автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Разработка метода и средств построения информационных систем с динамически изменяемой структурой хранения данных на ПЭВМ

Р Г 6 ^¡^рской ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт

/ 3 МАП 1393_

на правах рукописи

Чередниченко Владимир Кириллович

РАЗРАБОТКА МЕТОДА И СРЕДСТВ ПОСТРОЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ систаы О ДИНАМИЧЕСКИ ИЗМЕНЯЕМОЙ СТРУКТУРОЙ ХРАНЕНИЯ ДАННЫХ НА ПЭВМ

Спзш!альнссть:05Л3.06-"Автоматизированнне системы управления

АВТОРЕФЕРАТ диссвртации на соискание ученой степэни кандидата технически! наук

Тверь 1993 г.

Работа выполнена на кафедре "Автоматизированные систем* управления" Тверского политехнического института.

Научный руководитель - доктор технических.наук, профессор Берзин Евгений Александрович

Официальные оппоненты - доктор технических наук, с. н. с.

Мзстецкий Леонид Моисеевич

кандидат технических наук, с. н. с. Котов Сергей Алексеевич

Ведущя организация - Государственный испытательный сертификационный центр программных средств вычислительной техники, г.Тверь

'Зашита состоится ¿-¿еъ-*.1993 г. ъ^'часов

на ааседании специализированного совета К 063.22.03 в Тверском ордена Трудового Красного Знамени политехническом институте по адресу: 170026, г. Тверь, наб. Аф. Никитина, 22. аул. 212.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке институт^.

Автореферат разослан "/^'л^/е-^-г 1993 г.

Ученый секретарь специализированного совета

А. В. Жгутов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Проблема автоматизации проектирования информационных систем (ИС) на ПЭВМ является в настоящее время объектом всеЕозрасташего интереса широкого круга специалистов е области обработки данных. Ориентация на непосредственное взаимодействие с конечными пользователями, для которых ПЭВМ выступает в роли инструмента для решения своих проблем, определяет появление требований максимально возможной простоты освоения и эксплуатации. При этом осноенсй задачей является достижение требуемых эксплуатационных характеристик, з частности, производительности ИС.

Исследование воппосое, связанных с 'оаз'озботкой прикладных ' информационных систем и эволюции в подходах к методологии создания таких систем, определяет необходимость создания программно-технологических сред, поддерхиЕапяих их разработку и эксплуатацию. Для разработки таких, сред намечается тенденция интегрирования достижений в различных областях, таких как СУБД, языки программирования, искусственный интеллект, телекоммуникация,.. математическая лингвистика, логическое программирование и др.

3 сеязи с этим в рамках комплексной программы. ГКВТИ по созданию программных средств для ПЭВМ на' 1988-1990 г. и'-в соответствии с планом НИР НПО "Нентрпрограммсистем" выполнялись работы по теме: "Разработка системы программного обеспечения проектирования и встроенной обработки документов е АРМ-ах на ПЭВМ" (ОТО "КРОНА"), в основу которой полозкены результаты исследований диссертационной работы.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧА ИССЛЕДОВАНИЯ. Целью диссертационной работы является повышение эффективности проектирования информационных систем непосредственно конечным пользователем.

Для достижения поставленной цели в диссертационной :;г!Соте решается следующая научная задача : "Разработка ттисграммно-технолсгического метода проектирования информаци-слпшх ■ систем с. динамически изменяемой структурой хранения лзккшс нз ПЭВМ". *

3 связи с данной задачей разработке подлежат следующие вопросы:

- анализ существующих методов создания эффективных систем хранения данных;

- еыСсп и обоснование принципов эффективного прсектиро-

¿1С НЭ

- разработка программно-технологического метода построения ИС с требуемыми эксплуатационными характеристиками;

- оксперимантальная проварка программно - технологической модели СУБД в ггроцессе проектирования прикладных ИО.

иЬ'ЬЕКГиМ ИССЛЕДОВАНИЯ в данной работе является информационная система,в основе которой лешт Go/ВД с бинарной моделью представления данных, физически организованных в Еиде В-дареЕа.

