• Mantıksal veritabanı modelleri. Mantıksal veri modelleri


    Mantıksal modeller, sözde yüklem mantığı aracılığıyla uygulanır.

    yüklem -"doğru" ve "yanlış" olmak üzere yalnızca iki değer alan ve nesnelerin özelliklerini ve aralarındaki ilişkileri ifade etmeyi amaçlayan bir işlev.

    Çağrılan bir nesnenin herhangi bir özelliğinin varlığını onaylayan veya reddeden bir ifade. ifade.

    Yüklem mantığı sabitleri nesneleri adlandırmak için kullanılır konu alanı.

    Mantıksal ifadeler (veya ifadeler) atomik (en basit) formülleri oluşturur.

    yüklem yorumu sabitlerle değişkenlerin tüm kabul edilebilir bağlarının kümesidir. nerede bağlama i - değişkenler yerine sabitlerin ikamesi.

    İfade, verilen öncüllerden mantıksal olarak çıkar. Öncüller doğru olduğunda doğrudur.

    En sade dil mantık, içinde değişken olmayan önermeler hesabıdır. Her ifadeye "doğru" veya "yanlış" değeri atanabilir. Ayrı ifadeler, "ve", "veya", "değil" olarak adlandırılan bağlarla bağlanabilir. patlama yapan operatörler

    Önermeler hesabının temeli, atomik önermelerden karmaşık önermelerin oluşturulmasına ilişkin kurallardır.

    Karmaşık ifadelere bir örnek.

    A doğrudur ve B yanlıştır.

    A ve B doğrudur.

    A ve B, doğru veya yanlış olduğu söylenebilen mantıksal ifadelerdir. Önermeler hesabı yeterli değil ifade aracı bilgi işleme için, çünkü nicelik belirteçleri olan değişkenleri içeren ifadeler onda temsil edilemez.

    Niteleyicilerle yüklem hesabı (yüklem mantığı), önermeler hesabının bir uzantısıdır; burada cümleler, yalnızca sabitleri değil aynı zamanda değişkenleri de içeren alan ilişkilerini ifade etmek için kullanılabilir.


    Yüklemler: clear(a), clear(c), ontable(a), ontable(c), on(c,b), cube(a), cube(b), pyram.de(c).

    Genel durumda, yüklemler mantığına dayalı modeller, dörtlü ile verilen biçimsel bir sistemle tanımlanır:

    M = (T, R, A, P)

    T - temel öğeler kümesi (alfabe)

    R, sözdizimsel olarak doğru cümlelerin inşa edilebileceği bir dizi sözdizimsel kuraldır.

    A, bir dizi aksiyom veya önceden verilen sözdizimsel olarak doğru birkaç cümledir.

    P - üretim kuralları (A kümesine sözdizimsel olarak doğru cümleler ekleyerek genişletmek için kullanılabilecek bir çıkarım kuralı veya anlamsal bir kural)

    Mantıksal modellerin ana avantajı: mantıksal olarak doğru cümlelerin çıktı mekanizmasını doğrudan programlama yeteneği. Ancak dilin sözdizimini belirleyen kurallar yardımıyla şu veya bu ifadenin doğruluğunu veya yanlışlığını tespit etmek imkansızdır. Bu, yüklem mantığını uygulayan tüm programlama dilleri için geçerlidir.

    Bir ifade sözdizimsel olarak doğru olabilir, ancak tamamen anlamsız olabilir.

    Bilginin temsili ve manipülasyonu için mantıksal modeller, özellikle 20. yüzyılın 70'lerinde, özellikle önsöz dilinin ortaya çıkmasıyla popülerdi.

    Araştırmacıların görüş alanına giderek daha fazla yeni entelektüel görev dahil edildikçe, görevin çözüldüğü problem alanı resmi olarak tanımlandığında ve az sayıda durumda kesin bir sonuçtan bahsetmenin mümkün olduğu ortaya çıktı. tamamen biliniyor. Ancak insan zekasının, bilginin temelde eksik, doğru ve doğru olmadığı alanlarla ilgili bir çözüm bulmanızı sağladığı çoğu görevde. Bu koşullar altında, yalnızca, nihai sonucun ancak doğruluğuna biraz güven duyarak elde edildiği makul bir sonuçtan bahsedebiliriz.

    Bu nedenle, mantıksal modeller kullanılarak bilgi tabanlarının daha da geliştirilmesi, sözde tümevarımsal mantık, "sağduyu" mantığı, "inanç" mantığı ve klasikle çok az ortak noktası olan diğer mantıksal sistemler alanındaki çalışma yolunu izledi. mantık.

    ÇERÇEVE

    Çerçeve - Basmakalıp durumları temsil etmek için veri yapısı. Çerçeve tabanlı veri temsili modeli, 1979'da M. Minsky tarafından önerilen insan anlayışı ve öğrenme hafızası organizasyonu kavramını kullanır.

    Çerçeve (çerçeve) - ayrıntıları mevcut duruma göre değişebilen bir bilgi temsili birimi. Herhangi bir zamanda çerçeve tamamlanabilir çeşitli bilgiler uygulama yöntemleri, bu uygulamanın sonuçları vb.

    Çerçeve yapısı - tanımlanan basmakalıp durumun özelliği ve anlamları yuvalar Ve slot doldurucular .

    Yapı:

    (Çerçeve adı: Yuva adı 1 (yuva değeri 1); Yuva adı 2 (yuva değeri2); . . . Yuva adı N (yuva değeri N))

    Bir alanın değeri hemen hemen her şey olabilir: sayılar, formüller, doğal dil metinleri, programlar, çıkarım kuralları veya bu çerçevedeki veya diğer çerçevelerdeki diğer yuvalara referans.

    Yuva değeri, şundan daha büyük bir yuva değeri olabilir: düşük seviye, "matryoshka prensibini" uygulamanıza izin verir.

