Geum.ru
Темы диссертаций по экономике » Математические и инструментальные методы экономики

Оптимизация организации и управления в сложных информационно-логических системах класса банк данных тема диссертации по экономике, полный текст автореферата

Ученая степень кандидат экономических наук
Автор Кракорова, Людмила
Место защиты Москва
Год 1985
Шифр ВАК РФ 08.00.13
Диссертация

Диссертация: содержание автор диссертационного исследования: кандидат экономических наук , Кракорова, Людмила

Введение.

Глава I. Анализ банков данных и методов их оценки. . . II

1.1. Место СУБД в программном обеспечении системы. II

1.2. Анализ функциональных возможностей систем управления базами данных.

1.3'. Существующие методы, используемые в процессе оптимизации банков данных.

1.4. Обоснование необходимости развития моделей и процедур оптимизации банков данных.

Глава 2. Процедуры оценки и выбора банка данных.

2.1. Прямые преобразования при построении математических моделей банков данных.

2.2. Формализация процесса оценки и выбора CMC класса банк данных.

2.3. Прямые и обратные преобразования при выпонении процедур оценки и выбора СУБД.

2.4. Прямые и обратные преобразования при выпонении процедур оценки и выбора логической структуры данных.

Глава S. Реализация процедур оценки и выбора CMC класса банк данных.'.

3.1. Описание банков данных многомерными графами

3.2. Реализация процедур оценки и выбора СУБД.

3.3. Реализация процедур оценки и выбора логической структуры данных.

3.4. Интегральный критерий оптимальности банка данных.

Диссертация: введение по экономике, на тему "Оптимизация организации и управления в сложных информационно-логических системах класса банк данных"

Основной предпосыкой совершенствования социалистической системы народного хозяйства является развитие автоматизированных систем управления как систем управления, рационализированных применением средств вычислительной и автоматизационной техники, которые быстро и оперативно обрабатывают необходимые для управления данные.

ХХУ1 съезд КПСС в качестве одной из важнейших проблем определил ". совершенствование вычислительной техники, ее элементной базы и математического обеспечения, средств и систем сбора, передачи и обработки информации". [I, стр.1463.

В "Основных направлениях хозяйственного и социального развития ЧССР на I98I-I985 годы", принятых на UI съезде КПН, также подчеркивается, что необходимо ". повысить действенность управленческого труда применением организационной и вычислительной техники, разработкой автоматизированных систем управления" [28, стр.1503.

Развитие и повышение эффективности АСУ вызвало быстрое развитие работ, связанных с созданием банков данных различного назначения. Современный этап характеризуется большим и резко возрастающим объемом информации и сложностью структур обрабатываемой информации. Первоначальный метод отличася обработкой отдельных файлов, однако недостатки этого метода очевидны. Это, главным образом, избыточность данных, связанная с повторным хранением одной информации в больше файлах. Далее невозможно было обрабатывать данные централизованным способом и обеспечить действенную защиту от незаконного доступа или от уничтожения данных.

По мере возрастания объема обрабатываемых данных этот способ стал неэффективным. Появилась необходимость создания качественно нового типа обработки данных, который устранил бы названные выше недостатки, а именно обработки данных, хранящихся в базе данных. Наряду с этим, современный этап характеризуется необходимостью колективного доступа к различным элементам данных и высокими требованиями к скорости получения информации и ее достоверности.

Все эти факторы обусловили необходимость интеграции данных и централизации управления, т.е. необходимость разработки банков данных. Банк данных следует понимать как единство баз данных и системы управления базами данных. Данные централизованно сосредоточены в базе. Базу данных можно общим способом определить как совокупность данных, хранящихся во внешней памяти и относящихся к какой-нибудь области применения, с возможностью повторного использования, т.е. представлениями данных с точки зрения больше пользователей. Для обеспечения эксплуатации и для управления служит система управления базами данных. Это набор программ, которые позволяют обрабатывать все требования, возникающие в связи с обработкой данных в базе (описание данных, манипулирование с данными и т.д.).

