت موفقیت در آزمون سیستم های اطلاعاتی، متخصص علوم کاربردی کامپیوتر می شود.

اثبات

1. بیایید فرمول های اصلی نظریه را تبدیل کنیم تا آنها را به شکل منفصل برسانیم:

(X، خوب) P(X);

(X، خوب) (X، خوب);

آر(ایوانف، خوب).

2. نفی نتیجه استنتاج را به بدیهیات موجود اضافه کنید

(ایوانف).

3. ترکیبی از منفصل ها بسازید

(X، باشه) P(X)? ? پ(ایوانف، خوب)? ? س(ایوانف، خوب)،جایگزینی متغیر ایکسبه یک ثابت ایوانف.

نتیجه اعمال قانون تفکیک نامیده می شود حل کننده. که در این موردحلال است (ایوانف).

4. با استفاده از حلال به دست آمده در مرحله 3، ترکیبی از جداشدگان بسازید:

(X، خوب) (X، خوب) (ایوانف، خوب) (ایوانف، خوب).

5. اجازه دهید ترکیب تفکیک به دست آمده را با آخرین گسست نظریه بنویسیم:

(ایوانف، خوب) (ایوانف، خوب)(تناقض).

بنابراین، این واقعیت R(ایوانف) از بدیهیات این نظریه استنباط کنید.

برای تعیین ترتیب اعمال بدیهیات در فرآیند استنتاج، قوانین اکتشافی زیر وجود دارد:

1. در مرحله اول استنباط از نفی نتیجه گیری استفاده می شود.
2. هر مرحله بعدی از اشتقاق شامل حلال به دست آمده در مرحله قبل است.

با این حال، با کمک قوانینی که نحو زبان را مشخص می کند، نمی توان درستی یا نادرستی این یا آن گزاره را مشخص کرد. این برای همه زبان ها صدق می کند. یک عبارت می تواند از نظر نحوی صحیح باشد، اما کاملاً بی معنی باشد. درجه یکنواختی بالا همچنین ضرر دیگری را به همراه دارد. مدل های منطقی- دشواری استفاده از اکتشافی در اثبات، منعکس کننده ویژگی های یک مسئله موضوعی خاص. از دیگر معایب سیستم های رسمی می توان به یکنواختی آنها، فقدان ابزاری برای ساختاربندی عناصر مورد استفاده و غیر قابل قبول بودن تضادها اشاره کرد. پیشرفتهای بعدیپایگاه های دانش راه کارهایی را در زمینه منطق استقرایی، منطق «عقل سلیم»، منطق ایمان و غیره طی کردند. مدارهای منطقی، که شباهت کمی با منطق ریاضی کلاسیک دارند.

1.1 مدل های منطقی

مدل منطقی (محمولی) بازنمایی دانش مبتنی بر جبر قضایا و محمولات، بر نظام بدیهیات این جبر و قواعد استنتاج آن است. از بین مدل‌های محمولی، پرکاربردترین مدل محمولی مرتبه اول است که بر اساس اصطلاحات (استدلال‌های محمول - ثابت‌های منطقی، متغیرها، توابع)، محمول‌ها (عبارات با عملیات منطقی).

مثال. بیایید این جمله را در نظر بگیریم: "تورم در کشور 2 برابر تر از سال گذشته است." این را می توان به عنوان یک مدل منطقی نوشت: r(InfNew، InfOld، n)، که در آن r(x،y) رابطه ای به شکل "x=ny" است، InfNew تورم فعلی کشور است، InfOld تورم سال گذشته است. سپس می توان محمولات درست و نادرست را در نظر گرفت، برای مثال r(InfNew، InfOld، 2)=1، r(InfNew، InfOld، 3)=0، و غیره. عملیات بسیار مفید برای نتیجه گیری منطقی، عملیات استلزام، هم ارزی است.

مدل های منطقی برای نمایش روابط منطقی بین حقایق راحت هستند، آنها رسمی، سخت (نظری) هستند، ابزارهای مناسب و کافی برای استفاده از آنها وجود دارد، به عنوان مثال، زبان برنامه نویسی منطقی Prolog.

مدل های این نوع بر اساس مفهوم یک سیستم رسمی است. فرمول بندی و حل هر مشکلی با یک حوزه موضوعی خاص مرتبط است. بنابراین، هنگام حل مشکل زمان‌بندی پردازش قطعات در ماشین‌های برش فلز، ما در حوزه موضوعی مواردی مانند ماشین‌های خاص، قطعات، فواصل زمانی و مفاهیم کلی «ماشین»، «جزئیات»، «نوع ماشین» و غیره را درگیر می‌کنیم.

همه اشیا و رویدادهایی که اساس درک مشترک از اطلاعات لازم برای حل یک مسئله را تشکیل می دهند، حوزه موضوعی نامیده می شوند. از نظر ذهنی، حوزه موضوعی به صورت متشکل از اشیاء واقعی، به نام موجودیت، نمایش داده می شود. موجودات حوزه موضوعی در روابط خاصی با یکدیگر هستند. روابط بین موجودات از طریق گزاره ها بیان می شود. در زبان (رسمی یا طبیعی) گزاره ها با جملات مطابقت دارند.

