Лекции / 3. Методы структурирования информации. Концептуальная модель предметной области. Формализация и классификация знаний
.pdf
Каждая таблица характеризуется:
-названием
-количеством столбцов и их названиями
-количеством строк и их названиями
-содержанием ячеек
В связи с этим основными элементами таблицы являются:
-Запись – строки таблицы, которые могут содержать данные разных типов, но относящиеся к одному объекту
-Поля – столбцы таблицы, содержащие данные одного типа
-Атрибуты – конкретные значения в ячейках
Если заголовки строк и столбцов многоуровневые, то уровни заголовков столбцов – ярусы, уровни заголовков строк –
ступени.
Этапы приведения данных к табличному виду:
•Анализ информации и выделение объектов
•Выделение свойств объектов и выделение отношений между ними
•Определение: можно ли объекты объединить в подмножества
•Определение общего количества столбцов и порядка их расположения
•Определение наименований столбцов и типа данных
•Выбор порядка размещения строк и определение названия
•Занесение в ячейки таблицы атрибутов данных
Ориентированным графом (англ. directed graph) G называется пара
G = (V,E),
где V — множество вершин (англ. vertices), а E V×V — множество рёбер.
Конечным графом (англ. finite graph) G называется граф, в котором множества V и E — конечны.
Следует заметить, что большинство рассматриваемых нами графов — конечны.
Ребром (англ. edge, дугой (англ. arc), линией (англ. line)) ориентированного графа называют упорядоченную пару вершин (v,u) E.
Примеры графов
Дерево (англ. tree) — связный ациклический граф
Связность означает наличие маршрута между любой парой вершин, ацикличность — отсутствие циклов. Отсюда, в частности, следует, что число рёбер в дереве на единицу меньше числа вершин, а между любыми парами вершин имеется один и только один путь.
Лес — множество деревьев.
Теорема Кэли о числе деревьев — явное выражение для числа деревьев с данным числом пронумерованных вершин.
Число различных деревьев на n вершинах, пронумерованных числами от 1 до n равно
Полный список деревьев на 2, 3 и 4 вершинах
В теории графов транспортная сеть — ориентированный граф G=(V,E) , в котором каждое ребро E имеет неотрицательную пропускную способность
c(u,v) ≥ 0 и поток f(u,v).
Выделяются две вершины: источник s и сток t такие, что любая другая вершина сети лежит на пути из s в t. Транспортная сеть может быть использована для моделирования, например, дорожного трафика.
Целочисленная транспортная сеть — транспортная сеть, все пропускные способности рёбер которой — целые числа.
В теории оптимизации и теории графов, задача о максимальном потоке заключается в нахождении такого потока по транспортной сети, что сумма потоков из истока, или, что то же самое, сумма потоков в сток максимальна.
Может быть решена с помощью алгоритма линейного программирования или алгоритм Форда-Фалкерсона.
Задача о потоке минимальной стоимости состоит в нахождении самого дешёвого способа передачи определённого количества потока через транспортную сеть.
Задача о потоке минимальной стоимости может быть решена с помощью линейного программирования.
Характерные особенности каждого вида структурированных данных:
-таблица задает зависимость параметров (атрибутов) объекта от видов объекта
-дерево отражает зависимость объекта или центрального элемента системы от других элементов, находящихся в определенном соподчинении
-сеть задает пространственную зависимость элементов системы одного типа
-граф тоже отражает пространственную зависимость, но только элементов различных типов
Данными называют информацию фактического характера, описывающую объекты, процессы и явления предметной области, а также их свойства. В процессах компьютерной обработки данные проходят следующие этапы преобразований:
•исходная форма существования данных (результаты наблюдений и измерений, таблицы, справочники, диаграммы, графики и т.д.);
•представление на специальных языках описания данных, предназначенных для ввода и обработки исходных данных в ЭВМ;
•базы данных на машинных носителях информации.
Знания являются более сложной категорией информации по сравнению с данными. Знания описывают не только отдельные факты, но и взаимосвязи между ними, поэтому знания иногда называют структурированными данными.
Знания могут быть получены на основе обработки эмпирических данных. Они представляют собой результат мыслительной деятельности человека, направленной на обобщение его опыта, полученного в результате практической деятельности.
Знание — результат познания, который можно логически или фактически обосновать, и эмпирически или практически проверить.
•Согласно распространённой трактовке современной эпистемологии, знание — это реальное положение дел, обоснованное фактами и рациональными аргументами убеждение человека. Говоря о знании, чаще всего подразумевают отражение действительности в сознании человека.
•Знание индивида (или группы индивидов) — это обладание информацией, позволяющей решить какую-либо задачу. Знание противоположно незнанию (отсутствию информации), но противопоставляется также и вере.
•В самом широком смысле слова, в философской интерпретации, знание — это образ реальности
субъекта в форме понятий и представлений.
Обычно знание объективируется, фиксируется, выражается в языке или какой-либо другой знаковой системе, знаковой форме. Однако в зависимости от того, что понимать под знанием, можно и утверждать, что знание может быть также зафиксировано в чувственных образах, получено путём непосредственного восприятия.