Введение к работе
ктуальность темы. При проектировании информационных систем /ИС/ любой области их применения возникает задача выбора эффективного арианта фиглческой организации банков данных /ВнД/. обеспечиваю-его хранение, модификацию и поиск данных в соответствии с*, ивфоло-ической моделью предметной области /в дальнейземхдоступ к данным/. т успешного решения этой задачи в значительной степени зависит ыполнение требований, предъявляемых к информационным системам, так ак доля временных затрат на обмен с БнД составляет более 75% от бщего времени выполнения -вычислительных" работ при эксплуатации ИС. связи с этим Еопросу проектирования-доступа к данным посвящается ольшое число исследований. В частности,работы"В.М. Савинкова, .В. Бойко, Б. С. Жеребина и других учены?" создали^направление по втоматизации проектирования физических моделей Е:--Д. Указанное на-равление является перспективным и сравнительно новым,, чем объяснятся появление в настоящее время разнообразных методов, методик и екомендаций по эффективной организации хранения, модификации и доска информации в БнД, на основе которых строятся модели представ-ения знаний в экспертных системах проектирования БнД. "Автоматиза-ия проектирования'доступа тс данным-вызывает необходимость в повнений требований, предъявляемых к методам оценки его /доступа/ эффективности-:- они должны легко подвергаться автоматизации,' быть уни-ерсальными и давать точные результаты. В настоящее время не сушес-вует такого метода, который отвечал бы указанным требованиям. Ана-итическое моделирование сопровождается принятием ряда существен-ых допущений, что делает возможным его использование лишь для ис-яедования ограниченного "класса дгтустимых вариантов доступа, Иил-зционное моделирование, позволяющее детально учитывать физическую рганизацию данных, ачгорттм доступа к ним и статистические харак-зристики запросов к БнД в предметной области, является наиболее «гаерсальным. Однако применение методов галітационного ыодаяирова-w для оценки эффективности доступа к данным з 112 обнаруживает и с существенный недостаток: для каждого-варианта организалки досту-1 к данным необходимо по-существу строить новуп модель, Именно ?от недостаток является основной причиной крайне редкого прикине- . ія имитационного моделирования при проектировании БнД. .
3 связи с изложенные, разработка новых тгетсдов оценки гффзк-шности доступа к данным в ИС, ствечакщ-их перечисленным гкге тоз-шгниям, является кесьыа важной и актуальной.
Пель работы заключается в разработке метода и программного обеспечения имитационного моделирования', позволяющих автоматизировать процесс получения оценки производительности доступа к данным в информационных системах.
В диссертационной работе для достижения поставленной цели сформулированы и решены следующие основные задачи: формальное определение системы доступа /СД/ как математического объекта исследования методом имитационного моделирования; разработка универсальной автоматизированной имитационной модели СД /УАИ-модели/ для автоматизации программирования имитационных моделей; разработка программных средстз для реализации УМ-модели; практическая реализация результа тов исследования'.
Диссертационная работа является частью межвузовской научно-технической программы "Повышение качества, надежности продукции, программного обеспечения ЭВМ и технических средств обучения" на 1986-1990гг., выполняемой на кафедре "Прикладная математика" Пензенского политехнического института по теме "Разработка сервисных программ к типовым СУБД".
Методы исследования основаны на комплексном применении положений теории множеств, теории моделирования сложных систем, теории алгоритмических и непроцедурных языков, методов организации баз данных. Решение поставленных задач предусматривает использование методов математической статистики..
Научная новизна диссертационной работы состоит в разработке метода имитационного моделирования доступа к данным, основанного на автоматизации программирования, и обусловлена следующими результатами, полученными впервые лично автором:
-
Предложено и обосновано научно-техническое решение целесообразности построения системы автоматизации моделирования доступа к данным в информационных системах.
-
Разработан формальный аппарат описания доступа к данным, когорый-явился-основой разработки и реализации УАИ-модели.
-
Предложена стохастическая модель-доступа к данным, задающая предметную область информационных систем в части организации информационного обмена..
-
Разработана универсальная агрегативная модель' доступа, задающая алгоритм'поиска и модификации информации в рамках любых систем доступа.
-
Разработан язык моделирования, позволяющий в терминах проектирования физических баз данных задавать модель, систем доступа
Практическая ценность и реализация работы. Разработан пакет поог рамм имитационного моделирования систем доступа к данным СИДЗИл-"
на основе использования которого артором предлагаются:
метод оценки эффективности доступа к данным в информационных системах; ' '
методика определения размера буферного пула оперативной памяти систем доступа к данным, вх-одящим з автоматизированные информационные системы /АИС/ реального времени;
методика определения целесообразных сроков реорганизации данных, сникающая затраты машинного времени при эксплуатации информационных систем с независимыми областями переполнения на 7-16 по сравнению с использованием традиционных методик.
ПП СВДВИМ-І принят в программную часть межотраслевого фонда алгоритмов и программ М05АП ВДЙИпроект Госстроя СССР, /г.Моск*а/, зарегистрирован в ГосФАПе /№ 50870000329/ и внедрен в ПО ЭРА /г.Пенза/. В соответствии с прилагаемым к диссертации актом о внедрении, применение ПП СИДЗИМ-І в 3-5 раз сокращает трудоемкость оценки производительности доступа с требуемой точностью эксперимента. Внедрение пакета программ обеспечило возможность определения варианта организации доступа к данным, размещенным на ВЗУ, удовлетворяющего заданным временным ограничениям, еще на этапе проектирования.
Результаты диссертационной работы были использованы при прове
дении хоздоговорных работ /НГР: 0І.84.СШ4С95;0І.86.С0992ІЗ; .
01.89.0016510/, работ по договорам о творческом" содружестве /42I-H,
105-88/ с 'промышленным предприятгг'м, научной организацией и ВУЗом
страны по проектированию отдельных подсистем АЙС, а также в процессе
эксплуатации подсистем АСУ ВУЗ з Пензенском политехническом инсти
туте при определении сроков реорганизации данных.
Апробация' работы. Основные материалы дгесерт'ационной работы были
доложены и получили положительную оценку на зональной научно-тех
нической конференции "Математические методы в задачах управления"
/Пенза,1981/, на межвузовских научно-методических семинарах "При
менение ЭВМ в учебном процессе и научных исследованиях". /Иваново
1Э82,Пенза 1985/, на зональных научно-технических конференциях . ' }
"Математические и программные методы проектирования управляшкх '
систем" /Пенза 1986,1990/, на зональной научно-технической конфе- ,\"
рёнции "Практика применения баз данных для решения информационно-- л-'
поисковых задач и задач управления" /Пенза 1990/, на научно-гзхначес-
ких конференциях профессорско-преподавательского состава Яензенско-
го политехнического института /І98І-І957гг./. . . ".. '
Публикации . Основные результаты диссертации отражены в 10 пвчеткаг работах.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных разул:татов, списка использованной литературы /103 наименования/ и трех приложений, включает 130 страниц основного текста, содержит 10 рисунков, 7 таблиц.
