автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Эффективные методы проектирования баз данных для задач управления сервисными производственными системами

На правах рукописи

Мещеряков Сергей Владимирович

ЭФФЕКТИВНЫЕ МЕТОДЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ БАЗ ДАННЫХ ДЛЯ ЗАДАЧ УПРАВЛЕНИЯ СЕРВИСНЫМИ ПРОИЗВОДСТВЕННЫМИ СИСТЕМАМИ

Специальности 05 13 06 - Автоматизация и управление технологическими

процессами и производствами (сфера услуг) 05 13 11 - Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

003160541

Санкт-Петербург - 2007

003160541

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет» (ГОУ «СПбГПУ»)

Научный консультант

доктор физико-математических наук,

профессор

Иванов В М

Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор

доктор технических наук, профессор

доктор технических наук, с н с

Уткин Л В Сироткин Я А Коршунов Г И

Ведущая организация ОАО «Машиностроительный завод «Арсенал»»

(г Санкт-Петербург)

Защита состоится " 23 " октября_200 7 г в 16 часов на заседании

диссертационного совета Д 212 229 21 ГОУ «СПбГПУ» по адресу 195251, Санкт-Петербург, ул Политехническая, 29, Главное здание, ауд 118

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ «СПбГПУ»

Автореферат разослан "Л0" сентября 2007 г

Ученый секретарь ^

диссертационного совета С^Т Редько С Г

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Перспективы развития современного общества тесно связаны с глобальным использованием информации Национальные информационные ресурсы являются макроэкономической ценностью, потенциальным источником общественного богатства Информация как носитель знания стала стратегическим фактором, который воздействует на структуру всей экономики и общественной жизни и в конечном счете определяет темпы развития всего общества

Информатизация современных предприятий представляет собой экспоненциально нарастающее производство, переработку и использование огромных массивов информации во всех областях применения

Наряду с ускоренным развитием компьютерной техники, информационные технологии (ИТ) в области создания информационных систем (ИС) и приложений баз данных (БД) совершили за последние годы гигантский скачок вперед В XXI веке, после решения «проблемы 2000 года» и обновления парка компьютерного оборудования, создание информационных систем и технологий и их внедрение на предприятиях приобрело черты целой ИТ-индустрии с присущими ей особенностями

• интеллектуальная специфика программной продукции, ее виртуальность (за исключением компьютерного оборудования),

• высокотехнологичные средства производства, позволяющие быстро и эффективно создавать качественные программные продукты в соответствии с растущими потребностями предприятий,

• инновационность отрасли, непрерывное развитие и усовершенствование всех составляющих ИТ-сферы - компьютерного оборудования, телекоммуникационных систем, программного обеспечения (ПО), информационных услуг

Потребность предприятий в разработке новых эффективных методов проектирования ИС и приложений БД обусловлена многими факторами

• высокими темпами развития индустрии информационных технологий,

• увеличением потребительского спроса на программную продукцию,

• большим разнообразием видов ПО, которые так или иначе связаны с построением ИС и приложений БД,

• увеличением объемов обрабатываемой информации на предприятии, необходимостью ее структуризации и интеграции в единую систему управления и принятия решений,

• информатизацией всех уровней современной экономики, включая малые и средние предприятия,

• государственной политикой в области информатизации, ИТ-стандартов и информационной безопасности

Помимо увеличения объемов информации, усложняются и методы ее обработки Совершенствуются технологии создания ИС и приложений БД на фоне появления новых программно-инструментальных средств и систем управления базами данных (СУБД) Для создания крупных ИС привлекаются трудозатраты в сотни человеко-лет и современная технологическая база, задействованы высококвалифицированные специалисты таких профессий, как системные аналитики, менеджеры проектов, программисты, тестировщики ПО, администраторы БД, системные интеграторы

Объективная потребность контролировать процесс создания сложных ИС, прогнозировать и гарантировать стоимость разработки, сроки и качество результатов привела к необходимости перехода от кустарных способов к индустриальным технологиям и инженерным методам и средствам создания ПО Поэтому на каждом из этапов создания ИС актуально применение эффективных методов и приемов, позволяющих снизить издержки, повысить продуктивность процесса разработки ПО, улучшить качество производимой ИТ-продукции и предоставляемых ИТ-услуг

Решению различных теоретических и практических проблем построения ИС в технических системах посвятили свои работы ведущие ученые и специалисты А М Вендров, А Ю Грачев, М Гутман, Н Елманова, Д П Зегжда, П Д Зегжда, Ю А Зеленков, Д Зенкин, В X Инмон, Л Калиниченко, Г Н Калянов, А Коберн, Е Ф Кодц, С Б Кодц, Л Козленко, С Д Кузнецов, А Лукутин, И Лукьяненко, Ю А Подколзин, Дж Рой, Дж М Смит, Д К Смит, М Стоунбрейкер, Д Т Чанг, П П -Ш Чен, С Чаудхари и др

Целью диссертационной работы является разработка методологических и теоретических основ проектирования автоматизированных информационных систем и приложений баз данных в сервисных производственных системах

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие основные задачи

• исследование и разработка эффективных методов проектирования баз данных с возможностью интеграции в единую систему сбора и обработки информации на предприятии,

• разработка концепции и построение объектно-реляционных моделей технических объектов с произвольным набором атрибутов,

• разработка новых методов проектирования иерархических структур данных, отличающихся большей производительностью, и их сравнительная оценка на основе выбранных критериев качества,

• апробация предложенных методов проектирования БД, разработка информационно-управляющей БД производственных объектов на предприятии,

• разработка эффективных методов переноса накопленной информации в новые структуры БД на основе анализа проблем интеграции и совместимости данных,

• исследование возможности и разработка концепции произвольных запросов к БД и их применение для формирования отчетов,

• разработка новых технологий представления в БД графической и другой информации нестандартного типа, ее параметризация и использование для автоматизации документооборота,

• анализ источников угрозы и разработка новых схем обеспечения защиты информации в БД, отличающихся большей надежностью

Объектом исследования являются информационные системы и приложения баз данных в сервисных производственных системах, функционирующие в архитектуре «клиент-сервер»

Предметом исследования являются методы автоматизации проектирования баз данных и их приложений в производственных системах на всех этапах «жизненного цикла» программного продукта - от анализа и проектирования до внедрения и сопровождения

Методы исследования. Для решения поставленных задач в работе использовались методы объектно-ориентированного проектирования и программирования, аппарат реляционной алгебры, теория множеств, методы оптимизации и математической статистики

Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем

1 Созданы методологические и теоретические основы проектирования баз данных с интеграцией в единую систему сбора и обработки информации на предприятии Предложены новые схемы представления данных и организации единого информационного пространства в целях интеграции различных служб предприятия в единую систему управления и принятия решений

2 Разработана концепция создания информационной модели для задач управления техническим обслуживанием объектов грузоподъемного оборудования, которая является обобщением существующих моделей и служит основой для проектирования других более сложных иерархических моделей объектов производственных систем

3 Впервые разработана универсальная структура данных для хранения и обработки информации об объектах производства, которая принципиально отличается от других решений тем, что позволяет неограниченно увеличить количество разнородных параметров, характеризующих техническое состояние объекта, и повысить эффективность обслуживания производства

4 Предложены новые иерархические модели, не содержащие рекурсию, преимущество которых по критерию производительности по сравнению с известными подтверждено результатами вычислительного эксперимента

5 Предложена новая формализованная методика конструирования информационно-управляющих моделей производственных объектов любой степени сложности для решения задачи единого информационного учета всего парка технологического оборудования, эксплуатируемого на предприятии

6 Разработаны эффективные алгоритмы и типовые программные модули синхронизации данных между различными подсистемами СУБД, позволяющие исключить потери накопленной информации при ее преобразовании и переносе в новые управляющие структуры

7 Предложены новые нетрадиционные методы формирования отчетной документации на основе анализа потребностей современных предприятий в автоматизации документооборота, которые отличаются от известных методов наличием обратной связи с приложением БД, гибкостью изменения старых и создания новых отчетов по результатам произвольных запросов к БД

8 Сформулированы принципы и условия эффективного управления сервисными ресурсами Предложены новые методы хранения и обработки нестандартных типов данных, которые невозможно реализовать встроенными средствами СУБД Поставлена и решена задача параметризации технических чертежей производственных объектов и управления графическими построениями путем установления связи между объектами чертежа и их числовыми параметрами, хранимыми в БД

9 Предложены новые нетрадиционные средства защиты информации от несанкционированного доступа (НСД) и алгоритм их функционирования, отличающиеся нестандартным подходом и большей надежностью для обеспечения информационной безопасности

Положения, выносимые на защиту:

1 Методология проектирования иерархических, объектно-реляционных и многомерных структур данных

2 Новая информационная модель описания производственных объектов, позволяющая неограниченно увеличивать количество атрибутов и добавлять описания новых классов оборудования без изменения структуры данных

3 Новые безрекурсивные методы организации иерархии данных и результаты вычислительного эксперимента по сравнительной оценке их эффективности на основе известных критериев качества

4 Методика конструирования информационных моделей производственных объектов произвольной сложности и разработанная на предприятии база данных автоматизированной системы технической подготовки производства (АСТПП)

5 Эффективные алгоритмы преобразования информации, накопленной в устаревших системах, и ее переноса с минимизацией ошибок в разработанные управляющие структуры

6 Новые методы автоматизации документооборота посредством произвольных запросов к БД, параметризации технических чертежей и управления графическими построениями

7 Новые средства защиты информации в БД, обеспечивающие более высокий уровень информационной безопасности

Практическая ценность и реализация основных результатов работы.

В основу диссертации положены научные результаты, полученные лично автором при непосредственной разработке прикладных информационных систем и технологий для предприятий северо-западного региона России

• база данных комплексного обследования крановых путей CraneRoad (19992005 г, ЗАО «PATTE»),

• автоматизированное рабочее место обследователя грузоподъемных кранов Cranes (1997-2002 г, ЗАО «PATTE»),

• информационные системы документооборота и платежных операций DeloPro (1998-2000 г ), Vouchers (2001-2005 г , ЗАО «PATTE»),

• программно-аппаратный комплекс информационной защиты БД от НСД Security Removal Gangster Program on Hard Disk (2000-2001 г, ЗАО «АМН»),

• автоматизированные ИС учета состояния технологического оборудования -сосудов, аппаратов и клапанов SOS, грузоподъемных машин GPM, учета влияния коррозии COR (2000-2005 г, ООО «ПО КИНЕФ»)

Основные теоретические положения диссертации использованы в учебном процессе СПбГПУ

• на кафедре транспортных и технологических систем механико-машиностроительного факультета по дисциплине «Основы автоматизированного проектирования» для студентов по направлению 551800 - «Технологические машины и оборудование», специальностям 170900 - «Подъемно-транспортные и строительные машины» и 220900 -«Автоматизация технологических производств» (2002 г ),

• на кафедре информационных машиностроительных технологий механико-машиностроительного факультета по дисциплинам «Машиностроительная информатика» и «Технические средства САПР» в рамках инженерной и магистерской подготовки (1999 г ),

• на кафедре информатики Института международных образовательных программ при постановке нового курса «Базы данных» для студентов специальности 080801 - «Прикладная информатика в дизайне» (2003 г ) Эффективность реализованных методов, алгоритмов и программного

обеспечения подтверждена 4 актами о внедрении

Апробация работы. Основные результаты научных разработок, выполненных автором по теме диссертации, представлены на международных и российских конференциях «Совершенствование учебного процесса при подготовке инженеров-механиков» (СПбГТУ, 1994 г), «Вакуумная наука и техника» (Гурзуф, 1994 г), «Инновационные наукоемкие технологии для России» (СПбГТУ, 1995 г ), «Прогрессивные конструкции и технологии в машиностроении» (СПбГТУ, 1996 г), «Фундаментальные исследования в технических университетах» (СПбГПУ, 1997, 2002, 2003 г г), «Современные научные школы перспективы развития» (СПбГТУ, 1998 г), «XXVII неделя науки СПбГТУ»

(СПбГТУ, 1998 г ), «XXIX неделя науки СПбГТУ» (СПбГТУ, 2000 г ), «Высокие интеллектуальные технологии образования и науки» (СПбГПУ, 2002 г ), «Оптимизация транспортных машин» (Ульяновск, УлГТУ, 2003 г ), «Научно-технические проблемы прогнозирования надежности и долговечности конструкций и методы их решения» (СПбГПУ, 2003 г ), «Современные проблемы информатизации в системах моделирования, программирования и телекоммуникациях» (Воронеж, ВорГТУ, 2004 г ), «Формирование профессиональной культуры специалистов XXI века в техническом университете» (СПбГПУ, 2004 г ), «Информационные технологии моделирования и управления» (Воронеж, ВорГТУ, 2004 г ), The 30th International Conference for the Resource Management and Performance Evaluation of Enterprise Computing Systems (Las Vegas, USA, 2004), а также на научно-методических семинарах кафедр информатики и информационных машиностроительных технологий СПбГПУ (1999-2005 г )

Публикации. Общее количество публикаций составляет 65 наименований По теме диссертации опубликовано 37 научных трудов общим объемом 54 п л , среди которых 1 монография, 11 статей (в т ч 4 из списка ВАК для докторских диссертаций), 14 тезисов докладов, 8 учебных пособий, 16 работ без соавторов

Структура и объем работы. Диссертация включает перечень сокращений, введение, 7 глав, заключение, библиографию из 150 наименований и 8 приложений Основное содержание работы изложено на 296 страницах текста, в т ч 19 таблиц, 72 рисунка

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проблемы повышения эффективности проектирования баз данных для отечественной индустрии информационных технологий Сформулирована цель диссертационной работы, перечислены задачи исследований, научная новизна, апробация, практическая ценность и реализация основных результатов работы

В первой главе приведены основные тенденции развития информатизации российской экономики в начале XXI века, проведен критический обзор состояния качества ИТ-продукции и уровня информационной безопасности

Несмотря на отставание в развитии российской ИТ-индустрии от западных и некоторых восточных стран, ее устойчивый ежегодный рост сохраняется на уровне 30% В структуре ИТ-отрасли выделяются четыре ведущих сегмента (рис 1) Главной тенденцией является увеличение доли информационных услуг, которая может достигать половины затрат на автоматизацию Предприятиям любого масштаба неэффективно наращивать собственные ИТ-службы, которые уже не могут отследить стремительный прогресс ИТ Поэтому их функции передаются на аутсорсинг внешним организациям, где концентрируются ИТ-специалисты

Телекоммуникационные услуги

услуги по интеграции

(18%''

Разработка ПО (12%) i

обучение и ¡ертификация (4%)

консалтинг (18%)

Поставка 4 оборудования (23%)

Техническая поддержка

(15%)

Рис 1 Структура ИТ-отрасли российской экономики

Из всех форм взаимодействия предприятий с поставщиками ИТ-услуг чаще всего используется модель аутсорсинга отдельных задач (заказных проектов «под ключ»), реже аутсорсинг ресурсов (аренда специалистов), но наиболее актуальной и перспективной является интеграция всех информационных ресурсов на предприятии

