240-2285 (Автоматизированное рабочее место регистрации и документирования комплекса средств автоматизации), страница 6

[0] р. “0” - ПУ1 разблокировано по ФК оператором;

[1] р. “1” - ПУ1 неисправно;

[1] р. “0” - ПУ1 исправно.

для ПУ2 [2,3] разряды 2-го слова

[2] р. “1” - ПУ2 заблокировано по ФК оператором;

[2] р. “0” - ПУ2 разблокировано по ФК оператором;

[3] р. “1” - ПУ2 неисправно;

[3] р. “0” - ПУ2 исправно.

для ПУ3 [4,5] разряды 2-го слова

[4] р. “1” - ПУ3 заблокировано по ФК оператором;

[4] р. “0” - ПУ3 разблокировано по ФК оператором;

[5] р. “1” - ПУ3 неисправно;

[5] р. “0” - ПУ3 исправно.

Кодограмма регистрации БС для Ш1, Ш2, Ш3 выглядит следующим образом:

№ устройства = 000000 для Ш1,

№ устройства = 000111 для Ш2,

№ устройства = 001011 для Ш3.

Наличие “0” или “1” в разрядах [0-2] 2-го слова кодограммы свидетельствует о наличии соответствующих признаков, смысловое содержание которых следующее:

для Ш1 [0] разряд 2-го слова

“1” - Ш1 неисправен;

“0” - Ш1 исправен.

для Ш2 [1] разряд 2-го слова

“1” - Ш2 неисправен;

“0” - Ш2 исправен.

для Ш3 [2] разряд 2-го слова

“1” - Ш3 неисправен;

“0” - Ш3 исправен.

3.2. Обоснование необходимости организации базы данных

3.2.1. Понятие базы данных

Сложившийся в прошлом подход к проектированию систем сбора и накопления информации и ее эффективного использования для всевозможных целей состоял в автоматизации отдельных процессов в рамках фрагментов предметной области, или как говорят, в создании множества локальных приложений. В силу значительной независимости приложений одни и те же данные многократно представлялись в памяти ЭВМ, а их соответствие действительным значениям обеспечивалось периодическим применением процедур обновления. При изменении каких-либо сведений приходилось корректировать от нескольких до сотен и даже тысяч записей.

При переходе от автоматизации отдельных процессов предметной области к созданию автоматизированных информационных систем требуется не только взаимоувязка приложений, но и качественно новый подход к организации данных. Этот подход состоит в использовании единого хранилища – базы данных. Отдельные пользователи перестают быть владельцами тех или иных данных. Все данные накапливаются и хранятся централизованно. В памяти ЭВМ создается динамически обновляемая модель предметной области.

Слова “динамически обновляемая” означают, что соответствие БД текущему состоянию предметной области обеспечивается не периодически (раз в месяц, неделю, день), а в режиме реального времени.

При выборках для разных приложений эти записи могут быть упорядочены по-разному, т.е. пользователи информационной системы имеют возможность обращаться к интересующим их данным, а одни и те же данные могут быть по-разному представлены в соответствии с потребностями пользователей. При этом всякое обращение к данным осуществляется через некий программный фильтр, обеспечивающий, если это необходимо, предварительные преобразования запрошенных пользователем данных.

Отличительной чертой баз данных следует считать совместное хранение данных с их описаниями. Традиционно описания данных содержались в прикладных программах. При этом если обрабатывалось лишь два поля записи, программа включала описание всей записи. В результате любое изменение в организации приводило к необходимости внесения изменений в созданные программы.

Современный подход требует, чтобы в программе были лишь перечислены необходимые для обработки данные и заданы требуемые форматы их представления. При этом описание баз данных становится независимым от программ пользователей и составляет самостоятельный объект хранения. Эти описания обычно называют метаданными [5].

Важнейшим компонентом автоматизированной системы сбора, накопления и эффективного использования информации является система управления базами данных (СУБД). Программы составляющие СУБД включают ядро и сервисные средства. Ядро – это набор программных модулей, необходимый и достаточный для создания и поддержания БД. Сервисные программы предоставляют пользователям ряд дополнительных возможностей и услуг по обслуживанию систем баз данных. Языковые средства служат для описания БД и используются для обработки данных пользователями.

3.2.2. Достоинства интеграции данных.

Отметим некоторые достоинства интеграции данных.

Во-первых, интеграция обеспечивает синхронное поддержание данных для всех приложений (файловые системы не обеспечивают такой поддержки).

Во-вторых, за счет специальной организации устраняется возможная в файловых системах избыточность данных (сведения об объекте БД не дублируются). Как минимум это приводит к сокращению объемов памяти, необходимой для хранения данных.

В-третьих, благодаря сокращению или устранению дублирования данных повышается уровень их достоверности; существенно проще и эффективнее становятся процедуры обновления.

В-четвертых, развитие концепции БД представляет собой важный шаг в направлении унификации средств организации данных, что позволяет разработчикам приложений не задумываться над вопросами представления данных в среде хранения. Соответствующие интерфейсы поддерживаются автоматически СУБД. Пользователь не знает, где и как хранятся данные, он лишь сообщает системе, с какими данными желает работать и в каком виде желает их получить.

В-пятых, при переходе к использованию БД появляется возможность обеспечить достаточно высокий уровень независимости приложений от организации данных. В современных СУБД описания данных отделены от программ и содержатся в словаре-справочнике данных. В программах задаются лишь имена необходимых для обработки данных и форматы представления значений. Подставляя данные в программу, СУБД предварительно их обрабатывает, в связи с чем изменения организации данных не отражаются на прикладных программах. В этом случае меняются лишь процедуры СУБД, выполняющие предварительную обработку данных.