برای نشان دادن دانش ریاضی در منطق ریاضی، از فرمالیسم های منطقی استفاده می شود - حساب گزاره ای و حساب محمول. این فرمالیسم ها دارای معناشناسی صوری واضحی هستند و مکانیسم های استنتاجی برای آنها ایجاد شده است. بنابراین، محاسبات محمول اولین زبان منطقی بود که برای توصیف رسمی حوزه های موضوعی مرتبط با حل مسائل کاربردی مورد استفاده قرار گرفت.

توضیحات حوزه های موضوعی ساخته شده در زبان های منطقی را مدل های منطقی می نامند. مدل های منطقی ساخته شده با استفاده از زبان های برنامه نویسی منطقی به طور گسترده در پایگاه های دانش و سیستم های خبره استفاده می شود.

1.2 مدل های تولیدی

مدل تولید بازنمایی دانش، توسعه مدل‌های منطقی در راستای کارایی بازنمایی و خروجی دانش است.

یک تولید عبارتی است حاوی یک هسته که با عبارت "اگر A، آنگاه B"، یک نام، یک محدوده، یک شرط کاربردی بودن هسته و یک شرط پس از تفسیر تفسیر می شود، که رویه ای است که باید پس از انجام آن انجام شود. اجرای موفقهسته ها تمام قطعات به جز هسته اختیاری هستند.

مجموعه ای به هم پیوسته از محصولات یک سیستم را تشکیل می دهد. مشکل اصلی خروجی دانش در سیستم تولیدات، انتخاب تولید بعدی برای تحلیل است. محصولات رقیب جبهه را تشکیل می دهند.

محصولات (همراه با مدل های شبکه) محبوب ترین وسیله برای نمایش دانش در سیستم های هوش مصنوعی هستند. استلزام را می توان به معنای منطقی معمول به عنوان نشانه ای از پیامد منطقی B از A واقعی تفسیر کرد. تفاسیر دیگری از تولید ممکن است، به عنوان مثال، A برخی از شرایط لازم را برای انجام عمل B توصیف می کند.

اگر مجموعه معینی از تولیدات در حافظه سیستم ذخیره شود، سیستمی از تولیدات را تشکیل می دهند. در سیستم تولید، رویه های خاصمدیریت محصول که با کمک آن به فعلیت رساندن محصولات و اجرای یک یا آن محصول از میان محصولات به روز می شود.

سیستم تولید شامل یک پایگاه قوانین (محصولات)، یک پایگاه داده جهانی و یک سیستم مدیریت است. پایه قانون یک ناحیه حافظه است که شامل مجموعه ای از دانش به شکل قوانین IF-THEN است. پایگاه داده جهانی یک ناحیه حافظه حاوی داده های واقعی (واقعیت ها) است. سیستم کنترل با استفاده از یک پایه قانون و یک پایگاه داده نتیجه گیری می کند. دو راه برای نتیجه گیری وجود دارد - نتیجه گیری مستقیم و نتیجه گیری معکوس.

در استنباط مستقیم، یکی از عناصر داده موجود در پایگاه داده انتخاب می شود و اگر در هنگام مقایسه، این عنصر با سمت چپ قاعده (مقدم) مطابقت داشته باشد، نتیجه مربوطه از قانون استخراج شده و در پایگاه داده قرار می گیرد یا عمل تعریف شده توسط قانون انجام می شود و محتویات پایگاه داده بر اساس آن تغییر می کند. در نتیجه گیری معکوس، فرآیند از هدف شروع می شود. اگر این هدف با سمت راستقواعد (نتیجه گیری)، سپس فرض قاعده به عنوان یک هدف فرعی یا فرضیه در نظر گرفته می شود. این فرآیند تا زمانی تکرار می شود که هدف فرعی با داده ها مطابقت داشته باشد. با تعداد زیاد تولیدات در مدل تولید، بررسی سازگاری سیستم تولید دشوارتر می شود. بسیاری از قوانین بنابراین، تعداد محصولاتی که با آنها کار می کنند سیستم های مدرن AI، به عنوان یک قاعده، از هزاران تجاوز نمی کند.

مرحله. در حالت کلی می توان از کلاس های استراتژی های پیشنهادی در ادبیات اقتصادی به عنوان راه حل استفاده کرد. 16. ویژگی های طراحی یک سیستم اطلاعات اقتصادی هوشمند طراحی یک IIS با بررسی حوزه موضوعی آغاز می شود. فن آوری های مدرنچنین نظرسنجی بر اساس مفهوم و ابزارهای نرم افزاریمهندسی مجدد کسب و کار ...

مؤسسات آموزشی آمریکا و اروپای غربی در این مسیر مترقی تلقی می شوند و به راحتی چنین دوره هایی را توسعه می دهند. انواع و فناوری های اصلی سیستم های اطلاعاتی هوشمند دانش پایه است سیستم هوشمندبسیاری از انواع فعالیت های ذهنی انسان، مانند نوشتن برنامه برای کامپیوتر، انجام ریاضیات، استدلال در ...

ام. توجه به پیوند این کتابها و همچنین اوستا جلب می شود. اگر در کتاب مقدس زرتشت از آمدن نبی نوستراداموس در آینده صحبت می کند، در پیشگویی های خود ام. در این راستا رباعی 83 قرن 8 بسیار مشخص است (به نقل از ...