2. Информационное обеспечение сапр

2.1.Базы данных в сапр

Основу ИО САПР составляет совокупность данных, которые необходимы для выполнения процесса проектирования. Совокупность данных, используемых всеми элементами САПР, называется информационным фондом. В этом фонде выделяют БД и архивы. Архивами пользуются редко и их помещают в долговременные ЗУ. Но в определенные моменты времени содержимое архивов помещают в БД. Информационное обеспечение представляет собой совокупность информационного фонда и средств его ведения. Основное назначение ИО состоит в создании, поддержки и организации доступа к данным. Ядром ИО является БД, которая в САПР играет роль инструмента, объединяющего отдельные элементы.

Базой данных называется структурированная совокупность связанных данных конкретной предметной области разнообразного назначения, в которой отражается состояния объектов, их свойства и взаимоотношения.

Данные несут информацию об объектах, которые могут быть материальными (схема, плата) и нематериальными (методы оптимизации). Каждый объект характеризуется атрибутами. Например, объект ЭВМ можно характеризовать скоростью вычисления, объемом оперативной памяти, числом элементарных операций, числом процессоров, габаритными размерами, количеством мультиплексных каналов. Сведения, содержащиеся в каждом атрибуте, называют значениями данных. Каждый объект характеризуется рядом основных атрибутов (элементов данных). Среди элементов данных выделяют ключевые, по которым можно определить другие атрибуты объекта. Например, если известен заводской номер ЭВМ, то можно определить какая это вычислительная машина, ее скорость и т. д. Объединение значений связанных атрибутов называют записью данных (ф.и.о., должность). Упорядоченную совокупность записей данных называют файлом данных или набором данных. База данных — совокупность файлов, отображающая состояние объектов и их отношений в условиях САПР, совокупность файлов специально организованная и обрабатываемая с целью создания массивов данных, их обновление и получение справок (СУБД). Основное различие между БД и файлом данных состоит в том, что файл данных имеет несколько назначений, но соответствует одному представлению хранимых данных, а база данных имеет также несколько назначений, но соответствует различным представлениям о хранимых данных.

Требования к БД:

1. целость данных — их непротиворечивость и достоверность;

2. организация БД должна обеспечивать согласование времени выборки данных прикладными программами с частотами их использования прикладными программами САПР;

3. универсальность, т. е. наличие в БД всех необходимых данных и возможность доступа к ним в процессе решения проектной задачи;

4. открытость БД для внесения в нее новой информации;

5. наличие языков высокого уровня взаимодействия пользователей с БД;

6. секретность, т. е. невозможность несанкционированного доступа к информации и ее изменений;

7. оптимизация БД — минимизация избыточности данных.

Одним из принципов построения САПР является информационная согласованность частей ее программного обеспечения, т. е. пригодность результатов выполнения одной проектной процедуры для использования другой проектной процедуры без их трудоемкого ручного преобразования пользователем. Отсюда вытекают следующие условия информационной согласованности:

• использование программами одной и той же подсистемы САПР единой БД;

• использование единого внутреннего языка для представления данных.

Единство информационного обеспечения достигается либо созданием единой БД, либо сопряжением нескольких БД с помощью специальных программ, которые перекодируют информацию, приводя ее к требуемому виду. Части ПО и методы, осуществляющие управление базой данных, составляют систему управления базами данных. СУБД позволяет получить доступ к интегрированным данным и допускает множество различных представлений о хранимых данных. Программное обеспечение, которое позволяет прикладным программам работать с БД без знания конкретного способа размещения данных в памяти ЭВМ называют СУБД (рис. 2.1.).

Рис. 2.1 – Схема СУБД

СУБД выступает как совокупность программных средств, предназначенных для создания, ведения и совместного использования БД многими пользователями. СУБД должна обеспечивать простоту физической реализации; возможность централизованного и децентрализованного управления БД; минимизацию избыточности хранимых данных; предоставление пользователю по запросам непротиворечивой информации; простоту разработки, ведение и совершенствование прикладных программ; выполнение различных функций.

СУБД реализует два интерфейса:

1. между логическими структурами данных в программах и в БД;

2. между логической и физической структурами БД.

Опишем порядок работы СУБД в одном из режимов:

1. программа запрашивает возможность чтения данных у СУБД, она передает необходимую информацию о программисте, типе записи;

2. программа осуществляет поиск описания данных, на которые выдан запрос;

3. определяет, какого типа логические и физические записи необходимы;

4. выдает ОС запрос на чтение требуемой записи;

5. ОС взаимодействует с физической памятью;

6. записывает запрошенные данные в системные буферы;

7. выделяет требуемую логическую запись, выполняя необходимые преобразования;

8. передает данные из системных буферов в программу пользователя, а затем программе пользователя информацию о результатах выполнения запроса;

9. прикладная программа обрабатывает полученные данные.