Банки данных предназначены для хранения структурированных данных и использования их при решении широкого спектра задач. Пользователи при решении своих задач реализуют доступ к данным не простой адресацией, а через описание данных на более высоком логическом уровне, поскольку функции организации, хранения и управления данными на физических носителях возложены на банк данных.
Банк данных представляет собой совокупность баз данных и СУБД. База данных содержит все необходимые прикладные и управляющие данные, которые могут быть использованы в процессах накопления, хранения и поиска информации. Банк данных может содержать одну или несколько баз данных, используемых в процессах автоматизированного проектирования.
Существенной предпосылкой для использования банка данных как компонента интегрированной САПР является разработка обобщенных информационных моделей для различных технических объектов, что позволит обеспечить единообразное представление и обработку данных в задачах конструирования и технологической подготовки производства. В системах автоматизированного проектирования необходимо иметь по крайней мере четыре типа баз данных: административная база данных; технологическая база данных; база данных описания объекта проектирования; рабочая база данных.
Административная база данных – это, в общем случае, архив, в котором хранятся различные документы, такие, как описание чертежей, технологические карты, спецификации. Она заменяет обычный архив и реализует функции накопления, хранения, поиска и репродуцирования документов.
Технологическая база данных содержит данные, относящиеся к описанию технологических процессов и их поддержке к ним.
В САПР верха обуви банк представляет собой совокупность БД и СУБД. В САПР верха обуви предусматривается четыре типа БД:
1) административная база данных (архив), в которой предлагается хранить различные документы, такие, как описание чертежей, спецификации и т.д.;
2) технологическая база данных, содержащая данные описания технологических процессов и их поддержки;
3) база описания объекта проектирования, содержащая все данные, необходимые для его полного отражения в памяти ЭВМ;
4) рабочая БД содержит временные промежуточные данные, которые вырабатываются в процессе выполнения программных модулей САПР.
Вся информация хранится в виде системы взаимосвязанных таблиц.
Для эффективного функционирования программного обеспечения САПР необходима соответствующая организация данных, которая основана на модели объекта проектирования (внутримашинное представление) и может быть реализована средствами банка данных.
Под организацией данных в САПР в широком смысле понимают управление данными в процессе проектирования, а в узком смысле – моделирование структур данных и организацию их хранения.
Традиционно выделяют следующие уровни организации данных: бит, знак, поле, сегмент, запись, файл, база данных.
Поле – это упорядоченная последовательность знаков. Поле имеет имя и значение определенной длины, причем имя может косвенно указывать на тип содержащегося в поле значения.
Сегмент состоит из нескольких полей, связанных логической зависимостью, и имеет уникальное имя.
Запись состоит из нескольких полей или сегментов, число которых определяет размер записи, а состав – тип записи. Каждый тип записи также должен быть поименован.
Файл или совокупность данных есть множество записей, упорядоченных по определенному признаку. Признак упорядочивания (ключ) служит для идентификации и структуризации записей массива. Каждый массив должен иметь уникальное имя. Тогда организация данных будет отражать связи между массивами или соответственно между типами записей данных. Ключ записи позволяет осуществить прямую адресацию в среде хранения.
Как правило, организация данных может быть сведена к какой-либо структуре хранения данных. Особым случаем древовидных структур хранения являются бинарные деревья, в которых каждая вершина связана только с двумя вершинами более низкого уровня. В каждой вершине бинарного дерева хранятся значение вершины и указатели на нижестоящие вершины, причем значениями вершины может быть как первичный ключ и адрес соответствующей физической записи, так и полная запись. Если хранение данных реализуется в конечных вершинах, называемых листьями, то говорят, что поиск в бинарном дереве ориентирован на листья, в противоположном случае – на вершины. Обобщением понятия бинарного дерева являются деревья, в которых из каждой вершины могут исходить более двух ветвей. Такие деревья называют также многоходовыми. Эти специальные многоходовые деревья получили название В-деревьев, по имени специалистов Бауера и Крайта, которые в начале 70-х годов провели исследования структуры таких деревьев. Каждая вершина Б-дерева состоит из совокупности значений первичного ключа, указателей индекса (для перехода на нижележащий уровень) и ассоциированных данных, которые являются указателями физического местоположения данных, располагающихся в отдельной области памяти с произвольным доступом. Операции над такими деревьями должны строго контролироваться.
На организацию данных большое влияние оказывают процессы их обработки, реализованные в виде прикладных программ. Такая тесная зависимость между данными и прикладными программами приводит к большим изменениям прикладных программ при попытке реструктуризации данных [4,5]. Этот недостаток может быть преодолен путем организации банка данных, который позволяет реализовать независимость прикладных программ от данных. Под банком данных понимают совокупность баз данных и систем; управление базами данных (СУБД).
Множество всех записей данных с соответствующей структурой образуют состояние данных. Под базой данных понимают объединение всех физических состояний данных.
