Способы ведения информационного фонда САПР

Различают следующие способы ведения информационного фонда САПР:

1. использование файловой системы;

2. построение библиотек;

3. использование банков данных (БнД);

4. создание информационных программных адаптеров.

Способы 1 и 2 широко распространены в организации информационного фонда вычислительных систем, поскольку поддерживаются средствами операционных систем (ОС). Однако для обеспечения быстрого доступа к справочным данным, хранения меняющихся данных, организации взаимодействия между разноязыковыми модулями эти способы малопригодны.

Способ 3 – использование БнД (рис.1) позволяет:

· централизовать информационный фонд САПР;

· произвести структурирование данных в форме удобной для проектировщика;

· обеспечить поиск информационно-справочной и проектной документации;

· упростить организацию межмодульного интерфейса путем унификации промежуточных данных.

Способ 4 – предполагает использование специальных систем и программных технологий для организации межмодульного интерфейса и построения крупных программных комплексов из готовых модулей.

Принципы построения банков данных (БнД)

Банк данных (БнД) – совокупность базы данных (БД) и системы управления базами данных (СУБД).

База данных – структурированная совокупность данных. Наименьшая единица описания данных называется элементом описания. Совокупность элементов описания, объединенных отношением принадлежности к одному объекту, называется записью.

СУБД – состоит из языковых и программных средств, предназначенных для создания и использования базы, данных прикладными программами, а также непосредственно пользователями- непрограммистами.

Применение БД позволяет решить следующие проблемы организации и ведения больших массивов информации:

1. сокращение избыточности;

2. обеспечение целостности;

3. разграничение доступа;

4. обеспечение независимости представления данных.

Избыточность вызывается наличием разных форм представления одних и тех же данных, размножением части данных для дальнейшего использования прикладными программами, повторными записями одинаковых данных на различных носителях информации.

Целостностью называется свойство БД в любой момент содержать лишь достоверные данные. Наличие избыточных данных, противоречивых и неверно составленных данных нарушает целостность БД.

Для сокращения избыточности производится объединение одинаковых по смыслу, но имеющих различный тип данных в единую БД с приведением к общему, стандартизованному виду. Процесс объединения данных, используется различными пользователями, в одну общую БД – называется интеграцией базы данных.

Рис.1. БнД в составе САПР

Каждый конкретный пользователь получает доступ к некоторому подмножеству данных из БД, необходимых для выполнения своих прикладных программ. Одновременно с этим обеспечивается режим секретности и повышается степень защищенности данных от несанкционированного доступа.

Одним из важнейших преимуществ применения БД является возможность обеспечения независимости представления данных в прикладных программах от типов запоминающих устройств и способов их физической организации. В основном это достигается построением двух уровней представления данных:

· логического;

· физического.

На логическом уровне данные представляются в виде, удобном для использования в прикладных программах или непосредственно проектировщиками.

Физический уровень представления данных отражает способ хранения и структуру данных с учетом их расположения на носителях информации в запоминающих устройствах ЭВМ. Важнейшим понятием в БнД является модель данных –формализованное описание, отражающее состав и типы данных, а также взаимосвязи между ними. Модели данных классифицируются по ряду признаков.

В зависимости от объема описываемой информации на логическом уровне различают внешнюю и внутреннюю модели данных.

Внешняя модель (или логическая подсхема) – описывает структуру информации, относящейся к конкретной процедуре или группе родственных процедур.

Внутренняя логическая модель данных объединяет все внешние модели (логические подсхемы) БД.

По способам отражения связей между данными на логическом уровне различают модели – иерархическую, сетевую и реляционную. Модель называют сетевой, если данные и связи между ними имеют структуру графа. Если структура отражаемых связей представляется в виде дерева, то модель называют иерархической. Представление данных в виде таблиц соответствует реляционной модели данных.

Задание модели данных в БД осуществляется на специальном языке описания данных (ЯОД). Прикладные программы, использующие БНД, записываются на некотором алгоритмическом языке (например, Паскаль, С++), называемом включающим языком. Для обеспечения взаимодействия с БНД в эти программы должны быть введены операторы обращения к СУБД. Совокупность операторов обращения к СУБД – язык манипулирования данными (ЯМД).

Рис.2 Схема взаимосвязи СУБД с прикладными программами: Ппа, Ппб – прикл. прогр. пользователей; Роа, Роб – рабочие области пользователей; Вша, Вшб – внешние модели данных пользователей; ВН – внутренняя логическая модель данных; СБ – системный буфер.

Основные операции с данными, выполняемыми на ЯМД следующие:

· поиск информации по заданным поисковым признакам в БД;

· включение в БД новых записей;

· удаление из БД лишних или ненужных в дальнейшем записей;

· изменение значений элементов данных в записях.

Банк данных – сложная информационно-программная система, функционирование которой невозможно выполнить полностью в автоматическом режиме. Контроль за ее состоянием и управление режимами осуществляется человеком – администратором банка данных.

Взаимосвязь БД с прикладными программами представлена на рис.2. Прикладные программы пользователей а и б обращаются с запросами в СУБД, которая, пользуясь информацией о конкретной внешней модели и основываясь на описании логической схемы БД, формирует обращение к программным средствам метода доступа ОС.

Полученные данные поступают вначале в системный буфер, а затем поступают в доступную пользователю рабочую область.

Совокупность модели данных и операций, определенных над данными, называется подходом. В соответствии с моделями данных различают реляционный, сетевой и иерархические подходы. Так как подход лежит в основе СУБД, различают реляционные, сетевые и иерархические СУБД.