Автореферат (Методика формирования реляционных таблиц на основе информации табличного вида)

На правах рукописиМИН ТХЕТ ТИНМЕТОДИКА ФОРМИРОВАНИЯ РЕЛЯЦИОННЫХ ТАБЛИЦНА ОСНОВЕ ИНФОРМАЦИИ ТАБЛИЧНОГО ВИДАСпециальность 05.13.11 – Математическое и программное обеспечениевычислительных машин, комплексов и компьютерных сетейАВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степеникандидата технических наукМосква – 2015Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательномучреждении высшего профессионального образования (ФГБОУ ВПО)«Московском государственном техническом университете им.

Н.Э. Баумана» накафедре «Компьютерные системы и сети» ИУ-6.Научный руководитель:Доктор технических наук, доцент, профессоркафедры «Компьютерные системы и сети», МГТУимени Н.Э. Баумана Брешенков АлександрВладимировичОфициальныеоппоненты:Доктор технических наук, профессор, профессоркафедры «Экономики городского хозяйства» ГАОУВПО Московский городской университет управленияПравительства Москвы (МГУУ)Данчул Александр Николаевич.Кандидат технических наук, доцент, начальникотдела ЗАО «Всесоюзный институт волоконнооптических систем связи и обработки информации»Самарев Роман Станиславович.Ведущая организация:Открытое акционерное общество «Государственныйнаучно- исследовательский институтприборостроения» (ОАО «ГосНИИП»)Защита диссертации состоится « 27 » апреля 2015 г. в 12.00 часов на заседаниидиссертационного совета Д212.125.01 при Московском авиационном институте(национальном исследовательском университете) – МАИ по адресу: 125993, г.Москва, А-80, ГСП-3, Волоколамское шоссе, д.

4.С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского авиационногоинститута (национального исследовательского университета) – МАИОтзывы, заверенные печатью, просьба высылать по адресу: 125993, г. Москва, А80, ГСП-3, Волоколамское шоссе, д.4, МАИ, Ученый совет МАИАвтореферат разослан « _____» __________2015 г.Ученый секретарьдиссертационного совета Д212.125.01кандидат технических наук, доцентА.В.Корнеенкова2ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность проблемы. В настоящее время трудно переоценить значениекомпьютерных информационных систем. А коль скоро базы данных (БД)являются ядром информационных систем, в полной мере это относится и к БД.Это детально и убедительно доказывается в соответствующей научно-популярнойи технической литературе.

Более того, в паспорте специальности 05.13.11(Математическое и программное обеспечение вычислительных машин,комплексов и компьютерных сетей) отмечается:−необходимость разработки и исследования в области программных средстворганизации и управления обработкой данных и знаний;−необходимость создания прикладного математического обеспечения,программных средств автоматизации разработки программ;−актуальность разработки программных средств обработки данных и знанийв ВМ, ВК и КС;−актуальность разработки методов проектирования систем управлениябазами данных (СУБД) и базами знаний (СУБЗ), в том числе распределеннымиСУБД и СУБЗ.Собственно понятие информации глобальное и охватывает все сферычеловеческой деятельности от вербального общения между людьми до работы винтернете.

А данные − это информация, представленная в регламентированномвиде. К сожалению, не всю информацию можно строго регламентировать ииспользовать в реляционных базах данных (РБД). Поэтому работы в этомнаправлении представляют интерес. В диссертации рассматривается информациятабличного вида (ИТВ). В качестве примеров ИТВ можно назвать электронныетаблицы, таблицы текстовых процессоров, HTML-таблицы и др. Практически навсех предприятиях накоплены значительные объемы ИТВ и эти предприятиязаинтересованы в использовании преимуществ РБД. Представления такого родаинформации близки к представлению данных в РБД, и поэтому в принципепроцесс преобразования ИТВ в формат РБД можно формализовать и исключитьвозможные ошибки при проектировании РБД с нуля.Достаточно большой объем работы в области проектирования РБД на основеиспользования ИТВ проделал Брешенков А.В.

Однако, несмотря на глубокуютеоретическую и практическую проработку проблемы, в его работах нерассматриваются важные задачи преобразования ИТВ в формат БД. В частности:- рассмотрены не все возможные виды подзаголовков в ИТВ;- не рассмотрены гибридные подзаголовки;- в качестве атрибутов, которые входят в первичный ключ, анализировалось неболее 2-х;- связи между таблицами рассмотрены для ключевых полей, включающих толькоодин атрибут;3- не проанализировано одно из требований минимальности первичного ключа −никакая часть первичного ключа не должна быть уникальной;- не проведены детальные исследования по поводу выявления внешних ключей вИТВВ диссертации введено понятие ИТВР - расширенная информация табличноговида. При этом под расширением понимается то, что наряду с известнымихарактеристиками ИТВ учитываются и их дополнительные характеристики,которые обусловили необходимость решения задач перечисленных выше.Существует классическое определение реляционных таблиц (РТ).

Но оно неудовлетворяет реальным требованиям к РТ. Поэтому введено понятие исоответствующая расширенная модель реляционных таблиц − РТР. Ее основноеотличие от РТ в том, что она отражает свойства ИТВР которые не допустимы вРТ.К настоящему времени выполнен значительный объем научных исследований,посвященных проектированию реляционных баз данных (РБД).

