Помощь в написании студенческих работ
Антистрессовый сервис

Модели объектно-ориентированных СУБД для информационно-расчетных задач

Диссертация: Модели объектно-ориентированных СУБД для информационно-расчетных задач
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Основной целью диссертационной работы является методология построения специализированной модели, ориентированной на разработку программных приложений для автоматизации решения информационно-расчетных задач, на основе соединения алгебраических спецификаций и средств функционального языка программирования с целью последующей реализации модели в реляционной среде. Такое соединение дает адекватные… Читать ещё >

Модели объектно-ориентированных СУБД для информационно-расчетных задач (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Содержание

  • Глава 1. Анализ методов проектирования и разработки программных систем 8 1.1 Введение в методы проектирования и разработки программных систем
    • 1. 20. сновы алгебраического подхода
    • 1. 3. Способы представления моделей
    • 1. 4. Функциональные языки программирования 15 1.5 .Модели иерархически организованных структур 17
  • Заключение
  • Глава 2. Алгебраические спецификации иерархических структур
    • 2. 1. Первый способ представления иерархических структур
    • 2. 2. Второй способ представления иерархических структур
    • 2. 3. Третий способ представления иерархических структур

Большинство современных подходов к разработке программного обеспечения основывается на формализованных средствах, которые обеспечивают строгое и однозначное описание требований к создаваемому программному продукту. Применение формализованных средств является наиболее эффективным в тех случаях, когда их адекватно использую т на всех необходимых этапах разработки, начиная от постановки задачи до этапа непосредственной реализации и внедрения программного продукта. Кроме компактного и однозначного описания разработки программного продукта в этом случае появляется возможность предварительного исследования и принятия обоснованных решений по методам реализации. Применение формализованных средств предусматривает, как правило, построение формальной модели, с помощью которой обеспечивается не только описание соответствующих компонент программного продукта на всех этапах жизненного цикла программного обеспечения, но и проведение предварительных исследований по выбору адекватных методов разработки и реализации.

Представляемая работа предусматривает построение объектно-ориентированной модели программных систем для автоматизации решения так называемых информационно — расчетных задач, к которым относятся задачи компьютерной бухгалтерии, делопроизводства, статистики и т. п. Основная специфика упомянутого класса задач заключается в использовании относительно простых структур данных, адекватно представляемых аппаратом реляционной алгебры. Однако, такое важное понятие, как иерархия данных, определяющее один из основных принципов объектно-ориентированного подхода, представляется в реляционной модели далеко неадекватными способами, что может существенно отразиться на эффективности функционирования соответствующей интегрированной среды разработки программных приложений. Особенностью предлагаемого подхода является расширение реляционной модели за счет включения в нее специализированного формализованного аппарата описания иерархических структур с целью гибкого сочетания простоты реляционной модели со средствами эффективного представления иерархии данных. Основу упомянутого выше формализованного аппарата составляют алгебраические спецификации вместе со средствами функционального языка программирования. С другой стороны включение в модель алгебраических спецификаций обеспечивает не только описание соответствующих компонент программного продукта на всех этапах жизненного цикла программного обеспечения, но и возможность проведения предварительных исследований по выбору адекватных методов разработки и реализации на основе формального доказательства свойств модели. В последующих этапах предусматривается построение на основе этой модели специализированной интегрированной среды разработки, обеспечивающей возможность эффективного создания различных приложений для автоматизации решения информационно — расчетных задач, связанных с иерархической организацией данных и процессов их обработки.

Цель работы.

Основной целью диссертационной работы является методология построения специализированной модели, ориентированной на разработку программных приложений для автоматизации решения информационно-расчетных задач, на основе соединения алгебраических спецификаций и средств функционального языка программирования с целью последующей реализации модели в реляционной среде. Такое соединение дает адекватные средства описания алгоритмов с одной стороны, а с другой стороны точность и возможность анализировать и доказывать свойства полученных спецификаций на основе формальных методов. Предлагаемый подход демонстрируется на примере задач учета автотранспорта, входящих в группу информационно-расчетных задач.

Методы исследования.

В работе использованы методы реляционной алгебры, математической логики, элементы системного анализа, прикладного программирования, а также современные методологии организации иерархических систем.

