Главная  Развитие народного хозяйства 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112] [113] [114] [115] [116] [117] [118] [119] [120] [121] [122] [123] [124] [125] [126] [127] [128] [129] [130] [131] [132] [133] [ 134 ] [135] [136]

Файл банка данных может использоваться в программе пользователя наряду с другими файлами, организация которых обеспечивается операционной системой.

В состав математического обеспечения банка данных входит ряд обслуживающих программ. Эти программы предназначены для обеспечения надежности хранения данных и для выполнения различных вспомогательных функций (восстановление базы данных, сбор статистических данных о работе системы, реорганизация базы данных и др.).

Типы данных. В БД САПР ПЭУ допускаются следующие типы элементов данных (ЭД): арифметические - числа с плавающей и фиксированной точкой, десятичные числа с фиксированной точкой; символьные - строки символов постоянной или переменной длины; логические - данные, принимающие значения: истина или ложь (О или 1); указатели - ссылки на некоторые элементы данных, ие зависящие от текущего размещения элементов в памяти машины.

Логическая организация данных. Допускаются следующие типы организации данных:

а) скаляры - системные операнды (СО)-совокупность логически организованных ЭД, имеющих определенный проблемный смысл и используемых модулями в качестве своих аргументов или результатов- состоящие из одного типа ЭД;

б) массивы - совокупности типа векторов, матриц. Границы индексов в массивах по каждому измерению могут быть постоянными и переменными, причем память под массив отводится в соответствии с текущими значениями границ. Это позволяет эффективно хранить такие часто используемые в инженерных расчетах совокупности данных, как треугольные и квадратные матрицы, таблицы со строками и столбцами переменной длины;

в) структуры - упорядоченные наборы разнотипных элементов данных, массивов данных, структур и массивов структур. Например, документы с установленными форматом записи информации, карточки, таблицы, содержащие разнородные данные (числовые, символьные);

г) сети-наборы элементов данных, массивов, структур, организованные по типу графов.

Допускаются простейшие сети, например две таблицы, имеющие одни общий столбец. Более сложные сети могут быть созданы в прикладной программе с помощью данных типа указатель.

Физический уровень представления данных. Выделяются три хранилища информации.

Архив для постоянных СО (носитель- магнитная лента МЛ и магнитный диск МД). Для таких СО в БД САПР ПЭУ хранятся как описания, так и сами данные. Запись Б постоянные СО возможна только специальными операторами языка манипу-

лирования данными (ЯМД). Постоянные СО, как правило, используются для хранения справочно-нормативной информации.

Виртуальная память (оперативная память с МД). Для находящихся в ней временных СО в системе хранятся только описания; соответствующие данные создаются самой прикладной программой и исчезают по окончании ее работы. С помощью временных СО организуется связь по информации между модулями, входящими в одну прикладную программу.

Промежуточные архивы (МЛ и МД), в которые могут записываться (и списываться) дубли СО обоих типов, а также другие данные. Промежуточные архивы предназначены для оперативного запоминания информации в процессе проектирования.

Во всех трех хранилищах принят способ динамического распределения памяти, при котором выделение ячеек памяти для размещения информационных массивов производится в процессе решения задач с учетом фактических длин массивов, а также порядка и времени их активизации (под - активизацией понимается переход к непосредственной реализации данного информационного массива).

Динамическое распределение памяти позволяет резко сократить требования к объему внешней н оперативной памяти ЭВМ, а следовательно, использовать систему БД и на младших моделях ЕС ЭВМ-1020, ЭВМ-ЮЗО.

Доступ к данным. Прикладная программа может обратиться через систему управления базой данных (СУБД) к целому СО, к любому элементу данных СО, а также в некоторых случаях и части СО, например к сечению массива. Передача данных в прикладную программу осуществляется из буфера СУБД непосредственно во внутренние переменные программы, в частности это могут быть и переменные, порождаемые транслятором с базисного языка.

Обратная пересылка производится ана-ло.-ичио.

Пересылка данных из внешних хранилищ СО в буфер СУБД производится при обращении к соответствующим данным прикладной программой. Выбрасывание же данных нз буфера производится лишь при его переполнении и осуществляется в соответствии со стратегией виртуальной памяти. Такой принцип организации буфера позволяет существенно повысить скорость работы программ в модульной системе САПР ПЭУ. На рис. 4-5 приводится схема передачи данных между прикладной программой и базой данных БД САПР ПЭУ.

