Транслятор исходных данных

Полезная модель относится к обработке цифровых данных с помощью электрических устройств, в частности, - компиляции и интерпретации языков высокого уровня, а также к области управления и развития ракетно-космической техники. Смысл подобных моделей заключается в автоматизировании переноса и преобразовании исходных данных между разнородными системами хранения информации. Транслятор исходных данных содержит: блок верификации, блок начальной обработки информации, блок структуризации, блок трансляции, блок объединения команд, блок генерации промежуточного представления, блок оптимизации, блок связывания, блок конечной обработки информации, блок загрузки и редактирования связей со структурными элементами, блок информационного содержимого локальной системы, систему управления базами данных, центральную базу данных, входную вычислительную сеть, выходную вычислительную сеть, вышестоящие системы, локальную базу данных, локальную систему и процессор. Технический результат, который обеспечивается полезной моделью, заключается в том, что повышается быстродействие процесса агрегирования информационного содержимого единых систем исходных данных. Обеспечение данного результата заключается в использовании для решения задачи репликации данных принципов и подходов теории компиляции.

Полезная модель относится к обработке цифровых данных с помощью электрических устройств, в частности, - компиляции и интерпретации языков высокого уровня, а также к области управления и развития ракетно-космической техники (РКТ). Смысл подобных моделей заключается в автоматизировании переноса и преобразовании исходных данных (ИД) между разнородными системами хранения информации.

Предлагаемая полезная модель транслятора исходных данных представляет собой устройство, которое осуществляет перенос и преобразование ИД между разнородными системами хранения информации.

Известны следующие промышленные модели процесса переноса данных между системами (см. Апанасевич Д.А. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. "Математическое и программное обеспечение асинхронной репликации данных реляционных систем управления базами данных (СУБД) методом выделения объектов" Воронеж - 2008 г. Российская Государственная библиотека, регистрационный номер 61 08-5/1455): перенос моментальными снимками, агрегирование транзакциями, агрегирование сведением и агрегирование программным методом. Однако эти технические решения построены на использовании внутреннего представления о моделях хранения и ограничений, принятых в рамках систем управления базами данных, применяемых в системах хранения информация. Следствием этого является ориентация этих подходов на решение задачи переноса информации только между схожими системами.

В книге (Ахо, Сети Р., Ульман Дж. "Компиляторы: принципы, техника реализации и инструменты" - М.: Издательский дом "Вильяме", 2001 г., стр.29-41) приведены основные принципы теории компиляции и устройства их реализующие. Однако применение подобных моделей для решения задач является невозможным, т.к. отсутствует описание исходных данных (ИД) с помощью формальных грамматик и правил верификации данных. Основанное на данной теории изобретение (см. патент RU 2103728 G06F 9/455, G06F 9/44, 24.10.1995), является наиболее близким аналогом к заявленному предложению и выбрано в качестве прототипа.

Задачей, на решение которой направлено заявленная полезная модель, является осуществление процесса переноса информации между системами баз данных.

Технический результат, который обеспечивается полезной моделью, заключается в том, что повышается быстродействие процесса агрегирования информационного содержимого единых систем ИД.

Сущность полезной модели заключается в том, что для решения задачи агрегирования ИД, в известный транслятор, выбранный в качестве прототипа, содержащий последовательно включенные блок объединения команд, блок генерации промежуточного представления, блок оптимизации, блок связывания и блок конечной обработки информации, последовательно соединенные локальную базу данных, локальную систему, блок информационного содержимого локальной системы, входную вычислительную сеть и блок начальной обработки информации, выход которого подключен к входу блока структуризации, последовательно соединенные своими входами-выходами блок верификации, систему управления базами данных и центральную базу данных, последовательно включенные своими входами-выходами блок загрузки и редактирования связей со структурными элементами, выходную вычислительную сеть и вышестоящие системы, процессор, выход которого соединен с управляющими входами блока начальной обработки информации, блока структуризации, блока трансляции, блока объединения команд, блока генерации промежуточного представления, блока оптимизации, блока связывания и блока конечной обработки информации, при этом управляющий выход блока оптимизации подключен к первому входу блока верификации, второй вход-выход которого соединен со вторым входом-выходом блока связывания и вторым входом-выходом блока конечной обработки информации, второй вход-выход системы управления базами данных подключен ко второму входу-выходу блока загрузки и редактирования связей со структурными элементами, выход блока трансляции соединен с входом блока объединения команд, а входом и выходами транслятора исходных данных являются вход локальной базы данных и выходы вышестоящих систем соответственно.

