Главная
страница 1страница 2страница 3

O


O2'


O - описываемая вещь. – O1’,O2’, O3’- веши из которых описываемая вещь состоит и/или вещи с которыми она связана

O1'


O3'


Способность описываемой вещи к  определенному взаимодействию с другими вещами определяется соответствующими способностями вещей, которые составляют (в самом общем смысле этого слова) описываемую. Исходя из этого, любое качество можно рассматривать как суперпозицию (обобщение) многих качеств. 


O


O2'

Q2'

Q – качество описываемой вещи, явялющееся суперпозицией () качеств Q1’,Q2’, Q3’ вещей O1’,O2’, O3’, входящих в в состав описываемой.






Q1'

Q

O1'


O3'



Q3'

Однако для того, что бы описать способность вещи к взаимодействию мы не должны определять первопричину этой способности и описывать реальную структуру вещи. Достаточно сказать, вещь обладает такой способностью к взаимодействию, то есть определенным качеством


O


Качество Q определяет способность к взаимодействию, в котором описываемая вещь O воспринимается как единая сущность.

Q





Вещь взаимодействует с другими вещами как единая сущность. Более того - именно во взаимодействиях вещь проявляется как единая сущность. Поэтому качество, описывая способность вещи (как единой сущности)  к взаимодействию, не отражает и не должно отражать реальную внутреннюю структуру этой вещи. Следовательно, реальная структура вещи не имеет ничего общего со структурой информационного объекта описывающего эту вещь.


Качество (логика).
Информация, описывающая некоторое качество, сама по себе может иметь сложную структуру. Например, качество "цвет" может принимать одно из заранее выбранных значений ("красный", "синий" и т.д.), качество "вес" может быть выражено с помощью положительного числа с плавающей точкой, качество "телефон" записывается в виде последовательности цифр,  а качество "адрес" обычно описывается весьма сложной комбинацией целочисленных и строковых значений. Однако, несмотря на различия в структуре, эти и все остальные качества являются равноценными, поскольку любое из них описывает способность к тому или иному взаимодействию. Конечно, мы можем разложить информацию о качестве на части, однако получившиеся части по отдельности не могут описать эту способность. Поэтому, качество есть понятие атомарное и представляет собой наименьшую семантически значимую единицу описания вещей.
Вещи не только описываются, но также и сравниваются в терминах качеств. Сравнивая вещи, мы фактически сравниваем информацию о этих вещах - то есть значения различных качеств, описывающих эти вещи. Одинаковый ли у нескольких предметов вес, цвет, размер, форма? Живут ли эти два человека в разных городах? Какую максимальную скорость развивают разные автомобили? Все эти и любые другие сравнения вещей осознанно или неосознанно происходят именно путем сравнения значений их качеств  (т.е. их способностей к определенному взаимодействию с другими вещами). Поэтому сравнивать можно значения качеств только одинакового типа - вес с весом, адрес с адресом, цвет с цветом. Другие сравнения (например, сравнение веса с цветом или с адресом) просто бессмысленны.
Таким образом, качество является типом. Объявляя существование качества, мы, тем самым, объявляем существование нового типа, т.е. множества  значений, описывающих способность к определенному взаимодействию. Также качество является доменом, поскольку оно ограничивает сравнение. Как уже говорилось, число возможных способов взаимодействия между вещами неизвестно и возможно бесконечно. Поэтому число различных качеств (типов, описывающих способность к взаимодействию) также неограниченно.
Очень важным является то, что единственным критерием, позволяющим сравнивать способности разных объектов к определенному взаимодействию, являются значения соответствующего качества. Если же два значения некоторого качества равны, то вещи, описываемые этими значениями, неразличимы в этом качестве. Например, если значения веса у двух разных вещей различаются, то можно сказать, что один предмет тяжелее другого и в дальнейшем использовать этот признак, для того, что бы различать эти вещи. Но если два предмета имеют одинаковый вес, то их невозможно различить, взвешивая на весах. Если два человека живут в одном месте, то их адреса абсолютно одинаковы, и нельзя определить, кому именно послано письмо, написанное на этот адрес. Такие рассуждения, в конце концов, приводят к мысли о том, что сравнение информации о вещах подразумевает непосредственное (грубо говоря, поэлементное, или даже побитное) сравнение значений их качеств, даже если эти значения имеют сложную структуру.
Теперь мы можем с уверенностью сказать, что именно качество является абстракцией, описывающей значимые сущности. Основанием для этого является то, что качества сравниваются путем сравнения значений – именно этот признак мы использовали для того, что бы отделить значимые сущности от вещей (как мы говорили ранее, значимые сущности, это сущности которые сравниваются "как значения"). Другими словами, значимые сущности есть ни что иное, как значения качеств описывающих вещи реального мира.
Итак, современная объектная концепция утверждает, что объект является единственной абстракцией позволяющей описать сущности предметного мира. Совершенно очевидно, что это утверждение является неполным. Мир состоит из взаимодействующих вещей и именно через взаимодействие вещь проявляет себя как единая сущность. Поэтому вместе с абстракцией "объект", описывающей вещи, должна использоваться абстракция "качество" необходимая для того, что бы описать способность вещей к взаимодействиям. Более того, абстракция "объект" не имеет смысла без абстракции "качество". Последняя является атомарной и базовой для описания вещей реального мира – они воспринимаются и описываются именно в терминах качеств. Эта идея является основой предлагаемой модели "объект-качество" и именно поэтому эту модель можно охарактеризовать как "модель восприятия предметного мира".
Качества можно сравнивать на основании следующих принципов:

