автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.11, диссертация на тему:Теория семантически значимых отображений и ее применение для проектирования реляционных баз данных

На правах рукописи

Бабанов Алексей Михайлович

ТЕОРИЯ СЕМАНТИЧЕСКИ ЗНАЧИМЫХ ОТОБРАЖЕНИЙ И ЕЕ ПРИМЕНЕНИЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ РЕЛЯЦИОННЫХ БАЗ ДАННЫХ

Специальность 05.13.11 - «Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Томск - 2004

Работа выполнена в Томском государственном университете

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор ЮЛ. Костюк

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор А.Ю. Матросова,

кандидат технических наук

А.Н. Моисеев

Ведущая организация:

Томский университет систем управления и радиоэлектроники

Защита состоится 7 октября 2004 года в 10.30 часов на заседании диссертационного совета Д 212.267.08 при Томском государственном университете (г. Томск, пр. Ленина, 36).

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке Томского государственного университета.

Отзывы на автореферат просьба высылать по адресу: 634050, г. Томск, пр. Ленина, 36, Томский государственный университет, ученому секретарю ТГУ Буровой Н.Ю.

Автореферат разослан

Ученый секретарь

диссертационного совета,

доктор технических наук, доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

Одна из наиболее широко распространенных в настоящее время информационных технологий - технология баз данных (БД), не достигла пока такого уровня развития, при котором ее можно использовать без помощи профессионалов. Основная проблема этой, несомненно, востребованной технологии заключается в непривычности для человека формальных моделей представления информации, которые используют современные системы управления базами данных (СУБД). Технология БД станет более доступна пользователям, когда будет реализована СУБД, эффективно поддерживающая естественную для человека модель данных, и манипулирование БД будет не сложнее общения на естественном языке.

Для достижения этой цели необходимо:

• разработать формальную, но естественную для человека модель данных;

• реализовать ее на ЭВМ:

- либо в виде надстройки над имеющимися коммерческими СУБД,

- либо в виде полноценной СУБД, поддерживающей эту модель.

Причем упомянутая надстройка может решать как все задачи ведения БД, так и только задачу проектирования схемы БД - первую и по порядку, и по важности. В последнем случае можно говорить о разработке так называемой CASE-системы, класс которых получил в последнее время бурное развитие и широкое распространение. Именно в них пока нашли свою коммерческую реализацию семантические модели данных. CASE-система предлагает пользователю удобные формы диалога по вводу более-менее естественных для человека описаний семантики предметной области с автоматической трансляцией этих описаний на язык определения данных конкретной СУБД.

В случае отсутствия подобных инструментов задачу проектирования схемы БД для конкретной СУБД вынужден решать от начала и до конца человек. В этом ему призваны помочь методологии проектирования. Разработка удобных и естественных для человека методологий проектирования является как самоцелью, так и необходимым условием для появления соответствующей CASE-системы (по сути, последняя - лишь программная реализация «бумажной» методологии).

Целью настоящей работы является разработка методологии проектирования реляционных схем БД, сочетающей необходимую полноту описаний предметной области с естественностью этих описаний для человека. Для достижения этой цели решаются следующие задачи:

• построение естественной для человека модели описания предметной области,

• разработка методологии проектирования описаний в этой модели,

• разработка метода трансформации полученных описаний предметной области в реляционную схему.

Научная новизна

1. Построена теория семантически значимых отображений, расширяющая возможности представления семантики данных.

2. Доказаны теоремы, являющиеся формальным основанием для предлагаемой методологии проектирования реляционных схем БД.

3. Построена семантическая модель «Объект-Отображение», отличающаяся полнотой представления свойств данных и естественностью представлений для человека.

4. Предложена относительно простая и достаточно полная методология построения описаний предметной области.

5. Предложены правила трансляции описаний предметной области в реляционные схемы, отличающиеся улучшенным качеством результата.

Практическая ценность результатов работы заключается в возможности широкого использования разработанного теоретического и методологического аппарата моделирования данных:

• для собственно проектирования реляционных схем БД,

• для разработки CASE-средств проектирования реляционных схем БД,

• для разработки методологий проектирования схем БД для других моделей данных коммерческих СУБД,

• для разработки СУБД, непосредственно поддерживающих модель «Объект-Отображение».

Апробация работы

Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих научно-технических конференциях.

• Международная конференция «Опыт и применение GIS-технологий для создания кадастровых систем» (Ялта, 1997).

• Всероссийская конференция «УРБИС-97» (Москва, 1997).

• Региональная конференция «Проблемы управления земельными ресурсами» (Красноярск, 2000).

• Всероссийский симпозиум «Информационные технологии и математическое моделирование» (Анжеро-Судженск, 2003).

Объем работы

Работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложений, включающих аксиомы теории, доказательства теорем, документы о внедрении и использовании результатов и список сокращений. Общий объем работы составляет 179 страниц, из них 22 страницы - приложения, 6 страниц -список литературы (77 названий). Текст работы иллюстрируется 17 рисунками и 1 таблицей.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе проведен анализ теории и методологий проектирования реляционных баз данных. Основные выводы этого анализа заключаются в следующем. Между представлениями человека о предметной области и формальными концепциями реляционной модели существует трудно преодолимый непрофессионалами семантический разрыв, затрудняющий использование технологии БД. Классическая методология проектирования реляционных БД даже профессионалам не гарантирует однозначного результата, оставляя широкие возможности для проявления интуиции проектировщика. Семантическое моделирование, как предварительный этап проектирования реляционных БД, расширяет применимость классической методологии. Модель «Сущность-Связь», как основное средство семантического моделирования, несмотря на свои очевидные достоинства, иногда не позволяет в необходимой степени определить семантику данных.

Во второй главе предлагается теория семантически значимых отображений. Основными понятиями теории являются объекты и отображения. Всякий объект есть уникальная целостность, которую человек в процессе мировосприятия и мышления способен отличить от всего того, что не является данной целостностью. Взаимосвязи объектов определяются через отображения. Семантически значимое отображение (в дальнейшем - отображение) - это некоторый семантически значимый закон по которому каждому объекту моделируемого мира х может быть поставлен в соответствие (а может быть, и нет) один или более объектов. Каждый факт соответствия <р одному объекту одного другого объекта представляет экземпляр отображения ф (или экземпляр ф-отображения).

Будем называть образом объекта х при отображении <р (или кратко, ф-образом объекта JC) объект у, поставленный в соответствие объекту д: одним из экземпляров отображения (краткая запись Объект х в таком случае

будем рассматривать как прообраз объекта у при отображении <р (или кратко, ф-прообразом объекта у) (обозначение - д: = ф-1(у) ). ф-отображение объектад:

характеризует кардинальное число объектах при отображении ф(обозначе-

ние - - мощность его области образов при этом отображении.

Совокупность всех объектов, имеющих ненулевые кардинальные числа при отображении ф, назовем реальной областью определения отображения

(РООО) ф, а совокупность всех ф-образов этих объектов - реальной областью значений отображения (РОЗО) ф. Одним из самых главных отличий отображений объектов реального мира от функций в математике является динамичный характер экземпляров отображений. Семантика же отображений стабильна и в любой момент времени отражает тот закон, который справедлив для всех возможных состояний их экземпляров. По этой причине наряду с динамичными

реальными областями для отображений необходимо рассматривать «потенциальные» области определения и области значений. Область определения отображения (ООО) ср - это совокупность объектов, которые в силу смысла закона ф могли иметь в прошлом или имеют в настоящем, или смогут иметь в будущем хотя бы один ф-образ. Область значений отображения (ОЗО) ср - это совокупность объектов, которые в силу смысла закона <р могли быть в прошлом или являются в настоящем, или смогут стать в будущем ф-образами некоторых объектов.

Для представления взаимоотношений между классами отображений в теории семантически значимых отображений предлагается алгебра отображений и формальная система, построенная на базе исчисления предикатов первого порядка.

Определим интерпретацию символов этого исчисления. Предметные переменные (например, х, у, г, ...) служат для подстановки объектов. Функциональные символы (например, ср, <р-1, у, у, ...) представляют классы отображений. Будем использовать следующие предикаты:

- предикат вида х-у истинен тогда и только тогда, когда предметные переменные * и у указывают на один и тот же объект;

- предикат вида у - ф(х) истинен тогда и только тогда, когда у является образом х при отображении ф;

- предикат вида , где К - отображение Я: Х^ х...х Хп -> {0,1}.