Также сущность полезной модели заключается в устранении недостаточно формализованного описания правил ведения информации в базах данных, а также правил верификации этой информации. Данный аспект позволяет сформулировать постановку задачи агрегирования информационного содержимого центральной системы как разработку полезной модели, осуществляющей формализацию и формирование представления о предметной области на основе содержимого локальных систем с учетом возможных ошибок в информационном описании структурных элементов и связей между ними.

Учитывая дискретность работы современных вычислительных систем возможно, используя исследования Черча - Тьюринга (см. Church A. A note on the Entscheidung problem // Journal of Symbolic Logic. 1936. N1. стр.56-68.), представить предлагаемую полезную модель в виде транслятора ИД, осуществляющего преобразование передаваемой информации в последовательность команд по изменению центральной базы данных. Данные команды поступают в СУБД, управляющей хранилищем, и, как следствие осуществляют процесс дискретного изменения информационного содержимого центральной базы данных.

На фигуре представлена структурная схема транслятора ИД.

Транслятор ИД содержит: блок верификации - 1, систему управления базами данных - 2, центральную базу данных - 3, входную вычислительную сеть - 4, блок начальной обработки информации - 5, блок структуризации - 6, блок трансляции - 7, блок объединения команд - 8, блок генерации промежуточного представления - 9, блок оптимизации - 10, блок связывания - 11, блок конечной обработки информации - 12, блок загрузки и редактирования связей со структурными элементами - 13, выходную вычислительную сеть - 14, вышестоящие системы - 15, локальную базу данных - 16, локальную систему - 17, блок информационного содержимого локальной системы - 18 и процессор - 19.

Вход и выходы транслятора исходных данных (которыми являются вход локальной базы данных 16 и выходы вышестоящих систем 15 соответственно) на фигуре не показаны.

Блок верификации - 1 выполнен с возможностью генерирования на основе статистического моделирования механизма проверки исходной информации.

Система управления базами данных - 2 представляет собой транслятор, осуществляющий перевод передаваемых на его вход управляющих сигналов в последовательность операций с центральной базой данных.

Центральная база данных - 3 представляет набор информации, хранящейся в постоянном запоминающем устройстве.

Входная вычислительная сеть - 4 представляет слаботочную электрическую сеть, предназначенную для передачи информации посредством принятых в ней протоколов.

Блок начальной обработки информации - 5 выполнен с возможностью анализа передаваемой информации и преобразования ее к виду последовательностей вербальных команд по изменению информационного содержимого центральной базы данных.

Блок структуризации - 6 выполнен с возможностью анализа и разделения последовательностей вербальных команд к виду элементарных элементов.

Блок Трансляции - 7 выполнен с возможностью анализа и преобразования последовательности вербальных команд к множеству управляющих воздействий на систему.

Блок объединения команд - 8 выполнен с возможностью объединения множества последовательностей управляющих воздействий на систему к единому виду.

Блок генерации промежуточного представления - 9 выполнен с возможностью генерирования образа локальной базы данных в структуре, принятой в центральной базе данных.

Блок оптимизации - 10 выполнен с возможностью уменьшения количества информации в образе локальной базы данных путем устранения дублирующейся информации.

Блок связывания - 11 выполнен с возможностью сопоставления информационного содержимого образа локальной и центральной баз данных.

Блок конечной обработки информации - 12 выполнен с возможностью переноса информации из локального образа базы данных в центральную базу данных.