В отличие от западных концепций комплексной интеграции и систем принятия решений (например, SAP), большинство российских предприятий в первую очередь автоматизируют отдельные приоритетные процессы, чаще всего бухгалтерский учет, управление поставками и сбытом (так называемая «лоскутная» автоматизация) Большие затраты и необходимость кардинального изменения традиционно сложившихся информационных потоков на предприятии - главные препятствия для внедрения интеграционных решений

Для успешного функционирования предприятий в современных условиях руководители внедряют стратегию управления и контроля качества продукции на уровне государственных и международных стандартов ISO 9000 Качество ИТ-продукции во многом зависит от грамотной организации тестирования и других методов контроля ПО, рассмотренных в главе 5

С развитием сетевых технологий и единого мирового информационного пространства Интернет особую значимость приобрели болезненные вопросы информационной безопасности Главной причиной небезопасности Интернет является открытость его архитектуры, основанной на модели «клиент-сервер», при которой именно серверы чаще всего подвержены хакерским атакам

Состояние информационной безопасности на предприятиях характеризуется низким уровнем защищенности данных Руководители стереотипно считают это технической проблемой ИТ-служб, хотя многие причины уязвимости заключаются во внутренней организации средств защиты, в злом умысле или компьютерной безграмотности сотрудников

Большинство угроз утечки или потери информации исходит из внешних источников - информационный шум (спам), компьютерные вирусы, хакерские атаки и др Согласно статистике, число вирусных инцидентов в мире ежегодно практически удваивается Они распространяются молниеносно и способны полностью парализовать работу компьютерной сети предприятия Общий ущерб от вирусного проникновения и ликвидации последствий может составлять миллиарды долларов Информационная безопасность становится важнейшей составляющей национальной безопасности любого государства

Вторая глава посвящена методологии проектирования ИС как формального процесса, дана характеристика ИС как объекта исследования Приведена терминология программной инженерии — программный продукт (или услуга), жизненный цикл, технология и программно-инструментальные средства, технологическая операция, роль и др Выделены технологические этапы производства ИС - анализ и постановка задачи, проектирование БД и создание прототипа, практическая реализация приложений БД, внедрение ИС и опытная эксплуатация, техническая поддержка и информационные услуги по сопровождению в течение всего «жизненного цикла» программного продукта (вплоть до выхода из употребления всеми пользователями)

Эффективность технологий создания ПО оценивается критериями

• продуктивность (количество разработанных программных модулей, объем реализованных сервисных функций),

• качество создаваемого ПО (функциональная полнота, число дефектов и ошибок, обнаруженных в процессе эксплуатации),

• трудоемкость разработки ПО (количество человеко-дней),

• затраты на внедрение (суммарные расходы на разработку или приобретение ПО, обучение пользователей и услуги по сопровождению),

• эффект от использования ПО (положительный баланс между вложенными средствами, расходами до и после внедрения),

• срок окупаемости затрат на внедрение ПО (интервал времени от начала разработки ПО до момента полного возврата инвестиций) Современные ИС реализуются в сетевой архитектуре «клиент-сервер»

(одно-, двух-, трехуровневой или распределенной) Все операции взаимодействия прикладной программы пользователя (клиентской части) с данными на сервере — хранение, оперативный ввод данных, статистическая обработка, генерация отчетов, управление ресурсами - производятся посредством транзакций на языке запросов стандарта SQL В зависимости от распределения функций и вычислительной нагрузки между клиентом и сервером, а также исходя из требований объекта автоматизации, реализуется та или иная концепция построения ИС (рис 2) При этом наиболее важным критерием оптимизации производительности ИС является минимизация времени отклика (ожидания ответа) на возникающий поток (напор) запросов

Представление данных

5

Представление данных

Представление данных Представление данных Представление данных Представление данных

1 1 1 1

Приложение Приложение Приложение Приложение

S

а v

v S > к

Г 8

X

4>

я

Представление данных

Приложение

Приложение

Приложение

База данных

База данных

}

База данных База данных База данных База данных База данных

канал связи

серверная часть

Распределенное Удаленное Распределенное Удаленная Распределенная Локальная представление представление приложение база данных база данных (настольная) данных данных базы данных база данных

Рис 2 Распределение функций между компонентами «клиент-сервер»

Классические модели обеспечения жизненного цикла ИС - каскадная, по спирали, поэтапная с промежуточным контролем, схема «водопада» — хотя и способствуют хорошему качеству ИС, но все же не пользуются популярностью у современных разработчиков из-за высокой трудоемкости и временных затрат К сожалению, сроки практической реализации и внедрения ИС (табл 1) часто имеют более важное значение, чем качество разработки

Проектирование БД является наиболее трудоемким этапом построения ИС и заключается в последовательном решении следующих задач

• разработка концептуальной модели БД (диаграммы потоков данных, «сущность-связь», переходов состояний, сети Петри),

• построение логической модели (структуры БД),

• выбор аппаратной конфигурации и программных средств,

• создание физической модели БД (для выбранной СУБД),

• разработка приложений — автоматизированных рабочих мест (АРМ)

Таблица 1 Средние сроки реализации основных этапов разработки ИС

№ этапа Содержание этапов разработки ИС Сроки реализации, мес

1 Анализ и проектирование системы 1-3

2 Программирование и отладка функционального ядра 2-4

3 Тестирование и опытная эксплуатация 1-4

4 Доработка и сопровождение проекта 3-6

В задачах проектирования БД используются методы структурного анализа, в основе которых лежат алгоритмы расчленения больших систем на компоненты (декомпозиция) и их иерархическая организация При решении задачи планирования ремонтов оборудования применен метод декомпозиции отношения «Дефектная ведомость — объект ремонта» Введено понятие новой сущности «Ремонтные мероприятия» (рис 3) «Дефектная ведомость» получена путем реляционной операции выборки кортежей по отношению к заданному «Объекту ремонта» и по условию одинаковости атрибута «Дата» с последующей реляционной операцией проецирования результата выборки на необходимые атрибуты «Ремонтных мероприятий», как показано ниже

= «Акты расследования неполадок» («Номер», «Дата», «Причина»,

«Признак остановки»), = «Акты обследования» («Номер», «Дата», «Вид ремонта», «Текущие мероприятия»), Яз = «Акты технического состояния после ремонта» («Номер», «Дата», «Исполнитель», «Проведенные мероприятия», «Перспективные мероприятия»), О = «Дефектная ведомость на ремонт» («Номер», «Дата», «Название», «Объект ремонта»)

После реляционной операции соединения

А иЯз = {а V а&Я2 V ае/?з}

получены новые отношения

О = «Объект ремонта» («Номер», «Название», «Месторасположение»), А = «Ремонтные мероприятия» («Номер», «Дата», «Вид ремонта», «Причина, мероприятия», «Исполнитель»)

Рис 3 Диаграмма «сущность-связь» после декомпозиции

с набором атрибутов а\ = «Номер», а2 = «Дата», а3 = «Вид ремонта», Реляционная операция выборки подмножества кортежей, удовлетворяющих условиям а2 = «Дата», О = «Объект ремонта», будет иметь вид

5 = 1) [А 0 О, А 0 а2] = {с/ й?е£>л (¿/[Л] 0 О) л (ф4] 0 аг)}

В результате реляционной операции проецирования результата выборки 51 на атрибуты а\,а2,аг, получим

Р = Б [а\, а2, аъ, ] = {«[«ь а2, аъ, ] 5е5}

Запрос на языке реляционного исчисления может быть записан как

Выбрать «Объект ремонта, вид ремонта, причина, мероприятия, исполнитель» из «Ремонтные мероприятия» такие, что существует «Объект ремонта» для заданной «Дата»

Реляционная операция взятия проекции Р не приведет к возникновению кортежей-дубликатов в вертикальном срезе данных, т к кардинальность связи «Ремонтные мероприятия - объект ремонта» (многие к одному, обязательная на стороне сущности «Объект ремонта») обеспечивает уникальность объектов ремонта с атрибутами «вид ремонта, причина, мероприятия, исполнитель»

Третья глава посвящена методам разработки оптимальных структур БД на основе главных критериев оптимального размещения данных -производительность, расход ресурсов внешней памяти, надежность и простота администрирования

Оптимальное решение всегда представляет собой компромисс между характеристиками БД, противоречащими друг другу Так чтобы получить выигрыш в скорости обработки данных, приходится дополнительно тратить внешнюю память В работе даны рекомендации по оптимизации БД

• централизованное внесение изменений в структуры данных,

• выявление и удаление неиспользуемых объектов БД (таблиц, процедур),

• анализ использования объектов БД в приложениях,

а также сформулированы мероприятия, направленные на рациональное распределение и эффективное управление информационными ресурсами, при выполнении которых можно достичь увеличения производительности до 400%

• установка оптимальных размеров блоков данных,

• уменьшение фрагментации дискового пространства,

• группировка хранимых данных по логическим разделам БД,

• децентрализация, распределение БД по разным физическим устройствам,

• оптимизация хранения больших двоичных объектов (ВЬОВ/СЬОВ),

• индексирование таблиц данных и поддержание статистики БД

Современные СУБД объектно-реляционного типа обладают развитыми средствами для эффективного проектирования БД, за исключением механизмов организации иерархии объектов с логическими связями «предок-потомок», образующими древовидную структуру Любой элемент иерархии может быть одновременно потомком для одного и предком для других компонентов Классическим способом реализации многоуровневой структуры реляционных таблиц служит следующее описание на языке SQL

create table tblname (

id integer not null primary key, name varchar (254) not null,

parentjd integer references tbl_name (id) constraint fk_parent_id,

).

Главная проблема ссылочных связей (parent id —» id) заключается в наличии рекурсивности реляционных отношений, а рекурсия в запросах значительно ухудшает производительность СУБД и может привести к ее зависанию, т е отказу в обслуживании, требующему вмешательства администратора БД, что крайне недопустимо для клиент-серверных систем

Для решения проблемы рекурсивности использована предпосылка, что на практике иерархия обычно не бывает бесконечной и имеет ряд ограничений

• конечная глубина вложенности, например структура подразделений любого предприятия всегда ограничена по уровням — цех, участок, рабочее место,

• максимальное количество непосредственных потомков одного предка, равно как в любой бригаде число рабочих конечно,

• ограничение на общее количество потомков одного уровня иерархии аналогично тому, что количество цехов завода строго фиксировано Граничные условия устанавливаются в каждом конкретном случае

практической реализации С учетом этих ограничений и на основе анализа всех типов рекурсивных связей в работе предложены новые методы построения иерархии данных и процедуры их обработки, не содержащие рекурсию

• хранение уровня иерархии,

• иерархия с неограниченной глубиной и конечным числом потомков,

• потабличное хранение конечного числа уровней вложенности,

• иерархия с поразрядным (левым или правым) ключом кодирования,

• древовидная структура с хранением границ ветви,

• иерархия с компонентом типа «узел»,

а также их сравнительная характеристика по следующим критериям универсальности и эффективности

• потребность в модификации таблиц при изменении уровней вложенности,

• избыточность атрибутов, наличие незаполненных полей таблицы,

• неограниченная глубина (количество уровней) иерархии,

• произвольное число потомков одного уровня вложенности,

• рекурсивность запросов при получении полного пути до корня дерева,

• быстрое получение всех элементов одного уровня иерархии,

• легкость получения всех (в т ч непрямых) потомков произвольного предка,

• контроль правильности ссылки на родителя без сложных вычислений,

• перемещение ветвей дерева стандартными средствами SQL,

• поддержка в компонентах известных систем программирования Результаты сравнительных тестов производительности различных

вариантов иерархических структур представлены в главе 5

В отличие от иерархии объектов, иерархия атрибутов может быть организована встроенными средствами объектно-реляционных СУБД на основе принципа наследования Но в практике проектирования сложных технических систем представление объектов различных классов может насчитывать сотни и даже тысячи параметров Реализация широких таблиц значительно снижает производительность БД Разбиение широкой таблицы на несколько узких принципиально не решает проблему быстродействия, так как при обращении к данным потребуется операция соединения (join) Индексирование для широких таблиц тоже неэффективно, поскольку быстродействие поиска по индексу экспоненциально зависит от длины таблицы, а зависимость между скоростью последовательного перебора и размером выборки пропорциональная

exp (t,) ~ п , или t, ~ In (и) , t~nk,

где t - время последовательного перебора, t, - время поиска с использованием индекса г, п — длина таблицы (количество записей), к - ширина таблицы (количество атрибутов)

При решении проблемы широких таблиц каждый класс объектов абстрактно описан индивидуальным набором атрибутов В то же время замечено, что некоторые атрибуты являются общими с другими классами, а с другой стороны, внутри класса может быть избыточность

Пусть задана следующая схема реляционных отношений для объектов различных классов

/г,(аь ,а„,Ьи , bm) = Ri [(а || Ь) ае А л бе В],

Rp (at, , а„, си , ск) = Rp [{а || с) as А л се С],

где A—{at а,,} - набор атрибутов, характеризующих объекты всех классов, В={Ь\ б,,,} - набор индивидуальных атрибутов для объектов 1-го класса, С={с 1 ск) - набор индивидуальных атрибутов для объектов р-го класса

Обобщение

я

Рис 4 Графическая модель обобщения реляционных отношений

Графическая нотация этой модели является трехмерной (рис 4) Агрегация и обобщение представляются ортогонально - агрегация в плоскости листа, а обобщение в плоскости, перпендикулярной листу Агрегированные объекты более высокого уровня иерархии показаны вверху, а более низких уровней -внизу модели Атрибуты родовых объектов верхнего уровня расположены на поверхности листа, а более низких уровней - сзади (в глубине) листа

Каждое из отношений И9 служит примитивом структурирования для спецификации обобщений в реляционной модели и является либо идентификатором определенного типа, либо ключевым указателем на внешний домен Такая объектно-реляционная модель специфицирует одновременно две абстракции - агрегацию связей между классами объектов от Л, до Яр, обобщение атрибутов, характеризующих объекты

Унифицированный подход к обобщению реляционных отношений заключается в том, что для исходных отношений Кр выполняется реляционная операция соединения 0ОШ)> результатом которой является следующее отношение

Л, (аь , а„, Ь\, ,Ьт,си ,ск) = = [{а || Ъ || с) а&АлЬ&В лее С]

На рис 5 показан пример обобщения реляционных отношений объектов грузоподъемного оборудования (ГПО) различных классов — грузоподъемных механизмов (ГПМ), лифтов, крановых путей Для обобщения схожих параметров в дополнение к операции соединения потребуется выборка и объединение соответствующих атрибутов в реляционном отношении

Рис 5 Пример обобщения реляционных отношений объектов ГПМ

{аи ,а„,Ъи , Ът, С\, , ск) = = /?! [(а || Ъ || с) скеАлЬеВ лсеСл(В 6 С)]