Банки данных представляют собой качественно новый этап в использовании вычислительной техники и являются современным, очень действенным средством интегрированной автоматизированной обработки данных для управления. Поэтому на современном этапе банки данных и связанная с ними современная технология использования ЭВМ имеют огромное значение при применении вычислительной техники во всех сферах человеческой деятельности. В дальнейшем система банков данных будет еще более распространяться и будет играть все более важную роль. В связи с тем разработка банков данных будет еще догое время одним из основных направлений деятельности в области обработки данных.

В настоящее время в мире существует большое количество систем банков данных, работающих под управлением различных систем управления базами данных (СУБД). Большое число разных СУБД является следствием того факта, что в настоящее время не существует универсальной системы, подходящей для эффективного использования в разных проблемных областях и для разных типов задач. Поэтому разные СУБД приспособляются к среде и способу применения. Характеристики и возможности разных СУБД необходимо учитывать при проектировании конкретного банка данных. Решение о выборе СУЩ является первым шагом при проектировании конкретной установки банка данных.

Проектирование банков данных представляет собой длительный и трудоемкий процесс, завершающими стадиями которого являются оценка проекта банка данных и его усовершенствование или оптимизация. В настоящее время имеется большое количество монографий, посвященных вопросам проектирования и оптимизации банков данных. Однако организация и управление в банке данных оцениваются преимущественно интуитивно. Существующие способы оценки и выбора или же оптимизации отдельных параметров организации и управления, используемые в процессе оптимизации банков данных, не учитывают динамику вычислительного процесса и не охватывают этот процесс с достаточной степенью поноты и детализации.

Оптимизация банка данных - это многоаспектная проблема. Для решения такой сложной проблемы нужен системный подход, недостаточно только решать отдельные организационные вопросы.

Важным моментом процесса оптимизации банка данных является нахождение критериев оптимизации и выделение тех, которые можно получить автоматизированным путем. При оптимизации нужно подходящим способом комбинировать использование качественных оценок с количественными. С этим связана проблема нахождения соотношения автоматизированных и не автоматизированных частей этого процесса. Автоматизированным путем, прежде всего с помощью моделирования, можно получать количественные оценки альтернативных вариантов банка данных. Следующей важной проблемой для успешного решения задач оптимизации организации и управления в банке данных является выбор подходящего инструмента для получения количественных оценок.

Итак, важной задачей является создание методики, которая могла бы достаточно поно объединить существующие методы и способы оптимизации и помогла бы проектировщику использовать математические модели в процессе оптимизации.

Необходимость решения этих вопросов стала причиной выбора темы диссертации.

Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является разработка предложений по практическому решению проблемы оптимизации организации и управления в банках данных. Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:

I. Провести анализ современных систем управления базами данных, используемых прежде всего в ЧССР, а также и за рубежом.

2 Провести анализ методов оценки СУБД и процессов проектирования и оптимизации банков данных и применяемых в этих процессах методов, средств и моделей.

3. Разработать модели управляющих и испонительных компонентов банка данных различных уровней адекватности.

4. Разработать процедуры оптимизации организации и управления в банках данных.

5. Провести исследования и оценить альтернативные варианты организации и управления в банках данных.

Объектом исследования является процесс оптимизации организации и управления в банках данных, как один из этапов проектирования банка данных, и методы, используемые в этом процессе. Банк данных рассматривается как кибернетическая система, состоящая из управляющей и испонительной подсистем. При. этом предполагается использование сосредоточенных (нераспределенных) банков данных, функционирующих на базе ЭВМ ряда ЕС.

Методология исследования. Методологической основой диссертации являются экономические материалы ХХУ1 съезда КПСС,"0снов-ные направления хозяйственного и социального развития ЧССР на I98I-I985 годы", принятые на ХУ1 съезде ЫН, "Основные мероприятия по совершенствованию планового управления" и другие постановления ЮН и чехословацкого правительства по вопросам совершенствования системы управления экономикой Чехословакии. В ходе исследований использовались методы математического моделирования и управления в сложных системах. В процессе исследования были использованы научные труды советских и зарубежных ученых.

