Автор неизвестен - Бионика интелекта информация язык интеллект№ 3 (77) 2011научно-технический журналоснован в октябре 1967 г - страница 67

Страницы:
1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  41  42  43  44  45  46  47  48  49  50  51  52  53  54  55  56  57  58  59  60  61  62  63  64  65  66  67  68  69  70  71  72  73  74  75  76  77 

Поступила в редколлегию 27.06.2011

УДК 004.93

Модель негативного відбору з використанням маскованих детекторів та метод її навчання для вирішення задач діагнос­тування / С. О. Зайцев, С. О. Субботін // Біоніка інтелекту: наук.-техн. журнал. — 2011. — № 3 (77). — С. 131-135.

Проводилось дослідження моделі негативного від­бору в задачі діагностування. Запропоновано модель негативного відбору, що використовує маскування де­текторів, та розроблено метод її навчання, що дозволило підвищити швидкість роботи моделі та покращити інтер -претабельність результатів. Проведено експерименти, що підтверджують ефективність запропонованої моделі.

Іл.: 2. Бібліогр.: 10 найм.

UDC 004.93

Negative selection model with masked detectods and its training method in diagnostics / S. A. Zaitsev, S. A. Subbotin // Bionics of Intelligense: Sci. Mag. — 2011. — № 3 (77). —

P. 131-135.

Negative selection model application in diagnostics have been investigated. A new negative selection model based on detector masking has been proposed, which allows to increase model speed and improve results interpretation. The experi­ments have been carried to approve the efficiency of the sug­gested model.

Fig.: 2. Ref.: 10 items.

УДК 004.652.4, 004.652.6

С.С. Танянский 1, Ю.А. Мальков 2

1ХНУРЭ, г. Харьков, Украина, tanyansky_ss@yahoo.com; 2 ХНУРЭ, г. Харьков, Украина, malkov@smtp.ru

ОТОБРАЖЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ РЕЛЯЦИОННОЙ МОДЕЛИ ДАННЫХ В ЭЛЕМЕНТЫ ДЕДУКТИВНОЙ МОДЕЛИ

Рассматривается соответствие понятий реляционной и дедуктивной моделей данных. Представлены отображения компонентов реляционной модели в соответствующие компоненты дедуктивной модели данных. Рассмотрены конструкции логического программирования, описывающие основные операции над данными реляционной модели.

БАЗЫ ДАННЫХ, РЕЛЯЦИОННАЯ МОДЕЛЬ ДАННЫХ, ДЕДУКТИВНАЯ МОДЕЛЬ ДАННЫХ, DATALOG, ЛОГИЧЕСКОЕ ПРОГРАММИРОВАНИЕ, ДЕДУКТИВНЫЕ БАЗЫ ДАННЫХ

Введение

На сегодняшний день реляционная модель яв­ляется стандартом для баз данных. Широкое рас­пространение она получила из-за своей простоты и декларативности. Ведущие производители СУБД, такие как Oracle, Microsoft, IBM, DB2 выпускают именно реляционные системы.

Под моделью данных подразумевают механизм хранения и обработки данных, а также язык, обе­спечивающий взаимодействие между пользовате­лем и базой данных.

Несмотря на свою широкую распространен­ность, реляционная модель не идеальна и имеет ряд ограничений, одним из которых является сла­бая выразительная мощность стандартного для реляционной системы языка SQL. Так как в нем отсутствует рекурсия, транзитивное замыкание не может быть определено без использования внеш­него процедурного языка.

Другим существенным ограничением являются строгие требования реляционных систем к типам данных, что является недостатком при использо­вании неоднородных источников данных.

Также к ограничениям реляционной модели можно отнести отсутствие возможности работы с неопределенной информацией.

Следовательно, для решения описанных выше задач является целесообразным использование дру­гой модели данных. Наиболее подходящей, с точки зрения описанных недостатков, является дедуктив­ная модель представления данных. В отличие от ре­ляционных систем, дедуктивные базыданных (ДБД) используют доказательно-теоретическое представ­ление данных вместо модельно-теоретичского.

Доказательно-теоретический подход к базам данных рассматривает базу данных как комби­нацию данных (аксиом) и набор теорем, которые должны быть выведены из аксиом. Выполнение запроса к дедуктивной базе данных является про­цессом доказательства теоремы.

В отличие от модельно-теоретического, доказательно-теоретическое представление позво­ляет описывать конструкции базы данных (базо­вые данные, запросы, ограничения целостности) единообразно — при помощи общего языка. Это позволяет создавать более понятные и унифици­рованные интерфейсы.

На данный момент в литературе не существует четкого определения соответствий понятий реля­ционной и дедуктивной моделей данных. В связи с этим, целью данной работы является определение соответствия компонентов реляционной и дедук­тивной модели данных, рассмотрение языковых конструкций логического программирования, ис­пользуемых в ДБД, выражение стандартных опера­ций реляционной алгебры в терминах логического программирования.

2. Основные компоненты реляционной и дедуктивной моделей данных

2.1. Реляционная модель

В реляционной модели база данных рассматри­вается как набор явных именованных переменных-отношений, каждое из которых содержит явный набор кортежей и явный набор ограничений це­лостности.

Согласно Дейту [1] реляционная модель состо­ит из трех частей:

MR =<S,IC,O >,

(1)

где S структура данных; IC ограничения целост­ности и O средства манипулирование данными.