Унифицированное обобщение позволяет сократить количество таблиц, но неизбежно приводит к увеличению ширины и появлению избыточности в результирующей таблице Тем не менее, такой подход, основанный на совместном применении агрегации и обобщения, позволяет определить богатое множество моделей технических объектов

Графическая модель (рис 4) наглядно демонстрирует, что реляционные отношения Я,, позволяют путем их композиции описывать объекты различных классов и любой степени сложности Такой процесс аналогичен конструированию больших сложных объектов из набора примитивов

Метод конструирования информационной модели объектов БД основан на предварительном описании следующих реляционных отношений

(о<ь ои о2) , (ро,РиР2,Рз) , Лз (V,, У2, Уз) , Д4 (с0, С,, с2),

где Л] - описание объектов БД, Яг - описание учетных параметров, - связь объектов и учетных параметров с их числовыми значениями, /?4 - классифи-

кация объектов БД, о0, р0, с0 - ключевые атрибуты соответственно отношений 7?ь о| - наименование объекта, о2 — принадлежность объекта классу, р\ -

наименование параметра, р2 - тип значений параметра (числовой, строковый, дата/время, внешняя ссылка и т д ), р3 - единица измерения параметра, VI -ссылка на описание объекта №), у2 - ссылка на описание параметра (Л2), -значение параметра (или внешняя ссылка), е( - наименование класса, с2 — классификационный признак (или ссылка на класс)

Главное преимущество такой революционной модели данных заключается в универсальности представления объектов различных классов с разнородными параметрами Заметим, что реляционное отношение 7?, позволяет организовать иерархию объектов, а отношение Л4 - иерархию классов одним из ранее описанных способов Кроме того, атрибут с2 допускает многократную классификацию объектов по различным признакам, или, иными словами, каждый объект может принадлежать одновременно нескольким классам (свойство полиморфизма), и такая модель более приближена к реальности Еще одно достоинство заключается в создании условий для оптимизации операций БД на физическом уровне реализации структуры данных (индексирование, поиск, выбор и др )

Недостатком метода конструирования реляционной модели остается некоторая избыточность в таблицах БД, вызванная различными типами значений параметров, описанных атрибутом р2 Вместо одного атрибута у3 из отношения /?3 потребуется несколько полей для хранения одного и того же значения в различных формах представления С другой стороны, хранение всех типов данных в универсальной форме (например, текстовой) повлечет за собой необходимость взаимного преобразования данных и повышение вероятности ошибок в операциях чтения/записи

Созданная методом конструирования модель позволяет извлекать информацию о разнородных объектах БД в рамках одного представления Множество экземпляров объектов одного класса можно получить путем выборки всех <?1 из таких, что о2 соответствует заданному с0 из Т?4

[01] = {г гей, л (г,Ы 9 г4[с0])} ,

Перечень всех параметров, ассоциированных с конкретным объектом, можно получить путем выборки уникальных наборов р\,р2,ръ из /¿2 таких, что существуют экземпляры кортежей из /?3, для которых у2 принадлежит р0 из Л2 и V) соответствует заданному оо из Л)

Дг \РиР2,Р2] = {г геЛ2 л 0"3[у2] 6 г2[р0]) л (г3[у,] 0 г,[о0])} ,

Набор всех значений параметров экземпляра объекта можно получить путем выборки всех у3 из Яз, для которых VI соответствует заданному о0 из Я\

Дз М = {г геЛз А (г3[У|] 0 г,Ы)}

Помимо ограничений целостности реляционных отношений, в работе описаны правила выполнения операций вставки, модификации и удаления экземпляров кортежей для объектов БД и их параметров Практическая реализация описанных правил и процедур обработки данных довольно сложна и требует тщательного тестирования Но впоследствии достигается большая экономия времени и труда при добавлении новых объектов, их классов и экземпляров, поскольку проектирование новых объектных структур заменяется на стандартные операции вставки/модификации кортежей в существующей структуре данных посредством вызова имеющихся хранимых процедур Применение в совокупности методов конструирования, иерархии объектов и их классов и встроенных средств объектно-реляционных СУБД позволяет создавать сложные ИС на уровне предприятия и эффективно управлять ими Примеры успешной практической реализации ИС приведены в главе 7

Метод объектного конструирования получил в работе дальнейшее развитие применительно к многомерным наборам данных В результате разработана универсальная схема представления хранилища данных стандартными средствами объектно-реляционных СУБД Она представляет практическую ценность для небольших предприятий, не имеющих возможность приобрести и установить дорогие ОЬАР-срсдства западных производителей

Построение ИС по принципу хранилища данных, в сравнении с традиционными ОЬТР-системами, имеет главные отличительные признаки

• многомерность, временная зависимость наборов данных (ОЬАР-кубов),

• статичность данных (принцип только накапливания),

• оптимизация запросов (срезов инфокубов) распараллеливанием операций

В основу реляционного представления хранилища данных положена схема «звезда» Модель включает два типа отношений - отношение фактов Щ (центр звезды) и отношения ЯЛ по числу измерений (лучи звезды)

Я/{а0,аи ,а,„,сьс2, , с„),

Яф (Ьо„ Ь\

15

С1 = ¿>01 ,

с„ = Ьц„,

где Я/ — центральное отношение фактов, Ял - отношение расшифровки /-го измерения, дь , а,„ - базовые атрибуты общих характеристик предметной области, а0 - ключевой атрибут отношения фактов 11/, Ъ |„ , Ьр, - атрибуты отношения Яц, расшифровки 7-го измерения, Ьц, - ключевой атрибут отношения Яж расшифровки г-го измерения, С|, с2, , с„ — ключевые атрибуты внешних связей с отношениями Яа„ с, = Ь0, - условие соединения отношения фактов К/ с

z-м отношением Rdl, m - количество базовых атрибутов предметной области, р, — количество атрибутов в отношении Rd„ п - количество отношений Rd, (измерений в многомерной модели), г — номер измерения, 1 < г < п

В структуре отношений Rd, может быть организована иерархия измерений одним из способов, описанных выше Данные в отношениях измерений Rdt денормализованы, чтобы ускорить выполнение запросов за счет уменьшения числа таблиц, участвующих в операции соединения Если все же требуется нормализация отношений Rd„ то структура превращается в схему «снежинка»

Схожие объекты объединяются в классы, которые описываются конечным подмножеством атрибутов

С ={A.\A,^Da'DA^D ь

где С - конечное подмножество классов объектов, DA - множество уникальных атрибутов классов объектов

Все атрибуты объектов и их классов объединены в одно отношение, чтобы было удобно их получать одним запросом В модель включены только базовые типы данных реляционных СУБД (целый, вещественный, строковый, дата/время) Информационное описание всех объектов всех классов, когда в их состав входят и однозначные, и многозначные атрибуты, имеет вид

О =Rvrvr{R,R,R\

R^fiD.'D^D 'Di=Dobj ш> ¡=i

3

R сПD,,D,6D ,D[=Dob, «I'D2=Dval ld>Dl=Dvalue= i=i

4 ......

R сПй >D,e D >D\= D0bj_,d'Di=Daitr _,wDi = Dvai ,d'Dn=Z)ra/«e}

где О - множество объектов всех классов, Da„rjd — множество однозначных атрибутов, D0bj ,d ~ множество уникальных идентификаторов объектов класса, в который входит атрибут, Dvai_,d — домен, содержащий многозначные атрибуты, DVai,,e - множество значений атрибутов

Реализация этой реляционной системы хранения объектов приведена в табл 2 Стержневое отношение Ri содержит единственную информацию об уникальных идентификаторах объектов и их классов Объект может существовать сам по себе, даже если ссылки на него отсутствуют в других отношениях Множество ссылок на объекты одного класса (и всех классов-наследников) на уровне представления можно получить SQL-запросом

select R1 objjd from R1 where R1 classjd = 'Class!'

Таблица 2 Структура объектов с

Отношение для хранения уникальных идентификаторов объектов

class id objid

Classl Object 1

Class 1 Object2

Class2 Object3

ClassM ObjectK

Отношение для хранения единственного многозначного атрибута

obj id val id value

Objectl 1 Valuell

Object 1 2 Value 12

Object2 3 Value23

ObjectK S ValueKS

и многозначными атрибутами

Отношение для хранения однозначных атрибутов (одно для каждого класса")

] obj id attribute 1 | attributeN

j Objectl AttrValuel 1 ; j AttrValuelN

1 Object2 AttrValue21 j AttrValue2N

f 1

J ObjectK AttrValueKl j AttrValueKN

Отношение для хранения нескольких многозначных атрибутов

obj id attr id val id value

Objectl Attnbutel 1 Value 111

Objectl Attribute 1 2 Valuell 2

Objectl Attnbute2 3 Valuel23

Object2 Attnbutel 4 Value214

ObjectK AttributeN S ValueKNS

Все однозначные атрибуты класса хранятся в одном отношении R2, что увеличивает быстродействие операций поиска, выбора и модификации данных

select * from R2 where R2 objjd = <ссылка на объект>

С этой же целью создано отношение R3 для хранения единственного многозначного атрибута Модификация значения атрибута для одного объекта может быть выполнена SQL-оператором

update R3 set R3 value = <значение> where

R3 objjd = <ссылка на объект> and R3 val_id = <ссылка на показатель>

Для нескольких многозначных атрибутов каждому значению соответствует кортеж {objid, attr id, val_id, value} в отношении R4, где хранятся все значения атрибутов для всех описанных в системе объектов Доступ к атрибутам множества объектов возможен при помощи групповой операции SQL, например по изменению данных

update R4 set R4 value = <значение> where R4 objjd = <ссылка на объект> and R4 attrjd = <ссылка на атрибут> and R4 valjd =<ссылка на показатель>

Таким образом при помощи плоских таблиц обеспечивается многомерность наборов данных Набор показателей любого объекта (срез данных) может быть сохранен в виде отдельного реляционного отношения, что сочетается с принципом только накапливания в хранилищах данных Кроме того, эта возможность чрезвычайно важна для связи с внешними ИС и интеграции разъединенных детализированных данных - одной из основополагающих концепций хранилищ данных

Интеграция эксплуатируемых БД и их приложений в единое информационное пространство, а также создание на предприятии системы оперативного получения информации с поддержкой принятия управленческих решений может составлять до 80% общих затрат на разработку ИС в зависимости от принятой концепции интеграции

1 Объединение всех ресурсов предприятия в единое хранилище данных по OLAP-технологии и создание системы поддержки принятия решений (рис 6,а) Это прогрессивное направление предполагает кардинальную перестройку традиционно сложившихся информационных процессов, большие затраты и долгосрочную перспективу (2-3 года), но после внедрения дает наибольший эффект Кроме того, всегда присутствует риск того, что интеграционное решение не покроет на 100% все области автоматизации и не окупит затраты на внедрение Поэтому такой сценарий развития может позволить себе только крупное предприятие с хорошей рентабельностью

2 Концепция корпоративной БД (рис 6,6) Построение корпоративной БД объектно-реляционного типа, дополнение существующих приложений модулями доступа к общим информационным ресурсам, разработка новых интеграционных приложений для визуализации, агрегирования, анализа корпоративных данных, формирования отчетности Этот умеренный сценарий развития ИС характеризуется постепенным вложением средств и доступен любому предприятию, но рассчитан на длительную реализацию

3 Адаптация эксплуатируемых БД и внешних приложений, обеспечение синхронизации данных в различных структурах БД (рис 6, в) Для этого потребуется создание механизмов обмена с внешними источниками данных, модификация хранимых процедур и гетерогенных запросов доступа к разнородным данным для их синхронизации Такой сценарий обеспечивает минимум затрат на интеграцию ИС, поскольку отлаженные программные решения остаются в эксплуатации и наращиваются новыми модулями Главным недостатком является затрудненность получения неоднородной информации, ее статистического анализа, формирования общих отчетов в гетерогенной среде, где применяется продукция разных поставщиков

а) концепция единого хранилища данных

б) концепция корпоративной БД

синхронизация

И_

ХС

приложения

в) адаптация существующих БД и их приложений Рис 6 Концепции интеграции ИС

В четвертой главе представлены эффективные методы и алгоритмы обработки информации в клиентских приложениях процедуры портирования данных в новые структуры, методы оптимизации SQL-запросов к серверу БД, нетрадиционные способы генерации отчетов, частные задачи хранения нестандартных типов данных, механизмы обращения к БД через универсальный web-интерфейс «тонких» клиентов, представление графической информации в БД и автоматизированное проектирование

Стратегии реорганизации и перевода ИС на другую архитектуру могут быть разными по масштабам - революционные, означающие необратимый процесс реструктуризации, и эволюционные, т е поэтапные и менее «болезненные» В отличие от революционной, эволюционная модернизация ИС может быть растянута по времени и затратам, если ее удается разбить на логические этапы

Портирование накопленных данных в новые структуры БД - очень ответственная задача Унаследованная информация представляет собой самое ценное из устаревшей ИС, но процедуру переноса данных редко удается выполнить безболезненно по разным причинам - неудачно спроектированная структура данных, нарушение ссылочной целостности, несовместимость методов хранения и обработки данных в старой и новой БД Решение проблем миграции данных представлено разными методами и процедурами

• Перенос данных методом обратного проектирования — наиболее быстрый и распространенный способ переноса данных «как есть» с заменой типов данных на эквивалентные согласно приведенным правилам

• Замена логических типов в приложении и на уровне хранимых процедур

• Устранение несовместимости русских кодировок в строковых и мемо-полях

• Автоматическое конвертирование форматированных текстов

• Исправление ошибок в датах, в т ч «проблемы 2000 года» Использование предложенных процедур анализа и обработки данных

позволяет скорректировать до 95-98% ошибок при переносе данных из одной структуры в другую, уменьшая тем самым потерю информации

Для обеспечения совместной работы приложений в гетерогенной среде разработаны процедуры синхронизации данных между разными структурами внутри одной БД, разными экземплярами БД (рабочая и архивная копии, локальные БД на рабочих местах), а также между разными типами СУБД

• соединение таблиц данных стандартными средствами SQL,

• обновление данных последовательным сравнением ключевых полей,

• обновление связки таблица—справочник при изменяемых внешних ссылках,

• синхронизация больших наборов данных, когда не действуют стандартные методы поиска

В клиент-серверной архитектуре эффективность работы приложений БД во многом зависит от производительности выполнения запросов к серверу Многие вопросы эффективности запросов могут быть решены на стадии

проектирования структуры БД Для ряда частных задач, встречающихся на практике, предложены нестандартные методы хранения данных

• универсальный метод описания диапазонов данных,

• объединение большого количества однотипных атрибутов в целях уменьшения ширины таблицы,

• разделение множества данных на подмножества для эффективного поиска в любых позициях строковых полей,

• репликация подмножества данных - дублирование части информации в отдельном поле для поиска и обработки длинных текстов и CLOB-объектов,

• частичные отношения - стуктура, позволяющая эффективно реализовывать реляционные операции соединения таблиц,

