Понятие модели и моделирования
Организация информации
Структурирование информации
Информационное пространство экономических объектов
Под информационным пространством некоторого объекта понимается совокупность всех информационных компонентов этого объекта или множества объектов независимо от способов и средств отображения этих компонентов.
Одна из важнейших характеристик информационного пространства - степень его структурированности.
Под структурированностью понимается такое свойство информационного пространства, при котором все содержание и особенности этого пространства представляются его компонентами и взаимосвязями между ними, выраженными в явном виде.
В зависимости от степени структурированности информационного пространства выделяется следующих пять его видов.
Неструктурированное пространство – это то, для которого характерно, что структурированность его компонентов информации встречается редко.
Примером неструктурированного информационного пространства является разговорная речь, хотя некоторые элементы структурированности в ней могут присутствовать.
Слабо структурированное информационное пространство то, в котором полностью структурированы только отдельные компоненты.
Примером может служить письменный язык, в котором выполняются правила синтаксиса.
Структурированное информационное пространство характеризуется существенным преобладанием структурированных компонентов, информация в нем документирована, широко используется кодирование для обеспечения однозначной трактовки тех или иных понятий. Примером может служить экономическая информационная система.
|
|
|
Формализованно структурированное информационное пространство – это пространство, где в явном виде существуют описания информационных образований, в которых определены не только информационные структуры и связи, но и алгоритмы получения значений любого элемента данных. Примером может служить автоматизированная информационная система.
Машинноструктурированное информационное пространство – это то, в котором описаны все информационные образования, в том числе формы входных и выходных документов. Типичным примером может служить база данных.
Моделирование предметной области
Любое предприятие или организация представляет собой совокупность различного рода ресурсов связанных между собой процессами. Ресурсами могут быть: рабочие и служащие, сырье и материалы, оборудование, электроэнергия и т.д. Процесс – это последовательность действий необходимая для преобразования одного вида ресурса в другой. На процесс накладывается технология выполнения этого процесса. Технология в данном случае – это совокупность методов и способов выполнения этого процесса. В зависимости от используемой технологии конечный ресурс может обладать разными свойствами, т.е. быть разного качества.
|
|
|
С целью получения единого представления о взаимодействии ресурсов и процессов, их можно описать в терминах предметной области.
Предметной областью может быть область объектов, универсум рассуждения, универсум рассмотрения, или просто универсум, класс (множество) объектов, рассматриваемых в пределах данного контекста. Под контекстом здесь может пониматься отдельное рассуждение или выражающая его фраза, или совокупность фраз, фрагмент научной теории или теория в целом. Если мы говорим о работе автоматизированной системы управления предприятием, то предметной областью будет все это предприятие. Если мы говорим об автоматизации отдельной задачи, решаемой на этом предприятии, то предметной областью будет вся необходимая для решения этой задачи совокупность объектов, описывающих их свойств, взаимосвязей между этими объектами и процессов, в которых они участвуют.
Предметной областью называется множество взаимосвязанных объектов, свойства которых и отношения между которыми рассматриваются в пределах данного контекста.
|
|
|
Объект – это сущность, которая четко проявляет свое поведение. Объектом может быть нечто материальное, например, предмет, который можно потрогать. Объектом может быть и не материальное, например, явление, понятие или совокупность сведений, если это явление или понятие проявляет свое поведение и это поведение можно описать достаточным количеством свойств.
Для каждой предметной области свойства объекта или его поведения могут рассматриваться разные. Например, человек в Университете Управления (т.е. в месте своей деловой активности) может быть студентом, преподавателем или сотрудником. Если он студент, то для его описания потребуются такие свойства, как: институт, курс, группа, ФИО, номер студенческого билета, количество задолженностей и т.д. Если этот же человек, едет в метро, то количество его задолженностей не имеет значения. Для этой предметной области существенно: сколько ему лет, хорошо ли он воспитан, не имеет ли он увечий и входит ли в круг присущих ему свойств – уступать место инвалидам, лицам с детьми и пожилым людям.
