Устройство для управления базой данных

Полезная модель относится к области вычислительной техники и может быть использована в устройствах ввода и управления базой данных.

Содержит массив базы данных 3, блоки ввода и вывода 5 данных, элементы 4 и 6 ИЛИ, регистр 7 n-1 сдвигов, блок 1 элементов запрета с n+1 управляющими входами и блок 1 генераторов n, n-1, n-2,, 2 случайных чисел, массив базы данных 3 разделен на n подмножеств, выходы блока 1 генераторов случайных чисел подключены к n управляющим входам соответствующих n элементов блока 2 элементов запрета, выходы которых связаны через соответствующие n подмножества массива базы данных 3 и элемент 4 ИЛИ с входами блока вывода данных 5, другие выходы подмножеств массива базы данных 3 подключены к n+1 управляющим входам блока 2 элементов запрета непосредственно и к входами запуска генераторов случайных чисел через регистр 7 n-1 сдвигов и схему 6 ИЛИ, что обеспечивает сокращение времени поиска информации в базе данных.

Полезная модель относится к области вычислительной техники и может быть использована в устройствах ввода данных ЭВМ и управления базой данных.

Известно устройство и способ обработки данных, содержащее средство управления и формирователь таблицы соответствия физического положения данных файлов их логическому положению, а также средства вычисления, записи, сравнивания и вывода данных [1], которые расширяют функциональные возможности устройства для обработки информации за счет обеспечения возможности перезаписывания носителя записи данных, изначально предназначенных для однократной записи данных, и контролирования полезной остающейся емкости этого носителя записи данных.

Недостаток известного устройства состоит в том, что оно расширяет функциональные возможности средств обработки информации, которые были преднамеренно первоначально ограничены возможностью только однократной записи.

Наиболее близким к заявленному известным техническим решением в качестве прототипа является устройство, реализующее способ работы с данными, которое содержит базу данных, блоки ввода и вывода данных [2], а также содержит управляемый вычислительный блок компьютерного средства, блок формирования команд, которые не являются штатными при работе компьютерного средства, при этом база данных представлена информационным массивом файлов с возможностью замены или подмены элементов информации. Элементами информации являются как отдельные символы, из которых состоит информация, так и группы символов. Измененная информация сохраняется и может выполнять функции первичной информации для управления вычислительным блоком или для выполнения архивной, контрольной и другой предусмотренной функцией. Изменяемая информация базы данных может храниться на постоянном запоминающем устройстве в компьютере или на внешнем носителе информации, при этом доступ к ней может осуществляться посредством сети Интернет или локальной сети. Кроме того, изменяемая информация базы данных может являться частью операционной системы, непосредственно управляющей компьютерным средством.

Недостаток прототипа заключается в том, что с увеличением объема базы данных значительно увеличивается время поиска необходимой информации, хранимой в этой базе данных.

Целью полезной модели является сокращение времени поиска информации в базе данных за счет разделения массива базы данных на n подмножеств с организацией дальнейшего поиска информации среди n подмножеств по случайному закону.

Сущность полезной модели состоит в том, что, кроме известных и общих отличительных признаков, а именно: базы данных, блоков ввода и вывода данных, предлагаемое устройство для управления базой данных содержит первый и второй элементы ИЛИ на n входов каждый элемент, регистр n-1 сдвигов, блок n элементов запрета с n+1 управляющими входами и блок n генераторов n, n-1, n-2,, 2 случайных чисел, массив базы данных разделен на n подмножеств, выходы блока n генераторов n, n-1, n-2,, 2 случайных чисел подключены к n управляющим входам соответствующих n элементов блока n элементов запрета, выходы которых связаны через соответствующие n подмножеств массива базы данных и первый элемент ИЛИ на n входов с входами блока вывода данных, другие выходы n подмножеств массива базы данных подключены к n+1 управляющим входам блока n элементов запрета непосредственно и к счетному входу регистра n-1 сдвигов через вторую схему ИЛИ на n входов, выходы регистра n-1 сдвигов соединены с входами запуска n-1 генераторов n, n-1, n-2,, 2 случайных чисел блока n генераторов, выход блока ввода данных связан с входами управляемых элементов запрета блока n управляемых элементов запрета.

