Информатика

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 структура (дерево каталогов) и т. д.

Рассмотрим пример построения информационной модели, которая позволяет классифицировать современные компьютеры.

Класс «компьютеры» можно разделить на три подкласса:

Компьютеры, входящие в подкласс «суперкомпьютеры», отличаются сверхвысокой производительностью и надёжностью и используются в крупных научно-технических центрах для управления процессами в реальном масштабе времени.

Компьютеры, входящие в подкласс «серверы», обладают высокой производительностью и надёжностью и используются в качестве серверов в локальных и глобальных сетях.

Компьютеры, входящие в подкласс «персональные компьютеры», обладают средней производительностью и надёжностью и используются в офисах и дома для работы с различными приложениями.

Подкласс «персональные компьютеры» делится, в свою очередь, на

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 содержит несколько элементов нижнего уровня, при этом каждый элемент нижнего уровня может входить в состав только одного элемента верхнего уровня. Причем элементы одного уровня не связаны друг с другом.

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».

Структуры иерархических информационных моделей удобно представлять в виде графа.

Граф – это структура, состоящая из двух множеств: множества вершин и соединяющих их рёбер (дуг).

Вершины графа отображают элементы системы, а рёбра – функциональные отношения между ними (рис. 6.13).

Рис. 6.13. Структура иерархической информационной модели, отображающей классификацию компьютеров в виде графа

Элементы верхнего уровня «состоят» из элементов более низкого уровня. Такая связь между элементами отображается ребрами графа (направленной линии в форме стрелки). Графы, в которых связи между объектами несимметричны (как в данном случае), называются ориентированными.

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