автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Метод автоматизированного синтеза объектно-реляционной базы данных АСУП

На правах рукописи

Копейкин Александр Михайлович

МЕТОД АВТОМАТИЗИРОВАННОГО СИНТЕЗА ОБЪЕКТНО-РЕЛЯЦИОННОЙ БАЗЫ ДАННЫХ АСУП

Специальность 05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (промышленность)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург - 2009

Работа выполнена в Северо-Западном государственном заочном техническом университете (СЗТУ) на кафедре "Автоматизации производственных процессов (АПП)"

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Сарвин Анатолий Александрович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Русинов Леон Абрамович

кандидат технических наук, доцент Шеховцов Олег Иванович

Ведущая организация:

Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения

Защита состоится 26 мая 2009 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д.212.244.01 при Северо-Западном государственном заочном техническом университете по адресу: 191186, Санкт-Петербург, ул. Миллионная, д. 5, ауд. 301.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Северо-Западного государственного заочного технического университета.

Автореферат разослан 24 апреля 2009 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Иванова И.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

В диссертации предложен способ представления объектно-реляционных моделей баз данных АСУП (автоматизированной системы управления предприятием), основанный на фреймовом подходе описания данных, и разработан формализованный метод автоматизированного синтеза таких моделей.

Особенность предлагаемого подхода состоит в том, что созданная на его основе модель, лишена основных недостатков, присущих доминирующему в настоящее время реляционному подходу описания данных, к которым относятся высокая сложность поддержки корректности модели при изменении правил ее поведения и нарушение требования минимальной избыточности данных.

Предложенный метод синтеза объектно-реляционных моделей базируется на теории графов и теории нормализации, и позволяет создавать модели баз данных, обеспечивающие логическую независимость данных при изменении моделируемой предметной области, увеличивая жизненный цикл информационного обеспечения АСУП.

Актуальность проблемы.

Введение в состав АСУП баз данных (БД), обеспечивающих формализованное представление и взаимодействие данных, на основе которых осуществляется анализ и производится управление технологическими процессами, выдвигает на первый план вопросы автоматизации создания БД и поддержания их в корректном состоянии.

В настоящее время для представления данных в промышленных базах данных и системах управления базами данных (СУБД), таких как: Oracle, Db2, MSSQL Server, Informix и т.д., используется реляционная модель представления данных, но как показывают исследования, методы ее автоматизированного построения обладают недостатками, в том числе

связанными непосредственно с ограничениями самой реляционной модели. К таким недостаткам относятся:

• невозможность полного семантического выделения объектов в модели, как следствие использования для их выделения только синтаксических свойств функциональных и многозначных зависимостей;

• возможность нарушения логической независимости данных при изменении ограничений в моделируемой предметной области, вследствие изначальной статичности реляционной модели;

• несоблюдение требования минимальной избыточности данных. Существующая потребность в использовании методов

автоматизированного синтеза моделей БД в развивающихся АСУП, адекватно отражающих происходящие изменения в предметной области, и неэффективность использования для этих целей реляционного подхода представления данных, определяют актуальность темы диссертации.

Цель работы. Целью диссертационной работы является разработка методов и средств, увеличивающих жизненный цикл информационного и программного обеспечения АСУП. Задачи исследования:

1. Анализ ограничений реляционной модели и используемых методов автоматизации построения реляционной модели.

2. Определение критериев к объектно-реляционной модели (ОРМ), устраняющей проблемы свойственные реляционной модели.

3. Формальное описание объектно-реляционной модели на основе теории фреймов.

4. Анализ связи предлагаемой модели с существующей реляционной моделью. Определение критериев сравнения моделей.

5. Разработка метода автоматизированного синтеза объектно-реляционной модели.

6. Экспериментальная проверка использования предлагаемого метода и реляционных методов для проектирования моделей баз данных в условиях изменяющейся предметной области.

Методы исследования: методы теории отношений, теории нормализации, математической логики, теория графов, нечетких множеств и комбинаторного анализа.

Научная новизна работы состоит в следующем:

1. Предложен способ представления объектно-реляционной модели, основанный на теории фреймов, позволяющий увеличить жизненный цикл информационного обеспечения автоматизированных систем.

2. Разработан метод автоматизированного синтеза объектно-реляционной модели, основанный на гиперграфовом представлении предметной области АСУП и использовании уникальных идентификаторов объектов и связей, для обеспечения синтаксической связности элементов модели.

3. Определены критерии оценки качества реляционных и объектно-реляционных моделей баз данных, и обоснована связь между реляционной и предлагаемой моделью.

На защиту выносятся:

1. Метод автоматизированного синтеза объектно-реляционной модели базы данных.

2. Методика описания модели базы данных АСУП на основе теории фреймов.

3. Метод формирования базисного отношения, достаточного для синтеза структуры объектно-реляционной модели.

4. Методика оценки качества модели базы данных и связь между реляционной и объектно-реляционной моделями.

Практическая ценность.

1. Предложенная методика и алгоритмы автоматизации формирования объектно-реляционной модели, могут быть использованы для создания баз данных различного назначения в действующих АСУП, повышая уровень логической независимости данных, и позволяя тем самым снизить затраты на автоматизацию предприятия в целом за счет снижения трудоемкости процессов проектирования и модернизации.

2. Предложенный способ проектирования объектно-реляционной модели, позволяет создавать модели баз данных, обеспечивающие корректное отображение реальных объектов при изменении семантических ограничений моделируемой предметной области.

3. Разработанный метод синтеза может быть использован для автоматизации ряда задач связанных с перепроектированием существующих реляционных баз данных, и может являться основой для интеграции разнородных баз данных.

4. Создан программный комплекс, автоматизирующий основные этапы проектирования концептуальной модели объектно-реляционной БД. Апробация работы. Основные положения работы и результаты

исследований докладывались и обсуждались на Всероссийских и Международных конференциях и на научно-технических семинарах:

Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы управления техническими информационными и транспортными системами» (С-Петербург, 2007); 59-ой научно-технической конференции (СПБГУТ, 2007); 4-ой межд. научно-практической конференции «Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности» (С-Петербург, 2007); 9-ой международной научно-практической конференции «Анализ и прогнозирование систем

управления» (С-Петербург, 2008); Санкт-Петербургского университета телекоммуникаций (2006-2007).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 научных работ. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и основных результатов диссертационной работы. Основной текст изложен на 172 страницах. Работа содержит 41 таблицу и 57 рисунков. Список литературы включает 86 наименований.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении представлена тема диссертации, обоснована ее актуальность, научная новизна и практическая значимость, сформулированы цель и задачи исследования.