  1. между собой могут сравниваться значения только одного и того же качества. Только такое сравнение является осмысленным.

  2. единственным способом сравнения качеств является сравнение значений качества. Качества, описываемые одинаковыми значениями, являются одинаковыми и никак иначе не отличаются друг от друга.

Следствием этого является то, что

  1. все значения и переменные одного и того же качества должны иметь абсолютно одинаковую структуру (даже когда эта структура сложная). Если это не утверждение не выполняется (т.е. структура значений различается), то прямое сравнение этих значений невозможно и, следовательно, эти значения нельзя рассматривать как значения одного и того же качества.

Эти принципы помогают найти определить различия между понятиями, связанными с качествами (тип качества, значение качества, переменная качества) и объектными понятиями – тип (класс), значение (состояние объекта) переменная (объект). В самом деле, про объекты можно сказать, что:



  1. можно сравнивать объекты разных классов. На самом деле, верней была бы фраза "можно пытаться сравнить объекты разных классов". Дело в том, что объекты в любом случае должны сравниваться в терминах качеств, поскольку вещи сравниваются именно в этих терминах. А для этого сравнения в первую очередь необходимо, что бы объекты описывались одинаковыми качествами.

  2. два разных объекта, даже если их состояние (значение) абсолютно одинаково, все равно являются разными, отличаются друг от друга. Единственным критерием, позволяющим однозначно отличить один объект от другого, является объектный идентификатор – OID. Только в том случае, когда объекты имеют одинаковый OID, можно сказать, что речь идет об одном и том же объекте.

  3. объекты ,имеющие разную структуру, тем не менее, могут относиться к одному классу. Это верно по крайне мере в следующих случаях:

  • объекты относятся к классам один из которых является наследником другого. Объект класса-наследника, который заведомо может иметь гораздо более сложную структуру, чем родительский класс, в любом случае является объектом также и родительского класса – фактически именно в этом и заключается наследование.

  • объекты содержат атрибуты с неоднозначной структурой. Таким атрибутом, например, может быть группа повторения (массив, набор, и т.д.). Естественно, что когда структура атрибутов четко не определена (например, когда число элементов в разных группах повторения отличается), ни о каком единообразии структуры говорить нельзя.

Таким образом, тип "качество" и тип "класс" являются логически разными. Следовательно, в системе типов должны существовать две разные (ортогональные) компоненты, каждая из которых представлена своей, отличной от другой системой типов. Любой тип определенный и описанный в одной из компонент, может рассматриваться в ортогональной компоненте только как базовый. В дальнейшем будем называть эти компоненты "объектной" и "качественной", а типы, описываемые в них, соответственно "объектные типы" (классы) и "качественные типы". Для  адекватного моделирования реального мира информация о нем должна описываться в обеих этих компонентах одновременно


Качество как отношение.

