Методические основы проектирования информационных систем с учетом темпоральности данных предметной области | Статья в журнале «Молодой ученый»

Авторы: ,

Рубрика: Информатика

Опубликовано в Молодой учёный №11 (11) ноябрь 2009 г.

Статья просмотрена: 27 раз

Библиографическое описание:

Колыхалова Е. В., Проскурин Д. Методические основы проектирования информационных систем с учетом темпоральности данных предметной области // Молодой ученый. — 2009. — №11. — С. 54-56. — URL https://moluch.ru/archive/11/807/ (дата обращения: 18.07.2018).

В работе рассмотрены методики отображения темпоральности данных в предметной области при проектировании бизнес-логики информационных систем.

 

Под темпоральными данными принято понимать любые данные, связанные с определенными моментами или интервалами времени.[1, с.3] Часто такие данные также называют временными или динамическими.

Общепринятые реляционные модели в основном предназначены для работы со статическими объектами. Однако хранение истории изменения объектов востребовано во многих предметных областях. Таким образом, проведение исследований в области работы с темпоральными данными представляется нам актуальным и востребованным.

Задачи обработки темпоральных данных условно можно разделить на три основные группы:

1.                 проектирование темпоральных данных на уровне бизнес-логики разрабатываемых приложений;

2.                  моделирование баз данных, предназначенных для работы с темпоральными данными;

3.                 разработка информационно-математических моделей, связанных с изменяющимися во времени объектами.

Цель данной работы рассмотреть вопросы учета темпоральности данных на стадии проектирования прикладной программы информационной системы.

Как известно, класс – это описание множества объектов, обладающих одинаковыми атрибутами, операциями, связями и семантикой [2]. Как правило, семантика экземпляра класса, будучи определенной изначально, не меняется на всем протяжении существования экземпляра класса, однако атрибутам и связям экземпляров класса зачастую свойственно меняться с течением времени. В случаях, когда проектируемый класс относится именно к темпоральным данным такую его природу необходимо учитывать на всех стадиях проектирования и разработки информационной системы. Приемы, применяемые при моделировании темпоральных данных, могут различаться в зависимости от конкретной предметной области и требований к системе.

Рассмотрим следующие ситуации проявления темпоральности экземпляров классов.

Меняется небольшое количество атрибутов. Одно из решений данной проблемы заключается в представлении атрибутов, которым свойственно изменяться с течением времени (темпоральных атрибутов), в виде отдельных классов. Назовем их классы-атрибуты.

Рис.1. Схема применения метода темпоральных атрибутов при проектировании темпоральных данных

Как видно из рис.1 классы-атрибуты наследуют темпоральные свойства от некоторого Темпорального класса, связанного с экземплярами класса Время.

Однако, такая схема работы с темпоральными атрибутами не лишена недостатков. Моделирование дополнительных классов потребует дополнительных затрат времени от разработчика и, соответственно, финансовых затрат заказчика. К тому же при достаточно частых изменениях большого числа атрибутов к используемым постоянным запоминающим устройствам будут предъявляться более высокие требования.

Таким образом, когда число меняющихся во времени атрибутов велико, использование приведенного выше метода моделирования окажется неэффективным. В таком случае более привлекательным представляется решение о связывании с экземплярами времени уже не отдельных атрибутов, а всего экземпляра класса.

Меняется большое число атрибутов экземпляра класса. В данной ситуации удобно использовать подход «Снимок» (Snapshot). Снимок данных – это представление данных в определенный момент времени. Снимок должен предоставлять время как одно из его видимых свойств.

Рис. 2. Схема применения метода «Снимок»

Из схемы, представленной на рис. 2 видно, что в случае использования метода «Снимок» Класс является наследником Темпорального класса, связанного с экземплярами класса Время.

Преимуществом применения подхода «Снимок» является существенное сокращение числа классов, соответственно снижается сложность проектирования и разработки информационной системы. К тому же данному методу свойственно значительное упрощение запросов к базе данных по сравнению с методом темпоральных атрибутов. Однако если одновременно меняется небольшое число атрибутов экземпляра класса и такие изменения необходимо учитывать довольно часто стоит вернуться к предыдущему методу проектирования.

Другая проблема – моделирование темпоральных связей. Под темпоральной связью будем понимать связь, которая в разные временные промежутки соединяет разные экземпляры классов. В качестве решения проблемы обработки темпоральных ассоциаций можно использовать механизм создания ассоциативных объектов, каждый из которых представляет собой отдельный объект, содержащий ссылки на идентификаторы каждого из участвующих экземпляров.

Рис. 3. Схема применения ассоциативных объектов для моделирования темпоральных ассоциаций

В данном случае Ассоциативный объект будет наследником Темпорального класса, который в свою очередь связан с экземплярами класса Время.

При проектировании программных приложений естественно, что специалисты сталкиваются со всеми тремя ситуациями. Представим общую схему для всех трех ситуаций.

Рис. 4. Схема совместного использования трех подходов

Из схемы на рис. 4 в частности видно, что основной задачей при моделировании темпоральности данных представленными выше методами является проектирование темпорального класса, от которого другие классы наследуют темпоральные качества.

Центральными объектами при моделировании темпоральности данных становятся Темпоральный класс и класс Время.

