WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 |

На правах рукописи

КРУГЛОВ Алексей Михайлович

РАЗРАБОТКА СЛОВАРЯ-СПРАВОЧНИКА ДАННЫХ ДЛЯ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЦЕССА ПРОЕКТИРОВАНИЯ И СОПРОВОЖДЕНИЯ СИСТЕМ БАЗ ДАННЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ

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

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Москва - 2008

Работа выполнена в Московском автомобильно-дорожном институте (государственном техническом университете)

Научный руководитель

Кандидат технических наук, доцент

Будихин Анатолий Владимирович,

доцент МАДИ(ГТУ)

Официальные оппоненты

Доктор технических наук

Строганов Виктор Юрьевич,

профессор МГТУ им.Н.Э.Баумана

Кандидат технических наук,

Брыль Владимир Николаевич

начальник отдела, Научно-исследовательский центр электронно-вычислительной техники

(ОАО НИЦЭВТ), г.Москва

Ведущая организация: Российский научно-исследовательский институт информационных технологий и систем автоматизированного проектирования (Рос НИИ ИТ и АП), г. Москва.

Защита состоится 3 июля 2008г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д.212.126.05 при Московском автомобильно-дорожном институте (государственном техническом университете) по адресу:

125319, ГСП А-47, Москва, Ленинградский пр., д.64.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МАДИ (ГТУ)

Текст автореферата размещен на сайте Московского автомобильно-дорожного института (государственного технического университета): www.madi.ru

Автореферат разослан 2 июня 2008г.

Отзыв на автореферат в одном экземпляре, заверенный печатью, просим направлять в адрес совета института

Ученый секретарь

диссертационного совета,

кандидат технических наук,

доцент

Михайлова Н.В.

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Увеличение количества промышленных предприятий, усложнение самих процессов обработки данных требует новых подходов к организации информации, позволяющей описывать подобные процессы и на основе сложной обработки подобной информации принимать те или иные управленческие решения.

Основа современной технологии создания таких информационных систем – автоматизированный банк данных. Наличие многих универсальных и специализированных систем управления базами данных сводит задачу построения банка данных к задачам проектирования базы данных и реализации на ее основе основных процедур и запросов по обработке информации.

Для больших баз данных – систем баз данных – особое значение имеет проблема организации метаданных в комплексную информационную систему – словарь-справочник данных (ССД), содержащую все необходимые сведения для процесса автоматизированного проектирования и сопровождения сложных структур данных, что характерно для большинства крупных промышленных предприятий.

В связи с этим, рассматриваемая диссертационная работа, посвященная вопросам разработки словаря-справочника данных для автоматизации процесса проектирования и сопровождения систем баз данных промышленных предприятий представляется актуальной.

Целью диссертационной работы является разработка научных методов и средств, обеспечивающих построение словаря-справочника данных для автоматизации процесса проектирования и сопровождения систем баз данных промышленных предприятий.

Объектом исследования является: типовое промышленное предприятие или объединение, на котором функционирует АСУ с развитой динамически изменяющейся системой баз данных.

Методы исследования. Результаты диссертационной работы получены на основе комплексного использования теории множеств, теории отношений, теории баз данных, теории вычислительных сетей и систем.

Научная новизна диссертации состоит в разработке методов и средств построения словаря-справочника данных для автоматизации процесса проектирования и сопровождения систем баз данных на промышленных предприятиях.

На защиту выносятся следующие основные научные результаты:

  1. Методика проектирования и сопровождения систем баз данных промышленного предприятия.
  2. Семантические модели основных приложений и предметной области для словаря-справочника предназначенного для автоматизации процесса проектирования и сопровождения систем баз данных промышленного предприятия.
  3. Архитектура системы словаря-справочника для сопровождения системы базы данных промышленного предприятия.
  4. Реляционные схемы базы данных для словаря-справочника.

Достоверность научных положений, рекомендаций и выводов подтверждена положительными результатами внедрения в ряде предприятий.