В первой главе рассмотрено назначение и применение моделей данных, в рамках баз данных, произведен анализ существующих методов и средств автоматизации процессов создания реляционных моделей баз данных, рассмотрены их ограничения и сформулированы критерии к предлагаемой объектно-реляционной модели данных.

В автоматизированных системах (АС) для эффективного решения задачи организации и использования информации, описывающей состояние контролируемых или управляемых объектов, используют базы данных и системы управления базами данных, которые обеспечивают формализованное представление и взаимодействие данных.

Эффективность функционирования и экономические показатели эксплуатируемых и разрабатываемых АС, существенно зависят от способа организации информационного фонда, который в свою очередь регламентируется используемой в БД моделью данных.

В процессе исследования задач, связанных с областью моделирования данных, в работе используются результаты исследований как отечественных ученых: Д. А. Поспелова, JL Т. Кузина, М. Ш. Цаленко, С. Д. Кузнецова, В. Э. Вольфенгагена, В. П. Дрибаса, Г. В. Пресняковой и

др., так и зарубежных: Э. Ф. Кодда, К. Д. Дейта, Д. Мейера, Д. Ульмана, Т. Конноли, К. Бегга, Ш. Шекхара и др.

Использование архитектуры ANSI/SPARC является де-факто стандартным подходом к проектированию БД, и преследует цель эффективного функционирования базы данных, благодаря стремлению обеспечить принцип логической и физической независимости данных. Данная архитектура предполагает использование трех уровней описания и организации данных: внутреннего, концептуального и внешнего, каждому из которых соответствует своя модель описания предметной области в БД.

Жизнеспособность промышленных СУБД определяется, прежде всего, концептуальным уровнем, так как именно концептуальный уровень связывает между собой внутренний и внешний уровни, и обеспечивает их независимость, т.е. изменение модели внутреннего уровня не приводит к переделке других прикладных программ, использующих этот же информационный фонд.

Наибольшее распространение получила реляционная модель (РМ) данных, поскольку она позволяет достигнуть большей степени независимости, по сравнению с другими моделями (иерархическими и сетевыми) и является математически обоснованной. На сегодняшний день, реляционная модель является стандартной моделью описания данных на концептуальном уровне в большинстве СУБД.

В основе реляционной модели лежит математическое понятие отношения. Моделируемая с помощью БД предметная область (ПО), представляется отношением R (набором отношений {Л,}), состав и структура которого определяется на основе формальных зависимостей l<)t (функциональных, многозначных и т.д.), которые называют структурными ограничениями целостности.

Процесс преобразования исходного представления данных, в виде одного отношения R в набор отношений {R-,}, с целью уменьшения

избыточности и устранения аномалий модификации хранимых данных, базируется на основе теории нормализации.

Каждое отношение Л описывается схемой отношения 5сй(/?). Схема отношения - это набор атрибутов (с заданными доменами) и набор зависимостей определенный на этих атрибутах.

Бск(К) = < Щ, Г,<> где ия ={Аь ..., А„} - множество имен атрибутов отношения К с заданными Оот{А) областями допустимых значений (доменами), среди которых выделен первичный ключ отношения;

Гц - множество структурных (статических) ограничений целостности отношения (зависимостей);

Схема реляционной модели базы данных БсЫЮВ представляет собой набор схем отношений {Лй^)}, где каждое из {/?,] структурировано согласно законам теории нормализации (т.е. находится в нормальной форме (НФ)), и задача проектирования БМЮВ ставится следующим образом. Пусть задана реляционная схема базы данных Бо, содержащая схему отношения Я:

50 = Бск(К) = < иц, -Ря >. Необходимо найти эквивалентную реляционную схему: = { БсКЯд = <и^ ^ > , / = 1,..., п }, с учетом Я = >< /?2 х ■•■ >< где >< - знак операции естественного соединения реляционной алгебры, которая была бы предпочтительнее схемы 50.

Существуют различные подходы к определению эквивалентности и к критериям качества реляционной схемы. Принято считать, что чем в более 'сильной' нормальной форме находится множество отношений, тем более независимо представлены в них функциональные и многозначные зависимости, и, следовательно, тем более неизбыточно отображение ПО в ЗсЬШЭВ, и тем более устойчива модель к модификации хранимых данных.

В работе исследованы известные алгоритмы конструирования 5сй(7?), основанные на методах синтеза и декомпозиции (Кодда, Фейджина, Бернштейна, Ислура, Неклюдовой-Цаленко, Дьякова и др.), которые различаются по типам исходных зависимостей, получаемой нормальной форме, их количеству, вычислительной сложности и т.д., и показано, что ни один из них не имеет преимущества над остальными по всем характеристикам.

Несмотря на широкую распространенность реляционной модели, исследования показали существенные ограничения реляционной модели и методов ее создания, в основном связанных с тем, что нормализованная реляционная модель считается неизменяемой и ее основа базируется на синтаксических свойствах возможных Рк. Однако, на практике оказывается необходимым изменять отдельные БсИ^,) для того, чтобы отразить произошедшие в предметной области изменения, или получить более удобную схему базы данных, что, в случае нарушения нормализации, приводит к перестройке всей схемы модели БД.

Результаты исследований показали необходимость разработки модели базы данных, лишенной указанных недостатков, и основанной на следующих исходных положениях и требованиях:

• традиционный реляционный подход, основанный только на структуре не учитывает семантических особенностей предметной области, следовательно, классифицировать объекты, подлежащие хранению в базе данных, может только разработчик модели компетентный в семантике предметной области;

• для идентификации объектов предметной области необходимо использовать средство, отличное от реляционного ключа, используемого в традиционной реляционной модели;

• для построения формальной концептуальной модели предлагается использовать фреймовый подход отображения данных предметной

области, устраняющий проблемы статичности реляционной подхода и позволяющий модернизировать существующие реляционные модели;

• сформированная совокупность фреймов должна быть синтаксически связана с помощью уникальных идентификаторов характеризующих элементы фрейма, предохраняющих схему модели от аномалий модификации.

Такая модель в работе получила название объектно-реляционной (ОРМ).

Во второй главе проанализирован логический уровень объектно-реляционной модели, который включает в себя концептуальный уровень и дополнительный уровень представления данных - инфологический. В главе рассмотрены основные этапы их проектирования и показана связь между реляционной и объектно-реляционной моделями.