Научная новизна. В диссертации решается актуальная проблема, имеющая большое значение для повышения эффективности функционирования банков данных. Проблема оптимизации организации и управления в банках данных решена в теоретическом и практическом аспектах. В теоретическом аспекте проведена разработка математических моделей управляющей и испонительной подсистем банка данных как кибернетической системы и оптимизации управляющих компонентов. Б практическом аспекте проведен анализ совершенствования процесса проектирования и эксплуатации банков данных. При этом решены следующие задачи:

Разработаны процедуры оптимизации организации и управления в банке данных с помощью выбранного аппарата оптимизации, опирающегося на математические модели первого уровня адекватности. Формализован процесс построения математических моделей первого уровня адекватности.

Выпонены эксперименты с объектом и получены экспериментальные данные, показывающие влияние параметров организации и управления в банке данных на экономические и временные характеристики его работы. Рассмотрен интегральный критерий оптимальности, которым считается полезность системы.

Практическая ценность работы. Разработанная на основе предложенного аппарата методика проведения исследований позволяет давать оценку организации и управления в банках данных и принимать решение о выборе одного из альтернативных вариантов организации и управления в банке данных, т.е. принимать решение об экономически целесообразной организации и методах управления в банке данных. Было проанализированно соответствие результатов исследований,изложенных в литературе, с исследованиями автора диссертации. Результаты работы используются в учебном процессе специальности АСУ в Высшей экономической школе в Праге. В результатах работы заинтересованы организации, данные которых использовались для проведения конкретных экспериментов.

Апробация работы. Теоретические положения и некоторые отдельные результаты работы изложены автором в докладе на кафедре АСУ Высшей экономической школы в Праге, а также в учебном процессе по курсу Структуры данных и банки данных, читаемому студентам специальности АСУ того же вуза. По результатам работы опубликованы две печатных работы, список которых приведен в конце автореферата.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы и приложения. Общий объем диссертационной работы i6i страниц текста, она содержит 16 рисунков, 15 таблиц и 69 наименований библиографии.

Диссертация: заключение по теме "Математические и инструментальные методы экономики", Кракорова, Людмила

Основные выводы, которые можно сделать по работе, заключаются в следующем:

1. В силу их сложности необходимо выделить банки данных как самостоятельный объект исследования.

2. При проектировании и оптимизации банков данных необходимо использовать математические модели 1-ого уровня адекватности альтернативных вариантов исследуемого объекта и рассматривать банк данных как сложную информационно^логическую систему.

3. Процесс оптимизации дожен быть построен на принципу взвешенного распределения функций между человеком и средствами моделирования на ЭВМ.

Наконец перечислим основные результаты диссертационной работы:

1. Для оценки организации и управления в банке данных проведено подробное рассмотрение содержания банка данных как сложной информационно-логической системы.

2. Проведен анализ существующих типов СУБД и их представителей, наиболее часто эксплуатируемых в ЧССР, и поддерживаемых ими моделей данных, выявлены их преимущества и недостатки.

3. Проведен анализ методов, средств и моделей, применяемых в процессах проектирования и оптимизации банков данных. Поставлена и решена задача оптимизации организации и управления е банке данных. Процесс оптимизации сведен к упорядоченному множеству итеративных процедур, состоящих из пяти этапов на первой итерации и из четырех на последующих.

5. Для оценки альтернативных вариантов организации и управления в банке данных применены математические модели 1-ого уровня адекватности. С помощью этих моделей имитируется работа вычислительной системы включающей банк данных по принципу обработки существенных событий функционирования системы.

6. Описаны процедуры формирования математических моделей 1-ого уровня адекватности альтернативных вариантов организации и управления в банке данных.

7. Разработаны положения по практическому решению проблемы оптимизации организации и управления в банках данных, представлены методические положения по проведению процесса оптимизации организации и управления в банке данных.

