В-третьих, благодаря сокращению или устранению дублирования данных повышается уровень их достоверности; существенно проще и эффективнее становятся процедуры обновления.
В-четвертых, развитие концепции БД представляет собой важный шаг в направлении унификации средств организации данных, что позволяет разработчикам приложений не задумываться над вопросами представления данных в среде хранения. Соответствующие интерфейсы поддерживаются автоматически СУБД. Пользователь не знает, где и как хранятся данные, он лишь сообщает системе, с какими данными желает работать и в каком виде желает их получить.
В-пятых, при переходе к использованию БД появляется возможность обеспечить достаточно высокий уровень независимости приложений от организации данных. В современных СУБД описания данных отделены от программ и содержатся в словаре-справочнике данных. В программах задаются лишь имена необходимых для обработки данных и форматы представления значений. Подставляя данные в программу, СУБД предварительно их обрабатывает, в связи с чем изменения организации данных не отражаются на прикладных программах. В этом случае меняются лишь процедуры СУБД, выполняющие предварительную обработку данных.
Обычно выделяются два аспекта независимости приложений от организации данных: логическая и физическая независимость. Первая предполагает возможность “безболезненного” изменения параметров логической организации БД, а вторая - изменения хранения данных в памяти ЭВМ.
С переходом к концепции БД, данные становятся неким общим ресурсом, целостность которого необходимо защитить от разрушений при сбоях оборудования, при некорректных обновлениях, от НСД и т.п.
Защита данных от разрушения при сбое оборудования. Этот вид защиты часто называют обеспечением физической целостности данных. Физическая целостность обеспечивается средствами ведения системного журнального файла и возможностью восстановления текущего состояния БД на основании копии и журнального файла. В журнальном файле регистрируются все изменения в БД с некоторого периода времени. Копия БД должна быть выполнена на момент начала ведения журнального файла.
Защита от некорректных обновлений. Она предупреждает неверное использование данных (в первую очередь - обновления другими пользователями). Такая защита данных называется логической целостностью. Она обеспечивается путем разработки механизмов управления доступом пользователей к данным. Это программные “фильтры", когда пользователь имеет возможность обрабатывать лишь некоторое подмножество данных. Во-вторых, система выдает пользователю для обработки не всю запись целиком, а лишь часть ее данных. При этом в прикладной программе описываются только эти данные. В-третьих, при описании данных некоторые СУБД позволяют задавать области допустимых значений. Тогда система автоматически проверяет новое значение на допустимость и отвергает некорректные.
Защита данных от НСД. Она предполагает введение средств, препятствующих извлечению и обновлению данных некоторыми пользователями. Основное средство обеспечения этой разновидности защиты данных состоит в том, что пользователю предоставляется доступ не ко всей БД, а лишь к некоторой, определенной администратором БД, части данных. При этом обращение к любым другим данным для означенного пользователя становится невозможным.
Непосредственное функциональное назначение АРМ РД - регистрация и документирование информации, поступающей из ВК. АРМ РД в режиме реального времени выполняет следующие функции:
прием данных, круглосуточно поступающих от ВК;
выдачу информации в ВК;
регистрацию поступивших данных в памяти ЭВМ;
документирование данных, размещенных в информационных массивах.
Согласно с функциональным назначением, проектирование БД на АРМ РД должно решить следующие задачи:
создать “динамическую" модель предметной области системы (в которой соответствие БД текущему состоянию предметной области обеспечивается не периодически, а в режиме реального времени);
обеспечить эффективность функционирования, т.е. обеспечить требования ко времени реакции системы на запросы и обновления БД;
обеспечить централизованное хранение данных в памяти ЭВМ;
обеспечить выборку из информационных массивов данных согласно заданным критериям;
обеспечить удобство эксплуатации информационной системы;
обеспечить защиту данных от некорректных обновлений, от разрушений при сбоях оборудования и от несанкционированного доступа.
Эти задачи можно осуществить при помощи создания единого хранилища - базы данных и использования средств СУБД.
3.3 Логическая организация базы данных
Для реализации логической организации БД необходимо определить, что является объектом предметной области информационной системы. Как уже было отмечено выше (п.3.1 1), любое сообщение в системе, или кодограмма, имеет формат в рамках заранее оговоренного Протокола информационного обмена. Разряды кодограмм регистрации содержат ряд характеристик, определяемых типом поступающей по устройству информации:
информации обмена по КС;
информации обмена между Ш1, Ш2, Ш3, и ВК;
сбойной информации обмена по КС;
сбойной информации между Ш1, Ш2, Ш3 и ВК;
информации о НЛИ;
информации ФК;
информации НСД;
информации НСД ОП;
информации о БС устройств.
