WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

На правах рукописи

ЛИЗИН Сергей Николаевич

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ

КОЛЛЕКТИВНОЙ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ

НА ОСНОВЕ ТЕМПОРАЛЬНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ

ДАННЫХ И МЕТАДАННЫХ

Специальность 05.13.17 – Теоретические основы информатики

(технические наук

и)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук ПЕНЗА 2011

Работа выполнена на кафедре «Автоматизированные системы обработки информации и управления» Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Мордовский государственный университет им. Н. П. Огарева».

Научный руководитель – кандидат технических наук, профессор Федосин Сергей Алексеевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Соснин Петр Иванович;

доктор технических наук, доцент Зинкин Сергей Александрович

Ведущая организация: ФГУП «Всероссийский научноисследовательский институт проблем вычислительной техники и информатики» (г. Москва)

Защита диссертации состоится 22 декабря 2011 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 212.186.01 при Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Пензенский государственный университет» по адресу: 440026, г. Пенза, ул. Красная, 40.

С диссертацией и авторефератом можно ознакомиться в библиотеке Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Пензенский государственный университет». Автореферат диссертации размещен на сайте http://www.pnzgu.ru и официальном сайте Министерства образования и науки Российской Федерации.

Автореферат разослан «_» ноября 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор Е. И. Гурин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Возрастающие объемы информации требуют изменения бизнес-процессов предприятий и организаций. На смену традиционному бумажно-ориентированному взаимодействию, где информационные системы лишь обрабатывают сведения из бумажных документовпервоисточников, приходят электронно-ориентированные системы, в которых первоисточником являются операции, совершаемые пользователями в информационной системе.

Большинство современных корпоративных информационных систем – это многопользовательские автоматизированные информационные системы на основе реляционных баз данных. Возможность выполнения пользователями отдельных операций в системе определяется (программно или нормативно) содержанием в базе данных в каждый момент времени данных. Для возможности обнаружения некорректных операций и установления их причин (действия пользователя, неактуальность данных или другие факторы) необходима возможность восстановления содержания базы данных по состоянию на произвольный момент времени. Современные стандарты требуют хранения данной информации не менее 3–5 лет.

Для этих целей могут быть использованы существующие технологии темпоральных баз данных. Среди исследований в данной области можно отдельно выделить работы Р. Снодграса, К. Йенсена, А. Стейнера, К. Дейта. Среди отечественных работ в данной области следует отметить работы Б. А. Новикова, Е. А. Горшковой, Д. С. Порай, А. В. Соловьева, Г. В. Королькова. Большая часть из них сосредоточена на разработке специализированных языков запросов, темпоральных СУБД и других инструментальных средств, упрощающих оперирование темпоральными данными. Использование темпоральных баз данных для целей управления коллективным доступом к данным до настоящего времени практически не исследовалось.

Поскольку большинство современных многопользовательских АИС имеют клиент-серверную архитектуру, то для решения указанной задачи требуется обеспечение возможности восстановления данных, содержавшихся в момент выполнения пользователем операции, не в базе данных, а в локальном кэше клиента. Одновременно требуется сохранение сведений об авторстве всех производимых в данных изменений.

В настоящее время обеспечение юридической значимости информации на практике применимо лишь в отношении электронных документов.

Документ, сформированный на основании данных информационной системы, приобретает юридическую значимость после его подписи уполномоченным должностным лицом, которое может не иметь возможности проверки истинности исходных данных. Не редки ситуации, когда выборки из информационной системы формируются и подписываются автоматически (электронным сервисом). Если в корпоративных информационных системах отслеживание авторства всех изменений совместно с некоторым набором организационных документов может быть достаточным способом разграничения ответственности за данные, то при совместной обработке данных пользователями нескольких юридических лиц необходимо обеспечение юридической значимости (посредством электронной подписи) всех производимых изменений.

Изменение отдельных категорий данных, особенно при обработке совместных данных, не может осуществляться отдельными пользователями, а требует согласования, которое может осуществляться различными способами (все участники, большинство, отдельные участники и более сложные схемы). Причем проведение согласования должно осуществляться не на уровне пересылки сообщений, а в рамках единого юридически значимого массива данных.



Совместная обработка данных несколькими информационными системами зачастую предполагает не просто редактирование единого информационного массива, а редактирование только общих элементов либо только поддержание связанности единых элементов (НСИ, Master Data Management). Зачастую данные в различных информационных системах могут быть организованы с использованием различных структур данных, которые также необходимо связывать.

Другой крайне важной задачей является необходимость обеспечения возможности модернизации информационных систем и связей между ними. В первую очередь сложность составляет необходимость модернизации метаданных систем. Таким образом, требуется обеспечение темпоральности не только данных, но и метаданных систем. При этом требуется обеспечение работы с данными прошлых периодов в соответствующей схеме данных.

Актуальность данной тематики отмечается в Клермонтском отчете об исследованиях в области баз данных, в котором задачи нахождения компромиссов между согласованностью и доступностью для достижения лучшей производительности и масштабируемости, отслеживания происхождения данных, а также поддержки эволюции схем и версий отнесены к числу приоритетных исследований в области баз данных.

Объектом исследования являются процессы коллективного управления данными в автоматизированных информационных системах.