Модель построена на основе сочетания средств реляционной алгебры с аппаратом алгебраических спецификаций и средств функционального программирования. Язык спецификаций модели обеспечивает формальное описание внутренней структуры классов объектов, включающей описание атрибутов и операций, а также поведения соответствующих процессов.

Научная новизна.

1. Создание специализированной модели для класса информационно-расчетных задач на основе расширения реляционной модели средствами алгебраических спецификаций и функционального языка программирования.

2. Создание интегрированной среды разработки информационно-расчетных задач на основе специализированной модели.

3. Разработка адекватных способов представления и исследования иерархических структур данных в рамках реляционной модели на основе алгебраических спецификаций и функционального языка программирования.

4. Разработка средств, обеспечивающих адекватную реализацию модели в среде систем JAVA, Visual FoxPro и MS SQL .

Практическая ценность результатов.

Результаты диссертационной работы могут найти практическое применение в технологии проектирования и создания программных приложений, ориентированных на автоматизацию решения широкого спектра информационно-расчетных задач, таких как, задачи компьютерной бухгалтерии, делопроизводства, статистики и т. п.

На защиту выносятся.

1. Специализированная модель для класса информационно-расчетных задач на основе расширения реляционной модели средствами алгебраических спецификаций и функционального языка программирования.

2. Интегрированная среда разработки информационно-расчетных задач на основе специализированной модели.

3. Разработанные средства, обеспечивающие адекватную реализацию модели в среде систем JAVA, Visual FoxPro и MS SQL .

4. Демонстрационная модель на примере системы автоматизации учета автомобильного транспорта с целью обоснования работоспособности предлагаемых в диссертации средств и методов.

Связанные работы.

Существует достаточно много работ по использованию функциональных языков программирования, алгебраических спецификаций, а также по автоматизации проектирования и разработки так называемых информационно-расчетных задач:

— работы по использованию алгебраических спецификаций [12,26,27] ;

— работы по созданию CASE технологий, паттернов проектирования и работы по объектно-ориентированным средствам описания моделей программных систем [6,37,47];

— работы описывающие структуры данных и операций в с использованием средств функционального языка программирования на основе языка LISP[11,14,21,43];

— работы, рассматривающие преимущества функционального программирования [2];

— работы, рассматривающие проблемы объектно-ориентированных моделей для представления иерархических структур[3,22];

Выводы.

Функциональные языки обладают рядом полезных свойств, позволяющих ускорить прототип ирование и разработку программ. В частности, функциональные языки существенно облегчают разработку программ методом «сверху вниз», позволяя программисту сосредоточиться на высокоуровневом проектировании системы до того, как он углубится в детали реализации. Сочетание средств функционального программирования с аппаратом алгебраических спецификаций предоставляет возможности математически строго описания соответствующих моделей, что в свою очередь дает возможность исследования свойств разрабатываемых программных приложений. В качестве объекта приложения упомянутых средств в работе рассматриваются иерархические структуры и процессы их обработки в рамках реляционных моделей. Традиционные способы представления иерархических структур в реляционных моделях сводятся к следующим: иерархическая структура в рамках одной таблицы, иерархическая организация которой определяется специальным способом кодирования ключевого атрибута таблицы, и иерархическая структура на основе отношений между двумя и более таблицами.

Проведенный анализ современных работ в этой области показывает недостаточность комплексных методов и средств для оценки параметров и свойств обширного разнообразия сложных иерархических структур, сводящие их воедино. Автором предпринята попытка по преодолению этого рода затруднений путем создания и эффективного использования комплексных методов и средств управления данными в сложных иерархических структурах и регулированию процессов в них.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

В соответствии с поставленной задачей в диссертационной работе создана специализированная модель для класса информационно-расчетных задач на основе расширения реляционной модели средствами алгебраических спецификаций и функционального языка программирования. Также создана интегрированная среда разработки информационно-расчетных задач на основе построенной специализированной модели и предложены адекватные способы представления и исследования иерархических структур данных в рамках реляционной модели на основе алгебраических спецификаций и функционального языка программирования.

Основная особенность упомянутой интегрированной среды разработки заключается в том, что она включает в себя наряду с формализованными средствами модели средства реализации модели в программную среду СУБД Visual Foxpro, MS SQL и системы JAVA.

