Удосконалення методології проектування інформаційних систем., Різне, Бази даних, статті

Бабак В.Ф., Риженко І.М.

В даний час в області розробки і реалізації інтелектуальних систем склалося таке становище: з одного боку, кваліфікація колективів розробників тут, як правило, досить висока, з іншого боку, одна з найскладніших проблем, що перешкоджають широкому впровадженню ІС, є недостатнє знання системними аналітиками і програмістами предметних областей, в рамках яких готуються проекти [1]. Створення і впровадження інтелектуальних систем спілкування з базами даних і особливо експертних систем, і їх широке розповсюдження висунуло проблему вдосконалення методології створення інформаційних систем на передній план.

Аналіз сучасного стану програмних засобів, набуття знань і підтримки діяльності інженера по знаннях дозволяє виявити дві групи проблем.

Методологічні проблеми:

Технологічні проблеми:

складність впровадження ЕС, обумовлена ​​психологічними проблемами персоналу і неприйняття нової технології вирішення задач.

Аналіз використовуваних технологій розробки програмного забезпечення показав, що найбільш досконала і прогресивна технологія це клієнт-сервер, з використанням можливості WEB / database.

WEB пропонує стандартизацію користувальницького інтерфейсу, можливість спільної роботи різних додатків від різних платформ, простоту розробки програм, легкість підтримки, добре стандартизовані відносини клієнт-сервер, можливість використання інтернет / інтранет. Одночасно Бази даних пропонують потужний метод упорядкування і супроводу інформації, що подається на WEB сторінках, можливість використовувати для пошуку інформації SQL-сервер.

Проведений аналіз існуючих методологій дослідження систем придбання знань показав, що методологія KADS придбала найбільшого поширення і є основою сучасних напрямів досліджень в СПЗ.

Методологія KADS (Knowledge Acquisition and Documentation Structuring) [2], в основі якої лежить поняття інтерпретаційної моделі, що дозволяє процеси вилучення, структурування і формалізації знань розглядати як “інтерпретацію” лінгвістичних знань в інші уявлення і структури. Результатом аналізу є концептуальна модель, що складається з чотирьох рівнів (Рівня області – рівня виведення – рівня завдання – стратегічного рівня), яка потім вводиться в простір проектування і перетвориться в трирівневу модель проектування.

При проведенні аналізу знань про предметну область на лінгвістичному рівні, вихідним матеріалом є тексти (протоколи) – записи інтерв’ю з експертом, протоколи “думок вголос” і будь-які інші тексти. Потім відбувається виділення фрагментів в аналізованому тексті, встановлення зв’язків між фрагментами, групування фрагментів, анотування фрагментів. Фрагменти можуть мати будь-яку довжину – від окремого слова до протоколу в цілому. Фрагменти можуть перекривати один одного. Можливі такі типи зв’язків між фрагментами:

Отже, можна зробити висновок, що при побудові концептуальної моделі використовуються предметні знання у вигляді набору понять і зв’язують їх відносин. Кожне поняття має ім’я і може мати атрибути, кожен атрибут може мати значення з урахуванням специфіки предметної області.

Дане положення є першим базисом вдосконалення методології проектування інформаційних систем

Останнім часом зростає кількість теоретичних і практичних робіт, присвячених інтелектуальному пошуку та аналізу інформації в Інтернет. Основною ідеєю сучасних досліджень у цій області стає перетворення неструктурованих масивів даних в мережі в знання та створення засобів і додатків роботи з ними. Архітектура таких систем [3], представляє інформаційні потреби користувача у вигляді спеціальних баз знань (онтології), для пошуку необхідної інформації в мережі інтернет.

Основною характерною рисою онтологічного дослідження є, зокрема, поділ реального світу на складові і класи об’єктів (at its joints) і визначення їх онтологій, або ж сукупності фундаментальних властивостей, які визначають їх зміни і поведінку.

Стандарт онтологічного дослідження IDEF5 (INTEGRATED DEFintion) представник сімейства державних стандартів США IDEFx включають 14 стандартів, що представляють методології дослідження систем в різних галузях знань [4].