Для устранения проблем, свойственных реляционному подходу, предложен новый подход к моделированию данных - семантическое моделирование, основанное на использовании понятий объекта и связи для представления данных.

Семантическое моделирование включает дополнительный уровень абстракции отображения данных, который называют информационно-логическим (инфологическим), а его модель называют информационно-логической (Infological Model, ILM). Такая модель указывает, что должна содержать и обрабатывать проектируемая система, отражая общие закономерности хранимых данных, не затрагивая вопросов как это будет реализовано в конкретной СУБД.

ILM является основой для математической концептуальной модели объектно-реляционного подхода, и призвана устранить противоречия вызванные нечеткостью моделируемой ПО (многообразием элементов ее составляющих и их временной согласованностью), и четкостью и

дискретностью математического аппарата концептуального уровня, описывая проектируемую предметную область с использованием таких понятий, как объект, связь, свойство объекта, свойство связи.

Поскольку в РМ отсутствует средство, позволяющее уникально идентифицировать объект или связь, выделенные с помощью кортежа, не учитывая отношения, в котором этот кортеж содержится, в ОРМ для уникальной идентификации объектов и связей введен специальный элемент -уникальный идентификатор (Uitj).

Основной постулат ОРМ заключается в том, что любую ПО реального мира можно отобразить в виде ориентированного гиперграфа с изменяемой структурой. Вершинами такого графа являются объекты и/или их соединения, а ребра определяются связями между объектами. При этом связи между объектами могут нести различную нагрузку (подчиненность объектов, наследование объектов, рекурсивную обработку и т.п.), которая выражается статусами и установленными в процессе проектирования АС правилами взаимодействия между объектами.

На концептуальном уровне формальной основой для отображения предметной области в ОРМ является теория фреймов и теория нечетких множеств, позволяющие использовать нерегулярные структуры в полученной структурно-функциональной модели.

Согласно разработанной методике, простые и сложные структуры данных (объекты и их соединения, с классическими ассоциациями 1:1, 1:М, M:N) фиксируются в формальных моделях (фреймах), где они соединяются посредством уникальных идентификаторов (Uu), образуя структурные связи как внутри одного объекта, так и между различными объектами.

Под фреймом понимается минимальная структура информации, необходимая для представления объекта (класса объектов) и/или связей

(класса связей), выделенных в ILM (т.е. структура данных и правил для представления типовых ситуаций действительности).

Геометрически фрейм описывается с помощью окрестности вершины (узла) графа.

Окрестностью 0-го порядка узла о, (я(0)) называют сам узел о,.

Окрестностью 1-го порядка относительно о, является множество пар

3(i ) = {(г;-1,о;')}, /

где те-индекс связи, п- индекс объекта, i - индекс узла, /, т, п eN,

таких что { г™'1 } представляет собой множество исходящих из о, связей, а {о"-1} - множество объектов (узлов) присоединенных к о, связями {г™-1}. Все узлы окрестности 3Оотделены от о, путем длиной 1. Элементы

{ о"'1 } и { г™'1 } называются соответственно объектами и связями 1-го уровня относительно о,.

Тогда окрестность к- го порядка вершины о, образуется объединением множеств узлов и связей, входящих в окрестность {к-1) порядка относительно о„ со всеми окрестностями 1-го порядка относительно узлов множества {о",ы}:

3<*) = 3(*-|>и(и3(1); })к >2

°i °i 1 о;'

Формально, фреймом \|/( называют пару элементов, первый элемент которой - информационная структура, отображающая окрестность к-то порядка относительно объекта о, второй - множество статических и

динамических ограничений для данной структуры р\.

V, = < 3{к),Р\ > °i

Фреймы, имеющие подобные структуры окрестностей и наборы ограничений объединяют в класс (тип) фреймов Ч'.

Объектно-реляционная модель предметной области описывается следующей тройкой:

<{у,ЬЛг>,

где: {у,} — набор фреймов, каждый из которых имеет уникальный идентификатор объекта;

Р - набор ограничений на {};? - время фиксации модели.

Схема объектно-реляционной модели базы данных представляется набором типов фреймов с заданными на этих типах ограничениями

где: { ¥ } - набор типов фреймов, каждый из которых имеет уникальный идентификатор класса объектов;

Р$си - набор ограничений на заданных типах фреймов; время фиксации модели.

Каждый фрейм на логическом уровне разделен на части (подграфы) к„ которые группируют элементы фрейма по смыслу (семантике), назначению, принадлежности, и т.д. и имеют определенные правила поведения внутри фрейма, которые называют статусами части.

Понятие части фрейма, связано с возможностью управления формированием структуры экземпляра фрейма в момент его создания или редактирования. Количество частей фрейма, содержимое части и ее структура могут изменяться со временем, что будет соответствовать определенному событию в отражаемой ПО.

Фрейм называют простым, если он состоит из одного объекта, и части его составляющие не являются объектами, выделенными в ИМ и V кг е V, 3 Ц б у, такая, что часть к, является собственным свойством части

ку

Фрейм называют сложным, если используемая в нем часть Aj является частью (частями) другого простого фрейма. Сложный фрейм геометрически соответствует понятию гиперграфа.

Разработчик, создавая модель предметной области, должен на инфологическом этапе выделить простые фреймы - объекты и свойства, подлежащие хранению в модели, а затем, используя разработанные средства автоматизации, приступить к формированию сложного фрейма (или набора сложных фреймов), описывающего данную ПО.

Поскольку фрейм, с геометрической точки зрения, является окрестностью объекта к-то порядка, т.е. графом, то путем внесения избыточности его возможно представить и в виде отношения, что в свою очередь позволяет отобразить существующие реляционные модели в виде фрейма объектно-реляционной модели, и также использовать операции реляционной алгебры в ОРМ.

Утверждение. Фрейм (\|/,) может быть представлен отношением (R).

Доказательство. По определению, фрейм - окрестность к-то порядка дМ и множество ограничений на этой окрестностир\. Окрестность фрейма

- граф, с объектами (и их свойствами, выделенными в ILM) в качестве вершин, и связями между ними в качестве ребер. Из теории графов известно, что граф может быть преобразован в отношение путем внесения избыточности. Схема такого отношения получена из структуры фрейма, а непосредственно телом отношения является содержимое фрейма.

В третьей главе предложен метод автоматизированного синтеза объектно-реляционной модели, рассмотрены и обоснованы его критерии и дана формальная постановка задачи.

Критерием создания модели базы данных, обеспечивающим увеличение ее жизненного цикла за счет снижения сложности эксплуатации, является минимизация избыточности хранимых данных при выполнении условий сохранения зависимостей FR и соединения без потерь.