    Çerçeve - basmakalıp bir durumu temsil eden bir veri yapısı. Her çerçeveye birkaç tür bilgi eklenir. Bu bilgilerin bir kısmı çerçevenin nasıl kullanılacağı, bir kısmı bundan sonra ne bekleneceği, bir kısmı da beklentiler doğrulanmadığında ne yapılacağı hakkındadır.

    Çerçeve bir tür masa olarak temsil edilebilir.

    Tabloda, ek sütunlar, bir yuvanın değerini nasıl elde ettiğini ve çerçeve teorisinde izin verilen özel prosedürlerin belirli bir yuvasına eklenebileceğini açıklamayı amaçlamaktadır.

    Bir yuvanın değeri başka bir çerçevenin adı olabilir. Çerçeve ağları bu şekilde oluşur.

    Bir yuvanın çerçeve örneğinde bir değer almasının birkaç yolu vardır:

    1) varsayılan olarak örnek çerçeveden;

    2) AKO yuvasında belirtilen çerçeveden özelliklerin kalıtımı yoluyla;

    3) slotta belirtilen formüle göre;

    4) birleştirme prosedürü aracılığıyla;

    5) açıkça kullanıcı ile diyalogdan;

    6) DB'den.

    Çerçeve teorisinin en önemli özelliği sözde özellik kalıtımıdır. Bu kalıtım, ACO - bağlantıları tarafından gerçekleşir. BİR TÜR (AKO)

    ACO yuvası, örtülü olarak miras alındıkları yerden hiyerarşinin daha yüksek bir seviyesine ait bir çerçeveye işaret eder, örn. aktarılan, benzer slotların değerleri.

    Şekildeki çerçeveler ağında, "öğrenci" kavramı, daha fazla yer alan "çocuk" ve "kişi" çerçevelerinin özelliklerini miras alır. yüksek seviye hiyerarşi. Yani “öğrenciler tatlı sever mi” sorusuna cevap “evet”tir çünkü “çocuk” çerçevesinde belirtilen bu özellik tüm çocuklarda vardır.

    Kalıtım kısmi olabilir, çünkü öğrencilerin yaşı kendi çerçevesinde açıkça belirtildiği gibi "çocuk" çerçevesinden miras alınmaz.

    Statik ve dinamik çerçeve sistemleri vardır.

    İÇİNDE statik çerçeve sistemleri çerçeveler sorunu çözme sürecinde değiştirilemez ve dinamik sistemlerçerçeveler buna izin verilir.

    Çerçeve tabanlı programlama sistemlerinin nesne yönelimli olduğu söylenir. Her çerçeve, konu alanındaki bazı nesnelere karşılık gelir ve yuvalar, bu nesneyi tanımlayan verileri içerir, örn. yuvalar, nesnenin özelliklerinin değerlerini içerir.

    Çerçeve, bir özellikler listesi olarak ve veritabanı araçlarını kullanıyorsanız, o zaman bir kayıt olarak gösterilebilir.

    en parlak şekilde çerçeve sistemlerinin avantajları bilgi temsilleri, genel ilişkiler nadiren değiştiğinde ve konu alanında birkaç istisna olduğunda ortaya çıkar.

    Çerçeve sistemlerinde, genel ilişkiler hakkındaki veriler, diğer türlerin değerleri gibi açık bir şekilde depolanır.

    Yuva değerleri, en çok tanımlayan yalnızca bir çerçeveye dahil edildiğinden, sistemde tek bir örnekte temsil edilir. Genel konseptler verilen ada sahip yuvanın içerdiği tüm bunların. Çerçeve sistemlerinin bu özelliği, bilgi tabanının bilgisayarın belleğine ekonomik bir şekilde yerleştirilmesini sağlar.

    Çerçevelerin bir başka avantajı– her yuvanın değeri, uygun prosedürler kullanılarak hesaplanabilir veya buluşsal yöntemlerle bulunabilir. Çerçeveler, hem bildirimsel hem de prosedürel bilgiyi manipüle etmenize izin verir.

    Çerçeve sistemlerinin dezavantajları: nispeten yüksek karmaşıklık.

    Mantıksal veri modeli, veri yapılarının, özniteliklerinin ve ilişkilerinin görsel bir grafik temsilidir. Mantıksal model, verileri iş kullanıcıları tarafından kolaylıkla anlaşılabilecek şekilde temsil eder. Mantıksal modelin tasarımı, platformun gerekliliklerinden ve uygulama dilinden veya verilerin daha fazla kullanılma biçiminden bağımsız olmalıdır.

    Geliştirme, mantıksal bir veri modeli oluşturmak için veri gereksinimlerini ve analiz sonuçlarını kullanır. Mantıksal model üçüncü normal forma getirilir ve süreç modeline karşı kontrol edilir.

    Mantıksal bir modelin ana bileşenleri şunlardır:

    Esanslar;

    Varlık öznitelikleri;

    Varlıklar arasındaki ilişkiler.

    Öz.

    Varlık, aynı tipteki yapıyı modeller bilgi nesneleri(belgeler, veri depoları, veritabanı tabloları). Veri modeli içinde, bir varlığın isim olarak ifade edilen benzersiz bir adı vardır. Örneğin: öğrenci, fatura, ürün_referansı.

    Bir varlık, bir varlığın belirli örneklerinin oluşturulduğuna dayalı bir şablondur. Örneğin: varlık öğrencisinin bir örneği - Ivanov Ivan Ivanovich.

    Bir varlık aşağıdaki özelliklere sahiptir:

    Her varlığın benzersiz bir adı vardır ve aynı yorum aynı ad için geçerli olmalıdır;

    Bir varlık, varlığa ait olan veya bir ilişki yoluyla miras alınan bir veya daha fazla özniteliğe sahiptir;

    Bir varlığın, her varlık örneğini benzersiz şekilde tanımlayan bir veya daha fazla özniteliği vardır;

    Her varlık, diğer model varlıklarıyla herhangi bir sayıda ilişkiye sahip olabilir.