• хранение в БД результатов выполнения относительно статичных запросов,

• хранение больших двоичных BLOB-объектов в сжатом виде,

• денормализация реляционных отношений, чтобы исключить соединение со справочными таблицами и отслеживать динамику их изменения

По результатам выполнения пользовательских запросов генерируются отчеты, которые могут быть «зашиты» в приложение, экспортироваться в шаблон документа (MS Office, HTML, XML) или создаваться динамически средствами VBA В работе дана краткая характеристика современных средств генерации отчетов, в том числе через универсальный web-интерфейс «тонких» клиентов, но главное внимание в этой чрезвычайно актуальной области уделено нетрадиционным технологиям формирования отчетных документов на основе объектного подхода к управлению БД На рис 7 показаны возможные механизмы получения выборки данных для отчета с использованием технологии OLE DB

В первом классическом варианте (рис 7,а) для получения выборки данных используется тот же драйвер (BDE, ADO), с которым работает приложение При этом связь с отчетным документом односторонняя, и хотя пользователь имеет возможность вносить некоторые изменения в полученный отчет, результаты его труда не могут быть сохранены в БД

Для преодоления этих недостатков введена новая управляющая связь объектов документа с объектами БД Согласно схемы (рис 7,6), запрос в формате MS Query хранится в шаблоне документа MS Office, а при его открытии (активации) происходит обращение к внешнему источнику данных через драйвер ODBC и обновление соответствующих полей данных

Если шаблон хранить не в локальном файле, а как OLE-объект, внедренный в BLOB-поле, то для его активации требуется дополнительное обращение к БД (рис 7, в), и после обработки на стороне клиента результат также будет сохранен обратно в БД как OLE-объект Любая схема реализации требует совместимости всех программных средств, участвующих в цепочке «приложение—запрос-документ»

Приложение

Delphi, С++

DDBC, N

V ULIJ UB J _____

1 I -------

Документ ¿у^ запрос-отчет БД

MS Office ^-J

б)

Рис 7 Схемы получения выборки данных для отчета

Практика сопровождения ИС на предприятиях показывает, что невозможно предусмотреть формы отчетов на все случаи жизни В процессе эксплуатации меняются требования, нормативы, кадровый состав и т п Поэтому иметь возможность получения произвольного отчета — объективное требование современных ИС Для этого необходим гибкий механизм построения запросов В общем виде SQL-запрос имеет следующую структуру

select <список полей> from <список таблиц>

where <условия соединения таблиц> and <условия фильтрации записей> group by <перечень групп> order by <порядок сортировки>

В такой неопределенной форме запрос нельзя интегрировать в приложение Другая проблема в том, что пользователь, формулирующий вопрос, является специалистом в предметной области и не имеет представления о SQL Поэтому предлагается подход, который позволяет специалисту гибко формулировать запросы к БД, используя понятия предметной области, и не требует знания SQL и структуры таблиц Список полей, таблиц и условия их соединения можно определить на стадии разработки приложения, а на этапе выполнения предоставить пользователю выбор условий фильтрации одним из двух способов - принадлежность множеству или вхождение в интервал В зависимости от типа поля (числовой, строковый, дата, внешняя ссылка) реализуется одна из форм SQL-операторов

В табл 3 показан практический пример задания параметров для условий фильтрации в SQL-запросе, в результате которого выбирается подвесное оборудование в цехах 1. 3 и 7. у которого в период 2001 года проводились ремонтные мероприятия по замене болтовых или других крепежных деталей из латуни Полученная выборка данных экспортируется в универсальный шаблон Excel, в котором предусмотрены столбцы для всех атрибутов, и чтобы скрыть лишние колонки с пустыми значениями, выполняется их постобработка макросом VBA в цикле

For I = 1 То Columns Count If ActiveCell Value = "" Then

ActiveCell EntireColumn Hidden = True End If

Application Goto Reference ="R[0]C[1]" Next i

Таблица 3 Задание условий фильтрации для произвольного запроса

Атрибуты Параметры выбора Условия фильтрации в SQL-запросе

Цех 1,3,7 and сех in (1, 3, 7)

Тип оборудования подвесное and lower(model) = "подвесное"

Дата ремонта 1 01 2001 31 12 2001 and date fact >= mdy(1,1,2001) and date fact <= mdy(12,31,2001)

Проведенные мероприятия крепеж, болт and (lower(action) matches "*крепеж*" or lower(action) matches "*болт*")

Материал внутренних устройств латун and id_mat in (select id from spr mat where lower(mat) matches "*латун*")

Средства VBA используются также при организации графической БД для доступа к внутренним объектам AutoCAD и управления ими из внешнего приложения Совместная работа внешнего приложения и среды AutoCAD возможна по одной из двух технологий

1) проект VBA внедрен в чертеж AutoCAD и загружается вместе с файлом,

2) проект VBA сохранен в отдельном файле (DVB), и с его помощью можно управлять загрузкой сессии AutoCAD и любых чертежей

Связь внешнего приложения, VBA-проекта и сессии AutoCAD, а также доступ к внутренним объектам чертежа поддерживаются при помощи механизма манипулирования объектами ActiveX Objects (рис 8) Наличие такой технологии не отменяет, а наоборот, дополняет действующие механизмы обмена данными между БД и внешними приложениями (BDE, DAO, ODBC) Управление графическими построениями реализуется двумя способами

1) загрузка готового чертежа и его модификация средствами VBA,

2) вычерчивание с чистого листа по числовым параметрам, хранящимся в БД Параметризация служит эффективным способом описания чертежа, т к

графический объект модифицируется путем изменения набора атрибутов, а вычерчивается автоматически Технология параметризации показана на примере построения отрезка прямой линии по двум точкам функциями VBA

Function DrawLine(StartPoint, EndPoint) As Object Dim LineObject As AcadLine

Set LineObject = ThisDrawing ModelSpace AddLine(StartPoint, EndPoint) ThisDrawing Application Update ThisDrawing Application ZoomAII End Function

Рис 8 Доступ к внутренним объектам AutoCAD из внешних приложений

Аналогичным образом определяются функции VBA для параметрического построения других графических примитивов, блоков и даже графического объекта в целом Построение чертежа сводится к последовательному вызову соответствующих функций с подстановкой фактических параметров

Dim L As AcadLine

Dim StartPoint(0 To 2) As Double

Dim EndPoint(0 To 2) As Double

StartPoint(O) = 1 StartPoint(l) = 1 StartPoint(2) = 0 ' координаты начальной точки EndPoint(O) = 100 EndPoint(1) = 100 EndPoint(2) = 0 ' координаты конечной точки Set L = DrawLine(StartPoint, EndPoint) ' вызов функции построения линии

В главе 7 представлена практическая реализация параметрической модели управления графическими объектами в среде AutoCAD на примере листовой конструкции сосудов, резервуаров и емкостей цилиндрической формы

В пятой главе сформулированы принципы проверки качества ПО, дана классификация методов тестирования ИС и приложений БД - интегральных, компонентных, корреляционных, эталонных, получены результаты экспериментальной проверки методов проектирования БД, описанных в главе 3

1) сравнительное тестирование методов организации иерархии данных,

2) измерение производительности БД с различной архитектурой

Для проверки относительных преимуществ классических и нетрадиционных подходов к организации иерархии данных поставлены 2 категории вычислительных экспериментов по оценке характеристик производительности СУБД

1) измерение производительности операций доступа к данным (scan) в зависимости от глубины вложенности и размера иерархических таблиц (рис 9),

2) измерение операций соединения таблиц (join) при получении потомков на различных уровнях вложенности

В целях удобства проведения сравнительных тестов и анализа результатов все варианты иерархической структуры сгруппированы по критерию наличия рекурсии в реляционных отношениях и SQL-запросах

1) традиционные иерархические структуры с рекурсивными связями,

2) варианты иерархии данных без рекурсивности

Относительные показатели производительности (рис 9, в, г) вычислялись для оценки различных вариантов иерархии в терминах удельных единиц измерения (сек/уровень, сек/запись)

где — отношение времени к числу уровней вложенности по результатам одного теста, Я3{ - отношение времени к количеству записей по результатам одного теста, ТИ - измеренное время выполнения операции (сек), 1Уу - глубина вложенности (число уровней), Ы3 - размер таблицы (число записей)

6000

-g- 5000 о

3- 4000

аз

c=

g1 3000 о

к 2000

г

о

m 1000

Глубина иерархии (число уровней) ^Традиционные иерархии Н Иерархии без рекурсии

18000 ф 16000

8 14000 ~ 12000

& 10000

У 8000

J 6000

1 4000

ш 2000

500

1000

1500

Количество строк -Традиционные иерархии »Иерархии без рекурсии

а) зависимость времени доступа от глубины иерархии

б) зависимость времени доступа от размера таблицы данных

3000

s 2500 гс

X

О 2000 >.

5 1500 s

| 1000 о

О 500 0

Глубина иерархии (число уровней) ^Традиционные иерархии ЩИерархии без рекурсии

500

1000

1500

Количество строк

-Традиционные иерархии Иерархии без рекурсии

в) отношение времени доступа к числу уровней иерархии

г) отношение времени доступа к количеству строк таблицы данных

Рис 9 Сравнение производительности операции доступа к иерархическим данным (scan)

Все виды тестов проводились на стабилизированной системе по критерию разброса результатов не более 2% Значения для каждого теста получены путем статистического усреднения результатов нечетного числа экспериментов (не менее 3 с учетом того, что крайние максимальное и минимальное значения из выборки исключаются) Результаты тестирования показали, что отсутствие рекурсии дает улучшение производительности от 4 до 125 раз в зависимости от глубины иерархии и размера таблицы данных

Вторая серия вычислительных экспериментов посвящена тестированию ИС как готовых программно-аппаратных решений при различной конфигурации сети - двухуровневой и с промежуточным слоем с целью оценки их производительности и работоспособности, а также выявления узких мест

1) измерение времени выполнения операции доступа к данным (select) в зависимости от числа клиентских запросов,

2) измерение времени выполнения операции модификации данных (update) с использованием транзакций в зависимости от числа клиентов

В трехуровневой конфигурации с ростом нагрузки (одновременно работающих сессий) падение производительности (увеличение времени отклика) незначительно, что говорит о хорошей масштабируемости и устойчивости работы в многопользовательской среде Анализ полученных результатов выявил возможность оптимизации системы за счет перераспределения нагрузки между сервером и клиентом Несмотря на то, что больше половины нагрузки приходится на сервер, общая загруженность его ресурсов не превышает 65%

Измерение показателей загруженности и анализ производительности позволяют прогнозировать поведение системы в будущем и заранее планировать мероприятия по модернизации оборудования и ПО

Шестая глава посвящена вопросам информационной безопасности и администрирования БД Источники угрозы и уязвимости систематизированы по степени ущерба и механизмам проникновения Дана классификация технических средств и организационных мероприятий по защите информации от несанкционированного доступа (рис 10) Сформулированы правила информационной безопасности и антивирусной защиты применительно к любому предприятию Перечислены требования и рекомендации к формированию паролей и обращению с ними Отмечены источники угрозы НСД и приведены методы управления доступом, специфичные для баз данных

Ни один из перечисленных способов в отдельности не может гарантировать 100% защиты информации Только их комплексным применением можно достичь наилучшего уровня защищенности Но совершенствование средств защиты информации стимулирует появление новых методов НСД Нельзя учесть все варианты возможного вторжения, поэтому в системе безопасности нужно предусматривать экстренное реагирование на внештатные ситуации Пример такого программно-аппаратного решения представлен в главе 7

Технические средства

Средства разграничения доступа_

—пароль -электронный ключ

-биометрические средства

Средства преобразования информации

—архивирование

с паролем —электронная подпись —криптографическое преобразование

Организационные мероприятия

Системы контроля доступа

—слежение за процессами в ОС, каналах связи •контроль целостности данных

•экстренное реагирование на внештатные ситуации

—ответственность сотрудников -защищенность компьютерных центров —ношение пропусков —резервные планы работ —резервное копирование —своевременное обновление ПО —мониторинг, слежение

за процессами —протоколирование

событий —оценки риска

Рис 10 Классификация средств защиты информации

В седьмой главе представлены результаты практической реализации методов проектирования ИС и приложений БД на предприятиях северозападного региона России

Автоматизированная ИС учета состояния технологического оборудования разработана в СУБД Informix и функционирует в сети крупнейшего в регионе завода «ПО КИНЕФ» (г Кириши) БД включает электронные паспорта оборудования с чертежами, справочную подсистему, результаты замеров степени коррозии и архив всех ремонтов с 1986 г, оперативное планирование мероприятий по технадзору, инженерные расчеты и прогнозирование ресурса остаточной работоспособности оборудования, отчетную документацию

Классификация оборудования имеет иерархическую структуру Каждый класс определяется своим набором параметров согласно концепции объектно-реляционного конструирования Информационное наполнение электронных паспортов проводилось специально разработанными процедурами миграции данных из источников, накопленных в предыдущей версии файл-серверной БД

Чертежи оборудования, выполненные в AutoCAD, хранятся в BLOB-полях электронных паспортов в векторных форматах DWG и WMF Управление средой AutoCAD и графическими посроениями производится из клиентских приложений средствами VBA Конструкция отдельных видов оборудования (сосудов, резервуаров, емкостей, котлов, теплообменников) состоит из типовых элементов, сваренных из листового материала, - цилиндрических обечаек, эллиптических днищ, штуцеров Графическая модель этих объектов представлена параметрически в виде развертки

Автоматизация учета технического состояния дает возможность увеличить периодичность освидетельствований и ремонтов для оборудования, средний возраст которого превышает 20 лег (рис. 11), но которое имеет относительно небольшую скорость коррозии по результатам замеров, что напрямую ведет к снижению материальных и финансовых затрат на эксплуатацию.

Интегрированная И С комплексного обследования ГПМ разработана и функционирует на инженерно-экспертном предприятии по экспертизе промышленной безопасности подъемных сооружений ЗАО «РАТТЕ». В ее состав входят приложения: АРМ обследования грузоподъемных кранов, комплексное обследование крановых путей, автоматизация документооборота.