Минимизация избыточности хранимых данных в реляционной модели отождествляется с минимизацией числа отношений в модели. В работе доказано, что критерий минимизации числа отношений не всегда обеспечивает требование минимальной избыточности хранимых данных.

Задача выбора конфигурации модели формально ставится следующим образом. Пусть задана инфологическая схема проектируемой предметной области (UD - universe of discourse) - ILM(UD), состоящая из множества объектов {о/,...,о„} со свойствами {а/,...,av) и множества связей между ними {г/,...,гт} со свойствами {rpi,...,rpi). Необходимо минимизировать мощность формируемого набора фреймов при условии восстановимости ILM{UD) из полученного набора фреймов, с учетом критерия минимальной избыточности информационных элементов модели.

Исходная схема ILM(UD) преобразуется в <{v|/1,...,vj/t}, {ри ...,/?,}>, при выполнении функционала

к

->min

ы

к

Y,card{\|/,) . ,

>-> 1-1 1-'

при ограничении:

1ЬМ(иП) = >< у., >< ... >< 1)/^ на заданных {р\,...,р(}, где: сагс1(\|/( ) - число информационных элементов фрейма; >< - операция соединения реляционной алгебры РМ. Для решения поставленной задачи предложен метод автоматизированного синтеза объектно-реляционной модели.

Исходными данными для предлагаемого метода является схема информационно-логического уровня 1ЬМ{\]В), которая включает в себя набор объектов {оь...,о„} со свойствами {аь...,ау}, выделенных

проектировщиком, и множество связей между ними {г\,...,гт} со свойствами {ф!,...,ф/}.

На выходе метода получаем результирующий сложный фрейм, описывающий связи между исходными простыми фреймами, удовлетворяющий требованиям ОРМ.

Метод реализуется следующими этапами:

Этап 1. Формирование из /£М(С/Ц) схемы отношения Бс!7(Л„„), отображающей информацию о Гц между простыми объектами и их элементами. Атрибутами (У« ={м,} такой схемы будут являться следующие элементы 1£М(1Ю): объекты, их собственные свойства при условии, что они используются в качестве детерминанты в Гц, элементы являющиеся связями и свойствами связей. Зависимостями Гц такой схемы будут являться функциональные зависимости из 1ЬМ(1Ю) для выделенных атрибутов ид.

Этап 2. Построение минимального покрытия для и

формирование на его основе ориентированного связного графа, вершинами которого являются {и, | и, е 1/ц}, ребрами - {//е ^и,«}:

вр_ (К= {и, | и, е и*}, Е={/, в *■„,„}).

Этап 3. Формирование достоверного и минимального по избыточности отношения Ят1 со схемой 5с/г(йт1), на основании замыкания зависимостей Р* для обладающего следующими характеристиками:

• на отношении выполняются все зависимости/е/^, и не выполняется

никакая зависимость яй-Р1";

• суммарная мощность доменов атрибутов отношения минимальна, с

учетом первого требования.

Алгоритм формирования Я т[ основан на поиске таких кортежей, каждый из которых формально (синтаксически) не противоречит зависимостям / е и содержит истинностные высказывания,

подтверждающие g<£F*.

Построенное отношение отображает все возможные варианты взаимодействия атрибутов его составляющих, при минимальной мощности соответствующих доменов, и служит своего рода 'минимальным эталоном' для описания заданной ILM(UD) предметной области в фрейме.

Этап 4. Цель этапа - нахождение структуры з<*) такого фрейма

0head

\|/r«=<3(*) , Рю, О,

0head

который содержит данные из Rm, с минимальной избыточностью при условии восстановления без потерь отношения Rmt.

Задача поиска минимально избыточного у r.c_-, сводится к известной задаче о кратчайшем пути, которая может быть решена методом Дейкстры или Флойда-Варшалла. Суть данного варианта в необходимости нахождения по представленному в виде графа Gp минимальному

покрытию Fmim окрестности такого фрейма \|/Re.-, который удовлетворяет критериям:

• содержит все вершины {и,} е Ge ;

• для каждой пары частей (k¡, k¡ | k¡, kj e y ), содержащих TJU элементов ILM(UD) отображенных G в виде u¡ и u¡, в которой

уникальный идентификатор k¡ внесен в k¡, в G;. имеется

соответствующее ребро (м„ uj)eE\

• мощность элементов \(/ Re.- минимальна при условии восстановления отношения Rmt без потерь.

Этап 5. Добавление к сформированной на предыдущем этапе структуре свойств объектов из ILM([/£>), исключенных на этапе 1,

0head

для получения полной структуры фрейма yRc_, описывающего исходную ILM{UD).

Этап 6. Добавление в \|/Кс. ограничений {р\} на основании свойств связей {фк} из 1ЬМ(иЭ), используя для их задания уникальные идентификаторы и и. Отметим, что данная модификация будет синтаксически корректна, что является прямым следствием введения в ОРМ ик1, который позволяет поддерживать любые ассоциации между объектами в формируемой модели.

В четвертой главе проведена экспериментальная проверка предложенного метода, и дано описание способа реализации логического уровня разработанной инструментальной среды, использующей предложенный подход к моделированию БД.

Для различных предметных областей синтезированы объектно-реляционные модели базы данных, используя предложенный метод, и созданы реляционные модели. Оценочными факторами приняты избыточность информации и объем хранимой базы.

Так, например, для предметной области, описывающей стоящие на заводах установки, которые производят химические вещества с определенной степенью очистки, исходные данные заданы множествами:

и я, /<У. БсЬ{К) =<С/«={ (^(«область использования продукции»), Оот(А)=<а\,а2>),{В(«кп&сс продукции»), Оот{В)=<Ъ\,Ь2,Ьг>), (С(«фирма»), Оот(С)= <С|,С2>), (£>(«завод»), Оот(В)= <с1),^2,с1з:>), (¿(«установка»), Вот{Е}= <е\,е2,е},е^,е5,е6>), (С7(«степень очистки»), Оот{С)=<g^,g2,gг>) }, £>-> С, В->Ав, С->АВ}>. Вариант исходного состояния базисного отношения Л приведен

ниже:

А В С £) к О

щ 6, С\ сЬ е\ Х\

а\ С\ ¿1 ег

а\ Ьг С\ ¿1 ет, Кг

а\ ь, С\ йг е4 £1

Щ Ь\ сг йъ «5

а2 Ьз С\ «6 а

Синтаксически оптимальная реляционная модель данной ПО, содержащая минимальное число отношений, показана ниже (реляционные ключи подчеркнуты):

