Лекция №2 Информационное обеспечение сапр

Основное назначение информационного обеспечения (ИО) САПР — уменьшение объемов информации, требуемой в процессе проектирования от разработчика, и исключение дублирования данных в прикладном, программном и техническом обеспечении САПР [7, 51].

Исходя из этого, к ИО САПР предъявляются следующие требования:

• обеспечение информацией как автоматизированных, так и ручных процессов проектирования;

• хранение и поиск информации, представляющей результат ручных и автоматизированных процессов проектирования;

• достаточный объем хранилищ информации;

• быстродействие;

• возможность быстрого внесения изменений и корректировки информации, доведения этих изменений до потребителя и получения твердой копии документа.

ИО САПР состоит из описания стандартных проектных процедур, типовых проектных решений, типовых элементов системы, комплектующих изделий и их моделей, материалов, числовых значений параметров и других данных. В ИО САПР входят правила и нормы проектирования, содержащиеся в соответствующей нормативно-технической документации, а также информация о правилах документирования результатов проектирования. Структура и содержание ИО САПР, а также характер его использования зависят от степени развития банка данных (БНД). БНД создаются как обслуживающие подсистемы САПР и предназначены для автоматизированного обеспечения необходимыми данными проектирующих подсистем САПР.

Банк данных - совокупность баз данных, систем управления файлами, а также относящихся к ним программных, языковых, технических и организационных средств. БНД состоят из баз данных (БД) и систем управления базами данных (СУБД).

База данных - совместно используемый набор логически связанных данных (и описание этих данных), предназначенный для удовлетворения информационных потребностей организации.

База данных — это единое, большое хранилище данных, которое определяется однократно, а затем используется одновременно многими пользователями из разных подразделений. Причем база данных хранит не только рабочие данные этой организации, но и их описания. По этой причине базу данных еще называют набором интегрированных записей с самоописанием. В совокупности, описание данных называется системным каталогом, или словарем данных, а сами элементы описания принято называть метаданными т.е. "данными о данных". Именно наличие самоописания данных в базе данных обеспечивает в ней независимость между программами и данными.

В системном каталоге содержатся следующие сведения: имена, типы и размеры элементов данных; имена связей; ограничения целостности данных; имена зарегистрированных пользователей, которым предоставлены некоторые права доступа к данным; используемые индексы и структуры хранения.

Преимуществом подхода, основанный на применении баз данных, где определение данных отделено от приложений, является абстрагирование данных, то есть можно изменить внутреннее определение объекта без каких-либо последствий для его пользователей, при условии, что внешнее определение объекта ос­тается неизменным. Аналогичным образом, в подходе с использованием баз данных, структура данных отделена от приложений и хранится в базе данных. Добавление но­вых структур данных или изменение существующих никак не влияет на приложения, при условии, что они не зависят непосредственно от изменяемых компонентов.

И, наконец, следует объяснить последний термин из определения базы данных, а именно понятие "логически связанный". При анализе информационных потребностей организации следует выделить сущности, атрибуты и связи. Сущностью называется отдельный тип объекта организации, который нужно представить в базе данных. Атрибутом называется свойство, которое описывает некоторую характеристику описываемого объекта; связь — это то, что объединяет несколько сущностей. База данных представляет сущности, атрибуты и логические связи между объектами, иначе говоря, она содержит логически связанные данные.

Планирование разработки базы данных должно быть связано с общей стратегией построения информационной системы организации. Суть этой стратегии заключается в решении таких основных задач, как:

• определение бизнес-планов и целей организации с последующим выделени­ем ее потребностей в информационных технологиях;

• оценка показателей уже существующих информационных систем с целью выявления их сильных и слабых сторон;

• оценка возможностей использования информационных технологий для достижения конкурентоспособного преимущества.

Информационная система - ресурсы, которые позволяют выполнять сбор, корректировку и распространение информации внутри организации.

Типичная компьютеризированная информационная система включает такие ком­поненты, как:

• база данных;

• программное обеспечение базы данных;

• прикладное программное обеспечение;

• аппаратное обеспечение, в том числе устройства хранения;

• персонал, использующий и разрабатывающий эту систему.