Предметом исследования являются модели представления данных и метаданных в реляционных базах данных и способы их коллективной обработки.

Цель диссертационной работы – разработка моделей темпоральной организации данных и метаданных для совершенствования процессов коллективной обработки данных в автоматизированных информационных системах.

В диссертационной работе поставлены и решены следующие задачи:

1. Системный анализ информационных потребностей коллективных пользователей автоматизированных информационных систем, оценка применимости существующих способов коллективного управления данными.

2. Разработка реляционной модели темпоральной организации данных, позволяющей осуществлять представление расширенного набора операций с сущностями, сохранять сведения и доказательства авторства всех изменений, осуществлять отслеживание исходных данных, использовавшихся пользователями при внесении изменений, а также реализовать асинхронное согласование внесения изменений в данные.

3. Разработка реляционной модели темпоральной организации данных и метаданных, обеспечивающей темпоральность метаданных, исключающей возникновение проблем отсутствующих значений.

4. Разработка реляционной модели темпоральной организации данных о связях между доменами данных независимых информационных систем, позволяющей осуществлять управление совместными данными и метаданными в режимах дедупликации, актуализации и синхронизации в условиях семантической и синтаксической гетерогенности информационных систем.

5. Апробация предложенных моделей путем их реализации на основе промышленной системы управления базами данных и оценка их эффективности в сравнении с известными прототипами, разработка методики реорганизации баз данных существующих автоматизированных систем на основе предложенных моделей с сохранением используемого прикладного программного обеспечения.

6. Оценка эффективности предложенных моделей и алгоритмов на основе исследования результатов использования разработанного программного комплекса в процессе его эксплуатации.

Методы исследования. В диссертационной работе использованы теоретические основы информационных систем и технологий, теория управления, теория системного анализа, элементы теории множеств, теория баз данных, реляционная алгебра, теория темпоральных баз данных, математическая логика, методы проектирования информационных систем.

Научная новизна работы. Научная новизна результатов диссертационного исследования представлена совокупностью следующих положений:

1. Предложена реляционная модель темпоральной организации данных, отличающаяся раздельным хранением сведений о жизненных циклах сущностей и значений атрибутов на основе полутемпоральных отношений и использованием отношения транзакций, включающего сведения об авторстве изменений, электронной подписи и максимуме транзакционного времени исходных данных, позволяющая осуществлять представление расширенного набора операций с сущностями, сохранять сведения и доказательства авторства всех изменений, осуществлять отслеживание исходных данных, использовавшихся пользователями при внесении изменений, а также реализовать асинхронное согласование внесения изменений в данные.

2. Предложена реляционная модель темпоральной организации данных и метаданных, отличающаяся раздельным хранением сведений о жизненных циклах классов, атрибутов, сущностей и значений атрибутов на основе полутемпоральных отношений, обеспечивающая темпоральность метаданных и исключающая возникновение проблем отсутствующих значений.

3. Предложена реляционная модель темпоральной организации данных о связях между доменами данных независимых информационных систем, отличающаяся наличием темпоральных связей между классами, атрибутами и сущностями, позволяющая осуществлять управление совместными данными и метаданными в режимах дедупликации, актуализации и синхронизации в условиях семантической и синтаксической гетерогенности информационных систем.

4. Впервые предложена методика реорганизации баз данных существующих автоматизированных систем для совершенствования процессов коллективного управления данными на основе предложенных моделей с сохранением используемого прикладного программного обеспечения.

Практическая значимость. Практическое значение результатов данной работы состоит в решении задач управления коллективным доступом к данным, сокращении памяти, требуемой для хранения темпоральных данных, упрощении процессов модернизации автоматизированных информационных систем.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Реляционная модель темпоральной организации данных, позволяющая осуществлять представление расширенного набора операций с сущностями, сохранять сведения и доказательства авторства всех изменений, осуществлять отслеживание исходных данных, использовавшихся пользователями при внесении изменений, а также реализовать асинхронное согласование внесения изменений в данные.

2. Реляционная модель темпоральной организации данных и метаданных, обеспечивающая темпоральность метаданных и исключающая возникновение проблем отсутствующих значений.

3. Реляционная модель темпоральной организации данных о связях между доменами данных независимых информационных систем, позволяющая осуществлять управление совместными данными и метаданными в режимах дедупликации, актуализации и синхронизации в условиях семантической и синтаксической гетерогенности информационных систем.

4. Методика реорганизации баз данных существующих автоматизированных систем на основе предложенных моделей с сохранением используемого прикладного программного обеспечения.

Внедрение результатов работы. Результаты диссертационной работы использованы:

1) при модернизации АИС «Электронный социальный регистр населения Республики Мордовия» для построения регионального регистра получателей государственной помощи и организации информационного взаимодействия Министерства социальной защиты населения Республики Мордовия с Отделением Пенсионного фонда по Республике Мордовия;

2) в научно-исследовательской работе по теме «Создание действующего макета системы автоматизированного учета и формирования справочной отчетности о тиражах печатных средств массовой информации», выполненной Закрытым акционерным обществом «Эволента» в 2011 г.