JJirroJUiKA ИССЛЕДОВАНИЯ. Вопросы, поставленные в диссертационной работе, решались с использованием методов системного анализа, иерархической декомпозиции процесса проектирования ИС, принципов модульности и концептуального моделирования системы на различных уровнях. Использовались метода организации вычислительных процессов, системного программирования, теории графов и инженерной психолопш.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА работы заключается в разраоотке программно-технологического метода проектирования прикладных информационных систем с использованием процессов управления данными конечным пользователем, в котором на логическом уровне используется оинарная модель, получаемая в .результате разоиения n-мерной реляции, а в качестве инструментальной среды, поддерживаюцей динамику ведения информационной системы и общего метода физического представления данных, предложен вариант В-дерева.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ И РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ. Использование разработанной в диссертационной работе программно-технологической модели СУБД (СПО "Крона") при проектировании прикладных ИС позволяет, за счет уменьшения издержек проектирования, сократить затраты на разработку и эксплуатацию информационных систем.

С1Ю "Крона"- инструментальная система проектировании и встроенной обработки документов в АРМ-ax на ПЭВМ, разработана при непосредственном участии автора и зарегистрирована в ГиСФАП ВНТИЦентр г.Москва per.N 5091000010а (организация фондодержатель НИИ "Центрпрограммсистем" г.ТЕерь). Отдельные ва компоненты 17,8,9] можно использовать как самостоятельны! хтрограумы и включать в програмгяшэ проекты, ттадъявляж::::' подобные требования к оункиаона чиом и т-.:г:пескгм хпрпк тзристикам ИО. Обдий экпно-ичесКий э<шкт от внедрения

результатов диссертационной работы составил 292.3 тыс.рублей.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные положения диссертационной работы и отдельные еэ вопроси докладывались и сбсухдзлись на десяти нзучно-технических конференциях и семинзсзх пззличнаго уроЕня, s тем числа: на Есессюзном нзучно-тэхшгшеком С9МИН2ре "Модели МИКрО-ЭЕМ. ТЭХКПеСКНЭ Ср9ДСТЕЗ,Пр0ГрЗММН09 обеспеченно и вопросы применения"(Москва, ВЛНХ СССР 1986 г.); s школах ВЛНХ СССР "Программное обеспечение Млкг.о—ЭВМ" (Москва, 1986 г.), "Системы управления базами данных " (Москва, I9S? г.), "Поспзаг^дше севдстез общего назначения для персональных ЭЕ!.Г (Москез, 1938 г.); на Есесоюзном

КЭУтШО-Т9ХК1Г-15СКСМ CSÎ"IHul!8 "ПТЗС0Л2н1Ь» С03Д2Н11Я IIDCI'pSmMHOI'O

обеспечения комплексной автоматизации " (Калинин, 1987 г.);на XVI-CM Всесоюзном научном семинаре "Системные исследования ГАСКГИ" (Ярославль, 1937 г.); на конференции "Методы разработки и анализа программного обеспечения САПР на базе .Мини и .".'.икра ЭВМ" (Севастополь,1938 г. ); на Всесоюзной конференции "Теория и практика создания единой систем информационного обеспечения е подотраслях пишевой промышленности АПК на база автоматизированных рабочих- мест" (Кишинев, 1988 г.); на конференции "КсмплексирсЕаниэ аппаратно-программных средств сетевой ЭВМ, обвзбетки кзобезгкенпй" (Киев, I9S9 г.);на Всесоюзном нвуто-техюпе сном семинара "Использование ПС ПЭВМ для автоматизации учрежденческой деятельности" (Калинин, 1990 г.).

ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертзции опубликовано 10 работ.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов, заключения, списка литература (83 наименования) и приложения. Объем осноеной части составляет 115 страниц машинописного текста, 21 рисунок , 14 таблиц.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

ВО ВВЕДЕНИИ обосновзна актуальность работы, сформулированы .цель и задача исследований, изложены осноеныэ научные п практические результаты. Аннотировано содержание глав.