Язык манипулирования данными (ЯМД). Часть ЯМД составляют операторы базисного языка (ФОРТРАН, АЛГОЛ, ПЛ/1), в которых разрешено использовать имена СО и их элементов. Такие операторы являются удобным средством програм-



МОЗУ

Приклад-

ная програм-

Щгрер

I Lj

Архив постоянных данных СО

Виртуальный диск

Промежуточный архив

Рис. 4-5. Схема передачи данных между прикладной программой и базой данных БД САПР ПЭУ.

-основные пути пересылки данных; --*--» - дополнительные пути пересылки данных прн выполнении специальных операторов языка манипулирования данными (ЯМД).

мирования, ПОЗВОЛЯЮЩИМ использовать БД САПР ПЭУ без изучения какого-либо специального языка.

Помимо операторов базисного языка, ЯМД включает донолнительные операторы, в базисный язык не входящие и от него не зависящие. К ним относятся операторы: уничтожения СО в виртуальной памяти; считывания, записи и уничтожения СО в промел<уточном архиве; записи и уничтожения постоянных СО; установленных границ динамических массивов; устанавливающие или изменяющие значения данных типа указатель, а также операторы доступа к данным с помощью указателей, изменения режима работы СУБД; групповой пересылки СО; поиска.

Математическое обеспечение БД САПР ПЭУ является частью проблемного математического обеспечения САПР ПЭУ, состоящего из:

1) библиотеки модулей, где каждый модуль - подпрограмма, выполняющая некий элементарный алгоритм проектирования;

2) базы данных, состоящей из множества системных операндов (СО) - совокупностей данных, имеющих определенный проблемный смысл, используемых модулями в качестве своих аргументов или результатов;

3) совокупности графов предметных областей (ГПО), описывающих характерные для данной предметной области связи между модулями и СО.

Для описания каждого из компонентов в СМО САПР ПЭУ применяется язык программирования модулей (ЯПМ), объединяющий базисный язык программирования (ФОРТРАН, ПЛ/1, АЛГОЛ) язык манипулирования данными (ЯМД) базы данных. .

Эффективность банка данных. Понятие эффективности байка данных включает в себя учет многих факторов, из которых можно выделить следующие;

а) обеспечение высокой скорости поиска и обновления информации;

б) рациональное использование емкости памяти;

в) эффективная организация ведения информационной базы.

Во многих случаях не удается удовлетворить всем этим критериям, так как они вступают в противоречие друг с другом. Например, попытки полностью устранить избыточную информацию и этим сократить объем памяти могут привести к увеличению времени поиска. Поэтому в конкретных условиях при выборе структуры файла и способов его обработки необходимо определить приоритет факторов. Сокращение времени поиска записей достигается благодаря возможности рандомного (прямого) доступа и наличию адресных ссылок от одной записи к другой.

Экономия объема памяти достигается благодаря устранению избыточных данных. Однако следует осторожно подходить к ре-щенпю о полном отказе от дублирования данных, так как это может згвеличить время работы. Нужно также учитывать, что введение цепных связей увеличивает длину записей за счет служебной информации.

Подготовка и контроль исходных массивов, создание файлов иа магнитных лентах и дисках, обеспечение надежности их хранения, корректировка и другие функции ведения информационной базы - одна из самых сложных и трудоемких задач. Хотя для этой задачи нельзя привести количественную оценку, но она играет большую роль для организации информационной базы в целом.

Создание банка данных требует тщательной организацнонвой и технической под. готовки. Необходимы технические предпосылки - наличие достаточной емкости запоминающих устройств с прямым доступом, достаточно высокая скорость обработки, наличие технических средств для сбора и подготовки данных. Возможно создание банков данных для отдельных подсистем или групп задач. Это дает возможность постепенного внедрения банка данных по мере осуществления необходимых организационных мероприятий, увеличения технических мощностей и подготовки программного обеспечения.

В. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

4-5. ВНУТРЕННЕЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

Внутреннее математическое обеспечение (программное обеспечение, поставляемое с ЭВМ) - это машинно-ориентированная со-



вокупность управляющих, служебных программ и средств автоматизации программирования, библиотеки стандартных мащин-ных программ, предназначенные для повыщения эффективности использования машины, облегчения ее эксплуатации и снижения трудоемкости подготовительной работы при решении задач на машине.

Основные функции внутреннего математического обеспечения (на примере ЕС ЭВМ) следующие:

управление прохождением заданий через вычислительную систему;

обеспечение контроля надежности функционирования вычислительной системы за счет реализации различных, в том числе мультипрограммных режи"ов ее работы, обеспечение рационального распределения ресурсов ЭВМ между одновременно выполняемыми программами (распределяемыми ресурсами являются области оперативной памяти, устройства ввода-вывода, области памяти внешней, машинное время процессора и т. д.);

обеспечение взаимодействия вычислительной системы и оператора в формах, удобных для оператора;

предоставление стандартных программ для типичных приложений;

обеспечение контроля надежности функционирования технических средств с помощью системы контролирующих и диагностических тестов;

обеспечение сокращения времени на подготовку задач к решению иа ЭВМ . с помощью различных систем автоматизации программирования.

Внутреннее математическое обеспечение еще называют общим математическим обеспечением ЭВМ.

Общее МО решает задачу применения ЭВМ как некоторой универсальной системы обработки информации.

Общее математическое обеспечение состоит из операционной системы; набора пакетов прикладных программ; комплекса программ технического обслуживания; системы документации на математическое обеспечение.

Операционная система объединяет средства организации н управления процессом функционирования машины в различных режимах.

Пакеты прикладных программ предназначены для решения типовых научно-технических, инженерно-экономических и специфических задач. Выделяются две группы прикладных программ: прикладные программы 1-й группы, обеспечивающие расширение возможностей операционной системы для специальных комплексов технических средств и способов применения; прикладные программы, составляющие комплексы программ для решения типовых задач.

К прикладным программам 1-й группы относятся: программные средства обеспечения телеобработки; программные средства обеспечения машинной графики; средства для построения обобщенных систем обра-

ботки данных; средства для обеспечения специфических устройств; пакеты программ для обслуживания многомашинных комплексов; средства для обмена данными с машинами-спутниками; средства для обеспечения преемственности программ и машин, не входящих в ЕС ЭВМ; системы программирования на базе проблемно-ориентированных языков, предназначенные для решения некоторых классов задач (задач моделирования, обработки символов матриц и др.).

В состав прикладных программ 2-й группы входят: пакеты программ для научно-технических расчетов; система математического программирования; пакеты программ для моделирования; системы для обработки документов и текстовой информации, пакеты программ для планирования и управления; обобщенные информационные системы.

Комплекс программ технического обслуживания, предназначен для профилактического контроля машины во время планового обслуживания, для контроля и локализации неисправностей в процессе эксплуатации ЭВМ (внеплановое обслуживание), для оперативной проверки работоспособности внешних устройств в мультипрограммном режиме, а также для наладки серийных образцов машин.

В комплекс входят тестовые программы двух групп; программы, работающие под управлением операционной системы, и программы, работающие независимо от операционной системы.

К программам 1-й группы относятся программы сбора и редактирования информации, о сбоях процессора, селекторных и мультиплексных каналов, программы восстановления ЭВМ после сбоя, программы оперативной проверки устройств.

В состав программ 2-й группы входят: система наладочных тестовых программ проверки и обнаружения неисправностей отдельных устройств и модели в целом при их наладке; управляющая программа тест - монитор - самостоятельная программа, предназначенная для управления выполнения проверочных и диагностических тестов; система проверочных тестовых программ для контроля правильности функционирования всех устройств модели; диагностические средства, предназначенные для локализации места неисправности аппаратуры; служебные программы, предназначенные для генерации и обслуживания тестовых программ на магнитных носителях.

Наконец, четвертая часть общего математического обеспечения - это система документации на математическое обеспечение.

4-6. ВНЕШНЕЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

Внешнее математическое обеспечение - совокупность проблемно-ориентированных программ (пакетов прикладных программ



[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112] [113] [114] [115] [116] [117] [118] [119] [120] [121] [122] [123] [124] [125] [126] [127] [128] [129] [130] [131] [132] [133] [ 134 ] [135] [136]

0.0011