по заказу Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях и научных школах: конференции «Наука и инновации в Республике Мордовия» (Саранск, 2006–2009), Ежегодной научной конференции «Огаревские чтения» (Саранск, 2007, 2008), Четвертой Международной научной школе-семинаре «Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ» (Саранск, 2009), Международной научно-практической конференции «Электронная Казань – 2009» (Казань, 2009), Межвузовской научной конференции по проблемам информатики «СПИСОК-2009» (Екатеринбург, 2009), VII Всероссийской научно-технической конференции «Технологии Microsoft в теории и практике программирования» (Москва, 2010), I Международной научно-практической конференции «Объектные системы – 2010» (Ростов-на-Дону, 2010).

На конкурсе работ VII Всероссийской научно-технической конференции «Технологии Microsoft в теории и практике программирования»

(Москва, 2010) доклад автора был отмечен дипломом первой степени по секции «Базы данных и информационные системы».

Публикации. Основные результаты, полученные в диссертации, опубликованы в 13 статьях (3 из них в соавторстве), в том числе 3 статьи – в журналах, рекомендованных ВАК для публикации результатов научных работ. Подана заявка на выдачу патента на изобретение РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех разделов, заключения и списка литературы из 171 наименования. Объем работы – 135 страниц.

Работа выполнена при финансовой поддержке федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009–2013 гг.» (ГК № П1113).

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цели и задачи исследования, отражены научная новизна работы и практическая значимость, перечислены методы исследования.

В первом разделе проведен анализ информационных потребностей пользователей автоматизированных информационных систем и существующих моделей темпоральной организации данных и метаданных, а также способов коллективного управления данными.

Большинство современных автоматизированных информационных систем строится на основе реляционных систем управления базами данных. В их основе лежит реляционная модель данных, разработанная Э. Коддом1, предполагающая, что база данных представляет собой набор истинных высказываний. Высказывания сгруппированы в отношения, каждое из которых задается предикатом. Кортежи отношений представляют собой значения переменных, которые при подстановке в предикат превращают его в истинное высказывание.

Многопользовательская обработка данных требует управления конкурентным доступом, которая, как правило, реализуется с помощью OLTP-технологий (в распределенных базах данных могут использоваться технологии распределенных транзакций). Однако далеко не все выполняемые операции представляют собой полные транзакции. Зачастую программными средствами просто невозможно определить последовательность чтений и записей пользователем данных, составляющих атомарную операцию. В результате невозможно откатить такую транзакцию при изменении данных чтения.

Альтернативой обеспечению гарантированной согласованности данных является обеспечение возможности восстановления данных чтения для каждой транзакции (причем в распределенных системах требуется восстановление данных локального кэша/реплики). Одновременно необходима возможность установления авторства изменений и сохранение его доказательств посредством электронной подписи. Базы данных, обеспечивающие версионность данных как в разрезе действительного, так и транзакционного времени, называются битемпоральными. Однако в настоящее время отсутствуют разработанные технологии темпоральной организации данных для целей управления коллективным доступом к данным.

Codd E. F. A Relational Model of Data for Large Shared Data Banks // Communications of the ACM. – 1970. – № 6. – V. 13.

Управление коллективным доступом включает не только задачи конкурентного доступа к данным. Не все изменения в базу данных могут вноситься по решению одного пользователя – зачастую необходимо согласование изменений. Данная задача решается, как правило, посредством взаимодействия вне базы данных посредством обмена сообщениями, вследствие чего информация об авторстве изменений не сохраняется.

Коллективное управление совместными данными несколькими информационными системами не всегда предполагает наличие распределенной базы данных. Количественный состав элементов, подлежащих обработке в каждой информационной системе, может значительно различаться. В таком случае обработка требуется только в отношении совместных элементов. Кроме того, одни и те же сущности в разных информационных системах могут иметь различные значения атрибутов, причем задача синхронизации не ставится. В отношении таких элементов, как правило, требуется лишь поддержание информации о связях между сущностями.

Существенной сложностью при взаимодействии информационных систем может являться асинхронность используемых структур данных (метаданных). Решение данной задачи состоит в решении задачи дедупликации в отношении метаданных систем. Кроме того, автоматизированные системы подвержены практически непрерывной эволюции, которая в первую очередь затрагивает метаданные систем. Таким образом, процессы управления данными, как в рамках отдельно взятой системы, так и при их взаимодействии, должны быть устойчивы к изменению метаданных.

Во втором разделе разрабатываются модели темпоральной организации данных и метаданных, проектируется обобщенная архитектура коллективного управления совместными данными в нескольких автоматизированных информационных системах.

Существовавшие во времена появления первых СУБД компьютеры имели небольшую память, низкую производительность и использовались в основном для проведения расчетов. В качестве очевидной оптимизации воспринималось хранение в базе данных только актуальных данных и размещение их в таблицах. Следствием этого серьезной проблемой является нарушение истинности соединений высказываний при изменении значений одного из них (при сохранении истинности каждого из них в отдельности). Кроме того, современные системы требуют наличия возможности восстановления данных, содержавшихся в базе данных, в момент формирования вторичных данных (отчетов, выборок и т.п.). Решение перечисленных задач требует отказа от хранения лишь только актуальных данных.