8. Проведены исследования и получено множество системных экономических и временных характеристик, отвечающих требованиям точности и детализации, достаточной для сравнительной оценки всех возможных альтернативных вариантов организации и управления в банке данных.

Заключение.

Проблема,решенная в настоящей диссертационной работе, сводится к рассмотрению и реализации процесса оптимизации организации и управления в банке данных. В работе анализируется место систем управления базами данных в программном обеспечении вычислительной системы, рассматриваются три конкретных примера эксплуатируемых в Чехословакии систем банков данных. Из анализа вытекает, что банк данных - система настолько сложная, что ее проектирование и оптимизация это трудоемкий процесс, который никогда не оказывается поностью решенным. Завершающим этапом процесса проектирования банка данных является его совершенствование или оптимизация. Хотя этот этап завершающий, это вовсе не означает, что он является последним во времени и что к совершенствованию или оптимизации приступаем только тогда, когда наша система уже поностью спроектирована. Работы по оптимизации дожны проводиться по мере возможностей на протяжении всего процесса проектирования.

При этом можно использовать ряд разных существующих математических моделей и автоматизированных процедур, которые могут охватить проблему с разной степенью поноты и детализации. В диссертационной работе рассматриваются эти средства и показывается, что существующие методы, средства и модели настолько сложную проблему решить не могут, а наиболее подходящим инструментом для оптимизации такого сложного объекта, как банк данных, считаются математические модели 1-ого уровня адекватности. Предлагается использовать для оптимизации банка данных модель "Граф-Банк" из системы моделей "Синтез". В качестве вспомогательного инструмента можно применять некоторые другие (статические) модели из системы "Синтез" или модели из теории массового обслуживания и т.д.

Математические модели 1-ого уровня адекватности служат в процессе оптимизации для получения оценок альтернативных вариантов оптимизируемой системы. На основе полученных с помощью семейства моделей "Граф" оценок альтернативных вариантов проводится выбор наиболее подходящего для данного конкретного применения. Этот выбор проводится на основе логических соображений проектировщиков и пользователей банка данных. АвтоматизироЕанно этот процесс сделан'быть не может, так как в нем наряду с количественными критериями играют роль также критерии, оцениваемые качественно, и качественные оценки с помощью имитации получить пока невозможно. При выборе учитываются количественные и качественные оценки. Итак, можно сказать, что одним из подходов к оптимизации является оценка альтернативных вариантов и выбор оптимального. Для оценки вариантов целесообразно использовать моделирование и разные автоматизированные процедуры, а анализ оценок, учет взаимосвязей разных критериев, создание интегрального целевого критерия и выбор оптимального варианта это действия, которые остаются за человеком.

Диссертация: библиография по экономике, кандидат экономических наук , Кракорова, Людмила, Москва

1. Материалы ХХУ1 съезда КПСС. М.: Политиздат,1981.-223 с.

2. Авен О.И., Турин Н.Н., Коган Я.А. Оценка качества и оптимизация вычислительных систем. М.: Наука, 1982.-464 с.

3. Байцер Б. Архитектура вычислительных комплексов. М.: Мир, 1974.-498 с.

4. Бусленко В.Н. Автоматизация имитационного моделирования сложных систем. М.: Наука, 1977.-239 с.

5. Дейт К. Введение в системы баз данных. М.: Наука, 1980.463 с.

6. Джермейн К. Программирование на IBM/360. М.: Мир, 1971.870 с.

7. Капп Д., Лебен Дж. Техника программирования для IM . М.: Финансы и статистика, 1983.-248 с.

8. Катцан Г. Вычислительные машины и системы. М.: Мир, 1974.600 с.

9. Карпов B.C. Автоматизация учета использования ресурсов вычислительной системы в режиме мультипрограммирования в ЕС ЭВМ. Программирование, 1979, ном.З, с. 74-80

10. Катцан Г. Операционные системы.-М.: Мир, 1976.-472 с.

11. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.: Наука, 1977.-720 с.

