Модель представления информационных ресурсов

Определение информационного ресурса, включающее перечисление его компонентов, дано в глоссарии.
В настоящем документе описываются:

Содержание

1. Основные понятия

Содержание понятия
Под содержанием нетерминального понятия информационного ресурса будем понимать совокупность понятий, являющихся его прямыми потомками, и отношений с ними (т.е. дуг, у которых данное понятие является понятием-началом); содержание терминального понятия считается пустым.

2. Модель семантической сети для представления метаинформации

2.1. Определение

Семантическая сеть {{S}} есть иерархический однородный бинарный ориентированный граф (орграф) с возможными петлями и циклами, обладающий следующими свойствами:
  1. некоторая (единственная) вершина этого графа объявляется начальной — источник сети;
  2. в любую вершину этого графа существует путь из его начальной вершины;
  3. направленные дуги (отношения) описывают как одни вершины (понятия) определены через другие (содержание понятия, из которого исходят дуги, определяется через понятия, в которые эти дуги входят);
  4. орграф снабжен специальной разметкой, описывающей характеристики вершин и структурные особенности самого орграфа, которая состоит из атрибутов понятий и отношений и формируется на основе примитивов Языка ИРУО.

2.2. Вершины семантической сети (понятия)

Вершины семантической сети {{S}} делятся на два класса: Множество всевозможных нетерминалов {{N}} состоит из двух подмножеств:
{{N=NSort\cup NValue}}, где Множество всевозможных терминалов {{T}} состоит из двух подмножеств:
{{T=TSort\cup TValue}}, где При этом выполнены условия: {{N\cap T=\varnothing }}, {{NSort\cap NValue=\varnothing }}, {{TSort\cap TValue=\varnothing }}.

Под сортом будем понимать непустое множество значений (объектов) некоторого класса (типа) {{Type}}.

Для каждой вершины {{v^{{(s)}}\in N}} определен тип набора исходящих дуг[1], значение которого принадлежит множеству {\{}"список"[2], "альтернатива"[3] {\}}. При этом:

Каждое понятие характеризуется множеством (фиксированных) атрибутов, которые описывают его свойства.

Для каждой вершины {{v^{{(s)}}\in NSort\cup TSort}} всегда определен атрибут имя, значением которого является непустая строка символов конечной длины.

Для каждой вершины {{v^{{(s)}}\in N\cup T}} всегда определен атрибут значение.

базовых сортов, зафиксированных в Языке ИРУО, а также структурных сортов[4], принадлежащих расширяемой библиотеке сортов платформы IACPaaS.

Для каждой вершины {{v^{{(s)}}\in NValue\cup TValue}} значение атрибута значение должно принадлежать одному из базовых или структурных сортов.

Понятие-источник сети {{S}} — {{v_{0}^{{(s)}}\in NSort}}, где сортом является базовый сорт Строковое.

Описываемые понятия часто нуждаются в пояснении на естественном языке. В связи с этим, с каждым понятием связан атрибут комментарий, значением которого является возможно пустая строка символов конечной длины, поясняющая смысл соответствующего понятия (по умолчанию — пустая строка).

2.3. Дуги семантической сети (отношения)

Каждая дуга {{r^{{(s)}}}} сети {{S}} описывает направленное отношение между парой понятий: она имеет начало, конец, а также логический признак ссылка — {{ref}}. {{ref\in Ref=\{true,false\}}}.

Начало отношения характеризуется связанным понятием. Конец отношения характеризуется связанным понятием и атрибутом — спецификатором множественности (или просто спецификатором) — {{sp}}.

Понятие, из которого дуга исходит, называется понятием-началом отношения ({{v_{{beg}}^{{(s)}}}}), а то, в которое дуга входит — понятием-концом отношения ({{v_{{end}}^{{(s)}}}}). При этом {{v_{{end}}^{{(s)}}\in S}} или {{v_{{end}}^{{(s)}}\in S'}} ({{S\neq S'}}), где {{S'}} — семантическая сеть понятий, представляющая собой структуру множества {{M'=\{I'_{i}\mid i=\overline {1,s}\}}} ({{M\neq M'}}) объектных информационных ресурсов.