Принципи стандарту онтологічного дослідження:

1. Онтологічний аналіз починається зі складання словника термінів, що використовується при обговоренні та дослідженні характеристик об’єктів і процесів, що становлять розглянуту систему, а також створення системи точних визначень цих термінів. Крім того, документуються основні логічні взаємозв’язки між відповідними введеним термінам поняттями. Результатом цього аналізу є онтологія системи, або ж сукупність словника термінів, точних їх визначень взаємозв’язків між ними.

2. В будь-якій системі існує дві основні категорії предметів сприйняття, такі як самі об’єкти, що становлять систему (фізичні та інтелектуальні) і взаємозв’язку між цими об’єктами, що характеризують стан системи. У термінах онтології, поняття взаємозв’язку, однозначно описує або, іншими словами, є точним дескриптором залежності між об’єктами системи в реальному світі, а терміни – є, відповідно, точними дескрипторами самих реальних об’єктів.

Таким чином, онтологія являє собою якийсь словник даних, що включає в себе термінологію і модель поведінки системи.

Дане положення є другим базисом вдосконалення методології проектування інформаційних систем

Концепції IDEF5

Процес побудови онтології, згідно методології IDEF5 складається з п’яти основних дій:

1) Вивчення та систематизування початкових умов. Ця дія встановлює основні цілі і контексти проекту розробки онтології, а також розподіляє ролі між членами проекту

2) Збір та накопичення даних. На цьому етапі відбувається збір і накопичення необхідних початкових даних для побудови онтології

3) Аналіз даних. Ця стадія полягає в аналізі та угрупованню зібраних даних і призначена для полегшення побудови термінології.

4) Початковий розвиток онтології. На цьому етапі формується попередня онтологія, на основі відібраних даних.

5) Уточнення і затвердження онтології – Заключна стадія процесу.

Інструментальна середу, пропонована стандартом DEF5.

Для підтримки побудови онтології в IDEF5 існують спеціальні онтологічні мови: мова доопрацювань і уточнень (Elaboration Language – EL) і схематичний мова (Schematic Language – SL). EL являє собою структурований текстовий мова, яка дозволяє детально характеризувати елементи онтології, і забезпечує повноту представлення структури даних. SL є наочним графічним мовою, спеціально призначеним для викладу компетентними фахівцями в даній області системи основних даних у формі онтологічної інформації. Мова SL дозволяє будувати різноманітні типи діаграм і схем, наочно і візуально представляють основну онтологічну інформацію. Найбільш важливі і помітні залежності між об’єктами описуються чотирма видами основних видів схем, які використовуються для накопичення інформації про онтології в графічній формі:

1. Діаграма класифікацій, що забезпечує механізм для логічної систематизації знань, накопичених при вивченні системи. Існує два типи таких діаграм: Діаграма суворої класифікації (Description Subsumption – DS) і Діаграма природною або видовий класифікації (Natural Kind Classification – NKC).

2. Композиційні схеми, що є механізмом графічного представлення складу класів онтології і фактично являють собою інструменти онтологічного дослідження за принципом “ Що з чого складається “.

3. Схеми взаємозв’язків дозволяють розробникам візуалізувати і вивчати взаємозв’язки між різними класами об’єктів в системі.

4. Діаграми стану об’єкта, що дозволяють документувати той чи інший процес з точки зору зміни стану або виду об’єкта.

Відповідно до стандарту IDEF5 і методологією KADS приймемо основні концепції досліджень онтології предметної області.

1. При побудові концептуальної моделі використовуються предметні знання у вигляді набору понять і зв’язують їх відносин. Кожне поняття має ім’я і може мати атрибути, кожен атрибут може мати значення з урахуванням специфіки предметної області.

2. Модель може бути побудована використанням наступних засобів: словника термінів, що використовуються при описі характеристик об’єктів і процесів, що мають відношення до даної системи, точних і однозначних визначень всіх термінів цього словника і класифікації логічних взаємозв’язків між цими термінами.