Обрабатываемые сущности (множество ) и данные (множество ) можно разделить на две большие категории: транзакционные и нетранзакционные. Транзакционные сущности – сущности во множестве, характеризующиеся относительно некоторого фиксированного (точечного) момента времени, все их характеристики также относятся к данному моменту времени и не изменяются в последующем. Транзакционные данные – это данные во множестве, непосредственно содержащие сведения о транзакционных сущностях множества. Сущности множества, не являющиеся транзакционными, называются нетранзакционными. Нетранзакционные сущности относятся к некоторому временнму интервалу (возможно неограниченному), в течение которого его характеристики могут изменяться. Аналогично, данные, непосредственно хранящие сведения о нетранзакционных сущностях, называются нетранзакционными данными. В транзакционных данных часто используются ссылки на нетранзакционные данные. Изменение записи нетранзакционных данных, на которую уже имеются ссылки из записей транзакционных данных, приводит к появлению в базе данных ложных высказываний на основе соединений предикатов. Следовательно, в базе данных должны использоваться только транзакционные данные, с помощью которых должны описываться транзакционные и нетранзакционные сущности.

Множество всех сущностей в базе данных обозначим. Множество сущностей класса будем обозначать. Тот факт, что некоторый элемент в базе данных идентифицируется сущностью, будем обозначать id =. Домен атрибута будем обозначать dom.

Объединение доменов атрибутов класса обозначим dom.

Используя введенные обозначения, введем определение отношения :

Предикат имеет вид Известная полнотемпоральная реляционная модель 2 данных имеет вид:

Snodgrass R. T. Developing Time-Oriented Database Applications in SQL. – Morgan Kaufmann Publishers, 2000.

Поскольку и являются значениями, обновляемыми после создания записи, то данные на основе (3) не являются транзакционными.

Взамен полнотемпоральной модели может быть предложена простая полутемпоральная модель, обладающая свойством транзакционности:

Предикаты и определяются следующим образом:

Однако с сущностями могут происходить не только события появления, исчезновения и изменения атрибутов. Для отражения изменений в жизненном цикле атрибутов необходимо ввести дополнительное отношение – отношение жизненного цикла сущности в целом:

Предикат имеет следующий вид:

Поскольку данные отношения являются битемпоральными и транзакционными, на их основе могут быть решены задачи управления коллективным доступом к данным. Для отслеживания авторства вносимых изменений с каждой записью в базу данных достаточно сохранять информацию о пользователе, внесшем ее. Поскольку все записи носят транзакционный характер, то данная информация не будет потеряна при изменении значений атрибутов сущностей. Множество пользователей информационной системы обозначим символом, а элементы данного множества – соответственно. Множество значений электронной цифровой подписи обозначим символом, а элементы данного множества соответственно. Функцию расчета значения электронной цифровой подписи на основе закрытого ключа пользователя по данным некоторого подмножества обозначим sign,.

Для решения задачи отслеживания исходных данных, использовавшихся пользователями при принятии решений о внесении изменений, может быть использовано транзакционное время. Введем следующие обозначения:

В случае если обработка данных распределенная, то для локальной базы данных множество исходных данных имеет вид Для обеспечения отслеживания авторства всех производимых изменений с сохранением соответствующих доказательств, а также обеспечения согласования изменений необходимо включение в модель дополнительного отношения транзакций. В качестве идентификатора транзакции целесообразно использовать транзакционное время:

Существенной проблемой реляционной модели является проблема отсутствующей информации – случаи, когда значения отдельных атрибутов могут быть неизвестны. Отсутствие одного из значений ведет к тому, что предикаты и нельзя считать истинными. По мнению К. Дейта, такого рода случаи нарушают реляционную модель. Данная проблема может быть решена путем разделения каждого отношения (предиката) на простые, каждое из которых содержит значение только одного атрибута сущности:

Дейт К. Дж. Введение в системы баз данных / пер. с англ. – 8-е изд. – М. : Вильямс, 2006. – 1328 с.

Аналогичные темпоральные отношения будут иметь следующий вид:

Как отмечалось в первом разделе, одной из серьезнейших проблем информационных систем является необходимость поддержки развития структуры данных во времени, т.е. темпоральность метаданных. При этом, очевидно, не должно происходить появления некорректностей, и в первую очередь – сведений об авторстве и электронной подписи.

Описание жизненного цикла классов может быть представлено в виде, схожем с описанием жизненного цикла сущностей:

Описание жизненного цикла атрибутов, по сути, аналогично описанию жизненного цикла сущностей:

Управление совместными данными в нескольких информационных системах предполагает решение одной из трех задач: дедупликации, актуализации или синхронизации. Решение задачи дедупликации связано с коллективным (в смысле – несколькими системами) управлением связями между сущностями разных информационных систем. Задача актуализации дополнительно предполагает коллективную обработку значений атрибутов. Решение задачи синхронизации вместо управления связями между сущностями предполагает управление непосредственно самими сущностями и значениями атрибутов. Множество данных, коллективно обрабатываемых во всех информационных системах, обозначим символом.

Для обеспечения синтаксической интероперабельности необходимо связывание метаданных (классов и атрибутов) информационных систем.