Если {{r^{{(s)}}}} имеет признак ссылка ({{ref=true}}), то понятием-концом порождаемого по {{r^{{(s)}}}} отношения-экземпляра — {{r^{{*(i)}}}} в сети {{I_{j}}} должно быть уже существующее в сети {{I_{j}}} или сети {{I_{p}}} ({{j\neq p,I_{j}\in M,I_{p}\in M}}) или сети {{I'_{i}}} ({{I_{j}\neq I'_{i},I'_{i}\in M'}}) понятие (а не новое — порождаемое вместе с отношением {{r^{{*(i)}}}}).

Пусть {{SP_{1}=\{-\}}}, {{SP_{2}=\{!,+,\land \}}}, {{SP_{3}=\{[]\}}}, {{SP_{4}=\{\sim \}}}.

Множество спецификаторов, употребляемых для дуги, где концом является нетерминальное понятие, определяется так:
{{SP=SP_{1}\cup SP_{2}\cup (SP_{1}\times SP_{3})\cup (SP_{2}\times SP_{3})\cup SP_{4}}}, что соответствует множеству {{\{-,!,+,\land ,(-,[]),(!,[]),(+,[]),(\land ,[]),\sim \}}}.

Комбинированные спецификаторы вида {{(sp,[])}}, где {{sp\in SP_{1}\cup SP_{2}}}, будем записывать так: {{[sp]}}.

Таким образом, {{SP}} соответствует множеству {{\{-,!,+,\land ,[-],[!],[+],[\land ],\sim \}}}.

Использованные символы имеют следующий неформальный смысл (формальный способ их интерпретации определен в разделе Описание соответствия между метаинформацией и информацией, в скобках приводится обозначение спецификатора в нотации ТПИР):
{{[]}} — спецификатор факультативности; самостоятельно не используется, предназначен для представления следующих комбинированных спецификаторов:
Множество всевозможных начал отношений есть {{R_{{beg}}^{{(s)}}\subseteq N}}.

Множество всевозможных концов отношений есть {{R_{{end}}^{{(s)}}\subseteq (N\cup T)\times SP}}.

Каждое отношение есть элемент множества {{R^{{(s)}}\subseteq (R_{{beg}}^{{(s)}}\times R_{{end}}^{{(s)}}\times Ref)}}.

2.3.1. Ограничения на использование спецификаторов

  1. Множество спецификаторов, употребляемых для дуги, где концом является вершина {{v_{{end}}^{{(s)}}\in TValue}}, определяется так:
  2. Множество спецификаторов, употребляемых для дуги, где концом является вершина {{v_{{end}}^{{(s)}}\in NValue}}, определяется так:
  3. Множество спецификаторов, употребляемых для дуги, где концом является вершина {{v_{{end}}^{{(s)}}\in NSort\cup TSort}}, определяется следующим образом:
  4. Множество спецификаторов, употребляемых для дуги {{v_{{beg}}^{{(s)}}\longrightarrow v_{{end}}^{{(s)}}}}, где началом является вершина {{v_{{beg}}^{{(s)}}\in NSort\cup NValue}}, для которой тип набора исходящих дуг = "альтернатива", а концом — вершина {{v_{{end}}^{{(s)}}\in N\cup T}}, определяется следующим образом:

3. Модель семантической сети для представления информации

3.1. Определение

Определение семантической сети {{I}} ({{I\in M}}) совпадает с определением семантической сети {{S}} за исключением п. 4, который для сети {{I}} формулируется следующим образом:
  1. орграф снабжен специальной разметкой, описывающей характеристики вершин и структурные особенности самого орграфа, которая состоит из атрибутов понятий и формируется на основе сети {{S}}.

3.2. Вершины семантической сети

Вершины семантической сети {{I}} делятся на два класса:
Множество всевозможных нетерминалов есть множество нетерминалов, описывающих значения {{NValue}}.

