и ее решения Основными направлениями экономического и социального развития СССР на I98I-I985 годы и на период до 1990 гоИ да, принятыми ХХН съездом КПСС, предусматривается дальнейшая работа по совершенствованию организационной структуры на всех уровнях руководства народным хозяйством, улучшению работы аппарата управления и сокращению расходов на его содержание, обеспечению дальнейшего развития и повышения эффективности работы автоматизированных систем управления и вычислительных центров.
Решению актуальных задач интенсификации производства большое внимание было уделено на ноябрьском /1982 г./, июньском /1983 г./ Пленумах ПК КПСС. Оообенно ярко и глубоко это прозвучало в выступлении Генерального секретаря Щ КПСС, Председателя Президиума Верховного Совета СССР Ю. В. Андропова на декабрьском /1983 г./ Пленуме ЦК КПСС: «Ныне назрел вопрос о разработке программы комплексного совершенствования всего механизма управления, который должен полностью отвечать экономике развитого социализма и характеру решаемых задач» ^.
I/ Ю. В. Андропов. Текст 26 декабря 1983 года 1983 года. выступления на Пленуме ЦК КПСС Газета «Правда» от 27 декабря.
Воплощая в жизнь ленинские принципы управления, партия и правительство настойчиво добиваются решения задач совершенствования хозяйственного механизма и усиления его воздействия на повышение эсЗ)$ективности и качества социалистического производства. Решение поставленных задач невозможно без развития и широкого использования средств вычислительной техники /ВТ/. Это и определило осуществление е нашей стране грандиозного процесса создания автоматизированных систем управления. Их создание было начато в годы восьмой пятилетки и к настоящему времени в различных отраслях народного хозяйства введены в действие более четырех с половиной тысяч АСУ.
Среди разнообразных типов АСУ особое место занимают АСУ организационно-экономического характера. К АСУ такого рода относятся АСУ промышленными предприятиями /АСУП/, АСУ непромышленными объектами /АСУ КБ/, отраслевые автоматизированные оистемы управления /ОАСУ/, автоматизированные системы плановых расчетов /АСПР/ и др. В нашей стране и за рубежом накоплен определенный опыт создания и применения различных средств и методов проектирования таких АСУ.
Вопросам технологии проектирования АСУ посвящено много работ крупных советских ученых: В. М. Глушкова /38−41/, В. А. Трапезникова /7−10/, А. А. Модина /85, 86/, А. А. Воронова /31−32/, Л. А. Первозванского /96/, А. Г. Мамиконова /7375, 99/, Э. Н. Хотяшова /101, 102, 116, 117/, В.Л. Эпштей-на /17, 122, 123/ и др., зарубежных ученых и специалистов: 0. Уайта /ИЗ/, Р. Тирона /112/, Дж. Мартина /77, 140, 141/, Э. Йодана /53/, М. Брайера /II/, э. Дейкстры /44/ и др.
В исследованиях ряда специалистов отмечается, что эксплуатация некоторых функционирующих АСУ позволила существенно повысить эффективность производства и окупить затраты на их разработку и внедрение в течение 1,5−2 лет /97/. Однако, как показывает практика, наряду с явными достижениями в этой области, существует ряд серьезных проблем, связанных с проектированием АСУ, их эксплуатацией и дальнейшим развитием.
Результаты проведенного Минприбором СССР анализа работы некоторых АСУП /101/ показывают, что эффект от их внедрения составляет в среднем 40% от ожидаемого, а срок окупаемости капитальных затрат на создание превышает расчетный на 1,1 года. Научно-технический прогресс предъявляет требования не только к используемой ВТ, но и, в первую очередь, к методам проектирования. Как отмечается рядом авторов, технология разработки АСУ прошла эволюционный путь от индивидуального проектирования до использования передовых индустриальных методов и, прежде всего, интегрированных систем автоматизированного проектирования /САПР/АСУ /88, 116/.