Для этого во множестве должны быть определены глобальные классы и атрибуты. Предикат, задающий отношение классов, аналогичен соответствующему предикату во множествах :

Отношение атрибутов в множестве также имеет схожий вид:

Пусть – множество связей между сущностями множеств имеет вид На основе данных отношений может осуществляться хранение совместных данных для решения задачи дедупликации сущностей. В целях решения задачи дедупликации все сущности, создаваемые в каждой информационной системе, должны проходить процедуру идентификации.

Если в качестве ответного значения от функции идентификации возвращается идентификатор существующего объекта, то данный идентификатор присваивается сущности в.

Использование данной модели позволяет обеспечить асинхронное согласование модификаций. При этом решение о возможности использования записей принимается системами на основе установленных правил в зависимости от состава согласований. Для данной модели множества L в работе предложены алгоритмы управления совместными данными.

В третьем разделе осуществляются апробация предложенных моделей путем их реализации на основе промышленной реляционной СУБД, оценка их эффективности в сравнении с известными аналогами и разработка способов внедрения предложенных технологий в существующие автоматизированные системы.

Для реализации предложенных реляционных моделей средствами стандартных СУБД требуется поддержка последними универсального или неопределенного типа данных, такого как sql_variant в Microsoft SQL Server. При этом для осуществления простого отката транзакций, как на уровне сервера баз данных, так и на уровне сервера приложений, посредством удаления только соответствующей записи транзакции требуется использование ограничений внешних ключей между таблицей транзакций и остальными таблицами.

Недостаточная приспособленность средств языка SQL к обработке темпоральных данных приводит к необходимости использования соединений типа «self-join», где для упрощения написания запросов требуется использование вспомогательных функций, а для повышения производительности при их обработке – соответствующих индексов.

Для прозрачного внедрения темпоральной технологии организации данных в существующие системы требуется использование представлений, замещающих собой соответствующие использовавшиеся ранее таблицы, для обработки запросов модификации данных – триггеров типа «instead of»:

1. Выполняется генерация SQL-дампа исходной таблицы базы данных.

2. Создаются темпоральные таблицы Элементов и Атрибутов.

3. Удаляется исходная таблица.

4. Создается представление (view) с тем же именем, что и исходная таблица.

5. Для созданного представления создаются триггеры instead of insert/update/delete.

6. Выполняется восстановление данных посредством запуска скрипта SQL-дампа.

Экспериментальная проверка предложенных моделей темпоральной организации данных проводилась посредством сравнения ранее известной модели полнотемпоральной организации данных (2) с полутемпоральной моделью на базе одного отношения (совпадающего по функциональности с полнотемпоральной моделью), полутемпоральной моделью на базе двух отношений (с расширением операций над сущностями) и полутемпоральной моделью на базе четырех отношений (дополнительно обеспечивающих темпоральность метаданных).

В первую очередь была произведена вставка записей с шагом в 10 000 сущностей. Изменение размера баз данных представлено на диаграмме (рис. 1).

Полутемпоральная модель (сущности, значения) Полутемпоральная модель (классы, атрибуты, сущности, значения) Затем была произведена операция обновления значений атрибутов (в соответствии с установленными правилами). Изменения размера базы данных после каждых 10 000 обновлений (одно обновление каждой записи) изображено на диаграмме (рис. 2).

Таким образом, полутемпоральная модель на основе одного отношения (значений) во всех случаях эффективнее полнотемпоральной модели на 8–12 %.

При сравнении полнотемпоральной модели и полутемпоральной модели на основе двух отношений (сущностей и значений) имеет значение соотношение количества новых сущностей и обновлений. Полутемпоральная модель на основе двух отношений более эффективна в случаях, когда количество обновлений в 2,46 раза больше количества сущностей.

При сравнении полнотемпоральной модели и полутемпоральной модели на основе четырех отношений (классов, атрибутов, сущностей и значений) имеет значение соотношение количества новых сущностей, обновлений и среднего количества обновляемых атрибутов. Если – отношение количества сущностей к количеству обновлений, – среднее количество одновременно обновляемых атрибутов каждой сущности, то полутемпоральная модель на основе четырех отношений более эффективна, когда выполняется неравенство:

Поскольку всегда не меньше 1, то должно выполняться соотношение:

То есть на каждую сущность в среднем должно быть больше двух обновлений. Также очевидно, что всегда меньше 2,745.

Предложенные в работе набор сервисов и алгоритмов, универсальные по отношению ко всем доменам данных, позволяют сохранить системную интероперабельность при организации взаимодействия систем в части обеспечения их семантической интероперабельности.

В четвертом разделе производится оценка эффективности предложенных моделей и алгоритмов на основе исследования результатов использования разработанного программного комплекса в процессе его эксплуатации в Автоматизированной информационной системе «Электронный социальный регистр населения Республики Мордовия».

Использование темпоральной организации метаданных позволило построить систему, устойчивую к изменениям форматов обмена и структур данных. Темпоральная организация данных обеспечивает отслеживание источников данных и разграничение персональной ответственности между участниками взаимодействия за их содержание и достоверность.