Множество всевозможных терминалов есть множество терминалов, описывающих значения {{TValue}} ({{NValue\cap TValue=\varnothing }}).

Для каждой вершины {{v^{{(i)}}\in NValue}} определен тип набора исходящих дуг, значение которого есть "список" (если содержание вершины {{v^{{(i)}}}} ещё не описано, то значение тип набора исходящих дуг не определён (исходящие дуги отсутствуют)).

Каждое понятие характеризуется множеством атрибутов, которые описывают его свойства.

Для каждой вершины {{v^{{(i)}}\in NValue\cup TValue}} всегда определен атрибут значение, значение которого должно принадлежать одному из базовых или структурных сортов.

Понятие-источник сети {{I}} — {{v_{0}^{{(i)}}\in NValue}}, значение атрибута значение которого принадлежит базовому сорту Строковое.

С каждым понятием связан атрибут комментарий, значением которого является возможно пустая строка символов конечной длины, поясняющая смысл соответствующего понятия (по умолчанию — пустая строка).

3.3. Дуги семантической сети

Каждая дуга {{r^{{(i)}}}} сети {{I}} описывает направленное отношение между парой понятий: она имеет начало и конец. Начало и конец отношения характеризуются связанным с ними понятием.

Понятие, из которого дуга исходит, называется понятием-началом отношения ({{v_{{beg}}^{{(i)}}}}), а то, в которое дуга входит — понятием-концом отношения ({{v_{{end}}^{{(i)}}}}).

При этом {{v_{{end}}^{{(i)}}\in I}} или {{v_{{end}}^{{(i)}}\in I_{k}}} ({{I\neq I_{k},I\in M,I_{k}\in M}}) или {{v_{{end}}^{{(i)}}\in I'_{k}}} ({{I\neq I'_{k},I'_{k}\in M'=\{I'_{i}\mid i=\overline {1,s}\},M\neq M'}})

Множество всевозможных начал отношений есть {{R_{{beg}}^{{(i)}}\subseteq NValue}}.

Множество всевозможных концов отношений есть {{R_{{end}}^{{(i)}}\subseteq (NValue\cup TValue)}}.

Каждое отношение есть элемент множества {{R^{{(i)}}\subseteq (R_{{beg}}^{{(i)}}\times R_{{end}}^{{(i)}})}}.

4. Описание соответствия между метаинформацией и информацией

4.1. Обозначения

4.2. Общие сведения

Множество информационных ресурсов {{M}} определяется структурой {{S}} с помощью процесса порождения, в котором по структуре {{S}} порождается информационный ресурс {{I}}, принадлежащий множеству {{M}}.

В момент создания сети {{I}} она представлена единственной вершиной — понятием-источником {{v_{0}^{{(i)}}}} с произвольным значением атрибута значение ({{v_{0}^{{(i)}}\in NValue}}), которая поставлена в соответствие понятию-источнику сети {{S}} — {{v_{0}^{{(s)}}}}.

Дальнейшее формирование сети {{I}} ({{I\in M}}) на основе сети {{S}} состоит в порождении в {{I}} множества отношений-экземпляров вида {{r_{{jk}}^{{(i)}}=(v_{{beg_{j}}}^{{(i)}},v_{{end_{{jk}}}}^{{(i)}})}}, где {{j=\overline {1,m}}}, {{k=\overline {0,n}}}; {{m}}, {{n}} — натуральные числа, на основе множества отношений-прототипов {{r_{j}^{{(s)}}=(v_{{beg_{j}}}^{{(s)}},v_{{end_{j}}}^{{(s)}},sp_{j})}} из {{S}}.

Процесс порождения зависит от того, является {{v_{{end_{j}}}^{{(s)}}}} нетерминальным или терминальным понятием, от спецификатора множественности {{sp_{j}}} и от значения типа набора исходящих дуг для {{v_{{beg_{j}}}^{{(s)}}}} — в зависимости от них порождается один или множество нетерминалов, либо один или множество терминалов в {{I}}.

