Разработка семантических моделей на основе теории категорий для моделирования данных

• Автор: Линькова, Анна Валерьевна
• Шифр специальности: 05.13.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 161 с.

Содержание
Введение
1. Анализ моделей данных
1.1. Основные модели
1.2. Теоретико-множественная модель
1.3. Бинарная модель
1.4. Трехуровневая множественная модель
1.5. Семантическая иерархическая модель
1.6. Модель "сущность-связь"
1.7. Модель в виде семантической сети
1.8. Семантическая бинарная модель
1.9. Модель с неполной информацией
1.10. Модель на позиционных множествах
1.11. Матрично-реляционная модель
1.12. Дедуктивная модель
1.13. Расширенная модель Кодда
1.14. Временная модель
1.15. Объектно-ориентированная модель
1.16. Многомерная модель
1.17. Бинарная категорная модель
1.18. Семантическая категорная модель
1.19. Анализ семантических свойств и теоретической обоснованности
моделей
Выводы
2. Семантическое моделирование данных с применением элементов теории
категорий
2.1. Модель данных на основе теории категорий
2.2. Операции в категорной модели

2.3. Реляционная и категорная доменно-ориентированная модели данных
2.4. Основные признаки категорной доменно-ориентированной модели
2.5. Связь между реляционной и категорной доменно-ориентированной моделями данных
2.6. Разработка методов идентификации элементов доменов
2.7. Нумерация и реализация морфизмов
2.8. Моделирование динамической базы данных на основе категорной модели
Выводы
3. Категорная модель данных и проектирование открытых информационных систем
3.1. Категорная модель и организация данных в информационных системах
3.2. Описание основных функций управления элементами домена
3.3. Оценка семантических свойств доменов при обеспечении целостности и эффективности БД
3.4. Учет индивидуальных семантических свойств данных в доменноориентированной организации данных
3.5. Описание диалога доменно-ориентированной информационной системы
3.6. Автоматизация разработки доменно-ориентированной информационной системы
Выводы
Заключение
Список основных сокращений
Список литературы
Приложение 1. Документы о внедрении результатов

Введение
Актуальность. Современные системы управления базами данных (СУБД) являются сложными программно-техническими системами, в которых реализованы современные технологии информационного моделирования и программного обеспечения, необходимые для решения проблем управления большим объемом данных. Однако СУБД предъявляют определенные требования к той среде, в которой они используются. Применение СУБД приводит к некоторым эксплуатационным накладным расходам, часто требует достаточно высокого уровня компетентности для установки и сопровождения, позволяет управлять только такими данными, которые представлены в файлах весьма специфических форматов.
В настоящее время имеются тенденции построения мощных СУБД, внедрение и сопровождение которых требует больших накладных расходов. Однако во многих случаях требуются значительно более дешевые и простые решения. Кроме этого при создании некоторого нового приложения предпочтительнее воспользоваться возможностью включения ранее разработанных компонентов для того, чтобы добиться сокращения сроков разработки системы. Поэтому в настоящее время большой интерес представляют технологии, которые дают возможность повторного использования информационных компонент.
Поддержка баз данных в современных СУБД достигается благодаря разделению логических и физических структур данных, а также с помощью арсенала инструментальных средств, призванных облегчить осуществление таких функций, как проектирование базы данных и обеспечение необходимого уровня производительности, целостности и надежности системы. Целостность баз данных обеспечивается путем введения жестких ограничений на первичные и внешние ключи, на ссылки и сериализации транзакций. Надежность

На множестве плексов определены следующие операции: объединение пересечение, проекция, соединение, деление [10], проецирование, сжатие, фильтрация, агрегирование, обмен [27].
Для задания ограничения целостности и условий в операторах манипулирования данными, а также для управления доступом используются предикаты, определенные над элементами расширенного множества, которые называются фильтрующими выражениями.
Модель плексов была использована в реализации проекта МУССОН, для описания данных разработан язык ССМЬАМ.
1.11. Матрично-реляционная модель
В основе матрично-реляционной модели [26] лежит реляционная модель, но данные представлены с помощью отношений (таблиц) и перемычек. Формальные определения понятий схема отношений, домена, кортежа, мощности отношения соответствуют аналогичным понятиям в теории реляционных баз данных [53]. В работе [26] введены следующие понятия: связь, бинарное звено, унарное звено, перемычка звеньев, кортеж бинарного звена.
Каждому типу связи (M:N, 1:N) ставится в соответствие признак ее реализации с использованием двоичной матрицы. Матрицу, реализующую связь между двумя множествами объектов, называют перемычкой.
Связями называют пятерки: (r(R), fris, г J_ s, gs Lr, s(S)), где r(R), s(S) - двумерные таблицы (в теории реляционных баз данных называемые отношениями);
г ± s - перемычка между ними;