модель черного ящика. Модель черного ящика
 Скачать 16.35 Kb.
|
|
модель черного ящика Модель есть отображение свойств какого-либо объекта при его изучении. При моделировании свойства одного объекта переносятся на другой таким образом, чтобы взаимосвязь свойств модели и свойств изучаемого объекта была аналогичной. Отображения объектов называются моделями, а процесс их создания – моделированием. Модель «черный ящик» – это система, в которой внешнему наблюдателю доступны лишь входные и выходные величины, а структура и внутренние процессы не известны. Любая вещь, любой предмет, любое явление, любой познаваемый объект – всегда первоначально выступает как «черный ящик». Название модели «черный ящик» образно подчеркивает полное отсутствие сведений о внутреннем содержании «ящика»: в этой модели задаются, фиксируются, перечисляются только входные и выходные связи системы со средой (обычно не описываются даже «стенки ящика», т. е. границы между системой и средой, они лишь подразумеваются, признаются существующими). Графическая модель типа «черный ящик» отображает только связи системы со средой, в виде перечня «входов» и «выходов». Модель типа «черный ящик», несмотря на внешнюю простоту и отсутствие сведений о внутренности системы, часто оказывается полезной. Во многих случаях эксплуатации системы достаточно содержательного словесного описания входов и выходов; тогда модель «черного ящика» является просто их списком. Например, бытовая модель телевизора такова: входы – шнур электропитания, антенна, ручки управления и настройки; выходы – экран кинескопа и звуковые динамики. В других случаях требуется количественное описание некоторых или всех входов и выходов. Черный ящик – это система, в которой входные и выходные величины известны, а внутреннее устройство ее и процессы, происходящие в ней, неизвестны. Можно только изучать систему по ее входам и выходам. Но подобное изучение не позволяет получить полное представление о внутреннем устройстве системы, поскольку одним и тем же поведением могут обладать различные системы. Метод черного ящика заключается в следующем: – предварительное наблюдение взаимодействий системы со средой, установление списка входных и выходных воздействий. Выявление существенных воздействий. Окончательный выбор входов и выходов для исследования с учетом имеющихся средств воздействия на систему и средств наблюдения за ее поведением; – воздействие на входы системы и регистрация ее выходов. В процессе изучения наблюдатель и «черный ящик» образуют систему с обратной связью. Первичные результаты исследования представляют собой множество пар: (состояние входа; состояние выхода); – установление зависимости между входом и выходом системы. Установление такой зависимости - однозначной или вероятностной - возможно только в том случае, если система в своем поведении обнаруживает ограничение разнообразия [4,5]. По мере исследования системы и все более глубокого проникновения в суть происходящих в ней процессов необходимость в использовании черного ящика отпадает. Модель системы типа чёрный ящик отображает только связи системы со средой, в виде перечня входов и выходов. Трудность построения модели черного ящика состоит в том, что надо решить, какие из многочисленных реальных связей включать, а какие не включать в состав модели. Кроме того, всегда существуют и такие связи, которые нам неизвестны, но они-то и могут оказаться существенными. 2. Физический и логический уровни представления структур данных Логический уровень – уровень представления данных в виде структуры данных, к которым относятся иерархические, сетевые структуры и другие виды структур, используемые при организации данных в вычислительных системах. Физический уровень – уровень представления данных, учитывающий способ организации данных на машинном носителе в виде бит, байт и их структур. Как видно, уровень абстракции данных уменьшается от концептуального уровня представления данных к физическому уровню. Следует отметить, что на западе принята двухуровневая система представления данных, используемая при описании баз данных. Рассматриваются логический и физический уровни представления данных. Это связано с тем, что в настоящее время при разработке баз данных в основном используются реляционные или объектно-реляционные модели данных и этапы концептуального и логического проектирования реляционных баз данных совмещены. Отсюда все современные CASE-средства проектирования баз данных позволяют строить логические и физические модели баз данных Структура данного (СД) – общее свойство информационного объекта с которым взаимодействует та или иная программа. Это общее свойство характеризуется: 1) множеством допустимых значений данной структуры; 2) набором допустимых операций; 3) характером организованности. Вырожденные (простейшие) структуры данных называются также типами данных. Различают следующие уровни описания данного: 1) абстрактный (математический) уровень; 2) логический уровень; 3) физический уровень. Логический уровень – представление структуры данного на том или ином языке программирования. Физический уровень – отображение на память ЭВМ информационного объекта в соответствии с логическим описанием. Так как память ЭВМ конечна, то возникают вопросы распределения памяти и управления ею. Логический и физический уровни отличаются друг от друга, поэтому в вычислительных системах осуществляется отображение физического уровня на логический и наоборот. Логический уровень - это абстрактный взгляд на данные, на нем данные представляются так, как выглядят в реальном мире, и могут называться так, как они называются в реальном мире, например "Постоянный клиент", "Отдел" или "Фамилия сотрудника". Объекты модели, представляемые на логическом уровне, называются сущностями и атрибутами (подробнее о сущностях и атрибутах будет рассказано ниже). Логическая модель данных может быть построена на основе другой логической модели, например на основе модели процессов (см. гл. 1). Логическая модель данных является универсальной и никак не связана с конкретной реализацией СУБД. Физическая модель данных, напротив, зависит от конкретной СУБД, фактически являясь отображением системного каталога. В физической модели содержится информация о всех объектах БД. Поскольку стандартов на объекты БД не существует (например, нет стандарта на типы данных), физическая модель зависит от конкретной реализации СУБД. Следовательно, одной и той же логической модели могут соответствовать несколько разных физических моделей. Если в логической модели не имеет значения, какой конкретно тип данных имеет атрибут, то в физической модели важно описать всю информацию о конкретных физических объектах - таблицах, колонках, индексах, процедурах и т. д. Разделение модели данных на логические и физические позволяет решить несколько важных задач. |