14.2. Модели структуры информационной системы поддержки принятия решений
После анализа требований и сценариев использования информационной системы предметом деятельности разработчиков на каждом цикле разработки является создание концептуальной модели для прецедентов текущего цикла. Концептуальная модель – это представление понятий в терминах предметной области, которое закладывает основу для построения онтологии. Концептуальная модель не только позволяет выделить существенные понятия, но и помогает составить словарь терминов предметной области и определить связи между ними. Концептуальная модель включает диаграммы классов и представляет собой средство общения между экспертом и инженером знаний для выявления знаний о предметной области и разработки логической структуры базы знаний.
Диаграммы классов (англ. – class diagrams). Диаграммы классов описывают статическую структуру классов. На детальном уровне (уровне спецификаций и уровне реализаций) диаграммы определяют структуру программных классов. Моделирование описания свойств объектов предметной области и отношений между объектами необходимо производить в соответствии с принципами абстракции, инкапсуляции, наследования, полиморфизма [37-42].
Абстракция выделяет существенные характеристики некоторого объекта, отличающие его от всех других видов объектов и, таким образом, четко определяет его концептуальные границы с точки зрения наблюдателя. Абстрагирование включает понятия агрегации и обобщения.
Агрегация – это такая абстракция, которая превращает связь между объектами в некоторый агрегированный объект более высокого уровня. Осуществляя такую абстракцию, мы можем игнорировать многие детали этой связи. Приведем пример агрегации из области эксплуатации вычислительных сетей: определенная связь между некоторым признаком пользователя (например, именем), паролем и датой может быть абстрагирована как объект "регистрация пользователя". Можно при этом мыслить о "регистрации", не задумываясь о всех деталях рассматриваемой связи, например о номере телефона провайдера, продолжительности предоставления услуг связи и других деталях.
К веденному ранее определению отношения наследования можно добавить, что наследование – это абстракция, превращающая класс объектов в родовой объект. Предполагается, что для всех объектов (индивидуальных, агрегатных, родовых) должна существовать унифицированная интерпретация в моделях реального мира. В качестве примитивов для определения таких моделей разработаны новые типы данных, названные родовыми.
Осуществляя такую абстракцию, мы можем игнорировать многие индивидуальные различия между объектами. Например, родовой объект «правило» есть обобщение, примерами которого являются правила адаптации и правила получения признаков состояния объекта, наследующие свойства родового объекта.
Определенные с помощью таких принципов модели структурируются как множество иерархий агрегации, пересекающееся с множеством иерархий обобщения. В точках пересечения появляются абстрактные объекты. При разработке ИСППР отношение наследования свойств используется для представления иерархии знаний, например, для представления категорий прецедентов проблемных ситуаций.
Важной особенностью концептуальной модели является то, что в число базовых понятий включено отношение между объектами. В результате стали выразимы отношения "состоять из", "реализовывать", "владеть", "зависеть" и т.п., необходимые как с технической точки зрения (без них не описать информационную систему и не проанализировать ее с точки зрения безопасности), так и с точки зрения погружения системы в среду, которую она (система) должна обслуживать.
В языке UML определены 4 типа отношений: зависимость, ассоциация, обобщение, реализация.
Зависимость – это семантическое отношение между двумя сущностями, при котором изменение одной из них, независимой, может повлиять на семантику другой, зависимой. Ассоциация – структурное отношение, описывающее совокупность связей; связь – это соединение между объектами. Отношение обобщения – отношение «специализация/обобщение», при котором объект специализированного элемента (потомок) может быть подставлен вместо объекта обобщенного элемента (родителя или предка). Реализация – это семантическое отношение между классификаторами.
Названия классов на диаграмме выбираются в соответствии с понятиями предметной области. Прием идентификации понятий состоит в выделении существительных из текстовых описаний предметной области и их выборе в качестве «кандидатов» на понятие или атрибут.
Рис. 2.15. Диаграмма архитектуры информационной системы
поддержки принятия решений
Если система содержит большое количество классов, они могут быть объединены в пакеты (например, пакеты «База знаний», «Объекты сложной динамической системы», «Электронная инструкция» и другие). Пакет UML – это группировка любых элементов модели, используемая для наглядности иллюстрации архитектуры системы.
На рис. 2.15 приведена диаграмма архитектуры информационной системы поддержки принятия решений, разработанная с учетом последующей реализации ИСППР как Web – приложения.