Информационное обеспечение САПР (продолжение)

 

       6.1.Принципы построения банков данных (БнД)

       Банк данных (БнД)- совокупность базы данных (БД) и системы управления базами данных (СУБД).

       База данных - структурированная совокупность данных. Наименьшая единица описания данных называется элементом описания. Совокупность элементов описания, объединенных отношением принадлежности к одному объекту, называется записью.

       СУБД - состоит из языковых и программных средств, предназначенных для создания и использования базы, данных прикладными программами, а также непосредственно пользователями- непрограммистами.

       Применение БД позволяет решить следующие проблемы организации и ведения больших массивов информации:

1. сокращение избыточности;

2. обеспечение целостности;

3. разграничение доступа;

4. обеспечение независимости представления данных.

       Избыточность вызывается наличием разных форм представления одних и тех же данных, размножением части данных для дальнейшего использования прикладными программами, повторными записями одинаковых данных на различных носителях информации.

       Целостностью называется свойство БД в любой момент содержать лишь достоверные данные. Наличие избыточных данных, противоречивых и неверно составленных данных нарушает целостность БД.

       Для сокращения избыточности производится объединение одинаковых по смыслу, но имеющих различный тип данных в единую БД с приведением к общему, стандартизованному виду. Процесс объединения данных, используется различными пользователями, в одну общую БД - называется интеграцией базы данных.

 

Каждый конкретный пользователь получает доступ к некоторому подмножеству данных из БД, необходимых для выполнения своих прикладных программ. Одновременно с этим обеспечивается режим секретности и повышается степень защищенности данных от несанкционированного доступа.

       Одним из важнейших преимуществ применения БД является возможность обеспечения независимости представления данных в прикладных программах от типов запоминающих устройств и способов их физической организации. В основном это достигается построением двух уровней представления данных:

· логического;

· физического.

       На логическом уровне данные представляются в виде, удобном для использования в прикладных программах или непосредственно проектировщиками.

 

                                     источники информации для САПР

       Входная                 Банк данных  Другие источники    

   информация                                                информации

                                                 Модель

                                                    ПО

 

 

 

      

                Сбор           Обращение к БнД  Выходная ин-

           информации    за информацией        формация

 

                                                              Функциональная часть

Предметная                                                 САПР

     область                                        Процессы анализа,

                                                                прогнозирования,

                                                                принятия решений

  

  реализация

  решений                       решения                                  

 

Рис.5.1. БнД в составе САПР

           

       Физический уровень представления данных отражает способ хранения и структуру данных с учетом их расположения на носителях информации в запоминающих устройствах ЭВМ.

       Важнейшим понятием в БНД является модель данных - формализованное описание, отражающее состав и типы данных, а также взаимосвязи между ними. Модели данных классифицируются по ряду признаков.

       В зависимости от объема описываемой информации на логическом уровне различают внешнюю и внутреннюю модели данных.

       Внешняя модель (или логическая подсхема) - описывает структуру информации, относящейся к конкретной процедуре или группе родственных процедур.

       Внутренняя логическая модель данных объединяет все внешние модели (логические подсхемы) БД.

       По способам отражения связей между данными на логическом уровне различают модели - иерархическую, сетевую и реляционную. Модель называют сетевой, если данные и связи между ними имеют структуру графа. Если структура отражаемых связей представляется в виде дерева, то модель называют иерархической. Представление данных в виде таблиц соответствует реляционной модели данных.

       Задание модели данных в БД осуществляется на специальном языке описания данных (ЯОД). Прикладные программы, использующие

БНД, записываются на некотором алгоритмическом языке (например,

Паскаль, Си), называемом включающим языком. Для обеспечения взаимодействия с БНД в эти программы должны быть введены операторы обращения к СУБД. Совокупность операторов обращения к СУБД- язык манипулирования данными (ЯМД).

Основные операции с данными, выполняемыми на ЯМД следующие:

· поиск информации по заданным поисковым признакам в БД;

· включение в БД новых записей;

· удаление из БД лишних или ненужных в дальнейшем записей;

· изменение значений элементов данных в записях.

 

       Банк данных - сложная информационно- программная система, функционирование которой невозможно выполнить полностью в автоматическом режиме. Контроль за ее состоянием и управление режимами

осуществляется человеком- администратором банка данных.

       Взаимосвязь БД с прикладными программами представлена на рис.6.1. Прикладные программы пользователей а и б обращаются с запросами в СУБД, которая, пользуясь информацией о конкретной внешней модели и основываясь на описании логической схемы БД, формирует обращение к программным средствам метода доступа ОС.

Полученные данные поступают вначале в системный буфер, а затем поступают в доступную пользователю рабочую область.

       Совокупность модели данных и операций, определенных над данными, называется подходом. В соответствии с моделями данных различают реляционный, сетевой и иерархические подходы. Так как подход лежит в основе СУБД, различают реляционные, сетевые и иерархические СУБД.