Введение к работе
Актуальность темы. Новые области применения систем баз данных п знаний, такие, как системы обработки документов, САПР, промышленные методы производства программ, геометрические базы данных п обработка графических образов, вызвали появление новых классов систем баз данных (объектно-ориентированных, дедуктивных, временных и др.), а также средств обеспечения взаимодействия неоднородных информационных систем, п том числе сопряжения систем баз данных и знаний.
В некоторых случаях новые приложения могут быть реализованы на базе существующих систем управления базамп данных реляционного пли сетевого типа с использованием имеющихся в этих системах развитых средств защиты, параллельного выполнения транзакций н восстановления, однако обычно такой подход не обеспечивает гибкость, достаточную для эффективной реализации новых структур данных концептуального уровня, что делает актуальной проблему создания новых методов организации хранения данных.
Такие средства (системы хранения) обычно реализуются как часть системы управления базамп данных, например [15], но иногда рассматриваются и как самостоятельные системы [5, 3, 6], а также более поздние работы [11, 12] н другие.
В рамках подобных систем могут быть реализованы алгоритмы и структуры хранения данных, разрабатываемые в последние годы и обеспечивающие эффективную поддержку новых классов приложений.
Таким образом, создание методов, средств и систем хранения является интенсивно развиваемой областью научных исследований.
Цель работы. Основными целями работы являются исследование структур хранения, необходимых для поддержки новых классов систем обработки данных и создание прототипа спстемы хранения, который
может использоваться как испытательный стенд для:
быстрого построения экспериментальных систем управления базами данных и знаний, в том числе поддерживающих новые модели данных, в программных средств машин баз данных;
реализации управления данными в новых приложениях, для которых традиционные системы недостаточно эффективны.
С другой стороны, автономная система хранения является полигоном
для исследования новых методов доступа, техники управления буфе
рами, представления объектов концептуального уровня систем упра
вленая базами данных и знаний, как средство для изучения других
аспектов организации физического хранения в системах баз данных и
знаний. .. ^
Общая методика выполнения исследований. Для определения архитектуры системы хранения в работе используются методы структурного анализа больших систем. Для оценки характеристик предложенных алгоритмов и их применимости использованы аналитические оценки на основе средних значений, моделирование и измерение поведения экспериментальной реализации. Возможность применения средних значений обеспечивается предположением о равномерности распределений значений данных, которое является реалистическим для рассматриваемого класса структур данных.
Научная новизна. В работе предложена новая модель данных уровня среды хранения, обеспечивающая повышение эффективности доступа за счет более тесной интеграции структуры сложных объектов со вторичными индексами. Предложена архитектура системы хранения, обеспечивающая реализацию над ней различных типов систем обработки данных. Разработаны методы и средства представления этой модели данных в.терминах низкоуровневых средств методов доступа, обеспечивающие гибкость представления без потери эффективности.
Рассмотрены методы отображения различных, в том числе неоднородных, структур данных на модель среды хранения и исследована применимость этих методов в зависимости от характера использования данных в приложении.
Разработан комбинированный метод индексирования для временных баз данных, обеспечивающий более быстрый поиск в актуальной части базы данных.
Практическая ценпость. Результаты работы использовались прп гоздаппп различных прототипов перспективных систем обработки данных, в том чпсле программного макета машины баз данных, поддерживающей модель иерархических отношений, системы интеграции неоднородных моделей данных, а также в проекте создания интероперабельной среды неоднородных информационных ресурсов.
Разработанный и реализованный прототпп системы хранения может использоваться как для создания специализированных систем обработки данных для нестандартных приложений, так и для исследо- . панпя новых структур хранения и методов отображения объектов концептуального уровня.
Апробация работы. Результаты работы докладывались на всесоюзных конференциях по системам баз данных и знаний, рабочих се-^ мпнарах Московской и Киевской секцпп группы по обработке данных Ассодпацпп Вычислительной техники (ACM SIGMOD), иа двухстороннем Итальяно-российском рабочем семинаре по перспективными системам баз дапных, на семинарах по проекту СИНТЕЗ в институте Проблем Информатики РАН и др.
Переносимость прототипа системы хранения проверена реализацией на трех различных архитектурах ЭВМ под управлением семи операционных систем.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 работ, которые отражают ее основное содержание.
Структура я объем работы. Диссертация состоит из 6 глав (в том числе введения и заключения), разбитых на 12 разделов, и списка испольэоваввой литературы. Объем работы - 124 стр., включая 15 страниц списка использованной литературы, насчитывающего 125 наименований.