Отображение фявляется инверсией отображения ф тогда и только тогда, когда ЧхЧу(у = ф(дг) 01=9"' 0>)).

Отображение \у(ф) является композицией отображений ф и тогда и только тогда, когда = ц/(ф(х)) <-> Зу(у = ф(дг) л г = ц/(_у))).

Отображение уи<р является объединением отображений ф и \|/ тогда и только тогда, когда Удг\/у(у = (ф и ч/)(х) <->>> = ф(х) V у = .

Отображение у п ф является пересечением отображений ф и тогда и только тогда, когда УхЧу(у = (ф п <-*у=ф(х) а у = у(х)).

Отображение ц/ - ф является разностью отображений ф и у тогда и только тогда, когда УхУу(у = (ф-\|/)(х) <-+ у = ф(х) а-ту = у(дг)).

Отображение ф[У] является проекцией отображения ф со сложным объектом-образом на роль У тогда и только тогда, когда ЧхЧу(у = ф[Г](х) о М< У,г >= Ф(х))).

Важную роль при описании семантики играют введенные количественные характеристики отображений - минимальные и максимальные кардинальные числа.

Глобальное минимальное кардинальное число отображения q> - это наименьшее из кардинальных чисел КЧу(х) объектов х, являющихся экземплярами ООО <р: ГМКЧу = min КЧЛх).

х=экземппяр(000{<р))

Реальное минимальное кардинальное число отображения <р - это наименьшее из кардинальных чисел КЧ^{х) объектов х, которые реально имеют ср-

образы (являются экземплярами РООО ср):

РМКЧФ = min КЧЛх).

х=эюемпляр( РООО( ср))

Максимальное кардинальное число отображения 9 - это наибольшее из кардинальных чисел КЧ^(х) объектов х, являющихся экземплярами ООО <р:

МКЧт= max КЧЛх).

х=экземпляр(000((р))

Количественные характеристики отображений позволяют выделить полезные для многих приложений теории типы отображений. Отображение <р называется:

- неограниченным, если ГМКЧ^ = 0, РМКЧ^ = 1, МКЧ^ = оо;

- полностью определенным, если ГМКЧ^ # 0;

- функциональным, если МКЧ^ = 1, в том числе:

- частичным функциональным, если ГМКЧ^ = 0, МКЧ^ =1;

- полным функциональным, если ГМКЧ^- 1, МКЧ у - 1.

Отображение у полностью определено тогда и только тогда, когда \/х(х = экземпляр(000(у)) —> 3у(у = у(х))) -

Отображение у функционально тогда и только тогда, когда VxVvVw(v = у(х) л w = у(х) —» v = w).

Отображение у является следствием отображения <р, если для любого экземпляра отображения <р найдется экземпляр отображения у» такой, что их образы и прообразы совпадают. В таком случае УхУу(у=<р(х) -> у = \|/(х)) истинно.

Отображения ср и у эквивалентны тогда и только тогда, когда они являются следствием друг друга. В таком случае УхУу(у = <р(х) <->7 = истинно.

Выводы теории получаются из рассмотрения тернарного случая, при котором имеется три класса объектов (X, Y, Z), четыре отношения (одно тернарное - R{X,Y£) и три бинарных - Rxi(X,Y), Ry^Y^Z), R^X^Z)) и двадцать отображений (восемь из них определяет отношение R и по четыре - каждое из бинарных):

V, :Х-> УхZ, yf1: YxZ->X, у2: Y->X*Z, y^'.XxZ^Y,

:Z->Xx Y, уз^Хх Y->Z, Ä:Xx7xZ->{0,l}, R~x :{0,1} -»XxYxZ,

Ф! :Х->¥, ФГ1: ¥->Х, Я^: Xх¥{0,1}, Л^ч:{ОД}->ХхУ, Ф2: у->г, Ф21:г-> г, {0,1}, я^'1 ■.{0,1}->г*г,

<р3:г->X, ф!1 -.х->х, Я^ -.ХхХ^. {0,1}, :{0,1} X хЪ.

В теории проектирования реляционных БД устранение аномалий, связанных с избыточным дублированием данных, осуществляется в процессе декомпозиции исходного «аномального» отношения. В нашей методологии проектирования эта же задача решается за счет исключения избыточных отношений, поскольку изначально строятся и тернарное и, все «семантически близкие ему» бинарные отношения.

Право осуществления подобных действий нам дает истинность следующих выражений: ЧхУуЧ1{Я{х,у,2)<г> ЯХу(х,у)лЯхг(х,г)) и УхууЧг(Я(х,у,2) ЯХу{х,у)лЯп(у,2)лЯХ2(.х,2)).

Введем эквивалентные аналоги этих выражений в теории семантически значимых отображений.

Теорема 1. Следующие формулы являются логическими следствиями друг

друга:

\/хУуУг(Я(х, у, г) О Л^ (*, >) л Д;к (х, г)) и УхЧу\/г(< у,г>=щ(х)**у = ф, (х) л г = ф^ (х)).

Теорема 2. Следующие формулы являются логическими следствиями друг

друга:

\/х\/уУг(Я(х,у,г)<^Яхг(х,у)лЯп(у,2)лЯхг(х,2)) и УхУуУг(< у,г >= ц/^х) <->у = ф1(дг)лг = ф2(>')лд: = ф3(г)). Следующие две теоремы служат основанием для декомпозиции без потерь функциональных зависимостей.

Теорема 3- Отображение \|/1 функционально тогда и только тогда, когда

функциональны обе его проекции У)|У] и

Теорема 4. Если отображения ф! и фз"1 функциональны и являются следствиями проекций »(/¡[Г] и соответственно, то функциональны и проекции у,[7] и VIИ-

Следствие теорем 3 и 4; Если отображения ф! и ф^ функциональны и являются следствиями проекций ^¡[К] и соответственно, то функцио-

нально отображение у].

Это следствие гарантирует функциональность отображения yj при декомпозиции отношения R(x,y,z) на отношения Rxy(x,y) и Rjz(x,z), в которых отображения <pj и Ф3"1 функциональны.

Следующая теорема обеспечивает условия декомпозиции отношения R(x,y,z) на отношения R^y(x,y) и R^z(x,z) без потерь информации при наличии функциональных отображений.

Теорема 5. Если одна из проекций отображения функциональна, и обе проекции эквивалентны соответствующим бинарным отображениям, то выполняется условие эквивалентности схемы отношения R(x,y,z) схеме с отношениями RxY(x,y) и О^-

Следующая теорема обеспечивает условия декомпозиции отношения R(x,y,z) на отношения Rxy(x,y) и Rxz(x,z) без потерь информации.

Теорема 6. Условие эквивалентности схемы отношения R{x,y,z) схеме с отношениями Rxy(x,y) и Rxz(x,z) выполняется тогда и только тогда, когда

отображения ф] и фз1 являются следствиями проекций VilT] и Vi[Z] соответственно, и истинно следующее высказывание

VxV>>Vz(_y = ф1(х) a z = ф^1 (х) -X у, z >= \|/!(х)).

Предлагаемая • теория семантически значимых отображений позволяет описывать семантику данных на более детальном уровне по сравнению с теорией реляционных БД за счет декомпозиции понятия «отношение» и введения более элементарного базового понятия «отображение». Наличие отображения декартова произведения классов объектов в множество истинностных значений наряду с отображениями между классами объектов, позволяет формально учитывать взаимосвязи между понятиями реляционной теории и теории семантически значимых отображений. Таким образом обеспечивается обоснованность предлагаемого метода трансляции описаний предметной области из одной формальной системы в другую. Введенные в теории семантически значимых отображений характеристики отображений, их типизация, формальная система и алгебра отображений позволяют определить как новые представления традиционных зависимостей между данными, так и выявить новые закономерности в данных, что расширяет возможности представления семантики данных.

