Интеграция баз данных для информационной поддержки принятия решений в области неорганического материаловедения на основе технологии хранилищ данных

• Автор: Поляков, Александр Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 120 с. : ил.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ
1.СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД К РАЗРАБОТКЕ ХРАНИЛИЩА ДАННЫХ ПО СВОЙСТВАМ ВЕЩЕСТВ ДЛЯ СИСТЕМ ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ

1.1 АКТУАЛЬНОСТЬ ИНТЕГРАЦИИ

1.2 Обзор технологий интеграции данных

1.2.1 Подходы к интеграции средствами ЕА1, Ell, ETL

1.2.2 Интеграции двух информационных систем с использованием подходов Ell, ETL, ЕА1..

1.3 Технология хранилищ данных

1.3.1 Структура хранилища данных

1.3.2 Этапы построения хранилища данных

1.3.3 Анализ информационных потоков при использвовании ETL-подхода

1.3.4 Вывод
1.4 Обзор ИС по свойствам неорганических веществ
1.5 Выбор технологической платформы
1.5.1 Производительность и масштабируемость
1.5.2 Безопасность
1.5.3 Интероперабельность
1.5.3 Совокупная стоимость владения
1.5.4 Квадрант Gartner для хранилищ данных
1.5.5 Хранилища данных
1.5.6 Windows Server 2
1.5.5 Вывод
2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ХРАНИЛИЩА ДАННЫХ ПО СВОЙСТВАМ НЕОРГАНИЧЕСКИХ
ВЕЩЕСТВ
2.1 База данных «Фазы»
2.1.1 Описание данных БД «Фазы»
2.1.2 Структура БД «Фазы»
2.2 База данных «Диаграмма»
2.2.1 Описание данных БД «Диаграмма»
2.2.2 Структура БД «Диаграмма»
2.3 База данных «Кристалл»
2.3.1 Описание данных БД «Кристалл»
2.3.1 Стуктура БД «Кристалл»
2.4 Диаграммы потоков данных DFD
2.5 Методология функционального моделирования IDEF
2.6 Вербальная модель ХД
2.7 ER модель ХД
2.8 Реляционная структура ХД
2.9 Методика извлечения, преобразования и загрузки данных
2.9.1 Процедура извлечения
2.9.2 Процедура преобразования
2.9.3 Процедура загрузки
3. СТРУКТУРА ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ КОМПЬЮТЕРНОГО КОНСТРУИРОВАНИЯ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
3.1 Методика использования интегрированной ИС при информационной поддержке принятия РЕШЕНИЙ
3.2 Методика компьютерного эксперимента
3.3 Результаты компьютерных экспериментов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

Введение
В настоящее время существует огромное количество информационных систем (ИС) в различных предметных областях, что ставит задачу по рациональному использованию необходимой специалистам информации, содержащейся в них, как для информационной поддержки принятия решения, так и для выявления закономерностей с целью формирования новых знаний и прогнозирования неизвестных значений параметров объекта, а так же задачу по обеспечению специалистов в области неорганических соединений высококачественной информацией о свойствах и методиках получения перспективных неорганических веществ. Современные тенденции таковы, что на сегодняшний день, невозможно представить работу химиков-технологов без использования специализированных информационных систем, осуществляющих удаленный доступ через интернет. Разработка информационных систем в области неорганических соединений и материаловедения ведется во всех развитых странах.
На сегодняшний день, существует тренд в разработке и интеграции уже существующих ИС. В России, одним из первых разработчиков такого рода систем является Институт металлургии и материаловедения им. А. А. Байкова РАН (ИМЕТ РАН), если рассматривать зарубежных разработчиков, то наиболее полноценные ИС, разработанные на современных платформах, предлагает NIST (National Institute of Standards and Technology -Национальный институт стандартов и технологий, США) и STN (The Scientific and Technical Information Network — Международная сеть научно -технической информации). Как правило, редко встречается, когда данные, хранящиеся в специализированных ИС и характеризующие целую предметную область, располагаются в одном месте, чаще они разделены и собраны в различных странах и организациях, так же большинство таких ИС имеют платный доступ, что существенно осложняет процесс качественной и полной интеграции ИС.

Интеграция уже существующих систем в области неорганического материаловедения является одним из важнейших и актуальнейших направлений в современной химической промышленности, которая позволит структурировать данные в единое целое, что позволит уменьшить затраты на разработку и поддержку ИС, а так же значительно сократит количество дублированных работ. Новая интегрированная ИС совместно с системой поддержки принятия решений позволит без реального синтеза проводить прогнозирование образования неорганических соединений и оценивать их различные свойства, что существенно облегчит и ускорит поиск специалистами в области неорганического материаловедения перспективных неорганических веществ, необходимых для решения конкретной задачи.
Степень разработанности проблемы Вклад в изучение методик интеграции: A. Halevy (Levy), W. Inmon, D. Calvanese, M. Lenzerini, G. Gottlob, T. Gruber, A.H. Бездушный, JI.A. Калиниченко, В. А. Серебряков, С.А. Ступников и др. Задачи прогнозирования решали: R. Duda, Р. Hart, K. Fu, L. Kuncheva, JI.A. Растригин, В.П. Гладун, Н.Г. Загоруйко, Ю.И. Журавлев, В.В. Рязанов, О.В. Сенько и др.
Цель работы
Цель работы заключается в информационной поддержке принятия решений при прогнозировании свойств неорганических веществ на основе технологии хранилищ данных.
Для достижения цели работы были поставлены следующие задачи:
• провести системный анализ потоков данных при использовании различных технологий интеграции гетерогенных информационных систем;
• на основе системного подхода разработать архитектуру ИС, в частности разработать схему хранилища данных, а так же разработать методику извлечения, трансформации и загрузки данных в ХД;

Название БД Организация, страна Предметная область
IL Thermo NIST, США БД по ионным жидкостям
БД по трибоматериалам NIST, США Данные по обработке керамик.
HYDROGENEDATA Centre National de la Recherche Scientifique /Centre d’Etudes de Chimie Métallurgique (CNRS/CECM), Франция Механические, электрические, электрохимические, магнитные свойства материалов с водородом, данные по диффузии, растворимости водорода, накопителях водорода, влиянии поверхности, механической и термической обработки, структуре и т.д.
JMPD Japan Atomic Energy Research Institute (JAERI), Япония БД по материалам для ядерной энергетики
CompoTherm National Institute of Materials Science (NIMS), Япония БД и система прогноза теплофизических свойств композитов