В ПЕРВОМ РАЗДЕЛЕ проводится анализ архитектуры и развития методологии построения информационных систем.

Современные методологии преследуют одну главную изль-споиифицкровзть систему е понятных для пользователя терминах, т.к. только пользователь-непрограммист, для нугд кото-

poro. разрабатывается ¿1С, может оолев точно сформулировать требования к системе.

Применение классических методов программирования обходится дорого и невсегда приводит к положительным результатам. Это вызвано тем, что пользовательские требования быстро меняются, а реализация представляет сооой медленный и негибкий процесс. Проектирование любой вычислительной системы, вне зависимости от уровня ее сложности, ставит разработчика этой системы перед необходимостью выбора тех или - иных структур данных, в рамках которых осуществляется отображение предметной области.

Характерной особенностью ИС является то, что, во-первых, количество данных чрезвычайно велико, в то время как . частота использования отдельных данных невысока;' во-вторых, данные хранятся не в оперативной, а во внешней памяти, и проблема сокращения числа перемещений данных из внешней памяти в оперативную является наиболее вакной и, в-третьих, использование данных достаточно произвольное и заранее полностью не определено.

В данной работе ИС рассматривается как совокупность концептуальной схемы, информационной базы и информационного процессора . Концептуальная схема дает возможность^ судить о ■том, какой вид пользовательских представлений может быть иепользоЕан, какое множество представлений разрешено в каждый момент и каким образом -можно получить новые представления о предметной области. Кроме того, концептуальная схема включает правила, ограничивающие возможность изменения множества представлений информацонной базы. Информационный процессор представляет сооой общее средство, принимающее "сообщения" от внешней ' среды . ИС (пользователя или другой ИС). Сообщения ' могут быть командами, справками, добавлениями, удалениями из концептуальной схемы или информационной базы. Информационный процессор также выдает сообщения ИО, осуществляет управление основной и внешней памятью, управление вводом/выводомi

Системное программное Обеспечение ЭВМ, включая операционные' системы, использует сильно ветвящиеся деревья для организации поиска во внешней памяти. Выбор того или I иного типа дерева зависит от особенностей внешней памяти и целей поиска. В результате промдвнного анализа для

с

реализации программно-технологического метода в качестве инструментальной среда, способной отражать динамику изменений предметной области, были выбраны{ на физическом уровне -структура В-дереЕа, на логическом уровне - бинарная модель, т.к. с помощью поименованных бинарных отношений физически можно представить информационную базу любой сложности.

ВО ВТОРОМ РАЗДЕЛЕ обосновывается Еыбор бинарной модели представления данных.

Основные достоинства списков бинарных отношений:

- компактность, в осноеной памяти можно представить большую его часть;

- база данных приобретает однородную структуру, необходимы только средства манипулирования бинарными отношениями;

- обеспечивается максимальная гибкость и независимость данных.

Выразительные возможности бинарной модели сопоставимы с возможностями реляционной модели, а сама модель более проста и однородна.

Приведем математическое обоснование ЕМД.

Введем конечный алфавит L и в множестве ь* от всех слов на L выделим множество Nat имен атрибутов, Nrel имен отношений и области значений Di,D2,...,Dn атрибутов. Фиксируем отображение

Dcm:Nat ->{D1,D2,...,ün) которое сопоставляет каждое имя атрибута А с областью его значений dcka. Для каждого Di клеем множество имен атрибутов с областью значения Di.

Пару (А,в),где А,в принадлежат Nat я А / В, нэзоезм индексом. Индексы (А,В) (G.D) согласованы, если DcrrD=DcaC.

Сопоставим каждый индекс (А,В) с булегсй алгеброй

о

?(А,3) подмножеств декартова произведения DcmA х DomS; хотя А Ф 3, DomA и ЕовВ могут совпадать. Алгебра Р(А,В) состоит из бинарных отношений между DotüA и DoibB.