На основе созданной специализированной модели авторам работы разработана демонстрационная модель на примере учета автотранспорта с целью обоснования работоспособности предлагаемых средств и методов.

Ill.

Показать весь текст

Список литературы

  1. X. Структура и интерпретация компьютерных программ / X. Абельсон, Д. Д. Сассман. М.: Добросвет, 2010. — 608с.
  2. Д. Е. О теоретико-возможностном подходе к построению нечеткой реляционной алгебры / Д. Е. Астапов, А. А. Ерсмко //http://fprog.ru/2010/issue: обращения: 16.09.2011).philo
  3. П.Душкин Р. В. Справочник по языку Haskell / Р. В. Душкин. М.: ДМК Пресс, 2008. — 544 с.
  4. А. И. Специализированные объектно-ориентированные модели программных систем / Л. И. Еникеев, Т. Бендума, М. А. Камашев // Проблемы теоретической кибернетики: материалы XV Между нар. конф-, г. Казань, 2−7 июня 2008 г. Казань, 2008. — С. 36−37.
  5. А. И. Языки программирования, методы трансляции ш технологии программирования / А. И. Еникеев, Р. М. Хадиев Казань: ЦИТ, 2005. — 96 с.
  6. Э. Объектно-ориентированный анализ и проект ирование5 систем / Э. Йордон, К. Аргила. М.: Лори, 2010. — 264 с.
  7. М. А. О технологии создания специализированных объектно-ориентированных приложений / М. А. Камашев // Исследования по информатике. — Казань, 2007. — Вып. 11. С. 123—128.
  8. М. А. Описание программного обеспечения / М. А. Камашев //Техника и технология. — 2011 .-№ 4. С. 17−38.
  9. Системы управления и информационные технологии. 2010. — № 4 (42). — С. 73−78.
  10. JT. В. Перспективы крупноблочного подхода в прикладной математике, программировании и вычислительной технике / Л. В. Канторович // Записки научных семинаров ЛОМИ. 1974. — Т. 48. -С. 5−11.
  11. Кауфман В! Ш. Языки программирования: концепции и принципы / В. Ш. Кауфман. М.: Радио и связь, 1993. — 430 с.
  12. С. П. Алгебраический подход к проектированию распределенных вычислительных систем / С. П. Ковалев // Сибирский журнал индустриальной математики. 2007. — № 10. — С. 70−84.
  13. М. Р. Перспективные технологии- информационных систем / М. Р. Когаловский. М.: ДМК Пресс, 2003. — 288 с.
  14. М. Р. Энциклопедия технологий баз данных / М. Р. Когаловский. — М.: Финансы и статистика, 2002. 800 с.
  15. С. Д. Базы данных. Языки и модели / С. Д. Кузнецов. М.: Бином-Пресс, 2008. — 720 с.
  16. С. Д. Основы баз данных / С. Д. Кузнецов. М.: Бином. Лаборатория знаний, 2007. — 488 с.
  17. Р. Структуры данных и алгоритмы Java / Р. Лафоре- пер. с англ. Е. Матвеева. СПб.: Питер, 2010. — 704 с.
  18. Н. А. Алгебраический подход к оптимизации обработки информации / Н. А. Левин, В. И. Мунерман // Математические модели и методы информатики, стохастические технологии и системы. М., 2005. — С. 279—294. — (Системы и средства информатики- Спецвып.).
  19. Р. Чистый код. Создание, анализ и рефакторинг / Р. Мартин- пер. с англ. Е. Матвеева. СПб.: Питер, 2010. — 464 с.
  20. Т. Современные JAVA-технологии на практике / Т. Машнин. СПб.: БХВ-Петербург, 2010. — 560 с.
  21. Дж. Основания языков программирования / Дж. Митчелл- пер. с англ. П. Айткулова, Д. Когетова. — М.: Регулярная и хаотическая динамика, 2010. 720 с.
  22. Объектно-ориентированный анализ и проектирование с примерами приложений / Г. Буч и др. -М.: Вильяме, 2010. 720 с.
  23. А. О. Представление знаний и объектно-ориентированная СУБД Cache Электронный ресурс. / А. О. Поляков, И. А. Семенов. -URL: www.inftech.webservis.ru/it/ii/ar4.html (дата обращения: 16.09.2011).
