O’zbekisтon aloqa va aхboroтlashтirish agenтligi тoshkenт aхboroт тeхnologiyalari universiтeтi urganch filiali aхboroт тeхnologiyalari fakulтeтi

Ma’lumotlarning infologik modellari

Ma’lumotlarni modellashning asosiy maqsadlaridan biri tashqi dunyo ob’ektlarini tuzilma, butunlik cheklovlari va bajariladigan amallar atamalari yordamida imkon qadar tabiiyroq tasvirlashdan iborat. Ma’lumotlar modellarining ko’pchiligi axborot talablarini ifodalash uchun sun’iy vositalar va konstruksiyalardan foydalanishga asoslanadi. Bu, albatta, mazkur vosita va konstruksiyalarni kompyuterda qo’llash mumkin bo’lgan vosita va konstruksiyalarga yaqin bo’lishi zarurati oqibatida paydo bo’lgan.

Insonlar tashqi dunyo ob’ektlarini jadvallar, graflar shaklida emas, balki so’zlashuv tili yordamida ifodalashga odatlanishgan. Kompyuter tizimlarining so’zlashuv tili matniga ishlov berish vositalari esa ancha cheklangan. Biroq, so’zlashuv tilidagi ayrim ob’ektlar, ya’ni mulohazalar (fikrlar) bilan ishlash imkoniyati mavjud. Mulohazalar tuzilma jihatidan yetarli darajada umumiylikka ega va ular yordamida munosabatlar yoki ma’lumotlar bazasi yozuvlarini ifodalash imkoniyati mavjud. Demak, mulohazalarga asoslanuvchi ma’lumotlar modellaridan foydalanish tadqiqot ob’ektlarini nisbatan tabiiyroq tasvirlash imkoniyatlarini beradi.

Insonga mo’ljallangan ma’lumotlar modellarini qo’llash bir-biriga bog’liq, ikki akslantiruv yordamida predmet sohasining «kompyuterlashgan» tasvirini hosil qilish imkonini beradi. Bularning birinchisi modellash sohasini inson uchun tabiiyroq tasavvurga akslantiradi. Hosil qilingan ifodalanish ma’lumotlar modelining infologik sohasiga taalluqli bo’ladi. So’ngra ushbu ifodalanish kompyuterga yo’naltirilgan ko’rinishga akslantiriladi va u modellashning datalogik sohasiga mansub bo’ladi. Infologik tasavvur axborotni saqlash muhitiga, uning fizik parametrlariga bog’liq bo’lmaydi.

Тashqi dunyo haqidagi axborot sezgilar orqali qabul qilinadi. Sezgi yetarli darajada murakkab hamda bir-biri bilan bog’liq faktlar to’plamidan iborat bo’ladi. Masalan, «Kecha ko’rik-tanlov o’z ishini boshladi va unda Qodir Salomov hamda O’ktam Yusupovlar duet ijro etishdi» kabi mulohaza murakkab, tarkibiy qismli fakt hisoblanadi. U ikki «Kecha ko’rik-tanlov o’z ishini boshladi» va «Kecha, ko’rik-tanlovda Qodir Salomov hamda O’ktam Yusupovlar duet ijro etishdi» ko’rinishdagi elementar faktlardan iborat.

Atomarlik xususiyatiga ega fakt elementar fakt deb nomlanadi. Infologik modellar elementar faktlarni to’g’ri, inson tasvirlaydigani kabi tasvirlashga qaratiladi. Bunda, ob’ektlar (yoki ob’ektlar kortejlari), ob’ektlar xususiyatlari (yoki ob’ektlar aloqalari) va hodisani ro’y berish vaqti kabi atamalardan foydalaniladi. «Kecha, ko’rik-tanlovda Qodir Salomov hamda O’ktam Yusupovlar duet ijro etishdi» misolida «Qodir Salomov» va «O’ktam Yusupov»lar – ob’ektlar, «Duet ijro etildi» – ob’ektlar orasidagi aloqa, «Kecha» esa elementar fakt ro’y bergan vaqtni bildiradi.

Infologik modelda ob’ekt deb, muayyan sharoitda qiziqish uyg’otuvchi (sabab bo’luvchi) predmet yoki hodisaga aytiladi. Model ob’ektlarini belgilashda ko’pincha ekspert maslahatlaridan foydalaniladi. Ob’ektning mavjud bo’lishi uning paydo bo’lishi, o’zgarishi va yo’qolishi kabi hodisalar bilan bog’liq. Ob’ektlar ularga nisbatan kishilarda qiziqish uyg’onganda paydo bo’ladi va bu qiziqish o’z kuchini yo’qotishi bilan yo’qoladi.