 При проектировании структуры темпорального класса на первое место выходит разработка наиболее часто востребованных методов, необходимых для проведения операций с изменяющимися во времени данными. К таким методам можно отнести функции агрегирования по времени, упорядочивание по времени и некоторые другие.

При проектировании класса Время также необходимо учитывать некоторые особенности. Так, необходимо учитывать, что время разнотипно, в том смысле, что при проектировании информационной системы необходимо отличать время транзакционное от действительного. Кроме того, необходимо учитывать такую характеристику времени как периодичность.

Литература

1.      Костенко Б.Б., Кузнецов С.Д.. История и актуальные проблемы темпоральных баз данных. www.citforum.ru

2.      Буч Г., Рамбо Д., Якобсон И.  Язык UML. Руководство пользователя. ДМК Пресс, 2007. – 496 с.

3.      Carlson, A., Estepp, S., Fowler, M,. Temporal Patterns. www.hillside.net

4.      Anderson, F.. A Collection of History Patterns. www.hillside.net

Основные термины (генерируются автоматически): данные, информационная система, экземпляр класса, класс, время, атрибут, предметная область, UML, баз данных, стадий проектирования.


Похожие статьи

Проектирование базы данных. Роль процесса в создании...

предметная область, нисходящее проектирование, информационная система, восходящее проектирование, база данных, нормальная форма, модель базы данных, информационно-логическая модель...

Комбинация средств UML И CSP-OZ для разработки приложений...

а) Моделирование в UML: данные и средства обработки данных представляются диаграммами UML, специализированными для описания информационных систем (диаграммы классов, диаграммы состояния и диаграммы сотрудничества).

Методы и средства проектирования информационных систем

Диаграмма классов отражает структуру базы данных, необходимую для создания физической модели и развёртывания ИС управления ТП изготовления МКМ.

Рамбо Д., Блаха М. UML 2.0. Объектно-ориентированное моделирование и разработка.

Обучение объектно ориентированной парадигме...

— поддерживает спецификации UML 2; — возможность генерации схем баз данных и поддержка технологий DDL, XML.

Язык UML и диаграммы вариантов использования, диаграммы классов, диаграммы деятельности, диаграммы последовательности.

Разработка объектно-ориентированной модели процесса...

...к классу интеллектуальных информационных систем и предполагает применение

Совокупность диаграмм языка UML является самодостаточной с точки зрения содержания

Согласованные требования создают базу для планирования работ по разработке системы, ее...

Принципы разработки и создания структуры базы данных

Ключевые слова: база данных, информационная система, модель, даталогическая модель, проектирование. В последнее время быстрыми темпами развиваются наука и техника...

Модель подсистемы расчета налога на добычу полезных...

В настоящее время принято выделять следующие методологии проектирования информационных систем

Объектно-ориентированная нотация UML рассматривает данные как объекты, не акцентируя внимания на процессах [3].

Разработка и исследование информационной системы...

система, информация, вариант использования, баз данных пользователей электроэнергии, база данных, баз данных, главное окно программы, информационная система, автоматизация компании, UML.

Использование современных СУБД в информационных...

К тому же, в настоящее время существует немало всевозможных вариантов реализации баз данных (БД) и систем управления базами данных (СУБД). Термин «база данных» употребляется при обозначении информационной модель...

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Проектирование базы данных. Роль процесса в создании...

предметная область, нисходящее проектирование, информационная система, восходящее проектирование, база данных, нормальная форма, модель базы данных, информационно-логическая модель...

Комбинация средств UML И CSP-OZ для разработки приложений...

а) Моделирование в UML: данные и средства обработки данных представляются диаграммами UML, специализированными для описания информационных систем (диаграммы классов, диаграммы состояния и диаграммы сотрудничества).

Методы и средства проектирования информационных систем

Диаграмма классов отражает структуру базы данных, необходимую для создания физической модели и развёртывания ИС управления ТП изготовления МКМ.

Рамбо Д., Блаха М. UML 2.0. Объектно-ориентированное моделирование и разработка.

Обучение объектно ориентированной парадигме...

— поддерживает спецификации UML 2; — возможность генерации схем баз данных и поддержка технологий DDL, XML.

Язык UML и диаграммы вариантов использования, диаграммы классов, диаграммы деятельности, диаграммы последовательности.

Разработка объектно-ориентированной модели процесса...

...к классу интеллектуальных информационных систем и предполагает применение

Совокупность диаграмм языка UML является самодостаточной с точки зрения содержания

Согласованные требования создают базу для планирования работ по разработке системы, ее...

Принципы разработки и создания структуры базы данных

Ключевые слова: база данных, информационная система, модель, даталогическая модель, проектирование. В последнее время быстрыми темпами развиваются наука и техника...

Модель подсистемы расчета налога на добычу полезных...

В настоящее время принято выделять следующие методологии проектирования информационных систем

Объектно-ориентированная нотация UML рассматривает данные как объекты, не акцентируя внимания на процессах [3].

Разработка и исследование информационной системы...

система, информация, вариант использования, баз данных пользователей электроэнергии, база данных, баз данных, главное окно программы, информационная система, автоматизация компании, UML.

Использование современных СУБД в информационных...

К тому же, в настоящее время существует немало всевозможных вариантов реализации баз данных (БД) и систем управления базами данных (СУБД). Термин «база данных» употребляется при обозначении информационной модель...

Задать вопрос