автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.16, диссертация на тему:Расширение реляционной модели в автоматизированных банках данных горного производства

•>2Л~2 а 9

Уральский горный институт им. В.'В. Вахрушева

{{а правах рукописи

Вернер Александр Михайлович

Расоиреиие реляционной модели в автоматизированных банках данных горного производства

Специальность 05.13.16 - Применение вычислительной техники, математического моделирования и математических методов в научных исследованиях (в отрасли технических наук)

в

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Екатеринбург - 1992

Работа выполнена в производственном объединении "Уралмаш КМИтяжмаш, Уральском горном институте им. ЕЕ Вахрушева

Научный руководитель - доктор технических наук,

профессор Хохряков ЕС.

Официальные оппоненты

- доктор технических наук, профессор ЕП. Чистов

- кандидат технических наук

А. К Федоров

Ведунье предприятие - научно-производственное объединение

"Уралсистем"

Закята диссертации состоится "5" марта 1992 г. в 14 час"( на заседании специализированного совета К-063.03.05 в Уральск горном институте по адресу: г. Екатер:шбург, ул. Куйбьетва, 30.

С диссертацией «окно ознакомиться в библиотеке Уральсю горного института .

Автореферат разослан " 3 " февраля 1992 г.

. »

Ученый секретарь специа- У. Д. Печорина

ливированного совета ^ у

Обгдя характеристика работ

■Ап 1 .i

Актуальность работа В горном деле создаются новые и развиваются сядеотвукщле система аьтоматийированно-го проектирования. В разных системах информационное обеспечение организовано по-разному, что затрудняет их с-гцковкл объединение и взаимодействие. Повышение качества проектировала горных работ достигается на основе геоин^ярыатшш: теории математического моделирования горного предприятия и методов автоматизированного решения технологических, горно-геоштричзских и эконс:тческнх задач на единой информационной базе. Геоии^орудциоиний нетод нате»'.этического тделироваиия предполагает тагаз создание интегрированного автоматизированного банка данных, опискЕаххг.эго горное предприятие на всех стадиях его развития. Анализ требований i: организации информации в таком банке, исследование способов моделировании repina документов и сравнение иерархических, ссгеин г. реляционных СУБД ( в том числе для ПН) показали целзсообразнсеть выбора реляционного представления дантп: о горном предприятии. Однако л в реляционных БД некогориэ процедуры горного анализа пополняются с повивэкной трудоемкостью и требупт значительных врешгшж затрат, а хранение горно-геоыетрнчэскс;! информации организуется недостаточно компактно. Поскольку выявленное проблемы сопровождения реляционных БД характерни не только для геокнчормзциошгого бангл даннш, а И!.кют универсальный характер, их преодоление является актуальной ' научной задачей, инэющзй больсое практическое значение. Данная работа просэдктся з соответствие с общесоюзной научно-технической программой на 1s86 - 19Э0гг. 0. со. 03 " Создание новых и развитие действующих сапр и ACHIí е нзроднем хозяйстве", а тэг.-:? по заданию 0.00. 03. 29 л программ ШГГ и ЛИ СССР "Развить и ввести в опытную эксплуатацн;; п Свердловском горком институте САПР огкротнк горных разработегг рудник иесторо/давий" и направлена на повк-'эние качества учета информационна связей d геоинфоршцион-кой мэдеп горного предприятия.

Цель» работ» является расширение реляционной издали дан.-ал и дополнение рэдяцкоигж СУБД ерэдетвами, обдэгчао-с?««н мзнипулкрэваипо горло-геометрической информацией. Ставились следухднз падаю: сн1!ллшг' трудоемкости учета связей типа "tno-

гиэ к одному" и учитывающих упорядоченность кортежей; организация поиска по условиям, накладываемым на группи кортежей; компшггное хранение неоднородной информации; ведение словарей.

Основная идея работы зшшмаотся в неявном определении атрибутов-указателей в схемах реляционных БД и их использовании при проектировании отнопеиий, формировании и выполнении запросов.

Теоретическую базу исследований составляет: теория проектирования баз данных, иатематичес и логика, системотехника, методология САПР.

Научные полосой и я, сгздщавшэ в работе:

- з качестве оскоеы построения геоинфэрмоциоиного банка данных продирк&тгл открытых горных работ целесообразно использовать реляционные »¿одели представления информации и СУЩ;

- атркауты-указатели, устанавливаем® с поьязцьо введенной операции ссылочной декокпооицки и прадлоганних алторипгов, облегчает учэ? слогана зависимостей геоии$ор«зцкогагой юдэлл горного преди-рилтка в реляционных базах да:пш;

- предложенный пзш; иатрглных юкрогапросов, использующий указатели, замшут к Ослзе вурапстелск по ергвкешю с пайком запросов реляционной алгебры.

Достоверность кауч5!Ы% полояэшгД педтворждиу-ся изтекагнческш! догозатеглегпагд! кродгогЕзшшх шзторктьзв к те-ерзы, а такта правильные йующпоккроЕаккзи соадаакья па ик основа прогремела средств.

