Построение концептуальной модели

На этапе построения концептуальной модели создается целостное, системное описание используемых знаний, отражающее сущность функционирования проблемной области. От качества построения концептуальной модели проблемной области во многом зависит, как часто в дальнейшем будет выполняться перепроектирование базы знаний. Качественно разработанная концептуальная модель может только уточняться (детализироваться или упрощаться), но не перестраиваться.

Результат концептуализации проблемной области обычно фиксируется в виде наглядных графических схем на объектном, функциональном и поведенческом уровнях моделирования:

· объектная модель описывает структуру предметной области как совокупности взаимосвязанных объектов;

· функциональная модель отражает функциональное взаимодействие объектов;

· поведенческая модель рассматривает взаимодействия объектов во временном аспекте.

Первые две модели описывают статические аспекты функционирования проблемной области, третья – динамику изменения ее состояния. Естественно, что для различных классов задач могут требоваться разные виды моделей, а следовательно, и ориентированные на них методы представления знаний. Рассмотрим каждую из представленных видов моделей.

Объектная мо дель отражает знание о составе объектов, их свойств и связей.

В качестве важнейших типизированных видов отношений рассматриваются следующие отношения:

· "род" – "вид" (обобщение);

· "целое" – "часть" (агрегация);

· "причина" – "следствие";

· "цель" – "средство";

· "функция" – "аргумент";

· "ассоциация";

· "хронология";

· "пространственное положение" и др.

Как правило, объектное знание представляется графически средствами ER-моделей (модель "Сущность – Связь") [15].

Функциональная модель описывает преобразования фактов, а также зависимости между ними.

Функциональную зависимость фактов можно трактовать как отражение следующих отношений фактов:

· "Причина" – "Следствие".

· "Средство" – "Цель".

· "Аргумент" – "Функция".

· "Ситуация" – "Действие".

Функциональная модель строится путем последовательной декомпозиции целей, а именно: для цели определяются подцели, для которых также устанавливаются подцели, и так далее, пока в качестве подцелей не окажутся исходные показатели (процесс декомпозиции "сверху" – "вниз"). Каждой цели (подцели) соответствует некоторая задача (подзадача), которая не может быть решена, пока не будут достигнуты ее нижестоящие подцели (решены подзадачи). Таким образом, функциональная модель отражает в обобщенной форме процесс решения характерных для нее задач.

Рис. 2.2. Дерево целей – граф "И – ИЛИ";

Обычно функциональные зависимости фактов представляются графически в виде " деревьев" целей или графов "И" – "ИЛИ" (рис. 2.2), в которых каждый зависимый факт представляет собой целевую переменную – корневую вершину, а определяющие его факты-аргументы – cвязанные с корнем подчиненные вершины, условие конъюнкции (совместности событий) представляется пересекающей дугой, а условие дизъюнкции (независимости событий) никак не обозначается, причем если какой-либо факт-аргумент, в свою очередь, определяется другими фактами-аргументами, то он становится подцелью.

Поведенческая модель отражает изменение состояний объектов в результате некоторых событий, влекущих за собой выполнение определенных действий (процедур). Состояние объекта – это изменяющиеся во времени значения какого-либо свойства. Набор действий, связанных с некоторым событием, составляет поведение объекта, которое выражается в виде правил или процедур. При создании поведенческой модели устанавливаются связи объектов и изменения их состояний. Как правило, событие отражается в форме сообщения, посылаемого объекту. Пример поведенческой модели в виде потока событий представлен в табл. 2.4.

Таблица 2.4

ЗАКАЗ

СОБЫТИЕ (Сообщение)	ПОВЕДЕНИЕ (Действие)	СОСТОЯНИЕ (Жизненный цикл)
Оформляется	Создание заказа Проверка выполнимости	Оформлен
Откладывается	Заказ у производителя	Отложен
Выполняется	Отправляется Выписываются платежные документы	Выполнен
Оплачивается	Уничтожение заказа	Оплачен