Качество является единицей описания и сравнений вещей и на основании этого можно сказать, что на логическом уровне качеству должны быть присущи  следующие свойства:



  1. Качества описываются и сравниваются только путем явного задания и прямого сравнений  значений  и никаким иным способом (этот положение является основным, а последующие пункты - это необходимые условиями, позволяющими выполнить его). Одинаковые значения одного и того же качества, никак не отличаются друг от друга и, фактически, являются одним и тем же значением.

  2. Структура любого качества является строго единообразной (здесь имеется в виду единообразие структуры в каждый момент времени). Конечно, структура качества может быть изменена, но это должно быть сделано единовременно для всех значений и переменных данного качества. Важное добавление: качество не наследуется - это бессмысленно, поскольку подразумевает изменение структуры.

Эти выводы позволяют утверждать, что понятие "качество" обладает реляционной природой. В принципе для этого вполне достаточно только первого пункта. В качестве аргумента можно использовать фразу Дейта, где он утверждает, что "... информационное содержимое базы данных представлено одним и только одним способом, а именно: явным заданием значений данных. Этот метод представления (...) является единственно возможным для реляционных баз данных." Эта фраза полностью применима к понятию "качество". Однако если в случае реляционной теории это положение рассматривается как аксиома, то в наших рассуждениях оно является следствием закономерностей присущих понятию "качество". 


Поскольку именно качество является атомарной единицей описания и сравнения вещей, базовые типы объектных систем должны определяться в терминах реляционной модели. Качество (тип) есть ни что иное, как отношение, а значения качества являются кортежами этого отношения. Структура этого типа описывается схемой соответствующего отношения. Информация, описывающая любую реальную вещь, (т.е. объект) может быть представлена как множество кортежей различных отношений.

Следует отметить, что примитивные типы (int, char и т.п.) используемые  в современных объектных системах в качестве базовых, полностью соответствуют этому утверждению, поскольку их можно представить в виде отношения с арностью равной единице. Схема отношения в этом случае состоит из одного атрибута, множество же возможных значений данного типа образует тело отношение. Например, в случае целочисленного типа базовое отношение можно проиллюстрировать следующим образом:


int

Value

...

-2

-1

0

1

2

...

 
Модель "объект-качество" подразумевает, что точно так же в качестве базового типа в объектных системах можно использовать отношение с арностью большей, чем 1.
Качественные атрибуты объектов.
Значение атрибута объекта как значение отношения.
Как мы уже отмечали, атрибуты объектов могут представлять собой группу повторения и этим отличаются от атрибутов отношений, значения которых должны быть атомарными. Здесь понятие "группа повторения" берется в самом широком смысле, т.е. речь идет о множестве значений одинакового типа. В модели "объект-качество" это отличие приобретает строгий характер.
Любой атрибут объекта будем рассматривать с логической точки зрения как группу повторения (даже в том случае, когда эта группа содержит всего один элемент или не содержит их вообще). Поскольку отдельные значения качества, входящие в эту группу повторения, являются кортежами нормализованного отношения, то значение любого атрибута можно рассматривать как одно из возможных состояний этого отношения или, употребляя терминологию Дейта, как возможное значение этого отношения. Соответственно атрибут можно рассматривать как переменную отношения.
Надо заметить, что значение качества и значение качественного атрибута объекта – это не одно и тоже, даже когда речь идет об одном и том же качестве (типе) Q. Значение качества - это кортеж отношения (скалярное значение качественного типа Q). Значение же качественного атрибута – это множество таких кортежей и его можно рассматривать как значение отношения Q. Однако источником этих значений (значения качества и значения отношения, являющегося атрибутами объекта) является одно и тоже множество Q. Домен Q, на котором определено значение качества, есть ни что иное, как отношение, переменной которого является атрибут объекта.
Теперь можно сказать о важнейшем отличии между традиционными реляционными системами и подходом, предлагаемым моделью "объект-качество". В традиционных реляционных системах отсутствует разницы между понятиями "отношение" и "переменная отношения". Например, Дейт, определяя понятие "отношение", говорит, что "отношение – это не очень точный термин; более точным является термин переменная отношения". Судя по этому можно сказать, что Дейт имеет в виду, что каждому отношению соответствует только одна и только одна переменная отношения, и любое отношение в каждый момент времени может иметь одно и только одно значение.