Актуальность проблемы автоматизации проектирования, непосредственно связанной с повышением производительности и улучшением условий труда проектировщиков, подчеркнута в решениях ХХУ1 съезда КПСС: «Расширять автоматизацию проект-но-конструкторских и научно-исследовательских работ с применением электронно-вычислительной техники» ^.
К основным целям автоматизации проектирования относятся: повышение качества и снижение себестоимости проектов, ускорение внедрения АСУ путем более быстрой разработки тех.
I/ Материалы ХХУ1 съезда КПСС. — М.: Политиздат, 1981, с. 144. нических проектов. Автоматизация позволяет сократить длительность проектирования, резко увеличить однотипность проектов, обеспечить адекватность АСУ реальным требованиям системы управления на объекте, повысить качество выпускаемых материалов, уменьшить сроки разработки и внедрения /12/. Наряду с этим повышается квалификация проектировщиков, расширяется фронт внедрения АСУ без увеличения их численности.
В последнее время в ряде научных организаций ведутся исследования по созданию программно-алгоритмических средств комплексного проектирования АСУ, начиная с разработки технико-экономического обоснования. К таким системам относятся МАРС /ЦНИИТУ, Минприбор СССР/, АРИУС /ИПУ, АН СССР/, ЭЛЛИПС /ЦЭМИ, АН СССР/, ISflOS /США/, РКОТЕЕ /Франция/ и др. Анализ данных разработок показывает, что их реализация представляется как согласованное сочетание средотв организационного, информационного, программно-математического и технического обеспечений.
Эффективное функционирование САПР существенно зависит от информационной емкости и достоверности данных, необходимых для решения задач проектирования. Как отметил В.М. Глуш-ков в одном из своих выступлений, что реализация важнейших принципов управления в современных условиях определяющим образом зависит от масштабов, полноты, глубины и оперативности переработки и передачи экономической информации /42/.
Отсюда становится понятной актуальность задачи совершенствования информационного обеспечения САПР. Об этом говорят и данные ИК АН УССР /72, 91/, согласно которым относительная трудоемкость по данному виду обеспечения /в соответствии со сложившимися нормативами/ составляет около 60% всех работ по созданию системы. Важность этой проблемы, ее непосредственная связь с качеством проектируемых систем отмечалась на многих научных конференциях и в литературе.
Ряд авторов /47, 50, 72, 75, 84, 87, 88, 91, 95, 105, 122, 140/ предлагают поток проектной информации, который образуется на каждой стадии проектирования, накапливать .в, единой базе данных /Щ/ системы проектирования с целью централизованного информационного обеспечения и координации деятельности всех проектировщиков. Создание и поддержание Щ САПР является основой комплексной организации проектных работ по созданию функциональной логики технологических этапов обработки данных и программной реализации системы в целом.
Основной целью данной диссертационной работы является теоретическое и практическое исследование вопросов разработки Щ САПР, связанных с формальннм описанием модели Щ, синтезом логических структур базы данных, а также технологией ее функционирования на этяпе физической организации.
В соответствии с указанной целью перед автором, в рамках исследования основных аспектов разработки Щ САПР, ставятся и решаются следующие задачи:
— определение пути совершенствования подсистемы информационного обеспечения САПР на основе анализа основных концепций автоматизации проектирования и принципов построения существующих систем ;
— обоснование выбора модели для разработки Щ и исследование функций программно-методического окружения реализации базы данных системы ;
— исследование возможности формального описания среды функционирования Щ САПР, как основы для синтеза наиболее эффективных логических структур Щ;
— анализ возможности применения серийной системы управления базами данных /СВД/ в качестве средотва проектирования ;
— анализ вопросов технологии функционирования Щ САПР на уровне машинных носителей.
Диссертационная работа выполнена в соответствии с проблемой 7.4 «Математическое обеспечение ЭВМ и АСУ и их использование в системе учета и статистики» на основании координационного плана важнейших научно-исследовательских работ вузов СССР по экономике на IS76-I980 г. г. /приказ Минвуза СССР «650 от 26.07.76/ и на I98I-I985 г. г. /приказ Минвуза ССОР $ 634 от 12.06.81/.
