Моделирование и формализация. 5.4.2. Иерархические информационные модели

5.4.2. Иерархические информационные модели

Нас окружает множество различных объектов, каждый из которых обладает определенными свойствами. Однако не­которые группы объектов имеют одинаковые общие свойст­ва, которые отличают их от объектов других групп.

Группа объектов, обладающих одинаковыми общими свойствами, называется классом объектов. Внутри класса объектов могут быть выделены подклассы, объекты которых обладают некоторыми особенными свойствами, в свою оче­редь подклассы могут делиться на еще более мелкие группы и так далее. Такой процесс систематизации объектов назы­вается процессом классификации.

В процессе классификации объектов часто строятся ин­формационные модели, которые имеют иерархическую структуру. В биологии весь животный мир рассматривает­ся как иерархическая система (тип, класс, отряд, семейство, род, вид), в информатике используется иерархическая фай­ловая система и так далее.

Статическая иерархическая модель. Рассмотрим процесс построения информационной модели, которая позволяет классифицировать современные компьютеры. Класс Компь­ютеры можно разделить на три подкласса: Суперкомпьюте­ры, Серверы и Персональные компьютеры.

Компьютеры, входящие в подкласс Суперкомпьютеры, от­личаются сверхвысокой производительностью и надежно­стью и используются в крупных научно-технических центрах для управления процессами в реальном масштабе времени.

Компьютеры, входящие в подкласс Серверы, обладают высокой производительностью и надежностью и использу­ются в качестве серверов в локальных и глобальных сетях.

Компьютеры, входящие в подкласс Персональные компь­ютеры, обладают средней производительностью и надежно­стью и используются в офисах и дома для работы с различ­ными приложениями.

Подкласс Персональные компьютеры делится, в свою очередь, на Настольные, Портативные и Карманные компьютеры.

В иерархической структуре элементы распределяются по уровням, от первого (верхнего) уровня до нижнего (последне­го) уровня. На первом уровне может располагаться только один элемент, который является «вершиной» иерархической структуры. Основное отношение между уровнями состоит в том, что элемент более высокого уровня может состоять из

250 ___________________________________________________________ Глава 5

нескольких элементов нижнего уровня, при этом каждый элемент нижнего уровня может входить в состав только одно­го элемента верхнего уровня.

^

В иерархической информационной модели объ­екты распределены по уровням. Каждый элемент более высокого уровня может состоять из эле­ментов нижнего уровня, а элемент нижнего уровня может входить в состав только одного элемента более высокого уровня.

В рассмотренной иерархической модели, классифициру­ющей компьютеры, имеются три уровня. На первом, верх­нем, уровне располагается элемент Компьютеры, в него вхо­дят три элемента второго уровня Суперкомпьютеры, Серверы и Персональные компьютеры. В состав последнего входят три элемента третьего, нижнего, уровня Настоль­ные, Портативные и Карманные компьютеры.

Изображение информационной модели в форме графа. Граф является удобным способом наглядного представления структуры информационных моделей. Вершины графа (ова­лы) отображают элементы системы.

Элементы верхнего уровня находятся в отношении «со­стоять из» к элементам более низкого уровня. Такая связь между элементами отображается в форме дуги графа (на­правленной линии в форме стрелки). Графы, в которых свя­зи между объектами несимметричны (как в данном случае), называются ориентированными.

Построим теперь компьютерную модель Компьютеры с использованием приложения Иерархика, которое позволяет создавать иерархические модели.

Рис. 5.5. Классификация компьютеров

Изобразим иерархическую модель, классифицирующую компьютеры, в виде графа (рис. 5.5).

Моделирование и формализация

Полученный граф напоминает дерево, которое растет сверху вниз, поэтому иерархические графы иногда называ­ют деревьями.

Установить приложение Иерархика, которое хра- гп_р,ом К§Г нится в каталоге \soft\model\hierarchmod\hierarch\

Иерархическая модель Компьютеры

1. Запустить программу

Иерархика. С помощью пане­ли инструментов вставить элементы трехуровневой иерархической модели.

Бамдэ+ье Пр**а Пмкк Переход Настроив Ордаа

о «- х % а» «* > м м

Г5

ЛЫ

Для просмотра модели ввес­ти команду [База дан­ных-Дерево данных...]. Поя­вится окно Дерево данных, содержащее иерархическую модель.

	РГ *	~-!й1.*|
!- Компьютеры
- Персональные компьютеры
Корнанные
Настольные
Портативные
Серверы
Суперкомпьютеры		Отмена |
Максимальна* глубина. 3 Количество элементов 7	Qepeniw I

Динамическая иерархическая модель. Для описания ис­торического процесса смены поколений семьи используются динамические информационные модели в форме генеалоги­ческого дерева. В качестве примера можно рассмотреть фрагмент (X-XI века) генеалогического дерева династии Рюриковичей (рис. 5.6).

(^ Всеволод J)

Рис. 5.6. Генеалогическое дерево Рюриковичей (X-XI века)