Я2(ДО

ДД)

С, Л)

Е В

е\ 6|

ег ь>

ез ¿1 Ъг

«4 (¡2 6,

£5 ¿3 ь,

ев ¿1 йз

й С

Л, С|

¿а С]

¿3 С2

в в А

Ъ, О, а I

Ъг

Ъъ Оз 02

В,О- возможные ключи

Для предлагаемой объектно-реляционной модели заданная предметная область будет представлена следующим фреймом (жирным шрифтом выделены информационные элементы фрейма):

С - «фирма»

1 е, 1 1 Е «установка» /

е? 1 1

3 е, 1 2

4 е* 2 1

5 е5 г- о -

6 ед 1 3-

—-*

1 ь. 8, 1

2 2 1

3 3 ь, Я, 2

1 I 1

1 1 I ч

| 2 С, 1 Ы

р _ «класс

продукции»

й -

«степень

«область использования продукции»

Ниже, в таблице, сведены данные об изменении избыточности хранимых данных и размере базы данных для представленных моделей, при изменении числа установок (атрибут Е) и размера информационных полей в модели.

Избыточность данных модели оценивается по формулам:

Реляционная модель

£ саге! {йот {X ))

Хеи,

Объектно-реляционная модель к

1Ы,

ОРМ ■

где: М„ = т * п, т - число кортежей в Я,,

п- степень Л„ сагс1(Оот(Х)) - мощность доменов.

где: сага'Су,) - мощность информационных элементов фрейма.

Размер базы данных рассчитывается по формулам: Реляционная модель Объектно-реляционная модель

Sizeрм=с*(ЕМ„ + Y.card(Dom(X))), Sizeom= e*f CiW(4/,)+ R<,mduP(^^-)*Yu,,.

к ' хчи, ТП1 ' 8

где: e - размер поля атрибута, где: е _ размер поля информационног о

М/( = т* п,т- число кортежей в R„ элемента, N -число информационных п- степень R„ card(Dom(X)) - элементов, log2 N - размер поля уникального

мощность доменов. идентификатора U,j, - число

уникальных идентификаторов. Сравнительная таблица изменения избыточности и размера баз данных для приведенных моделей:

Число установок Число информационных элементов/число уник, идентифик. Избыточность, у.е Размер базы, Кбайт

Длина атрибутов, байт

8 16 32

Реляционная модель

Card(Dom(E))=6 33/- — = 1,7 19 <1 <1 я 1

Card(Dom(E))=255 780/- ™=2,9 268 9 17 33

Card(Dom(E))=4096 12303/- 1^21-2 99 4109 129 257 513

Card(Dom(E))-64000 192015/- 192015 64013 2001 4001 8001

Объектно-реляционная модель

Card(Dom(E))=6 19/34 19 <1 <1 <1

Card(Dom(E))=255 268/781 268 _ f 268 ~ 4 6 10

Card(Dom{E))=4096 4109/12304 4109 _ 4109 28 89 153

Card(Dom(E))=64000 64013/192016 64013 _ 64013 876 1376 2376

В работе доказано, что избыточность данных в реляционной модели выше, чем в разработанной модели, и показано преимущество модели, по сравнению с реляционной моделью, в условиях изменения ограничений предметной области.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Исследованы существующие ограничения, возникающие при проектировании реляционных моделей баз данных, и установлены причины таких ограничений.

2. Предложены критерии построения рациональной конфигурации объектно-реляционной модели.

3. Предложена методология формального описания объектно-реляционных моделей баз данных, основанная на базе теории фреймов.

4. Показана связь между предлагаемым подходом к проектированию объектно-реляционных моделей баз данных и традиционным реляционным подходом.

5. Разработан метод автоматизированного синтеза объектно-реляционных моделей баз данных, позволяющий проектировать модели баз данных, удовлетворяющий предложенным критериям.

6. Проведена экспериментальная оценка использования объектно-реляционных и реляционных моделей в условиях изменяющейся предметной области.

7. Разработан программный комплекс, позволяющий автоматизировать основные этапы проектирования концептуальной модели базы данных на основе объектно-реляционного подхода.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И НАУЧНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ

Научная статья, опубликованная в журнале, из перечня изданий рекомендованных ВАК:

1. Шумова Е.О., Копейкин A.M. Основные концепции фреймового

подхода в объектно-реляционных базах данных. //Науч-техн. ведомости

СПбГПУ. - СПб.: СПбГПУ, 2007. - №4-2 (52), с 18-22.

Статьи:

Копейкин A.M. Постановка задачи выбора оптимальной конфигурации объектно-реляционной модели данных. //Сб. трудов всероссийской науч.-практич. конф. «Актуальные проблемы управления техническими информационными и транспортными системами». - СПб.: СЗТУ, 2007. с. 120-125.

Копейкин А.М. Базовые концепции модели данных в системе управления базами данных ORD. //Матер. 59 науч.-техн. конф. - СПб: ГОУВПО СПБГУТ, 2007. с. 69-70.

Копейкин A.M. Ограничения реляционной модели данных. //Сб. трудов 4 межд. науч.-практ. конф. «Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности». - СПб.: Изд-во Политехи, ун-та, 2007. с.59-61.

Копейкин А.М Методы построения концептуальных моделей баз данных. //Труды учебных заведений связи. - СПБ.: СПБГУТ, 2007. -№176, с. 166-178.

Сарвин А. А., Копейкин A.M., Копейкин М.В. Метод автоматизации построения объектно-реляционной модели базы данных. //Труды 9 международной науч.-практич. конф. «Анализ и прогнозирование систем управления». - СПб.: Изд-во СЗТУ. - 2008. с. 447-457.

Подписано в печать 20.04.09. Формат 60*84 1/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ 19.

Отпечатано с готового оригинал-макета в типографии Издательства СПбГЭТУ "ЛЭТИ"

Издательство СПбГЭТУ "ЛЭТИ" 197376, С.-Петербург, ул. Проф. Попова, 5

Оглавление.

Введение.

Глава 1. Анализ текущего состояния представления моделей данных.

1.1. Назначение и критерии моделей.

1.2. Уровни моделирования базы данных.

1.3. Модели данных концептуального уровня.

1.4. Реляционная модель данных.

1.5. Эквивалентность реляционных схем.

1.6. Методы автоматизации проектирования реляционных схем.

1.7. Ограничения реляционной модели.

1.8. Выводы и основные результаты главы. Критерии к объектно-реляционной модели представления данных.

