Курсовая работа: Представление и использование знаний об объектах

1. Классы. Поля данной БД:            Код класса,

                                                              Название класса,

                                                              Описание класса.

2. Атрибуты. Поля данной БД:           Код атрибута,

                                                                 Название атрибута,

                                                                  Описание атрибута.

3. Атрибуты класса. Поля данной БД:             Код класса,

                                                                               Код атрибута,

                                                                               Значение атрибута.

4. Род-вид. Поля данной БД:            Код класса,

                                                               Код подкласса.

5. Структура. Поля данной БД:            Код класса,

                                                                   Код компоненты.

6. Связи классов. Поля данной БД:   Код связи,

                                                                 Код  класса,

                                                                Роль класса (причина, следствие).                      

7. Типы связей. Поля данной БД:           Код типа связей,

                                                                     Название типа связей,

                                                                     Описание типа связей.

8. Коды связей. Поля данной БД:          Код типа связи,

                                                                     Код связи.

Предложенные базы данных после их создания необходимо связать, тем самым обеспечив иерархическую структуру. Ниже будет описано, как это сделать.

Создание БД

После загрузки Access активизируйте меню ФАЙЛ в левой верхней части Access и в появившемся меню щелчком выберите директиву New Database (Создать). Для создания первой БД в поле FileName введите имя файла, в котором будет храниться первая БД, например, "Klasses" и щелкните на командной кнопке ОК в правой верхней части появившегося окна. Access создаст для вас новую БД. Обратите внимание, что в левой части окна БД Klasses имеется ряд так называемых корешков, каждому из которых соответствует определенный объект Access: таблицы (Table), запросы (Query), формы (Forms), отчеты (Report), а также макрос (Macro), модуль (Module). Как использовать их, описано ниже. Необходимо создать БД для каждого из 8 пунктов, описанных выше, в разделе Планирование БД.  То есть указанные действия выполняются восемь раз для наших БД. Предлагаем использовать следующие имена для этих баз:

1. Klasses (ее создание описано в данном разделе)

2. Atribute - атрибуты

3. Atr_klass - атрибуты класса

4. Rod_vid - род-вид

5. Structur - структура

6. Sv_klass - связи классов

7. Type_sv - типы связей

8. Code_sv - коды связей

Необходимость описания БД именно этими именами связана с тем, что в данной пояснительной записке используются именно эти имена при описании методики проведения практической работы.

2.4 Создание таблиц для ваших данных

Планирование структуры таблицы

Речь идет о перечне полей, из которых она состоит. При создании таблицы на первом этапе необходимо определить, какие поля вам нужны, какого они должны быть типа и размера.

Поле - структурный элемент таблицы, содержащий сведения о ком-то или о чем-то в БД.

Для БД Klasses необходимы поля, указанные выше, в разделе "Планирование БД". Рассмотрим пример создания структуры таблицы для БД Klasses.

Необходимые поля для данной таблицы, это:

                                                              Код класса,

                                                              Название класса,

                                                              Описание класса.

Создание таблицы

После определения необходимых полей, приступим к созданию собственно таблицы в Access.

1. Определить, какие поля необходимы (см. выше)

2. Открыть окно конструктора таблиц. Каждое поле таблицы - это одна строка верхней части этого окна. В упрощенном варианте достаточно использовать только верхнюю часть окна.

3. В верхнюю часть окна конструктора таблицы ввести имя каждого поля, при необходимости можно использовать и нижнюю часть окна для задания длины поля, его формата и т.д.

4. При желании можно создать поле, которое будет выступать в качестве уникального идентификатора каждой записи. Это так называемый ключ таблицы, а соответствующее ему поле называется ключевым.

5. Сохранить созданную таблицу и выйти из окна конструктора таблиц.

Загрузка БД

Чтобы загрузить БД, созданные в разделе "Создание БД", необходимо:

1. Загрузить Access.

2. В Access активизировать меню ФАЙЛ. Перед  вами откроется список имен файлов. Выберите нужный и щелкните на нем (klasses.mbd).

Функции кнопок

Окно БД имеет две группы кнопок.

- Слева в окне расположены кнопки режима (корешки) с именами различных структурных объектов БД - таблицы (Table), запросы (Query), формы (Forms), отчеты (Report). Каждый раз щелчком можно выбрать только один корешок из этого ряда.