Блок загрузки и редактирования связей со структурными элементами - 13 выполнен с возможностью изменения информации в центральной базе данных и фактически представляет собой интерфейс доступа к системе управления центральной базой данных.

Выходная вычислительная сеть - 14 представляет слаботочную электрическую сеть, предназначенную для передачи информации посредством принятых в ней протоколов. Отличительная особенность данного блока от входной вычислительной сети 4 состоит в том, что данное техническое средство предназначено для связывания центральной базы данных и более приоритетных систем.

Вышестоящие системы - 15 представляют собой множество систем, обладающих приоритетом по отношению к центральной базе данных.

Локальная база данных - 16 представляет набор информации, хранящейся в постоянном запоминающем устройстве, принадлежащем менее приоритетной системе.

Локальная система - 17 представляет собой транслятор, осуществляющий перевод передаваемых на его вход управляющих сигналов в последовательность операций с локальной базой данных.

Блок информационного содержимого локальной системы - 18 представляет собой набор информации из локальной базы данных, представленной в стандартизированном формате.

Процессор - 19 представляет собой устройство, отвечающее за порядок и выполнение операций по переносу информации из локальной базы данных в центральную базу данных 3 через используемые блоки, и далее в - вышестоящие системы 15.

Транслятор ИД работает следующим образом.

Локальная система 17, осуществляющая сбор и обработку локальных ИД, производит запрос информации, хранимой в локальной базе данных 16. Преобразование ее в установленный формат передачи данных осуществляет блок информационного содержимого локальной системы 18. Информационное содержимое которого передается посредством входной вычислительной сети 4 на вход блока начальной обработки информации 5. Блок начальной обработки информации 5 производит разбор информации, хранящейся в блоке информационного содержимого локальной системы 18, и загружает их в свою память. Далее блок начальной обработки информации 5 осуществляет проверку и корректировку полученных данных. В случае если эти операции выполнены успешно, он осуществляет разложение полученного ориентированного графа на множество маршрутов, целиком и полностью его покрывающих. Отличительной особенностью данного разложения является то, что отправной точкой всех последовательностей является один и тот же элемент принятых данных. Эти последовательности поступают на вход блока структуризации 6, который осуществляет преобразование последовательности вербальных команд к виду деревьев разбора. Данные последовательности поступают на вход блока трансляции 7, который осуществляет сопоставление элементов структурированных цепочек соответствующим командам блока СУБД 2 и преобразует деревья к виду последовательности управляющих воздействий на СУБД 2. Последовательности управляющих воздействий на систему передаются в блок объединения команд 8. В данном структурном элементе последовательности проверяются на непротиворечивость и выстраиваются в единую последовательность воздействий на СУБД 2. Данная последовательность в блоке генерации промежуточного представления 9 передается в блок 2, что приводит к созданию базы данных, содержащей в себе копию локальной системы в структуре центральной базы данных 3. В общем случае данная копия обладает избыточностью, поэтому на следующем этапе работы транслятора ИД блок оптимизации 10 производит поиск и объединение вершин семантической сети, переданной из локальной базы данных 16 и, как следствие, уменьшение количества информации в копии локальной базы данных. На следующем этапе вершины минимизированной семантической сети связываются с вершинами семантической сети центральной базы данных 3. Данная операция позволяет с помощью блока конечной обработки информации 12 осуществить операцию по изменению семантической сети центральной базы данных 3 посредством переноса данных из семантической сети локальной базы данных 16 в центральную базу данных 3, при этом учитывается, что часть данных, определяемых построенными с помощью блока связывания 11 соотношениями, уже существует.

Поскольку хранимая в локальной базе данных 16 и в центральной базе данных 3 информация имеет различные источники и, как следствие, различное качество, то данные, передаваемые в центральную базу данных 3, могут быть противоречивыми. Для устранения этого недостатка, передача данных осуществляется в СУБД 2 не напрямую, а через блок верификации 1. Работа данного блока основывается на предположении об истинности, хранимой в центральной базе данных 3, информации. Исходя из этого, он осуществляет поиск по центральной семантической сети функциональных (регрессионных, спектральных и т.п.) зависимостей и, исходя из них, осуществляет проверку передаваемых данных.