    Bir diyagramda, bir varlık genellikle Şekil 1'de iki parçaya bölünmüş bir kare olarak tasvir edilir.

    Pirinç. 40 Veri modelinin özü.

    IDEF1X metodolojisindeki bir varlık, diğer varlıklarla ilişkisini tanımlamadan her bir varlık örneği benzersiz bir şekilde tanımlanabiliyorsa bağımsızdır. Bir varlık örneğinin benzersiz tanımlaması, başka bir varlıkla olan ilişkisine bağlıysa, bir varlığın bağımlı olduğu söylenir.

    Bağımlı bir varlık, bir dikdörtgenle temsil edilir. yuvarlatılmış köşeler pirinç. (varlık, Biysk'te ikamet eden varlığa bağlı bir ayrıcalıktır)

    Bağlanmak- incelenmekte olan konu alanı için önemli olan ve nitelendirme, tanımlama, sınıflandırma amaçlı bir varlığın herhangi bir özelliği, kantitatif özellikler veya varlık durumu ifadeleri. Nitelik, bir dizi gerçek veya soyut nesneyle (insanlar, yerler, olaylar, durumlar, fikirler, nesne çiftleri vb.) ilişkili bir özellik veya özellik türünü temsil eder. Nitelik örneği, belirli bir özelliktir bireysel eleman ayarlar. Bir öznitelik örneği, öznitelik değeri adı verilen özellik türü ve değeri tarafından tanımlanır. ER modelinde, nitelikler belirli varlıklarla ilişkilendirilir. Bu nedenle, bir varlık örneği, ilişkili öznitelik için tanımlanmış tek bir değere sahip olmalıdır.



    Bir öznitelik gerekli veya isteğe bağlı olabilir (Şekil 2.23). Zorunlu, özniteliğin boş değerlere sahip olamayacağı anlamına gelir. Bir öznitelik tanımlayıcı olabilir (yani normal bir varlık tanımlayıcısı) veya benzersiz bir tanımlayıcının (birincil anahtar) parçası olabilir.

    Benzersiz tanımlayıcı (anahtar)- Bu asgari set her örneği benzersiz şekilde tanımlamak için tasarlanmış özellikler bu türden varlıklar. Minimumluk, herhangi bir öznitelik kümesinden hariç tutulmasının, kalanlar tarafından bir varlık örneğinin tanımlanmasına izin vermeyeceği anlamına gelir. Tam tanımlama durumunda, belirli bir varlık tipinin her bir örneği, kendi anahtar öznitelikleriyle tam olarak tanımlanır, aksi takdirde, başka bir üst varlığın öznitelikleri, bir ilişki yoluyla da onun tanımlanmasına katılır.

    Anahtarda yer alan öznitelikler zorunlu olmalı ve zamanla değişmeyecektir. Anahtarda yer alan öznitelikler zorunlu olmalı ve zamanla değişmeyecektir. Örneğin: Resident_Biysk varlığına sahibiz.

    Her yıl değiştiği için yaş özelliği anahtarın bir parçası olamaz, örneğin bir pasaportu olmayabileceği için pasaport numarası anahtarın bir parçası olamaz. Anahtar olarak burada sigorta sertifikası numarasını kullanmak daha iyidir.

    İlişki- söz konusu konu alanı için önemli olan iki varlık arasında adlandırılmış bir ilişki. Bir ilişki, bir kural olarak, ana varlık olarak adlandırılan bir varlığın her bir örneğinin, alt varlık olarak adlandırılan ikinci varlığın rastgele (sıfır dahil) örnek sayısıyla ilişkilendirildiği ve her birinin varlıklar arasındaki bir ilişkidir. alt varlığın örneği, tam olarak üst varlığın bir örneğiyle ilişkilendirilir. Bu nedenle, bir alt varlığın bir örneği, yalnızca üst varlık varsa var olabilir.

    İlişki, ana varlık ile alt varlık arasında çizilen bir çizgi ve alt varlıktaki çizginin sonunda bir nokta ile temsil edilir.

    Bir bağlantıya, fiilin gramer döngüsüyle ifade edilen bir ad verilebilir ve bağlantı satırının yanına yerleştirilebilir. Verilen iki varlık arasındaki her ilişkinin adı benzersiz olmalıdır, ancak modeldeki ilişki adlarının benzersiz olması gerekmez. Bir ilişkinin adı her zaman ebeveynin bakış açısından oluşturulur, bu nedenle ebeveyn varlığın adı, ilişkinin adı, derece ifadesi ve alt varlığın adı birleştirilerek bir cümle oluşturulabilir.

    Örneğin, satıcının sözleşme ile olan ilişkisi şu şekilde ifade edilebilir:

    • satıcı 1 veya daha fazla sözleşme için ödüllendirilebilir;
    • sözleşme tam olarak bir satıcı tarafından başlatılmalıdır.

    Bir ilişki, bir derece veya kardinalite (her bir ana varlık örneği için var olabilecek alt varlık örneklerinin sayısı) belirtilerek daha fazla tanımlanabilir. IDEF1X'te aşağıdaki kardinaliteler ifade edilebilir:

    • her üst varlık örneğinin kendisiyle ilişkilendirilmiş sıfır, bir veya daha fazla alt varlık örneği olabilir;
    • her ana varlık örneğinin kendisiyle ilişkilendirilmiş en az bir alt varlık örneğine sahip olması gerekir -P;
    • üst varlığın her örneği, kendisiyle ilişkili alt varlığın birden fazla örneğine sahip olmamalıdır - Z;
    • her ana varlık örneği, bazı sabit sayıda alt varlık örneğiyle ilişkilendirilir.

    Bir alt varlığın bir örneği, üst varlıkla olan ilişkisi tarafından benzersiz bir şekilde belirleniyorsa, o zaman ilişki tanımlayıcı olarak adlandırılır, aksi takdirde tanımlayıcı olmayan olarak adlandırılır.

