Описание логической структуры информационного ресурса

Определение информационного ресурса, включающее перечисление его компонентов, дано в глоссарии терминов. Далее приведено описание представления этих компонентов на логическом уровне (в виде семантической сети понятий). Данная семантическая сеть представляет собой структуру {{S}} множества {{M}} информационных ресурсов {{I}} (объектных информационных ресурсов).

Содержание

1 Семантическая сеть понятий
- 1.1 Вершины семантической сети (понятия)
- 1.2 Дуги семантической сети (отношения)
2 Описание соответствия между метаинформацией и информацией
3 Язык ИРУО
- 3.1 Структура
- 3.2 Базовые сорта
4 Примечания

Семантическая сеть понятий

Семантическая сеть понятий {{S}} есть ориентированный граф (орграф) с возможными петлями и циклами, обладающий следующими свойствами:

некоторая (единственная) вершина этого графа объявляется начальной — источник сети;
в любую вершину этого графа существует путь из его начальной вершины;
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);
орграф снабжен специальной разметкой, описывающей характеристики вершин и структурные особенности самого орграфа, которая состоит из атрибутов понятий и отношений и формируется с помощью примитивов Языка ИРУО.

Вершины семантической сети (понятия)

Вершины семантической сети делятся на два класса:

нетерминалы (включая понятие-источник сети) — понятия, требующие определения через другие понятия;
терминалы — понятия-стоки, не допускающие определения через другие понятия.

Множество всевозможных нетерминалов обозначим символом ${{N}}$ .
Множество всевозможных терминалов ${{T}}$ состоит из двух подмножеств:
$T=TSort\cup TValue$ , где

${{TSort}}$ — множество всевозможных терминалов, описывающих сорта,
${{TValue}}$ — множество всевозможных терминалов, описывающих значения.

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

Для каждой вершины $v\in N$ определен тип набора исходящих дуг^[1] ${\{}$ "множество", "множество альтернатив" ${\}}$ . При этом:

если содержание вершины ${{v}}$ ещё не описано, то значение тип набора исходящих дуг не определён (исходящие дуги отсутствуют);
если из вершины ${{v}}$ выходит только одна дуга, то считается, что тип набора исходящих дуг = "множество".

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

Для каждой вершины $v\in N\cup TSort$ всегда определен атрибут имя, значением которого является строка символов конечной длины.

Для каждой вершины $v\in T$ всегда определен атрибут значение.

Для терминала $v\in TSort$ значение принадлежит множеству имен базовых сортов, зафиксированных в Языке ИРУО.

Для терминала $v\in TValue$ значение атрибута значение должно принадлежать одному из базовых сортов.

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

Дуги семантической сети (отношения)

Каждая дуга описывает направленное отношение между парой понятий: она имеет начало, конец, а также логический признак ссылка. Начало отношения характеризуется связанным понятием. Конец отношения характеризуется связанным понятием и атрибутом — спецификатором множественности (или просто спецификатор). Понятие, из которого дуга исходит, называется понятием-началом отношения, а то, в которое дуга входит — понятием-концом отношения.

Если дуга имеет признак ссылка, то её понятие-конец может принадлежать как ${{S}}$ , так и ${{S'}}$ ( $S\neq S'$ ), где ${{S'}}$ — семантическая сеть понятий, представляющая собой структуру множества ${{M'}}$ ( $M\neq M'$ ) объектных информационных ресурсов ${{I'}}$ .

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

Множество спецификаторов, употребляемых для дуги, где концом является нетерминальное понятие, определяется так:

$SP_{{end}}=SP_{1}\cup SP_{2}\cup (SP_{1}\times SP_{3})\cup (SP_{2}\times SP_{3})\cup SP_{4}$ , что соответствует множеству ${{\{-,!,+,(-,[]),(!,[]),(+,[]),\sim \}}}$ .
Комбинированные спецификаторы вида ${{(sp,[])}}$ , где $sp\in SP_{1}\cup SP_{2}$ , записываются так: ${{[sp]}}$ .
Таким образом, ${{SP_{{end}}}}$ соответствует множеству ${{\{-,!,+,[-],[!],[+],\sim \}}}$ .

Множество спецификаторов, употребляемых для дуги, где концом является вершина $v\in TSort$ , определяется следующим образом:
$SP_{{end}}=SP_{2}\cup (SP_{2}\times SP_{3})$ , что соответствует множеству ${{\{!,+,[!],[+]\}}}$ (иные спецификаторы не имеют смысла в данном контексте).