Глава 2. Логический уровень объектно-реляционных баз данных.

2.1. Мифологический уровень.

2.2. Проектирование инфологической схемы. ER-модель.

2.3. Концептуальный уровень.

2.4. Объектно-реляционная модель.

2.5. Связь объектно-реляционной и реляционной модели.

2.6. Выводы и основные результаты главы.

Глава 3. Автоматизация проектирования логического уровня объектно-реляционной базы данных.

3.1. Критерии построения моделей логического уровня.

3.2. Базис для структуры объектно-реляционной модели.

3.3. Формальная постановка задачи выбора конфигурации объектно-реляционной модели.

3.4. Метод автоматизации проектирования объектно-реляционной модели базы данных.

3.5. Пример выбора конфигурации модели.

3.6. Оценка сложности метода.

3.7. Выводы и основные результаты главы.

Глава 4. Экспериментальная проверка предлагаемого метода.

4.1. Описание концептуального уровня инструментальной среды.

4.2. Проектирования реляционной и объектно-реляционной моделей в условиях изменяющейся предметной области.

4.2.1. Предметная область «Химические установки».

4.2.2. Предметная область «Поставка деталей».

4.3. Выводы и основные результаты главы.

Повсеместное использование баз данных в автоматизированных системах управления предприятиями (АСУП), выдвигает на первый план вопросы их эффективногоиспользования.

Среди задач возникающих при проектировании и сопровождении баз данных (БД) всегда актуальны вопросы, связанные с автоматизацией методов и средств разработки моделей информационного представления бизнес-процессов в проектируемой системе, или, в общем виде - моделей данных описывающих предметную область.

В данной работе основное внимание уделено вопросам, связанным с автоматизацией отображением информации в концептуальных моделях данных БД, т.к. экономические показатели разрабатываемых и эксплуатируемых АСУП, и эффективность их функционирования, существенно зависят от организации информационного фонда, который в свою очередь регламентируется используемой в БД концептуальной моделью данных.

Доминирующие в настоящее время промышленные базы данных и системы управления базами данных, такие как: Oracle, MSSQL Server, Db2, Informix, SyBase, и т.д., базируются на реляционной модели представления данных.

Исследования проводимые в области теории и практики использования реляционных баз данных, зарубежными и отечественными учеными показали, что при проектировании и эксплуатации таких систем возникают противоречия, связанные с обеспечением логической независимости данных, в условиях изменяющейся предметной области, которые вызваны непосредственно ограничениями реляционной модели с отсутствием минимальной избыточности данных в таких моделях.

Существующая потребность в использовании методов автоматизированного синтеза моделей БД в развивающихся АСУП, адекватно отражающих происходящие изменения в предметной области, и неэффективность использования для этих целей реляционного подхода представления данных, определяют актуальность темы диссертации.

Приведенные утверждения позволили сформулировать цель диссертационной работы: создание методов и средств автоматизации проектирования моделей баз данных, учитывающих семантические ограничения предметной области в условиях ее динамического развития и увеличивающих жизненный цикл информационного и программного обеспечения АСУП.

4.3. Выводы и основные результаты главы

В четвертой главе проведена экспериментальная проверка предложенного метода синтеза на конкретных фрагментах предметной области, и дано описание способа реализации логического уровня разработанной инструментальной среды, использующей предложенный подход к моделированию БД. Указаны разработанные программные средства, позволяющие получать визуальные отображения концептуальных моделей для разработанного подхода в различных предметных областях.

Установлено, что предлагаемый метод синтеза позволяет получить конфигурацию модели с минимальной информационной избыточностью по сравнению с существующими методами проектирования реляционных баз данных. Показано, что помимо обеспечения семантической целостности, предлагаемый подход позволяет получить более информативное и естественное отображение ситуаций предметной области в предлагаемой модели.

На конкретных фрагментах предметной области построена модель и практически показаны преимущества разработанной модели по сравнению с традиционной реляционной моделью в условиях изменяемых семантических ограничений предметной области, что подтверждает правильность теоретических выводов диссертации и позволяет увеличить жизненный цикл существующего или разрабатываемого информационного обеспечения, т.е. достигнута одна из поставленных задач проводимого исследования.

Заключение

Подводя итоги, можно выделить следующие основные результаты:

1. Установлено, что существующие методы проектирования реляционных моделей баз данных, основанные на выделении структур функциональных и многозначных зависимостей, не в состоянии учитывать все многообразие смысловых ограничений предметной области, и показано , что реляционные модели являются статичными, что при изменении ограничений предметной области может приводить к потере логической независимости и в некоторых случаях требовать полного перепроектирования модели.

2. Сформулированы и обоснованы критерии построения рациональной конфигурации объектно-реляционной модели.

3. Предложена и обоснована объектно-реляционная модель, основанная на представлении предметной области в виде изменяемой гиперграфовой структуры. Формальной основой такой модели является теория фреймов и теория нечетких множеств, что позволяет создавать модели, свободные от недостатков традиционной реляционной модели. Выделенные для сохранения объекты и связи модели связываются с помощью специальных элементов - уникальных идентификаторов, что позволяет поддерживать между ними любые типы ограничений.

4. Показана связь между предлагаемым подходом к проектированию объектно-реляционных моделей баз данных и традиционным реляционным подходом.

5. Разработан метод автоматизированного синтеза объектно-реляционных баз данных по критерию минимальной избыточности хранимых данных. Предложенный метод синтеза основан на формировании достаточного набора высказываний о предметной области с последующем формированием на основе этих высказываний гиперграфа с минимальным суммарным весом выделенных ребер гиперграфа и соответствующим образом заданных предикатов. Предложенная методология проектирования моделей данных может быть использована для автоматизации ряда задач связанных с перепроектированием существующих реляционных баз данных, и может являться основой для интеграции разнородных баз данных.

6. Проведена экспериментальная оценка предпочтительности использования объектно-реляционных и реляционных моделей, созданных для одинаковых предметных областей в условиях изменяющейся предметной области.

7. Разработан программный комплекс, позволяющий автоматизировать основные этапы проектирования концептуальной модели базы данных на основе объектно-реляционного подхода.

1. Калиниченко, ji. А. Методы и средства интеграции неоднородных баз данных. М.: Наука: Гл. ред. физ.-мат. лит., 1983. - 424 с.

2. Диалоговые системы в АСУ/ Под ред. Поспелова Д. А. М.: Энерго-атомиздат, 1983. - 208 с.

