Назначение, классификация и функции СУБД.

К числу функций СУБД принято относить следующие:

Непосредственное управление данными во внешней памяти- функция включает обеспечение необходимых структур внешней памятикак для хранения данных, непосредственно входящих в БД, так и для служебных целей, например, для убыстрения доступа к данным в некоторых случаях (обычно для этого используются индексы).

Управление транзакциями: Транзакция - это последовательность операций над БД, рассматриваемых СУБД как единое целое. Либо транзакция успешно выполняется, и СУБД фиксирует (COMMIT) изменения БД, произведенные этой транзакцией, во внешней памяти, либо ни одно из этих изменений никак не отражается на состоянии БД. Понятие транзакции необходимо для поддержания логической целостности БД.

Журнализация – одно из основных требований к СУБД является надежность хранения данных во внешней памяти. Под надежностью хранения понимается то, что СУБД должна быть в состоянии восстановить последнее согласованное состояние БД после любого аппаратного или программного сбоя. Обычно рассматриваются два возможных вида аппаратных сбоев: так называемые мягкие сбои, которые можно трактовать как внезапную остановку работы компьютера (например, аварийное выключение питания), и жесткие сбои, характеризуемые потерей информации на носителях внешней памяти.

Поддержка языков БД. Для работы с базами данных используются специальныеязыки, в целом называемые языками баз данных. В ранних СУБДподдерживалось несколько специализированных по своим функциям языков. Чаще всего выделялись два языка - язык определения схемы БД(SDL - SchemaDefinitionLanguage) и язык манипулирования данными (DML - DataManipulationLanguage). SDL служил главным образом для определения логической структуры БД, т.е. той структуры БД, какой она представляется пользователям. DML содержал набор операторов манипулирования данными, т.е. операторов, позволяющих заносить данные в БД, удалять, модифицировать или выбирать существующие данные. Классификации СУБД

По модели данных

Примеры: -Иерархические -Сетевые -Реляционные -Объектно-ориентированные -Объектно-реляционные

По степени распределённости

· Локальные СУБД (все части локальной СУБД размещаются на одном компьютере)

· Распределённые СУБД (части СУБД могут размещаться на двух и более компьютерах).

По способу доступа к БД

· Файл-серверные

В файл-серверных СУБД файлы данных располагаются централизованно на файл-сервере. СУБД располагается на каждом клиентском компьютере (рабочей станции). Доступ СУБД к данным осуществляется через локальную сеть. Синхронизация чтений и обновлений осуществляется посредством файловых блокировок. Преимуществом этой архитектуры является низкая нагрузка на процессор файлового сервера. Недостатки: потенциально высокая загрузка локальной сети; затруднённость или невозможность централизованного управления; затруднённость или невозможность обеспечения таких важных характеристик как высокая надёжность, высокая доступность и высокая безопасность. Применяются чаще всего в локальных приложениях, которые используют функции управления БД; в системах с низкой интенсивностью обработки данных и низкими пиковыми нагрузками на БД.

На данный момент файл-серверная технология считается устаревшей, а её использование в крупных информационных системах — недостатком^[2].

Примеры: Microsoft Access, Paradox, dBase, FoxPro, Visual FoxPro.

· Клиент-серверные

Клиент-серверная СУБД располагается на сервере вместе с БД и осуществляет доступ к БД непосредственно, в монопольном режиме. Все клиентские запросы на обработку данных обрабатываются клиент-серверной СУБД централизованно. Недостаток клиент-серверных СУБД состоит в повышенных требованиях к серверу. Достоинства: потенциально более низкая загрузка локальной сети; удобство централизованного управления; удобство обеспечения таких важных характеристик как высокая надёжность, высокая доступность и высокая безопасность.

Примеры: Oracle, Firebird, Interbase, IBM DB2, Informix, MS SQL Server, Sybase Adaptive Server Enterprise, PostgreSQL, MySQL, Caché, ЛИНТЕР.

· Встраиваемые

Встраиваемая СУБД — СУБД, которая может поставляться как составная часть некоторого программного продукта, не требуя процедуры самостоятельной установки. Встраиваемая СУБД предназначена для локального хранения данных своего приложения и не рассчитана на коллективное использование в сети. Физически встраиваемая СУБД чаще всего реализована в виде подключаемой библиотеки. Доступ к данным со стороны приложения может происходить через SQL либо через специальные программные интерфейсы.

