Диссертация (Методика формирования реляционных таблиц на основе информации табличного вида), страница 3

Разработка методики автоматизированного формирования РТР наоснове анализа заполненных ИТВР. В методике должны быть задействованымодели ИТВР и РТР, метод преобразования ИТВР в РТР и метод назначенияключевых полей в ИТВР, алгоритмы и процедуры, которые обеспечиваютэффективное решение задач, решаемых ранее вручную.Разработка5.формальногоописанияметодикиавтоматизированного формирования РТР на основе анализа заполненныхИТВР. Исключение, с помощью формального описания, принципиальныхошибоквописанииметодикиипринципиальныхошибоквеефункционировании.Под эффективностью здесь понимаем − решение задач бездефектногопреобразованияИТВРвРТРсминимальнойтрудоемкостьюиминимальными временными затратами.При описании моделей ИТВР и РТР, а также при разработке методов иметодики преобразования ИТВР в РТР использована реляционная алгебра,исчисление предикатов, теория множеств, теория алгоритмов, аппарат сетейПетри.Структура диссертации соответствует списку сформулированныхзадач, включает в себя описание предложенных способов, средств иалгоритмов, которые задействованы в методике преобразования заполненныхтаблиц ИТВР в реляционные таблицы.В первой главеподходаформированиявыполнен аналитический обзор традиционногореляционныхтаблиц,сформулированыегодостоинства и недостатки.

Введено понятие расширенной информациитабличного вида. Сформулированы мотивы и выполнен анализ проблемразработки методики преобразования ИТВР в РТР в рамках развитияметодологии проектирования РБД, предложенной в работах [37, 53].Выполнена постановка задачи разработки методики автоматизированногопреобразования ИТВР в РТР. Определен состав алгоритмов и средств,16разрабатываемых в рамкахметодики проектирования РТР на основесуществующей информации табличного вида.Во второй главе разработан метод преобразования таблиц ИТВР креляционномувиду.Врамкахметодапредложеныалгоритмыпреобразования значений атрибутов каждого домена к одному типу в ИТВР,исключения дублирования строк в ИТВР, избавления от сложных атрибутовв ИТВР,исключения подзаголовков в ИТВР, исключения гибридныхподзаголовков в ИТВР, исключения дублирования имен заголовков иподзаголовков в ИТВР.В третьей главе разработан метод назначения ключевых полей взаполненных реляционных таблицах, который обеспечивает формированиепервичных и внешних ключей и рассматривает их в качестве неотъемлемойкомпоненты определения РТР.Вчетвертойглаверазработанаметодикаформированияреляционных таблиц на основе информации табличного вида.

В рамкахметодики задействованы модели РТР и ИТВР, методы и алгоритмы,разработанные в предыдущих главах диссертации. Разработано формальноеописание методики. На его основе выявлены и исключены принципиальныеошибкивописанииметодикиипринципиальныеошибкиеефункционирования.В заключении представлены основные результаты работы.В приложениях приводятся программная реализация разработаннойметодики формирования реляционных таблиц на основе информациитабличного вида, акт внедрения результатов диссертационной работы.Научную новизну работы определяет концепция и теоретическиеосновы формирования РТР на базе ИТВР, которые воплощены в методикупроектирования РТР.Основные научные результаты, выносимые на защиту:•котораяРазработана расширенная модель реляционных таблиц (РТР)обладает с точки зрения проектирования РБД концептуальными17особенностями.

В частности, в модели отражены следующие ее свойства, нерассмотренные в существующих моделях реляционных таблиц: в РТРнедопустимы внутренние заголовки; в РТР недопустимо использованиезначений доменов атрибутов в качестве подзаголовков; в РТР не должныиспользоватьсякомбинированныеподзаголовки;вРТРнедопустимоиспользование одноименных доменов; в РТР недопустимы пустые записи идомены; в РТР обязательно наличие первичных ключей; в РТР могут бытьзадействованы внешние ключи; РТР должна удовлетворять традиционнымтребованиям к реляционным таблицам.•Разработана расширенная модель информации табличного вида(ИТВР), которая отражает представление таблиц в текстовых процессорах,HTML файлах, в текстовых файлах, в электронных таблицах и обладает сточки зрения проектирования РБД концептуальными особенностями.

Вчастности, в модели учтены следующие свойства, которые не рассмотрены всуществующих моделях ИТВ: в ИТВР допустимы внутренние подзаголовки;в ИТВР возможно использование значений доменов атрибутов в качествеподзаголовков,вИТВРдопустимоиспользованиекомбинированныхподзаголовков; в ИТВР допустимы пустые записи и домены; в ИТВРдопустимо использование одноименных доменов; в ИТВР необязательноналичие первичных ключей, в ИТВР отсутствуют внешние ключи; ИТВРотражает существующие требования к ИТВ.•Разработан метод преобразования ИТВР в РТР, в которомзадействованы предложенные модели ИТВР и РТР, спроектированные иреализованныеалгоритмыавтоматизированномипроцедуры.преобразованииСутьобъектов,егозаключаетсявсоответствующихпредложенной модели ИТВР к объектам, соответствующим предложенноймодели РТР.