Практическая значимость полученных результатов. Результаты проведенных научных исследований были использованы при создании ряда систем баз данных на промышленных предприятиях.

Применение на практике макета информационной системы словаря-справочника данных позволило сократить сроки разработки информационного обеспечения, рационально спроектировать структуру систем баз данных и повысить эффективность функционирования службы администратора баз данных.

Внедрение результатов. Применение на практике макета информационной системы словаря-справочника данных позволило организовать эффективным образом хранение и использование метаданных и существенно улучшить характеристики получаемого информационного обеспечения.

Основные результаты диссертации внедрены в следующих организациях: кафедра АСУ МАДИ (ГТУ), ООО «ТАРИНА».

Применение результатов работы позволило сократить сроки разработки информационного обеспечения в виде систем баз данных на 20% и существенно снизить время доступа к системе метаданных.

Результаты диссертации использованы также в учебном процессе кафедры АСУ МАДИ (ГТУ) при проведении лабораторных работ по курсам: “Базы и банки данных”, “Проектирование интеллектуальных систем”, а также при выполнении курсовых и дипломных проектов.

Апробация результатов. Основные научные положения и результаты диссертации докладывались и обсуждались на заседаниях кафедры "Автоматизированные системы управления" МАДИ (ГТУ) в 2005-2008 годах, на 54-56 научно-методических конференциях МАДИ (ГТУ) (Москва 2005-2008 годы), а также на международной конференции «Информационные и телекоммуникационные технологии в интеллектуальных системах» (Испания, Майорка, 2007 г.).

Публикации. Отдельные положения диссертации отражены в шести печатных работах.

Объем работы и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав основного текста, выводы по главам, заключения, списка использованной литературы из 92 наименований и приложения.

Содержание работы

Во введении приводится краткая характеристика диссертационной работы. Обоснована актуальность выбранной темы, сформулированы цель и основные задачи исследования, научная новизна, практическая ценность и положения, выносимые на защиту. Излагается краткое содержание глав диссертации и формируется их логическая взаимосвязь.

В первой главе проведен детальный анализ методов, средств и систем для автоматизации проектирования и сопровождения систем баз данных и организации словаря-справочника данных. Проанализированы основные модели данных концептуального уровня. Обосновано применение расширенной модели объект-связь для задач описания семантики данных. Исследованы основные подходы к процессам проектирования и сопровождения систем баз данных. Определены основные характеристики этапов проектирования и требования к ним. Сформулированы основные подходы и задачи исследования, которые реализованы в последующих главах.

На основе проведенного анализа организационной модели предприятия предложена методика проектирования и сопровождения систем баз данных.

Организационная модель FS представляет собой множество функций предметной области (ПО) (F) и отношений непосредственного подчинения, заданных на множестве функций (FP).

FS=<F,FP>

где: ;

;

где: fi- i-ая функция ПО;

-декартово произведение на множестве.

Под функцией fi понимается некоторая существующая или предполагаемая область деятельности в ПО, имеющая определенные цели. Если в качестве ПО рассматривать предприятие, то деление на функции не будет, скорее всего, соответствовать сложившейся организационной структуре, например: сбыт, кадры, финансы и т.д. Для других ПО множество функций определяется методом структурно-функциональной декомпозиции.

Множество F можно разбить на два подмножества:

F = NF EF,

где: NF = Пр(1) (FP) - проекция отношения FP на первый компонент отношения, определяющий сложные функции, которые можно представить в виде ряда более мелких подфункций;

EF = Пp(2) (FP)\NF - задачи, определяемые как разность проекции на второй компонент отношения FP, задающий функции, полученные путем декомпозиции, и множества NF.

Задача – элементарная функция, не поддающаяся дальнейшей декомпозиции, это единица деятельности, которая может быть описана одним предложением, выполняется автономно от других задач в рамках определенного временного интервала, для нее можно указать исполнителей, входные и/или выходные данные, условия выполнения и т.д.