Результаты проведенного исследования использованы для реализации словарной и сервионой систем проектировщиков при работе по теме: «Разработка базы данных конструкторско-тех-нологического состава изделий средствами ППП СИОД 3-ОС», проводимой отделом 04 Отраслевой научно-исследовательской лаборатории МЭСИ, а также были обсуждены в лаборатории систем управления баземи данных ЦЭМИ АН СССР и включены в отчет по теме: «Применение СУЩ в экономико-математических исследованиях» .
При решении конкретных задач автором использован аппарат теории множеств, теории отношений, математической логики, теории массового обслуживания, а также методы структурного анализа и общей теории систем.
Научная новизна диссертационной работы заключается в том, что на базе анализа основных концепций автоматизации процесса проектирования и комплексного исследования ряда современных САПР определен путь совершенствования ИО САПР, предложены средства реализации Щ системы, разработаны теоретические и методологические принципы решения поставленных проблем.
Особенности выбранного направления исследования определили структуру данной диссертации.
В главе I проведен анализ методов и оредств проектирования АСУ, начиная с индивидуального, характерного для первых разработок и кончая этапом автоматизированного проектирования АСУ. Сформулированы основные концепции автоматизации проектирования и е их аспекте исследованы принципы построения и особенности функционирования некоторых современных отечественных и зарубежных САПР. Анализ обеспечивающих подсистем САПР позволил выделить ИО в качестве основной. Определены место и роль Щ в подсистеме, исследованы вопросы взаимодействия программных и методических средств окружающих Щ — операционной срепы Щ /ОСВД/ САПР.
Анализ современных подходов к проектированию Щ определил выбор модели-прототипа Д1-П/ /141/ в качестве теоретического фундамента для разработки реальной Щ. В рамках М-П подхода к проектированию Щ рассмотрен вопрос выбора в качестве «инструмента» проектирования СУЩ, определены требования к ней, проведен анализ общих возможностей, выделены те, которые в наибольшей степени способствовали бы достижению конечных целей процесоа проектирования.
В главе П отражены методологические вопросы разработки ЕД САПР. На основе М-П концепции автор представляет Щ САПР как совокупность индивидуальных баз проектировщиков /ИЕН/ /61/, разработанных по единой технологии в рамках современной теории проектирования баз данных, согласно которой в процессе создания Щ необходимо выделять три уровня: концептуальный, внешний и внутренний /45, 77, 126/.
Концептуальному уровню соответствует структура Ш1 на основе информационной модели некоторой предметной области. Внешний уровень представляет собой отражение данных концептуального уровня, которые ориентированы на нужды прикладных средств программного окружения ИШ. На внутреннем уровне производится реализация всей или части ИЕ1 во внешней памяти ЭВМ.
Выбранный формальный аппарат позволил описать информационную модель предметной области и на его основе синтезировать логические структуры ИК1, сочетающие достоинства сетевой и реляционной моделей.
Оценка полученных структур ИШ прово, дится по таким критериям, как объем внешней памяти, время доступа к записям файлов. Рассмотрены некоторые качественные показатели.
По принципу словаря данных реализована словарная система и на ее основе исследована возможность объединения нескольких ИШ в Щ САПР, проведена ее оценка по тем же критериям, что были выбраны для оценки ИШ.
В главе Ш рассмотрены практические аспекты реализации принципов построения и особенности функционирования Щ САПР.
На основании проведенного анализа обосновывается выбор системы ТЕЛЕСИОД в качестве «инструмента» проектировщика. Это связано с наличием средств, объединяющих достоинства СУЩ СИОД 3-ОС и пакета прикладных программ КАМА, реализующего работу проектировщиков в интерактивном режиме. Показаны основные этапы физической реализации Щ САПР, проведен анализ взаимного расположения основных файлов, а также рассмотрены различные типы структур записей основных файлов. Особое место уделено технологии ведения Щ, а именно процедурам реорганизации. Рассмотрены возможные способы реорганизации, обосновывается применение способа, связанного с выводом реорганизованных файлов на внешний носитель, как наиболее перспективного. Исследован вопрос совместной работы нескольких проектировщиков при проведении процедур реорганизации. Предложена модель функционирования накопителя на магнитном диске при реализации этих процедур. Модель поотроена на основе хорошо изученного в теории массового обслуживания классе систем М /6/1.
