Накопление, распределение и обработка информации

     -  Управление буферами  оперативной памяти - СУБД обычно работают с БД значительного размера; по крайней мере, этот размер обычно существенно больше доступного объема оперативной памяти. Понятно, что если при обращении к любому элементу данных будет производиться обмен с внешней памятью, то вся система будет работать со скоростью устройства внешней памяти. Практически единственным способом реального увеличения этой скорости является буферизация данных в оперативной памяти. При этом даже если операционная система производит общесистемную буферизацию (как в случае ОС UNIX), этого недостаточно для целей СУБД, которая располагает гораздо большей информацией о полезности буферизации той или иной части БД. Поэтому в развитых СУБД поддерживается собственный набор буферов оперативной памяти с собственной дисциплиной замены буферов.

     - Управление транзакциями.  Транзакция - это последовательность операций над БД, рассматриваемых СУБД как единое целое. Либо транзакция успешно выполняется, и СУБД фиксирует изменения БД, произведенные этой транзакцией, во внешней памяти, либо ни одно из этих изменений никак не отражается на состоянии БД. Понятие транзакции необходимо для поддержания логической целостности БД. Таким образом, поддержание механизма транзакций является обязательным условием даже однопользовательских СУБД. Но понятие транзакции гораздо более важно в многопользовательских СУБД.

      То  свойство, что каждая транзакция начинается при целостном состоянии БД и оставляет это состояние целостным после своего завершения, делает очень удобным использование понятия транзакции как единицы активности пользователя по отношению к БД. При соответствующем управлении параллельно выполняющимися транзакциями со стороны СУБД каждый из пользователей может в принципе ощущать себя единственным пользователем СУБД (на самом деле, это несколько идеализированное представление, поскольку в некоторых случаях пользователи многопользовательских СУБД могут ощутить присутствие своих коллег).

      С управлением транзакциями в многопользовательской  СУБД связаны важные понятия сериализации транзакций и сериального плана  выполнения смеси транзакций. Под  сериализаций параллельно выполняющихся  транзакций понимается такой порядок  планирования их работы, при котором суммарный эффект смеси транзакций эквивалентен эффекту их некоторого последовательного выполнения. Сериальный план выполнения смеси транзакций - это такой план, который приводит к сериализации транзакций. Понятно, что если удается добиться действительно сериального выполнения смеси транзакций, то для каждого пользователя, по инициативе которого образована транзакция, присутствие других транзакций будет незаметно (если не считать некоторого замедления работы по сравнению с однопользовательским режимом).

      Существует  несколько базовых алгоритмов сериализации транзакций. В централизованных СУБД наиболее распространены алгоритмы, основанные на синхронизационных захватах объектов БД. При использовании любого алгоритма  сериализации возможны ситуации конфликтов между двумя или более транзакциями по доступу к объектам БД. В этом случае для поддержания сериализации необходимо выполнить откат (ликвидировать все изменения, произведенные в БД) одной или более транзакций. Это один из случаев, когда пользователь многопользовательской СУБД может реально (и достаточно неприятно) ощутить присутствие в системе транзакций других пользователей.

      -. Журнализация. Одним из основных требований к СУБД является надежность хранения данных во внешней памяти. Под надежностью хранения понимается то, что СУБД должна быть в состоянии восстановить последнее согласованное состояние БД после любого аппаратного или программного сбоя. Обычно рассматриваются два возможных вида аппаратных сбоев: так называемые мягкие сбои, которые можно трактовать как внезапную остановку работы компьютера (например, аварийное выключение питания), и жесткие сбои, характеризуемые потерей информации на носителях внешней памяти. Примерами программных сбоев могут быть: аварийное завершение работы СУБД (по причине ошибки в программе или в результате некоторого аппаратного сбоя) или аварийное завершение пользовательской программы, в результате чего некоторая транзакция остается незавершенной. Первую ситуацию можно рассматривать как особый вид мягкого аппаратного сбоя; при возникновении последней требуется ликвидировать последствия только одной транзакции.

