Методика создания мультиаспектной информационной системы с алгоритмо-ориентированной структурой данных

• Автор: Виноградова, Мария Валерьевна
• Шифр специальности: 05.13.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 155 с. : ил.

Введение

Глава 1. Анализ класса мультиаспектных информационных систем

1.1. Определение класса мультиаспектных информационных систем

1.2. Особенности мультиаспектных информационных систем

1.3. Обзор существующих технологий разработки

1.4. Оценка стоимости разработки и модернизации

1.5. Аспектный подход к разработке

1.5.1. Представление МАИС объединением аспектов ее пользователей

1.5.2. Воможность независимой разработки функциональных задач

1.5.3. Однозначность составления описаний задач

1.5.4. Независимость структуры данных и алгоритма

1.5.5. Возможность реализации хранилища данных на реляционных СУБД
Выводы по первой главе Глава 2. Общие принципы проектирования мультиаспектной информационной системы
2.1. Декомпозиция на аспекты и задачи
2.2. Свойства процесса проектирования
2.2.1. Идентичность описаний задач в аспектном подходе
2.2.2.Свойство однозначности построения структур данных
2.2.3.Свойство однозначности построения алгоритмов
2.3. Представление алгоритма графом технологии
2.3.1. Формальное описание графа технологии
2.3.2. Задание алгоритма задачи на графе технологии
I 2.4. Представление структуры данных
2.4.1. Формальное описание структуры данных
Ф 2.4.2. Описание структуры данных с помощью графа
технологии
2.5. Требования аспектного подхода
2.6. Описание задачи спецификацией
2.6.1. Грамматика для построения спецификаций
2.6.2. Преобразование алгоритма, определенного на графе технологии, в спецификацию
Выводы по второй главе
Глава 3. Теоретические основы построения алгоритмоориентированной
структуры данных
3.1. Понятия, их реквизиты и связи
3.1.1. Определение понятий и их реквизитов
3.1.2. Переход от понятий к функциональным зависимостям
3.1.3. Свойства понятия, реализующего многозначную зависимость
3.2. Свойства алгоритмоориентированной структуры данных
3.3. Этапы построения алгоритмоориентированной структуры
3.3.1. Построение структуры данных для ключевых
Ф атрибутов понятия
3.3.2. Добавление в структуру данных атрибутов вложенных понятий
3.3.3. Согласование структур данных композиционного и вложенного понятий
3.4. Реализация алгоритмоориентированной структуры данных
на реляционной СУБД
3.4.1. Типы отношений базы данных
3.4.2. Свойство соединения без потерь
3.4.3. Лемма о свойствах схемы базы данных
Выводы по третьей главе
Ф Глава 4. Методика и алгоритмы построения мультиаспектной
информационной системы
4.1. Уровни графа технологии
4.2. Методика проектирования задачи
4.3. Построение структуры данных
4.3.1. Алгоритм построения схемы базы данных
4.3.2. Язык описания вычисляемых реквизитов
4.4. Построение графа технологии задачи
4.5. Выполнение спецификаций задачи
4.5.1. Формат и типы правил спецификаций
4.5.2. Пример построения спецификации
4.5.3. Алгоритм работы интерпретатора
4.6. Построение спецификаций задачи
Выводы но четвертой главе
Глава 5. Оценка эффективности методики построения мультиаспектной
информационной системы
5.1. Создание мультиаспектной информационной системы
5.2. Добавление новых задач и модернизация структуры данных 1 Ф 5.2.1. Пример добавления новой задачи
5.2.2. Пример модернизации структуры данных
5.3. Модернизация мультиаспектной информационной системы
5.3.1. Типовые задачи модернизации
5.3.2. Сравнение трудозатрат на модернизацию АСУ Кафедра
и МАИС
Выводы по пятой главе
Выводы и заключение
Список литературы
ВВЕДЕНИЕ


Определены требования к процессу проектирования для достижения свойств однозначности построения структур данных и однозначности построения алгоритмов при независимой разработке задач информационной системы. Разработана модель представления алгоритма задачи на основе графа технологии. Приведено формальное описание и графическое представление графа технологии. Разработана модель представления алгоритмоориентированной структуры данных. Приведено формальное описание и графическое представление моделей. Доказана возможность преобразования модели данных в модель графа технологии. Разработаны требования аспектного подхода для построения корректного графа технологии включения всех ограничений и единственности пути. Разработаны требования аспектного подхода для построения алгоритмоориентированной структуры данных включения всех ограничений и единственности пути. Разработана аспектная грамматика для составления спецификаций на основе графа технологии. Доказано взаимнооднозначное соответствие между алгоритмом, заданным графом технологии, и спецификацией, построенной на основе аспектной грамматики. В третьей главе разработаны принципы построения алгоритмоориентированной структуры данных аспектного подхода. Разработан и исследован процесс формализации описания структуры данных. Доказано выполнение требований аспектного подхода для алгоритмоориентированной структуры данных единственность пути и включение всех ограничений. Доказана возможность реализации алгоритмоориентированной структуры данных с помощью реляционной базы данных. Разработан типовой набор схем отношений реляционной базы данных и правила его составления. Доказаны свойства реляционной модели алгоритмоориентированной структуры данных соответствие третьей нормальной форме, соединение без потерь и сохранение зависимостей. В четвертой главе разработана методика проектирования МАИС. Предложена последовательность выполнения этапов проектирования, их исполнители, входные и выходные данные для каждого этапа проектирования. Разработан алгоритм построения структуры базы данных на основе формальных правил, описанных в третьей главе. Разработан язык для задания правил вычисления реквизитов понятий базы данных. Разработана методика описания графа технологии для задания алгоритма задачи. Сформирован базовый набор типовых функций графа технологии. Разработаны методики построения графа технологии для решения задач просмотра, удаления, добавления и редактирования реквизитов понятий базы данных. Разработана структура информационной системы, обладающая свойствами, описанными во второй главе. Разработан алгоритм построения спецификации задачи на основе графа технологии. Сформирован базовый набор операторов спецификации. Разработан алгоритм работы интерпретатора для выполнения спецификации задачи. В пятой главе проведен сравнительный анализ мультиаспектной информационной системы, построенной с применением предложенной методики, и информационной системы АСУ Кафедра, построенной на основе реляционной базы данных. Практическая реализация рассмотрена на примере информационной системы кафедры вуза. При аспектном подходе добавление новых задач выполняет конечный пользователь без привлечения проектировщика базы данных, разработчика интерфейса и программиста. При изменении структуры данных в МАИС нет необходимости изменять существующие запросы к базе данных, изменение спецификаций базы данных выполняется автоматически. Были определены типовые задачи модернизации. На основании количества задач модернизации, выполненных за учебный год, получены следующие данные трудозатраты на модернизацию сократились на , ,5 задач модернизации было выполнено конечным пользователем без привлечения разработчиков. Оценка времени выполнения запросов к базе данных при выполнении задач в АСУ Кафедра и МАИС показала, что это величины одного порядка. Были сделаны выводы об эффективности использования новой методики для построения мультиаспектных информационных систем. В заключении сформулированы основные результаты диссертационной работы. МГТУ им. Ы.Э. Книга и мировая цивилизация.