17. Проблемы выбора языка программирования при проектировании АЭИС на базе ПЭВМ

Проблемы выбора языка программирования при проектировании АЭИС на базе ПЭВМ; фреймовый подход к организации объектной базы.

Проблемы выбора языка программирования при проектировании АЭИС на базе ПЭВМ .. Когда возникает необходимость создания большой информационной системы или системы для решения какой-нибудь частной экономической задачи на ПЭВМ, встает вопрос о выборе для этой цели наиболее подходящего языка программирования. Во многих случаях такой выбор диктуется очень простыми "земными" факторами доступностью того или иного транслятора и умением составлять программы на данном языке. Если, однако в распоряжении пользователя имеется достаточно большой выбор языков программирования, то следует учитывать следующие обстоятельства: - назначение разрабатываемой программы - нужна ли она временно, или будет использоваться постоянно, планируется ли передавать ее другим организациям, будут ли разрабатываться ее новые версии; - ожидаемый размер программы - можно ли будет создавать как единое целое или придется разбивать на отдельные взаимодействующие модули, требуется ли минимизировать объем памяти, занимаемой программой во время работы; - необходимость сопряжения разрабатываемой программы с другими пакетами или программами, в том числе составленными на других языках программирования; - предусматривается ли возможность переноса программы на другие типы ПЭВМ; - основные типы данных, с которыми придется иметь дело, необходимость поддержки работы с действительными числами, строками, списками и другими типами структур; - характер и уровень использования аппаратных средств дисплея, клавиатуры и др., необходимость в специальном программировании некоторых функций для работы с внешними устройствами; - возможность и целесообразность использования имеющихся стандартных библиотек подпрограмм, процедур, функций.

С точки зрения этих критериев возможности языков могут весьма сильно различаться, поэтому правильный выбор Если встает задача построения большой прикладной системы, в которой должно быть несколько взаимодействующих модулей, и при этом необходима еще экономия памяти и достижение максимально возможного быстродействия программы Стыковка отдельных модулей или программ представляет собой отдельную проблему, которая может решаться разными способами и, в частности, может повлиять на выбор инструментального языка (или языков программирования).

Объектно-ориентированные прикладные АЭИС .. Реализация конкретной прикладной автоматизированной системы на ПЭВМ может осуществляться по двум направлениям.

Проблемно-ориентированное, наиболее распространенное, предполагает первоочередную разработку отдельных функциональных компонентов, которые затем связываются в единую систему. Возникающие при этом проблемы выбора внутреннего представления данных и реализации пользовательского интерфейса решаются, исходя из потребностей конкретной группы пользователей, для которых создается система. При таком подходе автоматизированная система наиболее точно соответствует исходным требованиям и наилучшим образом использует ресурсы компьютера. Однако процесс разработки в этом случае сильно затягивается , а возможности переноса конкретных компонентов и полученного опыта на системы других классов сильно ограниченны - новые автоматизированные системы обычно разрабатываются заново.

Объектно-ориентированное направление предполагает создание ряда унифицированных компонентов, которые в совокупности образуют как бы обрамление для специальных функциональных подсистем. В этом случае разработчики могут пользоваться готовыми модулями и пакетами для компоновки конкретной автоматизированной системы, дополняя их в случае необходимости специализированными пакетами.

При этом, возможно, утрачивается оптимальность с точки зрения наилучшего использования ресурсов ПЭВМ для решения данного класса задач, зато сроки разработки резко сокращаются. Новые классы автоматизированных систем при таком подходе могут создаваться с существенным использованием прежнего опыта.

Система управления объектной базой АЭИС .. Взаимодействие человека и ПЭВМ при решении прикладной задачи протекает в рамках сценария, задуманного и реализованного создателем информационной системы. Система управления объектной базой (СУОБ) обеспечивает стандартное представление терминальных данных (целых и десятичных чисел, примитивных графических элементов и структурных объектов, состоящих из отдельных компонентов (текстов, таблиц, изображений, составных объектов).

СУОБ включает специальный пакет, обеспечивающий работу с виртуальной памятью; при этом отдельные элементы данных размещаются в общем хранилище и снабжаются уникальными внутренними именами (ключами), по которым к ним осуществляется доступ из функциональных процессоров и любых прикладных программ. Виртуальная память реализуется на обычных файлах с прямым доступом. Кроме того, стандартная файловая система ДОС используется для хранения больших текстов и некоторых специальных объектов.

Для представления информационных моделей может быть применена организация данных, основанная на фреймовом подходе.