В отличие от этого модель "объект-качество" подразумевает, что в системе одновременно может существовать произвольное число значений одного и того же отношения и, соответственно, произвольное число служащих для их хранения переменных – ведь в системе может существовать произвольное число объектов, и в каждом из этих объектов может быть несколько атрибутов одного и того же качественного типа. Понятие "отношение" является эквивалентом понятия "тип"; его нельзя смешивать с понятием "переменная отношения" которое описывает область памяти (здесь "память" - очень абстрактное понятие) служащую для хранения одного из множества возможных значений этого типа.


Надо подчеркнуть, что такой подход никак не противоречит реляционной модели данных. В самом деле, Кодд, определяя реляционную модель, говорил, что она состоит из

  1. совокупности изменяющихся во времени табличных отношений, основными свойствами которых являются ключи и домены;

  2. правил вставки-обновления-удаления (соблюдение ограничений по первичным и внешним ключам);

  3. реляционной алгебры состоящей из набора реляционных операторов.

Первый пункт говорит о существование набора типов (отношений), второй пункт определяют ограничения, которым должны соответствовать значения отношений, а третий - набор операций применимых к этим значениям отношений. И, как мы видим, в этих пунктах отсутствуют какие-либо ограничение на возможное число значений или переменных каждого типа (отношения). Таким образом информация о моделируемой области реального мира обладает двойственной природой - ее можно рассматривать одновременно и как набор объектов и как набор значений реляционных отношений, являющихся атрибутами этих объектов.
Продолжая наше сравнение наше сравнение, надо отметить, что в традиционных реляционных системах для обращения к единственной переменной некоторого отношения можно было использовать имя этого отношения. В модели "объект-качество" это невозможно. Во-первых необходимо различать тип и переменную этого типа, во-вторых может существовать произвольное число таких переменных и для доступа к каждой из них необходимо использовать уникальное имя. Очевидно, что, поскольку переменная отношения является атрибутом объекта, такими именами должны являться имена атрибутов. Рассмотрим, какой смысл несут эти имена на концептуальном уровне.
Семантика объектных атрибутов.
Информация о качестве есть семантически значимая информация. Проще говоря, она имеет смысл. Этот смысл определяется именем качества (типа). "Вес", "адрес", "цвет" и т.п. – все эти слова являются семантически значимыми именами соответствующих типов. Они позволяют ассоциировать значения качеств с полученными ранее знаниями (информацией) об устройстве материального мира. Употребляя их мы их понимаем, какое именно взаимодействие этими значениями описывается.
Однако имя качества – это не единственное имя, которое может быть связано со значением качества. Поскольку речь идет о качестве объектов, то значение этого качества является также значением некоторого объектного атрибута и, соответственно, с ним также ассоциируется другое имя – имя атрибута объекта.
Таким образом, любому атрибута объекта ставиться в соответствие два имени, которые можно обозначить как "качественное" и "структурное". "Качественное" имя - имя качественного типа (Q) - показывают, как вещи могут взаимодействовать с окружающим миром. "Структурные" имя – имя атрибута объекта (S) - объясняет (в той или иной степени), почему и как конкретная вещь обладает этими способностями к взаимодействию. "Качественные" и "структурные" имена определенны в ортогональных компонентах системы описания данных.
Последнее замечание является важным, поскольку очень часто имя качества может быть абсолютно созвучно имени атрибута. Например, может существовать объект с атрибутом "адрес" имеющим качественный тип "адрес". Однако, несмотря на возможную семантическую идентичность, эти имена определены в ортогональных компонентах и, следовательно, являются разными.
Необходимость такой "двусмысленности" можно объяснить на следующем примере. Существует некий груз. Описывая этот груз мы может использовать информацию о "нетто-весе" (значение веса без упаковки) и о "брутто-весе" (значение веса вместе с упаковкой). Эти разные по смыслу атрибуты объекта имеют один и того же качественный тип – "вес", то есть фактически определяют, что груз (единая сущность) может вступать в одно и то же взаимодействие с другими вещами (весить, давить на основание), однако это взаимодействие может осуществляться по-разному. Эта разница определяется именами атрибутов "брутто-вес" и "нетто-вес", которые подразумевают, что описываемый груз состоит из многих вещей, в том числе упаковки. Однако мы не моделируем эти вещи, что позволяет представить описываемый груз как единую сущность.
Обобщим этот пример. Как мы уже говорили, качество, описывая вещь как единую сущность, не может описывать реальную структуру этой вещи. Однако часто бывает необходимым показать, что вещь может участвовать в одном и том же взаимодействии по-разному. Этот факт может быть объяснен только существование такой сложной структуры, то есть какая-то информация об этой структуре все же должна присутствовать. Именно для этого и служат имена атрибутов – они позволяют подразумевать наличие сложной структуры, не описывая ее.
Формализм (1).
Придадим сказанному более точный смысл.
Пусть существует конечное множество  D доменов {D1,D2...,Dn}, и множество Q определенных на D отношений

