Курсовая работа: Представление и использование знаний об объектах

аудитория    лаборатория               помещение                   помещение

                                                             кафедры                       деканата

                                                                                                       рис.5

Следующая диаграмма описывает набор базовых типов объектов для любой концептуальной модели (См. рис. 6).

                                      Объект

                      sup                                   sup

Неопределенный                                  Определенный

         объект                        sup                      объект

                                                                        sup

Материальный                             Нематериальный

     объект                                                   объект

            sup             sup        sup             sup                  sup

    имя         время       понятие          ситуация           пространство

                                                     sup                   sup

                                                статическая             динамическая

                                sup                                  sup

                                      пост. сит.            сост.

                                                         sup                            sup

                   рис.6                          уст. сост.               врем. сост.  

Тип объекта является общим для всех предметных областей.

2. Отношение частичного порядка PART OF. Модель времени строится на основании конечного множества типов временных интервалов, на которых определено отношение PART OF.

   ti  PART OF tj

     явл. частью

Каждый интервал типа ti является частью одназначно определенного интервала tj.

                             Время

         sup                                        sup

год                                                       неделя

   PART OF                               PART OF

месяц

  PART OF

сутки

  PART OF

час

  PART OF

минута 

PART OF

секунда

                рис. 7

Модель пространства строится на конкретном множестве, так же, как и времени, но  по отношению к части окрестности.

(См. рис.8)

                                      пространство

     sup                                                                       sup

страна                                                                 континент

 PART OF                                                               PART OF

область                                                       регион

    PART OF                          PART OF

населенный

   пункт

    PART OF     PART OF

город                 деревня

                               рис.8

3. Отношение принадлежности ISA

      Иванов А.И.  ISA  студент

    связывает имя объекта с его типом

4. Отношение INSTANCE OF (INS)

         Иванов   INS  АИ-1-93

  отношение может быть задано как на

         множестве имен, так и типов

   name (O1)  INS  name (O2)

  Если t1 INS t,

           t2  INS t,

            ..........

            tn INS   t,  то объект типа t может состоять из объектов

                         типов t1,t2...tn, причем объект типа t может включать

                         несколько объектов данных типов.

Это отношение (INS) применяется для множества дискретных объектов,

PART OF - непрерывных.

студент  INS   группа студентов

                                    лаборатория

           INS                                                                 INS

                                        INS

 сотрудники                      помещение                       оборудование

лаборатории                   лаборатории                      лаборатории   

                                                                                     рис.9

Свойства этих отношений

1. PART OF и SUP обладают свойством транзитивности:

                   t1  SUP  t2 ;  t2 SUP t3

                           t1    SUP   t3

    доцент       SUP            SUP             сотрудник

                                преподаватель

                                              рис.10

       доцент SUP преподаватель ;  преподаватель SUP сотрудник

                                 доцент SUP сотрудник

Для отношения INS это свойство не выполняется:

2.     t1 INS t2 ; t2 INS t3 ; tn-1 INS tn         В графе отношения INS нет

          неверно, что tn INS t1                                                       циклов

3.            t1 SUP t2 ; t2 INS t3

                       t1 INS t3    

лаборант  SUP сотрудник лаборатории ;  сотрудник лаборатории INS лаборатория

                                   лаборант  INS   лаборатория

                                     лаборатория

        INS

     сотрудник          INS

 SUP

      лаборант

               рис.11

4.    name (O) ISA t1 ;  t1 SUP  t2

                name (O)  ISA  t2

   Москва ISA город ; город SUP населенный пункт

            Москва ISA  населенный пункт

Представление типов объектов

Конечное множество троек вида (t, ni, ti);

   где   t, ti  - типы объектов,

            ni  - имя атрибута,

    (Атрибуты - характеристики объектов или роли, которые они играют в определенных ситуациях) i=1,..., к,

            ni¹nj, если i¹j, называется представлением типа t, если в каждый момент времени ni: tобt ® (ti)обt,

(ni - отображ. мн-во объектов типа t на мн-во объектов типа t1)

причем разным объектам О1 и О2 типа t соответствуют разные картежи значений функций ni

    {n1t(O1), n2t (O1,..., nkt(O1)}

    {n1t(O2), n2t(O2,...,nkt(O2)},

  последнее условие называется условием различимости объектов.