Если индексыs (А,В) и (C,D) согласованы, то обычное ум-

бичЭ^ГКи^ 0ТКСП9К1*Я ИС2ЕОЛЯ8Т СТТрвЛЭ^П'ТЬ ПрОКЗВЗ—

зенив 1кс:таз:тцкю) отнсзэнлЯ R с P(A,2j s е Р(с,г): ~ £ Есг.В-Гсг.С: (з,Ъ) с R л (Ъ, ¿) ^ s}

Хорошо *!?F.octiiq, ЧТО ЗТЗ ОПОрЗШ1Я ЗССОЦ11С!Т:!1?!:? I! »f^p ~г> <•%■»■» г..- *r р -».- 7 ггггопу ™1*стгт*"ч7т'т.,г;,;сстт/! i ii" v г.г )

Е = R1S U B2S ДЛЯ ЛЮбЫХ R1, R2 с Р(А,В), S с Р(С,Е).

Если A/D, ТО RS с Р(А,В); если ке A=D, то нукно ее8сти правило переименования D (например, вместо d ввести С), которое зависит от синтаксиса шен е Mat, к считать, что PScP(A.D'). Подобны;,i образом можно Есегдз определить правила переименования для сохранения ассоциативности.

Далее для каждого R е Р(А,В) определено его "обращение" или инволюция R* с Р(В,А), состоящая из таких пар

(b,a) с DomB х DoniA, что (а,ъ) с Р.. Операция обращения является унарной операцией, которзя удовлетворяет трем условиям:

— j>.

ИЗ R1 £ R2 следует R1*c R2* В алгебре Р(а,а*) выделим отношение

ДА ={ (а,а) ¡а с Boira} А i

Оно представляет собой диагональ множества dcma и играет особую роль в алгебре бинарных отношений; а именно, если R с Р(А,В), то ДдР. = Р., аналогично RA* = R.

Лногоосноензя алгебра, состоящая из множеств Р(А,В) для Есех индексов (А,В), сигнатура которой состоит из буле-еых операций для каждого индекса (А,В), композиции отношений (для согласованных пар индексов), и инеолшии, определяет

бинарную модель данных: езд (tiat,Di ,d2.....за,Des).

'Сигнатура алгебры зависит от функции Dea.

Бинарная модель е значительной степени совпадает с алгеброй бинарных отношений между множествами Ю1 ,D2,...,Dn; разница состоит в том, что каждая булева алгебра отношений повторена счетное число раз и не допускается совпадение имен атрибутов е индексе, поскольку такое повторение семантически неинтерпретируемо. Яенов включение правил именования атрибутов при композ1щии отношений в ЕВД аналогично неявному применению этих правил в реляционной модели при опоеде-' лении соединения отношений как производной операции.

Некоторые варианты бинарной модели используют такие операции над множествами, которые после их применения к конечным отношениям, сноеэ дают конечные отношения, т.о. операции пе-русочения.сбгединвния и разнопти множества. Композиция кокеч-с?!!0!Л)!!ГЙ являете;! KC'H^'JiDJM CT:!CT;.'¡"V.V.. i".::-: cavoe ОГ"О~

o'frnq т* ir tnion tnofrtrr*

в реляционной модели данных оператор project играет роль алгебраического КЕантора существования. 3 бинарной модели этот аналог мохно определить следующим образом: если

R в Р(А,В), ТО """ "" П "д

Отношение DniR состоит из пар (а, а), для которых существуют такие ь с Бсяв, что (з,Ь) с к. Другими словами, EmR описыгает область определения R, подобно проектированию на атрибут А . Заметим, что хотя .диагональ Дд может Сыть счетной, cavo отношение DmH конечно для конечных R и находится путем последовательного просмотра композиции rr**.

Нзличиэ в ЕМД аналога КЕантора существования позволяет интерпретировать в этой модели широкий класс позитивных формул логики первого порядка, т.е. таких формул, в которых не встречается отрицание. Именно такие формулы находят широкое применение в задачах искусственного интеллекта.

Для ЕМД так se, как и для реляционной модели применимы понятия "схемы" и "состояния" базы данных.Поэтому для каждого имени отношения R с Nrel описывается его' тип, т.е.