4.3. Общие правила порождения содержания понятий

  1. Если тип набора исходящих дуг для {{v_{{beg}}^{{(s)}}}} есть "список", и из неё выходят дуги {{r_{1}^{{(s)}},...,r_{m}^{{(s)}}}}, не имеющие спецификатора факультативности ("{{[]}}"), а также дуги {{r_{{m+1}}^{{(s)}},...,r_{n}^{{(s)}}}}, имеющие спецификатор факультативности ("{{[]}}"), то множеством отношений-прототипов, на основе которых порождаются отношения в сети понятий {{I}}, является непустое множество, элементами которого являются дуги {{r_{1}^{{(s)}},...,r_{m}^{{(s)}}}}, а также, возможно, некоторые из дуг {{r_{{m+1}}^{{(s)}},...,r_{n}^{{(s)}}}}.
  2. Если тип набора исходящих дуг для {{v_{{beg}}^{{(s)}}}} есть "список", и из неё выходят дуги {{r_{1}^{{(s)}},...,r_{m}^{{(s)}}}} ({{m\geq 2}}), имеющие спецификатор факультативности ("{{[]}}"), то в сети понятий {{I}} из вершины {{v_{{beg}}^{{(i)}}}} должна выходить хотя бы одна дуга.
  3. Если тип набора исходящих дуг для {{v_{{beg}}^{{(s)}}}} есть "альтернатива", и из неё выходят дуги {{r_{1}^{{(s)}},...,r_{m}^{{(s)}}}}, то в сети понятий {{I}} из вершины {{v_{{beg}}^{{(i)}}}} порождение возможно только по одной из дуг {{r_{i}^{{(s)}}\in \{r_{1}^{{(s)}},...,r_{m}^{{(s)}}\}}} ({{i=1,...,m}}).

Примечание.
Если {{v_{{end}}^{{(s)}}}} — понятие-источник сети, представляющей описание структуры Языка ИРУО, то ей соответствует любая вершина {{v_{{end}}^{{(i)}}}}: {{v_{{end}}^{{(i)}}\in I}} или {{v_{{end}}^{{(i)}}\in I'}} ({{I\neq I'}}). Таким образом, по такому {{r^{{(s)}}\in S}} в сети понятий {{I}} можно сделать:

4.4. Правила порождения по отношению-прототипу

В следующих подразделах описываются правила порождения (1 — 4) нетерминальных и терминальных понятий (вместе с дугами к ним) в {{I}} по заданному отношению-прототипу {{r^{{(s)}}}}. Каждое правило охватывает сразу два случая: нефакультативный спецификатор у {{r_{{end}}^{{(s)}}}} и его факультативный вариант ({{[sp]}}). В данном контексте эти случаи неразличимы, поскольку считается, что {{r^{{(s)}}}} является элементом множества отношений-прототипов, на основе которых порождаются отношения в сети понятий {{I}}, сформированного согласно п. 1 раздела Общие правила порождения содержания понятий.