Научная и о о к о и а работы:

- обоснована цзлосообра- ноать крикошнкп рЕСЕирешш реляцкошпн моделэй информации н СУБД, поаполящгя учитывать особошюс>ги кя-фориацконкшс связей горко-гсоьктрвчзсЕСого сидоиза, пря пэстроскпи геосшфэршцкоиного байка дзнпия;

- предлокопо использование атркЗууоБ-укгзателзй, отевражазхзк информационные связи гериого шишгаа, врк проекткрэБаиик реляционные БД к составлении вопросов. Езедана опорацка ссылочной декомпозиция, определены вид и онгоркткы формирования структур указателей, устанавливаемых над нертеяамп откоезний в соответствии с типами информационных зависимостей горко-геоиэтричэского анализа;

- исследованы операторы нового языка матричных запросов, возни-

каюпшх п отношениях с атрибутами-указателям:!. Доказано прегыпение выразительности языка матричных макрозапросов по сравнении с реляционными пв!Л"1!/:: запросов.

Л и ч и и И вклад автора состоит:

- в сравнительном анализе способов организации геоинфоргационио-го башса данных, обосновании выбора реляционной тлели данных и роляцкопшк СУБД длл его организации и появлении р,1, и типов информационных связей обг-екгоз горного дела, учет г '--.рых в реляционных базах дшшьп: затруднен;

- предложении неявно устакавллпать в отношениях атркбут!!-указа-те;:п и использовать их при проеетпроглнии баз данных горного производства п составлен!-:! запросов; разработке алгоритмов формирования струтаур ушзателой, о?Еечак::з!Х информационным связям гор-:го-геомэтрнч?ского ачрлнза;

- исследовании »'зтричного язьга запросов, образующегося в БД с уотснозхзняк«! структуры« указателей и позволяющего пираглть процедур»! гаяипугпрэгашп горно-геокстрическ::ии дачпия»;

- применении получению: теоретически:-: рс-оультаит для решения аадпч горного дела: прсзктярогенш! базы данях числовых описания плоски: чертозй; оргакизацнн Ссзп разнородной информации на при-сор:- зсздеиий о цилиндрических редукторам горшк ;.г.пг,!и; проектировании БД геои^оркацкоппого представления горно: чертежей; создании спсге' ц управления базой да:пкк "РЕБАД".

Ирак ч и ч с с к а я ц о я и о с т ь работ ;.':

- разработзшк» иразкда уетеиогп! структур указателей могут при-!'*?пгтться при про€1:/:-:рсгт!1!П г'пз данш.« горного дела и других приложений, обесоечшгя •иктзэкиа трудоемкости уч-эта ¡шс^орклц: гаюшх сеязсй рассмотренных ткпоп и эко'юы:ш п»штл 5ВУ;

- !!атр1!»гаь-Д язык запросов ргссяряо« •«•от.ояго-зта обработки инфэр-|!гцки в реляционных базах горио-гйсиотркчесгок данних за счет предок авзсппя новых процедур ыитпугироттига группа «I записей;

- предложенная схека базы горно-гео}.«етричзс;::!Х данных удобна для проведения . анализа горних ра'о? и развития трансюртнш: систем карьеров на ЭЕИ, обеспечивает гагштггкоо -ранение информации и .удобстго в!лкшге»и:а проивдур горнего анализа;

- спрооихиргопплаа бгвт». дашик пгоских чзртетей удобна два числовой обращала грзфгкаслй пИор'яппи горного производства.

Реал ¡1 опция результатов исследований: программа ведения баз разнородных данных внедрена в УИ САПР кафедры "Исследования операций" УГИ, в ШШгяжмаш Ш "Уралмаш", ис-пользовака в качестве аналоговой основы при создании баз ■ данных по разделам оборудования Уралгнпрошахт и автоматизированной системы управления кзрьертзд транспортом ЙГД, г. Екатеринбург; СУБД "Ребад" внедрена в УИ САПР; кафедры "Горных машин и механизмов" • УГИ, проект базы плоских чертекей - в Шйтякьгап Ш "1'ралыап" с ояидпекш экономическим з5фогсгоы 30.3 тыс. руб.

Апробация работы. Основные пологания докла-дывалкс!. на И Всесоюзном семинаре "Информатика нодр" (Кзшрово, 1983), XX Региональной Еколе-конференцки "Проблемы теоретической катеттшс! и мэхатжи" (Свердловск, 1989); соЕеп?шии "Систешшй шгатаз пр.гродко-технологичоских комплексов" (Свердловск, 1В89), областгш: «шучно-хехнической «аэифэренщшх "Цроблзш качества и сопсрезйстеовзшш оборудования тяжелого, гшзргегкческого, транс-пэрнюго к Х12.з1чесетго {.гишостроения" (Свердловск, 1938,1990); тсхн;!Чес1П!х соеэе^шщх с семинарах ряда организаций.

П у б л и I: а ц I: п. По результатам выполненных окублгтаьзао 0 пзчагньк рабог.

Струг, тура к объем работ Работа вкги-чаот Еводешк, пг.гь глас, загигис-шз, епксои литературы из 110 . па1!.-:энова!:ий и крзлзкзт».- Содэргот 111 сгргшац, 29 рисунков и £

тйблицц.

