qWORD, как CASE-средство, построенное в системе Cache, поддерживает процессы создания и сопровождения информационной системы, включая анализ и формулировку требований, проектирования прикладных приложений и баз данных, генерацию кода, тестирование, документирование, обеспечение качества, конфигурационное управление и управление проектом, а также другие процессы. CASE-средство qWORD вместе с системным ПО и техническими средствами образует полную среду разработки информационных систем.

При создании структуры информационной среды посредством qWORD используются объектно-ориентированные методы проектирования. Причём проектируемая структура не привязана к конкретной парадигме (иерархической, реляционной или какой-либо другой).

В системе выработана структура базовых понятий, которые представлены базовыми классами. Полностью поддерживаются механизмы наследования и инкапсуляции. Это позволяет провести более глубокий анализ предметной области, ускорить процесс проектирования, упростить сопровождение и корректировку баз данных и, как следствие, снизить количество человеческих ошибок. qWORD даёт возможность осуществлять весь комплекс работ со структурой информационной среды, опираясь на объектно-ориентированные методы проектирования.

Вся информация о структурах проектируемой информационной среды находится в специализированных массивах данных (фрейме и словаре). Этими мета-данными оперируют все подсистемы комплекса, на их основе формируются методы ввода информации, её обработки, анализа и вывода. Благодаря такому подходу обеспечивается целостность и устойчивость генерируемых структур информационной среды, возможность дальнейшей работы по корректировке и усовершенствованию, как её логики, так и физического представления в виде таблиц баз данных.

Помимо явных действий, очевидных любому проектировщику баз данных, в qWORD заложен ряд системных функций, призванных облегчить и упростить ему работу.

Прежде всего, qW является программным инструментом для создания инструментов. Его возможности никак не могут быть сведены, скажем, к системе управления реляционной базы данных.

Главным общим принципом, лежащим в основе идеологии qW, является принцип саморазвивающегося программного продукта. Саморазвитие qW происходит в процессе его эксплуатации. Структуры, которые создает Разработчик конкретного приложения, в дальнейшем являются достоянием qW, выходят за рамки конкретного приложения и развивают qW как инструмент.

Инструментальная система баз знаний qWORD (СБЗ qW) состоит из множества фреймов. Фрейм - это совокупность связанных между собой данных (хранящейся в компьютере информации) и процедур (инструкций компьютеру для обработки этой информации). Опишем структуру фрейма и связанную с ней терминологию сначала рассматривая фрейм как совокупность входящих в него данных, а затем как совокупность входящих в него процедур.

Как совокупность данных фрейм состоит, с одной стороны, из множества экземпляров фрейма и, с другой стороны, из множества используемых во фрейме понятий. Внутренняя семантическая структура фрейма определяется через структуру связей входящих в него понятий. Никаких ограничений на сложность структуры не накладывается. Структура может быть простой таблицей, сложной иерархией или сетью понятий.

По своим структурно-семантическим возможностям qW принципиально качественно мощнее реляционной или иерархической модели обработки данных и не может быть к ним сведен. Однако, в первом приближении, мы можем использовать терминологию реляционных баз данных. Согласно этой терминологии фрейм это отношение или реляционная таблица, экземпляр фрейма - запись или строка таблицы, понятие - атрибут или столбец таблицы.

По способу получения значений понятий они подразделяются на два больших класса - терминальные и обобщенные. Терминальные понятия хранятся в БД, значение такого понятия может быть упорядоченным множеством слов, разделенных пробелами или состоять из одного слова. В операциях поиска слово выступает наименьшей смысловой единицей информации. Например, терминал название организации может иметь значение СП АРМ, состоящее из двух слов. Обобщенные понятия вычисляются из значений терминальных понятий в тот момент, когда они требуются, т.е. вместо их значений в БД хранится правило вывода значения понятия.

Код фрейма должен быть числом в интервале от 1 до 999. Код терминального понятия должен представлять из себя строку с первым буквенным символом. Первая буква строки кода определяет тип терминального понятия. Код обобщения должен быть с первым символом @.

С терминалами может быть связано правило проверки. Правило проверки - логическое выражение, определяющее допустимость записи значения терминального понятия в БЗ. С понятиями, терминалами и обобщениями, связывается правило вывода.