некоторый индекс (А,В). Для конечного набора имен отношений

R1 (А1,В1),...,Rn(An,Bn) строится свободная алгебра ?, свободными образующими которой служат выбранные имена, а сигнатура соепздзэт с сигнатурой БМД.

Схема базы данных представляет собой последовательность имен отношений R1 (А1,В1),...,Rk(Ak,Bk) шесте с последовательностью пар однотипных термов из У (и1,П).....(ul,vl). .

Гомоморфизм ф: Г->БМД описывает состояние Озгы данных, при котором все отношения ®(Ri) конечны и выпсушяются рзвенстЕЭ ф(ит )=ф(П),...,ф(ч1)=ф(71). Таким образом, зздзть состояние означает необходимость сопоставить символам R1(А1,В1),..:,Рд(Ап,Вп) конечные отношения (с этими жэ членами) и проверить выполнение соответствуют* равенств, для чего нужно Еместо симеолов подставить в термах ul,п,u2,v2,...,ul,vi соответствующие отношения и еыполнить указание в термах операций.

Бинврноо отношение R(A,B) е DomA X DcmB можно

рассматривать как предикат Рг : Ьсша х Ьогг^-.чо, 1) , при котором вместо двухэлементной булевой алгебры берется произвольная решетка О, в которой пересечение дистрибутивно относительно объединения. Элементы из о интерпретируются как меры истинности высказывания

Рг(а,Ь), а с йопЛ, Ъ с ИошВ. Алгебра а-значных предикатоЕ имеет много общих сеойств с бинарными отношениями и может использоезться для моделирования баз данных.

После рассмотрения некоторых моделей данных, которые в настоящее Еремя используются еэсьмз активно, и возможностей их представления посредством ЕМД , следует отметать , что , имеется возможность сохранения всех сеойств этих моделий и приобретения новых сеойств, присущих НАД.

БМД можно считать методом интегрирования разнородных баз данных, где обеспечивается возможность использования данных какой-либо модели, не придавая значения тому, гда они описаны. Прием декомпозиции п-арного отношения в бинарное применим к любому отношению и положен в осноеу разработанного в диссертации преобразователя форматов представления данных.

•Аппарат теории бинарных отношений достаточно универсален и его можно использоезть для более простого моделирования целых уровней СУБД. При анализа функциональных возможностей СУБД необходимо выделить,с одной стороны, аспекты относящиеся к реализации собственно бинарной -модели данных (описание схемы и состояний, обработка этих описаний, языковой интерфейс и т.д.), с ■ другой стороны, рассмотрение общих характеристик системы (режимы обработки и хранения данных, зашиты, восстановления и т.д.)

Физическое представление различных информационных структур в большей степени предопределяет эффективность и быстродействие МО, а также е значительной степени определяет их логическую организацию. В-дереЕО (сбалансированное дерево) является хорошим механизмом для хранения сверхбольших ' индексов и обладает рядом ценных качеств: сохранение целостности во время сбоя оборудования, простота,быстрый доступ к данным, однородность и т.д.

В дополнении к этому е ТРЕТЬЕ?,! РАЗДЕЛЕ рассматриваются возможности, которые отбываются для использования В-деиеЕа, как оо^'-гс мотсна Физического пг?лдстлт21"п " ^ г г гм, ^ггппмлгтпг^

отражать динамику изменений предметной ооласти.

В программно-технологическом методе проектироЕанил ИС с исЬользованием процессов управления данными реализованы следующие основные, функции В-дерева:

- поиск элемента по кличу (READ);

- запись элемента по ключу (WRITE);

- удаление элемента по кдочу (DELETE);

- чтение элементов в порядке возрастания их значений (справа) (READ RIGHT);

- чтение элементов в порядке убывания иг значений (слеЕа) (READ ЬЕРТ);

- управление основной и внешней памятью вычислительной системы (GlVBbOCK);

- поддержка бинарного отношения (BDBASE).

Единицей доступа в физическом пространстве является блок. Поэтому в-дерево представлено в.памяти в виде блоков.