Ob’ektlar atomar va tarkibiy bo’lishlari mumkin. Boshqa ob’ektlarga ajratib bo’lmaydigan xohlagan bir ob’ektga atomar ob’ekt deyiladi. Тarkibiy ob’ektlar ko’plab ob’ektlar, ob’ektlar kortejlari yoki pleyadalardan tashkil topadi. Masalan, «Kecha, ko’rik-tanlovda Qodir Salomov hamda O’ktam Yusupovlar duet ijro etishdi» fakti ob’ekt sifatida qaralishi va «Ushbu ko’rik-tanlovga Nigina Adhamova keldi» faktini aniqlashda ishtirok etishi mumkin.

Odatda ob’ektga nisbatan axborot, ob’ektni ma’lum bir xususiyatga yoki aloqaga ega bo’lishidan iborat bo’ladi. Хususiyat formal tarzda ob’ekt haqidagi qandaydir tasdiq sifatida, aloqa esa ob’ektlar to’plami xususidagi tasdiq sifatida qaralishi mumkin. Bir xususiyat yoki aloqani boshqalari yordamida hosil qilish qoidalari mavjud. Bularga, birinchi navbatda xususiyatlarni birlashtirish (kon’yunksiya) natijasida yangi xususiyat hosil qilish kiradi. Masalan, «novcha» va «kuchli» xususiyatlar sanalsa, ularning birlashmasi «novcha hamda kuchli» ham xususiyat hisoblanadi. Хususiyatlar bir-biri bilan kombinatsiyalar hosil qilishi va aloqalar orqali meros qilib olinishi mumkin. Bir aloqa orqali boshqasini vujudga keltirish qoidalari ham belgilanishi mumkin.

Vujudga keltirish qoidalari fundamental va hosila xususiyatlar haqida so’z yuritish imkonini beradi. Boshqa fundamental xususiyatlar to’plami orqali hosil qilinishi mumkin bo’lmagan xususiyatlarga fundamental xususiyatlar deyiladi. Hosila xususiyatlar esa fundamental xususiyatlar asosida vujudga keltirish qoidalaridan foydalanib hosil qilinishi mumkin.

Boshqa ma’lumotlar modellaridan farqli ravishda, ob’ekt uchun biror xususiyat yoki aloqa belgilangan yoxud belgilanmaganligidan qat’iy nazar, infologik modellarda mazkur ob’ektning mavjud bo’lishiga yo’l qo’yiladi. Faqat birgina xususiyat, ya’ni ob’ektning paydo bo’lish vaqti va yo’qolish vaqti (bizda ob’ektga nisbatan qiziqish uyg’ongan vaqt hamda bu qiziqish o’z kuchini yo’qotgan vaqt), mazkur ob’ektning mavjud bo’lishi uchun yetarli hisoblanadi.

Ko’rinib turibdiki, infologik modellarda vaqt ham inobatga olinadi. Ya’ni, faktlarni tasvirlashda ob’ektlar, xususiyatlar, aloqalar va vaqtning bazaviy konsepsiyalaridan foydalaniladi.

Elementar faktni (x, y, z) ko’rinishdagi uchlik tarzida ifodalash mumkin. Bu yerda, x – o₁, … o_n ob’ektlar korteji, y – ob’ektlar xususiyati yoki aloqalari, z – vaqt. Ushbu bazaviy tuzilma elementar pleyada deb nomlanadi.

Agarda, x – atomar ob’ekt, u – xususiyat bo’lsa, elementar pleyada xususiyat tipining elementar pleyadasi deb nomlanadi. Masalan, «shirali ovoz» xususiyatini qaraydigan bo’lsak, ma’lum bir shaxsning muayyan bir vaqtda «shirali ovoz»ga egaligi haqidagi tasdiq xususiyat tipining elementar pleyadasi hisoblanadi. Ushbu axborot birligining boshqa modellardagi atribut nusxasidan farqi, mazkur axborot birligi uchun vaqt qiymatining aniq ko’rsatilishidan iborat.

Agarda, x – ob’ektlar korteji, u – aloqa bo’lsa, elementar pleyada aloqa tipining elementar pleyadasi deb nomlanadi va u munosabatning vaqtni inobatga olgan holda qaralgan kortejiga mos keladi.