Примеры: OpenEdge, SQLite, BerkeleyDB, Firebird Embedded, Microsoft SQL Server Compact, ЛИНТЕР.

 

7. Оценка качества САР по временным характеристикам.

Любая САР для того, чтобы удовлетворять своему назначению, как уже отмечалось выше, прежде всего должна быть устойчивой. Однако устойчивость является необходимым, но не достаточным условием технической прочности системы регулирования. Помимо устойчивости, к переходному процессу предъявляются требования, обуславливающие его так называемые качественные показатели.

Под качеством системы понимают некоторые свойства кривой ее переходного процесса. Чаще всего рассматривают переходный процесс по управляющему воздействию.

Рис.V.1. Структурная схема САР

Здесь W(p) – передаточная функция САР,

x(t) – входное управляющее воздействие,

z(t) – выходной сигнал.

В качестве управляющего сигнала может быть использован сигнал любого вида, но чаще всего применяется толчкообразный (скачкообразный) сигнал с величиной скачка, равной либо единице, как при получении переходной характеристики системы, либо произвольной величине. Если система обладает колебательными свойствами, то выходной сигнал по управляющему (скачкообразному) сигналу качественно будет выглядеть примерно так, как изображено на рис.V.2.

Из показателей качества (еще говорят: прямых оценок качества регулирования) обычно рассматривают:

1. Установившееся значение выходного сигнала

Рис.V. 2. Переходный процесс в САР

2. Точность регулирования Δ – заданная малая постоянная величина, представляющая собой обычно допустимую ошибку. Для входного единичного скачка для технических систем, как правило, Δ = (1÷ 5) %.

3. Время регулирования tр (время переходного процесса).

Выходной сигнал z(t) и его установившееся значение z_уст становятся неразличимы с точностью до величины Δ после времени tp, когда сигнал z(t) войдет последний раз в коридор двойной точности 2Δz_уст и больше никогда из него не выйдет. Таким образом, величина tp определяется как время, протекающее от момента приложения входного скачка до момента, после которого имеет место неравенство:

4. Под перерегулированием σ обычно понимают максимальный относительный выброс регулируемого сигнала z(t) = zmax от его установившегося значения zуст, выраженный в процентах

Для большинства промышленных систем σ = (10-40)%.

Здесь были перечислены наиболее часто встречающиеся показатели качества регулирования. Кроме того, для отдельных систем используются и другие показатели, например,

5. Порядок астатизма системы ν.

6. Время tмах наступления максимального значения регулируемой

7. величиныzmax.

8. Время t1 первого пересечения кривой переходного процесса установившегося значения z_уст (характеризует производную z_уст (t)).

9. Количество колебаний переходного процесса за время tp и др.

 

8. Представление импульсного элемента при исследовании импульсных САР.

9. Синтез САР оптимальной по быстродействию.

Функционал имеет вид Гамильтонион с учетом (1)

Рассмотрим n-мерный вектор

Тогда система уравнений и сопряженная система принимает следующий вид

Обозначим верхнюю границу Гамильтониана

Если точная верхняя граница достигается, то это соответствует мах гамильтониана

Для рассматриваемого случая

т.к. , то

С учетом принятых обозначений, основная теорема ПМ САР оптимальных по быстродействию формулируется следующим образом:

Пусть при некоторое допустимое управление, переводящее изображение в точку и соответствующее , а -- соответствующее этому управлению траектория. Для оптимальности по быстродействию управления и траектории необходимо существование такой ненулевой непрерывной векторной функции , удовлетворяющей системе уравнений (4) и что:

1. Для всех функция т.е.

= ; (6)

 

2. в конечные моменты времени выполняется соотношение

Как и в общем случае, если функция удовлетворяют выражению (4) и условию (6), то функция постоянна.

Поэтому проверку условия (7) можно производить в любой момент времени на интервале .

Замечание: т.к. для большинства случаев то из выражения и выражения (5) следует, что вдоль оптимальной траектории гамильтониана

Объект представляет собой 2 последовательности соединенных интегрирующих звена