Разработка и исследование блочного метода физической организации баз данных АСУ с целью оптимизации информационно-поисковых процессов

• Автор: Резников, Георгий Якубович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Куйбышев
• Количество страниц: 217 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. ИССЛЕДОВАНИЕ КРИТЕРИЕВ ЭФФЕКТИВНОСТИ И ФУНКЦИЙ БАЗ ДАННЫХ АСУ

1.1. Использование баз данных БД в АСУ

1.1.1. Организация информационной базы АСУ. Этапы проектирования баз данных

1.1.2. Связь критерия оптимальной организации БД с экономической эффективностью АСУ

1.1.3. Постановка задачи оптимизации физической организации БД по времени выполнения информационнопоисковых процессов ИПП

1.2. Состав и структура информационнопоисковых процессов в базах данных АСУ

1.2.1. Классификация ИПП в БД

1.2.2. Анализ функциональных подсистем АСУ как сферы использования ИПП

1.2.3. Логическое проектирование баз данных АСУ

1.3. Выделение классов информационнопоисковых процессов полного направленного просмотра бесконтурных сетей ИПП ПНПС
1.3.1. Свойства ИПП ПНПС. Постановка общей задачи
1.3.2. Отношение порядка на бесконтурном графе
2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ БЛОЧНОГО МЕТОДА ОРГАНИЗАЦИИ БД И ИПП ПНПС
2.1. Анализ существующих методов организации и поиска данных
2.1.1. Матричная форма представления данных в ИПП ПНПС
2.1.2. Организация ИПП ПНПС на основе файлов ненулевых элементов
2.1.3. Списковые методы организации ИПП ПНПС
2.2. Разработка математической модели структур баз данных
2.2.1. Блоки. Разбиение на блоки
2.2.2. Граф.блоков. Макроблоки и лес макроблоков
2.3. Оптимизация физической организации баз дынных
и алгоритмов поиска по времени ИЛП ПНПС
2.3.1. ИПП ПНПС в блоке
2.3.2. Сложные отношения в структуре ИПП ПНПС
3. АКТУМЬНЫЕ ВОПРОСЫ СОЗДАНИЯ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БЛОЧНЫХ
БАЗ ДАННЫХ
3.1. Пакет прикладных программ ведения блочных баз
данных
3.1.1. Формирование блочной БД
3.1.2. Алгоритм ИПП ПНПС
3.1.3. Актуализация блочной БД
3.1.4. Соотношение блочной БД и концепции КОДАСИЛ
3.2. Анализ эффективности блочного метода
3.2.1. Оценки потребности в ресурсах
3.2.2. Статистические характеристики структур
БД АСУ машиностроительных предприятий
3.3. Создание АСУ на основе блочной базы данных
3.3.1. Функциональная структура автоматизированной системы оперативного управления основным производством АСОУОП
3.3.2. Состав и структура блочной БД АСОУОП
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


I - число используемых компонентов; - коэффициент использования L -го компонента оборудования для функционирования БД. ТП^ где Хед(, - время занятости t -го компонента оборудования процессом функционирования БД; Tnt - полезное время L-ro компонента оборудования. БД за год; 5з - годовые расходы на восстановление БД. ЭВМ и ввода недостоверных данных; 5р- средние затраты за год на реорганизацию БД; 5з - стоимость решения задач пользователей за год; 5л*>- прочие эксплуатационные расходы. Количественный анализ отдельных составляющих капитальных и эксплуатационных затрат как по абсолютной величине, так и по удельному весу в общем случае весьма затруднен. Практика показывает, что основные расходы, обусловленные выбором принципов построения БД, связаны с разработкой программного обеспечения и затратами времени работы ЭВМ. Снижение затрат на программное обеспечение достигается за счет возрастания удельного веса универсальной его части, стоимость которой распределяется между пользователями. Затраты, связанные с использованием ЭВМ, возрастают, так как повышение быстродействия ЭВМ, относительное снижение их стоимости, создание более эффективных математических методов компенсируются возрастанием периодичности решения задач, появлением новых задач и увеличением объема обрабатываемой информации. Соотношение быстродействия центральных и периферийных устройств ЭВМ, незначительная доля арифметических операций в экономических задачах, составляющих одну из основных областей применения БД, привели к тому, что затраты машинного времени определяются временем поиска данных. Особенно актуально сокращение затрат машинного времени и оптимизация процессов поиска по быстродействию при использовании БД в системах реального времени, в диалоговых системах, а также при ориентации создаваемой БД на ограниченные вычислительные мощности. Итак, в качестве критерия оптимальной организации БД выберем суммарное время выполнения поиска данных. Оптимизация организации БД по этому критерию не противоречит глобальному критерию экономической эффективности АСУ. Прежде чем приступить к этой задаче, остановимся на нашем понимании проблемы поиска данных. Для этого введем определения ряда понятий, которые являются весьма распространенными, однако опираются на интуитивное представление. Пусть дано множество X компонентов данных (групп, записей) оС'ь , образующее БД, структура которой описывается ориентированным графом (1. Процесс решения любой информационной задачи заключается в последовательном формировании подмножеств Х*сХ и их обработке. XI в область "доступности”, где время обращения к пренебрежимо мало по сравнению с перечисленными операциями. В качестве области "доступности" будем рассматривать главным образом поле оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) ЭВМ с фиксированным адресом. При нахождении в ОЗУ вторая составляющая поиска отсутствует и иногда в качестве перемещения в область "доступности" подразумевается определение его адреса. ИПП). В рассматриваемых ИПП игнорируется информационный шум, так как нас интересует время поиска независимо от его ценности для пользователя. Структурой ИПП будем называть часть структуры БД, используемую при построении поисковой последовательности. ИПП. Под математической моделью ИЛИ будем понимать выражение вида ГГ-Р(Х’-}. ИПП, и определяющее очередность обработки подмножеств хъх и их состав. Здесь Р - оператор преобразования XК в результирующее подмножество Тк . Вся совокупность подмножеств ХК определяет состав X. ИПП (например, поисковыми предписаниями). В частном случае ИПП может содержать только процедуры первого типа. С ? Эти вершины достижимы по дугам графа структуры из исходных для поиска вершин. X вершины не обязательно будут смежными, даже если ни одна из них не является исходной. Последовательность их выбора определяется алгоритмом поиска и организацией данных. Одни и те же элементы множестваХ могут встречаться вХ многократно и в различном качестве: исходных, искомых и промежуточных вершин. Обозначим: 1: - время перехода от вершинык вершине .