Infologik model modellash sohasini pleyada, ya’ni turli ob’ektlar to’plami, turli vaqt kesmalarida mavjud bo’ladigan xususiyatlar va aloqalarning juda murakkab grafi, tarzida tasvirlaydi. Infologik model pleyadasini yulduzlar pleyadasiga o’xshatish mumkin.

Infologik model kuchsiz tiplashtirilgan modellar qatoriga kiradi. Unda ob’ektlar, xususiyatlar yoki aloqalar tiplari qat’iy belgilanmagan. Ammo, ob’ektlar va ularning xususiyatlarini guruhlash orqali ob’ektlar tiplarini belgilash mumkin.

Vaqtni e’tiborga olmagan holda r xususiyatga ko’ra mos keluvchi ob’ektlar to’plami – O(p) ob’ektlar guruhi deb belgilanadi. Masalan, «25 yoshli» kabi xususiyatni qaraylik. Ushbu xususiyatga ko’ra ob’ektlar guruhi vaqtning biror momentida mazkur xususiyatga ega barcha insonlardan iborat bo’ladi. Ma’lum bir vaqtda mazkur xususiyatga ega barcha insonlar esa O_t(p) qism-to’plamni tashkil etadi va u O(p) to’plamning vaqt bo’yicha kesmasi deb ataladi. Masalan, «2005 yilda 25 yoshli» xususiyat vaqt bo’yicha kesma bo’lib, u 2005 yilda 25 yoshga yetgan barcha insonlarni bildiradi.

Boshqa ma’lumotlar modellarida atribut o’zak element sifatida qabul qilinib, u asosida boshqa xususiyatlar keltirib chiqariladi. Infologik modellarda atribut tushunchasi ob’ekt, xususiyat, aloqa va vaqt tushunchalari orqali keltirib chiqariladi. A={p_i} atribut, O(p) ob’ektlar guruhining xususiyatlari to’plami sifatida belgilanadiki, O_t(p) ga taalluqli har bir x ob’ekt vaqtning xohlagan momentida hech bo’lmaganda biror O_t(p_i) da mavjud bo’ladi. p_i xususiyat O(p) ob’ektlar guruhi A atributining qiymatlariga to’g’ri keladi.

Misol tariqasida, r – «ta’lim oladi» xususiyatiga ega shaxslardan tashkil topgan O(p) ob’ektlar guruhini qaraylik. Тalaba yoki o’quvchini p_i xususiyatga ega shaxs (p_i = «i-o’quv yurtida ta’lim oladi») sifatida qaraymiz. O_t(p) ga talluqli x ob’ekt, ya’ni vaqtning t momentida «ta’lim olayotgan» shaxs qaraladigan bo’lsa, u hech bo’lmaganda biror O_t(p_i) da albatta mavjud bo’ladi. Ya’ni, x ob’ekt vaqtning t momentida biror o’quv yurtining o’quvchi yoki talabasi bo’ladi.

Ob’ektlari turli vaqtlarda p xususiyatga ega bo’ladigan O ob’ektlar guruhi va A atribut (O, A) juftlikni tashkil qiladi va u atributli elementar pleyada tipi deb nomlanadi. Ushbu tip an’anaviy ma’lumotlar modellaridagi atributga mos keladi. p_i xususiyat O guruh ob’ektlari turli vaqtlarda qabul qiladigan A atributning qiymatlaridan, ya’ni A uchun aniqlanish sohasi bo’lgan domendan iborat bo’ladi. A atribut qiymatlarining vaqtning har bir t momentidagi to’plami an’anaviy ma’lumotlar modelidagi atribut kengaytmasiga mos keladi. Agar oO va rA bo’lsa, (o, r, t) xususiyat tipining elementar pleyadasi (O, A) atributli elementar pleyada tipiga mos keladi.

(O₁, …, O_n) ob’ektlar guruhi korteji va ob’ektlarning n-o’lchamli aloqasi ((O₁, …, O_n), R) juftlikni hosil qiladi va elementar relyatsion pleyada tipi deb nomlanadi. Agar o₁O₁, …, o_nO_n, va r=R bo’lsa, ((o₁, …, o_n), r, t) aloqa tipining elementar pleyadasi ((O₁, …, O_n), R) elementar relyatsion pleyada tipiga mos keladi.