В заключении формулируются основные результаты диссертационной работы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

В ходе теоретических и экспериментальных исследований, выполненных в диссертационной работе, были получены следующие научные и практические результаты:

1. Проведен системный анализ информационных потребностей коллективных пользователей автоматизированных информационных систем, выявивший ограниченную применимость существующих способов коллективного управления данными.

2. Разработана реляционная модель темпоральной организации данных, позволяющая осуществлять представление расширенного набора операций с сущностями, сохранять сведения и доказательства авторства всех изменений, осуществлять отслеживание исходных данных, использовавшихся пользователями при внесении изменений, а также реализовать асинхронное согласование внесения изменений в данные.

3. Разработана реляционная модель темпоральной организации данных и метаданных, обеспечивающая темпоральность метаданных, исключающей возникновение проблем отсутствующих значений.

4. Разработана реляционная модель темпоральной организации данных о связях между доменами данных независимых информационных систем, позволяющая осуществлять управление совместными данными и метаданными в режимах дедупликации, актуализации и синхронизации в условиях семантической и синтаксической гетерогенности информационных систем.

5. Реализация предложенных моделей на основе промышленной системы управления базами данных и их сравнение с известной полнотемпоральной моделью показали, что простая полутемпоральная модель требует меньшего объема памяти во всех случаях, а полутемпоральная модель, обеспечивающая темпоральность метаданных, – в части случаев.

Предложена методика реорганизации баз данных существующих автоматизированных систем на основе предложенных моделей с сохранением используемого прикладного программного обеспечения.

6. Анализ результатов использования разработанного программного комплекса в процессе его эксплуатации показал эффективность предложенных реляционных моделей.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ 1. Лизин, С. Н. Электронные государственные услуги: проблемы и решения / С. Н. Лизин // Открытые системы. – 2011. – № 6(172). – C. 22–25.

2. Лизин, С. Н. Управление данными в корпоративных системах / С. Н. Лизин // Открытые системы. – 2010. – № 8(164). – C. 31–33.

3. Лизин, С. Н. Три барьера на пути к электронному государству / С. Н. Лизин // Открытые системы. – 2009. – № 6(152). – C. 28, 29.

4. Лизин, С. Н. Темпоральная организация данных и метаданных для коллективного управления данными / С. Н. Лизин // Журнал СВМО. – 2011. – Т. 13, № 3. – С. 135–145.

5. Лизин, С. Н. Управление данными в корпоративных информационных системах / С. Н. Лизин, С. А. Федосин // Журнал СВМО. – 2010. – Т. 12, № 4. – C. 263–270.

6. Лизин, С. Н. Построение информационных систем, содержащих юридически значимую информацию / С. Н. Лизин // Объектные системы – 2010 : материалы I Междунар. науч.-практ. конф. (г. Ростов-на-Дону, 10–12 мая 2010 г.) / под общ. ред. П. П. Олейника. – Ростов н/Д, 2010. – C. 90, 91.

7. Лизин, С. Н. Построение информационной системы с темпоральными данными и метаданными на базе Microsoft SQL Server / С. Н. Лизин // Технологии Microsoft в теории и практике программирования : сб.

тр. VII Всерос. науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых. – М., 2010. – C. 259–260.

8. Лизин, С. Н. Проблемы управления мастер-данными при построении распределенно-централизованных информационных систем на примере Электронного социального регистра населения Республики Мордовия / С. Н. Лизин // Материалы межвузовской научной конференции по проблемам информатики «СПИСОК-2009». – Екатеринбург, 2009. – C. 237–240.

9. Лизин, С. Н. Проблемы управления мастер-данными в контексте интеграции автоматизированных информационных систем / С. Н. Лизин // Электронная Казань – 2009 : материалы Междунар. науч.-практ. конф.

(Казань, 27–29 апреля 2009 г.) / редкол.: К. Н. Пономарев (пред.) и др. – Казань : ЮНИВЕРСУМ, 2009. – C. 105–108.

10. Лизин, С. Н. Проблемы создания систем межведомственного информационного взаимодействия / С. Н. Лизин // Наука и инновации в Республике Мордовия : материалы VII Респ. науч.-практ. конф. – Саранск :

Мордовск. гум. ин-т, 2008. – С. 531–537.

11. Лизин, С. Н. Интеграция государственных информационных ресурсов Республики Мордовия (на примере информационного взаимодействия ведомственных информационных ресурсов с Электронным социальным регистром населения Республики Мордовия) / С. Н. Лизин // Наука и инновации в Республике Мордовия : материалы VI Респ. науч.практ. конф. – Саранск : НИИГН при Правительстве РМ, 2007. – C. 398– 403.

12. Лизин, С. Н. Автоматизация управления производственно-экономическими процессами в агропромышленном комплексе / С. Н. Лизин, А. Р. Сафаров // Наука и инновации в Республике Мордовия : материалы V Респ. науч.-практ. конф. – Саранск : Изд-во Мордовск. ун-та, 2006. – C. 96–98.

13. Лизин, С. Н. О создании систем электронного документооборота на предприятиях Республики Мордовия / С. Н. Лизин, В. И. Стешин // Наука и инновации в Республике Мордовия : материалы V Респ. науч.практ. конф. – Саранск : Изд-во Мордовск. ун-та, 2006. – C. 509–512.