  24. JI. Н. Создание иерархической структуры данных в среде MS SQL Server / Л. Н. Полякова // Программные продукты и системы. -2001.-№ 2.-С. 5−9.
  25. Приемы объектно-ориентированного проектирования. Паттерны проектирования / Э. Гамма, Р. Хелм, Р. Джонсон, Дж. Влиссидес. — СПб: Питер, 2007.-366 с.
  26. Селко Д. SQL для профессионалов. Программирование / Д. Селко- пер. с англ. И. Афанасьева. М.: Лори, 2009. — 464 с.
  27. С. Рефакторинг SQL-приложений / С. Фаро, П. Лерми- пер. с англ. Ф. Гороховского. СПб.: Символ, 2009. — 336 с.
  28. А. Функциональное программирование / А. Филд, П. Харрисон. -М.: Мир, 1993.-640 с.
  29. Фоулер Ч. Rails: сб. рецептов / Ч. Фоулер. СПб.: Питер, 2007. — 256 с.
  30. Р. Основные компетенции компиляторов / Р. Хантер. — М.: Вильяме, 2002. 252 с.
  31. П. Функциональное программирование: применение и реализация / П. Хендерсон. М.: Мир, 1983. — 349 с.
  32. ШилдтГ. Java. Методики программирования Шилдта / Г. Шилд. — М.: Вильяме, 2008.-512 с.
  33. Шутенко Ю. Visual FoxPro для профессионалов / Ю. Шутенко. СПб.: БХВ-Петербург, 2009. — 576 с.
  34. . Философия Java / Б. Эккель- пер. с англ. Е. Матвеева. СПб.: Питер, 2011.-640 с.
  35. Abrial J. R. The B-Book / J. R. Abrial. Cambridge: Cambridge Univ. Press, 1996.-850 p.
  36. Andre P. Methodes formelles et a objet pour le developpement du logiciel: etudes et propositions. PHD thesis / P. Andre P. Universite de Rennes, 1995.
  37. BackR. J. Decentralisation of process nets with centralised control / R. J. Back, R. Kurki-Suonio // 2nd ACM SIGACT-SIGOPS Symp. On Principles of Distributed Computing, Montreal, Canada, 17−19 August 1983.-Canada, 1983.-P. 131−142.
  38. Berry G. The Esterel Synchronous Programming Language: Design, Semantics, Implementation / G. Berry, G. Gonthier // Science of Computer Programming. 1992. -№ 19 (2). — P. 87−152.
  39. Bolognesi T. Introduction to the ISO specification language LOTOS / T. Bolognesi, E. Brinksma // Computer Networks and ISDN Systems. -1987.-№ 14(1).-P. 25−59.
  40. Booch G. The Unified Modeling Language User Guide / G. Booch, I. Jacobson, J. Rumbaugh. — Addison-Wesley, 1998. — 482 p.
  41. Bowen J. Seven more myths of formals methods / J. Bowen, M. Hinchey // IEEE. Software, 1995. — P. 34−41.
  42. Chen P. The entity-relationship «model — Toward a unifying view of data / P. Chen // ACM Transactions on Database Systems. 1976. — № 1 (1). — P. 9−36.
  43. DeLoach S. A. Theory-Based Representation for Object-Oriented Domain Models / S. A. DeLoach, T. A. Hatrym // IEEE transaction on software engineering. 2000. -V. 26, № 6. — P. 500−517.
  44. Florescu D. Rethinking Cost and Performance of Database Systems / D. Florescu, D. Kossmann // SIGMOD Record. 2009. — V. 38, № 1. — P. 43−48.
  45. Folsom N. Debugging Visual FoxPro Applications / N. Folsom. Whitefish Bay: Wis Hentzenwerke Publishing, 2002. — 113 p.
  46. Formal Semantics for Ward and Mellors’s Transformation / C. Petersohn, W. P. de Roever, C. Huizing, J. Peleska // 6th Refinement Workshop, Workshop in Computing. Springer-Verlag, 1994. — P. 14−41.
  47. Frappier M. EB3: an entity-based black-box specification method for information systems / M. Frappier, R. St-Denis // Software and Systems Modeling. -2003. -№ 2 (2). P. 134−149.
  48. Fraser M. D. Informal and Formal Requirement Specification Languages: Bridging the Gap / M. D. Fraser, K. Kumar, V. Vaishnavi // IEEE Transactions on Software Engineering. 1991. — V. 17 (5). — P. 454−465.