Согг2Р?ал1;э раЗоги. ' •

. Качесгаекпоо улучп2:а:з шширсваийз п ущкшешзя открывши; горншгл работая! оттаете:! па созданпо п развитие систем авю1.га-глаироваипого просстирагщкл, о^епочпвакцщ польеовгхелей кгту*-акьиьаз: ргатеэггаам яаяшага, вогмэгаостш йроведвкга «юго^ктср-поа обработя! и глчзсзье!п:аго озалла »^зкезйся га&рдода, рет»-изодйадзва но тсдаС пропзмдгтееквоа дсггседьнося! к г. д. 11:елэ-яовеашм рззямтж еспокхэь косторсгдашй п карьерзв нзк обшггоа «одолкроЕшгия иоепка^пгл труди 13, а Р.-зьетаго, 11 и. А&эшжзса, Л. и, йгеентьеза, и и. £ишщ:ого, ' IX Е СэЗшзна, С. £ т.зрс,5ова, Б. А. Сто,таз, II 13. У&Смаша, К С» Йгкршил, Е С. Авдзсйчкка, •

Б. Л. Бравермаиа, Д. Г. Еукейханова,. О. В. Корнилкова, M.1L Сивкова, Д. С. Танайно, Ю. С. Икуты, коллективов КГРЙ, МГИ, СГИ, 11ГД МЧЫ СССР, института кибернетики АН УаССР и других советских ученых. Ими были заложены методологические сснови и созданы программные средства целого ряда автоматизированных систем (АС).

Организация информационного обеспечения АС горного дела приобретает особую значимость вследствие ряда особенностей карьера как предметной области моделирования. R С. Хохряковым- в рамках геоинформатики бьшо предложено создание автоматизированного банка даннш, формируемого на единой иетодологичоской основе и характерна увдэго объект на всех стадиях его проектирования. Шскольку отдельные проблемы моделирования слогагоструктурных завпемшстей горного предприятия нэ характерны для традшдюнной обработки экономической информации, исследованиям путей повьгония качества .их учета не уделялось долотого гшииания.

В данной работе разрабатываются средства дополнения реляционных СУБД и язык матричных шкрозапросов, облегчающе учет некоторых связей информации горного производства в процедурах обработки. lía их основе сокращается времгнпш затраты и трудсзк<кость выполнения процедур манипулирования, а такаэ достигается эконошш памяти ЭШ. Ставились следуйте задачи:

- сравнение способов организации геоииформациокного башса данных, выявление проблем храпения и обработки гсрно-гео'ю^р^чгспоЛ информации;

- разработка алгоретшв проагсгнрдв&пя относзнип с дтргйут^-ни-указателями облепшгщ хнэ? едоздя арряскшстзй геощйэрт-цнонного банка даняье:;

- исследование оператора^ прздлташюгр. языл иатрпшшс запросов, ущтнвакэд^п утСБагел! и представлявшего операции горного анализа;

- приыэкон'.'э полученных алгориттв при проектировании фрагментов информационного обеспечения геоинформацнонного банка данных.

В первой главе на ochoes литературного обзора анализируется i хсзания к информационному обеспечении автоматизированных систем горного производства. Отучается, что («одель горного предприятия включает сложные шргоуровневкэ связи, при проеклфовании и развитии горного предприятия'требуется качественный и итеративный

анализ с неформализованными процедурами. Ксгюльзушся большие объемы динами чес кк изменчивой информация, значительная часть которой представлена графически. Данные неоднородны, характеризуется неполнотой, недостоверность» и степенью конфиденциальности, косят вероятностный пара: ста р. Их сбор и обработка затруднены территориальной рассредоточеиность» ароматизированных систем и источников информации.

Обработка черте хай горного дела, которыми являются топографические, погоризонтныэ и ситуационна планы, планы eo.i экологического загрязнения, горных выработок и отвалов, поперечные геологические разрезы и технологические) Фрагменты: паспорта забоев,. траншей, буровзрывных работ, рабочих площадок и ч. д., также имз-ст ряд . особенностей. К ним относятся: графические изображзния представлены примитивами трех типов: точка, лшш, плоская фигура; условные обозначения объектов могут рисоваться в масштабе до-кумеита ¡¡ли вне его; поточечное кодирование является основным способом считывания и цифрового представления; неоднородность моделируемой информации и отсутствие ее интегрированного представления в г.ид5 зэстксй структуры; равноправие геометрических, качественных и динамических признаков графических прлмктнЕов; учат слоишх связей: транзитивных, типа "многнэ к одному", "глоте ш многим" к учитывзюфи упорядоченность лрш-глгивоп; Сольти плоп,эдъ' чэртегйй, илягятратшш "функция цса?з.

При выборе способа организации геошкЦормацношюго банка дая-v;iu иерархический, сетевой-и гсош'фортцкоиный подхода сравнивались нз примерах промыло шаа СУБД для ЕС S3M и IEM PC ко следую-гда аспектам: уровень язьзхш описания и »пнипулирогания доши;«;;, легкоегь изменения лопг-:с;сг,зй струстуры Сазы и есадакгд пользовательских представлений, кепзст&э обработки ололш« п^орлацнонния связей/' компактность храгйнил данных, удобство чтения/гапкзи н процедур оЗиона, учет слзбостру1ггурирога;шости и неполноты г.-.-да-

ьоз'аиюси; функционирования в сети GEM в еродо распределениях баз дата и иарспе;;гнЕ5!огть 1!рг.тпгикп и р-:ашгпгл. в результате вросояэишго шшкза Сап едэлан вгдюд о цэяоссоОразноети ро-ляшюапой организации геоинфорьадпощюго Сайка дагиш.