14. Компьютерная система и способ управления данными / Лизин С.Н. Заявка о выдаче патента на изобретение. 2010139447 RU, МПК G06.

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ КОЛЛЕКТИВНОЙ

ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ НА ОСНОВЕ ТЕМПОРАЛЬНОЙ

ОРГАНИЗАЦИИ ДАННЫХ И МЕТАДАННЫХ

Специальность 05.13.17 – Теоретические основы информатики Тел./факс: (8412) 56-47-33; e-mail: [email protected]



Похожие работы:

«ГОРДЕЕВА ЕКАТЕРИНА СЕРГЕЕВНА КОНЦЕНТРАЦИЯ КАПИТАЛА В КОМПАНИЯХ С ГОСУДАРСТВЕННЫМ УЧАСТИЕМ Специальность: 08.00.01 – Экономическая теория Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата экономических наук Москва – 2012 Диссертация выполнена на кафедре экономики инновационного развития факультета государственного управления Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова. Научный руководитель : доктор экономических наук, профессор Кудина Марианна...»

«ХОЛОДНЮК ТАТЬЯНА АЛЕКСАНДРОВНА РОЛЬ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ШКОЛЬНИКОВ В ПРОЦЕССЕ АДАПТАЦИИ К УСЛОВИЯМ ПРЕДПРОФИЛЬНОЙ ПОДГОТОВКИ И ПРОФИЛЬНОГО ОБУЧЕНИЯ Специальность 19.00.02 – Психофизиология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук Челябинск – 2009 Работа выполнена на кафедре физиологии человека и животных и валеологии ГОУ ВПО Кемеровский государственный университет доктор биологических наук, доцент Научный...»

«Киселев Евгений Геннадьевич ТЕХНИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ БИОСИНТЕЗА РЕЗЕРВНЫХ ПОЛИГИДРОКСИАЛКАНОАТОВ ВОДОРОДНЫМИ БАКТЕРИЯМИ 03.01.06 – Биотехнология (в том числе бионанотехнология) Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Красноярск-2012 2 Работа выполнена в лаборатории хемоавтотрофного биосинтеза Института биофизики СО РАН и базовой кафедре биотехнологии ФГАОУ ВПО Сибирский федеральный университет Научный руководитель : доктор...»

«Гриневич Петр Петрович Итерационные методы решения задачи Стокса с переменной вязкостью 01.01.07 – Вычислительная математика АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико–математических наук Москва 2011 Работа выполнена на кафедре вычислительной математики Ме ханико–математического факультета Московского государственного университета им. М.В.Ломоносова Научный...»

«Мкртчян Аксель Мгерович ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОЛОННЫ ИЗ ВЫСОКОПРОЧНОГО БЕТОНА НА МАТЕРИАЛАХ РЕСПУБЛИКИ АРМЕНИЯ Специальность 05.23.01 – Строительные конструкции, здания и сооружения АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Ростов-на-Дону 2013 2 Работа выполнена на кафедре железобетонных и каменных конструкций федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования Ростовский государственный...»

«Константинов Никита Александрович ОХОТНИЧЬЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ НАСЕЛЕНИЯ ГОРНОГО АЛТАЯ В I ТЫС. Н.Э. Специальность 07.00.06 – археология Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата исторических наук Барнаул – 2014 Работа выполнена в ФГБОУ ВПО Горно-Алтайский государственный университет, на кафедре археологии и всеобщей истории Научный руководитель кандидат исторических наук, доцент Соенов Василий Иванович Официальные оппоненты Бобров Леонид Александрович доктор...»

«Миронов Семен Андреевич ПАТОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПСИХОСОМАТИЧЕСКОГО СТАТУСА ЛИЦ ПЕРЕЖИВШИХ СТРЕСС, АССОЦИИРОВАННЫЙ СО СЛУЖЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬЮ 14.03.03 – Патологическая физиология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата медицинских наук Нижний Новгород 2014 Работа выполнена в ФГОУ ВПО Институт ФСБ России (г. Нижний Новгород). Научный руководитель : доктор медицинских наук, профессор Артифексов Сергей Борисович, Научный консультант : доктор...»

«СЫПЧЕНКО МАРИЯ ВЛАДИМИРОВНА МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ФУНКЦИИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ОРИЕНТАЦИЙ ПО КРИСТАЛЛОГРАФИЧЕСКИМ ОРИЕНТИРОВКАМ НА ГРУППЕ SO(3) Специальность 05.13.18 – математическое моделирование, численные методы и комплексы программ Автореферат на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Москва – 2010 Работа выполнена в Национальном исследовательском ядерном университете МИФИ. Научный руководитель : доктор физико-математических наук, профессор,...»

«Назарова Мария Викторовна ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРАВА НА КВАЛИФИЦИРОВАННУЮ ЮРИДИЧЕСКУЮ ПОМОЩЬ В АРБИТРАЖНОМ ПРОЦЕССЕ Специальность: 12.00.15 – гражданский процесс; арбитражный процесс АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата юридических наук Москва – 2013 Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова (юридический факультет)...»