В качестве примера рассмотрим объект типа автомобиль:

                      t              ni                     ti   

           (автомобиль, марка, марка автомобиля)

           (автомобиль, номер, номер автомобиля)

           (автомобиль, цвет, цвет автомобиля)

   автомобиль(москвич, МКА-21-17, белый)

   автомобиль(жигули, МВА-11-25, красный)

Композиционный тип объектов

(ni , ti)  COMPONENT OF t

COMPONENT OF означает, что объект типа ti является компонентой объекта типа t.

                                         дата

         COMPONENT OF  

                                                                    COMPONENT OF          COMPONENT OF

год      n1                     число       n3                      месяц     n2

год      t1                      число       t3                         месяц    t2

                                                                                    рис.12

Пример композиционного объекта:

Ситуация "находится" (нах. человек в опред. помещении опред. время)

Шаблонные высказывания

человек . . . находится в помещении . . . во время . . .

сотрудник . . . находится в аудитории . . . в . . . часов . . . минут . . .

. . . число . . . месяц . . . год

В шаблонные высказывания могут быть поставлены имена конкретных объектов.

Минимальное представление

    Представление (t, ni, ti) называют минимальным, если при удалении " из этих троек, оставшееся множество троек перестает быть представлением данного типа объектов.

Пример:

t - аренда

t1 - объект аренды

t2 - арендатор

t3 - арендодатель

t4 - срок аренды

t5 - стоимость аренды

Функциональная зависимость

Предположим, задано представление

(t, ni, ti)

  X={ti1, ..., tip}

  Y={tj1, ..., tjs}

Говорят, что компоненты Y функционально зависят от компонент X, если в любой момент времени t для любых двух объектов О1, О2 Î tобt из равенств: ni1t(O1) = ni1t(O2)

               .   .   .

          nipt(O1) = nipt(O2),

 следуют равенства:

          nj1t(O1) = nj1t(O2)

                .   .   .

          njst(O1) = njst(O2)

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

t1                      t2                        t3                       t4                      t5                      t6

                                                                          min представление

Операции над типами объектов

Позволяют получать из существующих типов новые типы.

1. Могут быть заданы операции объединения (t1Èt2),  пересечения

  (t1Çt2), разбиения и др.

Если  i=1,...,k, то тип  È ti состоит из тех и только объектов, которые могут быть элементами объектов типа t.

  Если (ti SUP t), то равенство t=Èti означает, что список  подтипов ti является исчерпывающим для объектов типа t.

 Примера :

  объект = человек È помещение È оборудование

   человекÇпомещение = человекÇоборудование=

     =  помещениеÇоборудование = 0

2. Операция разбиения типов объектов на классы эквивалентных объектов.

(человек, пол человека, пол)

     t                n1               t1

пол = {муж, жен}

  t2 = муж

  t3 = жен

Типы t2 и t3 являются результатом разбиения типа человек по типу пол (t/t1)

Новые объекты - группы людей, знающих некоторый язык определяются  в результате разбиения t1/(t2,t)

Представление знаний об отношениях между типами

ER - модели

ER - диаграммы

(Entity Relationship Diagram)

П. Чен - 1983 год.

1. сущности (типы объектов)

2. связи (типы отношений)

3. свойства сущностей и связей

   (атрибут (характеристики, роли))

1) Е1, Е2, ..., Еn

                                  преподаватель

2) R1, R2, ...,Rn

                                           занятие

кафедра              работает            преподаватель            нагрузка

группа                                                 занятие                    предмет

Страницы: 1, 2, 3, 4