В зависимости от типа передаваемого по устройству сообщения, содержимое разрядов кодограмм различно, а, следовательно, различны и атрибуты объектов информационной системы. Если рассматривать информационную систему в части отображения информационного и технического состояния устройств (ФК), то объектом предметной области является информация о состоянии устройств.
В общем случае объектом предметной области является, например, распоряжение администратора, директора, т.е. те управляющие воздействия, которые циркулируют в АСУ в процессе ее функционирования. Прежде чем говорить о формировании отношений, необходимо привести перечень атрибутов, выявляющих сущность объектов, которые затем формируются в отношения:
Дата отправки кодограммы;
Время отправки кодограммы;
Направление (от ПУ1, информация в КС3 и т.п.);
Режим работы;
Источник (откуда пришла кодограмма);
Вид сообщения (БС, НСД, и т.п.);
Количество сбойных кодограмм;
Содержание сбойных кодограмм;
Тип устройства, от которого пришла кодограмма;
Признак (сообщения от нескольких устройств приходят в одной кодограмме);
Значение контрольной суммы при пуске ВК;
Значение периодически вычисляемой контрольной суммы;
Текст сообщения, содержащегося в кодограмме.
После составления перечня атрибутов, очередная задача состоит в определении набора отношений и составлении логической структуры БД. Логическая структура базы данных представлена на рис.18 и состоит из набора отношений, представленных в третьей нормальной форме.
Отношение 1: “Вся информация”. Ключевыми доменами являются первые два поля: “Дата", “Время".
Отношение 2: “Оперативная информация". Ключевыми доменами в данном отношении являются “Дата", “Время", “Направление", “Режим работы", “Источник", “Вид сообщения".
Отношение 3: “Информация Ш" Ключевыми доменами являются “Дата", “Время", “Направление", “Режим работы".
Отношение 4: “Сбойные кодограммы". Ключевыми доменами являются: “Дата", “Время", “Направление", “Количество”, “Вид сообщения", “Слово1", “Слово2", “Слово3", “Слово4”.
Отношение 5: “Функциональный контроль". Ключевыми доменами являются: “Дата", “Время", “Тип", “Признак”, “Вид сообщения”.
Отношение 6: “Связь с ВК". Ключевыми доменами являются “Дата", “Время".
Отношение 7: “Текущая контрольная сумма". Ключевыми доменами являются:
“Дата", “Время".
Отношение 8: “Контрольная сумма при пуске ВК". Ключевыми доменами являются: “Дата", “Время".
При формировании отношений были поставлены следующие цели: осуществить группировку записей в такие структуры, которые достаточно малы по размеру и поэтому управляемы. При этом данные могут дублироваться, например, отношение ФК может включать в себя информацию о связи с ВК. Однако созданием отношения “Связь с ВК” мы выделяем его в логически самостоятельное отношение и тем самым уменьшаем время поиска важной для нас информации. Это означает, что информация, требующая к себе первостепенного внимания, выделяется в отдельные отношения с целью уменьшения времени поиска по БД, давая возможность персоналу, обслуживающему КСА своевременно реагировать на изменения, возникающие в системе.
С такой же целью выделяется в отдельные отношения информация контрольного суммирования, информация контрольного суммирования при пуске ВК, информация Ш.
Отношения “Вся информация”, “Оперативная информация” и “Функциональный контроль” также выделяются в отдельные отношения из логических соображений и для минимизации времени поиска.
Еще одна причина, по которой отношения организуются подобным образом - это разграничение доступа пользователей.
Информация фиксируется в восьми не связанных друг с другом таблицах, и один пользователь, например, может иметь доступ только к БД “Информация контрольного суммирования”, другой - к БД “Информация Ш". В дипломном проекте рассматривается только та информация, которая содержится в БД ФК.
Отношение ФК содержит информацию о результатах ФК, среди которой имеется информация о БС устройств. Кроме БС, отношение ФК содержит и другую информацию, например, о несанкционированном доступе (НСД), о навязывании ложной информации (НЛИ), информацию о ФК, об обращении к памяти (НОП), и т.д. Информация ФК имеет внутренний формат представления для хранения в памяти ЭВМ и формат для предъявления оператору на экране дисплея или на принтере в виде таблиц и справок.