Одиагср и в реляционных Ед учзу кштсрид snsoa 1Ш связой модели горного производства и шкэдгюя ряда операций

горно-геометрического анализа затруднены и не упроцглзтея нормализацией отнесений. Трудности возникают, например,

- при учете сеязсй типа "многие к одно»'/" и "набор к нг5ору";

- необходимости по:а:са по условиям, иакдздиваэмии на грулпи ¡сор-тезэй;

- обработка неоднородной инфэр1.иц!гя, когда объекты одного семантического класса спнснгготся разными наборами атрибутов;

- использовании упорядоченности кортогпзй в процедура:; манипулирования;

- генерации значений фаютр-атрпСутов irai: средства организации словарей п обеспзчзиия скоаиаи паазтп ЭВМ

Ток, при учете связи типа "'многие к одному", обратной к i.c:o-гоэпачной заЕиоимости X->->Y, проводится поиск значений X, огпе-чаки?!2 заданному ьМсру значений У. О-Лично рзоэние этой задачи проводстся з отношениях П или г2.со схемами R1={X Y> и КМХ Y_1 . Y_2... YJtoaxï, гдэ Y_i - значения атрибута Y, отвечающие заданному Кглх - максимально допустимое чгало таких значений. В пэр-дом случая просодэтся взятие к ееле:;:;::Л г по условиям Yl»Yir, где к - количество значений YГ* з запросе,!: > 1. Получент-о отьогения ссодшюется по /с 1гско:,е.;и будут те значения атрибута x р:з;.'::ьт::-рукдзго отношения, которые в точности отаечатзт заданному набору Yi*. "aitcrt подход требует яряшрно n*k(l+l) * а/Кср/сл (п/'/.ср/сг +1*(к-2)) операций сравнения, гдо п - гюгдость отпое:эи:ш, 1 -число з, удовлетворяющих условию поиска, Кор - среднее число значений Y, стЕечсжпгге одному у., с - кол!Г1;С!Тео различных значении .! а î-Д. Во втором случае условие поиска запкекваетел одним кенггеп:-тагшял вджвт»м и пяолнеюи запроса потребует Kir.az*n/Kcp сраа-кешпЪ <Й1П1Я> при неодинаковом количестве Y, соответствуя^;.: раз-1ПЛ1 'Л, а с'.'по'"о;;!!;: г2 появляется гшачоапл типа "по определено", для храпения которнх необходимо дополнительно порядка п*(":глх-!:ср) Сайт пакяти ЗБМ; увеличивается такта трудогпкссть поиска :< но сг,'..'5:-7 crcmshcd Y, '

При отображении связи типа "юйор к. набору" первчтгетшэ '.трудности' розраетаст. Связь типа "нйор i: ncCopy" рэ'йяряоитз п vx:"ЛУ атрибутами Ai г.озигатпот при сссакупксети"аиниияястзЯ Г-> ->д1, i^l. ,n :i коесзмоткссти сспрсго^нгш опрздэлях^зго атрибута Г в от!'о;7С-«Ш1 г, fM. F Ai А? .м /лЬ Прапт!песксэ ксшш-soEa-

ние обоих рассмотренных подходов для выражения связи атсго типа будет ецз более громоздким и трудоемким.

' Геляцконнал алгебра рассматривает отношении как неупорядоченные множества кортегюй, а реляционные СУБД позволяют учитывать порядок следовагш кортежой толы» для ограничения области поле-га. Поэтому отобрсаанио информационных зависимостей рассмотренных типов и снижение трудоемкости их обработки в интерактивном регкимз не обеспечивается па основе существуют^ стандартны:-: средств.

.В работе в качество средства преодоления перечпел них проблем предлагается использование специальных атрибутов-указателей, облегчающие учет перечислена!::: типов зависимостей и служащих основой формирования цахроганросоа, отвечающих слогжим задачам обработки. Такие атрибуты СЕлытаат ксрте:.т одного и разных отноиз-ний и стображахл? соседство и групповые связи элементов сложных объектов. Еозьтакосгь ' их азтокомнога хранения и автоматического сопровождения специальными средства;.::! СУБД позволяет сохранить сус;гствуюш;:й набор реляционных операций к дополнить ого ковымл процедурами. Лр:::.;ено:;:'о указателей в нереляционных базах данных оппсигалэсь а работах ЕЕ Александрова, Ш.Атрэ, IIГрея, С. М Днго, Ю. II Иванова, Л А. Кадиничоико.Ду. 1'лрткна, Д. {'аргона, 1'. 11а-гао, Т. Е'Оллэ, 'Г. Тиорк, Дя. Ульмана, Дг. Яаббарда, .1!. Ш. Цалспко и других советских и яарубекннх учены;:. Отличительной чертой нзаого подхода паллете« иепонаС; п^лаченке слукгбшк атрибутов к. схему реляционных 15Д и их использование, при ({ормпрованнп и гллюлкенн;; запросов. .