В третьей главе описывается модель данных «Объект-Отображение» (далее, кратко - ОМ-модель, от английского перевода - Object-Mapping), основанная на теории семантически значимых отображений. Основное назначение модели -описание семантики предметной области для целей проектирования схемы БД.

На основании анализа повсеместно используемой человеком знаковой системы - естественного языка - сформулированы основные семантические концепции ОМ-моделирования - объекты и отображения. В результате развития

функционального логического подхода введены функциональные формы простых единичных высказываний, позволяющие формализовать семантические концепции ОМ-модели.

Функциональная форма высказывания о соответствии объекта а понятию об индивидах л/) (х) вводится определением

а - Экземпляр(А) а есть хА(х).

Функциональная форма высказывания о присущности объекту а класса WxA(x) свойства Рвводится определением

Истина = Р/(а) =щ а есть хА(х) & Р(а) или эквивалентным ему -

Функциональная форма высказывания о том, что объект а является образом объекта b при отображении Si, определяемом отношением Si-Si, вводится следующим образом: а = S\(b) =Qf <а,Ь> есть <5r,j'>iS'i-jS2(x,.y).

Эквивалентно ему утверждение об обратном отображении:

Ь = S2(a) <а, b> есть <х, y>SrS2(x,y).

Для модели «Объект-Отображение» предложена простая и в то же время достаточно полная методология построения описаний предметной области.

Исходными для методологии являются следующие сведения:

• универсальное понятие «Объект», объем которого составляют все интересующие нас объекты предметной области;

• набор типичных для предметной области единичных высказываний, представленных в функциональной форме

Всю методологию можно представить в виде последовательности следующих шагов.

1. Формально определяем каждое использованное в высказываниях вида «а = Экземпляр(А)» понятие А кроме универсального.

2. Формально определяем использованные в исходных высказываниях функторы отображений.

3. Строим для предметной области граф классов. Вершины графа представляют классы объектов, являющиеся объемами понятий, определенных на шаге 1. Дополнительной вершиной представляется универсальное понятие. Каждая специализация представляется в графе классов специальным ребром, концами которого являются классы специализации, включая родовое. Для представления отношения степени п используем ребро с п концами.

4. Оставшиеся нерассмотренными на шаге 3 функторы представляют отображения, в которых объект того или иного понятия определяется на основании наличия или отсутствия у него некоторого свойства или на основании значения некоторой предметной функции. Такие отображения (точнее - обратные) задаются в традиционной алфавитно-цифровой знаковой форме <имя класса>

(<список характеристика), где <список характеристик?» - последовательность имен обратных отображений (отображений-характеристик), указанных в определениях рассматриваемых функторов.

На этом завершается структурная фаза методологии, определяющая понятия предметной области и их взаимосвязи. Далее следует фаза, определяющая ограничения целостности, которые представляют собой дополнительные условия на используемые множества, классы и отображения.

5. Первую группу ограничений целостности составляют правила, определяющие области значений отображений-характеристик: определение синтаксиса составляющих их знаков, перечисление допустимых знаков (экстенсионал), логическое выражение.

6. Вторая группа ограничений целостности определяет количественные характеристики и тип каждого отображения-характеристики и обратного ему отображения.

7. Третья группа ограничений целостности определяет количественные характеристики и тип отображений между классами объектов.

8. Четвертая группа ограничений целостности связана со специализациями. Для каждой из них необходимо указать является она полной или частичной, пересекающейся или непересекающейся.

9. Последняя группа ограничений целостности определяет взаимоотношения отображений между классами объектов типа следствие и эквивалентность.

Семантическая модель данных «Объект-Отображение» сочетает в себе естественность представлений для человека (сравнимую с моделью «Сущность-Связь») и полноту представления свойств данных (сравнимую с реляционной моделью). В частности в ней нашли отражение ограничения на сложные отображения, многозначные зависимости и зависимости соединения. В отличие от семантической модели данных «Сущность-Связь» модель данных «Объект-Отображение» базируется на теории семантически значимых отображений, обеспечивающей формальные обоснования концепций модели и методологий проектирования схем БД. Для модели «Объект-Отображение» предложена простая и в то же время достаточно полная методология построения описаний предметной области, не имеющая аналогов в семантическом моделировании.

В четвертой главе описывается метод трансформации схемы БД из ОМ-модели в реляционную модель. Предложены основные критерии качества проекта схемы БД: информационная полнота, информационная корректность и информационная неизбыточность. Удовлетворение всех указанных критериев приведет к «хорошему» совокупному качеству схемы БД: первый критерий гарантирует полное удовлетворение потребностей пользователей, второй - высокую степень достоверности информации, третий - эффективность работы системы. Метод трансформации строится в виде совокупности шагов применения предлагаемых правил и рекомендаций, последовательно удовлетворяющих указанные критерии.

Информационная полнота БД обеспечивается применением следующих правил:

1. Каждому ОМ-классу соответствует свое отношение, включающее суррогатный первичный ключ и немногозначные характеристики объектов класса.

2. Каждой многозначной характеристике каждого класса соответствует свое бинарное отношение с атрибутами - внешний ключ, представляющий собой дубликат первичного ключа класса, и атрибут для значения характеристики.

3. Для каждого ОМ-отношения степени п (представленному в графе классов ребром с п концами) строим отношение реляционной модели с п атрибутами, каждый из которых представляет собой внешний ключ - дубликат соответствующего первичного ключа класса.

4. Если группа классов образует независимую иерархию специализаций для идентификации объектов всех классов этой группы используется один суррогатный ключ.

5. Для представления фактов множественного наследования (класс принадлежит одновременно специализациям различных родительских классов) создается одно дополнительное отношение с четырьмя атрибутами: имя отношения суперкласса, значение первичного ключа объекта в отношении суперкласса, имя отношения подкласса, значение первичного ключа объекта в отношении подкласса.

На этапе удовлетворения критерия информационной корректности предлагаемые правила и рекомендации определяют, как декларативными средствами реляционной модели можно выразить ограничения целостности, построенные в ходе выполнения методологии ОМ-моделирования.

1. Ограничения целостности на области значений отображений-характеристик (шаг 5). В реляционной модели их иногда называют ограничениями целостности на значения атрибутов. К ним относятся: обязательное указание типа данных для каждого атрибута отношения и конструкция CHECK.

2. Ограничения целостности на отображения-характеристики и обратные им отображения (шаг 6). В реляционной модели их иногда называют ограничениями уникальности. Если отображение-характеристика - полное функциональное, соответствующий ей атрибут принадлежит отношению класса и снабжается описателем NOT NULL (в случае частичного функционального отображения - описателем NULL). Если отображение-характеристика многозначно, соответствующий ей атрибут расположен в специальном дополнительном отношении. Оба атрибута этого отношения всегда объявляются NOT NULL. Факт полного определения многозначного отображения-характеристики выразить декларативными средствами реляционной модели невозможно. Если отображение, обратное немногозначному отображению-характеристике, функционально, соответствующий атрибут отношения класса объявляется возможным ключом (UNIQUE). Если отображение, обратное многозначному отображению-характеристике, функционально, первичным

ключом (PRIMARY KEY) дополнительного отношения объявляется атрибут со значениями характеристики, в противном случае - оба атрибута этого отношения.

3. Ограничения целостности на отображения между классами (шаг 7). Эти ограничения целостности воплощаются в реляционной модели в виде так называемых ограничений ссылочной целостности, связанных с определением внешних ключей отношений-связей, образованных из ОМ-отношений. Каждое определение внешнего ключа неявно подразумевает функциональность отображения между отношением, в котором он определен, и отношением, первичный или возможный ключ которого задает область допустимых значений внешнего ключа. Если это отображение к тому же полностью определено, внешний ключ снабжается описателем NOT NULL. Если отображение, определяемое ролью (группой ролей), функционально, внешний ключ (группа внешних ключей), соответствующий этой роли, является возможным ключом (UNIQUE) отношения.

4. Ограничения целостности на специализации (шаг 8). Возможности представления ограничений целостности этого типа в реляционной модели весьма ограничены. В случае независимых иерархии специализаций полная функциональность отображения «подкласс-суперкласс» представляется ограничением ссылочной целостности и описателем NOT NULL для внешнего ключа отношения, представляющего подкласс. Функциональность обратного отображения гарантируется объявлением одновременно этого внешнего ключа первичным ключом отношения для подкласса. Тот факт, что это отображение полностью или не полностью определено, выразить декларативными средствами реляционной модели не удается. В случае же реализации множественных наследований одним универсальным дополнительным отношением невозможно определить вообще никаких ограничений целостности, даже ссылочных.