Новизна полезной модели заключается в том, что устройство для управления базой данных содержит первый и второй элементы ИЛИ на n входов каждый элемент, регистр n-1 сдвигов, блок n элементов запрета с n+1 управляющими входами и блок n генераторов n, n-1, n-2,, 2 случайных чисел, массив базы данных разделен на n подмножеств, выходы блока n генераторов n, n-1, n-2,, 2 случайных чисел подключены к n управляющим входам соответствующих n элементов блока n элементов запрета, выходы которых связаны через соответствующие n подмножества массива базы данных и первый элемент ИЛИ на n входов с входами блока вывода данных, другие выходы n подмножеств массива базы данных подключены к n+1 управляющим входам блока n элементов запрета непосредственно и к счетному входу регистра n-1 сдвигов через вторую схему ИЛИ на n входов, выходы регистра n-1 сдвигов соединены с входами запуска n-1 генераторов n, n-1, n-2,, 2 случайных чисел блока n генераторов случайных чисел, выход блока ввода данных связан с входами управляемых элементов запрета блока n управляемых элементов запрета, что обеспечивает сокращение времени поиска информации в базе данных за счет разделения массива базы данных на n подмножеств с организацией дальнейшего поиска информации среди n подмножеств по случайному закону.

Функциональная схема предлагаемого устройства для управления базой данных представлена на фиг.1. Графики изменения вероятностей успешного поиска информации в массиве базы данных, организованного с помощью предлагаемого устройства по алгоритму F(n), и, реализованного по известному способу случайного перебора n подмножеств массива базы данных с помощью известного устройства (прототипа), изображены на фиг.2.

На фиг.1 обозначено:

1 - блок n генераторов n, n-1, n-2,, 2 случайных чисел;

2 - блок n элементов запрета с n+1 управляющими входами;

3 - массив базы данных, разделенный на n подмножеств;

4 - элемент ИЛИ на n входов;

5 - блок вывода данных;

6 - элемент ИЛИ на n входов;

7 - регистр n-1 сдвигов.

На фиг.1 показано, что в исходном состоянии выходы блока 1 n генераторов n, n-1, n-2,, 2 случайных чисел подключены к соответствующим n управляющим входам блока 2 n элементов запрета, n+1 управляющие входы которого соединены с одними выходами n подмножеств массива базы данных 3. Другие выходы n подмножеств массива базы данных 3 связаны через элемент ИЛИ на n входов 4 с входом блока вывода данных 5. Кроме того, выходы n подмножеств массива базы данных 3 соединены через регистр n-1 сдвигов 7 с входами запуска n-1 генераторов блока 1n генераторов n, n-1, n-2,, 2 случайных чисел.

Устройство для управления базой данных работает следующим образом.

При поступлении на «Вход» запроса поиска информации в массиве базы данных 3 включается генератор 1.1 случайных n чисел в работу. Выходной случайный сигнал генератора 1.1 выключает один из n элементов 2.1, 2.2,, 2. n блока 2 элементов запрета, через который поступает сигнал запроса поиска информации в одном из n подмножеств 3.1, 3.2,, 3. n массива базы данных 3. Если запрашиваемая информация в базе данных обнаружена, то она направляется через элемент 4 ИЛИ на n входов на вход блока 5 вывода данных. Если запрашиваемая информация в n подмножестве базы данных 3 не обнаружена, то сигнал с отрицательным результатом поиска информации направляется через элемент 6 ИЛИ на n входов на вход регистра 7 n-1 сдвигов и на n+1 управляющий вход элемента запрета блока 2 для его закрытия. С первого разрядного вывода регистра 7 поступает на вход запуска генератора 1.2 случайных n-1 чисел запускающий сигнал, под действием которого этот генератор 1.2 запускается в работу, а генератор 1.1 отключается самостоятельно спустя время задержки и больше в поиске информации не участвует.