    Belirleyici ilişki düz bir çizgiyle gösterilir,

    Pirinç. 43

    Tanımlayıcı olmayan, kesikli bir çizgi ile temsil edilir.

    Şekil 44.

    Tanımlayıcı bir ilişkiyle, ana varlığın anahtarı, bağımlı varlığın anahtarının kapsamına parantez içinde (FK) - yabancı anahtarla aktarılır. Tanımlayıcı olmayan bir ilişki ile, ana varlığın anahtarı, parantez içinde (FK) - harici bir gösterge ile alt varlığın öznitelik alanına aktarılır.

    Pirinç. 45 Tanımlama bağlantısı.

    Pirinç. 46 Tanımlayıcı olmayan bağlantı.

    Açık erken aşamalar simülasyonlar çoktan çoğa ilişkileri ortaya çıkarabilir. Bu tür bağlantıların varlığı, analizin eksik olduğunu gösterir. Tipik olarak, bu tür bağlantılar tanımlayıcı ve tanımlayıcı olmayan bağlantılara dönüştürülür.

    Pirinç. 47 Çoktan çoğa ilişki.

    Veri modelleme sürecinde, bazı özellikleri ve ilişkileri aynı olan varlıklar tanımlanabilir. Bu tür durumları modellemek için bir kategori hiyerarşisi kullanılır. Tüm ortak nitelikler, süper tip adı verilen bir varlığa tahsis edilir. Kalan nitelikler, alt türler adı verilen varlıklara yerleştirilir. Ve süper tipe AYRIMCI adı verilen bir bağ ile bağlanırlar.

    Örneğin:

    Pirinç. 48 Bir kategori hiyerarşisi örneği.

    dipnot

    Bunda dönem ödevi merkezi bir şehir hastanesi veri tabanının tasarımını ve Oracle Datebase'deki uygulamasını açıklar. Konu alanı sunuldu, kavramsal, mantıksal ve fiziksel veri modelleri geliştirildi. Oracle Datebase araçları kullanılarak gerekli tablolar, sorgular, raporlar oluşturulmuştur. Derslerden oluşmaktadır.

    Giriş 3

    1. Konu alanı 4

    2. Kavramsal model 5

    3.Mantıksal veritabanı modeli 7

    4. Verilerin fiziksel organizasyon modeli 9

    5. Oracle 9'da veritabanı uygulaması

    6. 10 tablo oluşturma

    7. Sorgu oluşturma 16

    8. Sonuç 27

    Referanslar 28

    giriiş

    Bir veritabanı, tanımlandıktan sonra uygulamalardan ayrı ve bağımsız olarak gerçekleştirilen, birçok uygulama tarafından aynı anda kullanılan, çeşitli verilerin ve yapılarının açıklamalarının tek, geniş bir deposudur.

    Veritabanı, verilere ek olarak, her kullanıcının yalnızca kendi yetki alanına giren verilerle çalışmasına izin veren araçlar içerebilir. Veritabanında yer alan verilerin belirli kullanıcılara sunulan yöntemlerle etkileşiminin bir sonucu olarak, tükettikleri ve kendi yetkileri dahilinde verileri girip düzenledikleri bilgiler oluşur.

    Bu ders çalışmasının amacı, hastanenin faaliyetleri ile ilgili bilgilerin depolanması, biriktirilmesi ve sağlanmasını sağlamak için merkez hastane için bir veri tabanı geliştirmek ve uygulamaktır. Oluşturulan veri tabanı, esas olarak hastanenin ana bölümlerinin faaliyetlerini otomatikleştirmeye yöneliktir.

    Konu alanı

    Konu alanına parça denir gerçek sistem bu çalışma için ilgi çekici. Otomatik tasarlarken bilgi sistemi konu alanı, çeşitli düzeylerdeki veri modelleri tarafından görüntülenir. Kıskançlık seviyelerinin sayısı, çözülmekte olan görevlerin karmaşıklığına bağlıdır, ancak her durumda kavramsal ve mantıksal seviyeleri içerir.

    Bu ders çalışmasında konu alanı, hastaları tedavi eden merkez hastanenin çalışmalarıdır. Hastanenin organizasyon yapısı iki bölümden oluşmaktadır: kayıt ve acil servis. Kayıtta randevular alınır, sevkler yapılır, hastalar servislere atanır ve sigorta poliçe numaraları kaydedilir. Acil servis, sırayla, kabul ve taburculukların, hasta teşhislerinin ve tıbbi geçmişin kayıtlarını tutar.

    Veritabanı, hastalar, konaklama yerleri, reçete edilen ilaçlar ve ilgilenen hekimler hakkındaki verileri depolamak için tasarlanmıştır.


    kavramsal model

    Veritabanı tasarım sürecinin ilk aşaması, işletmenin analiz edilen kısmı için kavramsal bir veri modeli oluşturmaktır.

    Kavramsal model, bir etki alanı modelidir. Modelin bileşenleri nesneler ve ilişkilerdir. Kavramsal model, farklı kullanıcılar arasında bir iletişim aracı olarak hizmet eder ve bu nedenle, verilerin fiziksel temsilinin özellikleri dikkate alınmadan geliştirilmiştir. Kavramsal bir model tasarlanırken, geliştiricinin tüm çabaları, uygulama özellikleri ve işleme verimliliği konularını dikkate almadan, esas olarak verileri yapılandırmaya ve aralarındaki ilişkileri belirlemeye yönlendirilmelidir. Kavramsal modelin tasarımı, bu işletmede çözülen veri işleme görevlerinin analizine dayanmaktadır. Kavramsal model, ele alınan konu alanında ilgi çekici olan nesnelerin ve bunların ilişkilerinin tanımlarını içerir. Nesneler arasındaki ilişkiler kavramsal modelin bir parçasıdır ve veritabanına eşlenmelidir. Bir ilişki herhangi bir sayıda nesneyi kapsayabilir. Öte yandan, her nesne herhangi bir sayıda ilişkiye katılabilir. Bununla birlikte, bir nesnenin nitelikleri arasında ilişkiler vardır. Şu türden ilişkiler vardır: "bire bir", "bire çok", "çoka çok".

    en popüler model kavramsal tasarım varlık-ilişki modelidir (ER-modeli), semantik modelleri ifade eder.

