Базы данных: конспект лекций

Во-первых, связь родительского класса сущностей «Автомобили» с дочерним классом сущностей «Двигатели» является не обязательно не идентифицирующей, потому что атрибут «№ автомобиля» допускает среди своих значений Null-значения. В свою очередь, Null-значе-ния этот атрибут допускает по той причине, что списывание двигателя, по условию не зависит от списывания всего автомобиля и, следовательно, при списывании автомобиля происходит не обязательно. Также мы видим, что первичный ключ «№ двигателя» класса сущностей «Автомобили» мигрирует в неключевой атрибут «№ двигателя» класса сущностей «Двигатели». И при этом данный атрибут приобретает статус внешнего ключа. А первичным ключом в этом классе сущностей «Двигатели» является атрибут «Маркер двигателя», который не ссылается ни на какой атрибут родительского отношения.

Во-вторых, связь родительского класса сущностей «Двигатели» и дочернего класса сущностей «Шасси» – это обязательно не идентифицирующая связь, потому что атрибут внешнего ключа «№ автомобиля» не допускает среди своих значений Null-значения. Это, в свою очередь, происходит потому, что по условию известно, что списывание автомобиля предполагает обязательное одновременное списывание и шасси. Здесь, так же, как и в случае предыдущей связи, первичный ключ родительского класса сущностей «Двигатели» мигрирует в неключевой атрибут «№ автомобиля» дочернего класса сущностей «Шасси». При этом первичным ключом этого класса сущностей является атрибут «Маркер шасси», который не ссылается ни на какой атрибут родительского отношения «Двигатели».

Идем дальше. Для наилучшего усвоения пройденной темы, запишем снова фрагменты операторов создания базовых отношений «Двигатели» и «Шасси» с определением правил поддержания ссылочной целостности.

Create table Двигатели

…

primary key (Маркер двигателя)

foreign key (№ автомобиля) references Автомобили (№ автомобиля)

on update cascade

on delete set Null

Create table Шасси

…

primary key (Маркер шасси)

foreign key (№ автомобиля) references Автомобили (№ автомобиля)

on update cascade

on delete cascade;

Мы видим, что правило поддержания ссылочной целостности мы использовали везде одно – cascade, так как еще раньше признали его наиболее рациональным из всех. Однако на этот раз мы использовали (помимо правила cascade) еще и правило поддержания ссылочной целостности set Null. Причем использовали мы его при следующем условии: если какое-то значение первичного ключа «№ автомобиля» из родительского класса сущностей «Автомобили» будет удалено, то значению ссылающегося на него внешнего ключа «№ автомобиля» дочернего отношения «Двигатели» будет присвоено Null-значение.

7. Унификация атрибутов

Если при миграции первичных ключей некоего родительского класса сущностей в один и тот же дочерний класс попадают совпадающие по смыслу атрибуты из разных родительских классов, то эти атрибуты необходимо «слить», т. е. необходимо провести так называемую унификацию атрибутов.

Например, в случае, когда сотрудник может работать в организации, числясь не более чем в одном отделе, после унификации атрибута «Код организации» получим следующую ключевую диаграмму:

При миграции первичный ключ из родительских классов сущностей «Организация» и «Отделы» в дочерний класс «Сотрудники», атрибут «Код организации» попадает в класс сущностей «Сотрудники». Причем дважды:

1) первый раз с маркером ^P_FK из класса сущностей «Организация» при установлении не полностью идентифицирующей связи;

2) и второй раз, с маркером FK с условием допустимости Null-значений из класса сущностей «Отделы» при установлении не обязательно не идентифицирующей связи.

При унификации атрибут «Код организации» получает статус атрибута первичного / внешнего ключа, поглощающего статус атрибута внешнего ключа.

Построим новую ключевую диаграмму, демонстрирующую сам процесс унификации:

Таким образом и произошла унификация атрибутов.

Лекция № 13. Экспертные системы и продукционная модель знаний

1. Назначение экспертных систем

Для ознакомления с таким новым для нас понятием, как экспертные системы мы, для начала, пройдемся по истории создания и разработки направления «экспертные системы», а потом определим и само понятие экспертных систем.

В начале 80-х гг. XX в. в исследованиях по созданию искусственного интеллекта сформировалось новое самостоятельное направление, получившее название экспертных систем. Цель этих новых исследований по экспертным системам состоит в разработке специальных программ, предназначенных для решения особых видов задач. Что это за особый вид задач, потребовавший создания целой новой инженерии знаний? К этому особому виду задач могут быть отнесены задачи из абсолютно любой предметной области. Главное, что отличает их от задач обычных, – это то, что человеку-эксперту решить их представляется очень сложным заданием. Тогда и была разработана первая так называемая экспертная система (где в роли эксперта выступал уже не человек, а машина), причем экспертная система получает результаты, не уступающие по качеству и эффективности решениям, получаемым обычным человеком – экспертом. Результаты работы экспертных систем могут быть объяснены пользователю на очень высоком уровне. Данное качество экспертных систем обеспечивается их способностью рассуждать о собственных знаниях и выводах. Экспертные системы вполне могут пополнять собственные знания в процессе взаимодействия с экспертом. Таким образом, их можно с полной уверенностью ставить в один ряд с вполне оформившимся искусственным интеллектом.

Исследователи в области экспертных систем для названия своей дисциплины часто используют также уже упоминавшийся ранее термин «инженерия знаний», введенный немецким ученым Е. Фейгенбаумом как «привнесение принципов и инструментария исследований из области искусственного интеллекта в решение трудных прикладных проблем, требующих знаний экспертов».

Однако коммерческие успехи к фирмам-разработчикам пришла не сразу. На протяжении четверти века в период с 1960 по 1985 гг. успехи искусственного интеллекта касались в основном исследовательских разработок. Тем не менее, начиная примерно с 1985 г., а в массовом масштабе с 1987 по 1990 гг. экспертные системы стали активно использоваться в коммерческих приложениях.

Заслуги экспертных систем довольно велики и состоят в следующем:

1) технология экспертных систем существенно расширяет круг практически значимых задач, решаемых на персональных компьютерах, решение которых приносит значительный экономический эффект и существенно упрощает все связанные с ними процессы;

2) технология экспертных систем является одним из самых важных средств в решении глобальных проблем традиционного программирования, таких как продолжительность, качество и, следовательно, высокая стоимость разработки сложных приложений, вследствие которой значительно снижался экономический эффект;

3) имеется высокая стоимость эксплуатации и обслуживания сложных систем, которая зачастую в несколько раз превосходит стоимость самой разработки, а также низкий уровень повторной используемости программ и т. п.;

4) объединение технологии экспертных систем с технологией традиционного программирования добавляет новые качества к программным продуктам за счет, во-первых, обеспечения динамичной модификации приложений рядовым пользователем, а не программистом; во-вторых, большей «прозрачности» приложения, лучшей графики, интерфейса и взаимодействия экспертных систем.