Основой ¿армирования струетур углаате."оЛ является атрибут-указатели к атрибуты-¿втки. Доменами ( областями значений ) указателе;, нвдлсхся имена отнесений БД или идентификаторы корта-г/;й; дом:ни меток и*лшау? обичаэ "нуль" и "едкиицу". Состав слу-/ьбиах атрибутов п их значения на г-ортеках определятся г, соог-ьотстсыш с типами отобракаэмух шфоршцчошшх связей":. Та!«, при попользовали! связи, обратной к шогогкачкой гависшасти Х->->У, алгоритмом 1 устанавливается двусторонний список кад гортегл-'я:, отЕэчаагдами равным я-гкачгнкям. При атом в схему стгюазнпл тл'ло-чазл:сл атрибуты-указатели, аиаченилмн каторг: на глрте;^ являится кокэра предыдущего и позгедуедзго гсэртеяой отиоздшы с тси за. Х-аначеикем, н мрибут-ттка, равная пр:: кшиаилыгости

помора ' Данного кортежа t сроди коргегЯ с рассматривай л» Х-зна-чением, и нулю п противном случча. При установлении?: списках дли проведет:;? поиска по набору образцов т^сбуется пэ более однократного "просмотра всего, идя, при упорялгсетихгш кортеаей, части отношения и последовательные сравнения элечэнтов списков н nsöojja образцов. Трудоемкость учета данной связи не прогрет в среднем п/Ксрл( l-fk/2/c) сравнений.

Отнесения со списковоЛ структутюй могу? быть преобразованы с помощью.предлагаемой наш процедур», иазивг-екой ссылочной декомпозицией. Суть ее зяклш&ется в том, что связи не.гду кортегтм! устанавливаются пе по рз&епстзу или другому сравнения аначэнкй атрибутов, а з соответствии с _сттстелГ; указателей. йятолноннэ ссылочной декомпозиции отнопр51Гиг?'со списком, ?стэмсвленнкм 3 со-ответствка с многозначной зсвкзнуостьп ярогэдигся ио ал-

горитму 2 ?! предполагает хранение атрибутов К и Y стпо'лэп'/лл ci !i ::2, Sl-{ X U.ll>, S2-4 V Ü21 U22 М2>, причем списки п г,2 сзя*»1-х ягш? корте>:;, отв5чэт;:г,:-з одному Х-значекия с от.;:< Х-зкпчзнноч, а' атрибут Uli опр.зделчот гата:о срйи» г. е2. ГЬсстаговдиваот исходное представление алгоритм 3. Для подтвор>г,аши корректности прп-гепяешх операций додана

Теорем?. 1: Пусть огиоганке s со схемой S»i X V U1 V2 и У получено установкой списка над кортетагл отношения r(R), FM X Y У по алгоритму 1. Отношения ¿1 и з2 со схемами Gl»4X Ull> и S2-I7 1521 U22 125 являются результатом ссылочной 5, ироке-

д'-пкой по алгоритму 2. Отнесение c3(G3) постановлено алгоритмом 3 in sl и s2. Тогда с:-:енн н шо;шства г.ортегэЛ отгс^спиЛ з п s3 совпадает. Дзкаэахельстго теорем* приведено в работо.

Ссылочную декомзояицют отиовоняй »от.о использовать совместно с лругпмп операциями 5"эллц;:с1?пой а~гг5рн при проектировал:::! Cm лшппяс. Tas:,' алгоритм Л органом"»»: ■ структуры угаздтслей для отсбрэязнля оряви "¡г^бор ¡: ьт.беру" пвдтгт генерал;!» mtit с-предоляю-эго атрибута и проведение щгл ссивочяых и обнчних .•W -тл-нций. "го коррегагность подтрср;*дзот

»ойрзмз 2: Отнесение г, сш.п :азтсрэго удоелзггеорае? связи т; к* '"«иСор с набору" роз».*?ряостп п, и совокупность отхегггюа sl я p2j, j»i,.. ,п, аояуч- итяс з результате сшолненил алгоритм 4, рап-пооначаа в civc.ro сохранности зн?ормэци$1.-

Для хранения неоднородной информации алгоритмом 5 предполагается выделение главного отношения, схема которого включает толы«) общие признаки объектов рассматриваемого класса, и вто.. лчных отношений'с паборглгл собственных атрибутов. Структура зпсазателей в главном относэшш поддерживается указателями имени вторичного от-иоиения и номера гарте.та в нем, хранящих детальное описание рассматриваемого объекта. Если обгекг задается одним кортежи в главном отноеонии и несколькими во вторичном, то над кортежами вторичного отношиш устанавливается список- Группе кортеавй вторичного отнопэния, выделяемой списком, соответствует указатель нсшра строки главного отношения с обедами признаками рассматриваемого объекта. Предложенная структура указателей позволяет исключить неопределенные значения атрибутов при сохранении удобства учета существуй.'*;« информационных связей. Поскольку все процедуры рассматриваемого алгоритма в точности сохраняют исходную информацию, алгоритм 5 корректен. Восстановление исходного представления проводится в обратном порядке.

Применение указателей молот использоваться для автоматической генерацгш значений фактор-атрибутов. Атрибуты-указатели шгут но г«;ллча?ься явно в схему БД аналогично индексам отнесений, таила нелякщйссл частниц случном списков. Однако неза;:на1^о от способа виутримаглипого размещения этих атрибутов, их использование при формировании аапросоэ позволяет существенно расширить возкэ:;-1юоти языка манипулирования дыниип. При этом представ пение обычных реляционны:! ззлросов в отношениях со списками сохранится.

