Лабораторна робота №2
Вивчення принципів побудови інформаційного забезпечення САПР
Мета роботи: ознайомлення з призначенням, структурою побудови і роботою бази даних для автоматизованого проектування.
Теоретичні відомості
Інформаційне забезпечення є необхідною частиною систем автоматизованого проектування (САПР), яка забезпечує їх функціонування. Під інформацією розуміється сукупність фактів, явищ і подій, що представляють інтерес і підлягають реєстрації й обробці. Інформація, відповідним чином систематизована, складає основу для побудови баз даних. Під терміном "дані" розуміється інформація, представлена у вигляді, що дозволяє автоматизувати процеси збору, зберігання і подальшої її обробки в обчислювальній машині. Обробка даних – це процес перетворення даних в бажану інформацію за допомогою ЕОМ. База даних (БД) САПР представляє сукупність даних, що зберігаються в ЕОМ і задовольняють інформаційні потреби автоматизованого проектування. База даних – структурована сукупність даних. Найменша одиниця опису даних називається елементом опису. Сукупність елементів опису, які об'єднані відношенням належності до одного описуваного об'єкту, називається записом. Організація технічного забезпечення САПР впливає на структуру інформаційного забезпечення і в першу чергу баз даних. Якщо БД сконцентрована в одному вузлі обчислювальної мережі, то вона називається зосередженою, в іншому випадку – розподіленою. Якщо інформаційне обслуговування за допомогою БД відноситься до всієї САПР, то БД називають загальною, а якщо до окремої системи САПР або до окремого пакету прикладних програм, то локальною БД. Основні проблеми в організації розподілених і локальних БД полягають в розробці заходів щодо забезпечення цілісності даних, своєчасному оновленню інформації й організації оперативного обміну даними між програмами і базою даних. Тут як посередник виступає система управління базою даних.
Система управління базою даних (СУБД) складається з мов і програмних засобів, призначених для створення і використання бази даних прикладними програмами, а так само безпосередньо користувачами – непрограмістами. СУБД повинна забезпечувати простоту фізичної реалізації БД, можливість централізованого і децентралізованого управління БД, представлення користувачу несуперечливої інформації, виконання різних функцій.
Наявність СУБД звільняє програміста від необхідності самостійно планувати розміщення даних в пам'яті ЕОМ, піклуватися про їх захист. Сукупність баз даних і СУБД визначає таке поняття як банк даних. Застосування бази даних дозволяє розв'язати наступні проблеми при організації і введенні великих масивів інформації:
скорочення надмірності;
забезпечення цілісності;
розмежування доступу;
забезпечення незалежності представлення даних.
Надмірність спричиняється наявністю різних форм представлення одних і тих же даних, копіюванням частини даних для подальшого використовування прикладними програмами, повторними записами однакових даних на різних фізичних носіях інформації.
Цілісністю називається властивість БД у будь-який момент часу містити лише достовірні дані. Наявність надмірних, суперечливих і невірно складених даних порушує цілісність БД. Однією з найважливіших переваг застосування БД є можливість забезпечення незалежності представлення даних в прикладних програмах від типів пристроїв, що запам'ятовують, і способів їх фізичної організації. В основному це досягається побудовою двох рівнів представлення даних: логічного і фізичного.
На логічному рівні дані представляються у вигляді, зручному для використання в прикладних програмах або проектувальниками.
Фізичний рівень представлення даних відображає спосіб зберігання і структуру даних з урахуванням їх розташування в ЕОМ.
Взаємозв'язок БД з прикладними програмами представлений на рис.1.
Рис.1. Схема взаємозв'язку СУБД з прикладними програмами:
ППа, ППб – прикладні програми користувачів а і б; РОа, РОб – робочі області користувачів а і б; ЗШа, ЗШб – зовнішні моделі даних користувачів а і б; ВН – внутрішня логічна послідовність даних; СБ – системний буфер.
Прикладні програми ППа і ППб користувачів а і б звертаються із запитами до СУБД, яка формує звернення до програмних засобів того або іншого методу доступу у складі операційної системі (ОС). Одержані дані спочатку поступають в системний буфер, а потім поміщаються в доступну користувачу робочу область. Таким чином, СУБД можна розглядати як деяку надбудову на ОС, через яку проходить спілкування прикладного користувача з масивами інформації.