1tom076

4. INFORMATYKA 154

Koncepcja organizacji relacyjnej opiera się na matematycznym pojęciu relacji, rozumianej jako podzbiór kartezjańskiego iloczynu danego ciągu zbiorów. Mnożonymi zbiorami są tu zbiory występujących w bazie wartości poszczególnych pól, elementem relacji jest rekord, będący uporządkowanym ciągiem tych wartości, samą relację tworzy zaś plik, złożony z wybranych rekordów ustalonego typu. Za główną zaletę organizacji relacyjnej uważa się łatw^rość tworzenia plików pochodnych na podstawie plików danych oraz — pośrednio — łatwość odszukiwania rekordów o zadanych wartościach wskazanych pól.

Niezależnie od przyjętej organizacji bazy system bazy powinien spełniać wicie wymagań, z których najważniejsze to: unikanie nadmiarowości informacji, zabezpieczenie integralności bazy oraz ochrona przed dostępem nieupoważnionych użytkowników'.

Unikanie nadmiarowości (redundancji) informacji, tj. zbędnych powtórzeń oraz informacji pochodnych, łatwo w'yprowadzalnych z innych, jest wskazane z jednej strony dla oszczędności pamięci, a z drugiej dla uniknięcia konieczności dopilnowywania, aby powtarzająca się informacja była — w przypadku jej modyfikacji — aktualizowana we wszystkich miejscach, gdzie występuje jej zapis.

Integralność (niesprzeczność) bazy polega na niedopuszczeniu, aby wkradły się do niej informacje sprzeczne ze sobą lub z przyjętymi założeniami formalnymi bądź merytorycznymi (jak np. wystąpienie cyfry w nazwisku pracownika lub ujemna czy niecałkowita ilość sztuk wyrobów). Wymagania z tej ostatniej grupy mogą przyjmować dość skomplikowaną postać, mogą też być — na ogół — zmieniane przez uprawnionego użytkownika w czasie funkcjonowania systemu.

Ochrona bazy przed dostępem nieupoważnionego użytkownika może dotyczyć zarówno dostępu czynnego jak i biernego. W przypadku bazy z wieloma użytkownikami zakres dozwolonego dostępu każdego z nich — zarówno w odniesieniu do poszczególnych obszarów danych jak i w odniesieniu do dopuszczalnych operacji — może być różny; stąd konieczność stałej kontroli, czy poszczególne żądania danego użytkow nika nie wykraczają poza przyznane mu uprawnienia. Powszechnie stosowany środek ochrony dostępu przed osobami nieuprawnionymi to legitymowanie się użytkownika przed systemem przez jemu tylko znane alfanumeryczne hasło.

4.5.4. Metody symulacyjne

Dotychczas nie ma jednoznacznej definicji metod symulacyjnych, nie wyznaczono granic ich zastosowań. Na ogół przyjmuje się, że są to metody, w których istotną rolę odgrywa skonstruowanie modelu badanej rzeczywistości. W rezultacie bada się model i z jego zachowania wyciąga się wnioski odnoszące się do rzeczywistości. Za pierwowzór symulacji niektórzy autorzy uważają budowę modelu samolotu i jego badanie w tunelu aerodynamicznym. Badanie modelu zamiast rzeczywistego procesu lub obiektu ma tę zaletę, że jest tańsze i prostsze, i może być w krótkim czasie wykonane.

Celem symulacji jest nie tylko zbadanie zachowania się modelu w różnych warunkach, przy różnych parametrach i różnych danych wejściowych, lecz wybór takich danych, przy których uzyska się optymalny wynik doświadczenia; wynik ten może być przenoszony do praktyki gospodarczej. Jeżeli bada się bardzo skomplikowany system, to symulacja powinna dostarczyć informację na temat zachowania się tego systemu w różnych warunkach. Taka informacja jest cenna zwłaszcza wówczas, gdy system jest zbyt skomplikowany, aby mógł być zbadany metodami analitycznymi. Model musi dostatecznie wiernie odzwierciedlać rzeczywistość, aby można było na jego podstawie wyciągnąć wnioski dotyczące tej rzeczywistości.

Rzeczywistość

Model fizyczny |-^

Model na komputer

Rys. 4.3. Logika kolejności symulacji

Symulację definiuje się jako technikę numeryczną, służącą do dokonywania eksperymentów na pewnych rodzajach modeli matematycznych, które opisują za pomocą komputera zachowanie się złożonego systemu w założonym przedziale czasu.

System jest to zbiór obiektów powiązanych określonymi wzajemnymi zależnościami lub oddziaływaniami. Definicja ta obejmuje wszystkie systemy statyczne. W systemach dynamicznych wzajemne oddziaływanie wywołują zmiany w czasie.

Otoczenie systemu. Często na system wpływają zmiany zachodzące poza nim. Z drugiej strony, pewne działania systemu mogą powodować zmiany nie wpływające na system.

0    zdarzeniach zachodzących poza systemem mówi się, że zachodzą w jego otoczeniu. Ważnym etapem modelowania symulacyjnego jest określenie granicy między systemem a jego otoczeniem. Przyjęte rozwiązanie zwykle zależy od celu badania.

Działania wewnętrzne systemu to działania zachodzące wewnątrz systemu.

Działania zewnętrzne to działania otoczenia mające wpływ na system.

Działania determistyczne to takie, których wyniki mogą być w pełni określone za pomocą informacji wejściowych.

Działania stochastyczne to takie, których wyniki przyjmują wartości przypadkowe. Przypadkowość działań stochastycznych mogłaby przemawiać za tym, że powinny być one traktowane jako część otoczenia systemu, ponieważ ich dokładny wynik nie jest określony w każdej chwili. Przypadkowość ta jednak może być często mierzona

1    określona za pomocą rozkładu prawdopodobieństwa. Jeżeli działanie takie przebiega pod kontrolą systemu, to należy je traktować jako wewnętrzne. Jeżeli jednak przebieg działania jest przypadkowy, to będzie ono częścią otoczenia.

Na przykład w zakładzie produkcyjnym może się zdarzyć, że czas potrzebny do wykonania pewnej operacji na maszynie musi być opisany przez rozkład prawdopodobieństwa, ale operacja jest traktowana jako działanie wewnętrzne. Z drugiej strony w przypadkowych odstępach czasu mogą się wydarzyć awarie zasilania, będące wynikiem działania zewnętrznego.

Systemy ciągłe to takie, w których dominują zmiany o charakterze ciągłym. Ogólnie rzecz biorąc, system ciągły modeluje się za pomocą ciągłych równań, opisujących zmiany atrybutów w' czasie.

Systemy dyskretne to takie, w' których dominują zmiany mające charakter nieciągły. Opis systemów dyskretnych jest związany ze zdarzeniami wywołującymi zmiany jego stanu.

Mało jest takich systemów, które są wyłącznie ciągłe albo dyskretne.

Model systemu tworzy struktura składająca się z sekwencji zdarzeń powiązanych wzajemnie, uzupełniona czynnikami zewnętrznymi, generującymi zdarzenia zewnątrzsys-temowe. Model w procesie działania wytwarza historię stanów modelu, która zostaje wykorzystana jako historia badanego systemu. Ten sposób modelowania systemów przyjęto określać mianem symulacji, symulacji cyfrowej, bądź symulacji komputerowej. Rodzaje modeli przedstawiono na rys. 4.4.

Modele

fi zyczne

matematyczne

statyczne

dynami czne

analityczne

numeryczne

V

symulacyjne

numeryczne

^R>s. 4.4. Ogólny podział modeli