Информационно-логическая модель ИС.Общая схема модели.

Информационно-логическая модель ИС.Общая схема модели.


Задачи и их решения по информатике и математике
Методы управления ресурсами проектирования ИС. -->> Модели представления информационных систем -ИС

Общая схема информационно-логической модели, графовая основа модели представления, определение структуры ИС.

Информационно-логическая модель ИС
 
Информационная модель – интегрированная база данных об объекте реального мира. Содержит паспорта объектов, архив документации и другую информацию по ним в структурированном и взаимосвязанном виде.

Под объектом реального мира понимается современное промышленное предприятие или его часть – отдельное здание, система, оборудование. Информационная модель является цифровым прототипом предприятия, в котором однозначно определен каждый его элемент и обеспечена их логическая взаимосвязь. Именно структура объекта и назначенные взаимосвязи – основные признаки информационной модели. 

Типы структурирования информации

Способы структурирования информации, её классификация зависят от целей и задач, решаемых с помощью информационных моделей. 

Так, для задач технического учета оборудования в информационных моделях предприятия применяется многомерная классификация объектов предметной области, позволяющая в рамках одной модели представить данные в разных разрезах:

• топологическая классификация – отражение взаимного расположения объектов в пространстве: площадка – здания и сооружения – отметки – помещения – системы и оборудование в помещениях – внутренние компоненты оборудования; 
• системная – отражение структуры технологических систем и их взаимной вложенности друг в друга; 
• параметрическая – разделение объектов определенного типа (строительных конструкций, оборудования, трубопроводов, арматуры и так далее) на классы в зависимости от присущего им набора свойств (параметров), например, насосы центробежные, насосы осевые, насосы поршневые и так далее. 

Типы информации, содержащейся в модели

Информационная модель объединяет в едином актуальном и структурированном электронном хранилище всю необходимую для функционирования предприятия информацию. Этими данными в любой момент могут воспользоваться как технические специалисты, так и руководители организации. Всю содержащуюся в модели информацию можно разделить на 3 типа – данные (паспорта объектов), их графическое представление и документы, – внутри каждого из которых есть бесконечное количество своих разновидностей. 

Данные:

• статические характеристики объектов – информация о заводе-изготовителе, дате изготовления и так далее; 
• динамическая информация – данные мониторинга, изменяющиеся в режиме реального времени; 
• ретроспективные данные – история функционирования объекта, отчеты о событиях: проведенных осмотрах, регламентных работах и так далее; 
• плановые данные, например, план будущих осмотров и работ. 

Графическая информация:

• фотографии; 
• сферические панорамы; 
• трехмерные модели объектов; 
• электронные карты. 

Документы:

• технологические схемы; 
• проектные и конструкторские чертежи; 
• ведомости и спецификации; 
• календарные планы-графики работ; 
• финансовые отчеты; 
• другие типы документов. 

Информационные модели могут включать в себя любые другие типы информации, например, отсканированные материалы. 

Основные функции информационных моделей:

• Накопление информации – информационная модель выступает в качестве агрегатора данных из различных источников и информационных систем. 
• Организация удобного доступа к данным и документам с помощью легкого в освоении и использовании интерфейса, основанного на четкой структуре информации. 
• Анализ информации – информационные модели содержат специализированные инструменты, позволяющие решать различные аналитические задачи. 
• Визуализация данных. 

Прикладные решения НЕОЛАНТ на базе информационных моделей

Информационные модели призваны решать прикладные задачи промышленных предприятий на всех стадиях жизненного цикла сложных технологических объектов: проектирование, строительство, эксплуатация. Они позволяют минимизировать временные ресурсы и финансовые затраты, максимизировать эффект отдачи от инвестиций, исключить или уменьшить вероятность ошибок. Перечислим задачи, которые уже решили заказчики «НЕОЛАНТ» с помощью технологии информационных моделей. 

Сквозное сопровождение жизненного цикла объектов:

• разработка стратегий развития инфраструктуры месторождения. 

Оптимизация проектирования:

• повышение качества и сокращение сроков проектирования; 
• верификация проектных требований на основе интеграции информационных моделей с системами управления требованиями. 

Оптимизация строительства:

• упрощение, ускорение и улучшение качества строительно-монтажных работ – модель значительно нагляднее и понятнее чертежей, каждый элемент объекта имеет трехмерные координаты и привязан к плану-графику строительства; 
• упрощение авторского надзора проектными институтами. 