На последнем этапе метода трансформации удалением некоторых отношений удовлетворяется критерий информационной неизбыточности. Все избыточные отношения делятся на классы. Для каждого класса предлагается набор правил и рекомендаций, позволяющих определить, относится ли конкретное отношение к данному классу, и какие действия следует предпринять при его исключении из реляционной схемы.

1. Полностью избыточные отношения-связи, удаление которых не приводит к изменению остальных отношений. Отношение степени большей двух избыточно, если для него и соответствующих бинарных отношений выполняются условия эквивалентности схем. Эти условия обеспечивают теоремы 1-2,5-6. В случае, когда при этом выполняется и условие следствия теорем 3 и 4, не происходит даже потери функциональной зависимости. Полностью избыточными являются также отношения, все отображения которых эквивалентны отображениям, определяемым другими отношениями проекта (возможно полученным с помощью операций над отображениями). В частности, если в от-

ношении есть функциональное отображение, определяемое ролью, и его проекции эквивалентны соответствующим отображениям бинарных отношений, можно смело избавляться от первого отношения.

2. Избыточные отношения-связи, удаление которых приводит к изменению других отношений. Если хотя бы одно из определяемых бинарным отношением отображений функционально, это отношение может быть исключено с одновременным добавлением дополнительного внешнего ключа в отношение класса, являющегося множеством прообразов функционального отображения. Это правило следует безусловно применять в случае полной функциональности отображения. При этом добавленный внешний ключ имеет описатель NOT NULL. В случае частичной функциональности применение этого правила оправдано, если СУБД эффективно хранит пропущенные значения на диске (внешний ключ в таком случае имеет описатель NULL).

3. Полностью избыточные отношения-классы, удаление которых не приводит к изменению остальных отношений. Если отношение класса можно получить в результате выполнения операций над другими отношениями, и этот класс не участвует ни в каких отображениях, его можно удалить из схемы. Другими словами, в таком отношении нет атрибутов кроме первичного суррогатного ключа, и последний не участвует в определениях внешних ключей. К тому же, текущее множество значений этого ключа может быть автоматически получено по запросу с участием других отношений.

4. Избыточные отношения-классы, удаление которых приводит к изменению других отношений. Если отношение класса можно получить в результате выполнения операций над другими отношениями, и этот класс участвует в отображениях между классами, его можно удалить из схемы, переопределив внешние ключи, ссылающиеся на первичный ключ этого отношения, и переместив однозначные характеристики и внешние ключи отношения в отношение суперкласса. С многозначными характеристиками проблем не будет. Надо лишь поменять ссылки на первичные ключи во внешних ключах соответствующих отношений для многозначных характеристик.

Построение методологии проектирования реляционных БД как последовательности шагов, удовлетворяющих очевидные критерии полноты, корректности и неизбыточности, придает процессу проектирования более естественный характер по сравнению с классической методологией нормализации отношений, что облегчает ее применение на практике. Использование модели данных «Объект-Отображение» на этапе семантического моделирования позволяет представить свойства данных намного полнее реляционной модели. За счет исчерпывающего описания семантики данных в модели «Объект-Отображение» и простоты правил трансформации схемы в реляционную модель предлагаемая методология освобождает проектировщика БД от знаний непростых концепций теории реляционных БД и классической методологии нормализации отношений. Использование результатов, полученных в теории семантически значимых отображений, обеспе-

чивает качество построенной с помощью предлагаемой методологии реляционной схемы БД.

Пятая глава посвящена описанию муниципальной информационной системы «МОНИТОР», при разработке которой использовались предлагаемые в работе теория семантически значимых отображений, ОМ-модель и методология проектирования реляционных схем БД. С одной стороны, непосредственное использование методологий позволило создать качественный проект схемы БД этой системы, включающей 731 таблицу с 9528 столбцами. С другой стороны, ОМ-модель послужила основой для декларативной реализации диалога системы с пользователями, обеспечившей гибкость, адаптируемость системы к организационной структуре, составу задач и их распределению по исполнителям; мобильность, технологичность сопровождения, администрирования; простоту развития системы при расширении предметной области.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

1. Построена теория семантически значимых отображений, позволяющая определить как традиционные зависимости между данными, так и выявить новые закономерности в данных, что расширяет возможности представления семантики данных.

2. Доказаны теоремы, являющиеся формальным основанием для предлагаемой методологии проектирования реляционных схем БД.

3. Построена семантическая модель «Объект-Отображение», отличающаяся от семантической модели «Сущность-Связь» большей полнотой представления свойств данных, а от реляционной модели - естественностью представлений для человека.

4. Предложена относительно простая и достаточно полная методология построения описаний предметной области, не имеющая аналогов в семантическом моделировании.

5. Предложены правила трансляции описаний предметной области в реляционные схемы, отличающиеся от аналогов повышенным учетом семантики данных и, как следствие, улучшенным качеством результата.

ПУБЛИКАЦИИ ПО РАБОТЕ

1. Бабанов A.M. Теория семантически значимых отображений // Вестник ТГУ. 2003. № 280. С. 239-248.

2. Бабанов A.M. Применение теории семантически значимых отображений для проектирования реляционных баз данных // Вестник ТГУ. *2003. № 280. С. 249-257.

3. Бабанов A.M. Объекты и отображения - атомарный уровень семантического моделирования // Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Наука и практика: диалоги нового века». Часть 3. Информационные тех-

# 15 785

нологии и математическое моделирование. - Томск: «Твердыня», 2003. С. 2527.

4. Бабанов A.M. Использование отображений для определения традиционных зависимостей данных // Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Наука и практика: диалоги нового века». Часть 3. Информационные технологии и математическое моделирование. - Томск: «Твердыня», 2003. С. 28-31.

5. Андрющенко П.П., Бабанов A.M., Вотяков М.В., Скрыльников А.А., Суходо-лин Е.В. Концепция построения муниципальной информационной системы «МОНИТОР» // Геоинформатика: Теория и практика. Выпуск 1. - Томск: Изд-во Томск, ун-та, 1998. С. 153-168.

6. Бабанов A.M., Рюмкин А.И. Геоинформационные технологии в управлении развитием города // ArcReview. - 1997. - № 2. - С. 12.

7. Бабанов А.М., Рюмкин А.И., Шахторин Н.В. Особенности геоинформационного обеспечения кадастровых задач на переходном этапе рыночных преобразований // Материалы международной конференции «Опыт и применение GIS-технологий для создания кадастровых систем». - Ялта, 1997. С. 30-31.

8. Андрющенко П.П., Бабанов A.M., Вотяков М.В. Информационная система управления городской недвижимостью // УРБИС-97 (материалы Всероссийской конференции). - М., 1997. С. 7-8.

9. Бабанов A.M., Скруберт B.C. Земельный кадастр - основа территориального кадастра // Материалы региональной конференции «Проблемы управления земельными ресурсами». — Красноярск, 2000. С. 22-26.

Отпечатано на участке оперативной полиграфии Редакционно-издательского отдела ТГУ Лицензия ПД№ 00209 от 20 декабря 1999г.

2004г. Тираж 100 экземпляров.

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. ТЕОРИЯ И МЕТОДОЛОГИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ РЕЛЯЦИОННЫХ БАЗ ДАННЫХ

АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР).

1.1. Введение.

1.2. Проектирование баз данных как процесс отражения семантики данных.

1.3. Зависимости как важный аспект семантики данных.

1.4. Методология нормализации отношений.

1.4.1. Общая схема процедуры нормализации.

1.5. Семантическое моделирование. ЕЯ-модель.

1.5.1. Общий подход.

1.5.2. ЕЯ-модель.

1.6. Методология проектирования РБД с использованием ЕЯ-модели.

1.7. Выводы.

Глава 2. ТЕОРИЯ СЕМАНТИЧЕСКИ

ЗНАЧИМЫХ ОТОБРАЖЕНИЙ.