Проведенный расчет эффективности позволяет сделать вывод о целесообразности проведенной работы и в то же время наметить пути совершенствования проектирования Щ для различных приложений.
В Заключении приведены итоги исследования и его основные результаты, оцениваются возможные. перспективы развития работ, связанных о данным направлением совершенствования систем автоматизированного проектирования.
Выводы по главе.
Исследование методологических вопросов разработки Щ САПР, проведенное в данной главе, позволяет сформулировать следующие вывода:
I. В качестве минимальной информационной единицы модели ВД выбран ^ -элемент, определены его свойства, что позволило установить его принадлежность к той или иной группе объектов предметной области в определенный момент или период времени. Определены типы отношений между ^ -элементами и группами объектов. Анализ различных категорий сведений или справок об-элементах, однозначно определенных для конкретной модели Щ, позволил определить множества допустимых и истинных сообщений о состоянии и содержимом проектируемой Щ. Исследование взаимодействия-элементов и групп объектов, отношений между ними, сведений и истинных сообщений о них позволило определить модель ВД, как пару <1, А >, где I — информационное содержимое ВД, Аанализатор сообщений.
2. Исследование-элемента и ИЭ модели ВД, проведенное в соответствии с теорией механизированной обработки экономической информации, позволило определить ИЭ как покамент. Анализ первоначального варианта модели позволил устапростая связь /Р/, сложная овязь /С/, многозначная связь /№/, необходимая связь / N /, а также возможные типы отображений между ними. Сформулированы требования к ИБП как совокупности данных сетевой структуры, представленной в Еиде двумерных таблиц, определены основные операции манипулирования над ними и отдельные операции преобразования.
3. Исследование модели ИБП позволило определить ее как множество 1° - однородных массивов информации — наиболее общих структур информации, используемой при М-П подходе. о.
Анализ связей между компонентами записей массивов I дал возможность определить траектории поиска необходимых проектировщику данных. Проведенная оценка схемы ИБП по факторам «объем памяти» и «время поиска» продемонстрировала пути получения оптимальных ее вариантов.
4. Исследована возможность объединения нескольких ИЕ1, обеспечивающих решение отдельных задач проектирования и разработанных по единой технологии, в единую ВД системы. Реализация данной задачи осуществляется с использованием концепций словаря данных. Обосновывается необходимость оценки по тем же критериям, что и ИН1. затель, а понятию реквизит поставить в соответствии новить следующие типы связей между.
— элементами и ИЭ.
5, Решение проблемы выбора СУБД в качестве средства проектирования Щ системы осуществляется на базе специального раздела словаря данных — каталога СУЩ, где указаны все их основные свойства и приведены детальные характеристики. Процедура рационального выбора — многошаговая, обеспечивающая в конечном итоге, выбор СУЩ либо полностью отвечающей требованиям процесса проектирования, либо только основным.
ШВА Ш. РЕАЛИЗАЦИЯ ПРИНЦИПОВ ПОСТРОЕНИЯ И ОСОБЕННОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ БАЗЫ ДАННЫХ САПР.
В предыдущих главах рассматривались важнейшие аспекты, связанные с выбором направления совершенствования разработки Щ как ядра подсистемы информационного обеспечения САПР, с методологическими вопросами ее проектирования на основе формального описания модели Щ, синтезом логических структур модели Щ и их оценкой по факторам «объем занимаемой памяти» и «время доступа к записям Щ», а также обоснованием выбора СУБД ТЕЛЕСИОД в качестве средства проектирования.
В данной главе представлены результаты исследования организационно-технологических, программных и математических аспектов реализации Щ САПР.