«Костюк Ирина Викторовна ГРАЖДАНСКО-ПРАВОВОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННОЙ ТОРГОВЛИ Специальность: 12.00.03 – гражданское право; предпринимательское право; семейное право; международное частное право. АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата юридических наук Казань – 2007 2 Работа выполнена на кафедре гражданского и предпринимательского права Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования Казанский государственный...»

«Галкина Анна Николаевна Биофизические и оптические характеристики спикул морских глубоководных губок 03.00.02 - Биофизика Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Владивосток 2009 Работа выполнена в Институте автоматики и процессов управления Дальневосточного отделения РАН. Научный руководитель : член-корр. РАН, доктор физико-математических наук, Кульчин Юрий Николаевич Официальные оппоненты : член-корр. РАН, доктор...»

«Вишнякова Екатерина Анатольевна ОРГАНИЗАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КРАЕВЕДЧЕСКОЙ РАБОТЫ С УЧАЩИМИСЯ СПЕЦИАЛЬНОЙ (КОРРЕКЦИОННОЙ) ШКОЛЫ VIII ВИДА Специальность 13.00.03 - коррекционная педагогика (олигофренопедагогика) Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук Москва 2011 Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования города Москвы Московский городской педагогический университет...»

«ТУРЛЮН ВИКТОР ИВАНОВИЧ ПРОДУКТИВНЫЕ И БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ АЙРШИРСКОГО СКОТА В КРАСНОДАРСКОМ КРАЕ 06.02.10 – частная зоотехния, технология производства продуктов животноводства АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук Краснодар - 2010 2 Работа выполнена на кафедре технологии животноводства ФГОУ ВПО Кубанский государственный аграрный университет Научный руководитель : доктор сельскохозяйственных наук, профессор, заслуженный...»

«Новиков Алексей Васильевич ОЦЕНКА ВЕРТИКАЛЬНОГО ИНТЕГРАЛЬНОГО ЭЛЕКТРОННОГО СОДЕРЖАНИЯ ИОНОСФЕРЫ ПО ДАННЫМ СПУТНИКОВОГО РАДИОПРОСВЕЧИВАНИЯ Специальность: 01.04.03 – Радиофизика АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Москва 2010 Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Московский физико-технический институт (государственный университет) на кафедре Системы, устройства и...»

«Железникова Наталья Петровна ПРАВОСЛАВНЫЕ ТРАДИЦИИ В РЕГИОНАЛЬНОМ ХУДОЖЕСТВЕННОМ НАСЛЕДИИ Специальность 17. 00. 04 – изобразительное искусство, декоративноприкладное искусство и архитектура АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата искусствоведения Барнаул – 2013 1 Работа выполнена на кафедре истории отечественного и зарубежного искусства ФГБОУ ВПО Алтайский государственный университет Научный руководитель : Степанская Тамара Михайловна доктор...»

«ЕЛИЗАРЬЕВА ОЛЬГА АЛЕКСАНДРОВНА ЭКОЛОГО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ЭНДЕМИКА ЮЖНОГО УРАЛА OXYTROPIS GMELINII FISCH. EX BORISS. (FABACEAE) В УСЛОВИЯХ ИНТРОДУКЦИИ 03.00.05 – Ботаника Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук Уфа – 2009 2 Работа выполнена в лаборатории геоботаники и охраны растительности в Учреждении РАН Институт биологии Уфимского научного центра РАН Научный руководитель : кандидат биологических наук, старший научный...»

«АТАМАЛЯН ТАТЬЯНА ИВАНОВНА Организация интегрированной деятельности подростков на уроках искусства Специальность 13.00.01 – общая педагогика, история педагогики и образования АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук Москва-2010 1 Работа выполнена на кафедре истории и теории музыки и музыкального образования в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования города Москвы Московский городской...»

«АКУЛИЧ Юрий Владимирович БИОМЕХАНИКА АДАПТАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ В КОСТНОЙ ТКАНИ НИЖНЕЙ КОНЕЧНОСТИ ЧЕЛОВЕКА 01.02.08Биомеханика Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук Саратов 2011 2 Работа выполнена на кафедре теоретической механики ГОУ ВПО Пермский государственный технический университет Научные консультанты: Доктор физико-математических наук, профессор Няшин Юрий Иванович Доктор медицинских наук, профессор Денисов Александр...»

«УДК 519.7:616-053.2 Татаринцев Павел Борисович Разработка систем диагностики, дифференциальной диагностики и прогнозирования заболеваний методами многомерного статистического анализа 05.13.01 – системный анализ, управление и обработка информации Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Барнаул – 2006 2 Работа выполнена на кафедре Дифференциальные уравнения Алтайского государственного университета Научные руководители: кандидат ф.-м....»

«Кравцова Елена Сергеевна ФРАНЦИСКАНСКИЙ ОРДЕН ВО ФРАНЦИИ В XIII ВЕКЕ Специальность 07.00.03 — Всеобщая история (история средних веков) Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата исторических наук Санкт-Петербург — 2011 Работа выполнена на кафедре истории средних веков исторического факультета Санкт-Петербургского государственного университета Научный руководитель доктор исторических наук, профессор Лебедева...»






 
2014 www.av.disus.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, Диссертации, Монографии, Программы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.