Keltirilgan ta’riflarga ko’ra, ma’lumotlar tipi va nusxalari orasidagi farqlarni oydinlashtirib olish mumkin. Birinchidan, ma’lumotlarning infologik modelida atribut va aloqa tipi tushunchalari boshlang’ich tushunchalar emas, ular boshqa, o’zak tushunchalar orqali keltirib chiqariladi. Ikkinchidan, tiplar avvaldan belgilanmagan bo’ladi va ular ma’lumotlarning mos nusxalari yordamida hosil qilinishi mumkin. Uchinchidan, infologik modelda vaqt tushunchasi oshkor ko’rinishda qo’llaniladi. Тo’rtinchidan, ob’ekt va unga murojaat orasidagi farqlanish aniq belgilab olinadi.

Ko’pchilik ma’lumotlar modellarida ob’ektni identifikatsiya qilish uning xususiyatlariga qarab, masalan, kalit maydonlari qiymatiga ko’ra amalga oshiriladi. Ma’lumotlarning infologik modelida esa ob’ektlarni tasvirlashda, ular uchun murojaat (nomlanish) ham qo’llaniladi. Murojaat boshqa infologik elementlar, ya’ni xususiyatlar, aloqalar va vaqt uchun ham belgilanishi mumkin. Murojaat oshkor va oshkormas (boshqa ob’ektlar vositasidagi murojaat) ko’rinishlarda bo’lishi mumkin. Masalan, «Nasiba» – oshkor, «Halimaning opasi» – oshkormas ko’rinishdagi murojaat. Murojaat, agar u yagona bir ob’ektga qaratilgan bo’lsa, betakror, bir necha ob’ektlar bilan bog’langan bo’lsa noaniq murojaat bo’ladi. Masalan, bir necha shaxs «Nasiba» ismiga ega bo’lsa, «Nasiba» tarzidagi murojaat noaniq murojaat hisoblanadi.

Elementlarning o’zlarini tasvirlashdan ko’ra, pleyadalarni tasvirlashda infologik elementlar uchun murojaatdan kengroq miqyosda foydalanilishi mumkin. Pleyadaning bu tarzda tasvirlanishi xabar deb nomlanadi. Elementar xabar (tugallangan elementar xabar) deb (x, y, z) ko’rinishdagi uchlikka aytiladi, bu yerda x – ob’ekt uchun betakror murojaatlar korteji, y – xususiyat yoki aloqa uchun betakror murojaat, z – vaqt uchun murojaat. Elementar xabar xususiyat yoki aloqa tipining elementar pleyadasi uchun murojaatni bildiradi. Agarda murojaatning biror tarkibiy qismi betakror bo’lmasa, elementar xabar tugallanmagan deb ataladi. Тugallanmagan xabar so’rov sifatida qaralishi mumkin. Masalan, (ShAХSLAR, p, t) kabi xabar «Qaysi shaxslar t murojaatga mos keluvchi vaqtda r murojaatga muvofiq xususiyatga ega?» ko’rinishdagi so’rov tarzida qaralishi mumkin. Shunga o’xshash xabarlarni xuddi pleyadalardagi kabi tiplarga guruhlash mumkin. Masalan, atributli xabar tipi – bu (x, y) ko’rinishdagi juftlik bo’lib, bu yerda x – ob’ektlar guruhi, u – atribut uchun murojaat. Pleyada tipining xabar tipidan farqi shundaki, birinchi holda bevosita ob’ektlar, ikkinchi holda esa ob’ektlarga murojaat bilan ish olib boriladi.

Elementar xabarlardan tashqari psevdoelementar xabarlar tushunchasi ham mavjud. Bunday xabar foydalanuvchi tomonidan atomar deb qaralsada, u bir qator elementar xabarlarga ajratilishi mumkin. Psevdoelementar xabarni bo’laklarga ajratish ma’lumotlar modelini qo’llaydigan tizim vositalari tomonidan amalga oshiriladi.

Infologik tasavvurni datalogik sohaga akslantirishda elementar xabar elementar yozuv sifatida tasvirlanadi. Bir-biriga o’xshash elementar yozuvlar jamlanmasi elementar faylni tashkil etadi. Mazkur fayl elementar xabarlar tipining fizik amalga oshirilishi sifatida qaralishi mumkin. Elementar yozuvlar, murakkab xabarlarning fizik amalga oshirilishi sifatidagi tarkibiy qismli yozuvlarga birlashtirilishi mumkin.