Эффективность функционирования ЕД САПР непосредственно зависит от принятой организации взаимодействия и распределения функций между ее элементами. Поэтому особое место в главе уделено наиболее трудоемким процедурам ведения БД — процессам реорганизации. Рассмотрены вопросы снижения временных затрат на проведение регламентированных реорганизаций на основе использования системных средств СУВД ТЕЛЕСИОД.
Разработана математическая модель функционирования Щ и взаимодействия с ней проектировщиков в запросном режиме, и учитывающая проведение нерегламентированных реорганизаций Щ САПР.
Завершается глава анализом численных опенок, полученных в результате расчета по данной модели, некоторых критериев опенки проведенного исследования и перспектив развития работ в данном направлении.
3.1. Основные концепции системы ТЕЛЕСИОД.
Выбор системы ТЕЛЕСИОД в качестве инструмента проектировщика объясняется широкими возможностями, представляемыми ему наличием средств, объединяющих в себе достоинства ППП СИОД З-ОС и системы КАМА, реализующей работу в режиме телеобработки. Работая под управлением системы КАМА, ТЕЛЕСИОД берет на себя функции по обработке записей и обслуживанию файлов базы данных, создаваемых СИОД З-ОС, оставляя за системой КАШ выполнение всех остальных функций по обработке и передаче данных.
Несомненным достоинством системы ТЕЛЕСИОД является отсутствие готовых функциональных прикладных программ. Пакет представляет собой набор программных средств и модулей, которые дают проектировщику возможность разрабатывать свои прикладные программы, осуществляющие различные преобразования файлов СИОД З-ОС в режиме, и обеспечивают их функционирование.
Последовательность работ по привязке системы ТЕЛЕСИОД к условиям данной сферы применения может быть представлена в виде следующих этапов:
А/. Проектирование функциональных запросов. На этом этапе должно быть определено, какую информацию, в каком виде и для каких задач проектирования необходимо получать в оперативном режиме.
Б/. Определение терминальных устройств, с которых будет осуществляться ввод-вывод сообщений.
На.данном этапе необходимо учитывать возможности терминальных устройств /наличие устройств печати, размеры экранов дисплеев и т. п./ при проектировании входных и выходных сообщений для запросов.
В/. Определение рабочих /промежуточных/ файлов и файлов базы данных, с которыми будут работать прикладные программы, реализующие запросы.
На этом этапе должны быть определены файлы СИОД S-0C и другие файлы информационной базы, в которые будет записываться и из которых будет выбираться информация для обработки поступивших запросов. Кроме файлов информационной базы для обработки запросов могут использоваться различные рабочие файлы, получаемые в задачах пакетного режима или в других задачах системы. Здесь же определяется, в качестве каких данных системы КАМА /внешнего назначения или внутреннего/ будут использоваться эти промежуточные данные,.
Г/. Определение параметров генерации модулей ТЕЛЕСИОД,.
Д/. Генерация модулей ТЕЛЕСИОД, выполняемая генератором системы.
Е/. Определение параметров и генерация таблиц системы КАШ.
Ж/, Разработка и отладка прикладных программ проекти-/ ровщика. На данном этапе реализуется инструментальная часть проектировщика — операционная среда базы данных /ОСЕД/. Основные особенности в проектировании прикладных программ системы ТЕЛЕСИОД объясняются прежде всего различиями между системой и ставшей традиционной с внедрением операционной системы ОС ЕС — системой пакетной обработки. Отметим основные различия между. двумя системами.
Эффективность системы пакетной обработки определяется, е основном, числом задач, которые могут обрабатываться в системе в данный период времени. Для обеспечения эфйективной работы системы пакетной обработки используется режим мультипрограммирования, который позволяет нескольким программам выполняться одновременно. Этот режим работы обеспечивается в ОС MFT и ОС MVT.
В основе построения системы лежит принцип немедленной обработки поступающих с терминала сообщений и выдачи на него результатов со скоростью, достаточной для использования этих результатов для решения задач проектирования.