- В верхней части окна расположены командные кнопки New (Создать), Open (Открыть), Design (Конструктор). Щелкнув на кнопке New, вы сообщаете Access, сто хотите создать новую таблицу. (Кнопка Table должна быть при этом нажата, о чем сигнализирует более яркая надпись).

Щелкнув на кнопке New, - на экране появится диалоговое окно. Оно содержит кнопки для выполнения различных функций. В рассматриваемом примере следует щелкнуть на кнопке New Table (Новая таблица). Щелкнув на этой кнопке,  активизируется режим TABLE-DESIGN (Режим конструктора таблиц).

Формирование полей таблицы

Каждому полю таблицы следует присвоить уникальное имя, определить тип данных, которые будут в него вводиться, и описать содержимое поля, т.е. ввести текстовые комментарии, в которых указано назначение данного поля. В отличие от имени БД, которое не может содержать более 8 символов, имя поле может иметь до 64 символов.

Окно конструктора таблиц делится на две основные части. В верхней части вы можете указать имя. тип и описание каждого поля. В нижней части окна указываются различные параметры каждого поля. Для того, чтобы определить первое поле, введите с клавиатуры в первом столбце первой строки слово "Код класса" и нажмите Tab. Access создаст поле "Код класса". После нажатия клавиши табуляции "оживает" второй столбец Data Type (Тип данных) первой строки. В ней появляется слово Text (Текстовый), справа от которого будет находится маленькая кнопка  - манипулятор. Созданное поле должно быть счетчиком порядковых номеров записей. В окне-списке типов данных щелкните на слове "Counter" (Счетчик).

После этого нажмите Tab еще раз. Курсор переместится в столбец описания поля. Наберите на клавиатуре описание поля: Код класса.

Выбор ключа таблиц

Последнее, что осталось сделать с полем "Код класса", - это дать ему статус ключа таблицы. Поле с таким статусом помогает Access упорядочивать данные в таблице, быстрее их находить и связывать таблицу с другими таблицами.

1. Убедитесь, что курсор мыши находится в одной строке с названием "Код класса".

2. Щелкните на маленькой кнопке, обозначенной ключом и расположенной в центре экрана на панели инструментов конструктора таблиц.

Выбор правильного типа данных

В Access можно выбрать один из следующих типов данных:

TEXT (Текстовый). Используется для текстовой информации.

MEMO (Комментарии). Используется для хранения произвольного текста. До 32 000 символов.

NUMBER (Числовой). Используется для математических операций.

CURRENCY (Валютный). Для операций с валютой.

DATE/TIME (Дата/Время). Информация для хранения даты и времени.

COUNTER (Счетчик). Порядковый номер.

YES/NO. (Логическое).

OLE object (Поле объекта OLE). рисунки, графики и таблицы в формате Windows.

Оформление оставшихся полей

Снова нажмите клавишу Tab. Курсор переместится в первый столбец следующей строки. Access готов к вводу информации о следующем поле. Специфицируйте остальные поля вашей БД следующим образом:

Сохранение описания таблицы

После того, как вы оформили поля, осталось сделать только одну, но очень важную процедуру - сохранить их.

Для этого щелкните на элементе File в строке меню и выберите директиву Save. Появится диалоговое окно Save As (Сохранение).

Access предложит свой вариант - Table1 (Таблица1). Мы советуем для удобства дальнейшего использования изменить имя на "Классы".

Необходимо отметить, что создать таблицу можно еще одним способом, - используя мастер по разработке таблиц. Здесь не приводится описание работы этого мастера, так как при его использовании не должно возникать трудностей, потому что он работает в пошагово-диалоговом режиме.

Таким образом, мы создали первую таблицу. Но необходимо то же самое проделать с остальными. Ниже приводим рекомендации по спецификации остальных таблиц для оставшихся БД.

- БД Atribute

- БД Atr_klass

- БД Rod_vid

- БД Structur

- БД Sv_klass

- БД Type_sv

- БД Code_sv

2.5 Ввод данных  в ваши таблицы

Открытие окна таблицы

Загрузите Access и откройте файл "Klasses.mdb". В окне БД должна быть представлена таблица "Классы". (Если ее нет, то щелкните на корешке Table). Дважды щелкните на названии таблицы и окно откроется.

Вдоль верхнего края расположены имена полей таблицы. Каждое поле соответствует определенному столбцу в таблице. В левой части первой строки вы видите маленький треугольник, указывающий на то, что Access готов принимать любую информацию в первую строку.