Множество спецификаторов, употребляемых для дуги, где концом является вершина $v\in TValue$ , определяется так:
$SP_{{end}}=SP_{1}\cup (SP_{1}\times SP_{3})$ , что соответствует множеству ${{\{-,[-]\}}}$ (иные спецификаторы не имеют смысла в данном контексте).

Множество спецификаторов, употребляемых для дуги, где началом является вершина $v\in N$ , для которой тип набора исходящих дуг = "множество альтернатив", определяется следующим образом:
$SP_{{end}}=SP_{1}\cup SP_{2}\cup SP_{4}$ , что соответствует множеству ${{\{-,!,+,\sim \}}}$ (иные спецификаторы не имеют смысла в данном контексте).

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):

"–" — копия ("~copy");
"!" — в точности один ("~one");
"+" — непустое множество ("~set");
"~" — прокси ("~proxy");

"[]" – спецификатор факультативности; самостоятельно не используется, предназначен для представления следующих комбинированных спецификаторов:

"[–]" — возможное отсутствие ("~copymm");
"[!]" — ноль или один ("~onemm");
"[+]" — возможно пустое множество ("~setmm").

Множество всевозможных начал отношений есть $REL_{{beg}}\subseteq N$ .

Множество всевозможных концов отношений есть $REL_{{end}}\subseteq (N\cup T)\times SP_{{end}}$ .

Каждое отношение есть элемент множества $RELATION\subseteq (REL_{{beg}}\times REL_{{end}})$ .

Описание соответствия между метаинформацией и информацией

Обозначения

concept — текущее понятие из сети понятий ${{I}}$ , представляющей информацию (объектный информационный ресурс);
proto_relation $\in$ RELATION — отношение-прототип — отношение из сети понятий ${{S}}$ , представляющей метаинформацию, на основе которого порождаются отношения в сети понятий ${{I}}$ ;
proto_rel_end $\in$ REL_end — конец отношения proto_relation;
proto_end — понятие-конец отношения proto_relation;
proto_concept — понятие-начало отношения proto_relation;
new_relation $\in$ RELATION — порождаемое отношение-экземпляр в сети понятий ${{I}}$ ;
end — понятие-конец отношения new_relation.

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 ${{v_{0}}}$ с произвольным значением атрибута имя, которая поставлена в соответствие понятию-источнику сети ${{S}}$ — ${{V_{0}}}$ .

Дальнейшее формирование сети ${{I}}$ ( $I\in M$ ) на основе сети ${{S}}$ состоит в порождении в ${{I}}$ отношений-экземпляров вида relation_j = (concept, end_j, SP_{end_j}), где $j\geq 1$ и SP_{end_j} = "-", на основе proto_relation = (proto_concept, proto_end, proto_SP_end) из ${{S}}$ .

Процесс порождения зависит от того, является proto_end нетерминальным или терминальным понятием, от спецификатора множественности proto_SP_end и от значения типа набора исходящих дуг для proto_concept — в зависимости от них порождается один / множество нетерминалов, либо один / множество / терминалов в ${{I}}$ .

Общие правила порождения содержания понятий

Если тип набора исходящих дуг для proto_concept есть "множество", и из неё выходят дуги proto_relation₁, ..., proto_relation_m, не имеющие спецификатора факультативности ("[]"), а также дуги proto_relation_m+1, ..., proto_relation_n, имеющие спецификатор факультативности ("[]"), то множеством отношений-прототипов, на основе которых порождаются отношения в сети понятий ${{I}}$ , является непустое множество, элементами которого являются дуги proto_relation₁, ..., proto_relation_m, а также, возможно, некоторые из дуг proto_relation_m+1, ..., proto_relation_n.
Если тип набора исходящих дуг для proto_concept есть "множество", и из неё выходят дуги proto_relation₁, ..., proto_relation_m ( $m\geq 2$ ), имеющие спецификатор факультативности ("[]"), то в сети понятий ${{I}}$ из вершины concept должна выходить хотя бы одна дуга.
Если тип набора исходящих дуг для proto_concept есть "множество альтернатив", и из неё выходят дуги proto_relation₁, ..., proto_relation_m, то в сети понятий ${{I}}$ из вершины concept порождение возможно только по одной из дуг proto_relation_i $\in$ ${\{}$ proto_relation₁, ..., proto_relation_m ${\}}$ (i = 1,...,m).
- Если proto_relation не имеет признака ссылка, то в сети понятий ${{I}}$ создаётся новая вершина end, соответствующая вершине proto_end.
- Если proto_relation имеет признак ссылка, то:
  - в сети понятий ${{I}}$ создаётся новая вершина end (вместе с отношением к ней), соответствующая вершине proto_end, либо
  - end — уже существующая в сети ${{I}}$ или ${{I'}}$ ( $I\neq I'$ ) вершина, соответствующая вершине proto_end, и в сети понятий ${{I}}$ создаётся только отношение к end вида: new_relation = (concept, –, end, –).