л 2.2. Объекты и отображения.44

2.3. Универсальные отображения.47

2.4. Операции над отображениями.51

2.5. Семантически значимые формы данных.55

2.6. Количественные характеристики отображений.61

2.7. Типизация отображений.65

2.8. Сложные отображения.67

2.9. Теория трансформации схемы БД в реляционную модель.75

2.10. Выводы.79

Глава 3. МОДЕЛЬ «ОБЪЕКТ-ОТОБРАЖЕНИЕ» И МЕТОДОЛОГИЯ СЕМАНТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭТОЙ МОДЕЛИ.80

3.1. Введение.80

3.2. Семантические концепции ОМ-модели.80

3.3. Структуры данных ОМ-модели.84

3.4. Ограничения целостности ОМ-модели.93

3.5. Операции ОМ-модели.96

3.6. Методология ОМ-моделирования.97

3.7. Выводы.109

Глава 4. МЕТОД ТРАНСФОРМАЦИИ СХЕМЫ БАЗЫ ДАННЫХ

ИЗ ОМ-МОДЕЛИ В РЕЛЯЦИОННУЮ МОДЕЛЬ.112

4.1. Введение.112

4.2. Критерии качества проекта РБД.113

4.3. Информационная полнота РБД.115

4.4. Информационная корректность РБД.120

4.5. Информационная неизбыточность РБД.130

4.6. Выводы.137

Глава 5. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ПРЕДЛАГАЕМОЙ

ТЕОРИИ И МЕТОДОЛОГИИ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ МИС «МОНИТОР».139

5.1. Введение.139

5.2. Назначение и основные проектные решения МИС «МОНИТОР».139

5.3. Декларативный и процедуральный способы реализации взаимодействия пользователей с БД.145

5.4. Реализация диалоговых средств системы.148

5.5. Выводы.150

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.151

ЛИТЕРАТУРА.152

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. АКСИОМЫ ТЕОРИИ СЕМАНТИЧЕСКИ

ЗНАЧИМЫХ ОТОБРАЖЕНИЙ.158

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ДОКАЗАТЕЛЬСТВА ТЕОРЕМ ТЕОРИИ

СЕМАНТИЧЕСКИ ЗНАЧИМЫХ ОТОБРАЖЕНИЙ.161

ПРИЛОЖЕНИЕ 3. АКТЫ ВНЕДРЕНИЯ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

РЕЗУЛЬТАТОВ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ.176

ПРИЛОЖЕНИЕ 4. СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ.179

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы

Одна из наиболее широко распространенных в настоящее время информационных технологий - технология баз данных (БД) [1, 4, 31, 32, 53, 61, 65] не достигла пока такого уровня развития, при котором ее можно использовать без помощи профессионалов. А потребность в относительно дешевом и эффективном средстве хранения и предоставления разноплановой оперативной информации существует как у индивидуальных, так и у корпоративных пользователей.

Основная проблема этой, несомненно, востребованной технологии заключается в непривычности для человека формальных моделей представления информации, которые используют современные системы управления базами данных (СУБД) [5, 28, 46, 48, 62]. Технология БД станет более доступна пользователям, когда будет реализована СУБД, эффективно поддерживающая естественную для человека модель данных (МД), и манипулирование БД будет не сложнее общения на естественном языке. Для достижения этой цели необходимо:

• разработать формальную, но естественную для человека модель данных;

• реализовать ее на ЭВМ:

- либо в виде надстройки над имеющимися коммерческими СУБД,

- либо в виде полноценной СУБД, поддерживающей только эту модель. Причем упомянутая надстройка может решать как все задачи ведения

БД, так и только задачу проектирования схемы БД — первую и по порядку, и по важности. В последнем случае можно говорить о разработке так называемой САБЕ-системы, класс которых получил в последнее время бурное развитие и широкое распространение [15, 19, 29, 30, 33, 47, 49]. Именно в них пока нашли свою коммерческую реализацию семантические МД [25, 33, 34, 55, 62, 63]. САБЕ-система предлагает пользователю удобные (как правило, графические) формы диалога по вводу более-менее естественных для человека описаний семантики. предметной области (ПО) с автоматической трансляцией этих описаний на язык определения данных МД конкретной СУБД [19, 33].

В случае отсутствия подобных инструментов задачу проектирования схемы БД для конкретной СУБД вынужден решать от начала и до конца человек. В этом ему призваны помочь методологии проектирования [25, 26, 34, 40, 55]. Разработка удобных и естественных для человека методологий проектирования является как самоцелью, так и необходимым условием для появления соответствующей САБЕ-системы (по сути, последняя - лишь программная реализация «бумажной» методологии).

Целью настоящей работы является разработка методологии проектирования реляционных схем БД, сочетающей необходимую полноту описаний ПО с естественностью этих описаний для человека. Для достижения этой цели решаются следующие задачи:

• построение естественной для человека модели описания ПО,

• разработка методологии проектирования описаний ПО в этой модели,

• разработка метода трансформации полученных описаний ПО в реляционную схему.

Методы исследования

Результаты диссертационной работы получены на основе комплексного использования теории множеств, теории отношений, логики предикатов первого порядка, основ моделирования данных, семантического моделирования, теории реляционных БД. Научная новизна

1. Построена теория семантически значимых отображений, позволяющая определить как традиционные зависимости между данными, так и выявить новые закономерности в данных, что расширяет возможности представления семантики данных.

2. Доказаны теоремы, являющиеся формальным основанием для предлагаемой методологии проектирования реляционных схем БД.,

3. Построена семантическая модель «Объект-Отображение», отличающаяся от семантической модели «Сущность-Связь» большей полнотой представления свойств данных, а от реляционной модели - естественностью представлений для человека.

4. Предложена относительно простая и достаточно полная методология по

• строения описаний предметной области, не имеющая аналогов в семантическом моделировании.

5. Предложены правила трансляции описаний предметной области в реляционные схемы, отличающиеся от аналогов повышенным учетом; семантики данных и, как следствие, улучшенным качеством результата.

Практическая ценность результатов работы заключается в возможности широкого использования разработанного теоретического и методологического аппарата моделирования данных:

• для собственно проектирования реляционных схем БД при их реальном использовании в любых ПО,

• для разработки СА8Е-средств проектирования реляционных схем БД,

• для разработки аналогичных методологий проектирования для других МД коммерческих СУБД,

• для проектирования и разработки СУБД, непосредственно поддерживающих модель «Объект-Отображение».

Внедрение результатов работы

Предлагаемые в диссертации теория семантически значимых отображений и построенные на ее основе модель данных и методология проектирования схем БД прошли практическую апробацию в ходе работ по созданию и развитию муниципальной информационной системы «МОНИТОР» в 2000 — 2003 годах и в учебном процессе на факультете информатики ТГУ по курсам

Базы данных» и «Технология разработки программного обеспечения» (приложение 3).

Апробация и публикации

Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих научно-технических конференциях.

1. Международная конференция «Опыт и применение 018-технологий для создания кадастровых систем» (Ялта, 1997).

2. Всероссийская конференция «УРБИС-97» (Москва, 1997).

3. Региональная конференция «Проблемы управления земельными ресурсами» (Красноярск, 2000).

4. Всероссийский симпозиум «Информационные технологии и математическое моделирование» (Анжеро-Судженск, 2003).

По результатам выполненных исследований опубликовано 9 печатных работ [2, 3, 6—12], среди них 4 статьи, 3 доклада и 2 тезисов. Структура диссертации

Работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложений, включающих аксиомы теории, доказательства теорем, документы о внедрении и использовании результатов и список сокращений.

В первой главе проведен анализ теории и методологий проектирования реляционных баз данных. Основные выводы этого анализа заключаются в следующем. Между представлениями человека о предметной области и формальными концепциями реляционной модели существует трудно преодолимый непрофессионалами семантический разрыв, затрудняющий использование технологии БД. Классическая методология проектирования реляционных БД даже профессионалам не гарантирует получение однозначного результата, оставляя широкие возможности для проявления интуиции проектировщика. Семантическое моделирование, как предварительный этап проектирования реляционных БД, расширяет применимость классической методологии. ЕЯ-модель, как основное средство семантического моделирования, несмотря на свои очевидные достоинства, иногда не позволяет в необходимой степени определить семантику данных. Результаты, полученные автором, опубликованы в [6, 9].