Единица работы в системе ТЕЛЕСИОД, выполняемая для удовлетворения запроса проектировщика, называется транзакцией. Каждая транзакция, поступающая с терминала, должна быть обработана, по возможности, полностью и сразу же после ее приема. Поэтому все выполняемые при вводе проверки, необходимые для определения правильности введенного сообщения и пригодности его к дальнейшей обработке, производятся сразу же по мере поступления сообщений с терминала.
Таким образом, обработка транзакций в системе выполняется сразу же, по ее введении. Это основное преимущество систем проектирования, работающих в режиме f от систем, работающих в режиме пакетной обработки.
В то время как эффективность системы пакетной обработки определяется ее производительностью, эффективность системы г?/7-определяется временем ответа. Она достигается использованием мультизадачного режима. Каждая транзакция, введенная с терминала, рассматривается системой аг-^** как отдельная задача. Мультизадачный режим обеспечивает параллельную обработку многих транзакций.
На время ответа при работе в режиме влияют следующие факторы:
— тип терминала ;
— число терминалов в данной системе /каждый терминал увеличивает время ожидания ресурсов системы/ ;
— число терминалов на линии связи и скорость передачи информации в линии /большое количество терминалов на одной линии приводит к задержке связи с определенным терминалом/ ;
— техника ввода сообщения с терминала и формат выводимого сообщения;
— скорость центрального процессора и наличие соответствующих устройств ввода-вывода ;
— область применения /применение прикладных программ в процессе проектирования определяет требуемую обработку запросов, которая может заключаться как в простой обработке введенных сообщений, так и в поиске, корректировке и других видах работы с файлами базы данных/;
— число вводимых с терминала транзакций /с увеличением количества транзакций, поступающих на обработку, увеличивается вероятность ожидания доступа к используемым ресурсам/.
Другим достоинством системы ТЕЛЕСИОД, основным, с точки зрения проектировщика, является свойство квазиреентерабельности прикладных программ. Оно заключается в возможности одновременного использования одной программы /ее копии/ несколькими транзакциями.
Метод квазиреентерабельного программирования в системе ТЕЛЕСИОД наряду с динамическим распределением памяти позволяет наиболее эффективно использовать оперативную память и обрабатывать до 999 транзакций одновременно.
При разработке программ ОС ВД с учетом требований режима необходимо провести оценку ожидаемых характеристик. Это, в основном, касается оценки объемов памяти и оценки ожидаемого времени выполнения. Учет полученных характеристик может показать бессмысленность разработки конкретной прикладной программы ОС ВД в режиме ел-Зяе.
Эффективность процесса проектирования тесно связана с формой вводимых и выводимых сообщений.
Особенности диалогового режима системы ТЕЛЕСИОД накладывают следующие требования на вводимые сообщения:
— язык диалога должен быть максимально приближен к естественному ;
— вводимые сообщения должны быть минимального объема с целью. уменьшения числа операций с клавиатурой — в общем случае для минимизации количества вводимой информации используется переменный формат ввода данных ;
— минимальный объем инструкций ввода, необходимый проектировщику для реализации своих действий, но вполне достаточный для удовлетворения всех возможных запросов ;
— минимальный ввод некорректных данных.
Анализ диалоговых систем /28, 82, 114/ позволяет выделить три основных способа ввода данных:
— форматизовэнный ввод по инструкциям ;
— ввод с подсказкой ;
— ввод путем заполнения соответствующей формы-шаблона.
Первый способ — наиболее распространенный, используется во многих СУВД, обеспеченных средствами телеобработки. Его недостатком является требование достаточной подготовленности проектировщика в области системного программирования.
Второй способ предполагает наличие в системе нескольких вариантов ввода, что позволяет проектировщику задавать наиболее подходящую форму для реализации конкретного запроса. При данном способе вместе с инициированием сообщения о возможности ввода на терминал выводится информация о возможных вариантах ввода. Недостатком-способа является значительное количество инструктивного материала, который необходимо четко знать проектировщику для умелого и эффективного оперирования вариантами.
