第三章语义对象模型Semanticobjectmodel

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1、第三章第三章 语义对象模型语义对象模型 Semantic object model 语义对象模型特点语义对象模型特点 直观，以视图方式给出一个完整的信息结构直观，以视图方式给出一个完整的信息结构 更充分的表达聚合抽象、归纳抽象更充分的表达聚合抽象、归纳抽象 更丰富地表达对象联系的语义信息更丰富地表达对象联系的语义信息3.1 语义对象模型的对象定义语义对象模型的对象定义语义对象：描述一个确切的本体的命名及语义对象：描述一个确切的本体的命名及其属性的命名集合。其属性的命名集合。本体（本体（Ontology）:描述现实在世界中独立的描述现实在世界中独立的和可区分的群体概念。和可区分的群体概念。本体中

2、每一个实例都是唯一的和可标识的本体中每一个实例都是唯一的和可标识的本体可以是物理存在的实体集合本体可以是物理存在的实体集合如学生如学生 Student本体也可以只是一个逻辑实例的集合本体也可以只是一个逻辑实例的集合如定单如定单 Order语义对象模型的属性定义语义对象模型的属性定义属性：定义语义对象的特征。用特定的属属性：定义语义对象的特征。用特定的属性名标识。性名标识。属性分类：属性分类：1.简单属性简单属性S(Simple):值域为简单类型值域为简单类型2.组合属性组合属性G(Group):为简单属性的集合为简单属性的集合组合属性名：组合属性名：内部属性名内部属性名3.语义对象属性：相关联

3、的本体名语义对象属性：相关联的本体名 SO(Semantic Object)4.语义对象标识属性：属性名前加语义对象标识属性：属性名前加ID前缀。前缀。ID-唯一实例的标识唯一实例的标识 ID-不唯一实例的标识不唯一实例的标识5.公式计算属性：该属性值是一个计算公式计算属性：该属性值是一个计算结果。结果。aF(Formula)例如例如“合计合计”COLLEGE ID CollegeName DeanName FirstName0.1 LastName1.1 1.1 PhoneNumber1.N CampusAddress Building1.1 OfficeNumber1.1 0.1 DEPA

4、RTMENT 1.N DEPARTMENT ID DeptName 1.1 Chairperson 1.1 phoneNumber 1.N TotalMajors 1.1 1.1 1.N 1.N COLLEGEPROFESSORSTUDENTSTUDENT ID StudentName FirstName0.1 LastName1.1 1.1ID StudentNumber PhoneNumber HomeAddress Street 0.1 City 1.1 State 1.1 Zip 1.1 1.1 Title EnrollmentDate DEPARTMENT 1.1 ADVISER 1

5、.1 PROFESSOR ID ProfessorName FirstName0.1 LastName1.1 1.1 CampusAddress Building1.1 OfficeNumber1.1 0.1 PhoneNumber DEPARTMENT 1.1 ADVISER 1.N 对象实例对象实例王煦法360704936074303607432电三楼西侧213信息科学技术学院电子工程与信息科学系计算机科学技术系自动化系电子科学与技术系语义对象模型的属性基数语义对象模型的属性基数 最大基数：一个对象实例所拥有的该属性最大基数：一个对象实例所拥有的该属性实例的最大数目。实例的最大数目。m=1

6、:属性实例最多一个属性实例最多一个-单值属性单值属性 m1:属性实例可以多个属性实例可以多个-多值属性多值属性 例：单位电话例：单位电话-可以多个。可以多个。语义对象模型的属性基数语义对象模型的属性基数 组属性基数和组中属性基数语义：组属性基数和组中属性基数语义：当组属性当组属性n=0而组内某属性而组内某属性n=1 表示表示:该组可以为空值，但只要组属性有实例，该组可以为空值，但只要组属性有实例，则其内属性值必须存在。则其内属性值必须存在。例：例：电话号：电话号电话号：电话号 1.N 分机号分机号 0.N 0.N语义对象的属性域值说明语义对象的属性域值说明 属性域值说明表属性域值说明表Doma