Во второй главе предлагается теория семантически значимых отображений (ТСЗО). Основными понятиями теории являются объекты и отображения. Для представления взаимоотношений между классами отображений в ТСЗО предлагается алгебра отображений и формальная система, построенная на базе исчисления предикатов первого порядка. Важную роль при описании семантики играют введенные в ТСЗО количественные характеристики отображений - минимальные и максимальные кардинальные числа. Количественные характеристики отображений позволяют выделить полезные для многих приложений теории типы отображений - неограниченные, полностью определенные и функциональные отображения. В рамках ТСЗО доказаны теоремы, вводящие:

• условия декомпозиции тернарного отношения на два и три бинарных отношения без потерь информации;

• условие декомпозиции тернарного отношения на два отношения без потери функциональной зависимости;

• условие декомпозиции тернарного отношения на два отношения без потери информации при наличии функциональной зависимости.

Результаты, полученные автором, опубликованы в работах [6-9]. В третьей главе описывается модель данных «Объект-Отображение» (ОМ-модель), основанная на теории семантически значимых отображений. Основное назначение модели - описание семантики ПО для целей проектирования схемы БД. На основании анализа повсеместно используемой человеком знаковой системы - естественного языка - сформулированы основные семантические концепции ОМ-моделирования - объекты и отображения. Для ОМ-модели сформулированы правила целостности, в которых фиксируются дополнительные условия на используемые множества, классы и отображения. На базе традиционных для дискретной математики операций синтезирована алгебра отображений; Для модели «Объект-Отображение» предложена простая и в то же время достаточно полная методология построения описаний ПО. Введены формальная и графическая нотации для представления ОМ-схем. Результаты, полученные автором, опубликованы в работах [6-9].

В четвертой главе описывается метод трансформации схемы БД из ОМ-модели в реляционную модель. Предложены основные критерии качества проекта схемы БД: информационная полнота, информационная корректность и информационная неизбыточность. Метод трансформации строится в виде совокупности шагов применения предлагаемых правил и рекомендаций, последовательно удовлетворяющих указанные критерии. Информационная полнота БД обеспечивается построением отношений, сформированных для каждого ОМ-класса, многозначной характеристики и ОМ-отношения, а также, возможно, отношения для представления множественного наследования. На этапе удовлетворения критерия информационной корректности предлагаемые правила и рекомендации определяют, как декларативными средствами реляционной модели можно выразить ограничения целостности, построенные в ходе выполнения методологии ОМ-моделирования. На последнем этапе метода трансформации удалением некоторых отношений удовлетворяется критерий информационной неизбыточности. Все избыточные структуры данных (отношения) делятся на классы. Для каждого класса предлагается набор правил и рекомендаций, позволяющих определить, относится ли конкретное отношение к данному классу, и какие действия следует предпринять при его исключении из реляционной схемы.

Пятая глава посвящена описанию муниципальной информационной системы «МОНИТОР», при разработке которой использовались предлагаемые в работе теория семантически значимых отображений, ОМ-модель и методология проектирования реляционных схем БД. Результаты, полученные автором, опубликованы в работах [2, 3, 10-12].

Выводы в работе подробно представлены по главам. Здесь мы коснемся перспектив использования и развития полученных результатов.

Уже сейчас результаты работы можно использовать:

• для проектирования реляционных схем БД в любых ПО,

• для разработки САБЕ-средств проектирования реляционных схем БД,

• для разработки аналогичных методологий проектирования для других моделей данных коммерческих СУБД,

• для проектирования и разработки СУБД, непосредственно реализующих ОМ-модель.

В дальнейшем планируется развитие разработанного теоретического и методологического аппарата моделирования данных по следующим направлениям:

• расширение теории семантически значимых отображений до полной формальной теории семантического моделирования;

• доказательство основных результатов теории реляционных баз данных средствами теории семантически значимых отображений;

• поиск и доказательство новых теорем, касающихся трансформации ОМ-схем в реляционные схемы БД;

• развитие ОМ-модели по результатам ранее сформулированных теоретических исследований и превращение ее в развитую модель семантического моделирования;

• уточнение и развитие методологии ОМ-моделирования и проектирования реляционных БД;

• теоретическое и методологическое обоснование трансформации ОМ-схем во вторую по популярности модель коммерческих СУБД - объектно-ориентированную модель.

ЛИТEPATУPA

1. Агальцов В.П. Базы данных. - М.: Мир, 2002. - 375 с.

2. Андрющенко П.П., Бабанов A.M., Вотяков М.В. Информационная система управления городской недвижимостью // УРБИС-97 (материалы Всероссийской конференции). - М., 1997. С. 7-8.

3. Андрющенко П.П., Бабанов A.M., Вотяков М.В., Скрыльников A.A., Су-ходолин Е.В. Концепция построения муниципальной информационной системы «МОНИТОР» // Геоинформатика: Теория и практика. Выпуск 1. - Томск: Изд-во Томск, ун-та, 1998. С. 153-168.

4. Арсеньев Б.П., Яковлев С.А. Интеграция распределенных баз данных. — СПб.: Лань, 2001.-461 с.

5. Атре Ш. Структурный подход к организации баз данных: Пер. с англ. — М.: Финансы и статистика, 1983. - 317 с.

6. Бабанов A.M. Использование отображений для определения традиционных зависимостей данных // Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Наука и практика: диалоги нового века». Часть 3. Информационные технологии и математическое моделирование. - Томск: «Твердыня», 2003. С. 28-31.

7. Бабанов A.M. Объекты и отображения - атомарный уровень семантического моделирования // Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Наука и практика: диалоги нового века». Часть 3. Информационные технологии и математическое моделирование. - Томск: «Твердыня», 2003. С. 25-27.

8. Бабанов A.M. Теория семантически значимых отображений // Вестник ТГУ. 2003. № 280. С. 239-248.

9. Бабанов A.M. Применение теории семантически значимых отображений для проектирования реляционных баз данных // Вестник ТГУ. 2003. № 280. С. 249-257.

Ю.Бабанов A.M., Рюмкин А.И. Геоинформационные технологии в управлении развитием города // ArcReview. - 1997. - № 2. - С. 12.

П.Бабанов A.M., Рюмкин А.И., Шахторин Н.В. Особенности геоинформационного обеспечения кадастровых задач на переходном этапе рыночных преобразований // Материалы международной конференции «Опыт и применение GIS-технологий для создания кадастровых систем». - Ялта, 1997. С. 30-31.

12.Бабанов A.M., Скруберт B.C. Земельный кадастр - основа территориального кадастра // Материалы региональной конференции «Проблемы управления земельными ресурсами». - Красноярск, 2000. С. 22-26.

13.Бойко В.В., Савинков В.М. Проектирование баз данных информационных систем. 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Финансы и статистика, 1989. -350 с.

14.Бочаров B.A., Маркин В.И. Основы логики. - М.: Космополис, 1994. -272 с.

15.Вендров A.M. CASE-технологии. Современные методы и средства проектирования информационных систем. - М.: Финансы и статистика, 1998.- 176 с.

16.Войшвилло Е.К., Дегтярев М.Г. Логика как часть теории познания и научной методологии (фундаментальный курс): В 2-х кн. - М.: Наука, 1994.

17.Гайдамакин H.A. Автоматизированные информационные системы, базы и банки данных: Вводный курс. - М.: Гелиос АРВ, 2002. - 367 с.

18.Гарсиа-Молина Г., Ульман Д., Уидом Д. Системы баз данных. Полный курс: Пер. с англ. - М.: Вильяме, 2003. - 1088 с.

19.Горчинская О.Ю., Калянов Г.Н. Современные CASE-технологии и Designer/2000 // Oracle Magazine/RE. - 1997. - № 1. - С. 22-25.

20.Грабер М. Введение в SQL: Пер. с англ. - М.: Лори, 1996. - 243 с.

21.Грабер М. Справочное руководство по SQL: Пер. с англ. - М.: Лори, 1997.-231 с.

22.Грабер М. SQL: Пер. с англ. - М.: Лори, 2000. - 371 с.