Наличие 'списковпозволяет определять функции пэд группами' изртоаей, чйсаош» или логвдэсн» значения которых могут участвовать в вопросах и сугрствеанй расширить за счет этого еозиэжности языка обработки данных. Ноша оператору требуют разработки специ-ааной формы представления.. .

Лая разработки такай Фор a качевпм нденткфигаторов корто-гзй принята их номера в стюшшш па« физических сашгсей о файле. В атом случае ovnossohjm шш> рассшгриаать 'кая катрпны, а запроси ювлочоива, упорядочаина'-' и другш опершем уакаэ когзо представлять в водо патриц, 'олзшитка которых будут .оряфьати-

КЭ-л>ГПЧ2Ш!9 шрагзши от ОйаЧСНКЙ oxousistob ИСХОДНОГО otkoks-

шя, в той -число '• указателей, и impaisTpoc запроса. Штрнадод

/

представления операций обработки коя»э рассматривать как операторы языка матричных запросов.

Исследованию этого язнка катричиих запросов посвящена третья глава Языки запросов реляционной апг^Зри и матричных мзкроззяро-сов сравнивались по выразительности. Яги: запросов реляционной алгебры предполагает поиск по комбинации условий, накладываемых на. значения атрибутов одного кортежа. Выполнение запроса заклтеа-отся в последовательном просмотри требуемых отнесений и Енделен-.гл кортегай, удовлетворпгдж условна Основными возможностями реляционных СУБД по изменению порядка следования кортежей яеляггся: упорядоч-зппэ извлекаемых ааписс-Я по монотонности значений некоторого (¡¡уикционала, определенного на'.гарте;«, группировка кортежей с одинаковыми значениями гаиго'втоят ^исключение лублнро-пгшкш значений атр::б;тсв. Матричное продставлопнз п-з-

рочислзнных процедур приведено.

Пэстрсзиит ютрнцн позволяя? пьт-'^ть протаголыяч запросы, извлечения/упорядочения рассмотренного гида и оО'Зсяечзггс'Ггг го' мзньвуп гь-рззнтолм'ссть нэтрнчних sanpccon по сравпапнп с-

роляцпошюП алгеброй. "ромэ того, иптри'нп» ка!?розаисосн позволяет ЕЫракзть отлэ.^р.'.'-э операции оОраСотгл дачник, кэ г:ияча<з»«ю в реляционную алгебру, Г> ним относятся, пппрпмзр, поиск по услохч'-ям, иаклайцеоаныи бол-о чем гл одки кортов; учет вшогиевил' прэ-дндущях запросов; слотаыэ' агрзгатиш функции. в ¡гачсстге npwspa поиска по адовом/'условна рассмотрена Опза данных спрс2овап«й из . скЕстаиам, мз которей ппсиэеодптсл пзплечение ггчтгткц учюткэп вдола скгл>зпг, проб» внутри кстсрг;х содср.-ат аодапгюо качестпо. "чэ? результатов вжэлнэния такого запроса удобен арп спрвдо.-зшг.} грзякц участков вдоль этих га скват-гл, проСи гпутрп гатопя по солортат садаяноо к&чеетзо. Гсзг.утность тптя еггзгатгтя

¡'7*;;щ1!й лркобрст&э? сссбуэ значимость для баз грг&ггсеких дзягяп, '.кт-уухыу с5?о:сты mry? опгас'тг.ся !»эекояы::««а кзрторя'.'й и t»nr»-л опрэдолзгпшх из кэегадыая трпж, tvryx ccoi-

r-nrстесезть харзягорйетккач сбгокта и уопеоезть n ^cr^'pss??!?:? 73Л32ПЯ песета. Гр:::"зрс!.! слсггюЛ пгрсглтяоЯ «¡уккцйз г-<:-

чявшт ы:югоугс;:ы;гт, егдглпян по7С'гггт». •

прэдетазлошто всех. ~орзч:"сл-з!!Н!Я опэрз:пЛ псмросао.

;'•• Гпачзякя (Гункций, т Г'Г.злт"!!?. сп::с:г" ч

pax кортежей, также шгут быть использованы при составлении запросов. На основе магричного представления таких запросов было доказано, что матрица реляционного валроса получается v матрицы шкроэапроса при одноэлементное™ всех наборов кортежей, выделяемых списками, и является ее частным случаем. Таким образом, выразительность языка матричных ыакрозапросов строго превышает выразительность реляционной алгебра

I Последовательное извлечение и упорядочение кортежей в сложных запросах представится в виде суперпозиции (последовательного уиножоаия) соответствующих матриц. Представление отношения и операций обработки в виде вектор-столбца и матриц, обеспечивают неизменность матричного представления и свидетельствуют о замкнутости предложенного языка матричных макрозапросов. Рекуррентные соотношения в формулах определения коэффициентов матриц обеспечивают высокую эффективность их вычисления и могут успешно применяться в электронных таблицах, содержал*« собственные базы данных.

