Банки данных; информационно-поисковые системы САПР



ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ БЛА.

Базы данных. Основные требования к построению баз данных

Информационное обеспечение является частью комплекса средств автоматизированного проектирования БЛА. Оно представляет собой совокупность документов, описывающих унифицированные проектные процедуры, типовые проектные решения, типовые элементы и комплектующие изделия, материалы и другие данные, необходимые для проектирования. Главной целью информационного обеспечения является создание информационной системы, позволяющей правильно и оперативно решать проектные задачи. Это может быть достигнуто своевременной выдачей проектировщику полной и достоверной информации, необходимой для выполнения проектной работы [4,6].

При создании информационного обеспечения основная проблема заключается в преобразовании информации, необходимой для выполнения проектной работы в форму, приемлемую и наиболее рациональную для машинной обработки, и в представлении ее в виде, удобном для восприятия человеком.

Множество данных, которые потенциально могут использоваться при автоматизированном проектировании, или служить запоминаемым результатом ее работы, образуют информационную базу данных системы.

База данных характеризуется двумя аспектами: информационным и манипуляционным. Первый отражает структуру данных, наиболее подходящую для данной предметной области; второй – действия над структурами данных: выборку, добавление, удаление, обновление и преобразование данных.

Одним из важнейших принципов построения БД является принцип информационного единства, состоящий в том, что термины, символы, условные обозначения, проблемно-ориентированные языки и другие способы представления информации, должны соответствовать принятым в системе. В качестве основных логических структур баз данных используются: иерархическая, сетевая, реляционная и смешанная (представляющая собой различные сочетания перечисленных выше структур).

Содержание, структура и организация применения БД должны обеспечивать:

· объединение любого числа БД любого объема, допускающее совместное использование общих данных различными подсистемами САПРдля разных задач;

· возможность наращивания БД, достоверность и непротиворечивость данных, минимальный объем памяти ЭВМ для их хранения;

· защиту и регулирование возможности доступа к БД;

· многократное использование данных.

Проблема согласования программ является, прежде всего, проблемой выбора структур данных и массивов в памяти ЭВМ. Если программы рассчитаны на работу с общими данными, сгруппированными по-разному, то такие программы не являются информационно согласованными и не могут непосредственно войти в сочетание программ, обслуживающих некоторый маршрут проектирования.

Для обеспечения взаимодействия программ необходимо их информационное согласование, то есть приспособление к работе с информационными массивами одинаковой структуры. Информационная согласованность программ обеспечивается построением общей для согласуемых программ информационной базы данных, объединяющей все те данные, которые обрабатываются в более чем одном программном модуле.

Взаимодействие программ и БД осуществляется через специально организуемый интерфейс, который защищает проектные программные модули от влияния специфики программной реализации информационной системы, поддерживая тем самым независимость проектных операций от вида представления информации в базе данных. В функции этого интерфейса входит также согласование и сопряжение информационной системы и программных модулей по форматам записей (информационный аспект), по кодам и обозначениям данных (содержательный аспект), и по программным средствам, языкам программирования и т. п. (программный аспект).

Сложность разработки БД обусловлена тем, что формирование ее структуры возможно только после разработки алгоритмов проектирования. Степень разработки алгоритмов должна быть доведена до машинной реа­лизации, так как структура базы данных должна учитывать специфику процесса автоматизированного проектирования. Но для разработки пакета прикладных программ (ППП) необходимы сведения о структуре базы данных. Следовательно, информационное обеспечение и специальное программное обеспечение должны создаваться параллельно.

Информация, используемая при проектировании, может быть разделена на статическую и динамическую. Статическая информация характеризуется сравнительно редкими изменениями. К этой информации следует отнести данные ТЗ на проектирование и справочные данные, имеющие большой объем. Формирование, загрузка и корректировка справочных данных осуществляется исключительно администратором базы данных, т.е. системным программистом, формирующим базу данных. Администратор базы данных поддерживает непосредственный контакт со службой нормализации и стандартизации проектной организации. Объем данных ТЗ на проектируемый объект значительно меньше объема справочных данных, но круг лиц, имеющих право вносить изменения в ТЗ, должен быть еще более ограничен, чем круг лиц, имеющих право корректировать справочные данные.