23.Грофф Д., Вайнберг П. SQL: Полное руководство: Пер. с англ. - Киев: BHV, 1999.-605 с.

24.Дейв Э., Иен С. Oracle. Проектирование баз данных: Пер. с англ. - К.: BHV, 2000. - 528 с.

25.Дейт К. Введение в системы баз данных. 7-е издание: Пер. с англ. - М.: Вильяме, 2001.- 1072 с.

26.Джексон Г. Проектирование реляционных баз данных для использования с микроЭВМ: Пер. с англ. - М.: Мир, 1991. - 252 с.

27.Диго С.М. Проектирование и использование баз данных. - М.: Финансы и статистика, 1995. - 208 с.

28.Дрибас В.П. Реляционные модели баз данных. - Минск: Изд-во БГУ, 1982.- 192 с.

29.Калянов Г.Н. CASE: структурный системный анализ (автоматизация и применение). - М.: Лори, 1996. - 242 с.

30.Калянов Г.Н. CASE-технологии: Консалтинг при автоматизации бизнес-процессов. - М.: Горячая линия - Телеком, 2000 - 172 с.

31.Карпова Т.С. Базы данных: модели, разработка, реализация. - СПб.: Питер, 2001.-381 с.

32.Когаловский М.Р. Технология баз данных на персональных ЭВМ. - М.: Финансы и статистика, 1992. -223 с.

33.Колетски П., Дорси П. Oracle Designer. Настольная книга пользователя: Пер. с англ. - М.:, Лори, 1999. - 592 с.

34.Коннолли Т., Бегг., Страчан А. Базы данных: проектирование, реализация и сопровождение. Теория и практика: Пер. с англ. - М.: Вильяме, 2000.- 1120 с.

35.Корнеев В.В. и др. Базы данных. Интеллектуальная обработка информации. - М.: Нолидж, 2000. - 162 с.

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

37.Кренке Д. Теория и практика построения баз данных: Пер. с англ. -СПб.: Питер, 2003. - 800 с.

38.Кузнецов С.Д. Введение в системы управления базами данных // СУБД. - 1995.-№№ 1-4; 1996.-№№ 1-6.

39.Кузнецов С.Д. Стандарты языка реляционных баз данных SQL: краткий обзор // СУБД. - 1996. - № 2. - С. 6-36.

40.Кузнецов С.Д. СУБД (системы управления базами данных) и файловые системы. - М.: Майор, 2001. - 128 с.

41.Кук Д., Бейз Г. Компьютерная математика: Пер. с англ. - М.: Наука, 1990.-384 с.

42.Кульба В. В. и др. Теоретические основы проектирования оптимальных структур распределенных баз данных. - М.: СИНТЕГ, 1999. - 219 с.

43.Курбатов В.И. Логика. Систематический курс. - Ростов н/Д: Феникс, 2001.-512 с.

44.Кюнг Г. Онтология и логический анализ языка: Пер. с нем. и англ. — М.: Дом интеллектуальной книги, 1999. - 240 с.

45.Ладыженский Г.М. Системы управления базами данных - коротко о главном // СУБД. - 1995. - №№ 1-4.

46.Мейер Д. Теория реляционных баз данных: Пер. с англ. - М.: Мир, 1987. -608 с.

47.Нейбург Э., Максимчук Р. Проектирование баз данных с помощью UML: Пер. с англ. - М.: Вильяме, 2002. - 288 с.

48.0зкарахан Э. Машины баз данных и управление базами данных: Пер. с англ. - М.: Мир, 1989. - 695 с.

49.0йхман Е.Г., Попов Э.В. Реинжиниринг бизненса: Реинжиниринг организаций и информационные технологии. - М.: Финансы и статистика, 1997.-332 с.

50.Переверзев В.Н. Логистика. Справочная книга по логике. - М.: Мысль, 1995.-221 с.

51.Петрова И.Ю., Лазуткина Е.А. Организация баз данных. - Астрахань: Изд-во Астраханского ГТУ, 1999. - 192 с.

52.Поспелов Д.А. Логико-лингвистические модели в системах управления. - М.: Энергоиздат, 1981. - 232 с.

53.Ревунков Г.И., Самохвалов Э.Н., Чистов В.В. Базы и банки данных и знаний. — М.: Высшая школа, 1992. - 368 с.

54.Розмахов О.Г. Основы проектирования баз данных. - М.: Изд-во Московского авиационного института, 1993. - 24 с.

55.Тиори Т., Фрай Д. Проектирование структур баз данных: В 2-х кн. Пер. с англ. - М.: Мир, 1985.

56.Тодоров Ц. Теории символа: Пер. с франц. - М.: Дом интеллектуальной книги, Русское феноменологическое общество, 1998.-408 с.

57.Ульман Д. Основы систем баз данных: Пер. с англ. - М.: Финансы и статистика, 1983. - 334 с.

58.Ульман Д., Уидом Д. Введение в системы баз данных: Пер. с англ. - М.: Лори, 2000.-319 с.

59.Хансен Г., Хансен Д. Базы данных: разработка и управление: Пер. с англ. - М.: БИНОМ, 1999. - 699 с.

60.Хант Э. Искусственный интеллект: Пер. с англ. - М.: Мир, 1978. - 560 с.

61.Хомоненко А.Д., Цыганков В.М., Мальцев М.Г. Базы данных. - СПб.: Корона принт, 2000. -416 с.

62.Цикритзис Д., Лоховски Ф. Модели данных: Пер. с англ. - М.: Финансы и статистика, 1985. - 344 с. бЗ.Чен П. Модель «сущность - связь» - шаг к единому представлению о данных // СУБД. - 1995. - № 3. - С. 137-158.

64.Чень Ч., Ли Р. Математическая логика и автоматическое доказательство теорем: Пер. с англ. - М.: Наука, 1983. - 360 с.

65.Четвериков В.Н., Ревунков Г.И., Самохвалов Э.Н. Базы и банки данных. - М.: Высшая школа, 1987. - 245 с.

66.Энциклопедия кибернетики: В 2 т. - К.: Главная редакция Украинской Советской Энциклопедии, 1974.

67.Chen P.P. The Entity - Relationship Model - Toward a Unified View of Data // ACM Trans. Database Systems, 1976,.v. 1, №1, pp. 9-36.

68.Codd E.F. A Relational Model of Data for Large Shared Data Banks // Comm. ACM, 1970, v.13, №6, pp. 377-387.

69.Date C.J. An Analysis of Codd's Contribution to the Great Debate // Intelligent Enterprise, 1999, v.2, №7.

70.Date C.J. The Birth of the Relational Model-// Intelligent Enterprise, 1998, v.l, №1.

71.Date C.J. The Birth of the Relational Model (Part 2 of 3) // Intelligent Enterprise, 1998, v.l, №2.

72.Date C.J. The Birth of the Relational Model (Part 3 of 3) // Intelligent Enterprise, 1998, v.l, №3.

73.Date C.J. The relational model will stand the test of time // Intelligent Enterprise, 1999, v.2, №8.

74.Date C.J. When's an extension not an extension? // Intelligent Enterprise, 1999, v.2, №8.

75.Grimes S. Modeling Object/Relational Databases // DBMS, 1998, v.l 1, №3.

76.Simon A. The Next 5 Years // DataBase Programming & Design OnLine,

1998, №10.

77.Tupper C. The Physics of Logical Modeling // DataBase Programming & Design OnLine, 1998, №9.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Агальцов В.П. Базы данных. - М.: Мир, 2002. - 375 с.

2. Андрющенко П.П., Бабанов A.M., Вотяков М.В. Информационная система управления городской недвижимостью // УРБИС-97 (материалы Всероссийской конференции). - М., 1997. 7-8.

3. Андрющенко П.П., Бабанов A.M., Вотяков М.В., Скрыльников А.А., Су- ходолин Е.В. Концепция построения муниципальной информационной системы «МОНИТОР» // Геоинформатика: Теория и практика. Выпуск 1. -Томск: Изд-во Томск, ун-та, 1998. 153-168.

4. Арсеньев Б.П., Яковлев А. Интеграция распределенных баз данных. — СПб.: Лань, 2001.-461 с.