Описанная выше полезная модель позволяет осуществлять агрегирование ИД в единую систему исходных данных. Однако при работе полезной модели необходимо учитывать не только воздействия на центральную базу данных со стороны локальных систем, но и воздействия на нее со стороны потребителей информации. Для осуществления взаимодействия со структурными элементами предусмотрен блок загрузки и редактирования связей со структурными элементами 13. Данный структурный элемент осуществляет передачу данных из СУБД 2 в вышестоящие системы 15 с помощью выходной вычислительной сети 14.

По командам процессора 19 осуществляется выполнение операций по переносу информации из локальной базы данных 16 в центральную базу данных 3 через используемые блоки и далее в вышестоящие системы 15.

Практическое использование данной полезной модели позволяет осуществить автоматизированный перенос данных между разнородными системами хранения информации, при этом данный процесс отличается от аналогов увеличенным быстродействием.

Покажем возможность осуществления полезной модели, т.е. возможность ее промышленного применения. Блок структуризации 6 и блок трансляции 7 известны из прототипа. Остальные блоки, входящие в состав заявленного "Транслятора исходных данных" относятся к классам, для которых известны правила и методы, с помощью которых они могут быть получены по предъявляемьм к ним требованиям, а именно:

- блок верификации 1 может быть получен по предъявляемым к нему требованиям по известным правилам и методам, описанными в Е.Злоба, И.Яцкив. "Статистические методы восстановления пропущенных данных". Computer Modelling New technologies, Riga. Vol.6. 2002, 1. стр.51-61;

- СУБД 2 может быть получена по предъявляемым к ней требованиям по известным правилам и методам описанными в Дюбуа, Поль "MySQL, 2-e издание". Издательский дом: «Вильяме», 2004 г., стр.697-719;

- центральная база данных 3 может быть получена по предъявляемым к ней требованиям по известным правилам и методам, описанными в Дж.Уорсли, Дж.Дрейк "PostgreSQL для профессионалов". Издательство: «Питер», 2003 г., стр.20-249;

- входная вычислительная сеть 4 может быть получена по предъявляемым к ней требованиям по известным правилам и методам, описанными в Ватаманюк А.И. "Создание, обслуживание и администрирование сетей на 100%". Издательство: «Питер», 2006 г., стр.13-23;

- блок начальной обработки информации 5 может быть получен по предъявляемым к нему требованиям по известным правилам и методам, описанными в Оре О. "Графы и их применение". Издательство: «Мир», 1965 г., стр.30-55;

- блок структуризации 6 может быть получен по предъявляемым к нему требованиям по известным правилам и методам, описанными в Ахо, Сети Р., Ульман Дж. "Компиляторы: принципы, техника реализации и инструменты". 2-е изд. Издательский дом "Вильяме", 2003 г., стр.22-41;

- блок трансляции 7 может быть получен по предъявляемым к нему требованиям по известным правилам и методам, описанными в Ахо, Сети Р., Ульман Дж. "Компиляторы: принципы, техника реализации и инструменты". 2-е изд. Издательский дом "Вильяме", 2003 г., стр.22-41;

- блок объединения команд 8 может быть получен по предъявляемым к нему требованиям по известным правилам и методам, описанными в Ахо, Сети Р., Ульман Дж. "Компиляторы: принципы, техника реализации и инструменты". 2-е изд. Издательский дом "Вильяме", 2003 г., стр.553-675 и Оре О. "Графы и их применение". Издательство: «Мир», 1965 г., стр.47-67;

- блок генерации промежуточного представления 9 может быть получен по предъявляемым к нему требованиям по известным правилам и методам, описанными в Дюбуа, Поль "MySQL, 2-е издание". Издательский дом: «Вильяме», 2004 г., стр.315-379;

