Лабораторная 14. Логическое проектирование баз данных
 Скачать 1.92 Mb.
|
|
Лабораторная работа №14 Тема: Логическое проектирование баз данных Пример оформления отчета: В ваш отчет по лабораторной работе №13 добавьте логическое проектирование базы данных (таблицы 4-5, рисунки 13,14 и описание к ним)  Рис 1. Информационная модель IDEF0 A-0 «Автоматизированная система управления отстойником». Описание диаграммы А0. Диаграмма А0 является декомпозицией диаграммы А-0. В результате которой можно выделить блок А1 «Работа отстойника» и блок А2 «Организация работы отстойника». В блок А1 входит следующая оперативная информация: -водонефтяная эмульсия; -температура; -коэффициент обводнённости; - корректирующие данные; -межфазный уровень. Выходящая информация: -товарная нефть; -вода; -прочие отходы; -межфазный уровень; -показатели датчиков. В блок А2 входит следующая оперативная информация: -показатели датчиков; -параметры отстойника. Выходящая информация: -отчёты о работе; -корректирующие данные. Для данного моделируемого процесса используется следующая нормативно-справочная информация, входящие в блок А1 и А2: -Гос. стандарты; -Нормы по выбросам в атмосферу; -Нормативные документы; -Нормы по технике безопасности. Процессом «Работа отстойника» управляет компьютер, а процессом «Организация работа отстойника» управляют компьютер, слесарь КИПиА, оператор и старший оператор. Диаграмма А0 представлена на рис.1.3.  Рис 2 Информационная модель «Автоматизированная система управления отстойником» IDEF0 A0 Описание диаграммы А1. Диаграмма «Работа отстойника» состоит из следующих блоков: -формирование водонефтяной эмульсии; -определение скорости седиментации глобул; -формирование межфазного уровня. Входными данными диаграммы А1 являются: -водонефтяная эмульсия; -коэффициент обводнйнности; -корректирующие данные. Для данного моделируемого процесса используется следующая нормативно-справочная информация: -гос. стандарты; -нормы по выбросам отходов в атмосферу; -нормативные документы. Управляет процессом компьютер. Диаграмма А1 представлена на рис.1.4.  Рис 3. Информационная модель «Работа отстойника» IDEF0 A1 Описание диаграммы А2. Диаграмма «Организация работы отстойника» состоит из следующих блоков: -ввод данных; -проверка данных; -формирование корректирующего воздействия. Входными данными диаграммы А2 являются: -показатели датчиков; -параметры отстойника. Управляют процессом компьютер, оператор, старший оператор и слесарь КИПиА. Компьютер вычисляет необходимые данные. Оператор наблюдает за работой системы без возможности внесения изменений в работу. Старший оператор принимает решение о внесении изменений в работу системы. Слесарь КИПиА занимается ремонтом системы. Нормативные документы: -нормативы по технике безопасности; -нормативные документы. Диаграмма А2 представлена на рис.1.5.  Рис 4 Информационная модель «Организация работы отстойника» IDEF0 A2 Информационная технология. Построение сценария информационного процесса Информационная технология управления работой отстойника заключается в начальной имитации всех внутренних процессов системы с использованием реальных данных, полученных из реальной системы, что позволяет предугадать корректирующие воздействия на систему. Это делает систему очень предсказуемой практически полностью исключает форс-мажорные ситуации из производственного процесса. Вторая часть информационного процесса включает в себя автоматическое регулирование межфазного уровня, что повышает качество конечного продукта. А это, в свою очередь, повышает прибыль предприятия. Исключение человека из процесса определения уставки и межфазного уровня позволит более быстро принимать решения о воздействии на систему, на работу впускных и выпускных клапанов. Для ведения отчёта о работе используется база данных, которой информационная система через определённые интервалы времени передаёт важные параметры системы. Это нужно для отслеживания сбоев в системе, а так же для отчёта о производственной деятельности. В базу данных передаются следующие параметры: время, текущее значение межфазного уровня, текущий уровень эмульсии в отстойнике, текущие значения входного и выходных клапанов. Имитационная модель может автоматически подсчитать качество конечного продукта с определённой погрешностью. Это позволяет заранее рассчитать прибыль предприятия. На Рис. 5 представлена диаграмма IDEF3. Описание информационной технологии процесса определения скорости седиментации глобул. IDEF3- это метод, имеющий основной целью дать возможность аналитикам описать ситуацию, когда процессы выполняются в определенной последовательности, а также описать объекты, участвующие совместно в одном процессе. После определения скорости седиментации глобул, становится