Считается, что развитие СУБД началось еще в 60-е годы, ко­гда разрабатывался проект полета корабля Apollo на Луну. Для создания стандарта баз данных в 1965 году на конференции организации CODASYL, прохо­дившей при участии представителей правительства США и бизнесменов, была сфор­мирована рабочая группа Data Base Task Group (DBTG). В компетенцию группы DBTG входило опреде­ление спецификаций среды, которая допускала бы разработку баз данных и управле­ние данными. Предложения группы DBTG содер­жали три компонента.

• Сетевая схема — это логическая организация всей базы данных в целом (с точки зрения АДБ), которая включает определение имени базы данных, типа каждой записи и компонентов записей каждого типа.

• Подсхема — это часть базы данных, как она видится пользователям или приложениям.

• Язык управления данными — инструмент для определения характеристик и структуры данных, а также для управления ими.

Группа DBTG также предложила стандартизировать три различных языка.

• Язык определения данных (DDL) для схемы, который позволит администратору базы данных (АБД) описать ее.

• Язык определения данных (также DDL) для подсхемы, который позволит оп­ределять в приложениях те части базы данных, доступ к которым будет необ­ходим.

• Язык манипулирования данными (DML), предназначенный для управления данными.

Несмотря на то, что этот отчет официально не был одобрен Национальным Инсти­тутом Стандартизации США (ANSI), боль­шое количество систем было разработано в полном соответствии с этими предложе­ниями группы DBTG. Теперь они называются CODASYL-системами, или DBTG-системами. CODASYL-системы и системы на основе иерархических подходов пред­ставляют собой СУБД первого поколения.

В 1970 году Э. Ф. Кодд, работавший в исследовательской лаборатории корпорации IBM, опубликовал очень важную и весьма своевременную статью о реля­ционной модели данных, позволявшей устранить недостатки прежних моделей.

В ответ на все возрастающую сложность приложений баз данных появились две новые системы: объектно-ориентированные СУБД, или ОО СУБД и объектно-реляционные СУБД, или ОР СУБД. Однако, в отличие от предыдущих моделей, дейст­вительная структура этих моделей не совсем ясна. Попытки реализации подобных моделей представляют собой СУБД третьего поколения.

СУБД - это программное обеспечение, с помощью которого пользователи могут определять, создавать и поддерживать базу данных, а также осуществлять к ней контролируемый доступ.

СУБД — это программное обеспечение, которое взаимодействует с прикладными про­граммами пользователя и базой данных и обладает следующими возможностями.

• Позволяет определять базу данных, что обычно осуществляется с помощью языка определения данных (DDL). Язык DDL предоставляет пользователям средства указания типа данных и их струк­туры, а также средства задания ограничений для информации, хранимой в базе данных.

• Позволяет вставлять, обновлять, удалять и извлекать информацию из базы дан­ных, что обычно осуществляется с помощью языка управления данными. (DML). Наличие централизованного хранилища всех данных и их описаний позволяет использовать язык DML как общий инст­румент организации запросов, который иногда называют языком запросов.

Существует две разновидности языков DML — процедурные и непроцедурные языки, — которые отличаются между со­бой способом извлечения данных. Основное отличие между ними заключа­ется в том, что процедурные языки обычно обрабатывают информацию в базе данных последовательно, запись за записью, а непроцедурные опери­руют сразу целыми наборами записей. Наиболее распространенным типом непроцедур­ного языка является язык структурированных запросов (SQL), который в настоящее время определяется специальным стандартом и фактически является обязательным языком для любых ре­ляционных СУБД.

Обладание указанными выше функциональными возможностями, превращает СУБД в чрезвычайно полезный инструмент. Для конечных поль­зователей неважно, насколько проста или сложна внутренняя организация системы и какая еще информация содержится в базе данных. СУБД предлага­ет механизм — создание представлений, — который позволяет любому пользователю иметь свой собственный взгляд на базу данных. Язык DDL включает средства определения представлений, каждое из которых является некото­рым подмножеством базы данных.