Динамическая информация состоит из данных, накапливаемых для выполнения определенных проектных операций (промежуточные данные), и данных, представляющих собой результат проектирования при выполнении данных операций. Промежуточные данные постоянно меняются при проектировании. Вносить изменения в варианты проектных решений имеет право только инженер-исполнитель и его руководитель.

Информация, используемая при проектировании, по виду ее представления может быть подразделена на документальную, иконографическую и фактографическую. Документальная информация представляет собой поисковый образ документа, находящегося в базе данных. При необходимости может быть выдана совокупность документов, удовлетворяющих поисковому образу. При проектировании информация такого вида широко используется для нахождения сведений об аналогах объекта проектирования, о патентах и авторских свидетельствах, методике проектирования и расчетов, результатах испытания и т. п.

Информация, которая содержится в изображениях документов (чертежи, фотографии и т. д.), в идентичной форме представления называется иконографической. Для ее хранения используют специальные носители (микрофиши, рулонные микрофильмы, магнитные ленты видеозаписей и т. д.). В современных автоматизированных системах этот вид информации служит для хранения больших объемов графической информации, поиск которой может осуществляться с помощью сопровождающей ее документальной информации.

Основу БД информационных систем составляет фактографическая информация. Она представляет собой числовые и буквенные справочные данные о материалах, ценах, комплектующих изделиях, о спроектированных в системе объектах и т. п. Сюда же относятся данные, необходимые для выполнения расчетов: коэффициенты, таблицы, аппроксимированные графические зависимости и т.д.

Банки данных; информационно-поисковые системы САПР

В промышленных САПР в настоящее время применяют два вида автоматизированных информационных систем — банки данных и информационно-поисковые системы (ИПС). Эти системы различаются видом хранимой и обрабатываемой информации и информационным языком, с помощью которого осуществляется описание данных и манипуляции с ними. Эти различия накладывают определенные ограничения на организацию информации в системе (структуры данных, форматы, связи, доступ и т. д.) и на программную реализацию.

Функционирование информационной системы обеспечивается программно-техническими средствами (машинная организация) и средствами немашинной организации. Программно-технические средства информационных систем — это, как правило, специальные ППП, которые обеспечивают накопление (ввод, изменения, модификацию), хранение и поиск информации.

К средствам немашинной организации данных в информационных системах относятся:

· система классификации и кодирования информации;

· система ведения информационных массивов (входные формы и таблицы, оперативные документы на изменение информации и т. д.);

· методические инструментальные материалы для системного персонала (службы администрации).

Проектирование, организацию функционирования и развитие информационной системы обеспечивает системный персонал.

Наиболее высокой формой организации информационного обеспечения больших САПР являются банки данных. Они представляют собой проблемно-ориентированные информационно-справочные системы, которые обеспечивают ввод необходимой информации, автономное от конкретных задачведениеи сохранение информационных массивов, и выдачу необходимой информации по запросу пользователя или программы.

В банках данных используется информация фактографического вида. Информационный язык — совокупность двух языков: языка описания структуры данных и языка манипулирования данными. Пакетом прикладных программ этих информационных систем является система управления базами данных (СУБД), которая обеспечивает работу с информационной базой, организованной в виде структуры данных. По этой заранее сформированной структуре (модели) данных производится их описание, хранение и поиск.

В СУБД описание структуры информации принято называть схемой. В зависимости от уровня представления информации различают следующие типы схем:

· концептуальный (общее представление об информационной базе предметной области);

· внешний (представление информации со стороны пользователей или задач; при большом числе задач их представления могут пересекаться); внешних схем бывает несколько;

· внутренний (представление информации в базе данных, т. е. на физических носителях — магнитных дисках).