возможным определение межфазного уровня, что само по себе может служить для определения корректирующего воздействия на систему. На Рис 6 представлена диаграмма IDEF3. Определение межфазного уровня. Имея массивы с вычисленной структурой водонефтяной эмульсии, и вычисленной на предыдущем этапе скорость седиментации глобул, можно определить начальный межфазный уровень, опираясь на который, можно задать системе опорные значения уставки, а так же определить временные интервалы открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов. Диаграмма IDEF3 «Определение скорости седиментации глобул» представлена на рисунке 1.6. Для определения скорости седиментации необходимы следующие данные: -коэффициент обводнённости; -водонефтяная эмульсия (поток). Диаграмма IDEF3 «Определение межфазного уровня» представлена на рисунке 1.7. Для определения межфазного уровня необходимы следующие данные: -коэффициент обводнённости; -водонефтяная эмульсия; -вычисленная скорость седиментации.  Рис. 5 Определение скорости седиментации глобул.  Рис. 6 Определение межфазного уровня. Построение схемы документооборота  Рисунок 7 - Схема документооборота Формулирование целей и задач АИС. Первоначально, цель разработки АИС управления работы отстойником формулируется следующим образом: «Повышение прибыли предприятия за счёт автоматизации принятия производственных решений и повышения качества выходного продукта». Данная формулировка цели адекватна, инвариантна и конструктивна. Более эффективному управлению производственным процессом способствуют следующие факторы: Практически полное исключение человека из самого процесса работы отстойника. Повышение качества и скорости принимаемых решений. АИС «Автоматизированная система управления техническим процессом в отстойнике» решает следующие задачи: Формирование структуры водонефтяной эмульсии. Определение скорости седиментации. Определение оптимального межфазного уровня. Внедрение АИС позволит снизить человеческий фактор на производстве, снизить количество и загруженность рабочих, повысить качество конечного продукта, повысить безопасность производства. Цели и задачи функционирования создаваемой АИС управления техническим процессом в отстойнике можно представить в схеме, изображённой на Рис. 1.8.                                Директор Отчёты о работе Компьютер Администратор БД Корректирующие данные Операторы Массивы с начальными и корректирующи-ми данными Графическое представление имитационных процессов Сформированные данные для записи Начальная имитация процессов, происходящих в отстойнике. Запись отчётов по работе в базу данных. Определение межфазного уровня с учётом начальных и корректирующих данных Формирование корректирующих воздействий рабочими вручную увеличение скорости и качества принятия решений Повышение прибыли за счет повышения качества функционирования предприятия Повышение прибыли за счет повышения качества конечного продукта Автоматизированная система управления работой отстойника Рисунок 8 - Цели и задачи АИС ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СТРУКТУРА АИС. Внешние объекты и диаграммы окружения. На рис. 9 представлена диаграмма DFD «Модель окружения», которая включает в себя внешние объекты, воздействующие на процесс. Среди внешних объектов можно выделить: Старший оператор; Оператор; Директор; Администратор БД; Слесарь КИПиА. Старший оператор является основным лицом, принимающим решения относительно работы отстойника. Директор же управляет финансовыми и организационными вопросами предприятия. Оператор проверяет верность вводимых данных и наблюдает за общей работой системы. Администратор БД занимается структуризацией базы данных предприятия, добавлением не ключевых значений в неё и проверку адекватности записываемых компьютером отчётов о работе отстойника. Слесарь КИПиА занимается ремонтом агрегатов по мере необходимости.  Рис. 9 Диаграмма DFD «Модель окружения» Данные, результаты, хранилища и логическая модель. Логическая модель представляет собой набор функциональных блоков, связанных потоками данных. Функциональный блок представляет собой совокупность операций по преобразованию входных потоков данных в выходные в соответствии с определенным алгоритмом или правилом. Выполним построение логической модели. Для этого необходимо определить основные действия в системе: Начальная имитация процессов системы; Формирование начальных параметров системы; Запуск системы с начальными параметрами; Корректирование работы системы путём формирования корректирующего воздействия; Запись отчётов о работе в базу данных. На рис. 10 представлена диаграмма DFD «Логическая модель».   