# Структуры и проектирование информационных систем

В. Н. Большаков

## Структуры и проектирование информационных систем

Большаков В. Н., г. Киев.

Из материалов конференции «Глушковские чтения» 2019 года.

Обобщая опыт создания автоматизированных и автоматических систем, в начале 70-х Виктор Михайлович Глушков сформулировал основные принципы построения автоматизированных систем управления [1,2]. Соблюдение этих принципов остается актуальным и при проектировании современных информационных систем различных классов (корпоративных, интеллектуальных, распределенных и других). Одним из важнейших принципов был назван принцип системного подхода к проектированию. При этом В. М. Глушков выделял две стороны системного подхода: первая сторона — это изучение систем как целого, изучение взаимодействия элементов внутри системы и взаимодействий систем внутри их комплексов; вторая сторона системного подхода — «извлечение некоторых общих свойств из изучения систем того или иного конкретного вида и использование их для изучения систем другой природы» [3]. Таким образом, вместе с представлением системы как множества элементов используются понятия взаимодействие и свойство.

Иначе говоря, вместе с множеством объектов, ассоциированных с системой (элементы системы, сама система, внешние по отношению к системе объекты), необходимо рассматривать отношения (взаимодействия) объектов и их свойства.

Если множество объектов задается экстенсионально, то есть перечнем элементов множества, то свойство задается перечислением объектов, для которых выполнено это свойство, а отношение — перечислением пар объектов, для которых определено отношение. При формальных записях для определения свойств и отношений удобно пользоваться операциями декартового произведения множеств (декартиана) и взятия частей (булеана). Далее можно говорить о свойствах объектов, свойствах отношений, отношениях свойств, свойствах свойств и т. д. Множества, полученные посредством операций произведения (декартиана) и взятия частей (булеана), называют шкалой множеств с некоторой базой (в нашем случае с базой из одного множества).

Если во множестве некоторой шкалы множеств задано подмножество, то каждый элемент этого подмножества определяет на базе этой шкалы структуру [4]. В работе «Архитектура математики» после пояснения того, что следует понимать под математической структурой Н. Бурбаки указали основные, базовые типы структур[5]:

1. структуры, определяемые отношениями порядка;


2. алгебраические структуры;


3. топологические структуры.


Для описания структур порядка на множестве используется подмножество декартова произведения множества на себя. Для описания алгебраических структур используется произведение декартиана на исходное множество, а для описания топологических структур используются только булеаны. Таким образом, на базе, состоящей из одного множества объектов, возможно формальное определение того, что является свойствами, отношениями, а также отношениями объектов, отношениями свойств и отношениями отношений, свойствами объектов, свойствами свойств и свойствами отношений.

Выделение базовых математических структур было поддержано Жаном Пиаже — известным психологом, который отмечал: «что если проследить до самых истоков психологическое развитие арифметических и геометрических операций в сознании ребенка и особенно операций логических…, то вновь находят… вначале фундаментальные тенденции к организации целого или системы, вне которой элементы не имеют ни значения, ни вообще существования, а затем распределение этих систем совокупностей по трем типам, которые в точности соответствуют структурам алгебраическим, структурам порядка и топологии»[6].

Можно сделать вывод, что важнейшим процессом в ходе проектирования различного рода систем, моделирования предметных областей и создания баз данных, баз знаний и различных онтологий для интеллектуальных систем является структурирование информации путем формального описания объектов, свойств и отношений, в результате которого образуются иерархии, отображаемые в структурах порядка, классификации на основе свойств объектов и описания функциональных зависимостей.

Список использованных источников

1. Глушков В.М. Основные принципы построения автоматизированных систем организационного управления //Управляющие системы и машины.-1972.-No1.-С.9-18.


2. Глушков В.М. Введение в АСУ (монография).-Киев.-1972.- Техніка.


3. Глушков В.М. Теория рака с позиций общей теории систем.- Киев.-1979.-20с. (цитируется по В. М. Глушков Кибернетика, вычислительная техника, информатика. Избранные труды в 3т.-Киев:Наук. думка, 1990.).


4. Энциклопедия кибернетики.-Киев: Гл. ред. Глушков В.М.-1974.-УРЭ.-2, С.19


5. Бурбаки Н. Архитектура математики (перев. с франц.).-Матем.просв.-1960.- выпуск 5.-С.99-112


6. Пиаже Ж. Структуры математические и операторные структуры мышления// Пиаже Ж. и др. Преподавание математики. Учпедгиз.-Москва.-1960.- С.10-30.