Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Проблемы и перспективы моделирования эффективной охраны имущества собственника 9
1.1. Общий обзор методов обеспечения безопасности имущества 9
1.2. Анализ подходов и моделей определения эффективности систем охраны объектов 17
1.3. Анализ возможности автоматизированного проектирования систем охраны объекта 24
1.4. Выводы и задачи исследования 28
Глава II. Моделирование параметров надежности системы охраны объектов 30
2.1. Определение надежности элемента системы охраны объекта 30
2.2. Анализ физических параметров влияющих на надежность элементов охраны 38
2.3. Модель определения надежности элемента охраны в условиях осуществления несанкционированного проникновения 46
Глава III. Информационная система определения надежности системы охраны объекта 56
3.1. Разработка справочника информационной системы определения надежности охраны 56
3.2. Системный анализ системы охраны объектов 62
3.3. Имитационная модель функционирования охраны при осуществлении незаконного проникновения преступника 71
3.4. Комбинаторные алгоритмы в системе расчета надежности охраны 78
Глава IV. Практическая реализация информационной системы определения надежности охраны 91
4.1. База данных информационной системы определения надежности системы охраны объекта 91
4.2. Структура и состав информационной системы определения надежности системы охраны объектов 107
4.3. Программный модуль базы данных информационной системы 117
4.4. Программный модуль расчета кратчайших путей к материальным ценностям 119
Заключение 130
Литература 132
Приложения 148
- Анализ подходов и моделей определения эффективности систем охраны объектов
- Модель определения надежности элемента охраны в условиях осуществления несанкционированного проникновения
- Имитационная модель функционирования охраны при осуществлении незаконного проникновения преступника
- Структура и состав информационной системы определения надежности системы охраны объектов
Введение к работе
Актуальность темы. Задаче оценки надежности функционирования технических средств различной направленности посвящено множество работ. Однако исследуемые там модели не подходят к таким объектам, где есть целенаправленное воздействие человека на нарушение качества функционирования исследуемых систем. К ним относят системы охраны объектов (СОО), основная задача которых противодействие преступникам осуществляющим кражу.
В настоящее время защитой СОО от преступных посягательств занимаются подразделения вневедомственной охраны (ПВО). Задача построения и обслуживания оптимальных по надежности СОО главная задача ПВО, а в связи с тем, что ПВО осуществляет охрану важных культурных и материальных ценностей, то задача обеспечения надежности СОО является также важной задачей, связанной с безопасностью государства. Необходимо обеспечить оптимальное соотношение показателей надежности и стоимости охраны объектов, а также установить нижний порог надежности связанный с временем прибытия групп задержания и задержанием преступников.
Анализ известных подходов к оценке надежности СОО, функционирующим в условиях преступного противодействия, показывает отсутствие в существующих моделях количественного показателя качества охраны. Поэтому создание модели количественной оценки надежности СОО в условиях целенаправленного противодействия охранным функциям является актуальной задачей.
Таким образом актуальность темы диссертационного исследования обусловлена необходимостью разработки модели функционирования и оценки надежности СОО в условиях целенаправленного противодействия охранным функциям.
Работа выполнена в соответствии с Концепцией развития вневедомственной охраны при органах внутренних дел Российской Федерации,
Цель и задачи исследования. Целью диссертационного исследования является разработка моделей оценки надежности функционирования COO, а также практическая их реализация в программных продуктах, предназначенных для расчета защищенности всех материальных ценностей охраняемого объекта, функционирующих в условиях противодействия охранным функциям.
Для достижения указанной цели необходимо решение следующих задач:
- анализ известных подходов и моделей оценки надежности СОО;
разработка вероятностной модели оценки надежности функционирования элемента СОО, в условиях целенаправленного противодействия охранным функциям;
разработка иммитационной модели функционирования всего объекта охраны в условиях осуществления незаконного проникновения на объект;
разработка комбинаторного алгоритма расчета минимальных с точки зрения времени путей проникновения на охраняемый объект;
разработка информационной системы определения надежности СОО;
- апробация результатов исследований в созданном программном комплексе.
Методы исследования. Для решения поставленных задач в работе использовались теория вероятностей и математическая статистика, теория надежности, теория графов, методы математического моделирования, численные методы.
Научная новизна. В работе получены следующие результаты, характеризующиеся научной новизной:
модель оценки надежности элемента СОО, функционирующего в условиях противодействия преступным посягательствам, с учетом времени проникновения и стоимости технических средств охраны объекта;
модель функционирования СОО, использующая надежность отдельных её элементов для оценки качества всей системы охраны, учитывающая время проникновения к материальным ценностям объекта;
- комбинаторный алгоритм оценки минимального времени достижимости элементов СОО, основанный на использовании численных методов оценок длин кратчайших путей маршрута нарушителя.
Практическая ценность работы, В результате исследования
разработан программный комплекс определения надежности
функционирования СОО. Разработанные в рамках диссертационного исследования модели легли в основу программных модулей, вместе с базой данных элементов СОО, сформировавшие общую информационную систему (НС). ИС обеспечивает возможность расчета надежности СОО, с учетом защищенности материальных ценностей и стоимости охраны. Информационная система также позволяет построить оптимальную по надежности СОО, с учетом времени прибытия группы задержания на объект и пресечения кражи, являющегося нижним порогом надежности СОО. Полученные практические результаты имеют большое социальное значение, т.к. ПВО обеспечивают охрану, важных для общества культурных и материальных ценностей.
Результаты работы внедрены в учебный процесс Воронежского института МВД России, а также в Управлении вневедомственной охраны при УВД Владимирской области.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы обсуждались на следующих конференциях и семинарах: на III Всероссийской научно-практической конференции «Охрана - 99» (Воронеж 1999 г), на Межвузовской научно-практической конференции "Актуальные проблемы борьбы с преступностью в современных условиях" (Воронеж 2000 г.), на Межвузовской научно-практической конференции «Актуальные вопросы проектирования и эксплуатации средств охраны и защищенных коммуникационных систем» (Воронеж 2000 г.), на Межвузовской научно-практической конференции «Современные проблемы противодействия преступности» (Воронеж 2001 г.)э на X Международной научной конференции «Информатизация правоохранительных систем» (Москва 2001 г.), на Международной конференции Российской научной школы «Системные
проблемы качества, математического моделирования, информационных, электронных и лазерных технологий» (Воронеж 2001 г.), на Межвузовской научно-практической конференции «Актуальные вопросы проектирования и эксплуатации средств охраны и защищенных коммуникационных систем» (Воронеж 2003 г.)
Публикации. По теме диссертации опубликовано 16 печатных работ.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 124 наименований и 2 приложения. Основной текст изложен на 124 страницах. Работа содержит 14 таблиц, 25 рисунков. Объем приложений 6 страниц.
Основное содержание работы.
В первой главе приведен анализ существующих технологий обеспечения охранной безопасности объектов, структура и функции СОО различного типа, рассмотрены перспективы развития объектовых подсистем охранной безопасности. Рассмотрены преимущества и недостатки различных подходов к моделированию действий нарушителя и оценке функционирования элементов СОО. Обоснованы актуальность и цель работы.
Во второй главе рассчитан вероятностный критерий оценки надежности элемента СОО, основанный на учете уровня возможной угрозы проникновения и способности подсистемы СОО выполнять свои защитные функции. Рассмотрены теоретические аспекты построения реляционных баз данных. Приведены основные понятия реляционной алгебры используемые в работе, а также основные шаги проектирования баз данных. Рассмотрены методы представления данных в комбинаторных алгоритмах, оценки оптимальности их построения.
Третья глава посвящена разработке справочника базы данных системы определения эффективности СОО. Осуществлен морфологический анализ подсистем охраны, предложены определения таких элементов СОО, как охраняемая стена, окно, дверь. В виде графов представлена структура и состав этих элементов. Построена база данных, использующая справочник и
*
осуществляющая оптимальный подбор средств охраны для защиты объекта. Рассмотрены алгоритмы по расчету кратчайших путей на графе СОО.
В четвертой главе приводится структура и состав информационной системы определения надежности СОО- На примере гипотетического объекта охраны показана возможность использования комбинаторного алгоритма для расчета кратчайших путей на объекте. Представлен алгоритм расчета матрицы защищенности объекта для любой точки начала проникновения, а также алгоритм поиска кратчайшего пути до любой из точек объекта. Проводится апробация программных средств на примере конкретной СОО,
В заключении приводятся основные научные и практические результаты диссертационного исследования.
Прилагается список использованных литературных источников.
Анализ подходов и моделей определения эффективности систем охраны объектов
Из приведенных выражений следует, что одним из путей уменьшения вероятности НП PH„(tHn tj) является сокращение времени tw которое в общем случае состоит из продолжительности опосредованного {через строительную конструкцию) контакта нарушителя с извещателями ОС и аппаратурного времени обнаружения. Проведенный анализ ТС ОС показал, что их собственное время обнаружения составляет, как правило, от долей до нескольких секунд, что гораздо меньше среднего времени преодоления нарушителем средств технической укрепленности объекта. Поэтому непосредственный контакт ТС ОС и нарушителя в начале преодоления ТУ, позволяет сушественно уменьшить время t0 и приводит к значительному увеличению вероятности Рпп. Это особенно важно в условиях вынужденного увеличения времени прибытия наряда милиции по тревоге, которое в последнее время становится актуальной проблемой для большинства крупных городов, особенно республиканских, краевых и областных центров.
В работе указывается на то, что оперативные ГЗ все чаще вынуждены сталкиваться с объективными трудностями, связанными с существенным увеличением (в определенные суточные интервалы) времени прибытия на охраняемый объект после принятия сигнала «Тревога» из-за очень возросшего автомобильного потока, несовершенства транспортных магистралей, отсутствия развязок на оживленных перекрестах и удобных объездных путей. При возникновении автомобильной «пробки» на пути следования ГЗ практически не может вовремя прибыть на объект, чтобы предотвратить кражу и задержать нарушителя. Таким образом, в соответствии с формулой (1.1) происходит снижение вероятности Рпп пресечения НП из-за объективного повышения вероятности Р1т, обусловленного увеличением времени t3(tn) задержки ГЗ [70]. Решение этой проблемы напрямую связано с повышением эффективности принятия управленческих решений [115], и с построением оптимизационных моделей расстановки сил и средств подразделений вневедомственной охраны [66].
Существенное повышение качества разрабатываемых СОО при значительном сокращении сроков их проектирования и снижении требований к квалификации проектировщиков достигается при использовании САПР СОО. Однако методика разработки таких САПР, моделей и алгоритмов проектирования СОО к настоящему времени находится в стадии становления. Существующие разработки недостаточно «конкурентоспособны» с обычным (ручным) проектированием СОО.
Проектирование СОО, основанное на классической концепции, часто используется подразделениями вневедомственной охраны и заключается в построение многорубежной охраны. Такая система обладает повышенной информативностью и надежностью [112], но не учитывает всех особенностей СОО.
В настоящее время в связи с появлением большого количества новых типов ТС ОС на рынке охранных услуг, сертифицированных для использования на территории РФ, значительно возросла сложность задачи оптимального выбора аппаратуры и средств технической укрепленности при проектировании СОО.
Главной целью проектировщика является оптимальный подбор всех параметров СОО. Существует множество возможных проектных вариантов. Чтобы оценить качество функционирования СОО, учитывая взаимоотношения составляющих ее ТС ОС, и выбрать лучший вариант, необходимо использовать комплекс программ и развитую программную настройку на основе имитационной модели СОО. [112]
При построении СОО проектировщик должен учитывать большое количество разнообразных параметров ТС ОС и объекта, сопоставлять их, что весьма трудоемко и требует большого опыта. Одновременно с этим оптимальный вариант СОО позволяет уменьшить ґа(время передачи тревожного извещения), и увеличить tmy (время, затраченное на преодоление средств технической укрепленности строительных и (или) специальных инженерных конструкций объекта) [70].
Такой анализ невозможен без использования базы данных элементов СОО- В работе [112] предложена база данных, в которой одна из таблиц посвящена параметрическому описанию зон охраны. Задаются показатели зон и на их основе производится исследование охраны. В рамках решения задачи нахождения эффективности сети извещателей такой метод применим. Но зачастую объект имеет простую зональную структуру: один - два шлейфа сигнализации на несколько десятков помещений. Возникает необходимость использования пространственной модели функционирования СОО, с возможностью наглядного графического изображения охраняемого объекта. Реализация этой модели в рамках информационной системы оценки надежности СОО базы данных позволит проанализировать практически каждый элемент объекта показать его состав, а в случае необходимости и выбрать наиболее приемлемый, как для ПВО (по надежности) так и для хоз. органа (по стоимости) вариант охраны.
Большое количество элементов охраны требует построения справочника базы данных с понятной и простой кодировкой, однозначно говорящей о типе, характеристике и месте использования элемента СОО.
Расчет tmyt затраченного на преодоление средств технической укрепленности, можно осуществить, опираясь на нормативные документы [34-44].
Анализ работ по теме диссертационного исследования показал, что надежность СОО достигается путем оптимизации tmy или г0 [70]. Необходимость комплексного подхода к этим двум параметрам обусловливает научную новизну применяемых методов и алгоритмов данного диссертационного исследования.
Анализ показал, что СОО нельзя рассматривать отдельно от комплекса организационно-технических мероприятий ПВО по обеспечению надежной защиты всех охраняемых объектов. Представленная на рисунке 1.2. структурная схема показывает место СОО в общей схеме работы ПВО. Отдел охраняет некоторое количество СОО, которые должны удовлетворять условию, что в случае осуществления кражи с СОО группа задержания осуществляющая патрулирование в заданном районе прибудет на объект и осуществит задержание преступников, т.е. try t,. В случае не выполнения этого условия время tjy должно быть увеличено, причем с учетом стоимости охраны, которая должна быть минимальной. Для решения этой задачи необходимо ввести количественный показатель надежности СОО - время преодоления средств защиты на пути к материальным ценностям (Ц).
В ряде работ получены оценки для времени прибытия ГЗ к СОО и исследована проблема оценки вероятности обнаружения нарушителя. Для определения этих оценок разработана вероятностно - геометрическая модель объекта, представляющая собой множество значений вероятности обнаружения в различных областях объекта. Данная модель в случае ее использования позволит рассчитать численное значение вероятности обнаружения преступника в СОО. Но на практике такой вероятностный показатель не дает возможности определить успеет ли ГЗ задержать преступника или нет, а также остаются не исследованным случай различной технической оснащенности преступников. Значит возможна ситуация, когда хорошо подготовленная преступная группа за минимальное время, проникнет на объект и осуществит свою цель до прибытия нарядов милиции. Такая модель развития событий на СОО в настоящее время становится все более вероятна из-за улучшения
Модель определения надежности элемента охраны в условиях осуществления несанкционированного проникновения
В настоящее время проектировщики технических комплексов охранных систем (ТКОС) сталкиваются с необходимостью использовать системный подход при создании систем охранно-пожарной сигнализации (ОПС). При построении ТКОС нужно учитывать не только средства ОПС, но и все что их окружает; элементы строительных конструкций, технические укрепления этих элементов, стоимость всей системы охраны, защищенность одного элемента конструкции и всего объекта в целом. Можно смело утверждать, что ТКОС, является сложной системой, которая содержит большое число переменных, взаимодействующих друг с другом, реагирующих на изменения каждой следующей переменной. Поэтому, необходимость использования системного подхода, при проектировании систем охраны объекта (СОО), очевидна. Имеется ряд признаков и характеристик, позволяющих выделить СОО, как некоторый целостный объект для исследования, который имеет необходимые свойства сложного объекта;
Целостность и членимость. СОО может быть расчленена на элементы первого уровня (подсистемы) - помещения, которые в свою очередь могут быть расчленены на подсистемы второго уровня - отдельные элементы строительных конструкций (ЭСК), технические средства укрепленности ЭСК и извещатели. Заметим что расчленение вглубь в общем случае бесконечно (отдельные характеристики извещателей, элементов конструкций и т.д.), поэтому происходит агрегирование возможных подсистем низших уровней. Этот процесс осуществляется ЛПР - лицом принимающим решение, в нашем случае проектировщиком СОО, Подсистема в свою очередь является системой для более низких уровней разбиения и расчленения, а система, является подсистемой для более высоких уровней агрегирования (например для системы организации маршрутов патрулирования групп задержания).
СОО содержит существенные связи между отдельными элементами, такие, что связи между ее подсистемами, намного сильнее и существеннее, чем связи ее с другими системами (другими объектами), что позволят выделять СОО как целостный объект. 3, Наличие интегрированных качеств. СОО в целом, имеет такие интегративные качества, которые присущи системе и неприсущи ее подсистемам. (Сумма свойств всех подсистем). Речь идет о том, что надежность охраны всего объекта определяется по совокупности надежности всех его элементов. Изучение СОО может проводится на двух уровнях - макроуровень и микроуровень. Такое изучение связано с тремя исследовательскими задачами. 1. Морфологический анализ COO, который заключается в изучении, структуры охраны объекта на всех уровнях разбиения. 2. Функциональный анализ - изучение функций самой системы ОПС, а также подсистем (отдельных помещений, элементов строительных конструкций и т.д.). 3. Построение информационной модели СОО, которая предназначена для изучения информационных потоков, взаимодействующих на всех уровнях иерархического расчленения (сигналы от извещателей, тревожных кнопок, сигналов систем обеспечивающих информационную безопасность). Каждый такой анализ связан с решением трех задач: 1. Синтез. 2. Анализ. 3. Выбор и принятие решения. При синтезе системы охраны проектировщику приходится сталкиваться с необходимостью учета множества элементов, взаимодействующих, в большей или меньшей, степени друг с другом- Это взаимодействие влияет на общую защищенность всей системы. Например влияние оконной рамы вставленной в стену на саму стену и т.д. При расчете защищенности их влияние друг на друга не существенно, но выбор существенных и не существенных связей зависит от проектировщика, основывающегося на дополнительных неформализованных соображениях. При автоматизированном проектировании систем охраны мы сталкиваемся с необходимостью рассчитывать эти взаимодействия и выявлять, зачастую не явное при ручном проектировании, влияние элементов друг на друга. Всю СОО можно представить в виде графа. Вершинами которого являются подсистемы СОО, а дугами взаимодействия друг с другом. Уровень взаимодействия элементов определяется весовыми коэффициентами. При достаточном расчленении СОО на более мелкие подсистемы проектировщик использующий автоматизированные системы построения СОО может столкнуться с проблемой ограниченности машинных средств ЭВМ. Большое количество элементов приводит к возникновению так называемой бесконечной задачи - время решения или просчета вариантов стремится к бесконечности,. Задача имеет нелинейную сходимость, для снижения ее размерности необходимо осуществить декомпозицию графа СОО. Декомпозиция возможна при ограничении на количество элементов СОО и число компонент связи Ккр Компонента связи - это существенная, для выполнения функций по защите материальных ценностей объекта от несанкционированного проникновения, связь подсистемы охраны с другой подсистемой того же уровня иерархии СОО.
Имитационная модель функционирования охраны при осуществлении незаконного проникновения преступника
Оценку временной сложности алгоритма можно не только найти экспериментально, но и рассчитать теоретически для произвольного значения п. Поведение F(A,n) в пределе при увеличении размерности задачи называется асимптотической временной сложностью. Асимптотическая сложность алгоритма важна, поскольку определяет размерность задач, которые можно решить этим алгоритмом.
Алгоритм А - называется полиномиальным, если F(A,n) растет не быстрее, чем полином от п, если нет алгоритм экспоненциальный. Критерий можно рассматривать и по среднему ожидаемому времени решения задач какого-либо класса.
Отметим, что полиномиальные алгоритмы предпочтительнее при решении задач большой размерности, если же размерность задачи не велика, то могут быть предпочтительнее (даже и по времени счета) более простые.
Оценка трудоемкости алгоритма - задача поиска оптимального алгоритма решения некоторой задачи Р размерности п или класса задач этой размерности. Сложность проблемы состоит в том, что класс задач описать гораздо проще, чем класс алгоритмов, пригодных для ее решения. Помимо всего прочего, совершенствование вычислительной техники ведет к изменению системы команд процессора и операторов языка программирования в ряде случаев возможна параллельная обработка данных, поэтому почти никогда нельзя дать гарантию, что кроме известных алгоритмов отсутствуют другие, возможно, более эффективные.
Приходится ограничиваться выбором средств составления программ и алгоритмов некоторым классом U. В рамках заданного класса уже можно говорить о лучшем алгоритме решения как конкретной задачи, на котором достигается
Эталоном класса алгоритмов считаются алгоритмы, реализуемые конечным автоматом - машиной Тьюринга, Про задачу (класс задач) говорят, что она имеет полиномиальную временную сложность - относится к классу Р -если существует алгоритм этой машины, асимпототически решающей данную задачу за полиномиальное время. В противном случае задача (класс задач) имеет сложность NP или экспоненциальную сложность.
Рассмотрим алгоритмы отвечающие на вопрос о расстоянии между узлами в простом орграфе с неотрицательными весами. (Для СОО - расстояние между элементами охраны). К таким орграфам сводятся многие типы графов; так, если данный орграф не является простым, его можно сделать таковым, отбрасывая все петли и заменяя каждое множество параллельных ребер кратчайшим ребром (ребром с наименьшим весом) из этого множества. Если граф неориентирован, то можно просто рассматривать граф, который получается из данного заменой каждого неориентированного ребра (ij) парой ориентированных ребер (ij) и (jti) с весом, равным весу исходного неориентированного ребра.
Существует две задачи, которые необходимо решить для нахождения кратчайшего пути в графе: 1. Необходимо найти длину кратчайшего пути между двумя выделенными вершинами. 2. Найти длину кратчайших путей между выделенной вершиной и всеми остальными вершинами графа. Будем предполагать, что ответить на эти вопросы надо для простого взвешенного орграфа, в котором выполнение условия равенства весовых коэффициентов 0) = coji не требуется, а выполнение неравенства треугольника сОіь+ojfySojj необязательно. Несуществующие ребра будем считать ребрами с бесконечным весом. Сумма весов ребер в пути будет называться весом или длиной этого пути. Первая задача, отыскание длины кратчайшего пути между двумя вершинами s (начало) и/(конец) и отыскание самого пути, может быть решена методом «ближайшего соседа» для отыскания минимума остовных деревьев графа. Начинаем из вершины s и просматриваем граф в ширину, помечая вершины значениями их расстояний от s. Процесс заканчивается, когда вершина /помечена значением ее расстояния от s. До окончательной пометки вершине присваивается временная метка: присвоенное вершине число будет расстоянием от начала я, когда множество рассмотренных путей не состоит из всех возможных путей. Алгоритм прекращает работу только тогда, когда метка, присвоенная вершине/ далее не меняется. Таким образом, в каждый момент времени работы алгоритма некоторые вершины будут иметь окончательные метки, а остальная часть нет. Вначале вершине s присваивается окончательная метка 0 (нулевое расстояние до самой себя), а каждой из остальных V\ - 1 вершин присваивается временная метка оо. На каждом шаге одной вершине с временной меткой присваивается окончательная и поиск продолжается дальше. Таким образом, на каждом шаге метки меняются следующим образом.
Структура и состав информационной системы определения надежности системы охраны объектов
В одной из основных работ Мейера по теории создания и использования реляционных баз данных приводится следующее определение. Реляционная база данных представляет собой совокупность отношений, содержащих всю необходимую информацию и объединенных различными связями.
Атрибут (или набор атрибутов), который может быть использован для однозначной идентификации конкретного кортежа (строки, записи), называется первичным ключом. Первичный ключ не должен иметь дополнительных атрибутов. Это значит, что если из первичного ключа исключить произвольный атрибут, оставшихся атрибутов будет недостаточно для однозначной идентификации отдельных кортежей. Для ускорения доступа по первичному ключу во всех системах управления базами данных (СУБД) имеется механизм, называемый индексированием. Индекс представляет собой инвертированный древовидный список, указывающий на истинное местоположение записи для каждого первичного ключа. В разных СУБД индексы реализованы по-разному (в локальных СУБД - как правило, в виде отдельных файлов), однако, принципы их организации одинаковы.
Возможно индексирование отношения с использованием атрибутов, отличных от первичного ключа. Данный тип индекса называется вторичным индексом и применяется в целях уменьшения времени доступа при нахождении данных в отношении, а также для сортировки. Таким образом, если само отношение не упорядочено каким-либо образом и в нем могут присутствовать строки, оставшиеся после удаления некоторых кортежей, то индекс (для локальных СУБД - индексный файл), напротив, отсортирован,
В дальнейшем индексирование по номеру элемента СОО позволит выполнить все операции над отношениями рассматриваемые в этом параграфе. При использовании операции выбор и проекция - отобрать необходимые составные части, а операция соединение - создать из них элемент СОО.
Для поддержания ссылочной целостности данных во многих СУБД имеется механизм так называемых внешних ключей. Смысл этого механизма состоит в том, что некоему атрибуту (или группе атрибутов) одного отношения назначается ссылка на первичный ключ другого отношения; тем самым закрепляются связи подчиненности между этими отношениями. После назначения такой ссылки СУБД имеет возможность автоматически отслеживать вопросы "ненарушения" связей между отношениями, а именно; попытка вставить в подчиненную таблицу запись, для внешнего ключа которой не существует соответствия в главной таблице (например, там нет еще записи с таким первичным ключом, номером элемента СОО); попытка удалить из итоговой таблицы элементов СОО запись, на первичный ключ которой имеется хотя бы одна ссылка из подчиненной таблицы составных частей; попытка изменить первичный ключ записи итоговой таблицы, на которую имеется хотя бы одна ссылка из подчиненной таблицы составных частей. Проведем анализ последовательности шагов при проектировании базы данных элементов СОО. Основными являются: 1. Определить информационные потребности базы данных, т.е определить количество составных частей и характеристик будет иметь элемент СОО, 2. Проанализировать элементы системы охраны объектов, которые необходимо смоделировать в базе данных. Сформировать из этих элементов сущности и характеристики этих сущностей и сформировать их список. 3. Поставить в соответствие сущностям и характеристикам - таблицы и столбцы (поля) в нотации выбранной СУБД (Paradox, dBase, FoxPro, Access, Clipper, InterBase, Sybase, Informix, Oracle и т.д.). 4. Определить атрибуты, которые уникальным образом идентифицируют каждый объект 5. Выработать правила, которые будут устанавливать и поддерживать целостность данных. 6. Установить связи между объектами (таблицами и столбцами), провести нормализацию таблиц. Спланировать вопросы надежности данных и, при необходимости, сохранения секретности информации [73]. Первый шаг состоит в определении информационных потребностей базы данных. Он включает в себя опрос будущих пользователей для того, чтобы понять и задокументировать их требования. Следует выяснить следующие вопросы: сможет ли новая система объединить существующие приложения или их необходимо будет кардинально переделывать для совместной работы с новой системой; какие данные используются разными приложениями; смогут ли приложения совместно использовать какие-либо из этих данных; кто будет вводить данные в базу и в какой форме; как часто будут изменяться данные; достаточно ли будет для предметной области одной базы или потребуется несколько баз данных с различными структурами; какая информация является наиболее чувствительной к скорости ее извлечения и изменения. II- Следующий шаг включает в себя анализ элементов СОО, которые необходимо смоделировать в базе данных. Формирование концептуальной модели базы данных включает в себя: идентификацию функциональной деятельности предметной области. идентификацию объектов, которые осуществляют эту функциональную деятельность, и формирование из их операций последовательности событий, которые помогут идентифицировать все сущности и взаимосвязи между ними. идентификацию характеристик этих сущностей. идентификацию взаимосвязей между сущностями. III. Третий шаг заключается в установлении соответствия между сущностями и характеристиками предметной области и отношениями и атрибутами в нотации выбранной СУБД, Поскольку каждая сущность реального мира обладает некими характеристиками, в совокупности образующими полную картину ее проявления, можно поставить им в соответствие набор отношений (таблиц) и их атрибутов (полей). Перечислив все отношения и их атрибуты, уже на этом этапе можно начать устранять излишние позиции. Каждый атрибут должен появляться только один раз; и должно быть решено, какое отношение будет являться владельцем какого набора атрибутов. IV. На четвертом шаге определяются атрибуты, которые уникальным образом идентифицируют каждый объект. Это необходимо для того, чтобы система могла получить любую единичную строку таблицы. Вы должны определить первичный ключ для каждого из отношений. Если неї возможности идентифицировать кортеж с помощью одного атрибута, то первичный ключ нужно сделать составным - из нескольких атрибутов. Первичный ключ гарантирует, что в таблице не будет содержаться двух одинаковых строк.