База данных комплексных обследований реализована в СУБД MS FoxPro и содержит паспортные и справочные данные грузоподъемных кранов, характеристики крановых путей, сведения об экспертной комиссии, дефектную ведомость, нивелировки крановых путей, акт комплексного обследования, Результаты замеров сводятся в электронные таблицы Excel по технологии шаблона, где строятся графики нивелировок. Ведомость дефектов формируется как совокупность дефектных узлов И мероприятий по их устранению. Акт комплексного обследования с дефектной ведомостью на ремонт экспортируется в MS Word по технологии шаблона, а после окончательной корректировки инженером-экспертом сохраняется в БД как внедренный OLE-объект,

сроки эксплуатации аппаратов

Срок эксплуатации, пет

Рис. 11. Сведения о сроках эксплуатации и количестве эксплуатируемого

оборудования

Внедрение разработанных программных решений в ЗАО «PATTE» позволило автоматизировать учет, снизить трудоемкость и улучшить качество подготовки экспертных заключений и прочей технической документации Кроме того, накапливаемая в БД совокупная информация по всем объектам учета о дефектах и мероприятиях по их устранению облегчает контроль за исполнением регламентных работ и позволяет проводить анализ статистики наиболее частых отказов узлов оборудования, эксплуатируемого на разных предприятиях

Программно-аппаратный комплекс информационной защиты от НСД и экстренного реагирования на внештатные ситуации является эффективным средством поддержки конфиденциальности информации Он спроектирован в среде Visual С++ как специализированный продукт и адаптирован к условиям компьютерной сети ЗАО «АМН» Минимальный комплекс необходимых аппаратных средств включает следующее оборудование информационный сервер с установленным ПО системы безопасности и источником бесперебойного питания для страховки от потери питания в момент НСД, датчики слежения в серверном помещении с подключением к одному из портов сервера, устройство ввода на сменном носителе с подключением к одной из рабочих станций для ввода ключа идентификации доступа к серверу

Начальный запуск ПО системы безопасности производится с сервера В дальнейшем активация/деактивация процесса слежения возможна двумя способами - с сервера или удаленно с рабочей станции, к которой подключено устройство ввода ключа идентификации После запуска система безопасности начинает процесс слежения за сигналами с датчиков проникновения с протоколированием всех событий В случае внешнего НСД к серверу и при отсутствии ключа идентификации в устройстве ввода на рабочей станции активируется механизм экстренной защиты конфиденциальной информации

Применение разработанных алгоритмов и программ позволило обеспечить высокий уровень информационной безопасности в условиях совместной работы с документами общего пользования Подобные нестандартные решения всегда уменьшают риск обойти такую систему защиты

В заключении подчеркивается прогрессивность предложенных методов и технологий проектирования баз данных в новых экономических условиях, когда создание информационных систем поставлено на индустриальную основу Сформулированы актуальные направления дальнейших научных исследований в области разработки ИС и приложений БД

В приложениях приведены исходные тексты процедур обработки данных, структура прототипа промышленной БД учета состояния технологического оборудования, а также документы, подтверждающие практическую реализацию результатов научных исследований на производственных предприятиях и в учебном процессе

выводы

Основные научные положения диссертационной работы и их практическая реализация представляют собой дальнейшее развитие теории проектирования баз данных и решение научной проблемы — разработки эффективных методов построения информационных систем и приложений баз данных, что имеет практическую ценность для задач управления сервисными производственными системами

В диссертации получены следующие новые теоретические и практические результаты

1 В результате проведенных исследований современных технологий проектирования баз данных разработаны новые схемы описания производственных объектов для организации на предприятии единого информационного пространства и более эффективного решения задач технического обслуживания производства

2 На основе обобщения существующих моделей разработана информационная модель объектов грузоподъемного оборудования, которая служит прототипом при проектировании более сложных иерархических моделей других производственных объектов

3 Решена задача автоматизации многофункционального учета производственных объектов, что позволило неограниченно увеличить количество разнородных параметров, характеризующих техническое состояние объектов, и тем самым повысить эффективность обслуживания производства

4 Разработаны средства многоуровневой классификации производственных объектов Предложены новые методы организации иерархии, не содержащие рекурсию Результаты проведенного вычислительного эксперимента показали улучшение производительности безрекурсивных методов от 4 до 125 раз в зависимости от глубины иерархии и объема данных

5 Предложена методика конструирования информационно-управляющих моделей производственных объектов любой сложности, которая позволила решить задачу единого информационного учета эксплуатируемого на предприятии основного и вспомогательного технологического оборудования

6 На основе разработанных информационных моделей построена система управления мероприятиями по экспертизе промышленной безопасности и ремонту производственных объектов, которая успешно реализована на практике и эксплуатируется на предприятиях северо-западного региона России

7 Разработаны эффективные алгоритмы преобразования данных, что позволило практически исключить потери накопленной информации при ее миграции в новые управляющие структуры Реализованы новые средства хранения и обработки нестандартных типов данных, встречающихся в задачах

управления информационными потоками, которые невозможно реализовать традиционными методами

8 Исследованы потребности современных предприятий в автоматизации документооборота Разработаны новые методы формирования отчетной документации по результатам произвольных запросов к базе данных

9 Решена задача параметризации технических чертежей производственных объектов, хранимых в базе данных, для более эффективного управления графическими построениями

10 В результате анализа источников угрозы информационной безопасности и существующих технических средств защиты в базах данных разработана и внедрена система управления с более высоким уровнем защиты информации от несанкционированного доступа

Хранилища и базы данных служат основой современных информационных систем Накапливаемая в них информация представляет собой наиболее ценный материал, и эффективные методы ее хранения и обработки чрезвычайно важны для получения новых знаний

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1 Мещеряков С В , Розанов Л Н, Печатников Ю М Организация базы данных элементов и материалов вакуумных систем / Вакуумная наука и техника Тез докл науч -техн конф с участием зарубежных специалистов - Гурзуф, 1994-0,06 п л

2 Мещеряков С В , Печатников Ю М Методика преподавания интеллектуальных САПР в машиностроении / Совершенствование учебного процесса при подготовке инженеров-механиков Сб науч -методич тр - СПб СПбГТУ, 1994-0,13 п л

Гончаров Б Ф , [Горинштейн АМ|, Мещеряков С В , Печатников Ю М ,

Петров И П, Розанов Л Н Машиностроительная информатика Вычислительная техника Лаб практикум - СПб СПбГТУ, 1994-6,75 п л Донская М М , Мещеряков С В , Печатников Ю М , Розанов Л Н , Сказываев В Е Программное обеспечение курсового проектирования Аннотированный каталог учебных программных средств, Вып 3- СПб СПбГТУ, 1995-0,06 п л

Мещеряков С В , Печатников Ю М Информационная система вакуумного оборудования и материалов / Вакуумная техника и технология- 1995-№ 1/2-0,31 п л

Донская М М, Мещеряков С В, Печатников Ю М Учебная САПР вакуумных систем / Вакуумная техника и технология- 1995— № 3 — 0,25 п л

7 Донская М М, Мещеряков С В Архитектура автоматизированного рабочего места конструктора Метод указ к лаб раб по курсу «Информационная технология» - СПб СПбГТУ, 1995-0,5 п л

8 Мещеряков С В Автоматизация компоновки в машиностроении / Инновационные наукоемкие технологии для России Тез докл Российск науч -техн конф ,44- СПб СПбГТУ, 1995 - 0,06 п л

9 Дзельтен Г П, Мещеряков С В , Печатников Ю М, Розанов Л Н, Розанов С Л, Солодилова Н А Разработка методов автоматизированного проектирования и анализа вакуумных систем Отчет о НИР, № ГР 0196 0002132-СПб СПбГТУ, 1995-2,5 п л

10 Мещеряков СВ, Розанов ЛН, Розанов СЛ, Сказываев ВЕ Разработка информационных средств по вакуумной технике и технологии Отчет о НИР, № ГР 0196 0005212 - СПб СПбГТУ, 1995 - 1,88 п л

11 Гончаров Б Ф , Донская М М, Мещеряков С В , Розанов Л Н, Трубин И А, Харисов С А Информатика Технические средства САПР Лаб практикум -СПб СПбГТУ, 1996-4,5 п л

12 Солодилова НА, Мещеряков С В База данных элементов вакуумного оборудования / Прогрессивные конструкции и технологии в машиностроении Сб науч работ студентов и аспирантов, № 7 - СПб СПбГТУ, 1996-0,19 п л

13 Мещеряков С В Графическая система имитационного моделирования транспортных потоков автоматизированного производства / Фундаментальные исследования в технических университетах Материалы I Всероссийской конф - СПб СПбГТУ, 1997 - 0,06 п л

14 Петров А Ю , Мещеряков С В Организация электронной почты в локальной компьютерной сети / Современные научные школы перспективы развития Тез докл науч конф-СПб СПбГТУ, 1998 - 0,13 п л

15 Иванов С А, Мещеряков С В Архитектура компьютерной сети Интранет для поддержки баз данных / XXVII Неделя науки СПбГТУ Материалы науч-техн конф-СПб СПбГТУ, 1998-0,06 п л

16 Рябцев М В , Мещеряков С В Организация доступа к базам данных через Интернет / XXVII Неделя науки СПбГТУ Материалы науч -техн конф -СПб СПбГТУ, 1998-0,06 п л

17 Мещеряков С В Изучение электронной почты в локальной компьютерной сети Метод указ к лаб раб по курсу «Информационные технологии» — СПб СПбГТУ, 1998 - 1,13 п л

18 Мещеряков С В Методические указания по выполнению магистерских диссертаций Учеб пособие-СПб СПбГТУ, 1999-0,75 п л

19 Гусаров АЛ, Мещеряков С В Автоматизация управления единой информационной службой предприятия в Интернет / XXIX Неделя науки СПбГТУ Материалы науч-техн конф-СПб СПбГТУ, 2000 - 0,06 п л

20 ¡Андреев Л Н Бортяков Д Е, Мещеряков С В Основы автоматизированного проектирования Конспект лекций- СПб СПбГТУ, 20014,88 п л

21 [Андреев Л Н Бортяков ДЕ, Мещеряков С В Системы автоматизированного проектирования Учеб пособие - СПб СПбГПУ, 2002 — 4,88 п л

22 Мещеряков С В О новых технологиях разработки приложений баз данных / Высокие интеллектуальные технологии образования и науки Материалы IX Междунар науч -метод конф - СПб СПбГПУ, 2002 - 0,06 п л

23 Мещеряков С В Проблемы и средства управления приложениями баз данных / Фундаментальные исследования в технических университетах Материалы VI Всероссийской конф - СПб СПбГПУ, 2002 - 0,06 п л

24 Холодовский О В , Мещеряков С В, Иванов В М Методы снижения загруженности компьютерной сети / Фундаментальные исследования в технических университетах Материалы VI Всероссийской конф- СПб СПбГПУ, 2002 - 0,06 п л

25 S V Mescheryakov A Successful Implementation of a Data Structure for Storing Multilevel Objects with Varying Attributes IBM, Informix Developer Zone,

2002-0,94 п л

http ./www7b software lbm coni'dmdd,-zones mfomux/library tccharticle/0232me schervakov 0212mcschctvakov html

26 Мещеряков С В Повышение эффективности ремонта оборудования / Оптимизация транспортных машин Сб науч тр- Ульяновск УлГТУ,

2003-0,38 п л

27 Мещеряков С В Технические средства защиты в базах данных / Фундаментальные исследования в технических университетах Материалы VII Всероссийской конф - СПб СПбГПУ, 2003 - 0,06 п л

28 Мещеряков С В, Иванов В М, Чалей И В Автоматизированный учет состояния технологического оборудования / Научно-технические ведомости СПбГПУ - 2003 - № 2 - 0,56 п л

29 Мещеряков С В Прогнозирование остаточного ресурса технологического оборудования / Научно-технические проблемы прогнозирования надежности и долговечности конструкций и методы их решения Доклад V Международной конф - СПб СПбГПУ, 2003 - 0,13 п л

30 Мещеряков С В Проблемы организации графических баз данных / Современные проблемы информатизации в системах моделирования, программирования и телекоммуникациях Сб трудов IX Международной открытой науч конф - Воронеж ВорГТУ, 2004 - 0,06 п л

http//www im га -hbph'spi 'aichnеь SPI20043 RAR

31 Мещеряков С В Современные требования компьютерной подготовки выпускников технических вузов / Формирование профессиональной культуры специалистов XXI века в техническом университете Тез докл 4-й

Международной науч -практич конф - СПб Изд-во СПбГПУ, 2004 -0,13 п л

32 Мещеряков С В Методы представления графической информации в приложениях баз данных / Информационные технологии моделирования и управления Международный сб науч трудов, Вып 15-Воронеж Изд-во «Научная книга», 2004 - 0,44 п л

http //www vsi rti—sbpbitmu.atchivcs/sysi0415 rai

33 SV Mescheryakov Performance Companson ofVarious Hierarchical Structures m Database Systems Proceedings of the 30th International Conférence for the Resource Management and Performance Evaluation of Enterprise Computing Systems Las Vegas, USA, 2004 - 0,63 п л

httjv • www cmg org/mcmbgisoiiiy/2004 papers/4217 pdf

34 Мещеряков С В, Иванов В M Эффективные технологии создания информационных систем - СПб Издательство «Политехника», 2005 -19,5 п л

35 Мещеряков С В , Иванов В M Построение объектно-реляционных моделей баз данных с произвольным набором атрибутов / Системы управления и информационные технологии - 2005 - № 4 (21) - 0,75 п л

http //www vsi ru'~sbph suit/an200504 htm

36 Мещеряков С В Информационная система документооборота - Каталог программных систем, Арбинада, 2006 - 0,06 п л

http -.'www aibmada сот

37 Мещеряков С В Успешная реализация структуры данных для хранения многоуровневых объектов с произвольным набором атрибутов Перев с англ - Архитекторы информационных систем, Арбинада, 2006 - 0,94 п л http - www atbmada convmodules php9name=Content&pa^bhowpage&pKl=88

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ АРМ - автоматизированное рабочее место

АСТПП - автоматизированная система технической подготовки производства

БД - база данных

ГПМ - грузоподъемный механизм

ГПО — грузоподъемное оборудование

ИС - информационная система

ИТ — информационные технологии

НСД - несанкционированный доступ

ПО - программное обеспечение

СУБД - система управления базами данных

Лицензия ЛР №020593 от 07 08 97

Подписано в печать 14 09 2007 Формат 60x84/16 Печать цифровая Уел печ л 2,0 Тираж 100 Заказ 1949Ь

Отпечатано с готового оригинал-макета, предоставленного автором, в Цифровом типографском центре Издательства Политехнического университета 195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул , 29 Тел 550-40-14 Тел/факс 297-57-76

Перечень сокращений.

Введение.

1. Состояние и перспективы развития индустрии информационных технологий.

1.1. Направления информатизации Российской экономики.

1.2. Развитие аутсорсинга информационных услуг.

1.3. Тенденция к интеграции информационных потоков.

1.4. Состояние информационной безопасности.

1.5. Качество продукции информационных технологий.

1.6. Выводы.

2. Архитектура и средства построения информационных систем.

2.1. Характеристика информационных систем как объекта исследования.

2.2. Основные компоненты и концепции архитектуры «клиент-сервер».

2.3. Разделение функций в информационных системах.

2.4. Типовые технологии создания информационных систем.

2.5. Методики анализа и моделирования информационных систем.

2.6. Выводы.

3. Методы разработки оптимальных структур данных.

3.1. Оптимальное размещение данных и критерии оптимальности.

3.2. Варианты организации иерархии данных в реляционных системах

3.2.1. Ограничения в иерархических структурах данных.

3.2.2. Структура со ссылкой на предка и неограниченной иерархией

3.2.3. Структура с хранением уровня иерархии.

3.2.4. Иерархия с неограниченной глубиной и конечным числом потомков.