12. Лебедев В.Н., Соколов А.П. Введение в систему программирования ОС/ЕС. М.: Статистика, 1978.-144 с.

13. Мамиконов А.Г., Цвиркун А.Д., Кульба В.В. Автоматизация проектирования АСУ. М.: Энергоиздат, I98I.-328 с.

14. Мартин Дж. Организация баз данных в вычислительных системах. -М.: Мир, 1980.-662 с.

15. Мартин Дж. Программирование для вычислительных систем реального времени. М.: Наука, 1975.-359 с.

16. Мартин Дж. Системный анализ передачи данных. М.: Мир, 1975. -256 с.

17. Математика и кибернетика в экономике. Словарь справочник.- M.s Экономика, 1975,-702 с.

18. Овчаров JI.A., Селетков С.Н. Автоматизированные банки данных.- М.: Финансы и статистика, 1982.-262 с.

19. Оле Т.В. Предложения КОДАСИЛ по управлению базами данных. -М.: Финансы и статистика, I98I.-286 с.

20. Петров Р.И. Математические модели и процедуры оптимизации архитектуры вычислительных систем, систем передачи данных и сетей вычислительных систем. М.: МИУ, 1984.-79 с.

21. Петров Р.И. Организация вычислительных систем. М.: МИУ, 1977.-88 с.

22. Петров Р.И., Кондаурова Т.А., Машурцев В.А. Организация и управление вычислительными системами. М.: МИУ, 1983.-47 с.

23. Столяров Г.К., Дрибас В.П. Основные требования к банкамданных. УСиМ, 1974, ном.2, с.40-48

24. Столяров Г.К., Дрибас В.П. Факторы оценки и выбора системы управления базами данных. ИМ АН БССР, Минск, 1976.-25 с.

25. Ульман Дж. Основы систем баз .,данных. М.: Финансы и статистика, 1983,-334 с. ,

26. Хаббард Дж. Автоматизированное проектирование баз данных. -М.: Мир, 1984.-293 с.

27. Яковлев Е.И. Машинная имитация. М.: Наука, 1975.-158 с.

28. Materidly XVI. sjezdu Komunisticke strany Ceskoslovenska. -Praha: Svoboda, I98I.-443 s.

29. Adamec Sл, Ehleman J. Zaklady automatizace zpracovani dat.- Praha: SPN, skripta VзE, 1983.-196 s.

30. Banky dat z uzivatelskych hledisek. Sbornfk 4. celost&tnlho seminare. -Praha, I98I.-I84 s.

31. Databanka poln:Cch pokusft DAPOPO-SOFIS, provd5ci projekt. tfstav racionalizace rizeni a prdce Praha, MZVz, (USR, 1982. -196 s.

32. D0S-3/JS, DBS-25, Popis pouzitiХ vtfMS Praha, I9SI.-89 s.

33. D0S-3/JS, DBS-25, Prirucka spravce databaze. VtJMS Praha, I98I.-5I s.

34. D0S-3/JS, УёеоЬеслу popis, v6MS Praha + KP NOTO, I98I.-85 s.

35. Dujnic P.,Frankov& J. Organizacia ddt v automatizovanych informacnych зуз!ётосЬ.-Bratislava: Alfa, I978.-359 s.

36. Ehleman J., Adamec S. Zaklady projektov^nf automatizovanych systёmй rizenf. Praha: SPN, skripta v5r, 1983.-157 s.

37. Frankov J.,Mlynr з. Proces navrhovania banky dat. Infor-macnf syst4my, 1979, c.2, str. 159 171

38. Gramblickovd 0., Macek R., RuBndk з: CULPRIT v.ykonny generator vystupti. MAA, 1983, c.10 - priloha39 Heidlerovd K., Chvalovsky V. Od souborii dat к bankam dat. -MAA, 1983, S.I2,, str. 46З 466