      Понятно, что в любом случае для восстановления БД нужно располагать некоторой  дополнительной информацией. Другими  словами, поддержание надежности хранения данных в БД требует избыточности хранения данных, причем та часть данных, которая используется для восстановления, должна храниться особо надежно. Наиболее распространенным методом поддержания такой избыточной информации является ведение журнала изменений БД.

      Журнал - это особая часть БД, недоступная  пользователям СУБД и поддерживаемая с особой тщательностью (иногда поддерживаются две копии журнала, располагаемые  на разных физических дисках), в которую  поступают записи обо всех изменениях основной части БД. В разных СУБД изменения БД журнализуются на разных уровнях: иногда запись в журнале соответствует некоторой логической операции изменения БД (например, операции удаления строки из таблицы реляционной БД), иногда - минимальной внутренней операции модификации страницы внешней памяти; в некоторых системах одновременно используются оба подхода.

      Во  всех случаях придерживаются стратегии "упреждающей" записи в журнал (так называемого протокола Write Ahead Log - WAL). Грубо говоря, эта стратегия заключается в том, что запись об изменении любого объекта БД должна попасть во внешнюю память журнала раньше, чем измененный объект попадет во внешнюю память основной части БД. Известно, что если в СУБД корректно соблюдается протокол WAL, то с помощью журнала можно решить все проблемы восстановления БД после любого сбоя.

      Самая простая ситуация восстановления - индивидуальный откат транзакции. Строго говоря, для этого не требуется  общесистемный журнал изменений  БД. Достаточно для каждой транзакции поддерживать локальный журнал операций модификации БД, выполненных в этой транзакции, и производить откат транзакции путем выполнения обратных операций, следуя от конца локального журнала. В некоторых СУБД так и делают, но в большинстве систем локальные журналы не поддерживают, а индивидуальный откат транзакции выполняют по общесистемному журналу, для чего все записи от одной транзакции связывают обратным списком (от конца к началу).

      При мягком сбое во внешней памяти основной части БД могут находиться объекты, модифицированные транзакциями, не закончившимися к моменту сбоя, и могут отсутствовать объекты, модифицированные транзакциями, которые к моменту сбоя успешно завершились (по причине использования буферов оперативной памяти, содержимое которых при мягком сбое пропадает). При соблюдении протокола WAL во внешней памяти журнала должны гарантированно находиться записи, относящиеся к операциям модификации обоих видов объектов. Целью процесса восстановления после мягкого сбоя является состояние внешней памяти основной части БД, которое возникло бы при фиксации во внешней памяти изменений всех завершившихся транзакций и которое не содержало бы никаких следов незаконченных транзакций. Для того, чтобы этого добиться, сначала производят откат незавершенных транзакций (undo), а потом повторно воспроизводят (redo) те операции завершенных транзакций, результаты которых не отображены во внешней памяти.

      Для восстановления БД после жесткого сбоя используют журнал и архивную копию  БД. Грубо говоря, архивная копия - это  полная копия БД к моменту начала заполнения журнала (имеется много вариантов более гибкой трактовки смысла архивной копии). Конечно, для нормального восстановления БД после жесткого сбоя необходимо, чтобы журнал не пропал. Как уже отмечалось, к сохранности журнала во внешней памяти в СУБД предъявляются особо повышенные требования. Тогда восстановление БД состоит в том, что исходя из архивной копии по журналу воспроизводится работа всех транзакций, которые закончились к моменту сбоя. В принципе, можно даже воспроизвести работу незавершенных транзакций и продолжить их работу после завершения восстановления. Однако в реальных системах это обычно не делается, поскольку процесс восстановления после жесткого сбоя является достаточно длительным.