3.2.5. Иерархия с потабличным хранением конечного числа уровней.

3.2.6. Иерархическая структура с поразрядным ключом.

3.2.7. Иерархическая структура с хранением границ ветви.

3.2.8. Иерархия с компонентом типа «узел».

3.3. Объектно-реляционные технологии создания баз данных.

3.3.1. Абстракции объектов баз данных.

3.3.2. Унифицированный подход к обобщению реляционных отношений.

3.3.3. Метод конструирования объектов реляционной модели.

3.3.4. Использование встроенных средств объектно-реляционных баз данных.

3.3.5. Схемы объектно-реляционного представления хранилища данных.

3.4. Организация единого информационного пространства и проблемы интеграции.

3.5. Выводы.

4. Эффективные методы разработки клиентских приложений.

4.1. Проблемы миграции данных и процедуры их программирования.

4.1.1. Стратегии реорганизации и перехода на другую архитектуру

4.1.2. Перенос данных методом обратного проектирования.

4.1.3. Поддержка логических типов данных.

4.1.4. Устранение несовместимости кодировок текста.

4.1.5. Автоматическое конвертирование форматированных текстов.

4.1.6. Исправление ошибок в датах.

4.1.7. Синхронизация данных стандартными средствами SQL.

4.1.8. Обновление данных последовательным сравнением.

4.1.9. Обновление связки таблица-справочник.

4.1.10. Синхронизация больших наборов данных.

4.2. Методы оптимизации SQL-запросов.;.

4.2.1. Индексация таблиц данных.

4.2.2. Логические эквивалентные преобразования запросов.

4.2.3. Логическая оптимизация операций соединения.

4.2.4. Семантическая оптимизация запросов.

4.3. Нетрадиционные способы формирования отчетов.

4.3.1. Динамическое создание отчетов.

4.3.2. Формирование произвольных запросов по выбору пользователя

4.4. Методы хранения нестандартных типов данных.

4.4.1. Универсальный метод описания диапазонов данных.

4.4.2. Хранение большого количества однотипных атрибутов.

4.4.3. Разделение множества данных на подмножества.

4.4.4. Репликация подмножества данных.

4.4.5. Частичные отношения.

4.4.6. Хранение в базе данных результатов выполнения запросов.

4.4.7. Денормализация реляционных отношений.

4.5. Представление графической информации в базах данных.

4.5.1. Выбор формата графического представления данных.

4.5.2. Организация совместной работы внешнего приложения и графической среды.

4.5.3. Управление графическими построениями.

4.5.4. Параметрическое представление графической информации в базе данных.

4.6. Web-технологии разработки интерфейсов Интернет-приложений.

4.6.1. Технология «спагетти».

4.6.2. HTML-шаблоны.

4.6.3. Технология Custom Tags.

4.6.4. Шаблоны XML/XSL.

4.6.5. DOM-конструкторы HTML.

4.6.6. Элементы API.

4.7. Выводы.

5. Обеспечение качества информационных систем.

5.1. Принципы проверки качества и методики тестирования.

5.2. Сравнительная оценка эффективности вариантов иерархической структуры данных.

5.3. Оценка производительности и работоспособности систем с различной архитектурой.

5.4. Выводы.

6. Информационная безопасность и администрирование.

6.1. Источники угрозы информационной безопасности.

6.2. Технические средства защиты информации.

6.3. Средства управления доступом к базам данных.

6.4. Выводы.

7. Практическая реализация методов проектирования баз данных.

7.1. Автоматизированный учет состояния технологического оборудования.

7.2. Комплексное обследование ГПМ.

7.3. Программно-аппаратный комплекс защиты информации от НСД.

7.4. Выводы.

Перспективы развития современного общества тесно связаны с глобальным использованием информации. Национальные информационные ресурсы являются макроэкономической ценностью, потенциальным источником общественного богатства. Информация как носитель знания стала стратегическим фактором, который воздействует на структуру всей экономики и общественной жизни и в конечном счете определяет темпы развития всего общества.

Информатизация современного общества представляет собой экспоненциально нарастающее производство, переработку и использование огромных массивов информации во всех сферах человеческой деятельности.

Наряду с ускоренным развитием компьютерной техники, информационные технологии (ИТ) в области создания информационных систем (ИС) и приложений баз данных (БД) совершили за последние годы гигантский скачок вперед. В XXI веке, после решения «проблемы 2000 года» и обновления парка компьютерного оборудования, создание информационных систем и технологий и их внедрение на предприятиях приобрело черты целой индустрии ИТ с присущими ей особенностями:

• интеллектуальная специфика программной продукции, ее виртуальность (за исключением компьютерного оборудования);

• высокотехнологичные средства производства, позволяющие быстро и эффективно создавать качественные программные продукты в соответствии с растущими потребностями предприятий;

• инновационность отрасли, непрерывное развитие и усовершенствование всех составляющих ИТ-сферы - компьютерного оборудования, телекоммуникационных систем, программного обеспечения (ПО), информационных услуг.

Актуальность темы. Необходимость разработки новых эффективных методов проектирования ИС обусловлена многими факторами:

• высокими темпами развития индустрии информационных технологий;

• увеличением потребительского спроса на программную продукцию;

• большим разнообразием видов ПО, большая часть которых так или иначе связана с построением ИС и приложений БД;

• увеличением объемов обрабатываемой информации на предприятии, необходимостью ее структуризации и интеграции в единую систему управления и принятия решений;

• информатизацией всех уровней современной экономики, включая малые и средние предприятия;

• государственной политикой в области информатизации, ИТ-стандартов и информационной безопасности.

Помимо увеличения объемов информации, усложняются и методы ее обработки. Совершенствуются технологии создания ИС и приложений БД на фоне появления новых программно-инструментальных средств и систем управления базами данных (СУБД). Для создания крупных ИС привлекаются трудозатраты в сотни человеко-лет и современная технологическая база, задействованы высококвалифицированные специалисты таких профессий, как системные аналитики, менеджеры проектов, программисты, тестировщики ПО, администраторы БД, системные интеграторы.

Объективная потребность контролировать процесс создания сложных ИС, прогнозировать и гарантировать стоимость разработки, сроки и качество результатов привела к необходимости перехода от кустарных способов к индустриальным технологиям и инженерным методам и средствам создания ПО. Поэтому на каждом из этапов создания ИС актуально применение эффективных методов и приемов, позволяющих снизить издержки, повысить продуктивность процесса разработки ПО, улучшить качество производимой ИТ-продукции и предоставляемых ИТ-услуг.

Решению различных теоретических и практических проблем построения ИС в технических системах посвятили свои работы ведущие специалисты A.M. Вендров, АЛО. Грачев, М. Гутман, Н. Елманова, Д.П. Зегжда, П.Д. Зегжда, Ю.А. Зеленков, Д. Зенкин, В.Х. Инмон, JI. Калиниченко, Г.Н. Калянов, А. Коберн, Е.Ф. Кодд, С.Б. Кодд, JI. Козленко, С.Д. Кузнецов, А. Лукутин, И. Лукьяненко, Ю.А. Подколзин, Дж. Рой, Дж.М. Смит, Д.К. Смит, М. Стоунбрейкер, Д.Т. Чанг, П.П.-Ш. Чен, С. Чаудхари и др.

Цслыо диссертационной работы является разработка методологических и теоретических основ проектирования автоматизированных ИС и приложений БД в сервисных производственных системах.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие основные задачи:

• исследование и разработка эффективных методов проектирования БД с возможностью интеграции в единую систему сбора и обработки информации на предприятии;

• разработка концепции и построение объектно-реляционных моделей технических объектов с произвольным набором атрибутов;

• разработка новых методов проектирования иерархических структур данных, отличающихся большей производительностью, и их сравнительная оценка на основе выбранных критериев качества;

• апробация предложенных методов проектирования, разработка информационно-управляющей БД производственных объектов на предприятии;

• разработка эффективных методов переноса накопленной информации в новые структуры БД на основе анализа проблем интеграции и совместимости данных;

• исследование возможности и разработка концепции произвольных запросов к БД и их применение для формирования отчетов;

• разработка новых технологий представления в БД графической и другой информации нестандартного типа, ее параметризация и использование для автоматизации документооборота;

• анализ источников угрозы и разработка новых схем обеспечения защиты информации в БД, отличающихся большей надежностью.

Объектом исследования являются информационные системы и приложения баз данных в сервисных производственных системах, функционирующие в архитектуре «клиент-сервер».

Предметом исследования являются методы автоматизации проектирования баз данных и их приложений в производственных системах на всех этапах «жизненного цикла» программного продукта - от анализа и проектирования до внедрения и сопровождения.

Методы исследования. Для решения поставленных задач в работе использовались методы объектно-ориентированного проектирования и программирования, аппарат реляционной алгебры, теория множеств, методы оптимизации и математической статистики.

Научная новизна проведенных исследований заключается в следующем:

1. Созданы методологические и теоретические основы проектирования БД с интеграцией в единую систему сбора и обработки информации на предприятии. Предложены новые схемы представления данных и организации единого информационного пространства в целях интеграции различных служб предприятия в единую систему управления и принятия решений.

2. Разработана концепция создания информационной модели для задач управления техническим обслуживанием объектов грузоподъемного оборудования, которая является обобщением существующих моделей и служит основой для проектирования других более сложных иерархических моделей объектов производственных систем.

3. Впервые разработана универсальная структура данных для хранения и обработки информации об объектах производства, которая принципиально отличается от других решений тем, что позволяет неограниченно увеличить количество разнородных параметров, характеризующих техническое состояние объекта, и повысить эффективность обслуживания производства.

4. Предложены новые иерархические модели, не содержащие рекурсию, преимущество которых по критерию производительности по сравнению с известными подтверждено результатами вычислительного эксперимента.

5. Предложена новая формализованная методика конструирования информационно-управляющих моделей производственных объектов любой степени сложности для решения задачи единого информационного учета всего парка технологического оборудования, эксплуатируемого на предприятии.

6. Разработаны эффективные алгоритмы и типовые программные модули синхронизации данных между различными подсистемами СУБД, позволяющие исключить потери накопленной информации при ее преобразовании и переносе в новые управляющие структуры.

7. Предложены новые нетрадиционные методы формирования отчетной документации на основе анализа потребностей современных предприятий в автоматизации документооборота, которые отличаются от известных методов наличием обратной связи с приложением БД, гибкостью изменения старых и создания новых отчетов по результатам произвольных запросов к БД.

8. Сформулированы принципы и условия эффективного управления сервисными ресурсами. Предложены новые методы хранения и обработки нестандартных типов данных, которые невозможно реализовать встроенными средствами СУБД. Поставлена и решена задача параметризации технических чертежей производственных объектов и управления графическими построениями путем установления связи между объектами чертежа и их числовыми параметрами, хранимыми в БД.

9. Предложены новые нетрадиционные средства защиты информации от несанкционированного доступа и алгоритм их функционирования, отличающиеся нестандартным подходом и большей надежностью для обеспечения информационной безопасности.

Положения, выносимые на защиту:

1. Методология проектирования иерархических, объектно-реляционных и многомерных структур данных.

2. Новая информационная модель описания производственных объектов, позволяющая неограниченно увеличивать количество атрибутов и добавлять описания новых классов оборудования без изменения структуры данных.

3. Новые безрекурсивные методы организации иерархии данных и результаты вычислительного эксперимента по сравнительной оценке их эффективности на основе известных критериев качества.

4. Методика конструирования информационных моделей производственных объектов произвольной сложности и разработанная на предприятии база данных автоматизированной системы технической подготовки производства (АСТПП).

5. Эффективные алгоритмы преобразования информации, накопленной в устаревших системах, и ее переноса с минимизацией ошибок в разработанные управляющие структуры.

6. Новые методы автоматизации документооборота посредством произвольных запросов к БД, параметризации технических чертежей и управления графическими построениями.

7. Новые средства защиты информации в БД, обеспечивающие более высокий уровень информационной безопасности.

Практическая ценность и реализация основных результатов работы.

В основу диссертации положены научные результаты, полученные лично автором при непосредственной разработке прикладных информационных систем и технологий для предприятий северо-западного региона России:

• база данных комплексного обследования крановых путей CraneRoad (1999-2005 г., ЗАО «РАТТЕ»);

• автоматизированное рабочее место обследователя грузоподъемных кранов Cranes (1997-2002 г., ЗАО «РАТТЕ»);

• информационные системы документооборота и платежных операций DeloPro (1998-2000 г.), Vouchers (2001-2005 г., ЗАО «РАТТЕ»);

• программно-аппаратный комплекс информационной защиты сервера от несанкционированного доступа Security Removal Gangster Program on Hard Disk (2000-2001 г., ЗАО «АМН»);

• автоматизированные ИС учета состояния технологического оборудования: сосудов, аппаратов и клапанов SOS, грузоподъемных машин GPM, учета влияния коррозии COR (2000-2005 г., ООО «ПО КИНЕФ»).

Основные теоретические положения диссертации использованы в учебном процессе СПбГПУ:

• на кафедре транспортных и технологических систем механико-машиностроительного факультета по дисциплине «Основы автоматизированного проектирования» для студентов по направлению 551800 - «Технологические машины и оборудование», специальностям 170900 - «Подъемно-транспортные и строительные машины» и 220900 -«Автоматизация технологических производств» (2002 г.);

• на кафедре информационных машиностроительных технологий механико-машиностроительного факультета по дисциплинам «Машиностроительная информатика» и «Технические средства САПР» в рамках инженерной и магистерской подготовки (1999 г.);

• на кафедре информатики Института международных образовательных программ при постановке автором нового курса «Базы данных» для студентов специальности 080801 - «Прикладная информатика в дизайне» (2002-2003 учебный год).

Эффективность реализованных методов, алгоритмов и программного обеспечения подтверждена 4 актами о внедрении.

Апробация работы. Основные результаты научных разработок, выполненных автором по теме диссертации, представлены на следующих международных и российских конференциях: «Совершенствование учебного процесса при подготовке инженеров-механиков» (СПб, СПбГТУ, 1994 г.), «Вакуумная наука и техника» (Гурзуф, 1994 г.), «Инновационные наукоемкие технологии для России» (СПб, СПбГТУ, 1995 г.), «Прогрессивные конструкции и технологии в машиностроении» (СПб, СПбГТУ, 1996 г.), «Фундаментальные исследования в технических университетах» (СПб, СПбГПУ, 1997 г., 2002 г., 2003 г.), «Современные научные школы: перспективы развития» (СПб, СПбГТУ, 1998 г.), «XXVII неделя науки СПбГТУ» (СПб, СПбГТУ, 1998 г.), «XXIX неделя науки СПбГТУ» (СПб, СПбГТУ, 2000 г.), «Высокие интеллектуальные технологии образования и науки» (СПб, СПбГПУ, 2002 г.), «Оптимизация транспортных машин» (Ульяновск, УлГТУ, 2003 г.), «Научно-технические проблемы прогнозирования надежности и долговечности конструкций и методы их решения» (СПб, СПбГПУ, 2003 г.), «Современные проблемы информатизации в системах моделирования, программирования и телекоммуникациях» (Воронеж, ВорГТУ, 2004 г.), «Формирование профессиональной культуры специалистов XXI века в техническом университете» (СПб, СПбГПУ, 2004 г.), «Информационные технологии моделирования и управления» (Воронеж, ВорГТУ, 2004 г.), The 30th International Conference for the Resource Management and Performance Evaluation of Enterprise Computing Systems (Las Vegas, USA, 2004), а также на заседаниях и научно-методических семинарах кафедр информатики и информационных машиностроительных технологий СПбГПУ (1999-2005 г.).