39. Chvalovsky V. Banky dat. -Praha: SNTL, 1984.-216 s.

40. Jires S. Informacni syst4my. -Praha: SPN, skripta V&E.-233 s.

41. Jires S, Chvalovsky V., Gregor J. Struktury dat a banky dat- Praha: SPN, skripta vSE, 1982.- 157 s.

42. Kaiser P. Porovnanie funk2nych vlastnostf IDMS a SOFIS. -MAA, 1983, 6.6, str. 220 22344* Kleinmannov^ Jл, Zraly М Datova zakladna typovho APV VARS. ASft bulletin INORGA, XVII, 1983, 3, str. 93 - 98

43. Kolektiv autoril. Aplikasia IDMS ve VHJ Slovchdmia, MAA, 1984 c. 4, pflloha

44. Kolektiv autoria. УуЬгапё otdzky z programovdho zabezpe5i=ni pocita5il. Praha: SPN, skripta vSE, 1979.-230 s.

45. Kosina M. ZkuSenosti s databazovym systdmem IDMS. -MAA, 1934, c.I, str. 20-23

46. Lauber J., HuSek R. SimulaSnx metody. -Praha: SPN, 1982.245 s.

47. Lochman B. a kolektiv. Nejdillezizзjзx poznatky о databance v AS$. -Praha: skripta lidovё university soc. akademie 6SR, 1.980.- 271 s.

48. Macek R. Databdzovy ysystdm IDMS. MAA, 1982, $.9, str. 341 - 343

49. Macek R., Rusnak S. Telekomunika5ny systёm IDMS-DC. -MAA, 1983 6.3, str. 103 III

50. Naylor Т.Н. Computer Simulation Experiments with Models of Economics Systems. New York: J.Wiley and Sons, I97I.-502 s.

51. OS/VS Linkage Editor and Loader. IBM World Trade Corporation, New York,1976.-196 s.54. 0S/VS1 JCL Reference. IBM World Trade Corporation. New York, 1976.- 216 s.

52. Pokorny J. Vlceurovnov6 architektury datab^zovych systnnl. MAA, 1983, c.3, str. 260 - 262

53. PORS 001, tfstrednl banka dat obchodu. Provoznl dokumentace. Praha, 1982

54. PORS 00L, tfstrednl banka dat obchodu. Uzivatelskd dokumen-tace. Praha, I981

55. Shannon R.E. Systems Simulation the Art and Science. -New Jersey: Prentice Hall, 1975л-378 str.

56. SOFIS, S$BD, Organizacia bdzy dat. VVS Bratislava, december, 1982.- 85 s.

57. SOFIS, S^BD, Definicny jazyk, Uzivatelska prirucka pro OS/EC, WS Bratislava, november 1982.- 62 s.

58. SOFIS, S$3D, Defini5ny jazyk, Referen5n& priru5ka. -VVS Bratislava, oktober 1982.- 65 s.

59. SOFIS, S$BD, Manipulacny jazyk, Referencna priruSka. -VVS Bratislava, jun I98I.-60 s.

60. SOFIS, SfiBD, Manipulacny jazyk, Uzivatelska prirucka pre OS/EC. WS Bratislava, jun 1981.- 55 s.

61. SOFIS, S&BD, Servis^ programy, Prirucka pre OB/EC.-VVS Bratislava, oktober, 198I.- 57 s.

62. SOFIS, sfeD, Dotazov^ jazyk RELAN, ReferenSnd prirucka.-VVS Bratislava, oktober, 1982.- 34 s.

63. SOFIS, SfeD, Dotazovy jazyk RELAN, Uzivatelska prirucka pre OS/EC.- VVS Bratislava, november 1982.- 65 s.61 зantl J. RelaSni model jako prostredek pro efektivnSjsi budovanl ASfi. MAA, 1984, c.3, str. 92 - 96

64. VARS/DOS, Sprava banky dat, provadgci.projekt, uzivatelska prirucka. Praha, KSk.u.o., I983.- 57 s.

65. Vrsek P., Zeman J. Navrh schematu banky dat IDMS umoznujicl pouzitl jednoducheho dotazovaciho jazyka. -MAA, 1984,с.I, str. 57 61

Похожие диссертации