    Modelin ana unsurları varlıklar, bunlar arasındaki ilişkiler ve özellikleridir (nitelikler).

    Varlık, bilgileri modelde dikkate alınması gereken aynı türdeki nesnelerin bir sınıfıdır.

    Her varlığın tekil olarak bir isim ile ifade edilen bir adı olmalıdır. Modeldeki her varlık, bir adla birlikte bir dikdörtgen olarak tasvir edilmiştir.

    Nitelik, bazı varlıkların bir özelliğidir (parametresidir).

    Etki alanı bir değerler kümesidir (öznitelik tanımlama alanı).

    Varlıkların anahtar öznitelikleri vardır - bir varlık anahtarı, belirli bir varlığı benzersiz şekilde tanımlayan bir veya daha fazla özniteliktir.

    Merkez hastane için varlık seti (varlık nitelikleri parantez içinde belirtilmiştir, temel niteliklerin altı çizilmiştir):

    HASTALAR ( hasta kodu, soyadı, adı, doğum tarihi, sigorta poliçe numarası, şube kodu);

    TEDAVİ ( hasta kodu, tanı, taburcu tarihi, doktor kodu, maliyet);

    OFİSLER( Bölge Kodu, bölüm adı, daire sayısı);

    GELİR ( hasta kodu, kabul tarihi, oda kodu);

    BÖLME ( oda kodu, yer sayısı, şube kodu);

    DOKTORLAR(doktor kodu, soyadı, adı, doğum tarihi, kişisel dosya numarası, departman kodu);

    için varlık-ilişki diyagramı bölge hastanesiŞekil 1'de gösterilmiştir.


    Mantıksal veritabanı modeli

    Belirli bir VTYS tarafından sağlanabilen kavramsal model versiyonuna mantıksal model denir. Mantıksal bir veritabanı modeli oluşturma süreci, uygulanması amaçlanan DBMS bilgi sisteminin türüne göre belirlenen belirli bir veri modeline (ilişkisel, ağ, hiyerarşik) dayanmalıdır. Örneğimizde veritabanı Oracle ortamında oluşturulmuştur ve ilişkisel bir veritabanı olacaktır.

    İlişkisel model, veri yapısının basitliği, kullanıcı dostu tablo gösterimi ve verileri işlemek için ilişkisel cebir ve ilişkisel hesabın resmi aygıtını kullanma yeteneği ile karakterize edilir.

    İlişkisel veri modellerinde, nesneler ve aralarındaki ilişkiler tablolar kullanılarak temsil edilir. Her tablo bir nesneyi temsil eder ve satır ve sütunlardan oluşur. tablo ilişkisel model ilişki denir.

    Nitelik (alan) – tablodaki herhangi bir sütun.

    Demetler (kayıtlar) - tablo satırları.

    Tablolar, anahtar alanlar kullanılarak birbirine bağlanır.

    Anahtar, tablodaki bir kaydı benzersiz şekilde tanımlayan bir alandır. Bir anahtar basit (bir alandan oluşan) veya bileşik (birkaç alandan oluşan) olabilir.

    İÇİNDE ilişkisel veritabanları veri mantıksal tasarımı, Şekil 2'de gösterilen bir veri şemasının geliştirilmesine yol açar.

    İncir. 2.
    4. Verilerin fiziksel organizasyon modeli

    Fiziksel veri modeli, kayıtların yapısı, sıraları ve mevcut erişim yolları hakkındaki bilgileri temsil ederek verilerin bir bilgisayarda nasıl depolandığını açıklar.

    Fiziksel model, alanların türlerini, tanımlayıcılarını ve bit derinliğini tanımlar. Fiziksel veri modeli, verilerin makine ortamındaki fiziksel konumunu, yani hangi dosya, hangi nesneleri, hangi öznitelikleri içerdiğini ve bu özniteliklerin ne türlerini yansıtır.


    ©2015-2019 sitesi
    Tüm hakları yazarlarına aittir. Bu site yazarlık iddiasında bulunmaz, ancak ücretsiz kullanım.
    Sayfa oluşturma tarihi: 2016-04-26

    Matematiksel bilgiyi matematiksel mantıkta temsil etmek için mantıksal biçimcilikler kullanılır - önermeler hesabı ve yüklem hesabı. Bu biçimcilikler açık biçimsel semantiklere sahiptir ve onlar için çıkarım mekanizmaları geliştirilmiştir. Bu nedenle, yüklem hesabı, kararla ilişkili konu alanlarını resmi olarak tanımlamak için kullanılan ilk mantıksal dildi. uygulamalı görevler.

    Mantık Modelleri bilgi temsilleri, yüklem mantığı aracılığıyla uygulanır.

    yüklem iki değer (doğru veya yanlış) alan ve nesnelerin özelliklerini veya aralarındaki ilişkileri ifade etmek için tasarlanmış bir işlevdir. Bir nesnenin herhangi bir özelliğinin varlığını iddia eden veya reddeden bir ifadeye denir. söyleyerek. Sabitler konu alanındaki nesneleri adlandırmak için kullanılır. Mantıksal cümleler veya ifadeler formu atomik formüller. yüklem yorumu değişkenlerin sabitlere tüm geçerli bağlamalarının kümesidir. Bağlama, değişkenlerin sabitlerle değiştirilmesidir. Bir yüklem, tüm olası yorumlarda doğruysa geçerli kabul edilir. Bir ifadenin, öncüller doğru olduğu her durumda doğruysa, verilen öncüllerden mantıksal olarak çıktığı söylenir.

    Mantık dillerinde yapılan konu alanlarının açıklamalarına denir. mantıksal modeller .