Публикации. Общее количество публикаций автора составляет 65 наименований. По теме диссертации опубликовано 37 научных трудов общим объемом 54 п. л., среди которых 1 монография, 11 статей (в т. ч. 4 из списка ВАК для докторских диссертаций), 14 тезисов докладов, 8 учебных пособий, 16 работ без соавторов.

Структура и объем работы. Диссертация включает перечень сокращений, введение, 7 глав, заключение, библиографию из 150 наименований и 8 приложений. Основное содержание работы изложено на 296 страницах текста, в т. ч. 19 таблиц, 72 рисунка.

7.4. Выводы

В данной главе представлены примеры практической реализации разработанных методов проектирования ИС и приложений БД на предприятиях северо-западного региона России.

В автоматизированной ИС учета состояния технологического оборудования (раздел 7.1) реализованы методы проектирования объектно-реляционных и иерархических структур БД и приложений, описанные в разделах 3.2, 3.3, 4.1-4.4, 4.4, принципы представления графических объектов (раздел 4.5), динамически генерируемые отчеты по результатам произвольных запросов пользователя (раздел 4.3.2), а также концепции эволюционной интеграции ИС, предложенные в разделе 3.4.

При разработке приложений БД комплексного обследования объектов ГПМ (раздел 7.2) использованы методы системного анализа (раздел 2.5), эффективные процедуры синхронизации данных (раздел 4.1), методы хранения нестандартных типов данных (разделы 4.4.1-4.4.7), принципы формирования отчетов на основе шаблонов документов MS Office (раздел 4.3.1).

Программно-аппаратный комплекс отслеживания попыток НСД к серверу (раздел 7.3) построен на основе технических средств защиты и правил информационной безопасности, систематизированных в главе 6.

264 Заключение

В новых экономических условиях, когда создание ИС, БД и их приложений поставлено на индустриальную основу, оно нуждается в эффективных методах и технологиях, способствующих повышению производительности ИС, качества программной продукции и уровня информационной безопасности. В данной работе применены новые подходы и разработаны новые методы проектирования объектно-реляционных, иерархических и многомерных структур данных, а также приложений БД в технических областях применения.

Основные научные положения диссертационной работы и их практическая реализация представляют собой дальнейшее развитие теории проектирования баз данных и решение научной проблемы - разработки эффективных методов построения информационных систем и приложений БД, что имеет практическую ценность для задач управления сервисными производственными системами.

В диссертации получены следующие новые теоретические и практические результаты:

1. В результате проведенных исследований современных технологий проектирования баз данных разработаны новые схемы описания производственных объектов для организации на предприятии единого информационного пространства и более эффективного решения задач технического обслуживания производства.

2. На основе обобщения существующих моделей разработана информационная модель объектов грузоподъемного оборудования, которая служит прототипом при проектировании более сложных иерархических моделей других производственных объектов.

3. Решена задача автоматизации многофункционального учета производственных объектов, что позволило неограниченно увеличить количество разнородных параметров, характеризующих техническое состояние объектов, и тем самым повысить эффективность обслуживания производства.

4. Разработаны средства многоуровневой классификации производственных объектов. Предложены новые методы организации иерархии, не содержащие рекурсию. Результаты проведенного вычислительного эксперимента показали улучшение производительности безрекурсивных методов от 4 до 125 раз в зависимости от глубины иерархии и объема данных.

5. Предложена методика конструирования информационно-управляющих моделей производственных объектов любой сложности, которая позволила решить задачу единого информационного учета эксплуатируемого на предприятии основного и вспомогательного технологического оборудования.

6. На основе разработанных информационных моделей построена система управления мероприятиями по экспертизе промышленной безопасности и ремонту производственных объектов, которая успешно реализована на практике и эксплуатируется на предприятиях северо-западного региона России.

7. Разработаны эффективные алгоритмы преобразования данных, что позволило практически исключить потери накопленной информации при ее миграции в новые управляющие структуры. Реализованы новые средства хранения и обработки нестандартных типов данных, встречающихся в задачах управления информационными потоками, которые невозможно реализовать традиционными методами.

8. Исследованы потребности современных предприятий в автоматизации документооборота. Разработаны новые методы формирования отчетной документации по результатам произвольных запросов к базе данных.

9. Решена задача параметризации технических чертежей производственных объектов, хранимых в базе данных, для более эффективного управления графическими построениями.

10. В результате анализа источников угрозы информационной безопасности и существующих технических средств защиты в базах данных разработана и внедрена система управления с более высоким уровнем защиты информации от несанкционированного доступа.

Информационные технологии в области баз данных и их приложений развиваются стабильно высокими темпами, и дальнейшие исследования в ИТ-сфере будут актуальными с учетом следующих главных тенденций:

• дальнейшее развитие объектно-реляционных технологий, принципов наследования, тенденция к отказу от традиционной нормализации реляционных отношений, нарушающих естественные иерархические связи между объектами и их атрибутами в конкретной предметной области;

• интеграция в единое информационное пространство, организация хранилищ данных на основе их многомерного представления и моделирования изменения состояния объектов во времени;

• реализация концепции оперативной аналитической обработки информации (OLAP), создание систем принятия решений для аналитиков, экономистов, руководителей с целью более эффективного управления информационными процессами на предприятии в реальном режиме времени;

• взаимодействие баз данных и универсальных сетевых технологий Интернет/Интранет по принципу «тонких» клиентов, тесно граничащих с задачами обеспечения информационной безопасности;

• практическая реализация разработанных методов проектирования ИС и создание приложений БД в новых областях практического применения. Хранилища и базы данных служат основой современных информационных систем. Накапливаемая в них информация представляет собой наиболее ценный материал, и эффективные методы ее хранения и обработки чрезвычайно важны для получения новых знаний.

1. Абстракции баз данных: агрегация и обобщение / Дж.М. Смит, Д.К. Смит.-СУБД- 1996.-№ 2. http://wvwv.osp.ru/dbms/l996/02/14lprint.htm

2. Аксенов А.А. Быстрая разработка web-интерфейсов / Системы управления и информационные технологии: Междунар. сб. науч. тр. Вып. 10-Воронеж: Изд-во «Научная книга», 2003. http://vwwv.vsi.ru/~sbph/itmu/archives/sysi0310.rar

3. Аутсорсинг программных услуг в России / Elashkin Research.- Издательский дом «Компьютерра», 2003. http://\v\vw.elashkin.com/cataIog.asp?obno=25

4. Аутсорсинг тестирования программного обеспечения / А. Лукутин — PC Week 2001№ 40(310). http://mv4v.pcvveek.ru/Year2001/N40/CP1251/DevApp/

5. База данных «Рейтинги ИТ-компаний России». РА Эксперт. http://www.raexpert.ru/ratings/it/

6. Большая вирусная энциклопедия. http://vwwv.viruslist.com/index.html

7. Боуман Дж.С., Эмерсон С.Л., Дарновски М. Практическое руководство по SQL: Пер. с англ.-М.: Издательский дом «Вильяме», 2001.

8. Вебмастеринг для желающих разобраться, http://exper.ural.ru

9. Виртуальная отрасль / Д.Гришанков, Л.Кращенко.- Эксперт, Цифровой мир-2003-№ 11 (27). http://archive.expert.ru/internet/03/03-23-78/it-rat.htm

10. Возможности России в области экспорта услуг по разработке программного обеспечения / III Международный форум "Software Outsourcing Summit"г. Зеленогорск, 25-28 июня 2003 г.) http://vwvw.soft-outsourcing.com

11. Всегда ли эффективна архитектура клиент/сервер? / В. Walker.-Computerweek-Moscow- 1996-№ 2. http://vvvwv.sparm.com/doc/bulIetin/c2/stat.htm

12. Вторая жизнь старых БД / И. Лукьяненко Computerworld - 1999 - № 4. http://vwwv.osp.ru/cw/1999/04/1 lprint.htm

13. Выбор СУБД для построения информационных систем корпоративного уровня на основе объектной парадигмы / A.M. Андреев, Д.В. Березкин, Ю.А. Кантонистов-СУБД 1998-№ 4-5.

14. ГОСТ Р 34.10-2001. Криптографическая защита информации. Процессы формирования и проверки электронной цифровой подписи М.: Изд-во стандартов, 2001.

15. ГОСТ Р 5092-96. Защита информации. Основные термины и определения. -М.: Изд-во стандартов, 1996.

16. ГОСТ 2.601-2006. Единая система конструкторской документации. Эксплуатационные документы М.: Стандартинформ, 2006.

17. Григорьев Е. Модель «объект качество».-Центр информационных технологий CITForum, 2001. http://\vw\v.citforum.ru/databasc/artic1es/moq.shtml

18. Десять мифов о паролях в Windows / М.Разумов- Security Lab, 2002. http://\vw4v.securitylab.ru/?ID=29827&R=0.Interesno

19. Десять правил компьютерной безопасности / Д. Зенкин — Независимая газета 2002 - № 111(2665). http://wvwv.ng.ru/internet/2002-06-07/l lvirus.html

20. Дискуссия о будущем баз данных / П. Крил Computerworld.- 2002 - № 20. http://www.osp.ru/cw/2002/20/031-1 .htm

21. Долговременное хранение объектов в объектно-ориентированных приложениях / В. Шринивасан, Д.Т. Чанг.- Открытые системы 1999 - № 3.

22. Доктрина информационной безопасности Российской Федерации. Утверждена Президентом РФ, № Пр-1895 от 9.09.2000 г. http://internet-lavv.ru/intlavv/laws/doctrina.htm

23. Доступ к базам данных с использованием технологии WWW /

24. С.Д. Кузнецов-СУБД.- 1996.-№ 5. http://vvww.osp.ru/dbms/1996/05/4print.htm

25. Доступ к корпоративным ресурсам в современной вычислительной инфраструктуре / А.Гершельман Informix Magazine/RE - 1999.-№ 3. http://\vvvw.informix.ru/filestore/inforniix/pdf7tehnoserv6-7.pdf

26. Зеленков Ю.А. Введение в базы данных.- 1997. http://alpha.netis.ru/vvin/db/toc.html

27. Иерархические структуры данных в реляционных БД / М. Голованов-RSDN Magazine 2002 - № 0. http://rsdn.ru/article/db/Hierarchy.xml

28. Интероперабельные информационные системы: архитектуры и технологии / Д.Брюхов, В. Задорожный, JI. Калиниченко и др.- СУБД 1995-№ 4.

29. Информационная безопасность систем управления базами данных / Н.И. Вьюкова, В.А. Галатенко- СУБД 1996.- № 1. http://\\4w.osp.ru/dbms/1996/01/50p rint.htm

30. Использование сканированных чертежей в САПР / И. Лебедев-С ADmaster.- 2000.- № 1.http:/Av\vAv.cadmaster.ru/articles/01usingscandra\vingintocad.cfm

31. История создания и развития автоматизированных справочных систем МГТС / А.А.Асонов., Я.Д.Григорьева, Т.К.Грингауз, А.И.Грюнталь.-Informix Magazine/RE 1999.-№ 3.http://\\4VAV.informix.ru/filestorc/inforrnix/pdf/mgts.pdf

32. К вопросу о тестировании СУБД / В.В. Сиколенко СУБД - 1997 - № 5-6. http://w\v\v.osp.ru/dbms/1997/05-06/80print.htm

33. Калашян А.Н., Калянов Г.Н. Структурные модели бизнеса: DFD-технологии.-М.: Финансы и статистика, 2003.

34. Калянов Г.Н., Козлинский А.В., Лебедев В.Н. Сравнительный анализ структурных методологий СУБД.- 1997-№ 5-6. http://www.osp.ru/dbms/1997/05-06/75print.htm

35. Коберн А. Быстрая разработка программного обеспечения: Пер. с англ.- М.: ЛОРИ, 2002.

36. KOMI1AC-3D 5.11. Новый уровень возможностей для заказчиков компании АСКОН / В. Панченко, И. Николаева САПР и графика.- 2001.- №9. http://www.ascon.ru

37. Комплекс прикладных программ трансляции сетей Петри в исполняемый код.- Владивосток: ИАПУ ДВО РАН, 2000.http://www.iacp.dvo.ru/labl l/otchet/ot2000/readme.html

38. Комплексная автоматизированная система бухгалтерского учета, финансового управления, анализа и планирования / А.Чемерис Informix

39. Magazine / Russian Edition 1999 - № 3. http://vv\nv.informix.ru/filestore/inforrnix/pdf/proekti.pdf

40. Концепции построения и реализации информационных систем, ориентированных на анализ данных / А.А. Сахаров СУБД - 1996 - № 4.

41. Корпоративные системы. Автоматизация ТОиР на атомной станции / И. Антоненко, О. Комошок.-РС Week/RE.- 2006.- № 19.

42. Линия продуктов «Русский Текст» / С.М. Газиев — Informix Magazine / Russian Edition 1999 - № 5. http://www.redlab.ru/?did=46

43. Макачев А. Сканеры для САПР и ГИС —М.: Электронный офис, 1996.

44. Марка Д.А., МакГоуэн К. Методология структурного анализа и проектирования-М.: МетаТехнология, 1993.

45. Международный стандарт представления сетей Петри языком XML. hUp://wwv.daimi.au.dk/pn2000/Interchange

46. Методики обеспечения качества: независимое тестирование Informix Direct Driver для Clipper / А. Лукутин. Informix Magazine / Russian Edition - 2000.http://\v\v\v.aqt.ru/Informix.pdf

47. Методы оптимизации выполнения запросов в реляционных СУБД / С.Д. Кузнецов Центр Информационных Технологий, 1998.http://\\wv.citforum.ru/database/articles/art26.shtml

48. Методы оптимизации запросов в реляционных системах / С. Чаудхари: Пер. с англ.-СУБД 1998.-№ 3. http://ww.osp.rn/dbms/1998/03/22print.htm

49. Методы организации хранения данных в СУБД / Д. Горохов, В. Чернов-СУБД-2003-№ 3. http://www.osp.ru/os/2003/03/064print.htm

50. Мещеряков С.В. Моделирование на ЭВМ вариантов организационно-технологической структуры автоматизированных систем механообработки: Дис. канд. техн. наук Л.: ЛПИ, 1991.

51. Миграция из xBase в Oracle / А. Ярцев Компьютер-Пресс - 1997 - № 8.