4.4.1. Правила порождения нетерминалов и терминалов, описывающих сорта

Концы дуг, входящих в понятия, описывающие сорта ({{NSort\cup TSort}}), могут помечаться одним из следующих спецификаторов множественности: {{\{!,+,\land ,[!],[+],[\land ]\}}}. В зависимости от него в сети {{I}} может быть порождено единственное, либо множество понятий, описывающих значения ({{NValue\cup TValue}}), принадлежащие заданному сорту.
4.4.1.1. Правило порождения 1
Если {{r_{{end}}^{{(s)}}}} имеет вид {{(v_{{end}}^{{(s)}},!)}} или {{(v_{{end}}^{{(s)}},[!])}}, где {{v_{{end}}^{{(s)}}\in NSort}} ({{v_{{end}}^{{(s)}}\in TSort}}), т.е. {{v_{{end}}^{{(s)}}}} представляет собой пару [<имя>, <сорт>], где <сорт> является одним из базовых или структурных сортов, то порождается отношение {{r^{{(i)}}=(v_{{beg}}^{{(i)}},v_{{end}}^{{(i)}})}}, где:
Пояснение: если отношение-прототип отмечено спецификатором множественности {{!}} (в точности один) или {{[!]}} (ноль или один), то в {{I}} создаётся единственное нетерминальное (терминальное) понятие {{v_{{end}}^{{(i)}}}} с заданным значением сорта <сорт> и отношение от понятия {{v_{{beg}}^{{(i)}}}} к нему, либо отношение от понятия {{v_{{beg}}^{{(i)}}}} к уже существующему в {{I}} или {{I'}} ({{I\neq I'}}) понятию, соответствующему понятию-концу отношения-прототипа.
4.4.1.2. Правило порождения 2
Если {{r_{{end}}^{{(s)}}}} имеет вид {{(v_{{end}}^{{(s)}},+)}} или {{(v_{{end}}^{{(s)}},[+])}}, где {{v_{{end}}^{{(s)}}\in NSort}} ({{v_{{end}}^{{(s)}}\in TSort}}), т.е. {{v_{{end}}^{{(s)}}}} представляет собой пару [<имя>, <сорт>], где <сорт> является одним из базовых или структурных сортов, то {{r_{k}^{{(i)}}=(v_{{beg}}^{{(i)}},v_{{end_{k}}}^{{(i)}})}}, где {{k=\overline {1,m}}} ({{m}} — натуральное число) и:
Пояснение: если отношение-прототип отмечено спецификатором множественности {{+}} (непустое множество) или {{[+]}} (возможно пустое множество), то в {{I}} создаётся непустое множество отношений {{\{r_{k}^{{(i)}}\mid k=\overline {1,m}\}}}, у каждого из которых нетерминальное (терминальное) понятие {{v_{{end_{k}}}^{{(i)}}}} с заданным значением сорта <сорт> соответствует понятию-концу отношения-прототипа и является либо новым (созданным вместе с отношением), либо уже существующим в {{I}} или {{I'}} ({{I\neq I'}}) понятием. Таким образом создаваемые понятия образуют подцепь значений сорта <сорт>.

Пример.
Пусть {{S}} имеет вид:
PrimS

Тогда фрагмент {{I}} может иметь следующий вид:
PrimI
4.4.1.3. Правило порождения 3
Если {{r_{{end}}^{{(s)}}}} имеет вид {{(v_{{end}}^{{(s)}},\land )}} или {{(v_{{end}}^{{(s)}},[\land ])}}, где {{v_{{end}}^{{(s)}}\in NSort}} ({{v_{{end}}^{{(s)}}\in TSort}}), т.е. {{v_{{end}}^{{(s)}}}} представляет собой пару [<имя>, <сорт>], где <сорт> является базовым сортом Целое (<сорт> = Целое), то {{r_{k}^{{(i)}}=(v_{{beg}}^{{(i)}},v_{{end_{k}}}^{{(i)}})}}, где {{k=\overline {1,m}}} ({{m}} — натуральное число) и {{v_{{end_{k}}}^{{(i)}}}} = новое нетерминальное (терминальное) понятие в сети понятий {{I}}, описывающее значение ({{end_{k}\in NValue}} ({{v_{{end_{k}}}^{{(i)}}\in TValue}})), значение которого (значение атрибута значение, принадлежащее сорту Целое) есть натуральное число {{k}} = {{(}}количество порождённых по {{r^{{(s)}}}} потомков понятия {{v_{{beg}}^{{(i)}}+1)}};

Пояснение: если отношение-прототип отмечено спецификатором множественности {{\land}} (непустая последовательность) или {{[\land ]}} (возможно пустая последовательность), то в {{I}} создаётся непустая последовательность понятий {{\{v_{{end_{k}}}^{{(i)}}\mid k=\overline {1,m}\}}} (значение понятия {{v_{{end_{k}}}^{{(i)}}}} есть {{k}}), соответствующих понятию-концу отношения-прототипа, и отношения к ним от понятия {{v_{{beg}}^{{(i)}}}}. Таким образом создаваемые понятия образуют монотонно возрастающую последовательность натуральных чисел.