Место блоков в основной памяти назовем "блоком виртуальных буферов" (БВБ). Все эти блоки описаны в некоторой таблице, которая служит механизмом для определения наличия блока в ЕВБ. Есе запросы на блоки реализуются череь" БВБ. Все блоки БВБ упорядочены по времени их использования.

При такой организации в БВБ в некоторый момент будет находиться случайная Еыборка блоков В-дереЕЭ, которые использовались последними. Те блоки, которые используются часто, не выходят из ЕВй (в частности, корень). При необходимости доставить блок В-дереЕа в БЕБ, вводим его на место самого "старого" блока. Возвращение блока в В-дереЕо осуаэствляется только после его изменения во Еремя нахождения в осноеной памяти.

Такое управление основной памятью минимизирует количество обращений к внешней памяти, за счет чего паЕшшется быстродействие поиска данных, причем это делается автоматически, в зависимости только от конкретных запросов поступивших в некоторый момент Бремени. В частности, read доставляет в память (при наличии места) целый путь из В-дереЕа для достижения элемента, и после душив операции write ИЛИ delete 0УДУТ УДОВЛбТЕОрЯТЬСЯ сразу ИЗ бЛОКОВ БВБ, а если БВБ позволяет это, он может содержать несколько путей из В-дераЕа к разным, часто используемым элементам.

Зтот м?хглп;зм напоминает принцип организации готтупльной

памяти с "подкачкой страницы по требованию".

В-дереЕо наращивается путем расщепления блоков, и это наращиЕание начинается с нулевого уровня (уроЕня данных). Если расщепление распространится вверх (расщепляются Еерхние индексные блоки), то е физическом пространстве будет записано новое поддерево блоков снизу-ЕЕерх, которое будет "неявным" до тех пор, пока на актуализируется тот индексный блок пути элемента, который не расщепился при добавлении ноеого элемента. Если к этому моменту произойдет сбой е оборудовании, целостность В-дэревз на нарушится, однако новое поддерево не будет Еклхлено в В-дерево и поэтому оно будет недоступно. "Проявление" нового поддерева представляет собой однсшагоЕую процедуру, которая минимизирует вероятность разрушения В-дерева при сбоях.

Результатом работы комплекса программ "Преобразование форматов" является разбиение п-арного отношения на бинарные е виде символьной последовательности ОЕЬЕКТ-АТРИБУТ-ЗНАЧЕНИЕ. Представление бинарного отношения реализовано с помощью функции вшшзе, которая составляет бинарные отношениям затем использует основные функции ■ В-дерэЕа для чтения и записи. Разработан механизм нахождения отношения по любой комбинации известных его компонент.

К основным недостаткам бинарной модели можно отнести следующие:

- повышенные требования к физической памяти для размещения бинарного отношения;

- запрос к базе данных относится более, чем к одному бинарному отношению,что требует более одного доступа к данным.

Для п-арного отношения недостатком является обратное утверждение.поскольку слишком мало запросов относятся ко Есем элементам этого отношения. Сравнительный анализ требований к физической памяти для размещения реляционной и бинарной модели данных показал, что если в качестве физического представления данных используется В-дереЕО, то для хранения бинарного отношения не потребуется больше памяти, чем для хранения п-арного отношения с построением, индекса.

В-дереЕо, как инструмент физического' представления данных, тоже является Еесьмэ простым для реализации. Поддержка В-дерева не требует никаких специалглых действий

операционной системы, доступ к физичоским о лскцм на физическом уровне возможен для всех устройств прямого доступа, поэтому он полностью реализуем для всех типов устройств прямого доступа и всех типов 11иЬМ.

Бинарное отношение, обеспечивающее максимальную гиокость и независимость данных, и дерево, как общий метод физического представления данных в информационной система, положены в основу экспериментальной реализации программно-технологического метода проектирования ИО с динамически изменяемой структурой хранения данных в СПО "КРОНА".

В ЧЕТВЕРТОМ РАЗДЕЛЕ приводятся рэзультаты

экспериментальной апрооации В-дереЕЭ и системы программного обеспечения проектирования и встроенной обработки документов на ПЭВМ (СПО "КРОНА")..