7、in NameType(S,G,SO,aF)Semantic Description （语义描述）（语义描述）Physical Description:S:值的类型描述值的类型描述 G:组的集合类型描述组的集合类型描述SO:语义对象名语义对象名 aF:计算结果类型描述计算结果类型描述语义对象视图语义对象视图 对于特定应用，一个对象的可见部分称为对于特定应用，一个对象的可见部分称为语义对象视图。语义对象视图。构成构成 对象名对象名 该视图可见的属性名集合该视图可见的属性名集合视图举例视图举例ID DepartmentNameCampusAddressBuilding1.1OfficeBumber

8、1.1 0.1PhoneNumber 1.NFaxPhoneNumber 0.11.N1.N1.NDEPARTMENTPROFESSORPROFESSORPROFESSORDepartmentName1.NDepartment Name1.NStaff ViewPROFESSORStudent listing ViewSTUDENT3.2 语义对象分类语义对象分类（一）简单对象（一）简单对象 Single object 属性属性:单值的简单属性单值的简单属性 单值的组合属性单值的组合属性 非对象属性非对象属性（二）组合对象（二）组合对象 Composite object 属性属性:非对象属性非

9、对象属性 可以是多值的简单属性可以是多值的简单属性 可以是多值的组合属性可以是多值的组合属性例：例：设备卡设备卡ID EquipmentNumberDescriptionAcquisition DataPurchase CostEQUIPMENT例：饭店帐单例：饭店帐单具体的发票样品具体的发票样品 组合对象组合对象 HOTEL-BILL10/12/96 Room$99.0010/12/96 Food$37.5510/12/96 Phone$2.5010/12/96 tax$15.0010/13/96 Room$99.0010/13/96 Food$47.9010/13/96 tax$15.00

10、Total Due$315.95Invoice Number:1234 Arrival DataCustomer Name:Mary Jones 10/12/96 ID InvoiceNuber Arrival Data 1.1ID CustomerName 1.1LineItemService Data 1.1Service Description 1.1Price 1.1 0.NTotal Due 1.1 1.NHOTEL-BILL可嵌套的组合属性可嵌套的组合属性若服务项目还要细分：例如食品项目，则帐若服务项目还要细分：例如食品项目，则帐单对象为：单对象为：ID InvoiceNuber

11、Arrival Data 1.1ID CustomerName 1.1LineItemService Data 1.1Service Description Subdescription 1.1Subprice 1.1 1.NLineItemprice 1.1 0.NTotal Due 1.1HOTEL-BILL（三）复合对象（三）复合对象 Compound object至少包含一个语义对象属性至少包含一个语义对象属性描述联系的聚合抽象语义描述联系的聚合抽象语义（四）混合对象（四）混合对象 hybrid object组合对象与复合对象的结合组合对象与复合对象的结合即：至少包含一个多值属性组即：

12、至少包含一个多值属性组组内至少有一个语义对象属性组内至少有一个语义对象属性复合对象举例复合对象举例例例1.1:1的复合对象员工与汽车分配的复合对象员工与汽车分配EMPLOYEEID :员工号.0.1VEHICLEVEHICLEID :牌照号.1.1EMPLOYEE 例例2.1:N的复合对象学生宿舍分配的复合对象学生宿舍分配复合对象举例复合对象举例DORMITORYID :Name.1.NSTUDENTSTUDENTID :学号.0.1DORMITORY 例例3.N:M的复合对象书与作者的复合对象书与作者复合对象举例复合对象举例BOOKID Title 1.NID ISBN.AUTHORAUTH

13、ORID AuthorName.1.N.BOOK混合对象举例混合对象举例 例例2.1:N的混合对象学生宿舍分配的混合对象学生宿舍分配DORMITORYID DormNamephone.StudentRent1.1Rent 0.1 1.N.STUDENTSTUDENTID StudnetNameID StudnetNumber0.1.DORMITORY混合对象语义分析混合对象语义分析 混合对象中，相应对象间的映射关系可以用混合对象中，相应对象间的映射关系可以用最最 小基数和加上小基数和加上ID标识来区分标识来区分举例：商品定单与商品之间的限制关系举例：商品定单与商品之间的限制关系 情况情况1：某