Унифицированные функциональные процессоры обеспечивают работу с типовыми объектами - текстами, таблицами, графиками, рисунками и др. Эти объекты служат носителями содержательной информации предметной области. Благодаря единому подходу к их реализации обеспечивается взаимное согласование представлений данных и обмен между компонентами разных объектов. Функциональные процессоры снабжаются средствами доступа к обрабатываемым объектам: - взаимодействие с пользователями осуществляется на основе унифицированного пользовательского интерфейса; - обращение к функциональным процессорам из прикладных программ обеспечивается через процедурный интерфейс.

Во многих традиционных прикладных информационных системах подпрограммы или отдельные операторы, обеспечивающие диалог с пользователем, перемежаются с содержательной частью программы. В таком случае внесение изменений в диалог влечет за собой новую трансляцию соответствующих программ. Это препятствует удобной настройке системы для конкретных задач и пользователей.

Фреймовый подход к организации объектной базы .. Фреймы являются основой организации объектной базы в рассматриваемом подходе. Ядром такой структуры является ее описатель, в котором содержится: уникальный ключ (системное имя) данного фрейма; внешнее имя фрейма (комментарий); ссылка на список свойств; ссылка на список экземпляров; ссылка на список точек зрения; ссылка на список ассоциированных с данным фреймом программ.

Уникальный ключ формируется при создании фрейма и остается его постоянным идентификатором на всем протяжении жизни данного фрейма. Все остальные компоненты фрейма могут изменяться с течением времени либо под воздействием команд пользователя, либо при выполнении определенных внутрисистемных функций.

Внешнее имя фрейма - это текстовая строка, в частности, одно слово, которое служит для пояснения роли данного объекта и его содержимого. При выводе на экран списка фреймов выдаются их внешние имена, что дает человеку возможность сориентироваться по такому списку в круге основных понятий предметной области.

Список свойств задает типы значений в экземплярах фрейма.

Каждое свойство снабжается внешним именем-комментарием и, кроме того, имеет порядковый номер, по которому к нему может осуществляться доступ с использование процедурного интерфейса. Число свойств определяет максимальное число элементов данных в экземплярах данного фрейма.

Список экземпляров указывает на основные носители содержательной информации - экземпляры фрейма. Отдельный экземпляр может содержать набор элементов данных, удовлетворяющих описателям свойств. Элементом данных в экземпляре может быть значение одного из следующих типов: число; текстовая строка; вычисляемая формула; дата; время; ссылка на команду ДОС, в частности, на любую программу; ссылка на другой информационный объект или его компоненты.

Ссылочные значения играют важную роль, поскольку с их помощью легко организуются сложные взаимосвязи между объектами.

Подчиненные объекты могут быть активными (программами и пакетами программ) и пассивными (структурами данных). Такая организация фреймового объекта ставит его в ряд с абстрактным типом данных.

Такая организация позволяет имитировать сетевые и иерархические модели данных, а при одинаковом числе элементов данных во всех экземплярах описываемая структура становится идентичной отношению реляционной базы данных. Фрейм с экземплярами представляет собой информационную модель, на основе которой могут имитироваться другие традиционные модели данных и абстрактные типы.

Фреймовый объект, как таковой, является лишь носителем информации; пользователем он может рассматриваться с разных точек зрения, т.е. иметь разные виды: базовый табличный и трафаретный.

Базовый вид . обеспечивает доступ пользователя ко всем компонентам описателя фрейма, к описателям всех свойств и ко всем экземплярам данного фрейма. Это наиболее полный и соответственно наиболее сложный способ доступа к фреймовым объектам.

Табличный вид . дает естественное представление группы экземпляров. При этом в конкретной таблице могут могут быть показаны лишь некоторые избранные свойства фрейма. Разные таблицы, привязанные к одному и тому же фреймовому объекту, позволяют просматривать содержимое экземпляров в разных аспектах. Таблица имеет внешнее имя, которое становится вариантом имени данного фрейма. В таблице также задается заголовок; в ней определены столбцы, отображающие свойства фрейма, а каждый экземпляр отображается в одной из строк. Таблицу можно прокручивать по горизонтали, получая доступ к невидимым на экране столбцам, или по вертикали, получая доступ к новым экземплярам.

Трафаретный вид . предназначен для создания и просмотра отдельных экземпляров и для создания образцов поиска. Трафарет аналогичен листу бумаги с надписями и прорезями, через которые видны определенные свойства экземпляров. Через такие прорези, называемые слотами, можно вводить и просматривать данные.

При поиске и подборе подмножества экземпляров трафарет используется для формирования поискового предписания. При этом в соответствующих слогах указываются ограничения на отдельные свойства. Результат поиска отображается в таблицу.