Страница 6: ГОСТ 34.320-96. Информационные технологии. Система стандартов по базам данных. Концепции и терминология для концептуальной схемы и информационной базы (70297)

Физическая база данных определяется во внутренней схеме. Преобразование из внешней во внут­реннюю форму главным образом осуществляется внутренним процессором. В распределенных базах данных взаимосвязь между внешней и внутренней базами данных может быть описана в схеме распре­деления, которая может быть объединенной частью внешней схемы (внешних схем), взаимодействую­щей с внутренней схемой (внутренними схемами).

Задача обработки правил, выполняемая информационным процессором, может быть реализована в виде набора процедур. Они не обязательно выполняются одним специальным (информационным) процессором, отличным от внешнего и внутреннего процессоров. В частности, в системах распределен­ных баз данных эти процедуры могут распределяться по соответствующим внешним и внутренним процессорам.

Концептуальная схема рассматривается как описание необходимых высказываний для проблем­ной области и поэтому определяет, что описывается в информационной базе, а не как это описывается. Концептуальная схема управляет семантическим значением всех представлений — то есть определяет набор проверяющих, генерирующих и выводящих процедур, определенных на концептуальном уровне информационной системы. Но они не дают описания промежуточного состояния в процессе преобразо­вания из внешней формы во внутреннюю.

Внешний процессор устанавливает связь непосредственно с пользователями и координирует их потоки информации.

Внутренние схемы описывают внутреннее физическое представление информации. Отображение между внешними и внутренними формами выполняется, главным образом, внутренним(ми) процес- сором(ами). Поэтому внешний(ние) процессор(ры) устанавливает(ют) связь с внутренним(ними) про- цессором(ами). Отображение внешних схем во внутренние схемы должно сохранять смысл информации в соответствии с концептуальной схемой.

Система словарей информационных ресурсов для информационной системы сама является ин­формационной системой. Она описывает проблемную область, состоящую из целевой информацион­ной системы.

Концептуальная схема системы словарей информационных ресурсов должна описывать проблем­ную область, содержащую все возможные целевые информационные системы, которые могут доку­ментироваться с использованием системы словарей информационных ресурсов. Соответственно, кон­цептуальная схема системы словарей информационных ресурсов должна обеспечивать описание того, что может быть описано в информационной базе системы словарей информационных ресурсов, а также допустимых действий над информационной базой системы словарей информационных ресурсов.

Информационная база системы словарей информационных ресурсов должна описывать все целе­вые информационные системы, для которых используется система словарей информационных ресур­сов, в том числе концептуальные, внешние и внутренние схемы, различные процессоры, программы, пользователей и т. д.

Концептуальный и внешний уровни трехуровневой архитектуры информационных систем соот­ветствуют функциям прикладного уровня и уровня представления.Внутренний уровень имеет дело с внутренним представлением данных, включая внутреннее манипулирование данными и практическое физическое хранение данных на запоминающих устрой­ствах. Область деятельности здесь сравнима по характеру с уровнями сеанса, транспортным, сетевым, уровнем данных и физическим уровнем.

5. Подходы к моделированию

Следует использовать такие критерии подходов к моделированию:

• сопоставление формы и содержания;

• статические аспекты в сравнении с динамическими аспектами;

• возможность различать лексические и нелексические сущности;

• выразительная мощность (степень полноты, с которой данный метод может формально выра­зить все нужные аспекты и ограничения проблемной области в концептуальной схеме);

• гранулирование информации;

• разделение различных видов высказываний.

Рекомендуется использовать следующие методы моделирования в области информационных сис­тем и баз данных:

• абстрактные типы данных;

• модели, основанные на бинарных отношениях;

• концептуальные графы;

• модели предложений с глубокой структурой;

• модели сущность — связь;

• модели, ориентированные на функции или на действия;

• модели, основанные на и-арных отношениях;

• сетевые модели;

• модели объект — роль;

• модели взаимодействия процессов;

• реляционные модели;

• семантические сети;

• теоретико-множественные модели.