52. Модель «сущность-связь» шаг к единому представлению о данных / П.П.-Ш. Чен - СУБД - 1995-№3. http://www.osp.ru/dbms/1995/03/271.htm

53. Национальная безопасность: информационная составляющая / Под ред. В.В. Еременко.- М.: МОСУ, 2000.

54. Немет Э., Снайдер Г., Сибасс С., Хейн Т.Р. UNIX: руководство системного администратора / Пер. с англ.- Санкт-Петербург: Питер, 2002.

55. Новое поколение тестов SPEC / Д. Французов, Д. Волков Открытые системы - 1996-№ 4. http://ww4v.osp.ru/os/1996/04/58.htm

56. Новые рекорды в тестах ТРС-С. Анализ результатов и оценка ситуации / Elashkin Research.- 2003. http://www.elashkin.com

57. Нормы пользования сетью Интернет Acceptable Use Policy (AUP). Редакция 20.09.2002. http://mvw.ofisp.org/documents/ofisp-008.html

58. О переносе приложений среды файл-сервер в среду Informix / Ю.А. Подколзин Informix Magazine / Russian Edition - 1998 - № 2. http://informix.com.ua/articles/xbase/xbase.htm

59. О Федеральной целевой программе «Электронная Россия (2002 2010 годы)». Постановление Правительства Российской Федерации № 65 от 28 января 2002 г. http://wmv.intemet-law.ru/intlaw/laws/e-ms.htm

60. Об информации, информатизации и защите информации. Федеральный закон Российской Федерации № 24-ФЗ от 20 февраля 1995 г.с изменениями от 10 февраля 2003 г.). http://internet-law.ru/law/inflaw/inf.htm

61. Об участии в международном информационном обмене. Федеральный закон Российской Федерации №85-ФЗ от 4 июля 1996 г. http://intemet-law.ru/law/inflaw/infchange.htm

62. Об электронной цифровой подписи. Федеральный закон Российской Федерации от 10 января 2002 г. http://ww4v.internet-law.ru/intlaw/laws/ecp.htm

63. Обзор способов и средств построения информационных приложений / В.И. Артемьев.- СУБД.- 1996.- № 5-6.

64. Обзор технологий хранилищ данных / И.Т. Кадощук, Е.А. Липчинский-Informix. http://informix.com.ua/articles/obzordw/d\wie\v.htm

65. Объектно-реляционная СУБД Informix Universal Server/ А.Грачев.- Informix Magazine/RE.- 1998-№ 1. http://www.florin.ru/win/informixmagazine/l98/50.html

66. Объектные технологии построения распределенных информационных систем / Ю.Пуха- СУБД 1997 -№ 3. http://www.osp.ru/dbms/1997/03/4print.htm

67. Определение оптимальной структуры базы данных / А. Прохоров Informix Magazine / Russian Edition.- 1998 - № 1. http://ww4V.florin.ruAvin/informixmagazine/l98/5l.html

68. Опросы научно-технологического центра института развития Москвы (НТЦ ИРМ), http://www.mdi.ru/opros/index.html

69. Оптимизация модели информационной системы поддержки техобслуживания и ремонта оборудования / А.В. Затонский Информационные технологии.—2007 —№ 3.

70. Оптимизация приложений С++ Builder в архитектуре клиент/сервер / Н. Елманова- Центр Информационных Технологий, 2003. http://www.citforum.ru/programrning/cpp/cb498.shtml

71. Опыт применения пакета «Informix Gateway to the Future» для перевода Clipper-систем в среду клиент-сервер / С.В. Иванов, С.П. Молодыка, A.JI. Тетенев- Технология Клиент-Сервер - 1999.-№ 1. http://www.optim.ru/cs/1999/1 /41 /41 .asp

72. От Clipper к Informix.- Informix Magazine / Russian Edition 1998.- № 3. http://optim.ni/cs/1998/3/clipper/clipper.asp

73. Оценка производительности программно-аппаратных решений. Проблема выбора. Часть 1. Универсальные интегральные тесты / Elashkin Research-2003. http://www.elashkin.com

74. Передел телекоммуникационного мира / В.К. Шульцева-Информкурьерсвязь. 2000.- № 4.

75. Перенос приложений С++ Builder в архитектуру клиент/сервер /

76. Н. Елманова.- Центр информационных технологий CITForum, 2003. http.V/\v\vw.citfomm.ru/programming/application/buildercs0.shtml

77. Поддержка жизненного цикла изделия / С. Кеворков Открытые системы.-2005.-№ 12.

78. Построение хранилищ данных средствами Informix / А. Сонькин Informix Magazine/Russian Edition - 1998-№2. http://informix.com.ua/articles/ifmxdw/ifmxdw.htm

79. Практический опыт реализации удаленного анализа в корпоративной системе / Д.Антифеев Informix Magazine / Russian Edition - 1999 - № 3. http://vv^v\v.informix.ru/filestore/informix/pdf/proekti.pdf

80. Применение SQLBench для тестирования серверной части клиент-серверных приложений / О.В. Чикало СУБД - 1996 - № 3. http://vv\v\v.osp.ru/dbms/1996/03/77print.htm

81. Проблемы параметризации конструкторских чертежей / Ю.Т. Лячек, Я.А. Нахимовский САПР. Приложение к Компьютер-Инфо - 1999-№ 22(164). http://www.cinfo.ru/CI/CI16422/SAPR/ArticlesSAPR/Param164.htm

82. Проектирование информационных систем / Л. Козленко КомпьютерПресс.— 2001 — № 9. http://www.management.com.ua/ims/ims031.html

83. Реляционная база «Бюджетная статистика Российской Федерации». http://vv4vw.budgetrf.ru/dbfree/VedBudget2003/first.php

84. Реляционная модель данных для больших совместно используемых банков данных / Кодд Е.Ф.- СУБД 1995 - № 1.- Пер. с англ.: E.F. Codd. А Relational Model of Data for Large Shared Data Banks. Comm. ACM 13,6 (June 1970), 377-387.

85. Российский рынок ИТ-услуг в 2002-2007 г.г. (Russia IT Services Market Forecast & Analysis, 2002-2007). Аналитический отчет IDC. http://ww4V.idcrussia.ru

86. Российское программирование: наши слабые места / Л.Н. Попова Век качества. Связь: сертификация, управление, экономика - 2001 - № 5. http://vwvvv.agequal.ru/russian/arxiv/articles/52001/popova.shtml

87. Рынок СУБД: рокировка без изменения позиции? / А. Гвозденко-Компыотерное обозрение.- 2002- №> 20.

88. Современные технологии автоматизации производства 2003 / Совместная конференция АСКОН и «АНД Проджект» (Санкт-Петербург, сентябрь 2003 г.).- Компыотер-Инфо- 2003.- № 16 (325). http://\v\\4V.cinfo.ru/CI/CI32516/Articles/Ascon325.htm

89. Современные технологии создания программного обеспечения. Обзор / A.M. Вендров-Центр информационных технологий CITForum, 2004. httpr/Av^v.citforum.ru/programming/application/program/index.shtml

90. Состояние, проблемы и перспективы развития CALS-технологий в России / М.В. Овсянников, П.С. Шильников- М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004. http://\v\\4v.rk9.bmstu.ru/library/articles/calstech.html

91. Стандарт систем управления объектными базами данных ODMG 93: краткий обзор и оценка состояния / JI. Калиниченко- СУБД 1996.-№ 1.

92. Столлингс В. Криптография и защита сетей: Принципы и практика / Пер. с англ.- М.: Издательский дом Вильяме, 2001.

93. Стратегические направления в системах баз данных / А. Зильбершац, С. Здоник- СУБД 1997-№ 4. http://ww.osp.ru/dbms/1997/04/4print.htm

94. Технология перевода корпоративных информационных систем на архитектуру клиент-сервер / А.Ю. Грачев, Ю.А. Подколзин, Д.В. Серегин-Informix Magazine / Russian Edition 1998 - № 3. http://informix.com.ua/articles/xbase2/xbase2.htm

95. Технология разработки информационных систем-М.: Компания разработки программного обеспечения Трисофт. http://job.trisoftrus.com/service/devTech.asp

96. Фонд «Общественное мнение». База данных, http://bd.fom.ru

97. Что вашим сотрудникам известно о безопасности?/П. Тибоди-Computerworld 2000 - № 45(254).

98. Шаллахэмер К. Все о фрагментации Oracle, http://www.orapub.com

99. ANSI. American National Standard for Information Systems. American National Standards Institute, 1995.

100. Ascon. Комплексные решения CAD/CAM/PDM. http://www.ascon.ru

101. AutoCAD. Система автоматизированного проектирования. http://www.autodesk.ru

102. P. Brown. Object-Relational Database Development: A Plumber's Guide. Informix Press, 2001.

103. Brunswick UBS Warburg. Аналитические отчеты. http://www.bubsw.com/RUS/homerus.html

104. S. Castano, M. Fugini, G. Martella, P. Samarati. Database Security. Addison-Wesley, 1995.

105. R.G.G. Cattell and D.K. Barry. The Object Database Standard: ODMG 2.0. Morgan Kaufmann Publishers, 1997.

106. CERT Coordination Center of Internet Security Expertise. Software Engineering Institute. Carnegie Mellon University, http://www.cert.org/stats/certstats.html

107. D.D. Chamberlin, R.F. Boyce. SEQUEL: A Structured English Query Language. ACM SIGMOD Workshop Data Descr., Acc. Contr., Proc., Ann Arbol, Mich., New-York, 1974.

108. E.F. Codd. Further Normalization of the Database Relational Model. In Courant Computer. Science Symposium 6: Data Base Systems, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, N.J., 1971.

109. E.F. Codd, S.B. Codd, and C.T. Salley. Providing OLAP (On-Line Analytical Processing) to User-Analysts: An IT Mandate. Technical Report, 1993.

110. Computer Security Resource Center. Information Technology Laboratory. National Institute of Standards and Technology. Publications Library. http://csrc.nist.gov/publications

111. CRM: строим отношения с клиентами / А. Дадали -Компыотер-Пресс-2001.—№ 9. http://www.compress.ru/Article.asp?id=2136

112. Document Management Magazine, http://www.docmanage.com

113. FIPS 181, Automated Password Generator (APG). U.S. Department of Commerce, National Institute of Standards and Technology (NIST), 1993. http://www.itl.nist.gov/fipspubs/fipl 81 .htm

114. FIPS 197, Advanced Encryption Standard (AES). U.S. Department of Commerce, National Institute of Standards and Technology (NIST), 2001. http://csrc.nist.gov/CryptoToolkit/aes

115. Gartner Inc. Research Overview. http://www.gartner.com/lresearchanalysis/researchoverview.html

116. M. Gasser. A Random Word Generator for Pronouncable Passwords, MTR-3006, The MITRE Corporation, Bedford, MA 01730, ESD-TR-75-97, HQ Electronic Systems Division, Hanscom AFB, MA 01731. NTIS AD A 017676. http://www.multicians.org/thvv/gpw.html

117. M. Gonzales. Informix Stored Procedure Programming. Informix Press, 1996.

118. M. Guttman and J. Matthews. The Object Technology Revolution. John Wiley & Sons, 1995.

119. W.H. Inmon. Building the Data Warehouse (Second Edition). NY, John Wiley & Sons, 1996.

120. ISO 10303. STEP Standard for Exchange of Product Data. http://wwvv.steptools.com

121. ISO 17799:2000. Information Technology Codes of Practice for Information Security Management, http://www.iso.org

122. ISO 9000-3:1997. Quality Management and Quality Assurance Standards Part 3: Guidelines for the Application of ISO 9001:1994 to the Development, Supply, Installation and Maintenance of Computer Software, http://www.iso.org

123. ISO 9001:2000. Quality Management Systems Requirements, http://www.iso.org

124. IT Service Management стратегия управления ИТ услугами. Inline Group. http://igtel.ru/ITSMsolutions.htm

125. ITIL The IT Infrastructure Library. Office of Government Commerce, UK, 2002. http://www.tso.co.uk/ITIL

126. К. Jensen. Coloured Petri Nets: Basic Concepts, Analysis Methods and Practical Use. Berlin a. o.: Springer-Verlag, 1996. http://www.daimi.au.dk/~kjensen/papersbooks/recpapersbooks.html

127. John the Ripper Password Cracker, http://www.openwall.com/john

128. R. Kimball. The Data Warehouse Toolkit: Practical Techniques for Building Dimensional Data Warehouses. John Wiley & Sons, 1996.

129. Maximum Security: A Hacker's Guide to Protecting Your Internet Site and Network. Macmillan Computer Publishing, 1997. http://info.star.spb.ru/Security/max

130. Nielsen NetRatings. Исследовательская компания. http://www.nielsen-netratings.com

131. Nuclear Plants Warned of Internet Virus Attacks / T. Bridis. Associated Press, 2003.http://www.boston.com/news/nation/washington/articles/2003/09/04/nuclearplantswarned ofinternetvirusattacks

132. Online Objects Tree (OOT) система построения, агрегации и хранения иерархической структуры объектов произвольных типов - Informix Magazine / Russian Edition - 1998 - № 1.http://www.florin.ru/win/informixmagazine/l98/45.html

133. A. Peled. Index-Organized Tables When Should They Be Used? http://www.orapub.com

134. Petri Nets World: Online Services for the International Petri Nets Community. http://www.daimi.au.dk/PetriNets

135. S. Pramanik, F. Fotouhi. Optimizing the Cost of Relational Queries Using Partial Relation Schemes / Inf. Syst.- 1988 13, N 1.

136. Rambler. Информационно-поисковая система, http://www.rambler.ru

137. J. Roy. Solving Hierarchical Problems with the Node Component. Informix Developer's Network, 2002. http://www.informix.com/idn

138. W. Rzeczkowski, K. Subieta. Stored Queries A Data Organization for Query Optimization / Data and Knowledge Eng.- 1988 - 3, N 1.

139. A. Sanchez. Informix Dynamic Server with Universal Data Option: Best Practices. Informix Press, 1999.

140. B. Schneier andN. Ferguson. Practical Cryptography. John Wiley & Sons, 2003. http://www.schneier.com/books.html

141. SpyLog глобальная статистика. Регулярное исследование - М., 2003. http://gs.spylog.ru

142. SQL 92. Structured Query Language 92 Standard. American National Standards Institute, 1992.

143. M. Stonebraker and P. Brown with D. Moore. Object Relational Databases (2nd edition). Morgan Kaufmann Publishers, 1998.

144. K. Subieta, W. Rzeczkowski. Query Optimization by Stored Queries / Proc. 13th Int. Conf. Very Large Data Bases, Brington, England, 1987.

145. The Data Webhouse Toolkit: Building the Web-Enabled Data Warehouse. John Wiley & Sons, 2000.

146. Transactions Processing Performance Council (TPC). http://www.tpc.org

147. W3C Specifications. World Wide Web Consortium, http://www.w3.org

148. Worldwide Application Development and Deployment Forecast Summary, 2003-2007. IDC, 2003. http://www.idc.com