Третий способ предполагает вместе с сообщением о возможности ввода сообщения вывод некоторой формы. Эта форма представляет собой таблицу, графы которой в строгом соответствии с правилами должен заполнить проектировщик. Этот способ позволяет наиболее быстро вводить информацию, то есть работа проектировщика за клавиатурой сводится к минимуму. Однако при вводе значительных по длине сообщений, не умещающихся в одном кадре, исчезает наглядность вводимого сообщения, что влечет за собой ошибки в наборе текста или задержку времени при проверке его на правильность.
Общая схема системы ТЕЛЕСИОД представлена в приложении 5.
Щ, создаваемая средствами ППП СИОД 3-ОС, строится из файлов двух типов — главных и связующих /59/.
Главный файл представляет собой совокупность информационных записей, имеющих общее средство идентификации, но каждая запись имеет уникальный идентификатор. Сама запись есть совокупность данных, логически связанных с определенным идентификатором. Общим средством идентификации записей главных файлов является управляющее поле /ключ/. Ключ данной записи не может повторяться ни в какой другой записи главного файла. Например, главными файлами могут быть: предметный файл, файл рабочих мест, файл оборудования, файл поставщиков, файл заказов и др.
На рис. 3.1. приведены примеры главных файлов. код предмета наименование номер чертежа количество.
10 001 конденсатор 3I00I 01.
10 005 диод 24 005 12.
20 003 транзистор I0I77 01 а/ главный предметный файл / G? P/ код рабочего наименование номинальная максимальная места загрузка загрузка.
006 токарный станок 0120 0200.
100 фрезерный станок 0090 0150.
120 автоматическая линия 0100 0180 б/ главный файл рабочих мест / R. М/.
Рис. 3.1. Примеры главных файлов, создаваемые ППП СИОД 3-ОС.
Главный файл формируется на устройстве прямого доступа /магнитном диске — Щ/ в виде двух наборов данных. Первый из них содержит собственно данные пользователя, имеет прямую организацию и называется файлом данных. Второй набор данных содержит информацию о расположении каждой записи файла данных на Щ, организуется индексно-последовательным методом и называется файлом ссылок. Существует возможность размещать данные пользователя не только в файле данных, но и в файле ссылок. Файл ссылок является индексом низшего уровня в той системе индексов, которая строится в процессе формирования главного файла и служит цели сокращения времени, необходимого для обращения к любой записи данных.
Для поиска данных в главном файле к его записям можно обращаться либо в логической последовательности, либо в физической последовательности, либо по ключу, либо по физическому дисковому адресу.
Между записями одного или нескольких главных файлов могут быть установлены перекрестные связи, которые организуются с помощью связующих файлов. Для их организации используется списковая структура. С помощью списков можно описать структуру изделия, технологический маршрут изделия и т. д. Адресные ссылки на начало списков находятся в записях главных файлов.
Связующие файлы позволяют значительно уменьшить степень избыточности информации, хранимой в Щ. Именно связующие файлы дают нам право определить Щ как систему взаимосвязанных данных и именно они делают работу с Щ отличной от работы с обычными индексно-последовательными файлами.
Основными функциями связующих файлов системы СИОД З-ОС являются:
— расширение записей главного файла путем образования цепочки логической последовательности текста — идентификатором записи связующего файла является управляющее поле /УП/, придаваемое записям в списке ;
— многократное использование одного класса данных, связанных с записями главного файла, например, при представлении технологических маршрутов изготовления изделий — идентификатором записей в этом случае является УП, содержащее последовательный номер операции ;
— организация перекрестных ссылок между двумя и более главными файлами путем создания цепочек отношений и определения списков используемых данных.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
.
Предлагаемая диссертационная работа посвящена решению теоретических и практических вопросов, связанных с исследованием различных аспектов разработки информационной базы, как основной компоненты подсистемы информационного обеспечения систем автоматизированного проектирования АСУ.
В процессе решения вопросов, касающихся выбранного направления исследования, автором была проделана следующая работа.