Объекты объединяются по присущим им общим свойствам во множества, называемые типами объектов, которые для каждой предметной области могут быть свои, но могут быть и общими типами. Например, для ГУУ типами объектов являются студенты, преподаватели, сотрудники, аудитории, читаемые дисциплины, проводимые контрольные мероприятия и т.д. Тип объекта охватывает множество экземпляров объектов. Экземпляр объекта – это каждый отдельный объект, который обладает своим уникальным (только ему присущим) свойством. Если рассматривать тип объекта «студент», то ФИО студента не может быть его уникальным свойством, т.к. потенциально в этой предметной области может присутствовать другой «студент», обладающий такими же и фамилией, и именем, и отчеством и даже может с первым учиться в одной группе.
|
|
|
Типы объектов могут объединяться для формирования новых типов по принципу «множество, элементами которого являются другие множества».
Свойства объекта или его поведения – это характеристика объекта, которая присуща ему в определенный момент времени. Два экземпляра одного типа объекта являются различными, если они отличаются по значению хотя бы одного свойства.
Деятельность, которая развернута во времени, охватывается понятием «взаимодействие объектов». Взаимодействие объектов называется факт участия нескольких объектов в каком-либо процессе, который протекает во времени и в пространстве.
Свойством взаимодействия называется такое свойство, которое характеризует совместное поведение объектов, но не относится ни к одному из них в отдельности. Количество изделий, произведенных за определенный день, является свойством взаимодействия, но никак не характеризует объекты «рабочий», «материал», «оборудование», взятые по отдельности
Предполагается, что представление объекта или процесса сводится к указанию его свойств, существенных специфических характеристик, информационным отображением которых служат атрибуты. Вопрос о выражении сущности объектов с помощью того или иного набора свойств решается путем расширения набора свойств, описывающих объект, чем достигается более полное представление об их сущности.
Существуют две основные единицы информации — атрибут и составная единица информации (СЕИ). Атрибут описывает определенное свойство объекта и соответствует понятию "переменная" в языках программирования.
Некоторые атрибуты обладают интересным свойством. Зная значение одного из них, можно определить значения, которые принимают другие атрибуты этого же объекта. Например, по номеру студенческого билета возможно установить его имя студента, институт, курс, группу и все его задолженности. Ключевыми атрибутами, называются специфические характеристики,которые однозначно определяют (идентифицируют) конкретные экземпляры объектов.
Составной единицей информации (СЕИ) в данном случаеназывается набор из атрибутов и, возможно, других СЕИ. Множество атрибутов объединяется в одну СЕИ по следующим принципам:
· соответствующие атрибуты описывают один и тот же факт или экономический процесс;
· значения атрибутов, входящих в СЕИ, возникают одновременно, связаны логическими или арифметическими соотношениями. Значения атрибутов и называют данными.
Простейший пример СЕИ — это ФИО, состоящее из фамилии, имени и отчества человека. Еще один распространенный пример - это адрес состоящий, как правило, из почтового индекса, страны, города, улицы, № дома, № квартиры и ФИО получателя.
Компьютерная организация информации выглядит следующим образом: данные выстраиваются иерархически от битов к байтам, далее переходя к полям, записям, файлам, базам данных и информационным хранилищам.
Бит – это один двоичный разряд.
Байт – это восемь двоичных разрядов.
Поле – это определенное свойство (или атрибут) объекта, которое присуще множеству однотипных объектов.
Запись – это все необходимое множество свойств (атрибутов, полей), которые описывают один конкретный объект.
Файл – поименованная совокупность связанных однотипных записей, хранящихся во внешней памяти компьютера и рассматриваемых как единое целое. Обычно файл однозначно идентифицируется указанием имени файла, его расширения и пути доступа к файлу. Каждый файл состоит из атрибутов и значений атрибутов. Различают текстовые, графические и звуковые файлы.
Файлы могут храниться в виде отдельных единиц, могут быть объединены в папки (директории) или в базы данных.
