На этом шаге мы рассмотрим основные понятия информационного моделирования.
Остановимся на информационных моделях, отражающих процессы возникновения, передачи, преобразования и использования информации в системах различной природы. Начнем с определения простейших понятий.
Экземпляром будем называть представление предмета реального мира с помощью некоторого набора его характеристик, существенных для решения данной информационной задачи (служащей контекстом построения информационной модели). Множество экземпляров, имеющих одни и те же характеристики и подчиняющиеся одним и тем же правилам, называется объектом.
Рис.1. Пример абстрагирования при построении информационной модели
Таким образом, объект есть абстракция предметов реального мира, объединяемых общими характеристиками и поведением.
Информационнаямодель какой-либо реальной системы состоит из объектов. Каждый объект в модели должен быть обеспечен уникальным и значимым именем (а так же идентификатором, служащим ключом для указания этого объекта, связи его с другими объектами модели). Таким образом обозначение, наименование объекта – это элементарная процедура, лежащая в основе информационного моделирования.
Объект представляет собой один типичный (но не определенный) экземпляр чего-то в реальном мире и является простейшей информационной моделью.
Объекты представляют некие "сущности" предметов реального мира, связанные с решаемой задачей.
Большинство объектов, с которыми приходится встречаться, относятся к одной из следующих категорий:
- реальные объекты;
- роли;
- события;
- взаимодействия;
- спецификации.
Реальный объект – это абстракция физически существующих предметов. Например, на автомобильном заводе это кузов автомобиля, двигатель, коробка передач; при перевозке грузов это контейнер, средство перевозки.
Роль – абстракция цели и назначения человека, части оборудования или учреждения (организации). Например, в университете как в учебном заведении это студент, преподаватель, декан; в университете как в учреждении это приемная комиссия, отдел кадров, бухгалтерия, деканат.
Событие – абстракция чего-то случившегося. Например, поступление заявления в приемную комиссию университета, сдача экзамена.
Взаимодействия – объекты, получаемые из отношений между другими объектами. Например, сделка, заключение договора между двумя сторонами, свидетельство об образовании.
Объекты спецификации используются для представления правил, стандартов или критериев качества. Например перечень знаний умений и навыков выпускника математического факультета, рецепт приготовления фотопленки.
Для каждого объекта должно существовать его описание – короткое информационное утверждение, позволяющее установить, является ли некоторый предмет экземпляром объекта или нет. Например, описание объекта "абитуриент университета" может быть следующим: человек в возрасте до 35 лет, имеющий среднее образование, подавший в приемную комиссию документы и заявление о приеме.
Предметы реального мира имеют характеристики (такие, например, как имя, название, регистрационный номер, дата изготовления, вес и т. д.). Каждая отдельная характеристика, общая для всех экземпляров объекта, называется атрибутом. Для каждого экземпляра атрибут принимает определенное значение. Так, объект Книга имеет атрибуты: Автор, Название, Год издания, Число страниц.
У каждого объекта должен быть идентификатор – множество из одного или более атрибутов, значения которых определяют каждый экземпляр объекта. Для книги атрибуты Автор и Название совместно образуют идентификатор. В то же время Год издания и Число страниц идентификаторами быть не могут, так как не определяют объект. Объект может иметь и несколько идентификаторов, каждый из которых составлен из одного или нескольких атрибутов. Один из них может быть выбран как привилегированный для соответствующей ситуации.
Объект может быть представлен вместе со своими атрибутами несколькими различными способами. Графически объект может быть изображен в виде рамки, содержащей имя объекта и имена атрибутов. Атрибуты, которые составляют привилегированный идентификатор объекта, могут быть выделены (например, символом * слева от имени атрибута):
Рис.2. Графическое представление объекта
В эквивалентном текстовом представлении это может иметь следующий вид:
Книга (Автор, Название, Год издания, Количество страниц).
Привилегированный идентификатор подчеркивается.
Еще одним способом представления объекта информационной модели является таблица. В этой интерпретации каждый экземпляр объекта является строкой в таблице, а значения атрибутов, соответствующих каждому экземпляру, - клетками строки.
| Автор | Книга | ||
|---|---|---|---|
| Название | Год издания | Число страниц | |
| Грин А. | Бегущая по волнам | 1988 | 279 |
| Стивенсон Р. | Остров сокровищ | 1992 | 269 |
| Скотт В. | Ричард Львиное Сердце | 1993 | 349 |
| Гончаров И. А. | Обрыв | 1986 | 598 |
Можно классифицировать атрибуты по принадлежности к одному из трех различных типов:
- описательные;
- указывающие;
- вспомогательные.
Описательные атрибуты представляют факты, внутренне присущие как каждому экземпляру объекта. Если значение описательного атрибута изменится, к ко говорит о том, что некоторая характеристика экземпляра изменилась, но сам экземпляр остался прежним.
Указательные атрибуты могут использоваться как идентификаторы (или идентификаторов) экземпляра. Если значение указывающих атрибутов изменится, то это говорит лишь о том, что новое имя дается тому же самому экземпляру.
Вспомогательные атрибуты используются для связи экземпляра одного объекта с экземпляром другого объекта.
Рассмотрим пример:
Автомобиль
*гос.номер
*марка
цвет
владелец
Атрибут "цвет" является описательным, атрибуты "гос.номер" и "марка" - указательными, атрибут "владелец" - вспомогательным, служащим для связи экземпляра объекта Автомобиль с экземпляром объекта Автолюбитель. Если значение вспомогательного атрибута изменится, это говорит о том, что теперь другие экземпляры объектов связаны между собой.
На следующем шаге мы рассмотрим связи между объектами.
