Разработка и исследование моделей и метода проектирования структурно-независимых баз данных для конфигурируемых информационных систем

• Автор: Кучеров, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 05.25.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Таганрог
• Количество страниц: 123 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ МОДЕЛЕЙ И МЕТОДОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ БАЗ ДАННЫХ

1.1. Обзор существующих моделей данных

1.2. Обзор существующих баз для хранения пользовательских структур

данных

1.3. Обзор существующих методов разработки баз данных

1.4. Постановка задачи обеспечения гибкости баз данных конфигурируемых

информационных систем

1.5. Выводы по главе

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МОДЕЛЕЙ СТРУКТУРНО-НЕЗАВИСИМЫХ БАЗ

ДАННЫХ
2.1. Разработка концептуальной модели структурно-независимых баз данных
2.2. Разработка формальной модели структурно-независимых баз данных..
2.3. Разработка формальной модели механизмов манипуляции структурами пользовательских данных в рамках структурно-независимых баз данных
2.4. Разработка формальной модели механизмов манипуляции пользовательскими данными в структурно-независимых базах данных
2.5. Выводы по главе
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА МЕТОДА ПРОЕКТИРОВАНИЯ СТРУКТУРНОНЕЗАВИСИМЫХ БАЗ ДАННЫХ
3.1. Разработка концепции метода проектирования структурно-независимых
баз данных
3.2. Разработка метода проектирования структурно-независимых баз данных
3.2.1. Разработка методики проектирования подсхемы хранения метаданных
3.2.2. Разработка методики проектирования подсхемы хранения данных.
3.2.3. Разработка методики формирования связей между подсхемами
данных и метаданных
3.3. Разработка модели бизнес-процесса проектирования структурнонезависимых баз данных на основе предложенного метода
3.4. Выводы по главе
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА СТРУТКТУРНО-НЕЗАВИСИМОЙ БАЗЫ ДАННЫХ ЭЮВ И ПРОВЕРКА ПРЕДЛОЖЕННОГО МЕТОДА ПРОЕКТИРОВАНИЯ
4.1. Проверка предложенного метода проектирования структурно-
независимых баз данных на примере известной реализации базы данных для хранения пользовательских структур данных
4.2. Разработка структурно-независимой базы данных БЮВ посредством предложенного метода
4.2.1. Проектирование модели структурно-независимой базы данных БГОВ
4.2.2. Реализация структурно-независимой БД БГОВ
4.3. Оценка производительности разработанной структурно-независимой
базы данных БЮВ
4.4. Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Модели баз для хранения пользовательских структур данных
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Тексты запросов

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Разработка информационно-справочных систем (ИСС) на сегодня остается актуальной областью программной инженерии. Несмотря на накопленный богатый опыт и множество разработанных методологий и CASE-средств, на сегодня можно выделить ряд нерешенных задач. Одна из таких проблем - обеспечение максимального соответствия заложенного в информационную систему функционала и предметной области. Данная проблема в первую очередь обусловлена широтой распространения информационных технологий, их глубоким внедрением в социальную сферу, характеризующуюся изменчивостью и трудно поддающуюся стандартизации.
В процессе разработки и эксплуатации ИСС возникают следующие ситуации:
1. На этапе исследования не удается собрать исчерпывающие сведения о предметной области;
2. Предметная область изменяется в процессе ее разработки или внедрения ИС;
3. Предметная область изменилась в процессе эксплуатации ИС.
Выходом из первой ситуации является множество различных методик и
частных практик по управлению требованиями, ориентированные на их извлечение, управление и верификацию. Сколь либо универсальные решения в данной сфере отсутствуют [1,2], но на сегодняшний день представлено множество различных решений, успешно решающих отдельные подзадачи [2].
Борьба со смягчением негативного влияния изменений предметной области в процессе разработки началась с середины 80-х годов прошлого века вместе с появлением спиральной модели жизненного цикла [3]. На текущий момент данная проблема успешно решается комплексом Agile [4] методик, таких как Scrum [5], eXtreme Programming [6] и т.д. Стоит отметить, что подобные методики могут быть успешно применены и для максимально полного извлечения сведений о предметной области, так как на первом этапе требуют лишь общего образа

1. Концептуальное проектирование
2. Логическое проектирование
3. Физическое проектирование
4. Реализация БД СУБД
новый объект предметной области
* новая сущность
I. '*ЕВ
г Л Г ] 'новая —— таблица
Рисунок 1.5 - Модель процесса создания и использования реляционной БД при
На первом шаге создания реляционной базы данных производится концептуальное проектирование базы данных, определяются объекты предметной области, о которых будет храниться информация и их взаимосвязи. Далее концептуальная модель переходит в стадию логического проектирования, где объекты выделяются в сущности, обладающие атрибутами. Производится нормализация модели данных, устанавливаются логические типы данных. Готовая логическая модель поступает на стадию физического проектирования, где уже в рамках выбранной СУБД производится создание физической схемы данных (структуры реляционных таблиц), ее оптимизация. Как правило, первые три этапа реализуются с помощью СА8Е-средств, например, ЕИУ/т. Физическая модель данных будучи помещенной в СУБД становится реализованной базой данных, которая используется информационной системой. При этом взаимодействие информационной системы с СУБД производится через компонент «логика управления данными» (БЬ на рисунке 1.5).
По мере использования КоИСС могут возникать новые объекты предметной области. Это в свою очередь отражается сначала на логической модели в виде новой сущности, затем на физической модели в виде новой таблицы. В конечном итоге возникает необходимость модификации существующей БД.
Поскольку логика управления данными представляет собой не что иное, как 8()Г-операторы, то изменение существующей БД влечет за собой несоответствие заложенного в ИС компонента ОБ’ и, как следствие, неработоспособности ИС.
хранении данных с изменяемой структурой