Среди всех перечисленных уровней представления информации концептуальный уровень занимает особое место. Он связывает внешний и внутренний уровни, обеспечивая их относительную независимость, т. е. возможность изменения внешней схемы при неизменной внутренней схеме и наоборот. Роль концептуального уровня состоит, прежде всего, в том, что на нем отображается та часть общей информационной базы, которая должна быть представлена в виде базы данных. Концептуальный уровень обеспечивает независимость СУБД от конкретного вида ЭВМ. Формализованное описание информационной базы на концептуальном уровне, как правило, осуществляется в терминах конкретной СУБД.

Однако на начальном этапе создания информационной базы пока неизвестно, какая СУБД удовлетворяет требованиям создаваемого банка данных. Поэтому вводится дополнительный уровень, на котором можно было бы задать описание предметной области, не касаясь вопросов реализации, т.е. использования конкретной СУБД. Его называют информационно-логическим (инфологическим). Информационно-логическая модель определяет информационные потребности проектируемой системы и характеристики информационной базы.

СУБД выполняет следующие основные функции:

· описание концептуального, внешнего и внутреннего уровней БД;

· запись данных в БД;

· организацию хранения данных (изменение, дополнение, реорганизация данных);

· представление доступа к данным (поиск и выдача данных).

Дополнительные функции (диалог, многопользовательский режим и т.д.) могут быть реализованы в виде пакетов программ окружения СУБД.

Для определения данных и доступа к ним в СУБД имеются специальные языковые средства. Так, определение данных (описание концептуальной, внутренней и внешней структур) обеспечивается с помощью языка определения данных. Функции доступа к данным реализуются с помощью языка манипулирования данными и языка запросов.

Информационно-поисковые системы предназначены для хранения и обработки, как правило, документальной информации. Информационный язык в ИПС — это ограниченный (нормированный) естественный язык, с помощью которого описывают содержание документальных источников информации (статей, книг, стандартов и т. д.) в виде набора понятий, отражающих основное содержание документов.

Единицей хранения информации в ИПС является описание конкретного документа. Прообразами накапливаемых в системе описаний документов служат некоторые внешние первичные документы, содержащие информацию, используемую в процессе автоматизированного проектирования. Такими первичными документами могут быть: отчеты по научно-исследовательским работам, патенты, справочники, статьи, каталоги и т.д. С точки зрения пользователя, каждое описание документа представляет собой краткую библиографию источника информации (автор, заглавие, название источника, год выпуска, издательство, аннотация или реферат).

Для обеспечения взаимодействия пользователей и ИПС служит нормативный (фиксированный) словарь понятий, с помощью которого можно описывать содержание, как документов, так и запросов. Такой словарь называется тезаурусом. Тезаурус является моделью системы понятий предметной области. Поэтому документ, записанный в память ЭВМ, кроме библиографии, имеет поисковые признаки или поисковый образ, который составляется по определенным правилам с помощью понятий тезауруса. Запросы к системе формулируются также с помощью тезауруса по определенным правилам. Совокупность правил перевода с естественного языка на язык системы, и тезаурус образуют информационно-поисковый язык системы.

Совокупность документов в памяти ЭВМ образует последовательный массив (файл). Поиск информации в системе осуществляется путем сравнения понятий поискового образа документа и понятий запроса. При их полном или частичном совпадении (в зависимости от критерия выдачи) документ считается релевантным, т. е. соответствующим запросу. Но при такой последовательной организации информации поиск и сравнение со всеми поисковыми образами заняли бы много времени. Для более эффективной организации информации в систему вводят инверсный (поисковый) массив, в котором каждому понятию тезауруса поставлен в соответствие набор номеров документов, в которых это понятие встречается.

Для ИПС используют специализированные ППП, основными функциями которых являются:

· ведение и использование информационно-поискового языка;

· ввод, накопление и изменение информации;

· поддержка инверсного массива;

· поиск и выдача информации по запросам.

ИПС описанного выше типа называются документальными ИПС.

Существуют ИПС фактографического типа. Они отличаются тем, что в них хранение и поиск осуществляется не по набору понятий, а по набору признаков каких-либо объектов, т.е. кроме тезауруса в системе предусмотрен еще и специальный классификатор признаков объектов. По своей организации ИПС фактографического типа наиболее близки к банкам данных.


Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 971; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!