Структурная часть включает данные и описание объектов, рассматриваемых реляционной моде­лью:

S =< D,R > (2)

Постулируется [2], что единственной структу­рой данных, используемой в реляционной моде­ли, являются нормализованные n-арные отноше­ния. Каждое отношение r характеризуется схемой R(A1,A2,...,An), состоящей из множества имен атрибутов A1, A2,..., An, каждому из которых ставит­ся в соответствие множество Dt, называемое доме­ном атрибута At.

Целостная часть описывает ограничения, кото­рые должны выполняться для любых отношений в любых реляционных базах данных. Ограничения целостности реляционной базы данных (IC) мож­но определить формулой:

IC =< B,F >, (3)

где B бизнес-правила ограничения, которые зависят от семантики элементов домена, а F— функ­циональные зависимости.

Бизнес-правила ограничивают значения атри­бута отношения, например, рост человека не мо­жет быть равен 100 метрам, а функциональные зависимости определяют зависимость между соот­ветствующими атрибутами.

Манипуляционная часть реляционной модели описывает способы определения и манипулирова­ния данными и выражается формулой:

O =< DDL,DML > , (4)

где DDL язык определения данных (ЯОД), а DML язык манипулирования данными (ЯМД). 2.2. Дедуктивная модель данных

Дедуктивная модель данных интерпретирует базу данных как множество предложений логики первого порядка, а под выполнением запроса или удовлетворением ограничения здесь рассматрива­ется доказательство того, что некоторая логиче­ская формула является логическим следствием из базовых данных.

Дедуктивная модель данных представлена фор­мулой:

MD =< EDB,P > , (5)

где EDB множество данных (экстенсионал), име­нуемых как факты, и P — множество правил вывода, являющихся логической программой.

Под логической программой P подразумевают ко­нечное множество правил вывода вида:

p pV p2, ,Pm, notpm     —,notPn> (6)

где m,n > 0, а p и p литералы: p называют го­ловой правила, множество литералов p образует тело правила, а символом обозначена опера­ция импликации. Приведенная запись интер­претируется следующим образом: «Если истинно

pi, p2,-, pm, notpmnot pn , то истинно p».

Как видно из формулы (5), дедуктивная модель, в отличие от реляционной, обладает дополнитель­ными возможностями, реализуемыми с помощью машины вывода логического программирования. Этот механизм, используя алгоритмы логическо­го вывода, такие как обратный вывод и резолюция [3], способен продуцировать новые факты на осно­ве применения правил вывода к фактам, заданным

в EDB.

Машину вывода ДБД можно представить как функцию f:

EDB' = f (EDB), (7)

где EDB множество фактов экстенсионала; f функция продуцирования фактов и EDB' мно­жество фактов, полученных вследствие логического вывода.

Логическую программу P в контексте баз дан­ных можно представить формулой:

P =< IDB,IC >, (8)

где IDB — интенсионал — часть дедуктивной БД, состоящая из множества правил вывода, а IC мно­жество ограничений целостности.

В ДБД представление и манипулирование данными осуществляется при помощи специаль­ных конструкций, называемых дизъюнктами (9). Дизъюнкт является конечным списком литера­лов вида p(a1,a2,—,an) или отрицаний литералов -p(a1,a2,—,an). Приведенные литералы являются предикатными функциями, возвращающими мно­жество значений {0,1} (или «ложь» и «истина») и определены на множестве фактов EDB:

p Ц, a2,—,an) йЦ^,... ,ak),—, pm (al,a2,—,an) (9)

Любое выражение, включая данные (факты), правила вывода, ограничения целостности и за­просы, определяется при помощи дизъюнктов. В соответствии с (9) рассмотрим несколько типов дизъюнктов.

Факты. Если в дизъюнкте будет отсутствовать тело, а все значения аргументов предиката p будут константами, то он будет представлять основную аксиому, т.е. утверждение, которое однозначно яв­ляется истинным.

— Правила вывода имеют вид (9) и могут рас­сматриваться как дедуктивные аксиомы, которые дают определение предиката в голове правила в терминах, представленных в теле правила.

— Ограничения целостности выражаются дизъ­юнктами, в которых отсутствует голова.

Запросы или цели это дизъюнкты, тело ко­торых содержит предикатный символ, определяю­щий множество фактов, над которым будет осу­ществляться запрос, а голова состоит из знака "?".

Интерпретацией логической программы P на­зывают комбинацию пространства рассуждений, отображения индивидуальных констант из этой программы на объекты в этом пространстве и на­бора заданных значений для предикатов и функ­ций, содержащихся в P.

Если дизъюнкт p удовлетворяется в интерпре­тации т то говорят, что т является моделью для p. Аналогично, если множество дизъюнктов P удо­влетворяется в интерпретации т , говорят, что т является моделью для P.

Поскольку логическая программа может допу­скать несколько интерпретаций, то, следовательно, она может иметь более одной модели. Таким обра-зом, с теоретико-доказательственной точки зрения база данных в общем случае может иметь несколь­ко различных моделей, в отличие от модельно-теоретической, где модель всегда одна.

Страницы:
1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  41  42  43  44  45  46  47  48  49  50  51  52  53  54  55  56  57  58  59  60  61  62  63  64  65  66  67  68  69  70  71  72  73  74  75  76  77 


Похожие статьи

Автор неизвестен - 13 самых важных уроков библии

Автор неизвестен - Беседы на книгу бытие

Автор неизвестен - Беседы на шестоднев

Автор неизвестен - Богословие

Автор неизвестен - Божественность христа