14、商品：某商品Item只能在一份定单中现，只能在一份定单中现，但可在一份定单的多行中出现。但可在一份定单的多行中出现。SALESORDERLineItem 1.1.1.NITEMITEM.0.1.SALESORDER情况情况2：一个商品只能在一份定单且定单的一：一个商品只能在一份定单且定单的一 行中出现。行中出现。将将ITEM用用ID限制为限制为唯一出现的语义唯一出现的语义SALESORDERLineItemID 1.1.1.NITEMITEM.0.1.SALESORDER 情况情况3：一个商品可以出现在多份定单中，：一个商品可以出现在多份定单中，但一份定单中只能出现一次但一份定单中只能出现一次

15、 SALESORDERLineItemID 1.1.1.NITEMITEM.0.N.SALESORDER 情况情况4：一个商品可以在多份定单中，多行：一个商品可以在多份定单中，多行中出现中出现SALESORDERLineItem 1.1.1.NITEMITEM.0.N.SALESORDER（五）关联对象（五）关联对象 association object当联系本身带有属性时，需要用对象来当联系本身带有属性时，需要用对象来描述。描述。作用：联接相应对象作用：联接相应对象FLIGHT ID FlightID FlightNumber Date OriginatingCity Destination

16、 FuelOnTakeOff WeightOnTakeOff AIRPLANE 1.1 PILOT 1.1AIRPLANE ID TailNumber Manufacture Type FLIGHT 0.N PILOT ID FCI-ID ID Name ID SocialSecurityNumber 0.N FLIGHT关联对象航班FLIGHT的例子ASSIGNMENT ID AssignmentID PROJECT 1.1 ARCHETECT 1.1 AssignmentStarts AssignmentEnds MaxHours MaxLaborCost MaxMaterialCost

17、PROJECT ID ProjectName ProjectManager ProjectStart ProjectEnd ASSIGNMENT 1.N ARCHITECT ID Name Phone Office ASSIGNMENT 1.N 关联对象工程分配ASSIGNMENT的例子（六）父子类型对象（六）父子类型对象描述联系的泛化描述联系的泛化/特化抽象语义特化抽象语义表达：父对象中，子对象的基数含义：表达：父对象中，子对象的基数含义：0.ST表示可选，可以没有这个子类表示可选，可以没有这个子类 ：1.ST表示必选表示必选子对象中，父子对象的基数为子对象中，父子对象的基数为P例：例：表示

18、如下语义：表示如下语义：一个员工可以只是员工；一个员工可以只是员工；一个员工可以又是经理；一个员工可以又是经理；一个员工可以又是程序员；一个员工可以又是程序员；一个员工可以又是经理和程序员。一个员工可以又是经理和程序员。EMPLOYEE.0.ST0.STMANAGER P .MANAGERPROGRAMEREMPLOYEEPROGRAMMER P .EMPLOYEE子对象互斥的语义表达式子对象互斥的语义表达式 将互斥的子对象属性构成组属性将互斥的子对象属性构成组属性 组属性基数为组属性基数为X.Y.Z。X:组的最小基数。组的最小基数。0：表示可以没有子类：表示可以没有子类 1：表示必须有子类：

19、表示必须有子类 Y：在有子类的情况下，子类的最小数目：在有子类的情况下，子类的最小数目 Z：在有子类的情况下，子类的最大数目：在有子类的情况下，子类的最大数目例例0.1.1表明第四表明第四种情况不存在。种情况不存在。1.1.1表明第表明第一、第四种情况不一、第四种情况不存在。存在。EMPLOYEE.0.ST0.ST 0.1.1MANAGERPROGRAMER例例2例例2：客户 个人合伙公司应缴税无需缴税行政单位学校单位图图4-30 (a)互斥子类型互斥子类型CLIENTID ClientNumberID ClientName PhoneINDIVIDUALCORPORATIONPARTNERS

20、HIP0.ST0.ST0.ST0.1.1CLIENTID ClientNumberID ClientName PhoneINDIVIDUALCORPORATIONPARTNERSHIP0.ST0.ST0.STINDIVIDUALCLIENTPSocSecNumberNetWorthPARTNERSHIPCLIENTPTaxIDManagingPartnerCORPORATIONCLIENTPTaxIDBalanceContactNameContactPhone图图4-30 (b)嵌套子类型嵌套子类型CORPORATIONCLIENTPTaxiIDBalanceContactNameContac