Задачи связаны с обработкой данных и по своему типу делятся на регламентированные и нерегламентированные. Задачи первого типа имеют определенный алгоритм решения и включают: получение данных, обработку по заданному алгоритму вывод или изменение данных. Этот тип задач имеет, обычно, определенные условия начала выполнения. Для второго типа задач алгоритм обработки неизвестен, такие задачи имеют вид запросов на данные.

В процессе спецификации требований для каждой функции дается ее описание и указывается ответственный за выполнение каждой функции. Если функция является задачей, то для нее определяется схема данных в терминах используемой концептуальной модели данных (КМД), множество входных/выходных документов, частота выполнения, время выполнения, количество исполнителей и прочие характеристики.

Модель информационного следования представляет ориентированный граф:

IS = < I, IP>,

где: I - вершины графа;

IP- дуги графа.

В графе различают вершины двух типов:

I = EF T,

где: Т - множество триггеров определяющих начальные условия выполнения задач: поступление документов, данных, время окончания выполнения других задач.

Дуги графа IP показывают информационную взаимосвязь задач. На дуге указываются имена элементов данных или документов, которые передаются от одной задачи к другой, а направление дуги определяет направление их следования.

Аналогичные организационные модели и графы информационного следования применяются в методиках BSP, OAM, DARSM. Выбор КМД, как уже было отмечено, требует специального анализа и обоснования и зависит от требований методики проектирования.

Формализованная методика концептуального проектирования системы баз данных (СБД) включает следующие шаги.

Шаг 1. Определить организационную схему ПО FS и занести в словарь-справочник данные о F и FP.

Шаг 2. Проверить организационную схему: если EF определена концептуальная схема данных (КСД) ( ), то перейти к шагу 3, иначе повторить шаг 1.

Шаг 3. Построить граф информационного следования IS.

Шаг 4. Если i : Mk, k, где eli - элемент КСД, существует:

- источники данных (задач или документов);

- задачи, использующие (читающие или обновляющие) данные, то перейти к шагу 5, иначе - к шагу 1 (уточнить описание данных).

Шаг 5. l построить оценки элементов КСД типа

где NL - количество разнотипных конструкций КМД;

- оценки элементов типа 1.

B = {bj | bj [0,1]} - область возможных оценок, представленных в виде коэффициентов различия.

Сформировать множество отношений эквивалентности:

Шаг 6. Построить КСД задач в виде

i2 > i1 : i1, i2

Шаг 7. Определить структуру СБД:

где - количество ПБД в системе.

где - MD применяемая КМД.

времени разработки ai и j ПБД.

Шаг 10. Определить последовательность разработки ПБД:

BDk1, BDk2,..., BDkm,

где ki-порядковый номер ПБД в системе.

Шаги по сопровождению систем баз данных включают также итерационную процедуру по оценке состояния объектов базы данных и параметров их изменения.

Во второй главе диссертации на основе выполненной формализации концептуальной модели данных (КМД) разработаны концептуальные схемы основных приложений словаря-справочника, а также общие концептуальные схемы для процесса проектирования и сопровождения. В качестве средства формализованного описания данных на концептуальном уровне выбрана модель данных “объект - связь”.

Рассматриваемая модель предполагает спецификацию ограниченного множества типов доменов:

,

где: - сечение отношения по элементу, - множество имен доменов. Домены определяют однородные множества свойств из предметной области.

В модели рассматриваются агрегаты двух типов: множество сущностей Объекты имеют свойства, определяемые на композициях доменов, которые связываются с конкретным объектом через атрибуты:

где - множество атрибутов сущностей;

- интенсионал (имя) атрибута;

экстенсионал атрибута, задающий правила отображения между множеством сущностей и областью определения атрибута.

Объекты также классифицируются на классы (или типы) через соответствующее отношение идентификации:

В модели также предполагается наличие связей задаваемых на различных комбинациях объектов:

- декартово произведение

Pages:     || 2 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»