Обычно выделяются два аспекта независимости приложений от организации данных: логическая и физическая независимость. Первая предполагает возможность “безболезненного” изменения параметров логической организации БД, а вторая – изменения хранения данных в памяти ЭВМ.

3.2.3. Проблемы интеграции данных

С переходом к концепции БД, данные становятся неким общим ресурсом, целостность которого необходимо защитить от разрушений при сбоях оборудования, при некорректных обновлениях, от НСД и т.п.

1. Защита данных от разрушения при сбое оборудования. Этот вид защиты часто называют обеспечением физической целостности данных. Физическая целостность обеспечивается средствами ведения системного журнального файла и возможностью восстановления текущего состояния БД на основании копии и журнального файла. В журнальном файле регистрируются все изменения в БД с некоторого периода времени. Копия БД должна быть выполнена на момент начала ведения журнального файла.

2. Защита от некорректных обновлений. Она предупреждает неверное использование данных (в первую очередь – обновления другими пользователями). Такая защита данных называется логической целостностью. Она обеспечивается путем разработки механизмов управления доступом пользователей к данным. Это программные “фильтры”, когда пользователь имеет возможность обрабатывать лишь некоторое подмножество данных. Во-вторых, система выдает пользователю для обработки не всю запись целиком, а лишь часть ее данных. При этом в прикладной программе описываются только эти данные. В-третьих, при описании данных некоторые СУБД позволяют задавать области допустимых значений. Тогда система автоматически проверяет новое значение на допустимость и отвергает некорректные.

3. Защита данных от НСД. Она предполагает введение средств, препятствующих извлечению и обновлению данных некоторыми пользователями. Основное средство обеспечения этой разновидности защиты данных состоит в том, что пользователю предоставляется доступ не ко всей БД, а лишь к некоторой, определенной администратором БД, части данных. При этом обращение к любым другим данным для означенного пользователя становится невозможным.

3.2.4. Необходимость организации БД на АРМ РД

Непосредственное функциональное назначение АРМ РД – регистрация и документирование информации, поступающей из ВК. АРМ РД в режиме реального времени выполняет следующие функции:

• прием данных, круглосуточно поступающих от ВК;

• выдачу информации в ВК;

• регистрацию поступивших данных в памяти ЭВМ;

• документирование данных, размещенных в информационных массивах.

Согласно с функциональным назначением, проектирование БД на АРМ РД должно решить следующие задачи:

• создать “динамическую” модель предметной области системы (в которой соответствие БД текущему состоянию предметной области обеспечивается не периодически, а в режиме реального времени);

• обеспечить эффективность функционирования, т.е. обеспечить требования ко времени реакции системы на запросы и обновления БД;

• обеспечить централизованное хранение данных в памяти ЭВМ;

• обеспечить выборку из информационных массивов данных согласно заданным критериям;

• обеспечить удобство эксплуатации информационной системы;

• обеспечить защиту данных от некорректных обновлений, от разрушений при сбоях оборудования и от несанкционированного доступа.

Эти задачи можно осуществить при помощи создания единого хранилища – базы данных и использования средств СУБД.

3.3. Логическая организация базы данных

Для реализации логической организации БД необходимо определить, что является объектом предметной области информационной системы. Как уже было отмечено выше (п. 3.1.1.), любое сообщение в системе, или кодограмма, имеет формат в рамках заранее оговоренного Протокола информационного обмена. Разряды кодограмм регистрации содержат ряд характеристик, определяемых типом поступающей по устройству информации:

• информации обмена по КС;

• информации обмена между Ш1, Ш2, Ш3, и ВК;

• сбойной информации обмена по КС;

• сбойной информации между Ш1, Ш2, Ш3 и ВК;

• информации о НЛИ;

• информации ФК;

• информации НСД;

• информации НСД ОП;

• информации о БС устройств.

В зависимости от типа передаваемого по устройству сообщения, содержимое разрядов кодограмм различно, а, следовательно, различны и атрибуты объектов информационной системы. Если рассматривать информационную систему в части отображения информационного и технического состояния устройств (ФК), то объектом предметной области является информация о состоянии устройств.

В общем случае объектом предметной области является, например, распоряжение администратора, директора, т.е. те управляющие воздействия, которые циркулируют в АСУ в процессе ее функционирования. Прежде чем говорить о формировании отношений, необходимо привести перечень атрибутов, выявляющих сущность объектов, которые затем формируются в отношения:

1. Дата отправки кодограммы;

2. Время отправки кодограммы;

3. Направление (от ПУ1, информация в КС3 и т.п.);

4. Режим работы;

5. Источник (откуда пришла кодограмма);

6. Вид сообщения (БС, НСД, и т.п.);

7. Количество сбойных кодограмм;

8. Содержание сбойных кодограмм;

9. Тип устройства, от которого пришла кодограмма;

10. Признак (сообщения от нескольких устройств приходят в одной кодограмме);

11. Значение контрольной суммы при пуске ВК;

12. Значение периодически вычисляемой контрольной суммы;

13. Текст сообщения, содержащегося в кодограмме.

После составления перечня атрибутов, очередная задача состоит в определении набора отношений и составлении логической структуры БД. Логическая структура базы данных представлена на рис. 18 и состоит из набора отношений, представленных в третьей нормальной форме.

Отношение 1: “Вся информация”. Ключевыми доменами являются первые два поля: “Дата”, “Время”.