концептуальная модель данных

Гарипов Олег
E-mail: oleg.garipov@gmail.com
Концептуальные модели
представления гетерогенных
данныхданных
Содержание доклада
Что есть концептуальное моделирование
Виды концептуальных моделей данных
Достоинства и недостатки различных КМД
Чему должны удовлетворять новые модели?
Концептуальное моделирование
• КМ - деятельность формального описания
некоторых аспектов физического и
социального мира вокруг нас для
понимания этих аспектов и коммуникации
[Малопулос]
• Концептуальное моделирование (КМ)
предметной области (ПО) – моделирование
понятий (концептов) и концептуальных
структур ПО [Когаловский]
Концептуальное моделирование
• Концептуальная модель ПО в
технологиях БД - это концептуальная схема
(КС) базы данных
• Инструмент представления
концептуальной схемы - концептуальная
модель данных.
Концептуальные модели данных
• Модель «сущностей-связей »(ER-модель) ( Чен ).
• Модель «объектов-ролей» ORM ( Фалкенберг ) / NIAM (
Найсен )
• Расширенная реляционная модель RM/T ( Кодд )
• Функциональная модель DAPLEX ( Шипмана ).
• Семантические сети
• Онтологии
• И т.д
ER модель (пример)
ER – модель
• Предложена Ченом в 1972 году
• Наиболее распространенная модель.
• Фрагменты ПО представляются как множество
сущностей с множеством связей.
• Удобный способ представления структуры
данных
• Недостатки
▫
▫
▫
▫
Отсутствие аппарата формальных преобразований
Чувствительна к изменению атрибутов
Влияет на реализацию
Далека от естественного языка
Модель Object-Role (ORM)
(пример)
Модель Object-Role (ORM)
• Модель, основанная на фактах
• Факты рассматриваются как отношения
• Недостатки:
▫ Факты из взаимосвязей фактов не вытекает
взаимосвязь типов объектов
▫ Семантически не полная модель
• Плюсы:
▫
▫
▫
▫
Близки к естественному языку
Понятны не техническим специалистам
Богатая графическая нотация
Семантическая стабильность
Более подробно: www.orm.com
Функциональные модели
• Первые разработки Sibley и Kershberg
[1977]
• Модель Shipman’а. Язык DAPLEX [1979]
• Разработка языка FDL. Poulovassilis [1990]
Функциональная модель
СУЩНОСТИ И
ОТНОШЕНИЯ ФУНКЦИИ
Функциональные модели
• Достоинства:
▫ Позволяет смотреть рассматривать объекты по
отдельности и в «совокупности»
▫ Динамическая
▫ Строгая типизация
▫ Математическая основа
• Недостатки
▫ Тяжелая для понимания
▫ Необходимо знание теории функций
Модели на семантических сетях
• В основе моделей – семантическая сеть.
• Общий случай: 𝑆=(𝑂,𝑅1,𝑅2,…,𝑅𝑘)
Пример семантической сети
Расширенная семантическая сеть:
Every parents loves their childs
Семантические сети
• Достоинства:
▫ Наглядность
▫ Возможность описывать данные в виде связей
структур
▫ Преобразования в логику первого порядка
• Недостатки
▫ Трудное графич. представление больших
сетей
▫ Трудность обработки информации
▫ Трудность получения знания
▫ Сложность поиска в сети
Онтологии
• МакГраф: онтология – теория о
существующих понятиях, независимых от
определенного языка или языков, которым
они описаны.
• 2 вида
▫ Формальные
▫ Лингвистические
Проблемы интеграции средствами
онтологий
• Конфликты измерений
▫ «Цена продукта» ( Доллар vs. Рубль )
• Конфликты контекста
▫ «Вес человека» (зависит от времени
взвешивания)
• Конфликты представления
▫ «Студент» ( «Имя» + «Фамилия» vs. «ФИО» )
• Конфликты имен
▫ «Статус человека» ( тип занятости vs.
семейный статус)
Онтологии
• Достоинства:
▫ Распределенное создание
▫ Возможность трактовки понятий с различных
точек зрения
• Недостатки
▫ Сохранение целостности в процессе развития
▫ Сложность интеграции
▫ Неточность, избыточность информации
Требования к модели гетерогенных
данных
• Строгая типизация
• Легкость развития модели
• Независимость от реализации ИС
• Совместить модель данных и модель знаний
• Модель данных должна иметь удобную
нотацию представления.
Требования к моделям гетерогенных
данных
• Должны существовать механизмы
проверки целостности,
непротиворечивости и избыточности
данных
• Должна позволять рассматривать данные
с различных точек зрения
• Повторное использование.
The End
• Спасибо!
• Вопросы?
Гарипов Олег
Oleg.garipov@gmail.com