Например, обобщению ФИО может быть присвоен код @fio и оно может быть образовано из терминалов фамилия, имя, отчество с кодами ff, ii, оо путем задания простейшего правила вывода: $$G(“ff”)_”,”_$$G(“ii”)_”,”_$$G (“оо”). Это правило определяет ФИО для каждого экземпляра фрейма как строку, состоящую из значений соответствующих терминалов, разделенных запятой. В правиле вывода могут употребляться как встроенные в qW функции (в данном случае $$G - взять значение терминала), так и любые процедуры пользователя, оформленные как внешние функции М-языка.

Обобщение не обязательно должно быть образовано из терминалов. Например, обобщение время в правиле вывода может содержать вызов функции получения времени суток от системных часов.

При употреблении обобщения в качестве объекта поиска или в качестве содержимого полей бланков или таблиц, система автоматически будет порождать значение в соответствии с указанным правилом вывода.

Как уже говорилось, СБЗ - это множество фреймов, состоящих из множества экземпляров фреймов (множество записей). Уникальность конкретного экземпляра фрейма в пределах одного фрейма обеспечивается заданием списка ключевых терминальных понятий. Список определяет набор значений терминалов, однозначно идентифицирующих данный экземпляр фрейма. Например, если список состоит из терминалов фамилия, имя, отчество, то система позволит ввести в базу только одного Иванова Ивана Ивановича. Список ключевых терминалов может изменяться пользователем в процессе функционирования системы.

База знаний может состоять из нескольких фреймов, связанных через одинаковые значения общих терминалов. Общими считаются терминалы, имеющие один и тот же код в различных фреймах. Через общие понятия возможна операция отображения - переход от экземпляра одного фрейма к экземпляру (или множеству экземпляров) другого фрейма.

Структура БЗ может изменяться по желанию пользователя в процессе функционирования системы.

Для хранения данных используется дерево, чрезвычайно удобное для реализации объектного подхода. Говоря объект - имеем в виду дерево, и наоборот. Для хранения значений атрибутов объектов в qWORD5 может использоваться дерево.

Таким образом, в простейшем случае имеется двухуровневая структура данных (хранимых в БД):

Основные принципы:

Структурированный код ЭФ

Некоторым недостатком такого подхода является использование ключа (кода ЭФ) только для обеспечения уникальности идентификации ЭФ (записей). На самом деле, если придать ключу дополнительную структуру, сделав его значимым, можно получить гораздо больше возможностей. Например, сделав код ЭФ зависимым от какого-то понятия таким образом, что упорядоченности значений понятий соответствует упорядоченность кодов ЭФ, мы получим возможность иерархического упорядочивания списка релевантных одновременно по двум понятиям, не вводя дополнительных структурированных понятий. Это одна из возможностей. Вторая возможность существенно богаче, и основывается на идее структурированного ключа, когда он разбивается на отдельные значимые фрагменты. Это позволяет отразить реальную иерархичность, присущую большинству информационных структур. Общая идея достаточно тривиальна. Упорядоченной иерархии однозначно соответствует дерево, которое можно представить как массив с произвольными индексами:

где значимыми являются как имена узлов, так и их значения (отметим, что некоторые узлы могут не иметь значений). Тогда уникальный ключ, характеризующий запись (т.е. некоторую совокупность подузлов данного узла) может быть сконструирован из имени их общего отца, равно как ключ, однозначно характеризующий конкретное понятие в данной конкретной записи - из полного имени этого узла. Каким образом - в каждой конкретной ситуации может быть решено тем или иным способом, наиболее удобным для практической реализации. В принципе, даже информация о уровне (т.е. глубине дерева) может быть весьма значимой. Максимально возможный вариант порождения ключа - если узлы дерева каким-то образом упорядочены, то точно таким же образом упорядочен и порожденный структурированный ключ.

Посмотрим, что это может дать. Во-первых, значения самих понятий легко могут быть сделаны структурированными в виде некоторой иерархии. Во-вторых, в качестве имени узла может выступать уже не имя соответствующего понятия, а его значение (или какая-либо функция от него).

Для конкретности, пусть с шапкой документа связаны понятия (реквизиты):

Уровень 1: Дата_документа, Грузоотправитель, Грузополучатель, Номер документа, документострока.

Документ состоит из документострок, со следующими реквизитами:

Уровень 2: Номер строки, Товарная группа, Стоимость, подстрока.

Подстрока имеет следующие реквизиты:

Уровень 3: Наименование товара, Цена, Количество.

Код_ЭФ=Код1#Код2#zero, во втором случае как Код_ЭФ=Код1#Код2. В первом случае любой ключ сразу несет в себе информацию о глубине иерархии, во втором случае - нет. Получающаяся структура приведена на рис.2.4.