5. Атре Ш. Структурный подход к организации баз данных: Пер. с англ. — М.: Финансы и статистика, 1983. - 317 с.

6. Бабанов A.M. Теория семантически значимых отображений // Вестник ТГУ. 2003. № 280. 239-248.

7. Бабанов A.M. Применение теории семантически значимых отображений для проектирования реляционных баз данных // Вестник ТГУ. 2003. №

8. Бабанов A.M., Скруберт B.C. Земельный кадастр - основа территориального кадастра // Материалы региональной конференции «Проблемы управления земельными ресурсами». - Красноярск, 2000. 22-26.

9. Бойко В.В., Савинков В.М. Проектирование баз данных информационных систем. 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Финансы и статистика, 1989. -350 с. М.Бочаров В.А., Маркин В.И. Основы логики. - М.: Космополис, 1994, -272 с.

10. Вендров A.M. CASE-технологии. Современные методы и средства проектирования информационных систем. - М.: Финансы и статистика, 1998.-176 с.

11. Войшвилло Е.К., Дегтярев М.Г. Логика как часть теории познания и научной методологии (фундаментальный курс): В 2-х кн. - М.: Наука, 1994.

12. Гайдамакин Н.А. Автоматизированные информационные системы, базы и банки данных: Вводный курс. - М.: Гелиос АРВ, 2002. - 367с.

13. Гарсиа-Молина Г., Ульман Д., Уидом Д. Системы баз данных. Полный курс: Пер. с англ. - М.: Вильяме, 2003. - 1088 с.

14. Горчинская О.Ю., Калянов Г.Н. Современные CASE-технологии и Designer/2000 // Oracle Magazine/RE. - 1997. - № 1. - 22-25.

15. Грабер М. Введение в SQL: Пер. с англ. - М.: Лори, 1996. - 243 с. •154-

16. Грабер М. Справочное руководство по SQL: Пер. с англ. - М.: Лори, 1997.-231 с.

17. Грабер М. SQL: Пер. с англ. - М.: Лори, 2000. - 371 с.

18. Грофф Д., Вайнберг П. SQL: Полное руководство: Пер. с англ. - Киев: BHV, 1999.-605 с.

19. Дейв Э., Иен Oracle. Проектирование баз данных: Пер. с англ. - К.: BHV, 2000. - 528 с.

20. Дейт К. Введение в системы баз данных. 7-е издание: Пер. с англ. - М.: Вильяме, 2001.-1072 с.

21. Джексон Г. Проектирование реляционных баз данных для использования с микроэвм: Пер. с англ. - М.: Мир, 1991. - 252 с.

22. ДИГО СМ. Проектирование и использование баз данных. - М.: Финансы и статистика, 1995. - 208 с.

23. Дрибас В.П. Реляционные модели баз данных. - Минск: Изд-во БГУ, 1982.-192 с.

24. Калянов Т.Н. CASE: структурный системный анализ (автоматизация и применение). - М.: Лори, 1996. - 242 с. ЗО.Калянов Г.Н. CASE-технологии: Консалтинг при автоматизации бизнес-процессов. - М.: Горячая линия - Телеком, 2000 - 172 с.

25. Карпова Т.С. Базы данных: модели, разработка, реализация, - СПб.: Питер, 2001.-381 с.

26. Когаловский М.Р. Технология баз данных на персональных ЭВМ. - М.: Финансы и статистика, 1992. -223 с. ЗЗ.Колетски П., Дорси П. Oracle Designer. Настольная книга пользователя: Пер. с англ. - М.:, Лори, 1999. - 592 с.

27. Коннолли Т., Бегг., Страчан А. Базы данных: проектирование, реализация и сопровождение. Теория и практика: Пер. с англ. - М.: Вильяме, 2000.-1120 с. -155-

28. Кузнецов Д. Введение в системы управления базами данных // СУБД. - 1995.-№№ 1-4; 1996.-№№ 1-6.

29. Кузнецов Д. Стандарты языка реляционных баз данных SQL: краткий обзор // СУБД. - 1996. - № 2. - 6-36.

30. Кузнецов Д. СУБД (системы управления базами данных) и файловые системы. - М.: Майор, 2001. - 128 с.

31. Кук Д., Бейз Г. Компьютерная математика: Пер. с англ. - М.: Наука, 1990.-384 с.

32. Кульба В, В. и др. Теоретические основы проектирования оптимальных структур распределенных баз данных. - М.: СИНТЕГ, 1999. - 219 с.

33. Курбатов В.И. Логика. Систематический курс. - Ростов н/Д: Феникс, 2001.-512 с.

34. Кюнг Г. Онтология и логический анализ языка: Пер. с нем. и англ. — М.: Дом интеллектуальной книги, 1999. - 240 с.

35. Ладыженский Г.М. Системы управления базами данных - коротко о главном // СУБД. - 1995. - №№ 1-4.

36. Мейер Д. Теория реляционных баз данных: Пер. с англ. - М.: Мир, 1987. -608 с.

37. Петрова И.Ю., Лазуткина Е.А. Организация баз данных. - Астрахань: Изд-во Астраханского ГТУ, 1999. - 192 с.

38. Поспелов Д.А. Логико-лингвистические модели в системах управления. - М.: Энергоиздат, 1981. - 232 с.

39. Ревунков Г.И., Самохвалов Э.Н., Чистов В.В. Базы и банки данных и знаний. — М.: Высшая школа, 1992. - 368 с.

40. Розмахов О.Г. Основы проектирования баз данных. - М.: Изд-во Московского авиационного института, 1993. - 24 с.

41. Тиори Т., Фрай Д. Проектирование структур баз данных: В 2-х кн. Пер. с англ. - М.: Мир, 1985.

42. Тодоров Ц, Теории символа: Пер. с франц. - М.: Дом интеллектуальной книги. Русское феноменологическое общество, 1998.-408 с.

43. Ульман Д. Основы систем баз данных: Пер. с англ. - М.: Финансы и статистика, 1983. - 334 с.

44. Ульман Д., Уидом Д. Введение в системы баз данных: Пер. с англ. - М.: Лори, 2000.-319 с.

45. Цикритзис Д., Лоховски Ф. Модели данных: Пер. с англ. - М.: Финансы и статистика, 1985. - 344 с. •157-бЗ.Чен П. Модель «сущность - связь» - шаг к единому представлению о данных // СУБД. - 1995. - № 3. - 137-158.

46. Чень Ч., Ли Р. Математическая логика и автоматическое доказательство теорем: Пер. с англ. - М.: Наука, 1983. - 360 с.

47. Четвериков В.Н., Ревунков Г.И., Самохвалов Э.Н. Базы и банки данных. - М.: Высшая школа, 1987. - 245 с. бб.Энциклопедия кибернетики: В 2 т. - К.: Главная редакция Украинской Советской Энциклопедии, 1974.

48. Chen P.P. The Entity - Relationship Model - Toward a Unified View of Data // ACM Trans. Database Systems, 1976, v. 1, №1, pp. 9-36.

49. Codd E.F. A Relational Model of Data for Large Shared Data Banks // Comm. ACM, 1970, v.l3, №6, pp. 377-387.

50. Date C.J. An Analysis of Codd's Contribution to the Great Debate // Intelligent Enteфrise, 1999, v.2, №7.

51. Date C.J. The Birth of the Relational Model // Intelligent Enterprise, 1998, v . l ,№l .

52. Date C.J. The Birth of the Relational Model (Part 2 of 3) // Intelligent Enterprise, 1998, v.l, №2.

53. Date C.J. The Birth of the Relational Model (Part 3 of 3) // Intelligent Enterprise, 1998, v.l, №3.

54. Date C.J. The relational model will stand the test of time // Intelligent Enterprise, 1999, v.2, №8.

55. Date C.J. When's an extension not an extension? // Intelligent Enterprise, 1999, v.2, №8.

56. Grimes S. Modeling Object/Relational Databases // DBMS, 1998, v. 11, №3.

57. Simon A. The Next 5 Years // DataBase Programming & Design OnLine, 1998, №10.

58. Tupper C. The Physics of Logical Modeling // DataBase Programming & Design OnLine, 1998, №9. - 158 -