3. Ковальски, Р. Логика в решении проблем: пер. с англ.. М.: Наука: Гл. ред. физ.-мат. лит., 1990. - 280 с.

4. Мамаев, Е. MS SQL Server 2000. СПб.: БХВ-Петербург, 2001. - 1280 с.

5. Дженнигс, Р. Использование Microsoft Access 2003: пер. с англ.. М.: Вильяме, 2005. - 1312 с.

6. Кайт, Т. Oracle для профессионалов в 2 —х кн.: пер. с англ.. СПБ.: ООО ДиаСофтЮП, 2005.

7. ANSI/X3/SPARC DBMS Group. Interim Report, FDT Bulletin of ACM-SIGMOD, 1975, vol. 7 №2, pp. 1-140

8. Крепке, Д. Теория и практика построения баз данных. 9-е изд. - СПб.: Питер, 2005.-859 с.

9. Конноли, Т. Базы данных: проектирование, реализация и сопровождение. Теория и практика. 3-е изд. - М.: ИД Вильяме, 2003. - 1453 с.

10. Дейт, К. Введение в системы баз данных. 8-е изд. - М.: ИД «Вильяме», 2006.- 1328 с.

11. И.Мейер, М. Теория реляционных баз данных. М.: Мир, 1987. - 608 с.

12. Цаленко, М. Ш. Моделирование семантики в базах данных. М.: Наука: Гл. ред. физ.-мат. лит., 1989. - 288 с.

13. Дрибас, В. П. Реляционные модели баз данных. Мн.: Изд-во БГУ им. В.И. Ленина, 1982,- 192 с.

14. Копейкин, А. М. Ограничения реляционной модели данных. / Сб. трудов 4 межд. науч.-практ. конф. «Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности». СПб.: Изд-во Политехи, ун-та, 2007. - с. 59-61.

15. Воронин, Г. П. Проектирование объектно-реляционных баз данных / Г.П. Воронин, М.В. Копейкин, Л.Г. Осмоловский, О.А. Петухов. Л.: Судостроение, 1986. — 179 с.

16. Тиори, Т. Проектирование структур баз данных / Т. Тиори, Дж. Фрай. -В 2-х кн. Кн. 1.-М.: Мир, 1985.-287с.

17. Sundgren, В. Theory of Data Bases. Petrocelli / Charter, New York, 1975.

18. Цикритизис, Д. Модели данных / Д. Цикритизис, Ф. Лоховски М.: Финансы и статистика, 1985. — 344 с.

19. Бойко, В. В. Проектирование информационной базы автоматизированной системы на основе СУБД / В. В. Бойко, В. М. Савинков. М.: Финансы и статистика, 1982. - 174 с.

20. Клыков, Ю. И. Банки данных для принятия решений / Ю. И. Клыков, Л. Н. Горьков. М.: Сов. Радио, 1980. - 208 с.

21. Любарский, Ю. Я. Интеллектуальные информационные системы. М.: Наука: Гл. ред. физ.-мат. лит., 1990. - 232 с.24.0ре, О. Теория графов. 2-е изд. - М.: Наука: Гл. ред. физ.-мат. лит., 1980.-336 с.

22. ISO (1989). Database Language SQL (ISO 9075:1989 (E)). International Organization for Standardization

23. Fleming, C. Handbook of Relational Database Design. Boston, MA: Addi-son-Wesley, 1989.

24. Копейкин, М. В. Правила синтеза объектно-реляционных моделей. / М. В. Копейкин, В. В. Спиридонов, Е. О. Шумова // В сборн. науч. труд. -СПБ: СЗТУ, 2005. с. 181-187.

25. Копейкин, М. В. Базы данных. Инфологические модели баз данных: уч. пособие / М. В. Копейкин, В. В. Спиридонов, Е. О. Шумова. СПб.: СЗТУ, 2004.- 187 с.

26. Гарсия-Молина, Г. Системы баз данных. Полный курс / Г. Гарсия-Молина, Д. Ульман, Д. Уидом. М.: ИД Вильяме, 2004. - 1088 с.

27. Minsky, М. A framewok for representing knowledge / Marvin Minsky // Massachusetts Institute of technology, Cambrige, 1974.

28. Кузнецов, С. Д. Базы данных: языки и модели: учебник. М.: ООО «Бином-Пресс», 2008. - 720 с.

29. Николаев, В. И. Системотехника: методы и приложения / В. И. Николаев, В. М. Брук. JL: Машиностроение, 1985. - 199 с.

30. Мартин, Дж. Организация баз данных в вычислительных системах. М: Мир, 1980.-662 с

31. Кандрашина, Е. Ю. Представление знаний о времени и пространстве в интеллектуальных системах / Е. Ю. Кандрашина, JI. В. Литвинцева Д. А. Поспелов; под ред. Д.А Поспелова. М.: Наука: Гл. ред. физ.-мат. лит., 1989.-328 с.

32. Харари, Ф. Теория графов: пер. с англ.. 3-е изд., стереотипное. - М.: КомКнига , 2006. - 296с.

33. Ахо, А. Структуры данных и алгоритмы: пер. с англ.. / А. Ахо, Д. Хоп-крофт, Д. Ульман. М.: ИД "Вильяме", 2007. - 400 с.

34. Черч, А. Введение в математическую логику. В 2-х т. пер. с англ. М.: Издательство иностранной литературы, 1960.

35. ISO/IEC 9075:1992, Database Language SQL. International Organization for Standardization.

36. Преснякова, Г.В. Проектирование интегрированных реляционных баз данных. М.: КДУ; СПб.: Петроглиф, 2007. - 224 с.

37. Шумова, Е. О. Основные концепции фреймового подхода в объектно-реляционных базах данных / Е. О. Шумова, А. М. Копейкин // В сборн. науч-техн. ведомости СПбГПУ. СПб.: СПбГПУ, 2007. - №4-2 (52), с 18-22.

38. Копейкин, А. М. Методы построения концептуальных моделей баз данных / Труды учебных заведений связи. СПБ.: СПБГУТ, 2007. - №176, с. 166-178.

39. Буч, Г. Язык UML. Руководство пользователя / Г. Буч, Д. Рамбо, И. Якобсон. М.: ДМК пресс. - 2007. - 496 с.

40. Мирошниченко, Г. А. Реляционные базы данных: практические приемы оптимальных решений. СПб.: БХВ-Петербург, 2005. — 400 с.

41. Роберт Дж., Мюллер. Базы данных и UML. Проектирование. М.: Лори.-2002. - 420 с.