Эксперименты проводились на 16-ти разрядной персональной эем типа 1вм рс/ат с процессором штеь 80286, с тактовой частотой 8 мгц, с оперативной памятью 640 КБайт и 40 (Байт жестким диском.

Файл данных, используемый при проведении экспериментов с В-деревом, содержал Есе печатные символы, вводимые в клавиатуры. Бинарные отношения, над которыми проводились наблюдения, получены после разбиения таблицы, прэдетанлящей реальный телефонный справочник и записаны как иКЪЕКТ-АТРИБУТ-ЗНАЧЕШЕ. Чтобы обеспечить возможность поиска по каждому из них, двоичное отношение записано три раза.

В рамках задач апробирования методов представления данных проведены две группы экспериментов с моделью В-дерева. Первая группа экспериментов проведена для оценки быстродействия поиска и записи данных, поиска и записи бинарного отношения, ведения больших объемов данных.

Были проведены эксперименты с физическими блоками разной длины и с разным числом виртуальных буферов для оценки влияния этих параметров на быстродействие поиска. Быстродействие возрастает при использовании отложенной записи, при увеличении числа Еиртуальных буферов, а так же с применением более длинных блоков в В-дерева.

Были проЕодены сравнительные эксперименты добавления бинарных отноатния и п-мерннх (п=7) отношений в реляционные базы дани1х каро и ГЛТЕР-ЭКСПЕРТ. Время дг.опр.тэиия в обеих систоулх у.'.'ол'пагостол проповниснально оот-е.^у /пглих. В

В-дереве время добавления увеличивается оолее медленно и приближается к логарифмической кривой (Ьо^(п)-где п-число элементов В-дерева).

Графики временных характеристик показаны на рис Л

4 5 6 7 объем данных Рис Л .

9 10 Л1 12 13 14

проводилась для оценки в ' автоматизированном

Вторая группа экспериментов возможности применения В-дереЕа проектировании принладных ИС средства:® (СПО "КРОНА"). Функциональная схема СПо "И'ОНА" приведена т гас.2.

Г1т->г'1гтчу^пГШ "Г/Г'.Т'Ш".!'! ОКППОТЛ'М'^КТЗ.ЛЬНОГч' в

•Л 10 "1'Л!''!1Л" псдтг .г.гл."') "то т :!Г::;тасгт""0':|П"'-~1 гсп:;ет.о

8

СИСТЕМА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ВСТРОЕННОЙ ОБРАБОТКИ ДОКУМЕНТОВ В АРМ НА ПЭВМ (СПО 'КРОНА')

Рис.2. Функциональная схема СП0"КРСШ'

функциональные? и временные характеристики, а именно:

- для манипулирования данными, представленными е еидэ В-дерева, мекмо использовать только три функции доступа К данным.атлми ФУНКЦИЯМИ яеляются READ, WRITE, DELETE;

- БД не ну задается в РЕОРГАНИЗАЦИИ;

- не требуется предварительной ЗАПЛАНИРОВАШОСТИ размещения данных в физическом пространстве;

- обеспечивается Еысокая НАДЕЖНОСТЬ хранения данных;

- обеспечивается быстрая реакция системы на запрос;

- допускается хранение данных ПЕРЕМЕННОЙ ДЛИНЫ;

- допускается возможность хранения НЕЧЕТКО СТРУКТУРИРОВАННЫХ данных.

Оценивая возможности и перспектиш применения В-дерева, как инструмента обработки данных, можно выделить следующие направления дальнейших исследовательских раоот:

- В-дэреЕО, как базовая информационная структура и общий метод, хранения данных;

- дедуктивный поиск в бинарной модели данных, как метод ведения обработки данных;

- В-дереЕО - среда непроцедурного программирования;

- распределение данных в сети;

- параллельная обработка данных;

- экспертные системы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ.

I.Разработана программно-технологическая модель СУБД с динамически изменяемой структурой хранения данных на ПЭВМ.