Формальное отличие этой структуры от полного дерева заключается в том, что если у узла есть значение (красные узлы), то у него нет потомков, и значения именно этих узлов могут попасть в словарь. Естественно, имеется возможность хранить и данные типа дерево (фиолетовые узлы). Правда, пока способ ведения словаря для значений такого типа находится в стадии экспериментов. Если же у узла есть потомки (зеленые узлы), то:

• имя этого узла используется для генерации ключа (кода ЭФ) ,

• значения этот узел не имеет.

Чем привлекательна идея структурированного ключа в сочетании с реляционными словарями?

Во-первых, она позволяет резко сократить объем словаря, так как мощность множества ключей понятий, находящиеся на верхнем уровне иерархии существенно меньше.

В третьих, наличие такой иерархии позволяет заранее структурировать данные, упорядочивая их в той или иной последовательности (путем выбора функции порождения кодообразующего понятия на соответствующем уровне иерархии), так что совокупность ссылок на экземпляры соответствующих фреймов оказывается внутренне упорядоченной и "расслоенной" на релевантные экземпляры.

В четвертых, иерархия позволяет удобным и естественным образом реализовать наследование свойств, и их индивидуализацию для тех или иных объектов, что в свою очередь позволяет разработать универсальные методы доступа к данным и свойствам.

В пятых, естественным образом реализуются связи "многие-ко-многим" через общие имена и значения понятий в разных поддеревьях.

Как совокупность процедур спроектированный фрейм состоит из множества строк описания фрейма, образующих список строк описания фрейма. В процессе трансляции спроектированного фрейма в соответствии с этим списком формируется программа, которую Вы можете запустить на исполнение. Строки описания фрейма не носят последовательного характера и их список (или часть списка) не следует понимать как совокупность последовательно, в порядке перечисления, исполняемых действий.

Строка описания с переопределенной функцией.

Общий смысл строки этого типа состоит в том, что если в ходе исполнения оттранслированного фрейма встретится вызов функции qW'а с именем, указанным в этой строке, то, возможно, будет исполняться содержащийся в этой строке М-код с возвратом после исполнения в точку вызова.

"Возможно будет исполняться..." обозначает, что факт исполнения или не исполнения переопределенной функции определяется тем, является ли объект на уровне которого переопределена функция к моменту вызова текущим или же он текущим не является.

Согласно п.1, строка описания с переопределенной функцией может быть переопределена на уровне фрейма, его экранной формы или элемента экранной формы. Если в строке описания переопределения функции Вы не укажите номера экранной формы, то переопределение будет относиться ко всему фрейму, если укажите конкретный номер - то только в пределах указанной экранной формы, если также укажите и номер элемента - то только для элемента.

В каждый момент времени обычно один из фреймов, одна из экранных форм этого фрейма и один из элементов этой экранной формы являются текущими.

Если в момент вызова некоторой функции qW'а эта функция не переопределена на уровне текущих объектов (т.е. отсутствует строки описания с переопределением этой функции), то будет вызван по имени и исполнен тот вариант этой функции, который находится в системе qW по умолчанию. Если вызывающая функция чисто qW'овская, то умолчание для вызываемой функции, разумеется, имеется. Если же вызывающая функция не qW'овская, а, например, Ваша, то, разумеется, Вы сами несете ответственность за то, что она будет вызывать.

В общем случае, переопределенная Вами функция содержит М-код и вызовы других функций qW'а. Эти другие функции Вы тоже можете переопределить на уровне тех или других объектов (фреймов, экранных форм, элементов экранных форм) точно таким же образом, так что конечный результат может быть достаточно сложным и требующим предварительного продумывания. Одна и та же функция может быть переопределена много раз на уровне разных объектов.

Поиск вызванной функции совершается системой по уровням от текущего элемента экранной формы к уровню текущего фрейма и далее совершается поиск умолчания в самой системе qW. Если функция рекурсивно вызывает саму себя (имеется ввиду, что М-код переопределенной функции содержит вызов функции с тем же именем, что и переопределенная вызывающая функция), то qW будет искать от уровня выше уровня переопределения. В остальных случаях qW ищет переопределения с низшего возможного уровня.

Строка описания с функцией def0.