21、tPhoneTAXABLE CORPNONTAXABLECORP0.ST0.ST1.1.1TAXABLE CORPCORPORATIONPTaxRateNONTAXABLE CORPCOPRORATIONPExemptionIDGOV-AGENCYSCHOOL0.ST0.ST1.1.1GOV-AGENCYNONTAXABLE CORPPFederalIDNumberSCHOOLNONTAXABLE CORPPSchoolDistrictName父子对象父子对象 父子对象间的联系语义为父子对象间的联系语义为 is-a 子对象继承父对象的所有属性，父对象是子对象继承父对象的所有属性，父对象是各子对

22、象的一个归纳抽象各子对象的一个归纳抽象 父对象可以是一个独立的对象实例集合父对象可以是一个独立的对象实例集合例 人 personEmployee Manager Student 父对象也可以不代表任何独立实体虚类时，必须在一个子类对象下 才能成为实体父父-子对象与复合对象的区别子对象与复合对象的区别 父父-子对象子对象泛化泛化/特化抽象，属性是特化抽象，属性是“继承继承”父对象中的子对象属性是父对象中的子对象属性是“特化特化”子对象中的父对象属性是子对象中的父对象属性是“继承继承”复合对象复合对象 聚合语义，属性是聚合语义，属性是“属于属于”二种抽象构造了语义对象间的层次结构图二种抽象构造了语

23、义对象间的层次结构图 父父-子对象等级结构构造了无递归的有向子对象等级结构构造了无递归的有向无环图无环图 复合对象的引用等级结构在无递归情况复合对象的引用等级结构在无递归情况下为有向无环图下为有向无环图例例A：有环的复合对象：有环的复合对象PERSONPERSONSpouseEMPLOYEESTUDENT0.ST0.ST0,1,21,10,1EMPLOYEEPERSONP.STUDENTPERSONP.例例B：含有关联对象的复合对象：含有关联对象的复合对象PERSONMARRY0，1.男MARRYPERSON1，1ID 登记号时间地点费用婚检PERSON1，1例例:含有二种抽象的一个语义对象含

24、有二种抽象的一个语义对象层次结构图层次结构图VEHICLEID Weight .AUTOMOBILETRUCK0.ST0.ST0,1,1DRIVETRAIN1,1MANUFACTURE ER 1,1.DRIVETRAINID .TRANSMISSIONVEHICLE1.11.1ENGINE1,1MANUFACTURE ER .AUTOCOMPANYTRUCKCOMPANY0.ST0.STVEHICLE 1,1ENGINE.TRANSMISSION.AUTOCOMPANY.TRUCKCOMPANY.AUTOMOBILE VEHICLEP.TRUCK VEHICLEP.原型原型/版本对象版本对象

25、ID依赖对象依赖对象 该类型是复合对象的特例该类型是复合对象的特例原型对象是一般的独立对象原型对象是一般的独立对象版本对象不能独立存在，因此它没有独版本对象不能独立存在，因此它没有独立的立的ID例例1：书的原型对象和版本对象：书的原型对象和版本对象*EDITION(版本对象版本对象)的的ID是包括了原型对象的一个是包括了原型对象的一个属性组。因此，若没有原型对象就不可能存在版属性组。因此，若没有原型对象就不可能存在版本对象本对象TEXTBOOKID ISBN Title Author PublisherEDITION1,NEDITIONID EditionID EditionNumber Pu

26、blicationData NumerOfPagesTEXTBOOK1,11,11,1例例2BUILDINGID NAME .APARTMENT1,NAPPARTMENTID ApartmentID ApartmentNumber .,BUILDING1,11,11,1语义对象模型的属性基数语义对象模型的属性基数每个属性均有最大基数，最小基数标识每个属性均有最大基数，最小基数标识表示为表示为n.m(最小最小.最大最大)最小基数：一个对象实例必须存在的属性最小基数：一个对象实例必须存在的属性实例数目。实例数目。n=0:该属性可以是空值该属性可以是空值 =1:该属性必须有值该属性必须有值 特殊：特殊：1:最少的值的数目最少的值的数目如篮球队员至少如篮球队员至少5人人