Базисом проектування концептуальної моделі ІС є:

“Предметна область, що має добре відпрацьованим і вивіреним понятійним апаратом, коректно побудованої ієрархією визначень предметно-орієнтованих понять, є базисом (або основою) для виконання концептуального та інформаційного моделювання ” [… Онтологія системи, або ж сукупність словника термінів, точних їх визначень взаємозв’язків між ними IDEF5].

Концептуальною моделлю предметної області будемо називати:

“Опис (модель) предметної області, виконане без орієнтації на використовувані надалі програмні і технічні засоби – називається концептуальної (инфологической) моделлю предметної області” [… В будь-якій системі існує дві основні категорії предметів сприйняття, такі як самі об’єкти, що становлять систему (фізичні та інтелектуальні) і взаємозв’язку між цими об’єктами, що характеризують стан системи IDEF5.].

Концептуальна модель предметної області вказує, яка інформація буде міститися, і оброблятися в проектованій системі, не торкаючись питань, як це буде реалізовано. Структура даних, що описує предметну область на інфологіческой рівні, є проблемно-орієнтованої і системно-незалежною, тобто незалежною від конкретної СУБД, операційної системи і апаратного забезпечення.

Визначимо основні поняття необхідні, для побудови концептуальної моделі використовуючи термінологію об’єктно-орієнтованого аналізу Shlaer – Mellor:

1. Поняття об’єкта.

Об’єкт – це таке абстрактне безліч предметів, в якому, всі предмети в цій множині – екземпляри – мають одні і ті ж характеристики. Усі примірники підпорядковані і узгоджені з одним і тим же набором правил і ліній поведінки. Кожен об’єкт в інформаційній моделі повинен бути забезпечений унікальним ім’ям і ідентифікатором. Об’єкти можуть абстрагуватися в клас об’єктів, для представлення об’єктів спеціалізованого призначення мають спільні атрибути.

2. Поняття атрибута.

Всі предмети в реальному світі мають характеристики. Кожна окрема характеристика, яка є спільною для всіх можливих примірників об’єкта, абстрагується в окремий атрибут.

Атрибут – це абстракція однієї характеристики, якою володіють всі абстраговані як об’єкт сутності. Кожен атрибут забезпечується ім’ям, унікальним в межах об’єкта. Безліч атрибутів може об’єднуватися до групи атрибутів і мати ідентифікатор групи атрибутів. Безліч ідентифікаторів груп можуть бути об’єднані в клас і мати ідентифікатор класу.

3. Представлення

Об’єкт, разом зі своїми атрибутами, в інформаційній моделі можна уявити в графічному або текстовому вигляді.

4. Поняття зв’язку

Зв’язок – це абстракція набору відносин, які систематично виникають між різними видами предметів в реальному світі. Реальні предмети повинні бути самі абстраговані як об’єкти. Кожна зв’язок повинен мати унікальний ідентифікатор.

Подання зв’язку в інформаційній моделі може бути текстовим або графічним.

Безумовні зв’язку

Існують три види зв’язку: один – до – одному, один – до – багатьох і багато – ко – багатьом.

Умовні форми зв’язків

В умовній зв’язку можуть існувати екземпляри об’єктів, які не беруть участь в процесі передачі інформації.

Формалізація зв’язків

Для формалізації зв’язку до об’єкта додаються допоміжні атрибути мають посилання на ідентифікатори зв’язків.

Для формалізації зв’язку один – до – багатьох створюють асоціативний об’єкт, який містить посилання на ідентифікатори кожного з беруть участь в моделі об’єктів.

Композиція зв’язку

Деякі зв’язки утворюються як неминучий наслідок існування інших зв’язків.

Висновки.

В результаті проведених досліджень запропонований підхід концептуального моделювання інформаційних систем на основі трьох складових “діаграми об’єктів – дерево функцій – мережевого вистави”. Виконано проектування інформаційної системи аудиторської діяльності.

Схожі статті:


Сподобалася стаття? Ви можете залишити відгук або підписатися на RSS , щоб автоматично отримувати інформацію про нові статтях.

Коментарів поки що немає.

Ваш отзыв

Поділ на параграфи відбувається автоматично, адреса електронної пошти ніколи не буде опублікований, допустимий HTML: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

*

*