    VER (MICHAEL, VLADIMIR, KİTAP);

    ($x) (ELEMENT (x, OLAY-VER) ? KAYNAK (x, MICHAEL) ? HEDEF? (x, VLADIMIR) NESNE(x, KİTAP).

    Burada bir gerçeği kaydetmenin iki yolu açıklanmaktadır: "Mikhail kitabı Vladimir'e verdi."

    Mantıksal çıkarım, bir tasım kullanılarak gerçekleştirilir (A, B'yi takip ediyorsa ve B, C'yi takip ediyorsa, A, C'yi takip eder).

    Genel durumda, mantıksal modeller konsepte dayalıdır. resmi teori, dörtlü tarafından verilir:

    S= ,

    burada B sayılabilir bir kümedir temel karakterler (alfabe) teori S;

    F - altküme teori ifadeleri S, aradı teori formülleri(ifadeler, S teorisinin temel sembollerinin sonlu dizileri olarak anlaşılır);

    A - adı verilen seçkin formüller kümesi teorinin aksiyomları S, yani a priori formüller kümesi;

    R, formüller arasında sonlu bir ilişkiler kümesidir (r 1 , …, r n ) çıkarım kuralları.

    Mantıksal bilgi temsili modellerinin avantajı, sözdizimsel olarak doğru ifadeler için çıktı mekanizmasını doğrudan programlama yeteneğinde yatmaktadır. Böyle bir mekanizmanın bir örneği, özellikle, çözüm yöntemine dayalı çıkarım prosedürüdür.

    Çözünürlük yöntemini gösterelim.

    Yöntem birkaç kavram ve teorem kullanır.

    kavram totolojiler, içerdiği atomların herhangi bir değeri için değeri "doğru" olacak mantıksal bir formül. ? olarak belirtilir, "genel olarak geçerli" veya "her zaman doğru" olarak okunur.

    Teorem 1. A?B ancak ve ancak eğer?A B.

    Teorem 2. A1, A2, ..., An? Ne zaman ve sadece ne zaman? (A1?A2?A3?…?An) B.

    Sembol? "doğrudur" veya "anlaşılabilir" şeklinde okunur.

    Yöntem, totoloji kanıtına dayanmaktadır.

    ? (X? A)?(Y? ? A)?(X? Y) .

    Teorem 1 ve 2, bu kuralı aşağıdaki biçimde yazmamıza izin verir:

    (X? A),(Y? ? A) ? (X? Y),

    iddia etmek için gerekçeler veren: öncüllerden ve çıkarsanabilir .

    Çözünürlük kuralı kullanılarak çıkarım sürecinde aşağıdaki adımlar gerçekleştirilir.

    1. Eşdeğerlik ve ima işlemleri ortadan kaldırılmıştır:

    2. Olumsuzlama işlemi, de Morgan yasalarının yardımıyla formüller içinde hareket eder:

    3. Mantıksal formüller ayırıcı forma indirgenmiştir: .

    Çözünürlük kuralı, sol tarafta ayrıkların birleşimini içerir, bu nedenle ispat için kullanılan öncülleri ayrıkların birleşimi olan bir forma getirmek, çözümleme yöntemine dayalı mantıksal bir sonuç uygulayan hemen hemen her algoritmada gerekli bir adımdır. Çözünürlük yönteminin programlanması kolaydır, bu onun en önemli avantajlarından biridir.

    Diyelim ki ve ilişkileri doğruysa, o zaman formülü türetebileceğimizi kanıtlamamız gerekiyor. Bunu yapmak için şu adımları izleyin.

    1. Binaların ayırıcı forma indirgenmesi:
    , , .

    2. Çıkarılan sonucun olumsuzlanmasının inşası. Ortaya çıkan bağlaç, ve her ikisi de doğru olduğunda doğrudur.

    3. Çözme kuralının uygulanması:

    (bir çelişki veya "boş yan tümce").

    Dolayısıyla, çıkarılan sonucun yanlış olduğunu varsayarak, bir çelişki elde ederiz, dolayısıyla çıkarılan sonuç doğrudur, yani. , orijinal öncüllerden türetilebilir.

    Dilin oluşturulmasına temel teşkil eden çözüm kuralıydı. mantık programlama PROLOG. Aslında, PROLOG dil yorumlayıcısı bağımsız olarak yukarıda açıklanana benzer bir çıktı uygulayarak kullanıcının bilgi tabanına yönelik sorusuna bir yanıt oluşturur.

    Yüklemler mantığında, çözüm kuralını uygulamak için, mantıksal formüllerin daha karmaşık bir birleşimini gerçekleştirmek ve onları bir ayrıklar sistemine indirgemek gerekir. Bunun nedeni, başta niceleyiciler, değişkenler, yüklemler ve işlevler olmak üzere ek sözdizimi öğelerinin varlığıdır.

    Yüklem mantıksal formüllerini birleştirme algoritması aşağıdaki adımları içerir.

    Açıklanan birleştirme algoritmasının tüm adımlarını tamamladıktan sonra, çözümleme kuralı uygulanabilir.Genellikle, çıkarılan sonuç olumsuzlanır ve çıkarım algoritması kısaca aşağıdaki gibi açıklanabilir: R Th teorisinin aksiyomlarından, olumsuzlama inşa edilir R ve Th'ye eklenir, böylece yeni teori Th1. Teorinin aksiyomlarını ayrıklar sistemine indirgedikten sonra, Th teorisinin bir birleşimini ve aksiyomlarını oluşturabilirsiniz. Bu durumda, orijinal maddelerden ayrık sonuçlar - sonuçlar çıkarmak mümkündür. Eğer R Th teorisinin aksiyomlarından çıkarsanabilir, o zaman türetme sürecinde, bir harften oluşan bazı Q tümcesi ve onun karşıt tümcesi elde edilebilir. Bu çelişki gösteriyor ki R Th'nin aksiyomlarından türetilebilir. Genel olarak konuşursak, pek çok kanıtlama stratejisi vardır; olası olanlardan sadece birini ele aldık - azalan olanı.

