ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Банки данных из "Автоматизированные системы управления и руководитель народного хозяйства при СМ СССР" Одной из центральных проблем проектирования информационного обеспечения современных АСУ является внутрима-шинная организация данных [21]. [c.92] Для первых стадий работ по созданию АСУ, особенно для ЭВМ второго поколения, был характерен позадачный подход к проектированию информационного обеспечения. Для каждой отдельной задачи определялся набор данных, необходимых для решения, затей программист группировал эти данные в основном по образу и подобию бумажных документов в виде таблиц. Эти порции информации записывались последовательно на магнитную ленту и образовывали локальные массивы данных [59]. [c.92] Все сведения о структуре элементарных данных, структуре выбранных для задачи массивов, их местонахождении должны были быть описаны непосредственно в прикладной программе, использующей их. Как правило, программист проектировал такую структуру данных, которая обеспечивала бы наибольший эффект для алгоритма задачи с точки зрения времени ее решения. Любое изменение структуры данных требовало немедленной переделки программы и, наоборот, при изменении алгоритма решения задача часто повторно определялась структура массивов. Обычно для каждой задачи использовали свои, независимые от других задач массивы со своими магнитными лентами. Поэтому перед решением задач необходимо было отбирать требуемые магнитные ленты, готовить их к работе, но так как магнитные ленты достаточно быстро теряют свою работоспособность, приходилось их копировать. Время решения задачи было большим, так как поиск требуемых данных осуществлялся простым последовательным перебором массивов на магнитной ленте. [c.92] Опыт эксплуатации АСУ, а также создание новых средств вычислительной техники позволили увеличить число решаемых задач и выявить ряД существенных недостатков в построении информационного обеспечения на локальных массивах и прежде всего — избыточность данных, связанную с использованием многими задачами одних и тех же данных, многократно повторенных в различных массивах. Это существенно усложнило процедуру внесения своевременных изменений в данные и увеличило вероятность несовместимости данных. Другой недостаток— практическое отсутствие защиты данных как от случайных ошибок пользователей, так и от лиц, не имеющих права доступа к данным [59]. [c.93] Переход на ЭВМ третьего поколения, характеризуемых вне- шней памятью на магнитных дисках, не внес существенных изменений в проблему рационального построения информационного обеспечения АСУ. По существу, некоторое количество магнитных лент заменялось одним диском и уменьшалось время на поиск данных. Структуры массивов (файлов) по-прежнему разрабатывались для отдельных задач, в лучшем случае — для комплекса задач. Непосредственное физическое расположение файлов определяется не программистом, а операционной системой ЭВМ. В программе задаются лишь общие характеристики файлов, а такл е описывается логическая взаимосвязь данных. Файловая организация не ликвидировала избыточности данных, не упростила процедуры внесения изменений в. данные, не обеспечила защиты данных, время, затрачиваемое на. поиск данных, также существенно не уменьшилось, так как вопрос о структуризации данных в файлы решал каждый программист по-своему. [c.93] По мере развития теории и практики АСУ стала очевидной необходимость ликвидировать все эти недостатки. Появилась концепция построения единого общесистемного информационного обеспечения АСУ на основе банков данных, удовлетворяющая следующим требованиям минимальному времени на поиск данных, возможности работы различных прикладных программ с одними и теми же данными, если этого требует алгоритм их обработки, независимости программы от данных, ЭВМ сама в нужный момент времени поставляет их программе для счета. [c.93] Банк данных — организационно-техническая система, представляющая собой совокупность баз данных пользователей, технических и программных средств формирования и ведения этих баз данных, а также коллектива специалистов, обеспечивающих функционирование системы [21]. [c.93] Банки данных позволяют полностью ликвидировать проблему избыточности и дублирования данных на уровне физического их представления. Каждое данное в банке представляется в единственном экземпляре, что облегчает внесение изменений в данные. Некоторая избыточность существует еще на уровне логического описания данных. Опыт эксплуатации банков данных в АСУ показывает, что целесообразно наличие нескольких баз данных с различным целевым назначением, в частности базы данных с общесистемными показателями, базы данных справочно-информационного характера. Данные, которые не являются общесистемными, а используются лишь для решения отдельных задач, могут быть представлены в локальных базах. Количество баз данных, их состав и логическую структуру определяет администратор банка данных, что обеспечивает полную независимость прикладных программ от данных. [c.94] Концепция банков данных позволяет подключать новые задачи к банку данных, если требуемые для этой задачи взаимосвязи данных имеются в общем логическом описании всех баз данных. При отсутствии той или иной связи описание