Модуль 5. Язык EXPRESS

Модуль 5. «Язык EXPRESS»

Слайд 1. Введение

Слайд 2. Требования к обмену данными

Пояснения

Как уже было сказано ранее, основным предназначением международного стандарта ISO 10303 STEP является организация обмена данными об изделии между разнородными компьютерными системами. Предположим, что нам надо осуществить обмен данными между системой «А» и системой «Б». Во-первых, для этого необходимо единое представление данных об изделии, т.е., по сути, перечень данных, передаваемых между системами. Такие представления данных для различных предметных областей заданы в стандарте STEP. Но этого еще недостаточно. Ведь представление данных об изделии может быть выражено различными способами: на естественном языке, с помощью графической схемы или на искусственном формализованном языке. Поскольку STEP является международным стандартом и, следовательно, имеет огромное количество пользователей, существует необходимость в единой форме представления данных об изделии, чтобы участникам обмена не приходилось предварительно ее обговаривать. Кроме всего прочего, такая форма представления не должна допускать двусмысленную интерпретацию, иначе нормальный обмен будет невозможен. Для решения этой проблемы в стандарте STEP задан единый язык представления данных об изделии, называющийся EXPRESS. Этот язык является формализованным, т.е. допускает только одно толкование информации, представленной с его помощью (в отличие от естественного языка, позволяющего множество толкований). Таким образом, для обмена данными об изделии между системами «А» и «Б» они должны обладать единым представлением данных об изделии, заданным на едином языке представления – языке EXPRESS. Этот язык определен в разделе ISO 10303-11 стандарта STEP.

Слайд 3. Общие сведения о языке

Пояснения

Прежде, чем рассматривать вопрос о том, что может быть задано с помощью языка EXPRESS, необходимо ввести некоторые термины, а именно – «информация», «данные» и «информационная модель». Данные ниже определения не претендуют на общезначимость и распространяются только на стандарт STEP вообще и язык EXPRESS в частности.

Информация – факты, понятия и инструкции. В данном случае факты, понятия и инструкции представлены в произвольном (в том числе, и неформализованном виде). Тогда информация об изделии содержит факты, понятия и инструкции, характеризующие изделие, например, факт «длина изделия равна 20 метрам», понятие «крыло самолета» и инструкция «руководство по ремонту изделия».

Данные – формализованное представление информации, подходящее для передачи, интерпретации и обработки людьми или компьютерами. В этом случае факты, понятия и инструкции уже имеют некоторое четкое формализованное представление, но форма этого представления произвольна. Тогда данные об изделии содержат формализованное представление информации об изделии, например, описание факта с помощью пары «название величины/значение величины», описание понятия с помощью математической модели и описание инструкции с помощью точного алгоритма.

Информационная модель – формализованная модель ограниченного набора фактов, понятий и инструкций, удовлетворяющих некоторым требованиям. Таким образом, информационная модель представляет собой данные, отвечающие некоторым требованиям, например, требованиям к описанию какой-либо предметной области. Тогда информационная модель изделия – это формализованная модель информации, описывающей изделие, ограниченная требованиями к описанию этого изделия. Напомним, что информационная модель изделия является составной частью представления данных об изделии в STEP (интегрированных ресурсов и протоколов применения).

Язык EXPRESS предназначен для спецификации информационных моделей изделия в STEP и, следовательно, выступает в качестве формы представления данных об изделии. Иными словами, язык EXPRESS можно назвать языком информационного моделирования. EXPRESS пригоден исключительно для описания данных, он не содержит никаких средств для их обработки и поэтому не является языком программирования.

EXPRESS не является жестко привязанным к стандарту STEP и данным об изделии вообще. С его помощью можно описать любую предметную область, в том числе и не относящуюся к промышленности. Тем не менее, свое реальное применение EXPRESS пока находит во всевозможных промышленных информационных стандартах:

• ISO 10303 STEP

• ISO 13584 PLIB

• ISO 15531 MANDATE

• ISO 15926 OIL&GAS

• NATO CALS data model (информационная CALS-модель НАТО)

Кроме текстового представления языка EXPRESS, в стандарте STEP задано и его графическое подмножество EXPRESS-G.

Слайд 4. Основные свойства языка

Пояснения

Основными свойствами языка EXPRESS являются:

• Независимость от предметной области. Стандарт STEP задает представления данных об изделии для различных предметных областей, поэтому язык EXPRESS, использующийся в качестве формы представления, должен быть нейтральным по отношению к предметной области. Кроме того, как уже говорилось, EXPRESS используется в других промышленных стандартах и может быть применен даже вне промышленности.

• Независимость от методов реализации обмена данными. В STEP для реализации обмена одними и теми же данными могут быть использованы два разных метода реализации – обменный файл или программный интерфейс SDAI. Для того, чтобы в обоих методах реализации можно было использовать одну и ту же информационную модель, язык EXPRESS, задающий эту модель, должен быть независимым от методов реализации.

• Независимость от программных средств реализации обмена данными. Стандарт STEP является независимым от программно-аппаратной платформы прежде всего потому, что используется для организации обмена данными между различными компьютерными системами. Все это относится и к языку EXPRESS.

• Поддержка модульности информационных моделей и связей между ними. Информационная модель изделия в STEP очень велика и обладает значительной сложностью. Кроме того, информационные модели различных предметных областей частично пересекаются. Таким образом, возникает потребность в разделении больших информационных моделей на более мелкие части, чтобы, с одной стороны, упростить модели, а, с другой стороны, избежать избыточности, задав схожие части моделей один раз (как это сделано в интегрированных ресурсах STEP). К тому же, хотя информационная модель расчленяется на более мелкие части, взаимосвязи между ее элементами, попавшими в разные «куски», должны быть сохранены. Таким образом, язык EXPRESS должен позволять связывать между собой несколько более мелких информационных моделей в единое целое путем задания связей между их элементами.

• Воспринимаемость информационной модели как человеком, так и компьютером. С одной стороны, информационные модели на языке EXPRESS используются для обмена данными между компьютерными системами, поэтому язык EXPRESS должен быть жестко формализованным, оставляя лишь единственный способ интерпретации заданной на нем информации. С другой стороны, информационные модели на EXPRESS создаются людьми (а также могут быть использованы ими для анализа предметной области), поэтому модель на EXPRESS должна быть достаточно наглядной, чтобы в ней можно было разобраться человеку.