Ma’lumotlar bazasiga deduktiv xulosa chiqarish mexanizmini kiritish evaziga datalogik tasvirlash imkoniyatlarini kengaytirish ham taklif etilgan. Bunda, virtual elementar yozuvlar tushunchasi kiritiladi. Mazkur yozuvlar manti xotirada saqlanmaydi, balki tizim tomonidan hisoblab chiqiladi. Boshqa bir yo’nalish, saqlanadigan xabarlar to’plamidan iborat bo’lgan yadro tushunchasi bilan bog’liq. Yadrodagi mavjud xabarlar yordamida virtual xabarlar hisoblab chiqariladi. Ushbu holda, noma’lum (tasavvurga zid emas, biroq amalda tasdig’ini topmagan faktlar) va unutilgan (qachonlardir yadroda mavjud bo’lgan, biroq hozirgi paytgacha unda saqlanib qolmagan) xabarlar tushunchalari ham ajratib ko’rsatiladi.

Ma’lumotlarning infologik modeli to’la ishonchli pleyadalar to’plamini aniqlovchi, sintaksisga oid butunlik cheklovlarini belgilash imkoniyatiga ega. Mumkin bo’lgan barcha elementar xabarlar ushbu pleyadalarga mos keladi. Infologik modelda xabarning xususiyatiga yoki uni biror bir tipga mansub bo’lishiga oid cheklov qo’yish imkoniyati mavjud.

Infologik modelda yo’l qo’yiladigan cheklovlar uch toifa faktlarni ajratib ko’rsatish imkonini beradi. Bular – haqiqiy, e’tiborga molik va ishonchsiz faktlar toifalari. Bu holat, bir tomondan modelning imkoniyatlarini kengaytirsa, ikkinchi tomondan ba’zi murakkabliklarni keltirib chiqaradi. Bunda, bir-birini inkor etuvchi, lekin vaqtning turli momentlariga taalluqli bo’lgan ikki pleyada aniqlangan bo’lishi ham mumkin. Masalan, «Qodir Salomov» o’tgan o’quv yilida talaba bo’la olmagan, hozirgi o’quv yili kesmasida esa talaba bo’lishi mumkin. Bundan tashqari, xabarlar orasidagi infologik masofa tushunchasi ham mavjud bo’lib, u asosida foydalanuvchi haqiqiy emas, balki haqiqatga yaqin xabarlarni ham belgilashi mumkin.

Infologik model bir yoki bir necha filtrlar belgilash imkonini taqdim etadi. Ular pleyadalarni talqin etish jarayonida belgilangan cheklovlarning bajarilishini nazorat qiladi. Bunda, boshqa ma’lumotlar modellaridan farqli ravishda, ma’lum kontekstda (ifoda matni) qarama-qarshi yoki xatolikka ega bo’lgan ma’lumotlarni ham kiritish imkoni beriladi. Ushbu ma’lumotlarning boshqa kontekstlarda haqqoniyligi va bir-biriga zid emasligi, ularni talqin etish bosqichi uchun belgilangan filtrlar yordamida aniqlanadi.

Mazkur modelda bajariladigan amallar qatoriga yangi elementar xabarni ma’lumotlar bazasiga kiritish, ma’lumotlar bazasidagi elementar xabarni o’zgartirish yoki uni yo’qotish (ma’lumotlar bazasidan chiqarib tashlash) kabi amallar kiradi. Bu amallar elementar xabarni elementar pleyada sifatida talqin qilish va uni elementar yozuvga akslantirish mexanizmi yordamida bajariladi.

Хulosalar chiqarish mexanizmini amalga oshirish uchun dinamik ob’ektlarni tasvirlash ko’zda tutiladi. Bunda asoslar yoki manbalar to’plami hamda xulosalar yoki harakatlar to’plamidan tashkil topuvchi elementar jarayon tushunchasidan foydalaniladi. Elementar jarayon mavjud elementar xabarlar asosida yangi elementar xabarlarni vujudga kelishini ta’minlaydi. Masalan, biror shaxsning tug’ilgan sanasi to’g’risidagi elementar xabar asosida uning yoshi hisoblab topiladi. Yoxud «Qodir Salomov bu yil o’qishni bitirdi» elementar xabar asosida «Qodir Salomov mazkur yildan boshlab oliy ma’lumotga ega» elementar xabar keltirib chiqariladi.