Q = {Q | Q D D } (1)
Пусть существует домен DS (DSD), содержащий значения, которые можно рассматривать как уникальные имена DS = {S1, S2, .... Sm}. Каждому имени Si ставиться в соответствие подмножество si отношение Qj, которое можно назвать доменом Qj = dom(si) ,1<=i <=m, QjQ.
Замечание : мы не случайно назвали отношение Qi доменом si. Конечно это не соответствует классическому пониманию домена, которое подразумевает, что домен - это множество, а значение домена – это скаляр. В нашем случае значением так же является множество – т.е. значение отношения. Однако, речь все же идет о паре "тип" – "значение типа". Кроме того, такой подход позволяет рассматривать скалярное значение качества (типа) Q и значение отношения этого же типа Q, являющееся атрибутом объекта, как значения, определенные на одном и том же домене Q.
Схемой класса С называется конечное подмножество DS , C = {Si | Si DS} (будем называть такое Si именем атрибута класса С). Тогда класс c со схемой C - это конечное множество отображений {o1, o2, ..., ok} из C в Q, причем каждое отображение oс должно удовлетворять следующему ограничению: o(si) Qi. Такие отображения o будем называть объектами. Другими словами , объектом о класса c называется множество {si:Si | si является именованным (имеющим имя Si) подмножеством соответсвуещего Qj , si Qj }.
Поскольку DS можно рассматривать как объединение всех схем классов C (Ds = C1 C2.... Cm, где m – число классов существующих в системе), то множество всех объектов всех классов O=c1 c2.... cm можно рассматривать как множество отображений из домена DS в то же самое множество Q.
OID. Качество "уникальный объект".
Понятие "уникальный объектный идентификатор" (OID) является одним из основных в СОК. Как уже говорилось, именно OID, являясь единственным критерием позволяющим отличить один объект от другого, используется в объектных системах для организации доступа к объектам. Любому объекту oi на всем протяжении его жизни соответствует одно уникальное и неизменное значение OIDi . Множество возможных значений OID образует домен DOID. Следует отметить, что понятие OID служит для описания логической организации данных, то есть относится к логической уровню СОК. Рассмотрим, что же представляет из себя OID с концептуальной точки зрения.
Как уже говорилось, качество может рассматриваться как обобщение (суперпозиция) многих качеств. Вот еще один пример этого. В базе данных подержанных автомобилей состояние конкретных экземпляров определяется словами "отличное", "среднее" и т.п. Таким образом "состояние автомобиля" является качеством, которое может приобретать некоторое значение. Для того, что бы оценить состояние реального автомобиля, необходимо узнать его пробег, внешний вид и множество других параметров, так или иначе описывающих этот автомобиль Другими словами качество "состояние" является обобщением многих других качеств.
Можно предположить, что в БД подержанных автомобилей храниться информация о множестве автомобилей, состояние которых можно описывается значением "хорошее". В этом качестве все эти автомобили являются неразличимыми. Можно также предположить, что существует несколько автомобилей неразличимых по совокупности всех хранимых в БД качеств (модель, цвет, год выпуска, пробег и т.д.), т.е. вся хранящаяся в БД информация о них будет абсолютно идентичной. Но дело в том, что у реальных вещей значение всех качеств не могут быть абсолютно одинаковы - ведь они воспринимаются нами как разные вещи, т.е. взаимодействуют с другими вещами (в том числе и с нашими органами чувств) по-разному. Значения некоторых качеств этих вещей обязательно должны быть различными – а иначе мы не могли бы утверждать, что это разные вещи. Однако при создании модели интересующей нас предметной области мы не описываем все присущие вещам качества - это не нужно и, наверное, невозможно, а среди тех, которые мы описали, может и не быть тех качеств, которые показывают, что две вещи действительно являются разными. В нашем примере такими качествами может быть точное время, когда эти "одинаковые" (по данным сохраняемым в БД) автомобили были собраны, или их точные координаты в пространстве. Нам не нужно описывать эти качества и сохранять их точные значения. Здесь важно другое - то, что эти значения, а также значения некоторых других (неважно каких) качеств описываемых вещей обязательно будут различными, что отражает тот факт, что это разные вещи. Таким образом, нужно хранить информацию о различия между любыми вещами, об их уникальности.
Речь идет о качестве, являющемся таким обобщением всех качеств объекта реального мира, которое позволяет однозначно отличить этот объект от других объектов. Это качество можно назвать "уникальный объект". Важнейшей особенностью этого качества является то, что оно присуще любому объекту, что позволяет однозначно отличить этот объект от любого другого (это соответствует утверждению о том, что именно качества являются критерием сравнения объектов). Невозможно сказать что-либо определенное о самом этом значении и о его структуре, однако одно несомненно – для того, что бы отличить один объект от другого, мы должны использовать именно его.
Подобно любому другому, качество "уникальный объект" обладает реляционной природой. Множество значений этого качества можно рассматривать как отношение QOID. Каждому объекту Oi, идентифицируемому соответствующим OIDi, в модели "объект-качество" соответствует один и только один кортеж отношения QOID. Таким образом ранее описанный домен DOID, являющийся множеством возможных значений уникальных идентификаторов объектов, может и должен рассматриваться как домен, на котором определен атрибут отношения QOID , являющийся первичный ключ этого отношения.
Формализм (2). Отображение "объекты""отношения"
Пусть существует домен DOID (DOID D), содержащий значения, являющиеся уникальными идентификаторами, и каждому объекту о существующему в системе ставиться в соответствие одно и только одно значение из этого домена т.е. O DOID. Поскольку любое o (oO) мы рассматриваем как отображение из DS в Q, и каждому такому отображение соответствует определенное значение OID (OID DOID), то O можно рассматривать как подмножество прямого произведения DOID , DS и Q

