Software & Systems

Опыт разработки и внедрения информационных систем (ИС) [2], основанных на исполь-иаании системы управления баз данных (СУБД), показал, что одним из путей повышения интеллектуальных возможностей ИС является создание "дружественного" по отношению > пользователю интерфейса, позволяющего осуществить доступ к базе данных (БД) без специальной подготовки за счет достижения логической независимости данных, т.е. реализации поиска и обновления необходимой информации без точного знания концептуальной Немы.

Одним из средств реализации логической независимости данных является модель един ственного отношения [4], благодаря которой пользователь представляет всю БД одним от ношением U. В этой модели вся семантическая информация о реальном мире (предметной об ласти), отраженная в БД, передается одними атрибутами А (/=/, 2, .... и), собранными в отношение                                               „

U = О А, J-i '

и в запросе, формируемом пользователем, должны фигурировать только атрибуты А .

В основу подхода положены предположения:

•      единственности реляционного отношения (ЕРО) - все отношения в БД являются проек циями некоторого одного (свободного от ну лей) на все атрибуты схемы отношения;

•      единственности реляционной схемы - атри бут имеет одинаковый смысл всюду, где он по является;

•      уникальности роли - среди любого мно жества атрибутов имеется самое большое одна связь.

Пусть U = (А,, А. ..., А ) есть конечное

11                     71

множество атрибутов с соответствующими им областями,и         „

Q — (F, M) - конечное множество запросов, представленных в виде функциональных и многозначных зависимостей, используемых для выражения ограничений целостности; при разработке промышленных информационно-справочных систем (ИСС) есть возможность подготовить полный список всех обновлений T=(F, M), являющихся подмножеством U (только обновления из данного списка должны быть разрешены, и все транзакции обновления необходимо выразить в терминах этих блоков).

Тогда схему единственного отношения можно представить в виде й = ([/, Q(F, M), T(F, M)), где пользователь имеет информацию только о компоненте U.

Для снижения избыточности нецелесообраз но хранить полностью К, а можно заменить на множество отношений W=(W, W, ..., W \ и хранить отношения в пределах результирую щего            k

где W определяется с помощью специально разработанного для этих целей алгоритма синтеза, основанного на принципах характериза-ционного анализа [1].

В основу разработки ИС ESUR_Fox были положены следующие принципы:

-    работа системы как в режиме создания/ре дактирования файлов БД, так и в режиме соз дания ИСС;

-    возможность изменения и структур, и содер жимого файлов БД;

-  реализация модели единственного отно шения;

-  общение с пользователем осуществляется в интерактивном режиме "меню" различных уровней;

-  открытость, способность наращивания/изме нен и я функциональных возможностей создавае мых ИСС (подключение новых функций поль зователя в "меню");

-  расширенный набор манипуляций над инфор мационными структурами (просмотр, модифи кация, удаление, ввод, поиск по любому набо ру полей, поиск по подстроке и т.д.);

-  гибкий механизм поиска необходимой инфор мации (реализация любого запроса на данном наборе полей структуры файла);

-  применение стандартных средств создания н ведения БД для обработки и хранения инфор мации;

-  реализация эффективных методов обработки информации;

-  автоматическое планирование отображения информации на экране дисплея;

-  представление пользователю всей необходи мой информации на русском языке;

-   наглядность и простота в освоении и экс плуатации;

-   направленность на работу пользователя- непрограммиста.

Анализ требований к системе показал, что для эффективной обработки и хранения требуемых данных, а также повышения ее пользовательских возможностей БД должна состоять из набора файлов, которые хранят следующую информацию:

FILENAME содержит имена файлов, открытых для системы, и их смысловое содержание (при создании ИСС название подзадачи, выполняемой ИСС);

ATRBNAME содержит используемые атрибуты и их смысловое содержание (на русском выке);

JOINFILE имеет множество соединяемых отношений (используется для формирования универсального отношения на входе системы);

TIMEFILE представляет собой временный файл, предназначенный для хранения информации о структуре отдельно взятого (универсального) отношения;

W (l

V (l

Принципиальная схема работы системы представлена на рисунке.