Правила порождения по отношению-прототипу

В следующих подразделах описываются правила порождения (1 — 6) нетерминальных и терминальных понятий (вместе с дугами к ним) в ${{I}}$ по заданному отношению-прототипу proto_relation. Каждое правило охватывает сразу два случая: нефакультативный спецификатор у proto_rel_end и его факультативный вариант ( ${{[sp]}}$ ). В данном контексте эти случаи неразличимы, поскольку считается, что proto_relation является элементом множества отношений-прототипов, на основе которых порождаются отношения в сети понятий ${{I}}$ , сформированного согласно п.1 раздела Общие правила порождения содержания понятий.

Правила порождения нетерминалов

Концы дуг, входящих в нетерминальные понятия ( ${{N}}$ ), могут помечаться любым из спецификаторов множественности.

Правило порождения 1

Если proto_rel_end имеет вид (proto_end, –) или (proto_end, [–]), где proto_end N, то new_relation = (concept, –, end, –), где:

если proto_relation не имеет признака ссылка, то end = новое понятие в сети ${{I}}$ , являющееся копией понятия proto_end (т.е. значение атрибута имя понятия end совпадает со значением атрибута имя понятия proto_end);
если proto_relation имеет признак ссылка, то end = уже существующее в сети ${{I}}$ или ${{I'}}$ ( $I\neq I'$ ) понятие, соответствующее понятию proto_end.

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 concept к нему, либо отношение от понятия concept к уже существующему в ${{I}}$ или ${{I'}}$ ( $I\neq I'$ ) понятию, соответствующему понятию-концу отношения-прототипа.

Правило порождения 2

Если proto_rel_end имеет вид (proto_end, !) или (proto_end, [!]), где proto_end N, то new_relation = (concept, –, end, –), где:

если proto_relation не имеет признака ссылка, то end = новое понятие в сети ${{I}}$ , которому задается имя (значение атрибута имя);
если proto_relation имеет признак ссылка, то end = уже существующее в сети ${{I}}$ или ${{I'}}$ ( $I\neq I'$ ) понятие, соответствующее понятию proto_end.

Пояснение: если отношение-прототип отмечено спецификатором множественности "!" (в точности один) или "[!]" (ноль или один), то в ${{I}}$ создаётся единственное понятие (end) с заданным именем и отношение от понятия concept к нему, либо отношение от понятия concept к уже существующему в ${{I}}$ или ${{I'}}$ ( $I\neq I'$ ) понятию, соответствующему понятию-концу отношения-прототипа.

Правило порождения 3

Если proto_rel_end имеет вид (proto_end, +) или (proto_end, [+]), где proto_end N, то new_relation_k = (concept, –, end_k, –), где $k\geq 1$ и:

если proto_relation не имеет признака ссылка, то end_k = новое понятие в сети понятий ${{I}}$ , которому задается имя (значение атрибута имя);
если proto_relation имеет признак ссылка, то end_k = уже существующее в сети ${{I}}$ или ${{I'}}$ ( $I\neq I'$ ) понятие, соответствующее понятию proto_end.

Пояснение: если отношение-прототип отмечено спецификатором множественности "+" (непустое множество) или "[+]" (возможно пустое множество), то в ${{I}}$ создаётся непустое множество понятий (end_k, $k\geq 1$ ) с заданными именами и множеством отношений к ним от понятия concept, либо непустое множество отношений от понятия concept к уже существующим в ${{I}}$ или ${{I'}}$ ( $I\neq I'$ ) понятиям, соответствующим понятию-концу отношения-прототипа.

Примечание. Если у отношения-прототипа proto_relation его proto_rel_end имеет вид (proto_end, ~), где proto_end N, 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 proto_end, и т.д.

Правила порождения терминалов, описывающих сорта

Концы дуг, входящих в терминальные понятия, описывающие сорта ( ${{TSort}}$ ), могут помечаться одним из следующих спецификаторов множественности: ${{\{!,+,[!],[+]\}}}$ . В зависимости от него в сети ${{I}}$ может быть порождено единственное, либо множество терминальных понятий, описывающих значения ( ${{TValue}}$ ), принадлежащие заданному сорту.