В практических, приложениях расчет матриц макрозапгосов оформляется в виде процедур, встраиваемых в СУБД. На входе им передастся исходные отнопения и параметры запроса, а на выходе извлекается вектор-столбец с требуемы:,! расположением номеров искомых . кортежей или значений параметров, описывающих группы кортежей. Использование физических номеров записей и вались новых кортегэй на место удаленных записей уменьшают частоту применения "упаковки" базы данных, требующей переопределения ссылок. Указатели выражают отношения соседства и заменяют атрибуты типа "порядгавый домэр", что позволяет снизить трудоемкость ведения БД. На осиове запросов с условиями, наклгдшаеыыми на списки, решается проблема контроля логической целостности данных.

Рассштривались практические задачи горного дела.

Информационные зависиьоетн, характеризующее горно-геометрическую кнфоркацию чертекзй торг "о дела таковы: геометрию объектов описыгают примитив» точки, ломаные и многоугольники; доыаныэ и многоугольники гадает упорядоченные шсснвы вершин; допускаются сбцие вершины ломаных н многоугольников; объекты классифицированы; класс объекта, содержащего примитив, определяет набор характеристик с одинаковыми значэнкями иа гсех вершинах примитива и, возможно, точках внутренней области; показателя других хараяте-

ристик различны для вершин одноЯ лоданой или многоугольника; условия поиска примитивов накладываются на их геометрические, качественные, динамические и структурные признаки.

Сравнение растрового, векторного, кодированием дугами и ге-оинформациошюго способов представления горногеоы'трических данных показало,, что" геоинформационный способ ноделирова:.::л, предусматривающей кодирование обща, границ областей одинаковыми точками, является наиболее удобным для использования в интегрированном геонн-формационном банке данных. Принципиальная схема реляционной бази горно-геомзтрических данных Е1иаочает следугадее отнопення:

R1 = -С X Y Z Uli U12 Ш >. Задает (»ординаты верпин ломзпнх. 11зд его кортокш'п, отвечастг?ялг одина|-лвьи значениям KOD, установлены двусторонние списки. Псрядютый номер ггекуп\гй-верстаны, число версий и замкнутость ло:,*.аной определяется cnuc.tou.

Р - {KOD U21 HR НТ U31 U32 It3>. Связывает кортол! гсомзтрдегеских (атргбут U21) и качественных (KR, НТ) показателей лсшной К00 п отнесениях г1 н si. Кад отношением Р устанавливается двусторонний список (U3i, U32, 1.3), сеяз^сх^Ш границы трехмерных горньк объ-ектоз из плоских сотапиях (погоригонтних планах, гсологкчзстах разреза:: н др). Эти спнскл псзьоляш отс5раз:ггъ схионеии-э' соседства лк'.г'нг., например, гранпц геологических блоков « бортов гарь-ура, га одно!,! и разных планах и разрезах.

Набор отноеэкнй о! со схемами si -..< Ul*2,l K51_l,i !CS!_2,г ... , KSIJü.ü, on:cusa!iEpr: качественнее показатол! пртг;пеоз Tftnon pi.

¡фвккуЕзетоею! построенной cxe»Äi 151 япл-ятся: уясСзтео гм-поаюпяп осповн«':: oanpoccsj гориогес^-тркчзск&го влалаза и подога БД; простота сопроводят погазагегсй струкхурних и двяаюзэскзх ' сйзСзтз» хорггсоркзукгзтх ссбстсзгаю Еор::::;ы .тямзпих чэртегх. йквчеичэ токаи атрибутсп а cxe?.tu других огкояеинй ватруднзпо се-

!'2нт!!*!«с?п1 кгп тросузх с}~.?еТЕС!п!0г0 у£0я!г!?н::я г.г)1с?:0п гп'глг!!

ЗШ; тто&кгсэд *п<зло «траЗутсп, огдорздксгть ик^зрмзцгл я отсут" ртгпз ксол^.-легепких значгннй сблэг«иш мзогогзрнаптпуо обработку дглшк; етрзлпгури yrc»t»Kwreft ofcsrren? поддорят логэтссгсаа цз-гзстности С1'!:

Сдпаетшэ аггоргпп ксвольгосз^ял tkcjt» nj-ii 1!ргс!лпрг:а«яп! пзтог'зтггзщовйкиого Сгспп плоских чзрто.'.эй, пш»скгэиш в CÄfi? "APT0!L'.5". D рсзулътр'о скя-г?а. оргг.';:п2^'л сСр-'-зоп

иэй е САПР и праь'.Ц'. чорчо;тл, били выделены следуйте информационные зависимости: переменные раздела "Заголовок" имеют единственные значения; поименованные элементы раздела "Таблк..ы" описы-ваются'задакнши наборами реквизитов; 1ахдьй'примитив имеет свой тип, число типов ограничено; реквизиты примитива определяются его типом и разделом ("Блоки", "Примитивы"); порядок следования примитивов в чертеже неизменен при дополнении чертежа и вкспорте/им-'порте DXF-файлов; примитив имеет два номера в разделе: . общ:й и' среди примитивов того зй типа; тип и любой из номеров примитива определяет значения его реквизитов; переменное число имеют: типы линий - штрихов, блога - атрибутов; полилшши версии; стандартные ьлемэг.ти однозначно определился cboim типом к именем; предполагается появление параметризованных обс/эктоа разных типов и уровней. D соответствии с ними была установлена схема БД, включа-«й;ап структуру указателей. Достоинствам;! предложенной схемы'являет»: г'.г-.чительнаа экономил памяти УШ и предоставление пользова-тел:о г.о-мо;-1;остей числовой обработки чзртегчей и мат ¡улирования макрообьскташ, в тем числе высокого урогня. Цакрообъэкташ горных чертежей являются, например, контуры уступов, условные' обозначения оборудования и др.