Для решения каждой конкретной задачи при автоматизированной обработке информации простейший подход состоит в разработке одной или нескольких специальных прикладных программ (ПП) и использование одного или нескольких файлов. Но для каждого из них в программу необходимо включить такие операции, как добавление, удаление, замена, поиск записей. Кроме этого, некоторые элементы (имя, номер, адрес) неизбежно используются несколькими программами, а значит, и хранятся в нескольких файлах. Это делает проблематичным обеспечение “непротиворечивости” данных, так как обновление (актуализацию) необходимо проводить одновременно в нескольких файлах. Между атрибутами существует некоторая взаимосвязь, например, между ФИО студента и количеством сданных им экзаменов. Однако когда файлы реализованы в виде отдельных единиц, установить связь между элементами затруднительно или вообще невозможно. Существует также ограничение по доступности. Информация должна подаваться пользователю быстро, а если она разбросана по разным файлам, доступность ее ограничена. Из-за избыточности данных в файлах трудно реализовать изменения в предметной области, которые возникают достаточно часто.
Для решения всех этих проблем разработаны обобщенные "методы доступа". Обобщенные “методы доступа”, обеспечивающиеся универсальными программами, освобождают программиста от кодирования, тестирования и отладки стандартных блоков. Универсальные программы доступа, называемые системами управления базами данных (СУБД) гарантируют также определенную степень независимости данных от их физического хранения.
Только с появлением языков программирования, позволяющих создавать типизированные файлы, стало возможным существенно продвинуться в развитии технологий баз данных. Типизированные файлы позволили разработчикам создать комплексы взаимосвязанных данных, увеличить скорость обработки хранящихся данных, создавать разветвленные структуры данных, которые при некоторой обработке превращались в информацию. Таким образом, возникла необходимость в моделировании данных и дальнейшем представлении их с помощью изученных технологий организации данных в компьютере.
Для того чтобы пользователь мог работать с базой денных ему нужны два компонента:
- приложение – компьютерная программа, которую пользователь запускает. Эта программа обеспечивает доступ пользователя к базе данных;
- система управления базами данных (СУБД) – это компьютерная программа, недоступная пользователю, но через которую приложение пользователя может обрабатывать информацию в базе данных. Эта программа обеспечивает распределение прав доступа к данным, обработку данных, контроль за целостностью и структурами данных.
Классификацию систем управления базами данных смотри на рис. 55.
Такое разделение СУБД на классы не случайно, поскольку в зависимости от пользователей, пользующихся СУБД, и предметной областью, для которой СУБД используется, выделяются разные средства.
Пользовательские СУБД отличаются от остальных СУБД такой особенность, что могут быть использованы непрофессиональными пользователями, которые хотят учитывать большие объемы информации в базах данных. В этих СУБД имеется достаточно хорошо развитый механизм обработки простейших баз данных со стандартным набором команд и пользователю практически нет необходимости серьезно изучать методы обработки данных в базах данных.
Рис. 55. Классификация СУБД
СУБД среднего уровня отличаются сложностью в работе, когда с ней могут работать, как правило, профессиональные пользователи и разработчики баз данных, но объемы информации достаточно невелики, что нет необходимости использовать сложные СУБД. Данный класс СУБД обладает большим набором возможностей по проектированию и моделированию баз данных по сравнению с пользовательскими СУБД. К разработчикам предъявляются достаточно серьезные требования по знанию программирования и теории проектирования и моделирования баз данных.
СУБД сложных систем, как правило, применяются при проектировании информационных систем на уровне больших предприятий, корпораций, муниципальном и государственном уровнях. Естественно, что, применяя их на таких уровнях, необходимо обрабатывать достаточно быстро очень большие объемы информации. В этих СУБД заложены передовые технологии по поиску и хранению информации в базах данных, имеются развитые технологии организации хранилищ данных и использования OLAP и OLTP технологий.
СУБД для языков программирования не используется, как самостоятельный программный продукт, а является модулем для современных языков программирования. В них заложен минимальный набор функциональных возможностей по обработке баз данных. Вся остальная обработка информации в базах данных осуществляется на основании приложения, которое использует конечный пользователь.
База данных - по законодательству РФ - объективная форма представления и организации совокупности данных, систематизированных таким образом, чтобы эти данные могли быть найдены и обработаны с помощью ЭВМ.
Хранилище данных - предметно-ориентированная информационная корпоративная база данных, предназначенная для подготовки отчетов, анализа бизнес-процессов и поддержки принятия решений. Хранилище данных состоит из большого числа баз данных и представляет пользователям и прикладным программам информацию, подготовленную в нужном виде.