      - Поддержка языков БД. Для работы с базами данных используются специальные языки, в целом называемые языками баз данных. В ранних СУБД поддерживалось несколько специализированных по своим функциям языков. Чаще всего выделялись два языка - язык определения схемы БД (SDL - Schema Definition Language) и язык манипулирования данными (DML - Data Manipulation Language). SDL служил главным образом для определения логической структуры БД, т.е. той структуры БД, какой она представляется пользователям. DML содержал набор операторов манипулирования данными, т.е. операторов, позволяющих заносить данные в БД, удалять, модифицировать или выбирать существующие данные.

      В современных СУБД обычно поддерживается единый интегрированный язык, содержащий все необходимые средства для  работы с БД, начиная от ее создания, и обеспечивающий базовый пользовательский интерфейс с базами данных. Стандартным языком наиболее распространенных в настоящее время реляционных СУБД является язык SQL (Structured Query Language).

      - BDE Administrator version 5.01 и выше – характерной особенностью программ созданных с помощью Delphi  и предназначенных для работы с базами данных, является их зависимость от специальной библиотеке программ , которая называется   BDE – Borland Database Engine, представляет собой набор библиотек DLL, предназначенных для низкоуровнего доступа к данным самых различных форматов. BDE автоматически устанавливается в процессе установки Delphi и регистрируется в реестре 32 – разрядной версии Windows.  В новых версиях Delphi появились новые технологии позволяющие обойтись без BDE: ADO, InterBase, однако скорость доступа к данным обеспечиваемая технологией ADO существенно меньше чем при использовании BDE.  Проанализировав информацию хранящихся  в полях данных  а это:

      - Data – поле времени и даты;

      - Float – поле дробных ;

      -Character – символьные данные;

      -Number -  целочисленные данные;

     Для построения таблицы БД  выбрал dBase , связи с тем dBase содержит все необходимые типы полей для создания моей базы,  а так же  не содержит дополнительных типов полей  библиотек DLL,  поэтому не занимает большого объема оперативной памяти , при обработке БД.  Языком драйвера  БД является dBase RUS cp866, драйвер языка создается автоматически при создании таблицы БД,  поддерживает кириллические символы, эти данные удовлетворяют условия моей БД.  
 
 
 
 
 
 
 
 

2. Проектная часть 

      2.1 Функциональное обеспечение. 

    Основными функциональными  обеспечениями  разработанной программной системы являются:

    - ввод информации ;

    - обработка информации;

    - хранение данных;

    - сортировка данных;

    - вывод готовой информации;

           2.2.1 Информационная обеспечение.

      2.2.1.1 Информационная модель и ее описание.

      Для внесения оперативной информации в  программную систему используется коды трех справочников.  Взаимосвязь  справочников «Нормы времени и расценки» со справочником «Тарифные ставки по оплате труда» производятся  по разряду выполняемых работ  после внесения в справочник «Норм времени и расценок»  разряда автоматически выбирается разряд в справочнике « Тарифные ставки по оплате труда», после выбора разряда автоматически рассчитывает часовую тарифную ставку   и вносит её в справочник « Норм времени и расценок» на основании этого производится расчет расценки.  В справочнике « Норм времени и расценок» в поле «Код»   данные разделяются на две группы должностей  по этому в справочнике для быстрой  идентификации было использовано два символа для разделения должностей  (К – крановщик,  С- стропаль) . Согласно схеме  потоков данных взаимосвязь осуществляется во всей программной системе с помощью справочных кодов.  Так в форме «Наряд»  происходит  заполнение по выбранному коду из справочника « Нормы времени и расценки» поля наименование расценки,  единицы измерения, норма времени и расценка. В форме табель при внесении кода ( табельный номер)  из  справочника « Табельных номеров»  автоматически заполняется вся информации по каждому человеку,  такие поля как номер цеха,  фамилия имя отчество, разряд,  норма времени.

      Схема потоков данных

Рисунок 6 Диаграмма потоков данных (взаимосвязь таблиц) 
 
 

2.2.1.2 Характеристика нормативно-справочной информации и входной оперативной информации