Другое приложение пятой главы посвящено организации базы'неоднородных данных, ■ нмехяда графически, псевдографическую и текстов?-числовую форму представлении (на примера характеристик цл-лиэддаческш: редукторов горних наши). Предполагается следующая модель п'-здмзткой области: класс объектов разбит на типы; объект описывается уникальным ко до. s, значением типа, об«';чми признаками класса и свойствами типа; условия покоса задается на группе погл-нш'олей iwiacca; графические HBOfpa:.;ei:i.:i объекта включает .его соЗ-стьешшэ к обадо для объектов его типа (с точностью до параметров). Использование атрибутов-указателей в схеме БД позволяет •акоасмать пш.:ять SSLI, добиться и;болеэ быстрого вшюзаешш типовых запросов поиска и обеспечить удоЗаты подготовка! схемы еборш здуктора дез вывода ее нэ дисплей.

'Представление-отпопешш в виде вектор-столбца применялось к составленной сзхором СУБД "ГаЗэд" для Д1£1-2Я Процедуру пзвлочо-ш:д к упорядочонмг, реализусе?» иатричноо ирэдетовлоаиэ соотватс-гвуопя оас-раций,. суТрстсешю расширяет восыэгжюти взкгл кашгау- •

лирования и повышают скорость обработки данных по сравнение имеющимися аналогами.

Заключение

В результате выполненных в работе исследований дано новое регение астуалькой научной задачи снижения трудоемкости выполнения существующих и создания новых процедур обработки слохноструя-турной информации горного дела п реляционных базах данных. Основные результаты заключаются d слёдУгсаем:

1. Организацию интегрированного геоинформзциониого бшп'л дачных горного предприятия целесообразно проводить на основе реляционной (.гздэли данных и реляцнокгьгх СУБД. Обосновано, что го-оин'1ормационний способ представления графический га'юрмацни, nptr котором обв^ке грайте областей »'ддглируттгсл обсптя! точками, игн-болео удобен для иопользовхчил п глч?стез базового. ПЬстроена принципиальная схема базы горно-гс-сштротесгап: данных.

2. Предлояэиннз атркЗутн-указатели, неявно определяешь при проецировании отножзнпй к используенуэ при формировании и ' гьстол-пежгл запросов, позволяв сусзственко повысить эффективность обработки информации.в реляционный базах дачных горного производства. Введена операция ссылочной дешптеэиции огкосеиий и разработаны алгоротмы установки указателей в соотг,е?ствг:л с типами отоб-ракаемьа информационных 8авис?'».«зстей.

3. Для представления операщй обработка данных, учнтгашссзх указатели, предложи asict матрггяшх еапросов. Шстрсеки иатрнчг.!:э представления ряда процедур горного екаяиза. Выразительность п-»-ка матричных еапросов прештет соаетгкэсти стандартного явнка еапросоа SQL реляционных СУБД.

* 4. Применение атрибутов-указателей и матричных нзкрозитросоз позволило енкзеть трусое 1?касть обработка ряда Times слошэструк-турных связей горио-геоьгтрэтэского анализа, раскиритъ nsbc: &пни-пулирования данники н обеспечить компактное хранение неоднородной информации в реляционных база» данных горного производства.

Основные результаты опубликованы в следующих работах:

1. Патрицы запросов в реляционно»! базе горногеоыетрических данных// Ii3B. вузов. Горный журнал. 19Б9. - N 5. - С 36-39.

2. Расширение возмсиаюетеи языка манипулирования графическими данными в реляционных базах давних, используемых в САПР// Автоматизация инланерного труда: Сб. - НИИтялэаи. - СЕердловск, 1989. -С 126-134. (соавтор Яровевская Л П.).

3. Матричное представление запросов упорядочения в реляционных базах данных// Проблемы теорегнчееглй и прикладной математики. Информационные материалы: Сб.-Свердловск, УрО АН СССР, 1989.-С 49.

4. О компактном хранении и числовой обработке числовых описаний чаргеглэй системы "АВГОКАЦ"// Компьютеры из предприятии. - Свердлове;;: 21зд-ео СКВ "Контур", 1990.- II 4,- С 13-24.

5. ¡.Матрицы запросов при организации списков в реляционных бааах горногсометричзских данных// Изв. вузов. Горный яурлал. - 1990.-II 12. О 12-17.

6. Ссылочная декомпозиция относенлй со списковыми структурам! в реляционных базах горногеометрических данных// Изв. вузов. Горный журнал.-1991.-М 1.- С 22-20.

7. Еериер А. И Представление горногеоыатрпчесгсой информации в реляционных базах данных //Изв. вузов. Горный »уриал. 1991.- Е! 6.-С 34-£0 (соавтор Хохряков ЕС.).

8. Проблем обработки слоигаструктурной информации в реляционных багах данных //Информационно-рекламный баллюггеиь Уралт^оркатикс.. / fceco.-ociioo обцзстю информатики и вычислительной техники. - У[е *;>-с!Ея ассоциация. - 1991. - II 12. - С i-6.