Теперь можно заполнить БД в соответствии с заданием преподавателя (используя свою предметную область).

Нет необходимости вводить с клавиатуры данные в поле типа "Counter", так как оно заполняется Access автоматически.

Перемещаться по таблице можно используя клавиши управления курсором либо с помощью мыши.

После ввода каждой строки Access автоматически сохраняет запись.

Access позволяет редактировать введенные данные.

2.6 Связи между таблицами

В Access можно установить два вида связи между таблицами: одна-с-одной и одна-со-многими.

Для объединения таблиц необходимо общее поле. Это поле обязательно должно быть одного типа. Исключение составляет поле счетчик. Если в связанной таблице общее поле будет такого же типа, то связь один-со-многими будет невозможна. Поэтому, если общее поле является счетчиком в таблице, то в связанной таблице оно должно быть числовым, а его размер должен быть установлен как Длинное целое.

Установление связей

Откройте меню Правка (Edit) и выберите в нем директиву Relationships (Схема данных).

Рассмотрим пример для связи двух таблиц - "атрибуты" и "атрибуты класса":

1. В списке полей таблицы "атрибуты" щелкните на поле "Код атрибута" для того, чтобы выделить его.

2. Установив курсор мыши на этом поле, нажмите ее левую кнопку.

3. Переместите это поле с помощью мыши на поле "Код атрибута" в таблице "атрибуты класса".

4. Отпустите левую кнопку мыши.

     При этом появится диалоговое окно установления связей, если в нем все выглядит как надо, щелкните на "Создать".

5. Подобные связи необходимо создать для всех таблиц в соответствии со схемой, представленной на рис. 27.

6. Закройте окно Relationships. Когда Access спросит, желаете ли вы сохранить изменения в схеме данных, ответьте "Да".

Для удаления ошибочной связи выделите черную линию, соединяющую два поля и нажмите Del (в окне Relationships).

Итак, мы создали связи таблиц - т.е. иерархию. Под эту иерархию можно подвести множество предметных областей. Но необходимо соблюдать точность и внимательность при заполнении самих таблиц реальными данными.  Вводить данные во все созданные БД необходимо с учетом этих связей.

Описав ПО с помощью данной структуры, пользователь может производить различные действия. Суть манипуляций заключается в изучении иерархии, наследования признаков и т.д.

Access позволяет быстро находить нужные данные с использованием директивы Find (Найти) или Query (Запросов), создавать формы для вывода нужных данных, удобные для восприятия либо в соответствии с какими-либо требованиями (например - ГОСТ).

Все эти возможности можно реализовывать при проведении практических занятий. Для подробного ознакомления с такими возможностями, как Запросы, Формы пользователю будет необходима либо специальная литература по Access, либо полностью установленная версия Access на жесткий диск компьютера, о чем уже упоминалось ранее, чтобы была возможность использовать справочную систему Access.

Упомянутые возможности Access не входят в темы КПР, поэтому мы допускаем ссылки на специальную литературу.

3. Варианты  заданий по л.р.

1. Представление знаний об объектах предметной области:

     а) Выделить основные типы объектов

     б) Выделить основные атрибуты

     в) Задать представление знаний о конкретных объектах в виде БД

2. Представление знаний об отношениях между объектами:

      а) Построить иерархическую структуру на основе отношения SUP

      б) С типами объектов нижнего уровня связать имена конкретных

           объектов

3. Установление связей между типами объектов:

      а) Выделить основные типы связей

      б) Выделить коды связей

      в) Установить связи между типами

          Перечень предметных областей:

1. Швейная промышленность

2. Текстильная промышленность

3. Обувная промышленность

4. Автомобильная промышленность

5. Ликеро-водочная промышленность

6. Кораблестроительная промышленность

7. Парфюмерная промышленность

8. Хлебо-пекарное производство

9. Кондитерское производство

10. Производство телевизоров

11. Станкостроительная промышленность

12. Военная промышленность

13. Производство канцтоваров

14. Производство меховых изделий

15. Производство колбасных изделий

16. Производство молочных изделий

4. Содержание отчета

Отчет о л.р. должен содержать:

      1. Тему л.р.

      2. Цель л.р.