Понятие модели и моделирования
Модель представляет собой совокупность объектов и отношений между ними, которая адекватно описывает лишь некоторые свойства моделируемой системы. Модель является лишь одним из многих возможных толкований системы. Это толкование должно устраивать пользователя в данной ситуации, в данный момент времени.
Для модели в общем случае характерны четыре свойства:
· уменьшенный масштаб (размер) модели, точнее, ее сложность, степень которой всегда меньше, чем у оригинала. При построении модели сознательно вводятся упрощения;
· сохранение ключевых соотношений между разными частями;
· работоспособность, т.е. возможность в принципе работать, как оригинал - моделируемый объект (во всяком случае, похожим образом);
· адекватность действительным свойствам оригинала (степень достоверности).
Важно также подчеркнуть, что любая модель отражает точку зрения той или иной группы проектировщиков. Каждой модели присущи свои цели и задачи, и поэтому объект бизнеса, представляющий собой сложный комплексный организм, как правило, описывается некоторым набором моделей, в совокупности образующих общую модель данной бизнес-системы.
Использование множества моделей приводит к необходимости их классифицировать. При различных целях одни и те же объекты могут классифицироваться по-разному. Классификация не является самоцелью, она диктуется потребностями теории и практики. Целесообразная классификация моделей обеспечивает удобство при выборе методов моделирования и получение желаемых результатов.
К важнейшим признакам, по которым проводится классификация моделей, относятся:
1) закон функционирования и характерные особенности выражения свойств и отношений оригинала;
2) основания для преобразования свойств и отношений модели в свойства и отношения оригинала.
По первому признаку модели делятся на логические, материальные и семантические, или вербальные (см. рис. 46).
Логические модели функционируют по законам логики в сознании человека или в компьютере, работающем под управлением написанной человеком программы. Логические модели, в свою очередь, делятся на образные, знаковые и образно – знаковые.
Образные, или иконические, модели выражают свойства оригинала с помощью наглядных образов, имеющих прообразы среди объектов материального мира. Некоторые методологии моделирования предметной области имеют возможность построения подобной модели, например, методология ARIS. Она включает несколько моделей, которые по своей сути являются образными, или иконическими. Это, например, модели «Производственный процесс», «Офисный процесс» и другие.
Знаковые (символические) модели выражают свойства моделируемой системы с помощью условных знаков или символов.
Образно-знаковые модели совмещают в себе признаки образных и знаковых моделей.
Материальные модели функционируют в соответствии с объективными законами природы.
Функциональные, геометрические и функционально-геометрические модели, на которые делятся материальные модели, отражают соответственно названиям только функциональные, только пространственные и одновременно функциональные и пространственные свойства оригинала.
Семантические, или вербальные, модели являются словесными описаниями объектов моделирования. Они применяются в ряде случаев, в частности на начальных этапах моделирования деятельности организации, при опросе экспертами персонала с целью получения необходимой информации. Основная проблема, возникающая при построении вербальных моделей бизнес-процессов организации, заключается в установлении эффективного взаимодействия между экспертами предметной области (сотрудниками организации) и специалистами в области моделирования.
По второму признаку модели делятся на условные, аналогичные и математические (рис. 46).
Условные модели выражают свойства и отношения оригинала на основании принятого условия или соглашения. У таких моделей сходство с оригиналом может совершенно отсутствовать. Следует отметить, что образные и образно-знаковые модели относятся тоже к условным.
Рис. 46. Классификация моделей
Аналогичные модели обладают сходством с оригиналом, достаточным для перехода к оригиналу на основании умозаключения по аналогии.
Математические модели обеспечивают переход к оригиналу, фиксацию и исследование его свойств и отношений с помощью математических методов. Математические модели обладают важными достоинствами — четкостью, возможностью строгой дедукции, проверяемостью. Однако в целом ряде случаев при построении математических моделей, например для описания процесса производства стали, могут возникнуть практически непреодолимые трудности. Тем не менее, математические модели достаточно часто используются, в частности, при расчетах в ходе функционально-стоимостного анализа.
Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 379; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!