- блок оптимизации 10 может быть получен по предъявляемым к нему требованиям по известным правилам и методам, описанными в Пономаренко Е.А. Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук. "Автоматический анализ научных текстов для создания семантических сетей белков" Москва - 2009 г. Российская Государственная библиотека, регистрационный номер 61 09-3/830;

- блок связывания 11 может быть получен по предъявляемым к нему требованиям по известным правилам и методам, описанными в Оре О. "Графы и их применение". Издательство: «Мир», 1965 г., стр.11-55 и Пономаренко Е.А. Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук. "Автоматический анализ научных текстов для создания семантических сетей белков" Москва - 2009 г.;

- блок конечной обработки информации 12 может быть получен по предъявляемым к нему требованиям по известным правилам и методам, описанными в Дж. Уорсли, Дж. Дрейк "PostgreSQL для профессионалов". Издательство: «Питер», 2003 г., стр.20-249:

- блок загрузки и редактирования связей со структурными элементами 13 может быть получен по предъявляемым к нему требованиям по известным правилам и методам, описанными в Дюбуа, Поль "MySQL, 2-e издание". Издательский дом: «Вильяме», 2004 г., стр.315-379;

- выходная вычислительная сеть 14 может быть получена по предъявляемым к ней требованиям по известным правилам и методам, описанными в Ватаманюк А.И. "Создание, обслуживание и администрирование сетей на 100%". Издательство: «Питер», 2006 г., стр.13-23;

- вышестоящие системы 15 могут быть получены по предъявляемым к ним требованиям по известным правилам и методам, описанными в Дюбуа, Поль "MySQL, 2-e издание". Издательский дом: «Вильяме», 2004 г., стр.697-719;

- локальная база данных 16, которая может быть получена по предъявляемым к ней требованиям по известным правилам и методам, описанными в Дж. Уорсли, Дж. Дрейк "PostgreSQL для профессионалов". Издательство: «Питер», 2003 г., стр.20-249;

- локальная система 17 может быть получена по предъявляемым к ней требованиям по известным правилам и методам, описанными в Дюбуа, Поль "MySQL, 2-e издание". Издательский дом: «Вильяме», 2004 г., стр.697-719;

- блок информационного содержимого локальной системы 18 может быть получен по предъявляемым к нему требованиям по известным правилам и методам, описанными в Дюбуа, Поль "MySQL, 2-e издание". Издательский дом: «Вильяме», 2004 г., стр.191-224;

- процессор 19 может быть получен по предъявляемым к нему требованиям по известным правилам и методам, описанными в Ирвин, Кип "Язык ассемблера для процессоров Intel, 4-е издание". Издательский дом: «Вильяме», 2005 г., стр.71-115.

Транслятор исходных данных, содержащий последовательно соединенные блок структуризации и блок трансляции, отличающийся тем, что введены последовательно включенные блок объединения команд, блок генерации промежуточного представления, блок оптимизации, блок связывания и блок конечной обработки информации, последовательно соединенные локальную базу данных, локальную систему, блок информационного содержимого локальной системы, входную вычислительную сеть и блок начальной обработки информации, выход которого подключен к входу блока структуризации, последовательно соединенные своими входами-выходами блок верификации, систему управления базами данных и центральную базу данных, последовательно включенные своими входами-выходами блок загрузки и редактирования связей со структурными элементами, выходную вычислительную сеть и вышестоящие системы, процессор, выход которого соединен с управляющими входами блока начальной обработки информации, блока структуризации, блока трансляции, блока объединения команд, блока генерации промежуточного представления, блока оптимизации, блока связывания и блока конечной обработки информации, при этом управляющий выход блока оптимизации подключен к первому входу блока верификации, второй вход-выход которого соединен со вторым входом-выходом блока связывания и вторым входом-выходом блока конечной обработки информации, второй вход-выход системы управления базами данных подключен ко второму входу-выходу блока загрузки и редактирования связей со структурными элементами, выход блока трансляции соединен с входом блока объединения команд, а входом и выходами транслятора исходных данных являются вход локальной базы данных и выходы вышестоящих систем соответственно.