логической структуры банка данных дополняется без перестройки как данных на физическом уровне, так и функционирующих задач. [c.94] Для работы ЭВМ с информацией все сведения о ней должны быть формализованы и описаны на информационном языке, т. е. в банке данных данные описываются на физическом и логическом уровнях. [c.94] На первом уровне языка известны три модели описания взаимосвязей данных сетевая, иерархическая и реляционная. [c.94] Сетевая модель отображает взаимосвязи данных в виде сети, в узлах которой помещены коды наименований данных. Если данные должны быть логически связаны между собой, то узлы сети, которые помечены кодами этих данных, соединяются между собой дугой. На сетевой модели могут быть отображены не только взаимосвязи типа показатель — показатель , но и взаимосвязи между отдельным показателем и группой показателей, а также между различными группировками данных. В этом случае в отдельных узлах сети помещаются не коды наименований показателей, а код или идентификатор целой совокупности данных. Перемещением но сети от узла к узлу можно выявить все требуемые для конкретной задачи данные. [c.95] Характерно, что в сети все узлы равноправны, поиск данных может быть начат с любого узла, соответствующего заданию пользователя или конкретной программы. [c.95] Иерархическая модель позволяет отображать взаимосвязи данных в виде иерархической структуры типа дерева. На верхнем уровне иерархии располагается одна вершина, обладающая приоритетом для поиска данных. От этой вершины вниз идут дуги на второй уровень иерархии, где представлены показатели или группы показателей, которые являются подчиненными вершине первого уровня. Каждая вершина второго уровня при необходимости может быть разбита на третий уровень, третий уровень — на четвертый и т. д. Существенно, что введение приоритета в иерархическом описании логических взаимосвязей привело к тому, что поиск данных можно вести только по коду или идентификатору вершины первого уровня. Следовательно, при организации многоаспектного поиска необходимо проектировать достаточно много деревьев, вершины которых могут выступать в качестве ключей поиска, что создает избыточность на логическом уровне. Программная реализация операции поиска по иерархическим структурам проще и быстрее, чем по сетевым структурам. [c.95] Реляционная модель данных представляет собой набор отношений и операций над ними. Отношение графически может трактоваться в виде таблицы, столбцами которой являются наименования или коды показателей. Все отношения равнозначны, в них объединяются, как правило, показатели, наиболее часто требуемые именно в таком сочетании. Операции над отношениями позволяют устанавливать взаимосвязи между отношениями и их составными элементами, называемыми доменами, т. е., по существу, с помощью операций над отношениями проектируется конкретная логическая структура данных для прикладной программы. [c.95] Описание выбранной логической структуры банка данных, а также описание физического расположения данных в ЭВМ производится с помощью программных комплексов, называемых системами управления базами данных (СУБД). Онй предназначены для формализации, формирования и поддержания в рабочем состоянии банков данных. В состав СУБД входят языки описания логических и физических структур баз данных, программы ввода данных в ЭВМ и их расположения на магнитном диске в соответствии с описанием физической структуры, программы добавления новых данных, удаления устаревших, внесения изменений в данные, реализации поиска в Соот--ветствии С описанием логической структуры баз данных, программы защиты данных и т. д. [c.96] Существующие СУБД можно подразделить на специализированные и универсальные. Специализированные ориентиро- ваны только на конкретное применение, например применение СУБД СИОД возможно только на предприятиях с дискретным характером производства. В самых различных областях после соответствующей настройки могут быть использованы универсальные СУБД, например система Банк для проектирования банков данных сетевой структуры, системы Ока и Кама для создания иерархических банков. Эти системы позволяют реализовать два режима функционирования АСУ пакетную обработку данных и телеобработку данных в режи ме реального времени. [c.96] Пакетный режим обеспечивает пользователя информацией, являющейся результатами решения регламентированных задач, для каждой из которых установлено расписание ее реализации на ЭВМ. . [c.96] Использование СУБД в режиме телеобработки носит проблемно-ориентированный характер и планируется на основе полученных входных сообщений от пользователя. Средства телеобработки обеспечивают возможность работы с банками данных пользователям с удаленных терминалов в режиме реального времени. [c.96] Например, в системе телеобработки Кама имеются мощные средства оперативной обработки информации по запросам от пользователей, возможна одновременная обработка до 999 запросов. Естественно, что такой режим целесообразен для использования в диалоговых системах, предназначенных для обеспечения аппарата управления оперативной информацией по всем вопросам планирования и управления. Задачи такого рода решаются в подсистеме информационного обеспечения руководителей. [c.96] Вернуться к основной статье