Строки, содержащие функцию def0, наиболее часто встречаются во фреймах. Строка с def0 относящаяся к проектируемому фрейму определяет сам фрейм, относящаяся к экранной форме определяет эту экранную форму, относящаяся к элементу экранной формы - этот самый элемент. В любом случае строка с def0 используется для определения чего-либо.

Если Вы в списке строк описания фрейма оставите только строки с def0, то это подмножество строк позволит Вам представить фрейм как совокупность входящих в него экранных форм, а каждую из экранных форм - как совокупность входящих в нее элементов. Фреймы, экранные формы и элементы экранных форм имеют код. Код (номер) фрейма, как уже было сказано, число в интервале 0-999. Код (номер) экранной формы – один символ, чаще всего цифра, код (номер) элемента – число. Коды фрейма и экранной формы задает Пользователь, код элемента подставляет qW.

Функция def0 не содержит М-кода по умолчанию (кроме просто q “” – кода завершения). В зависимости от того что она определяет, в строке описания фрейма с этой функцией (в отличие от других функций) может как быть так и не быть М-кода переопределения.

Основным исполняемым программным блоком в qW является экранная форма. Как исполняемый блок экранная форма содержит в себе совокупность исполняемых элементов – функций. В общем случае, функция qW представляет собой алгоритм, состоящий из других функций qW более низкого уровня, связанных между собой М-кодом. Совокупность всех имеющихся функций qW образует некоторую сетевую структуру, на нижнем уровне которой находятся М-функции работы с базой данных ($ORDER, SET и др.) и функции работы с оконным интерфейсом (для GUI это ^$W, ^$D и ^$E – структурированные переменные стандарта MWAPI, для CHUI это OPEN^%WINTER и др.). Для Пользователя доступен весь набор функций, из которых он может составить интересующий его алгоритм и оформить его в виде функции.

Классификация функций

Базовая классификация функций qW связана с их использованием в проектировании Приложений qW. Различают два типа функций - Пользовательские и Рабочие. Пользовательские функции являются функциями более высокого уровня и составлены из Рабочих функций.

Имена Рабочих функций, за исключением $$G и $$GG, состоят из четырех букв (без цифр). Если Рабочая функция может быть переопределена, то первая буква в имени характеризует уровень их возможного переопределения:

y,z - уровень фрейма, экранной формы и элемента экранной формы.

s - уровень фрейма и экранной формы.

f - уровень фрейма.

Умолчания этих функций содержатся в программах %qfu, %qf999(CHUI) и %qg999(GUI).

Если Рабочая функция не может быть переопределена, то первая буква характеризует принадлежность к классификационной группе:

q - доступ к БД. Отработка в программе %qget.

w - функции взаимодействия с оконным интерфейсом. Отработка в программе %qfw (CHUI) или %qgw (GUI).

с - общесистемные функции. Отработка в программе %qfc.

х - системные пользовательские функции. Отработка в программе %qfx.

о - функции сервисного обслуживания. Отработка в программе %qfo.

b - специальные функции режима построителя. Отработка в программе %qfb (CHUI) или %qgb (GUI).

t - функции транслятора. Отработка в программе %qft.

h - функции формирования и вывода печатных форм. Отработка в программе %qfh.

К Рабочим функциям также относятся так называемые гиперфункции $$G и $$GG (они не переопределяемые).

Пользовательские функции подразделяются на функции отработки событий, функции-параметризаторы и небольшое количество сервисных функций, относимых по характеру своего использования к Пользовательским. Если Пользовательская функция может быть переопределена, то первая буква ее четырехсимвольного имени, также как и у Рабочих функций, характеризует уровень возможного переопределения. Не переопределяемые Пользовательские функции обычно начинаются на "c". Три последних символа в именах функций отработки событий являются цифрами, образующими номер ассоциированного с этими функциями события.

Вызовы функций

Существует три способа вызова функций qW.

1. Прямой вызов функции по ее имени. Часто используется при составлении новых функций qW.

2. Вызовы функций отработки событий (только их) могут быть сделаны через обработчик.

В третьем случае, например, вызов оформляется в виде:

Функции на z,у ищутся сначала на уровне текущего элемента экранной формы, потом на уровне текущей экранной формы, затем на уровне текущего фрейма. Функции на s – начиная сразу с текущей экранной формы, на f только на уровне фрейма. (Напомним Вам, что уровень переопределения для функции Вы оформляете при проектировании в соответствующих полях строки описания этой функции. В строке описания Вы вводите или не вводите номер элемента, номер экрана, и номер фрейма.).