Модели данных
Все процессы, связанные с задачей, заключены в действиях моделей состояний. На этом этапе ООА действия (элементы данных и операции с ними) расчленяются на фундаментальные процессы.
Информационные объекты считаются активными образованиями с определенными функциями, которые определяют поведение объекта. Активирование функций объекта проявляется в действии, совершаемом объектом. Упомянутая комбинация (данные + операции над ними) делает объекты мощными средствами для компьютерного моделирования процессов и явлений реального мира. Они становятся удобным инструментом для абстракций: внутренность объектов рассматривается как “черный ящик” (фундаментальное понятие кибернетики), доступ к которому осуществляется только через определенный интерфейс функций (методов).
Спецификационная обстановка
Обстановка – это воплощенная в компьютере замкнутая информационная модель мира. Поскольку все исходы поведения исполнителя должны быть предсказаны, необходимо при формулировке решаемой проблемы (задачи) обладать полным знанием обстановки и сознавать пределы этого знания в реальном мире.
На рис. 4 схематично изображена роль компьютера во взаимодействии с человеком (через его фильтр сознания) при формировании информационной модели объективной реальности.
Переход от реальных объектов к моделям, которые можно использовать для изучения и реализации в компьютерах, требует развития особого инструментария. Им и занимается системный анализ. На рис.5 представлена схема, иллюстрирующая взаимосвязь основных этапов системного анализа.
Решение задачи состоит из ряда этапов:
выясняется и анализируется обстановка, в которой возникает задача;
ставится цель, для достижения которой необходимо решить задачу;
формулируются критерии достижения этой цели;
анализируются последствия, к которым может привести ее достижение.
На рис. 5: a – объект исследования, цель исследования, ограничения; b – исходная система; c – система данных; d – параметрически инвариантные свойства; e – выводы; f – продолжение обработки данных, новые способы, типы упрощений; h – переопределение исходной системы; g – продолжение измерений (наблюдений); i – процедуры индукции.
Ошибки приводят к тому, что цель не достигается, ресурсы на решение задачи используются впустую. В худшем случае последствия оказываются совсем нежелательными и даже катастрофическими.
Понятийная база (ПБ) задачи состоит из наборов понятийных средств, адекватных задаче, т.е. он позволяет описать задачу настолько прямо, просто и естественно, насколько это допускают природа задачи и существующие понятийные средства
Представление теоретических знаний о предметной области
Исходной формой представления теоретических знаний о предметной области, как правило, является вербальная (словесная) – некоторый текстовый материал. Он предназначен для раскрытия семантики понятий и отображения связей между ними.
Для упорядочивания материала целесообразно определить, какие понятия будут введены и объяснены в данной спецификации, классифицировать понятия по их содержанию, установить логические связи между понятиями.
Работая с понятиями, различают три их аспекта: идею, формулировку и мотивировку.
Идея – это содержательная, интуитивная сторона, суть понятия. Формулировка – математически точное, однозначное выражение идеи, не обязательно полностью формализованное. Мотивировка – подоплека понятия, его цель и фон (что за ним стоит).
Структура системы понятий оформляется в виде некоторой схемы, например концептуальной (семантической) сети. Наименование происходит от термина концепт (понятие). Концептуальная сеть (С‑сеть) представляет собой граф С(X,R) с помеченными вершинами и ребрами.
Множество X включает в себя термины и наименования понятий. Множество R представляет набор отношений между понятиями: R={RPB, RЧЦ, RА}, где RPB – отношение типа “род – вид”; RЧЦ – отношение типа “часть – целое”; RА – ассоциативные отношения (например, “быть свойством”, “быть объектом действия” и т.п.).
В заключение отметим, что в развитии любой из конкретных наук и науки в целом существенная роль принадлежит ключевым понятиям. Эти понятия отражают важные идеи, проблемы, принципы и процессы, которые позволяют объединить научную дисциплину в единое целое. Они проявляются в разных контекстах и в большой степени независимы от технологии. Важно отметить, что научные понятия - не только итог познания, но и научного поиска.