Каждый из этих методов является особым взглядом на проблемы концептуальных схем и инфор­мационных баз.

Основными подходами к моделированию информационных систем и баз данных являются:

• подходы сущность — атрибут — связь;

• подходы на основе бинарных и элементарных и-арных отношений;

• подходы на основе интерпретируемой логики предикатов.

Подходы сущность — атрибут — связь основываются на следующих понятиях:

• сущности;

• связи между сущностями;

• атрибуты-ассоциации между значениями и сущностями или между значениями и связями;

• значения.

В этих подходах используются также понятия тип и реализация, применяемые к каждому из этих примитивных понятий.

Основой этих подходов является моделирование данных.

Подходы сущность — атрибут — связь следует характеризовать как ориентированные на опреде­ление статических аспектов. Они представлены в общих чертах в приложении Г.

Подходы, основанные на бинарных и элементарных и-арных отношениях, различают сущности и имена сущностей, но не различают атрибуты и связи. Подходы базируются на трех основных понятиях:

• сущности;

• имена сущностей;

• бинарные отношения.

В этих подходах используются также понятия тип и реализация, применяемые к каждому из примитивных понятий.

Подходы, основанные на бинарных и элементарных и-арных отношениях, базируются на моде­лировании проблемной области прямолинейным образом и по отдельным элементам, используя пред­ложения, выражающие простые элементарные высказывания, не вводя специфической классифика­ции элементов.

Общие принципы подходов на основе бинарных и элементарных и-арных отношений представле­ны в приложении Д.

Подходы на основе интерпретируемой логики предикатов воспринимают проблемную область как состоящую исключительно из сущностей, для которых выполняются определенные высказывания. Концептуальная схема и информационная база образуют описание, состоящее только из множества предложений, закодированных на некотором формальном языке, основанном на формальной логике. Такие предложения состоят из:

• термов и переменных;

• предикатов;

• логических связей;

• кванторов.

Термы и переменные относятся к сущностям в проблемной области, а предложения выражают высказывания об этих сущностях.

Суть подходов — формирование интерпретируемой, аксиоматизированной, дедуктивной, фор­мальной системы логики, описывающей проблемную область и не налагающей какого-либо ограниче­ния со стороны метода моделирования на саму проблемную область.

Обзор этих подходов на основе интерпретируемой логики предикатов более подробно представ­лен в приложении Е.

ПРИЛОЖЕНИЕ А
(справочное)

Алфавитный указатель терминов и определений

аксиома (AXIOM): Любое предложение с точным содержанием, утверждаемое в качестве такового авто­ритетным источником

актуальная информационная база (ACTUAL INFORMATION BASE): Информационная база, существу­ющая в указанный момент или период времени, который квалифицируется как «сейчас», и отражающая дополнительные высказывания, отличные от необходимых

актуальное пространство сущностей (ACTUAL ENTITY WORLD): Совокупность сущностей, которая описана в актуальной информационной базе и ее концептуальной схеме

база данных (DATA BASE): Совокупность взаимосвязанных данных, организованных в соответствии со схемой базы данных таким образом, чтобы с ними мог работать пользователь

внешнее событие (EXTERNAL EVENT): Событие, происходящее в среде или проблемной области ин­формационной системы

внешний уровень (EXTERNAL LEVEL): Все аспекты представления информации для пользователя во внешних интерфейсах информационной системы

внешняя схема (EXTERNAL SCHEMA): Определение форм внешнего представления для возможных совокупностей предложений в пределах представления конкретного пользователя, а также аспектов манипу­лирования этими формами

внутреннее событие (INTERNAL EVENT): Событие, которое наступает вследствие выполнения какого- либо допустимого действия в информационной системе

внутренний уровень (INTERNAL LEVEL): Все аспекты незаметного для пользователя представления информации в компьютерной физической реализации информационной системы

внутренняя схема (INTERNAL SCHEMA): Определение форм внутреннего представления в компьютере совокупностей предложений в концептуальной схеме и информационной базе, а также аспектов манипулиро­вания этими формами