Первый этап работы системы обеспечивает выбор обрабатываемого файла W (или подрежима работы ИСС). Открытость файлов для системы определяется наличием его в FILENAME. При этом возможны два варианта:

-     при отсутствии на магнитном носителе фай ла, включенного в FILENAME, формируются временные файлы V , необходимые для работы системы в режиме создания/редактирования структуры файла;

-     если открытый файл присутствует на маг нитном носителе, анализируется файл JOINFILE с последующим формированием временного файла TIMEFILE, содержащего ЕРО (если файл JOINFILE не содержит инфор мации о рассматриваемом файле W , ЕРО представляет собой сам файл W ).

Таким образом на вход второго этапа работы системы передается информация, либо формируемая во временных файлах V , либо во временном файле TIMEFILE. Обозначим эти файлы T_FILE.

На втором этапе выбирается режим работы системы и производится автоматическое планирование отображения полученной информации. При этом возможны два варианта работы системы.

1. В режиме поиска иа экран дисплея выводится структура файла с соответствующим цветовым выделением размера возможных поисковых полей А {1<-}<п). Пользователь, выбрав поля A(l

После этого на экран дисплея последовательно выводятся или все записи файла T_FILE, удовлетворяющие запросу Q , или сообщение об отсутствии положительного ответа на запрос.

2. Режим просмотра/редактирования передает управление на выполнение третьего этапа работы системы.

На третьем этапе выполняется процесс создания/редактирования содержимого файла T^FILE. При этом используется расширенный набор манипуляций над информацией. Возможны следующие режимы редактирования:

-    просмотр — последовательный просмотр на экране всех записей файла;

-    модифицировать запись - изменение инфор мации после соответствующего выделения на экране дисплея размеров модифицируемых полей;

-    вставить запись - занесение в нужные выде ленные поля необходимой информации;

-    удалить запись - удаление ненужных записей;

-    начало списка - возврат на первую запись в файле;

-    конец списка - перемещение на последнюю запись в файле;

-    поиск — осуществление поиска подстроки в любом поле файла. При выборе этого режима на экране дисплея выводится структура файла с соответствующим выделением размеров воз можных поисковых полей. Пользователь, выб рав поле, заносит в него необходимую поиско вую подстроку. После этого на экран дисплея выводится или запись, удовлетворяющая поис ку, или сообщение об отсутствии положитель ного ответа на поиск по подстроке.

Если в файле нет ни одной записи, то выдается предупреждение о работе только в режиме ввода, и переход в другие режимы запрещен.

Переход от этапа к этапу, а также из режима в режим каждого меню осуществляется с помощью минимального количества выделенных функциональных клавиш.

При возвращении из второго этапа к первому происходят такие информационные изменения:

-    если T_FILE представляет собой файлы V , то на магнитном носителе создается файл из класса W;

-    если T_FILE из класса TIMEFILE, то проис ходит декомпозиция этого файла на файлы с имеющейся уже структурой W ;

-    е"сли T_FILE из класса, не принадлежащего ЕРО, изменения затрагивают только содержи мое обрабатываемого файла W .;

-    все временные файлы, используемые в систе ме, уничтожаются.

Разработанная ИС может быть с успехом использована и в качестве практического пособия по изучению теории БД и принципов построения ИС на основе СУБД в высших учебных заведениях.

ИС ESUR_Fox реализована с помощью следующих общесистемных программных средств:

-    операционная система MS DOS;

-    СУБД dBASE III PLUS;

-    язык программирования FoxBASE + , dBASE III, CLIPPER.

Технические средства реализации:

-    ПЭВМ, совместимые с IBM PC;

-    оперативная память 640 Кб;

-    жесткий диск типа "Винчестер";

-    дисплей.

Система использовалась при создании автоматизированных систем проектирования и производства сложной приборной техники [3] и показала свою эффективность как при создании информационно-управляющих систем, так и

исс.

Список литературы

1.     Горбатов В.А. Теория частично упорядоченных систем. - М.: Сов. радио, 1976.

2.     Жуков В.В., Кузин В.В., Смирнов М.И., Панюнин М.М., Сорокин А.Н. Назначение и структура информационной сис темы "ПРОЗА" // Приборы и системы управления. 1990. - N7.

3.     Жуков В.В., Смирнов М.И. Программные средства авто матизации приборостроительного производства радиоэлект ронной аппаратуры // Программные продукты и системы, 1990. - N2.

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