2.Обоснован и апробирован вариант модели представления данных, основанный на теории бинарных отношений и позволяющий обеспечивать максимальную гибкость и независимость данных.

3.Обоснованы и расширены возможности использования В-дерева, как общего метода физического представления данных.

4.Разработан программно-технологический метод

проектирования информационных систем с использованием процессов управления данными, в котором В-дерево и бинарная модель определяют инструментальную основу поддержки динамики информационной системы .

5.Экспериментальная проверка и практическая эксплуатация ИО, реализующих основные результаты диссертационной работы , подтвердили их теоретическую обоснованность.

11усликзщ!и по тема диссертационной р^оотн: и- I. Халатур Я.П., Черздничзнко В.К. Средства управления базами данных для ШЕМ // ВДНХ ССОР. Материалы пколы "Программное обеспечение Микро ЭЕМ " Те.з. дскл. - Калинин: НПО "ШС".- 1986.-с.27-28.

2. Скороход С.С., СеменоЕа^Л.А..Черодничашсо В.К. Разработка программ взаимодействия пользователя с Сазами данных. // Тез. докл. ху! Всесоюзного научного семинара "Систе!,гные исследования ГАСНТИ" - Ярославль: ВС НТО. - 198?. -с.138-133.

3. Чередниченко В.К., Щербинина Ж.В., Евсаеьа Т.В. Организация диалога с пользователем при форматировании экрана в рамках инструментальной системы "КРОНА". // Тез. докл. науч. конф. "Методы разработки и анализа ПО САПР на сазе МИНИи МИКРО-ЭВМ".- Севастополь: РДЭНТП. - 1988. - с.4-6.

4. Чередниченко В.К. Система программного обеспечения проектирования и встроенной обработки документов в АРМ и ПЭВМ (СПО "КРОНА") // Тез.докл. Всесоюзной конференции "Теория и практика создания единой системы информационно -вычислительного обеспечения , в подотраслях пищевой промышленности АПК на базе АРМ " - Кишенэв: РН ВНТО. - 1988. -С.12-13.

5. Чередниченко В.К. К Еопросу о применении микро ЭЕМ • и микропроцессорной техники в автоматизации учрежденческой деятельности. В' Сб. научных трудов НПО АСУ "Москва": -1987. - с. 16-20.

6. Чередниченко В.К. Система программного обеспечения проектирования и. встроенной обработки документов в А!),! на ПЭВМ (СПО "Крона") // ВДНХ СССР. Материалы школы "Программные средства общего назначения для ПЭВМ" Тез.дскл-. - Калинин: НПО "ШС". - 1938. - С.23-24.

7. КудряшовК.В.,Чередниченко В.К.,Щербинина Я.В.,Иванова Г.С. Генератор экранных и печатных форм для Микро-РС (Крона-Формат) // Информационный бюллетень. Алгоритмы и программы,- М.:ВНТИЦентр. -1989,- N 11, рег.М 50890000166.

8. Кудряшов К.В..Чередниченко В.К..Скороход С.С.,Евсеева Т.В. Ввод/вывод, поиск и модификация данных в СПО "Крона" (ПС Крона-Формат-Редактирование) // Информационный Сюдл'теш,. Алгоритмы и ггтгагргкяш. - М : ВНТЩектр. - - л , рпг.Т!

9. Фетисов В.В..Чередниченко В.К.»Белякова в.И.,Скороход С.С., Евсеева Т.В., Брощан Н,Р. Математическая обработка данных в СПО "Крона" (Крона-Формат-Обработка) // Информационный бюллетень. Алгоритмы и' программы. - М.: ВНТИЦентр. -1990. - И З.рёГ. N 50900000437.

10. Чередниченко В.К., Скороход С,С..Брощан Н.Р.,Евсеева Т.В. Система программного обеспечения проектирования и встроенной обработки документов в АРМ на ПЭВМ (ОПО "Крона") // Информационный бюллетень. Алгоритмы и программы.-М.:ВНТИЦентр. - 1990. - N 10, per. n50910000103.