вставка (INSERTION): Добавление предложения к информационной базе или концептуальной схеме

выборка (RETRIEVAL): Поиск и выдача предложения, которое есть в информационной базе или кон­цептуальной схеме или выводится из предложений, имеющихся в них

высказывание (PROPOSITION): Возможное состояние сущностей, по поводу которого можно утверж­дать или отрицать, что такое состояние имеет место

данные (DATA): Информация, представленная в формализованном виде, пригодном для передачи, ин­терпретации или обработки с участием человека или автоматическими средствами

действие (ACTION): Одно или несколько элементарных действий, которые в качестве единого целого изменяют определенную совокупность предложений в информационной базе или концептуальной схеме и/или представляют о них информацию

допустимое действие (PERMISSIBLE ACTION): Действие, удовлетворяющее установленным правилам или ограничениям и изменяющее непротиворечивую совокупность предложений в информационной базе или концептуальной схеме на другую непротиворечивую совокупность предложений и/или предоставляющее ин­формацию о непротиворечивой совокупности предложений в информационной базе или концептуальной схе­ме

информационная база (INFORMATION BASE): Совокупность предложений, выражающих высказыва­ния, отличные от необходимых высказываний, согласующиеся друг с другом и концептуальной схемой, а также истинные в определенном пространстве сущностей

информационная система (INFORMATION SYSTEM): Концептуальная схема, информационная база и информационный процессор, составляющие вместе формальную систему для хранения и манипулирования информацией

информационный процессор (INFORMATION PROCESSOR): Процессор, который в ответ на команду выполняет действие над концептуальной схемой и/или информационной базой

информация (INFORMATION): Любой вид знаний о предметах, фактах, понятиях и т. д. проблемной области, которыми обмениваются пользователи информационной системы

класс [сущностей] (CLASS [of entities]): Сущности проблемной области, для которых данное высказыва­ние является истинным

команда (COMMAND): Приказ или сигнал для выполнения действия

командное предложение (COMMAND STATEMENT): Лингвистический объект, являющийся командой концептуальная подсхема (CONCEPTUAL SUBSCHEMA): Часть концептуальной схемы информацион­ной системы совместного использования, ограниченная представлением отдельного пользователя

концептуальная схема (CONCEPTUAL SCHEMA): Непротиворечивая совокупность предложений, выра­жающих необходимые высказывания, относящиеся к проблемной области

концептуальный уровень (CONCEPTUAL LEVEL): Все аспекты, относящиеся к интерпретации инфор­мации и манипулированию информацией о проблемной области или пространстве сущностей в информаци­онной системе

лексический объект (LEXICAL OBJECT) имя (NAME): Простой лингвистический объект, используемый только для ссылки на сущность

лингвистический объект (LINGUISTIC OBJECT): Грамматически допустимая языковая конструкция

модификация (MODIFICATION): Замена предложения в информационной базе или концептуальной схеме на другое

необходимое высказывание (NECESSARY PROPOSITION): Высказывание, которое должно содержать­ся во всех возможных пространствах высказываний и является истинным во всех пространствах сущностей

омонимы (HOMONYMS): Идентичные термы, обозначающие различные сущности

описание действия (ACTION DESCRIPTION): Лингвистический объект, описывающий действие

переменная (VARIABLE): Терм, который обозначает неконкретизированную сущность в проблемной области

пользователь (USER): Некто (или нечто), выдающий команды и сообщения информационной системе и получающий сообщения от информационной системы

предикат (PREDICATE): Лингвистический объект, аналогичный глаголу, сообщающий что-либо о сущ­ностях, обозначенных термами

предложение (SENTENCE): Лингвистический объект, представляющий определенное высказывание

принцип концептуализации (CONCEPTUALIZATION PRINCIPLE): Принцип, согласно которому кон­цептуальная схема должна включать статические и динамические аспекты проблемной области только кон­цептуального уровня, не касаясь внешних и внутренних аспектов представления и организации данных (физи­ческой организации данных и доступа к ним, аспектов представления, касающихся отдельных пользователей)