Метод позволяет в автоматизированном режиме решать задачипреобразования ИТВР в РТР, которые ранее решались вручную. В результатечего, как показали экспериментальныеисследования, для ИТВР среднейсложности (степень 20-30 и мощность 1000-10000) время преобразования18сократилось в десятки раз. Кроме того исключены ошибки преобразования,которые неизбежны при использовании традиционных способов.•Разработан метод назначения ключевых полей в заполненныхтаблицах ИТВР, в котором задействованы предложенные модели ИТВР иРТР, спроектированные и реализованные алгоритмы и процедуры. Суть егозаключается в автоматизированном назначении объектам, соответствующихмодели ИТВР, первичных и внешних ключей в соответствии с моделью РТР.Метод позволяет в автоматизированном режиме решать задачи назначенияключевых полей, которые ранее решались вручную. В результате чего, какпоказали экспериментальные исследования, для ИТВР средней сложностивремя назначения ключевых полей сократилось в десятки раз.

Кроме тогоисключены ошибки назначения ключевых полей, которые неизбежны прииспользовании традиционных способов.•Разработана методика автоматизированного преобразованиясуществующей информации табличного вида, которая соответствует моделиИТВР, в их реляционное представление, которое соответствует модели РТР.В методике задействованы модели ИТВР и РТР, разработанные методы,спроектированные и реализованные алгоритмы и процедуры. Методикапозволяет решать в автоматизированном режиме задачи формирования РТРна основе использования заполненных ИТВР, которые ранее решалисьвручную. В результате чего, как показали экспериментальные исследования,для ИТВР средней сложности время преобразования сократилось в десяткираз. Кроме того исключены ошибки преобразования, которые неизбежны прииспользовании существующих методик.Обоснованность основных научных положений, которые изложены вдиссертации,обусловленакорректнымиспользованиемсовременногоматематического аппарата.

Достоверность положений работы и выводовработы подтверждена результатами внедрения в учебный процесс МГТУ им.Н.Э. Баумана.19Научные и практические результаты, полученные в работе, доведеныдо использования. В частности - в учебном процессе. Они представляютинтерес в области проектировании реляционных баз данных. Методика,методы и алгоритмы реализованные в работе могут быть использованы прирешении задач проектирования РБД на основе использования заполненныхИТВР.Содержание основных разделов работы изложено и получилоодобрение: на Российских научно-технических конференциях и семинарах (2011− 2014 г.г.); на заседании кафедры “Компьютерные системы и сети” МГТУ им.Н.Э.

Баумана.Научные положения, идеи и практические результаты исследованийсоставляюторигинальноенаправлениевобластипроектированияреляционных баз данных в различных областях человеческой деятельности.По результатам выполненных исследований опубликовано 11 научныхработ.Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, которыеопубликованы на 159-и страницах машинописного текста, содержит 48рисунков, 20 таблиц, список литературы из 101-го наименований и 2-хприложений.201.ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАДАЧ ПОСТРОЕНИЯ МЕТОДИКИФОРМИРОВАНИЯ РЕЛЯЦИОННЫХ ТАБЛИЦ НА БАЗЕЗАПОЛНЕННЫХ НЕРЕЛЯЦИОННЫХ ТАБЛИЦВ первой главевыполнен краткий анализ подхода формированияреляционных таблиц в рамках современной методологии проектированияреляционных баз данных, сформулированы его достоинства и недостатки.Приведены реальные примеры ИТВ, которые определяют необходимостьрасширения существующей модели ИТВ.

Введено новое понятие ИТВР исформулированыреляционноемотивы разработки методики преобразования ИТВР впредставление.Сформулированымотивыипроблемыразработки методики формирования реляционных таблиц на основеиспользованияИТВР.теоретическихиВыполненпрактическиханализразработокприменимостидлярешенияпоследнихпроблемыпреобразования ИТВР. Выполнена постановка задачи разработки способаформирования РТР на основе использования ИТВР.

Выполнена постановказадачи разработки нового способа назначения ключевых полей в ИТВР.1.1 Обзорсуществующих средств формирования реляционныхтаблиц в контексте решаемой проблемы1.1.1 Основы современной методологии проектированияреляционных баз данных в контексте решаемой проблемыПроектирование РБД в соответствии с традиционной методологиейвключает в себя 4 этапа [11−13]. Как правило, выделяют следующиеосновные этапы проектирования: формулировка и анализ требований,инфологическоепроектирование,физическое проектирование.даталогическоепроектированиеи21Формулировка и анализ требований подразумевает определениецелей разработки БД, выделение основных информационных потоков,экспертированием проекта и другими мероприятиями, которые реализуютдетальный анализ рассматриваемой предметной области.

Основная задачаданного этапа - формулировка требований к создаваемой РБД. Этот этапзаканчивается техническим заданием на проектируемую РБД [45-47].При наличии информации табличного вида ТЗ в значительной степениуже сформулировано. Действительно, в общих чертах определены составданных и их структура, известно смысловое назначение информации,имеются сведения о связях между сущностями. В связи с этим процессформирования ТЗ при наличии ИТВР упрощается.Инфологическое проектирование ориентировано на построениемоделипредметнойобласти.Вчастности,выделяютсясущности,формируются и оптимизируются локальные представления, назначаютсяпервичные и внешние ключи, строятся диаграммы сущность − связь, таблицыприводятся к нормальным формам, формируются связи между таблицами.На этом этапе проектирования РБД разработчик абстрагируется отинструментальных средств их разработки.