Правило порождения 4

Если proto_rel_end имеет вид (proto_end, !) или (proto_end, [!]), где proto_end TSort, т.е. proto_end представляет собой пару [<имя>, <сорт>], где <сорт> является одним из базовых сортов, то порождается отношение new_relation = (concept, –, end, –), где:

если proto_relation не имеет признака ссылка, то end = новое понятие в сети ${{I}}$ , описывающее значение ( ${{TValue}}$ ), которому задается значение (значение атрибута значение) принадлежащее сорту <сорт>;
если proto_relation имеет признак ссылка, то end = уже существующее в сети ${{I}}$ или ${{I'}}$ ( $I\neq I'$ ) понятие, описывающее значение ( ${{TValue}}$ ), соответствующее понятию proto_end.

Пояснение: если отношение-прототип отмечено спецификатором множественности "!" (в точности один) или "[!]" (ноль или один), то в ${{I}}$ создаётся единственное понятие (end) с заданным значением сорта <сорт> и отношение от понятия concept к нему, либо отношение от понятия concept к уже существующему в ${{I}}$ или ${{I'}}$ ( $I\neq I'$ ) понятию, соответствующему понятию-концу отношения-прототипа.

Правило порождения 5

Если proto_rel_end имеет вид (proto_end, +) или (proto_end, [+]), где proto_end TSort, т.е. proto_end представляет собой пару [<имя>, <сорт>], где <сорт> является одним из базовых сортов, то порождаются отношения new_relation_k = (concept, –, end_k, –), где $k\geq 1$ и:

если proto_relation не имеет признака ссылка, то end_k = новое понятие в сети ${{I}}$ , описывающее значение ( ${{TValue}}$ ), которому задается значение (значение атрибута значение) принадлежащее сорту <сорт>;
если proto_relation имеет признак ссылка, то end_k = уже существующее в сети ${{I}}$ или ${{I'}}$ ( $I\neq I'$ ) понятие, описывающее значение ( ${{TValue}}$ ), соответствующее понятию proto_end.

Пояснение: если отношение-прототип отмечено спецификатором множественности "+" (непустое множество) или "[+]" (возможно пустое множество), то в ${{I}}$ создаётся непустое множество понятий (end_k, $k\geq 1$ ) с заданными значениями сорта <сорт> и множеством отношений к ним от понятия concept, либо непустое множество отношений от понятия concept к уже существующим в ${{I}}$ или ${{I'}}$ ( $I\neq I'$ ) понятиям, соответствующим понятию-концу отношения-прототипа. Таким образом создаваемые понятия образуют подмножество значений сорта <сорт>.

Правило порождения терминалов, описывающих значения

Терминальные понятия, описывающие значения ( ${{TValue}}$ ) могут представлять только константные значения, принадлежащие одному из базовых сортов. Поэтому концы дуг, входящих в такие понятия, всегда помечаются спецификатором множественности "–" (копия) или "[–]" (возможное отсутствие).

Правило порождения 6

Если proto_rel_end имеет вид (proto_end, –) или (proto_end, [–]), где proto_end TValue, то new_relation = (concept, –, end, –), где:

если proto_relation не имеет признака ссылка, то end = новое понятие в сети ${{I}}$ , являющееся копией понятия proto_end (т.е. значение атрибута значение понятия end совпадает со значением атрибута значение понятия proto_end);
если proto_relation имеет признак ссылка, то end = уже существующее в сети ${{I}}$ или ${{I'}}$ ( $I\neq I'$ ) понятие, соответствующее понятию proto_end.

Пояснение: см. пояснение к правилу порождения 1.

Язык ИРУО

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 ОПИСАТЬ МНОЖЕСТВО АЛЬТЕРНАТИВ {
        ~ALT ОПИСАТЬ МНОЖЕСТВО {
            ~set -> ОПИСАТЬ МНОЖЕСТВО;
            ~alt -> ОПИСАТЬ МНОЖЕСТВО АЛЬТЕРНАТИВ;
        }
      }
      ~set -> ОПИСАТЬ МНОЖЕСТВО;
     }
    ~alt -> ОПИСАТЬ МНОЖЕСТВО АЛЬТЕРНАТИВ;
    ~set -> ОПИСАТЬ МНОЖЕСТВО;
  }

Базовые сорта

Строковое — множество всевозможных строк конечной длины.
Целое — множество всевозможных целых чисел.
Вещественное — множество всевозможных вещественных чисел.
Логическое — множество ${\{}$ "истина", "ложь" ${\}}$ логических значений.
Дата — дата и время в формате <день>.<месяц>.<год>–<часы>:<минуты>:<секунды>, где <год> представлен четырьмя цифрами, остальные компоненты — двумя.
Бинарные данные — массив байт конечной длины.

Примечания

↑ Равнозначно это может рассматриваться как свойство совокупности исходящих из нетерминального понятия дуг.