    Örnek: yüklem mantığını kullanarak aşağıdaki metni temsil edelim:

    "Bir öğrenci iyi programlayabilirse, uygulamalı bilgisayar bilimlerinde uzman olabilir."

    “Bir öğrenci bilişim sistemleri sınavında başarılı olursa, iyi programlayabilir.”

    Bu metni birinci dereceden yüklem mantığıyla temsil edelim. Notasyonu tanıtalım: X- bir öğrenciyi belirlemek için bir değişken; İyi- beceri seviyesine karşılık gelen bir sabit; R(X)- konunun olasılığını ifade eden bir yüklem X uygulamalı bilişimde uzman olmak; Q(X, tamam)- konunun becerisini gösteren bir yüklem X değerlendirmeli program İyi; R(X, tamam)- öğrencinin bağlantısını tanımlayan bir yüklem X bilgi sistemlerinde sınav puanı ile.

    Şimdi bir dizi iyi biçimlendirilmiş formül oluşturalım:

    Q(x, tamam).

    R(x, tamam)Q(X, tamam).

    Elde edilen teoriyi somut bir gerçekle tamamlayalım
    R(Ivanov, iyi).

    Formülün olup olmadığını belirlemek için çözünürlük kuralını kullanarak bir çıkarım yapalım. R(İvanov) Yukarıdaki teorinin sonucu. Başka bir deyişle, öğrenci Ivanov'un bilgi sistemleri sınavında başarılı olursa uygulamalı bilgisayar bilimlerinde uzman olacağı gerçeğini bu teoriden çıkarmak mümkün müdür?

    Kanıt

    1. Teorinin orijinal formüllerini ayrıştırıcı bir forma getirmek için dönüştürelim:

    (X, iyi) P(X);

    (X, iyi) (X, iyi);

    R(İvanov, İyi).

    2. Mevcut aksiyomlara, çıkarılan sonucun olumsuzlanmasını ekleyin

    (İvanov).

    3. Ayrıkların birleşimini oluşturun

    (X, tamam) P(X)? ? P(Ivanov, iyi)? ? Q(Ivanov, iyi), değişkeni değiştirmek X bir sabite İvanov.

    Çözünürlük kuralının uygulanmasının sonucu denir çözücü. İÇİNDE bu durumçözücü (İvanov).

    4. Adım 3'te elde edilen çözücüyü kullanarak ayrıkların birleşimini oluşturun:

    (X, iyi) (X, iyi) (İvanov, iyi) (İvanov, iyi).

    5. Elde edilen çözümlemenin kuramın son ayrışmasıyla birleşimini yazalım:

    (Ivanov, iyi) (Ivanov, iyi)(çelişki).

    Bu nedenle, gerçek R(İvanov) bu teorinin aksiyomlarından çıkarım yapın.

    Çıkarım sürecinde aksiyomların uygulanma sırasını belirlemek için aşağıdaki buluşsal kurallar vardır:

    1. Çıkarımın ilk adımında, çıkarılan sonucun olumsuzlanması kullanılır.
    2. Türetmenin sonraki her adımı, önceki adımda elde edilen çözücüyü içerir.

    Ancak dilin sözdizimini belirleyen kurallar yardımıyla şu veya bu ifadenin doğruluğunu veya yanlışlığını tespit etmek imkansızdır. Bu tüm diller için geçerlidir. Bir ifade sözdizimsel olarak doğru olabilir, ancak tamamen anlamsız olabilir. Yüksek derecede tekdüzelik başka bir dezavantajı da beraberinde getirir. mantıksal modeller- belirli bir konu probleminin özelliklerini yansıtan ispatta buluşsal yöntemleri kullanmanın zorluğu. Biçimsel sistemlerin diğer dezavantajları arasında monotonlukları, kullanılan unsurları yapılandırma araçlarının olmaması ve çelişkilerin kabul edilemezliği sayılabilir. Daha fazla gelişme bilgi tabanları, tümevarım mantığı, "sağduyu" mantığı, inanç mantığı ve diğerleri alanındaki çalışmaların yoluna gitti. mantık devreleri, klasik matematiksel mantıkla çok az ortak noktası olan.

    1.1 Mantıksal modeller

    Bilgi temsilinin mantıksal (yüklem) modeli, önermeler ve yüklemler cebirine, bu cebirin aksiyomları sistemine ve onun çıkarım kurallarına dayanır. Yüklem modellerinden en yaygın kullanılanı, terimlere (yüklemlerin argümanları - mantıksal sabitler, değişkenler, işlevler), yüklemlere (ile ifadeler) dayalı birinci dereceden yüklem modelidir. mantıksal işlemler).

    Örnek. "Ülkede enflasyon geçen yılki seviyeyi 2 kat aşıyor" ifadesini ele alalım. Bu mantıksal bir model olarak yazılabilir: r(InfNew, InfOld, n), burada r(x,y) "x=ny" biçiminde bir ilişkidir, InfNew ülkedeki mevcut enflasyondur, InfoOld enflasyondur Geçen yılda. Daha sonra doğru ve yanlış yüklemler düşünülebilir, örneğin, r(InfNew, InfEski, 2)=1, r(InfNew, InfEski, 3)=0, vb. Mantıksal sonuçlar için çok yararlı işlemler, ima, eşdeğerlik işlemleridir.

    Mantıksal modeller, gerçekler arasındaki mantıksal ilişkileri temsil etmek için uygundur, resmileştirilmiştir, katıdır (teoriktir), kullanımları için uygun ve yeterli araçlar vardır, örneğin Prolog mantıksal programlama dili.

    Bu tür modeller, resmi bir sistem kavramına dayanmaktadır. Herhangi bir sorunun formülasyonu ve çözümü, belirli bir konu alanıyla ilişkilidir. Bu nedenle, metal kesme makinelerinde parçaların işlenmesini programlama problemini çözerken, konu alanına belirli makineler, parçalar, zaman aralıkları ve "makine", "detay", "tip" gibi genel kavramları dahil ederiz. makine" vb.