Выходной случайный сигнал генератора 1.2 выключает один из n-1 элементов 2.1, 2.2,, 2. n блока 2 элементов запрета, через который продолжает поступать сигнал запроса поиска информации в одном из n-1 подмножеств 3.1, 3.2,, 3. n массива базы данных 3.

Если запрашиваемая информация в одном из n-1 подмножеств 3.1, 3.2,, 3. n массива базы данных 3 данных обнаружена, то она направляется через элемент 4 ИЛИ на n входов на вход блока 5 вывода данных. Если запрашиваемая информация в n-1 подмножестве базы данных 3 не обнаружена, то сигнал с отрицательным результатом этого поиска информации направляется через элемент 6 ИЛИ на n входов на вход регистра 7 n-1 сдвигов и на n+1 управляющий вход соответствующего элемента запрета блока 2 для его закрытия. С второго разрядного вывода регистра 7 поступает на вход запуска генератора 1.3 случайных n-2 чисел запускающий сигнал, под действием которого этот генератор 1.3 запускается в работу, а генератор 1.2, как и генератор 1.1, отключается самостоятельно спустя время задержки и больше в поиске информации не участвует.

В самом неудачном случае поиска информации в массиве n подмножеств базы данных процедура включения в работу генераторов случайных чисел повторится n-1 раз.

При достаточно большом значении числа n подмножеств базы данных 3 вероятность обнаружения искомой информации в массиве этой базы данных увеличивается в несколько раз (до шести раз) в сравнении с поиском информации, организованном в прототипе, что проиллюстрировано на фиг.2.

Достоверность достижения такого положительного эффекта обеспечивается при условии, что число обращений m за поиском данных значительно больше n, то есть необходимо, чтобы соблюдалось неравенство вида

m>>n.

Промышленная осуществимость полезной модели обосновывается тем, что в ней используются известные в аналоге и прототипе функциональные узлы и блоки по своему прямому функциональному назначению. В организации - заявителе реализовано в 2009 году заявляемое устройство для управления базой данных.

Положительный эффект от использования полезной модели состоит в том, что сокращается до шести раз время поиска информации в массиве базы данных, разделенной на n подмножеств, за счет технической организации n-1 попыток случайного поиска этой информации с помощью n генераторов случайных чисел.

Источники информации:

1. Патент РФ 2182722, Устройство и способ обработки информации, МПК G06F 7/00, приоритет: 2002.05.20, заявитель и патентообладатель: Сони корпорейшен, (аналог).

2. Заявка 2007113520 на патент РФ, Способ работы с данными, МПК G06F 7/00, приоритет: 2007.04.12, заявитель и патентообладатель: Савушкин С.В., (прототип).

Устройство для управления базой данных, содержащее базу данных, блоки ввода и вывода данных, отличающееся тем, что содержит первый и второй элементы ИЛИ на n входов каждый элемент, регистр n-1 сдвигов, блок n элементов запрета с n+1 управляющими входами и блок n генераторов n, n-1, n-2, , 2 случайных чисел, массив базы данных разделен на n подмножеств, выходы блока n генераторов n, n-1, n-2, , 2 случайных чисел подключены к n управляющим входам соответствующих n элементов блока n элементов запрета, выходы которых связаны через соответствующие n подмножества массива базы данных и первый элемент ИЛИ на n входов с входами блока вывода данных, другие выходы n подмножеств массива базы данных подключены к n+1 управляющим входам блока n элементов запрета непосредственно и к счетному входу регистра n-1 сдвигов через вторую схему ИЛИ на n входов, выходы регистра n-1 сдвигов соединены с входами запуска n-1 генераторов n, n-1, n-2, , 2 случайных чисел блока n генераторов случайных чисел, выход блока ввода данных связан с входами управляемых элементов запрета блока n управляемых элементов запрета.