Среди них можноназвать работы Е. Ф. Кодда, К. Дж. Дейта, Гэри Хансена, Джэймса Хансена,Ульмана Дж., Чена P. P., Райана Стивенса, Рональда Плю, Дэйва Энсора,Тихомирова Ю.В., Григорьева Ю.А., Баранчикова А.И. и других. Но в этихработах, как правило, методы проектирования РБД основываются на анализепредварительно разработанных схем отношений, когда данных, как таковых,еще нет.Проблема заключается в отсутствии комплекса методов, алгоритмов, средстви методики, ориентированных на преобразование заполненных ИТВР в РТР.Предметом исследования являются модели, методы и методикапроектирования РБД на основе использования существующей, заполненнойИТВР,атакжекомпонентыматематического,лингвистического,информационного и программного обеспечений методики.Цель и основные задачи исследования.

Целью работы являетсяразработка в рамках предложенной автором методики теоретических ипрактических основ формирования РТР на базе ИТВР, улучшение качественных иколичественных характеристик существующих средств и алгоритмов решениязадач формирования РБД на основе ИТВР для:−автоматизированногопреобразованиязаполненныхИТВР,соответствующих современным представлениям о информации табличного вида, вРТР, соответствующих современным представлениям о реляционных таблицах;−автоматизированного формирования связей между преобразованнымитаблицами ИТВР;−автоматизированного назначения первичных ключей в ИТВР;−автоматизированного назначения внешних ключей в ИТВР;4Методы исследования. При расширении моделей ИТВ и РТ, а также приразработки методов и методики процесса преобразования ИТВР в РТРиспользована реляционная алгебра, исчисление предикатов, теория множеств,теория алгоритмов, аппарат сетей Петри.Научную новизну работы определяет концепция и теоретические основыформирования РТР на базе ИТВР, которые воплощены в соответствующуюметодику проектирования РТ.Научные результаты, выносимые на защиту:1.

Предложена расширенная модель информации табличного вида,которая отражает ранее не рассмотренные концептуальные особенности этихобъектов.2. Предложена расширенная модель реляционных таблиц, котораяотражает ранее не рассмотренные концептуальные особенности этих объектов.3.

Разработан метод автоматизированного преобразования информациитабличного вида в реляционные таблицы, который использует адекватные моделии обеспечивает исключение ручных способов и снижение трудоемкости и временипреобразования в десятки раз.4. Разработан метод автоматизированного назначения ключевых полей взаполненных таблицах, который использует адекватные модели и обеспечиваетисключение ручных способов и снижение трудоемкости и временипреобразования в десятки раз.5. Разработанаметодикаавтоматизированногоформированияреляционных таблиц на основе использования существующей информациитабличного вида, в которой задействованы предложенные модели и методы, икоторая сводит к минимуму дефекты преобразования, сокращает в десятки разтрудоемкость и время преобразования.Достоверность научных положений, рекомендаций и выводовОбоснованность научных положений, рекомендаций и выводов, изложенныхв работе, определена корректным использованием современного математическогоаппарата.

Достоверность положений и выводов диссертации подтвержденаположительными результатами внедрения в учебный процесс МГТУ им. Н.Э.Баумана.Практическая ценность и реализация результатов работыНаучные результаты, полученные в диссертации, доведены до практическогоиспользования. Методика, методы, а также программные средства могут бытьиспользованы при решении задач проектирования РБД на основе использованияИТВР.Содержание отдельных разделов и диссертации в целом было изложено иполучило одобрение: на Российских НТК и семинарах (2011 - 2014 г.г.);5 на заседании кафедры “Компьютерные системы и сети” МГТУ им. Н.Э.Баумана.Совокупность научных положений, идей и практических результатовисследований составляет оригинальное направление в области проектированияреляционных баз данных.По результатам выполненных исследований опубликовано 11 научных работ.Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения,опубликованных на 161 страницах машинописного текста, содержит 48 рисунков,20 таблиц, список литературы из 101 наименований и 2-х приложений.ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫВо введении показана актуальность решаемой проблемы, сформулированы цельи задачи исследования, приведено краткое описание содержания глав диссертации.В первой главе «Исследование задач построения методики формированияреляционных таблиц на базе заполненных нереляционных таблиц» выполненаналитический обзор традиционного подхода формирования реляционных таблиц,сформулированы его достоинства и недостатки.

Расширено существующеепонятие информации табличного вида. Выполнена постановка задачи разработкиметодики автоматизированного преобразования ИТВР в РТР. Определен составалгоритмов и средств, разрабатываемых в рамках методики проектирования РТРна основе существующей информации табличного вида.Проектирование РБД в соответствии с традиционной методологией, включаетв себя 4 этапа: формулировка и анализ требований, инфологическоепроектирование, даталогическое проектирование, физическое проектирование.По определению реляционная модель данных (РМД) некоторой предметнойобласти представляет набор отношений, изменяющихся во времени.Основным понятием РМД является отношение, которое представляет собойподмножество декартового произведения доменов.R  D = D1 × D2 × … × Dk .Рассмотрены понятия ключевых полей и обеспечения целостности данных.