Повышение эффективности эксплуатации: 

Из реальности в модель – мониторинг состояния объекта: 

• анализ текущего состояния объекта; 
• визуальный контроль происходящих на объектах процессов; 
• принятие тактических решений с использованием единого постоянно актуализируемого электронного хранилища информации предприятия; 
• своевременное предотвращение критических ситуаций и устранение их последствий; 
• повышение экономической эффективности эксплуатации; 

Из модели в реальность – виртуальное моделирование ситуации:

• имитационное моделирование ситуаций, в том числе аварийных; 
• обучение специалистов на 3D тренажерах.
Информационно-логическая модель (ИЛМ) отображает данные предметной области в виде совокупности информационных объектов и связей между ними. Эта модель представляет данные, подлежащие хранению в базе данных.
Информационный объект - это информационное описание некоторого реального объекта, процесса, явления или события. Информационный объект образуется совокупностью взаимосвязанных реквизитов, представляющих качественные и количественные характеристики предметной области. Примерами информационных объектов могут быть Сотрудник, Ученик, Учитель, Методическая комиссия и т. п. Каждому информационному объекту нужно присвоить уникальное имя, соответствующее этому объекту.
Информационный объект может иметь множество реализаций - экземпляров. Например, каждый экземпляр объекта Ученик представляет конкретного ученика. Экземпляр характеризуется совокупностью конкретных значений реквизитов и должен однозначно идентифицироваться значением ключа информационного объекта, который может состоять из одного или нескольких ключевых реквизитов. Таким образом, реквизиты подразделяются на описательные и ключевые.

Реквизиты каждого информационного объекта должны отвечать определенным требованиям:
• информационный объект должен содержать уникальный идентификатор (ключ);
• все описательные реквизиты должны быть взаимонезависимыми;
• все реквизиты, входящие в составной ключ, должны быть также взаимонезависимыми;
• каждый описательный реквизит должен функционально зависеть от ключа, т. е. каждому значению ключа соответствует только одно значение описательного реквизита;
• при составном ключе описательные реквизиты должны зависеть целиком от всей совокупности реквизитов, образующих ключ;
• каждый описательный реквизит не может зависеть от ключа опосредовано, т. е. через другой промежуточный реквизит.

Процесс выделения информационных объектов может производиться на основе интуитивного или формального подхода. При интуитивном подходе легко могут быть выявлены информационные объекты, соответствующие реальным. Однако, получаемая при этом ИЛМ, как правило, требует дальнейших преобразований. При таком подходе возможны существенные ошибки. Последующая проверка выполнения требований обычно приводит к необходимости уточнения информационных объектов.

Следующим шагом проектирования после выявления информационных объектов является определение связей между ними. Связь устанавливается между двумя информационными объектами, если логически взаимосвязаны экземпляры этих информационных объектов.

Связи информационных объектов могут быть разного типа:
• одно-однозначные (1:1);
• одно-многозначные (1:М);
• много-многозначные (М:N).

Одно-однозначные связи имеют место, когда каждому экземпляру первого объекта соответствует только один экземпляр второго объекта и наоборот, каждому экземпляру второго объекта соответствует только один экземпляр первого объекта. Следует отметить, что такие объекты могут быть объединены в один, структура которого образуется объединением реквизитов обоих объектов, а ключевым реквизитом может быть выбран любой из ключей исходных объектов.
Одно-многозначные связи - это такие связи, когда каждому экземпляру одного объекта может соответствовать несколько экземпляров другого объекта, а каждому экземпляру второго объекта может соответствовать только один экземпляр первого объекта. В такой связи первый объект является главным, а второй подчиненным.

Много-многозначные связи - это такие связи, когда каждому экземпляру первого объекта соответствуют несколько экземпляров второго объекта и каждому экземпляру второго объекта может соответствовать несколько экземпляров первого объекта. Такие связи не могут непосредственно реализовываться в реляционной базе данных. Их можно реализовать путем введения дополнительного объекта «связка». Объект связка должен иметь идентификатор, образованный из идентификаторов исходных объектов.
Проектирование базы данных заканчивается созданием на основе информационно-логической модели (ИЛМ) логической структуры реляционной базы данных, которая отображается Access как схема данных.

Визуализация информации — это процесс преобразования больших и сложных видов абстрактной информации в интуитивно понятную визуальную форму. Универсальным средством такого представления структурированной информации являются графы. Графы применяются для представления любой информации, которую можно промоделировать в виде объектов и связей между объектами. Поэтому визуализация графовых моделей является ключевой компонентой во многих приложениях в науке и технике, а методы визуализации графов представляют собой теоретическую основу методов визуализации абстрактной информации. Методы и средства визуализации графов и графовых моделей широко используется в таких областях, как информационные системы и программное обеспечение, биологические науки, искусственный интеллект, анализ финансовой информации, компьютерное обучение и многие другие.