1. Определены место и роль автоматизированного проектирования в остро стоящей сегодня актуальной задаче улучшения качества разрабатываемых АСУ и повышения эффективности их функционирования.
2. Анализ процесса проектирования позволил выделить в нем ряд этапов, рассмотреть их основные функции с точки зрения теории систем обработки данных. Проведено исследование различных подходое к автоматизации данного процесса, что дало возможность определить его базовые концепции и на их основе рассмотреть принципы построения САПР.
3. На основе анализа ключевых вопросов построения ряда отечественных и зарубежных САПР выделены обеспечивающие подсистемы, основной из которых является подсистема информационного обеспечения. Обоснован выбор направления совершенствования ИО САПР, связанный с организацией подсистемы по принципу банка данных.
4. Определены требования к основным компонентам ЕнДбазе данных и системе управления базой данных с учетом специфики их функционирования в рамках САПР. Исследованы существующие подходы к проектированию ВД, обоснован выбор концепции модели — прототипа в качестве теоретического фундамента создания Щ САПР.
5. Проведен анализ систем управления данными, среди них выделен класс СУВД, определены их свойства, что позволило обосновать выбор аппарата СУВД в качестве «инструмента» проектирования. Разработана технология выбора СУВД из специального каталога на основе перечня главных и второстепенных признаков, задаваемых пользователем. Рассмотрен состэе, структура и функции операционной среды ВД — комплекса программно-методических средств, окружающих ядро системы /СУВД/. Предложена общая схема процесса разработки ВД САПР с использованием ОСВД как человеко-машинной системы, в основе которой лежат требования и спецификации, выработанные в процессе взаимодействия пользователя и проектировщика.
6. В рамках № - подхода исследована возможность реализации реальной ВД системы как совокупности индивидуальных /или частных/ баз проектировщиков, разработанных по единой технологии и решающих отдельные локальные задачи процесса проектирования, и объединяемых затем в единую ВД системы по правилам композиции, заложенными в ОСВД.
7. Предложен формальный аппарат, позволяющий описать инфологическую модель ВД, функционирующую в исследуемой предметной области. Идеология ИМ рассматривает только те данные предметной области, которые адекватно отражают ее и действительно необходимы для решения локальной задачи процесса проектирования, и анализирует все типы связей и отношений между ними. Это дало возможность на их основе синтезировать наиболее эффективные, с точки зрения разработчиков, логические структуры ВД. Параметры Ш обеспечивают интерактивный режим взаимодействия с ОСВД проектировщиков и пользователей.
8. Исследованы вопросы технологии функционирования физической ВД системы. Ставится и решается задача снижения временных затрат при реализации наиболее трудоемких процессов ведения ВД — процедур реорганизации. При моделировании процессов проведения нерегламентированных реорганизаций использован класс систем М/б/i теории массового обслуживания. Полученные на основе модели численные опенки делают возможным прогнозирование функциональных характеристик ВД системы и получать наиболее приемлемые результаты.
Результаты проведенного исследования и анализ некоторых работ в данной области /13, 25, 29, 33, 77−81, 117, 126, 157, 176, 177/ и др. позволяют сделать вывод о необходимости продолжения теоретических и практических исследований в направлении создания более совершенных САПР, которые смогут полностью взять на себя выполнение всех задач проектирования, т. е. обеспечить решение вопроса как реализуются требования и спецификации проектировщиков, оставляя ему только формулировку и постановку задачи, другими словами, определение того, что должна сделать система.
Современная тенденция в развитии вычислительной техники позволяет говорить о перспективах перехода систем обработки данных на мини-и микро-ЭВМ, поэтому предлагаемый подход к разработке Щ САПР как совокупности индивидуальных или частных баз данных, может служить теоретической осноеой для проектирования ВД для новой ВТ, а также при создании сети распределенных банков данных, в узлах которых применяются мини или микро ЭВМ, настроенных на решение вполне определенных задач по обработке экономической информации.
В процессе решения этих вопросов может оказаться полезным проведенное исследование технологических аспектов функционирования Щ при взаимодействии с ней пользователей в режиме диалога.