42. Копейкин, А. М. Базовые концепции модели данных в системе управления базами данных ORD / Матер. 59 науч.-техн. конф. СПб: ГОУВПО СПБГУТ, 2007. - с. 69-70

43. Рейнгольд, Э. Комбинаторные алгоритмы / Э. Рейнгольд, Ю. Нивергельт, Н. Део М.: Мир . - 1980. - 476 с.

44. Кормен, Т. Алгоритмы: Построение и анализ, 2-е издание: пер. с англ. / Т. Кормен, Ч. Лейзерсон, Р. Ривест, К. Штайн. М.: ИД Вильяме, 2007. -1296 с.

45. Советов, Б. Я. Базы данных. Теория и практика / Б. Я. Советов, В. В. Це-хановский, В. Д. Чертовский. М.: Высшая школа. - 2005. - 464 с.

46. Кокорева; JT. В. Проектирование банков данных / JI. В. Кокорева, И. И. Малашенин. М.: Наука. - 1984. 256 с.

47. Sundgren, В. An infological approach to data bases. Stockholm: National Central Bureau of Statistics. 1973. - 294 p.

48. Мальцев, А. И. Алгебраические системы. M.: Наука.- 1970. - 392 с.

49. Глушков В. М. Алгебра. Языки программирования / В. М. Глушков, Г. Е. Цейтлин, Е. JL Ющенко // 2-е изд. Киев.: Наукова Думка. - 1978. - 318 с.

50. Маклаков, С. В. BPW1N и ERWIN. Case средства разработки информационных систем. - 2-е изд. - М.: Диалог —Мифи . -2001. - 304 с.

51. Дейт, К. Руководство по реляционной системе DB2. М.: Финансы и статистика. 1988. - 320 с.

52. Фути, К. Языки программирования и схемотехники СБИС / К. Фути, Н. Судзуки. М.: Мир. - 1988. - 224 с.

53. Грей, П. Логика, алгебра и базы данных. М.: Машиностроение. - 1988. -359 с.

54. Шаша, Д. Оптимизация баз данных / Д. Шаша, Ф. Бонне. М.: Кудиц-образ. - 2004. - 432 с.бО.Олле, Т. В. Предложения КОДАСИЛ по управлению базами данных. -М.: Финансы и статистика . 1981. - 286 с.

55. Бурбаки, Н. Теория множеств. М.: Мир. - 1965. - 366 с.

56. Кофман, А. Введение в теорию нечетких множеств. — М.: Радио и связь. 1982.-432 с.

57. Нечеткие множества в моделях управления и искусственного интеллекта / Под ред. Поспелова Д. А. М.: Наука. - 1986. - 311 с.

58. Пиотровский, Р. Г. Методы автоматического анализа и синтеза текста / Р. Г. Пиотровский, В. Н. Билан, М. Н. Боркун, А. К. Бобков. Мн.: Выш. Шк. - 1985. - 222 с.

59. Вольфенгаген, В.Э. Реляционные методы проектирования банков данных / В. Э. Вольфенгаген, Л. Т. Кузин, В. И. Саркисян. Киев: Вища школа. Головное изд-во, 1979. - 192 с.

60. Материалы сайта www.ord.com.ru

61. Неклюдова, Е.А. Синтез логической схемы реляционных баз данных / Е. А. Неклюдова, М. Ш. Цаленко // Программирование. 1979. No 6. - с. 58 -68.

62. Малыхина, М.П. Базы данных: основы, проектирование, использование. СПБ.: БХВ-Петербург. - 2007. - 528 с.

63. Delobel, С. Decomposition of a data base and the theory of Boolean switching functions / C. Delobel, R. G. Caseyr // IBM J. Res. And Dev., 1973. -V.17, No 5. -pp. 374-386.

64. Bernstein, P. A. Synthesizing third normal form relations from functional dependencies / ASM Trans. On Data base Syst., 1976. - V.l. - No 4. - pp. 277 -298.

65. Isloor, S. S. An algorithm with logical simplicity for designing third normal form relational database schema from functional dependencies / Proc. of Int. Conf. on DBMSs (ICMOD 78), Fast Milan, Italy. 1978. - pp. 31 - 50.

66. Bernstein, P. A. Comment on Segment Synthesis in Logical Data Base Design / IBM Journal of Research and development. 1976. - V 4, - No 20. pp. 112.

67. Kecc, Ю. Ю. Анализ и синтез фреймовых моделей АСУ. М.: Энерго-атомиздат. 1986. - 168 с.

68. Хаббард, Дж. Автоматизированное проектирование баз данных. М.: Мир. 1984. - 293 с.

69. Кузин, Л. Т. Основы кибернетики: В 2 т. Том 2. Основы кибернетических моделей. М.: Энергия. 1979. - 584 с.

70. Голосов, А. О. Схемы реляционных баз данных: Теория нормализации и построения нормальных форм / А. О. Голосов, М. Ш. Цаленко // Сб. Прикладная информатика. вып. 2. - М.: Финансы и статистика. 1983. -с. 92-119.

71. Копейкин, М. В. Базы данных. Концепция баз данных: уч. пособие / М. В. Копейкин, В. В. Спиридонов, Е. О. Шумова. Спб.: СЗТУ. 2006. - 117 с.

72. Шекхар, Ш. Основы пространственных баз данных / Ш. Шекхар, С. Чау-ла. М.: Кудиц-Образ. 2004. - 309 с.

73. Ульман, Дж. Основы систем баз данных. М.: Финансы и статистика. 1983.-334 с.

74. Йордан, Э. Структурные модели в объектно-ориентированном анализе и проектировании / Э. Йордан, К. Аргила. М.: ЛОРИ, 1999. - 264 с.

75. Новиков, Ф. А. Дискретная математика для программистов: учебник для вузов.-. М.: ПИТЕР. 2003. 301 с.

76. Криницкий, Н.А. Автоматизированные информационные системы / Кри-ницкий Н.А., Миронов Г.А., Фролов Г.Д. // Под ред. Дородницына А. А. -М.: Наука. 1982.-384 с.

77. Липски, В. Комбинаторика для программистов. М.: Мир. 1988. - 200 с.

78. Вагнер, Г. Основы исследования операций. Том 2. М.: Мир. 1973. - 487 с.

79. Рассел, С. Искусственный интеллект. Современный подход / С. Рассел, П. Норвиг. 2-е издание. - М.: Вильяме, 2007. - 1407 с.

80. Трофимов, С. А. CASE-технологии: практическая работа в Rational Rose. М.: "Издательство БИНОМ", 2001.