  49. Fraser M. D. Strategies for incorporating formal specifications in software development / M. D. Fraser, K. Kumar, V. Vaishnavi // Communications of the ACM. 1994. — V. 37 (10). — P. 74−84.
  50. Gurevich Y. Evolving Algebras: An attempt to discover semantics / Y. Gurevich // Current Trends in Theoretical Computer Science. World Scientific, 1993.-P. 266−292.
  51. Habrias H. Les specifications formelles pour les systemes d’information: Quoi? Pourquoi? Comment? / H. Habrias // Ingenierie des systemes d’information. 1995. -№ 3 (2). — P. 205−253.
  52. Hall A. Seven myths of formais methods / A. Hall // IEEE Software, 1990. -P. 11−20.
  53. Harel D. Statecharts: A visual formalism for complex systems / D. Harel // Science of Computer Programming. 1987. — № 8 (3). — P. 231−274.
  54. Hoare C. A. R. Communicating Sequential Processes / C. A. R. Hoare. -London: Prentice-Hall, 1985. 260 p.
  55. Jones C. B. Systematic Software Development using VDM / C. B. Jones. -2nd edition. London: Prentice-Hall, 1990. — 405 p.
  56. LUSTRE, a declarative language for programming synchronous systems / P. Caspi, N. Halbwachs, D. Pilaud, J. Plaice // 14th Symposium on Principles of Programming Languages (POPL 87). Munich, 1987. — P. 178−188.
  57. MAD Skills: New Analysis 'Practices for Big Data / J. Cohen at al. // Proceedings of the VLDB'09 Conference, Lyon, France, August 24−28, 2009. Lyon, 2009. — P. 1481−1492.
  58. MarcaD. SADT: Structured Analysis and Design Technique / D. Marca, C. McGowan. N. Y: McGraw-Hill, 1988. — 392 p.
  59. Milner R. Communication and Concurrency / R. Milner. Prentice-Hall, 1989.-260 p.118. ДО
  60. Peterson J. L. Petri Net Theory and the Modeling of Systems / J. L. Peterson. London: Prentice-Hall, 1981.-290 p.
  61. Peterson J. L. Petri nets / J. L. Peterson // ACM Computing Surveys. 1977. -№ 9(3).-P. 223−252.
  62. Scientific Data Management in the Coming Decade / J. Gray at al. // SIGMOD Record. 2005. — V. 34, № 4.
  63. Smith G. The Object-Z Specification Language / G.Smith. Boston: Kluwer Academic Publishers, 2000. — 146 p.
  64. Sommerville I. Software Engineering / I. Sommerville. 4th ed. -Wokingham, England: Addison Wesley, 1992. — 649 p.
  65. Spivey J. M. The Z notation: a Reference Manual / J. M. Spivey. N. Y.: Prentice-hall, 1992. — 158 p.
  66. Srinivas Y. M. Algebraic specifications for domains in software development and maintenance / Y. M. Srinivas // Communications of the ACM. 1990. — V. 33. № 6. — P. 658−667.
  67. Srinivas Y. V. Algebraic Specification: Syntax, Semantics, Structure: Technical report TR 90−15 / Univ. of California at Irvine. Irvine: Calif. Dept. of Information and Computer Science, 1990. — 129 p.
  68. Strategic Directions in Database Systems Breaking Out of the Box / A. Silberschatz et al. //ACM Computing Surveys. — 1996. — V. 28, № 4. -P. 764−778.
  69. The Lowell Database Research Self-Assessment // CACM. 2005. — V. 48 (5).-P. 111−118.
  70. The Computer Language Электронный ресурс. URL: http://shootout.alioth.debian.org/ (дата обращения: 16.09.2011).
  71. Which programming languages are fastest? Электронный ресурс. URL: http://shootout.alioth.debian.org/u64q/which-programming-languages-are-fastest.php#chart (дата обращения: 16.09.2011).
  72. Wing J. A specifier’s introduction to formal methods / J. Wing // IEEE Computer. 1990. -V. 23, № 9. — P. 8−24.
Заполнить форму текущей работой

Сессия? Спокойно!