<< предыдущая страница   следующая страница >>
Смотрите также:
Модель "объект качество"
512.42kb.
3 стр.
Что такое система и структура. Наш мир наполнен многообразием различных объектов. Нередко мы употребляем понятия» простой объект», «сложный объект»
89.16kb.
1 стр.
Тема 1 качество как социально-экономическая категория и объект управления
1299.21kb.
6 стр.
О системе высшего образования и оценке её качества
100.64kb.
1 стр.
1 вариант Какие пары объектов находятся в отношении "объект модель"?
128.1kb.
1 стр.
Статья 2 Закона n 381-фз раскрывает основные термины: торговый объект, стационарный торговый объект, нестационарный торговый объект, торговая сеть, продовольственные товары
178.26kb.
1 стр.
Учебно-методический комплекс по дисциплине «Информационные технологии»
130.83kb.
1 стр.
Моделирование Введение понятия «модель». Модель
320.79kb.
1 стр.
Автомобильный видеорегистратор Carcam hd car dvr
53.94kb.
1 стр.
География населения – в помощь учителю.
35.29kb.
1 стр.
Броня Объект 'халат цветной цветастый robe coloured
458.76kb.
4 стр.
Задача. Информационного процессора Персональный Контекст менеджера Общая модель Обратная связь Глава II. Определение Различия
3883.41kb.
15 стр.