Пример.
Пусть {{S}} имеет вид:
PrimS2

Тогда фрагмент {{I}} может иметь следующий вид:
PrimI2

4.4.2. Правило порождения нетерминалов и терминалов, описывающих значения

Понятия, описывающие значения ({{NValue\cup TValue}}) могут представлять только константные значения, принадлежащие одному из базовых или структурных сортов. Концы дуг, входящих в такие понятия, всегда помечаются одним из следующих спецификатором множественности: {{\{-,[-],\sim \}}} — для {{NValue}} и {{\{-,[-]\}}} — для {{TValue}}.
4.4.2.1. Правило порождения 4
Если {{r_{{end}}^{{(s)}}}} имеет вид {{(v_{{end}}^{{(s)}},-)}} или {{(v_{{end}}^{{(s)}},[-])}}, где {{v_{{end}}^{{(s)}}\in NValue}} ({{v_{{end}}^{{(s)}}\in TValue}}), то {{r^{{(i)}}=(v_{{beg}}^{{(i)}},v_{{end}}^{{(i)}})}}, где:
Пояснение: если отношение-прототип отмечено спецификатором множественности {{-}} (копия) или {{[-]}} (возможное отсутствие), то в {{I}} создаётся понятие, являющееся копией понятия-конца отношения-прототипа, и отношение от понятия {{v_{{beg}}^{{(i)}}}} к нему, либо отношение от понятия {{v_{{beg}}^{{(i)}}}} к уже существующему в {{I}} или {{I'}} ({{I\neq I'}}) понятию, соответствующему понятию-концу отношения-прототипа.

Примечание. Если у отношения-прототипа {{r^{{(s)}}}} его {{r_{{end}}^{{(s)}}}} имеет вид {{(v_{{end}}^{{(s)}},\sim )}}, где {{v_{{end}}^{{(s)}}\in NValue}}, то оно не может быть использовано для порождения отношений в {{I}}. В этом случае в качестве отношений-прототипов для порождения новых отношений и понятий в {{I}} должны рассматриваться отношения, исходящие из {{v_{{end}}^{{(s)}}}}, и т.д.

5. Язык ИРУО

5.1. Структура

Структура Языка ИРУО имеет следующий вид (в нотации текстового представления информационных ресурсов):
Проблемно-независимая предметная область / Языки / Язык ИРУО
{
    Конструктивные элементы Языка ИРУО 
    ~ALT {
        ~alt ОПИСАТЬ ВАРИАНТ АЛЬТЕРНАТИВЫ {
            ~list ОПИСАТЬ ЭЛЕМЕНТ СПИСКА {
                ~list -> ОПИСАТЬ ЭЛЕМЕНТ СПИСКА;
                ~alt -> ОПИСАТЬ ВАРИАНТ АЛЬТЕРНАТИВЫ;
            }
            ~alt -> ОПИСАТЬ ВАРИАНТ АЛЬТЕРНАТИВЫ;
        }
        ~list -> ОПИСАТЬ ЭЛЕМЕНТ СПИСКА;
    }
    ~alt -> ОПИСАТЬ ВАРИАНТ АЛЬТЕРНАТИВЫ;
    ~list -> ОПИСАТЬ ЭЛЕМЕНТ СПИСКА;
}

5.2. Базовые сорта

6. Примечания

  1. Равнозначно это может рассматриваться как свойство совокупности исходящих из нетерминального понятия дуг.
  2. Соответствует примитиву Языка ИРУО — "ОПИСАТЬ ЭЛЕМЕНТ СПИСКА".
  3. Соответствует примитиву Языка ИРУО — "ОПИСАТЬ ВАРИАНТ АЛЬТЕРНАТИВЫ".
  4. Аналогом понятия структурного сорта является понятие класса в объектно-ориентированной парадигме.
  5. При этом спецификатор отношения {{r^{{(s)}}}}  — {{sp\notin \{\land ,[\land ],\sim \}}}