      3. Теоретическое вступление (кратко)

      4. Анализ предметной области - концептуальная схема

      5. Вывод о проделанной работе

      6. Заключение

 5. Контрольные вопросы

1. Предмет Инженерии Знаний

2. Понятие предметной области (ПО)

3. Способы идентификации объектов

4. Концептуальные средства описания ПО

5. Базовые типы объектов

6. Представление знаний о пространственных отношениях между объектами

7. Отношения между типами объектов

8. Композиционный тип объектов

9. Операции над типами объектов

10. Операция разбиения типов объектов на классы эквивалентных объектов

11. Понятия "предмет", "объект" в рамках ИЗ

12. Шаблонные описания состояний предметной области

13. Представление знаний между типами

14. Таксон и таксономические категории

6. Выполнение л.р. для одного из вариантов заданий

ПО - автомобили

тема: Представление знаний об объектах и отношениях между ними.

цель: Описать предметную область на основе знаний о представлении знаний об отношении меду объектами и о самих объектах. Использовать электронную модель в ACCESS2.0.

теоретическое вступление (См. Теоретический раздел данного КПР)

анализ ПО: концептуальная схема (сокращена):

                                                 автомобиль

                       SUP                     SUP                                                   SUP

автобус                                легковой_автомобиль                           грузовой_автомобиль

    SUP       SUP        SUP                                  SUP                            SUP

микроавтобус         рейсовый          междугородный         "седан"        "пикап"

       ISA    ISA             ISA              ISA

"раф"        "тойота"         "львов"       "лиаз"

Для удобства восприятия ниже приводим предсталение ПО на языке предикатов в PROLOGе:

sup("автобус","автомобиль")

  sup("легковой_автомобиль","автомобиль")

  sup("грузовой_автомобиль","автомобиль")

  sup("микроавтобус","автобус")

  sup("рейсовый_автобус","автобус")

  sup("междугородный_автобус","автобус")

  sup("седан_автомобиль","легковой_автомобиль")

  sup("пикап_автомобиль","легковой_автомобиль")

  sup("фургон","грузовой_автомобиль")

  sup("бортовой_автомобиль","грузовой_автомобиль")

  sup("самосвал","грузовой_автомобиль")

  isa("раф","микроавтобус")

  isa("тойота","микроавтобус")

  isa("львов","рейсовый_автобус")

  isa("лиаз","рейсовый_автобус")

  isa("икарус","междугородный_автобус")

  isa("мерседес","междугородный_автобус")

  isa("ваз","седан_автомобиль")

  isa("газ_волга","седан_автомобиль")

  isa("москвич_иж","пикап_автомобиль")

  isa("москвич_азлк","пикап_автомобиль")

  isa("газ","фургон")

  isa("сканиа","фургон")

  isa("зил","бортовой_автомобиль")

  isa("каз","бортовой_автомобиль")

  isa("камаз","самосвал")

  isa("татра","самосвал")

  isa("белаз","самосвал")

  isa("маз","самосвал")

Пример заполнения БД в ACCESS:

1. Классы

2. Атрибуты

3. Атрибуты класса

4. Род-Вид (SUP)

5. Структура (ISA)

6. Связи классов

7. Типы связей

8. Коды связей

Заключение

Результатом данного КПР по теме "представление и использование знаний об объектах; представление и использование знаний об отношениях между объектами; организация обобщенной информации на основе использования мультииерархической таксономической структуры" является подборка теоретического  и практического материала для проведения практических работ по соответствующим разделам дисциплины Инженерия Знаний. В результате группе разработчиков удалось создать электронную модель, по сути являющейся универсальной структурой, пригодной для описания практически любой предметной области, что дает возможность использовать ее большим количеством пользователей. Данная модель создана в СУБД MS ACCESS 2.0.

       В работе также приводится методика создания структуры в MS ACCESS,  что в свою очередь может являться заданием на практическую работу.

      Текст пояснительной записки набран в среде MS WORD 6.0 for Windows. Отпечатано на принтере Epson LX-100.

     Все упомянутые в тексте зарегистрированные товарные знаки и торговые марки являются собственностью компаний, которым они принадлежат.

Библиографический список

1. Цаленко М.Ш. Моделирование семантики в базах данных., Москва, Наука, 1989г., - 286 с.

2. Человеко - машинные системы и анализ данных, РАН, Институт проблем передачи информации, Сборник научных трудов, Москва, Наука, 1992г., - 174с.

3. Палмер Скотт, ACCESS 2 for DUMMIES, Киев, 1996г., - 249 с.

4. Конспект лекций по дисциплине Инженерия знаний за V семестр.