    Bir problemi çözmek için gerekli olan bilgilerin ortak bir anlayışa dayanmasını sağlayan tüm nesne ve olaylara konu alanı denir. Zihinsel olarak konu alanı, varlık adı verilen gerçek nesnelerden oluşuyormuş gibi temsil edilir. Konu alanının varlıkları birbirleriyle belirli ilişkiler içindedir. Varlıklar arasındaki ilişkiler önermelerle ifade edilir. Dilde (biçimsel veya doğal), önermeler cümlelere karşılık gelir.

    Matematiksel bilgiyi matematiksel mantıkta temsil etmek için mantıksal biçimcilikler kullanılır - önermeler hesabı ve yüklem hesabı. Bu biçimcilikler açık biçimsel semantiklere sahiptir ve onlar için çıkarım mekanizmaları geliştirilmiştir. Bu nedenle yüklem hesabı, uygulamalı problemlerin çözümüyle ilgili konu alanlarını resmi olarak tanımlamak için kullanılan ilk mantıksal dildi.

    Konu alanlarının mantıksal dillerde yapılan açıklamalarına mantıksal modeller denir. Mantık programlama dilleri kullanılarak oluşturulan mantık modelleri, bilgi tabanlarında ve uzman sistemlerde yaygın olarak kullanılmaktadır.

    1.2 Üretim modelleri

    Bilgi temsilinin üretim modeli, bilgi temsilinin ve çıktısının etkinliği doğrultusunda mantıksal modellerin geliştirilmesidir.

    Üretim, "Eğer A ise, o zaman B" ifadesiyle yorumlanan bir çekirdek, bir ad, bir kapsam, bir çekirdek uygulanabilirlik koşulu ve sonrasında gerçekleştirilecek bir prosedür olan bir son koşul içeren bir ifadedir. başarılı uygulamaçekirdekler. Çekirdek dışındaki tüm parçalar isteğe bağlıdır.

    Birbirine bağlı bir dizi ürün bir sistem oluşturur. Üretim sistemindeki bilgi çıktısının ana sorunu, analiz için bir sonraki üretimin seçimidir. Rakip ürünler cepheyi oluşturur.

    ürünler (ile birlikte ağ modelleri), AI sistemlerinde bilgiyi temsil etmenin en popüler yoludur. Çıkarım, olağan mantıksal anlamda, gerçek A'dan B'nin mantıksal sonucunun bir işareti olarak yorumlanabilir. Üretimin başka yorumları da mümkündür, örneğin A, B eyleminin gerçekleştirilmesi için gerekli bazı koşulları tanımlar.

    Sistemin hafızasında belirli bir üretim seti depolanırsa, bunlar bir üretim sistemi oluşturur. Üretim sisteminde, özel prosedürlerÜrünlerin gerçekleştirilmesi ve güncellenen ürünler arasından belirli bir ürünün uygulanmasının gerçekleştirildiği ürün yönetimi.

    Üretim sistemi bir kural tabanı (ürünler), bir küresel veri tabanı ve bir yönetim sistemi içerir. Kural tabanı, IF-THEN kuralları biçiminde bir bilgi gövdesi içeren bir hafıza alanıdır. Küresel veri tabanı, gerçek verileri (gerçekleri) içeren bir hafıza alanıdır. Kontrol sistemi, bir kural tabanı ve bir veri tabanı kullanarak sonuçlar üretir. Sonuç oluşturmanın iki yolu vardır - doğrudan sonuçlar ve ters sonuçlar.

    Doğrudan çıkarımlarda veri tabanında yer alan veri öğelerinden biri seçilir ve karşılaştırıldığında bu öğe kuralın (öncül) sol tarafı ile tutarlı ise ilgili sonuç kuraldan türetilir ve kurala yerleştirilir. veritabanı veya kural tarafından tanımlanan eylem gerçekleştirilir ve buna göre veritabanının içeriği değiştirilir. Ters sonuçlarda süreç hedeften başlar. Bu hedef ile tutarlı ise Sağ Taraf kurallar (sonuç), daha sonra kuralın öncülü bir alt amaç veya hipotez olarak alınır. Bu işlem, alt hedef verilerle eşleşene kadar tekrarlanır. Üretim modelinde çok sayıda üretim olduğu için, üretim sisteminin tutarlılığını kontrol etmek daha zor hale gelir, yani. birçok kural. Bu nedenle, birlikte çalıştıkları ürün sayısı modern sistemler AI, kural olarak, binleri geçmez.





    seviye. Genel durumda, ekonomik literatürde önerilen strateji sınıfları çözüm olarak kullanılabilir. 16. Akıllı bir ekonomik bilgi sistemi tasarlamanın özellikleri Bir IIS tasarlamak, konu alanının incelenmesiyle başlar. Modern teknolojiler böyle bir anket konsepte dayalıdır ve yazılım araçları iş yeniden yapılandırma...

    Amerikan ve Batı Avrupa eğitim kurumları, bu tür kursları kolayca geliştirerek bu yönde ilerici olarak kabul edilir. Akıllı bilgi sistemlerinin ana türleri ve teknolojileri Bilgi temelidir akıllı sistem için programlar yazmak gibi birçok insan zihinsel etkinliği türü bilgisayar, matematik yapmak, akıl yürütmek...

    M. Nostradamus'un kehanetleri: Yüzyıllarının çoğuna ait yayınlar çıkıyor. Avesta'nın yanı sıra bu Kitapların birbiriyle bağlantılılığına dikkat çekilmektedir. Zerdüşt İncil'de peygamber M. Nostradamus'un gelecekte gelişinden bahsediyorsa, o zaman M. Nostradamus'un Kehanetlerinde onun Zerdüşt'ün öğretilerine tekrar tekrar başvurduğunu buluruz. Bu bağlamda, centuria 8'in dörtlük 83'ü çok karakteristiktir (...

    Devamını oku: