Введение к работе
Актуальность темы. Одной из новых сфер применения технологии баз данных является область разработки сложных встроенных систем, т.е. вычислительных систем реального времени, управляющих некоторыми внешними по отношению к ним процессами. Большие встроенное системы отличает сложность внутренней структуры и внешнего интерфейса, распределенность программного обеспечения в неоднородной сети вычислительных средств, большое количество и разнообразие обрабатываемых данных. Такие присущие встроенным системам особенности, как длительный срок безотказной работы, на протяжении которого возможно частичное обновление программных и аппаратных средств, налагают особые требования относительно гибкости и надежности их программного обеспечения. При разработке программного обеспечения встроенной системы одно из центральных мест занимает создание ее информационного обеспечения, где возникает большое число разнообразных задач обработки и управления данными. В связи с этим актуальной является задача внедрения в область встроенных применений современной технологии баз данных и разработки на ее основе средств управления данными встроенных систем.
Целью диссертационной работы является выделение общих принципов, на основании которых разрабатываются средства управления данными во встроенных системах, требовений, которым должен удовлетворять состав и характер этих средств, и приемов, позволяющих достигнуть сформулированных требований. Организация управления данными рассмотрена на примере разработки программного обеспечения конкретного, но достаточно репрезентативного класса встроенных систем, а именно — систем коммутации и связи, в рамках языково-ориентированной технологии программирования таких систем и объектно-ориентированного подхода к их проектированию.
Научная новизна. На основе анализа сложившихся подходов к проектированию встроенных систем предложена архитектура системы баз данных, позволяющей решать поставленные задачи с использованием технологии баз данных нового поколения и обладающая свойствами открытости, мобильности, высокой надежности, допускающая параллельную обработку данных, поддерживающая работу со сложноустроенны-ми объектами и обладающая средствами построения интерфейсов конечного пользователя. Важной особенностью разработанной системы является интегрированность всех ее уровней — от системы управления данными до средств конечного пользователя — с языком высокого уровня Алгол 68, обладаю-
щим строгим статическим типовым контролем и являющимся основой интегрированного языково-ориентированного окружения проектирования встроенных систем. Научную новизну раскрывают следующие результаты:
разработана структура системы управления данными, сочетающая возможность эффективного ключевого доступа к файлам базы данных и ее параллельной обработки со средствами автоматического восстановления данных как отдельных файлов, так и их совокупностей.' Принципиальной для встроенных применений является возможность осуществить откат к корректному состоянию базы данных мгновенно, без ведения и анализа специальной журнальной информации.
формально описана и реализована модель данных сложных объектов, поддерживающая создание баз данных в соответствии с объектно-ориентированным подходом к проектированию встроенных систем.
разработан оригинальный подход к конструированию внешних представлений структурных значений на основе описания экранных форм, дающий не только способ форматирования экрана, но и средства управления диалогом и типового контроля вводимой информации.
разработаны расширения языка Алгол 68 средствами работы с базами данных реляционного типа на основе автоматической генерации по схеме базы данных библиотечного вступления, содержащего операции доступа к файлам базы данных в терминах схемы и со статическим типовым контролем.
Практическая ценность. Предложенные средства использованы ,при разработке системы баз данных, входящей в состав прЬграммного обеспечения комплекса вычислительных средств АМТС с программным управлением. Входящие в состав системы СУД DBBB и подсистема построения средств конечного пользователя eloS являются компонентами системы программирования WBC для языка Алгол 68 и могут быть независимо использованы, соответственно, для программирования надежных баз данных и создания диалоговых программ различного назначения на Алголе 68. Система управления объектами, реализующая предложенную модель данных сложных объектов, может использоваться при разработке средств управления базами данных для различных предметных областей, требующих непосредственного представления взаимосвязанных объектов со сложной структурой и высокой надежности
создаваемых баз данных. Все компоненты разработанной системы полностью реализованы на языке высокого уровня Алгол 68, не содержат машинно-зависимых компонент и являются переносимыми вместе с системой WBC.
Апробация работы. Результаты диссертации докладывались и обсуждались на Семинаре всесоюзной рабочей группы по языкам программирования /'Методы повышения качества программного обеспечения" (Владивосток, 1990 г.), на семинарах Лаборатории системного программирования Санкт-Петербургского государственного университета (1990-1992 гг.), на семинаре ИСИ СО РАН (1993 г.). Результаты диссертации использовались при реализации функционального программного обеспечения электронных АТС с программным управлением, разработанного в НПК "Красная Заря" и МГП "Терком" (г. Санкт-Петербург).
По теме диссертации опубликованы 4 научные работы и выпущены 2 научно-технических отчета.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы (55 наименований) и двух приложений. Объем основной части работы — 115 страниц.