Рис. 10 Диаграмма DFD «Логическая модель» Задачи, функции и модель поведения. Модель поведения системы управления отстойником приведена на Рис. 11 Организация работы отстойника включает в себя несколько этапов: начальная имитация системы и анализ полученных результатов, контроль процесса работы отстойника, корректировка рабочих данных и параметров, запись отчётов о работе в базу данных, ремонт вышедших из строя деталей и механизмов (при необходимости). Оператор наблюдает за работой системы и проверяет текущие рабочие данные. Он может сообщать старшему оператору о неполадках системы, а так же об изменениях рабочих параметров. Он не может прямо воздействовать на процесс, происходящий в системе. Старший оператор может формировать корректирующие данные, изменять и дополнять их по мере необходимости, если есть уверенность, что это повысит качество работы отстойника. Директор не участвует в процессе работы отстойника, но может определять требуемый уровень качества конечного продукта. Администратор базы данных проверяет адекватность значений, вводимых в базу данных компьютером, а так же может формировать результативные отчёты о работе системы. Например, отчёт о работе системы за месяц. Слесарь КИПиА занимается ремонтом системы по мере необходимости. Компьютер формирует данные для записи в базу данных, воздействует на систему, определяет текущие параметры системы.  Рис. 11 Диаграмма DFD «Модель поведения» Концептуальное проектирование базы данных Процесс концептуального проектирования предполагает следующую последовательность действий: 1. Определение сущностей и их характеристик (наименование, описание, количество экземпляров); 2. Формирование множества атрибутов и их характеристик (название, описание доменов, типов элементов данных каждой сущности); 3. Определение связей между сущностями, характеристик связей и роли каждой сущности в соответствующих связях. Определяем множество сущностей и характеристики. Поставим в соответствие каждому информационному элементу базы данных сущность. Результаты выполнения шага приведены в таблице 1 Таблица 1 Обозначение и наименование сущностей.
Определяем атрибуты сущности, домены и типы данных. Список символьных значений домена оформляется в виде классификатора. Результаты выполнения шага приведены в таблице 2 – 3. Таблица 2.
Таблица 3.
Определим связи между сущностями. Концептуальная модель базы данных представлена на Рис. 12      РК РК Параметры отстойников *Номер буллита в системе Объем буллита Диаметр буллита Длина буллита Отчёт о работе *Дата *Номер буллита в системе Среднее значение межфазного уровня Среднее значение коэффициента обводнённости седиментированной эмульсии Среднее значение коэффициента обводнённости неседиментированной эмульсии Среднее значение по расходу воды Среднее значение по выдаче нефти Поломки   Рис.12 - концептуальная модель базы данных Логическое проектирование баз данных Целью данного этапа является построение логической модели, ориентированной на применение конкретной системы управления БД. Логическое проектирование начинается с того, что каждому понятию концептуальной модели ставится в соответствие понятие логической модели. Следующий этап связан с построением системы функциональных зависимостей для каждого отношения. Результат построения системы функциональных зависимостей приведен в таблице 4. В таблице представлены только полные функциональные зависимости. Из таблиц удалены все транзитивные и псевдотранзитивные функциональные зависимости. Таблица 4
Далее приведена логическая модель базы данных Рис. 13 Логическая модель базы данных.  Рис.13 Ведение базы данных Определение списка событий Список событий формируется для каждого отношения БД. В список включаются события, наступление которых вызывает добавление, удаление или изменение элементов отношения. Каждое такое событие должно быть документально подтверждено. Для каждого документа, подтверждающего наступление события, определяются источник и частота формирования документа. Для отношения «Отчёт о работе» событиями являются: Обновление важнейших характеристик работы отстойника. Происходит раз в день. Для отношения «Параметры отстойников» событиями являются: Добавление информации о новом отстойнике. Происходит раз в год Классификация событий Произведем классификацию событий. Определим окончательный список событий: 1. Обновление важнейших характеристик работы отстойника. Происходит раз в день. 2. Добавление информации о новом отстойнике. Происходит раз в год. r1:Характеристики отстойника (событие 1) r2:Информация об отстойниках (событие2)  Рис.14 Схема соединения и взаимодействия классов Постановка задач ведения базы данных Для начала установим соответствие между событиями, вызывающими изменения в БД, и непосредственно действиями, производимыми над БД. Данные представлены в таблице 5 Таблица 5
|
