CC BY
73
4. Рабинович, Б. В. Введение в литейную гидравлику / Б. В. Рабинович. - М. : Машиностроение, 1966. - 424 с.
5. Борисов, Г. П. Давление в управлении литейными процессами / Г. П. Борисов. -Киев : Наук. думка, 1988. - 272 с.
УДК 004.652
ДИАГРАММА КЛАССОВ И МОДЕЛЬ «СУЩНОСТЬ-СВЯЗЬ» КАК ЛОГИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ
Н. В. Бардина
Проводится анализ диаграммы классов и модели «сущность-связь», выделяются их отличительные особенности, а также общие принципы построения, приводится пример построения диаграммы классов и модели «сущность-связь» одной предметной области.
The analysis of the class diagrams and entity-relationship diagrams is carried out, their distinctive features, and also the general principles of construction, is given an example creation of the class diagram and entity-relationship diagram of one subject domain.
В настоящее время выделяются несколько методов проектирования информационных систем (ИС). Это структурные методы проектирования, основанные на использовании IDEFlX-диаграмм, и объектно-ориентированные методы, основанные на использовании языка UML, в частности, на использовании диаграмм классов. Сравнительный анализ данных подходов, а именно подходов к построению диаграммы классов и модели «сущность-связь», позволяет помимо отличительных особенностей каждого из методов выявить некоторые общие принципы построения.
При визуальном сравнении двух моделей можно найти сходство: сущности в инфологической модели (ER-модели) и классы на диаграмме классов изображаются в виде прямоугольников, имеющих свои атрибуты. Однако синтаксис задания атрибутов на диаграмме классов несколько иной. Если в ER-модели указывается просто их название, то на диаграмме классов можно использовать более детальное описание (хотя это не является обязательным). В общем виде атрибут на диаграмме классов записывается следующим образом: <квантор видимости><имя атрибута>: тип [кратность] = начальное значение. [1, с. 158].
Квантор видимости характеризует возможность других объектов модели оказывать влияние на отдельные аспекты поведения данного класса, а кратность определяет общее количество конкретных атрибутов данного типа, входящих в состав отдельного класса.
Помимо атрибутов на диаграмме классов можно задать операции, производимые над каждым классом. Их синтаксис записывается следующим образом: <квантор видимости><имя операции>(список параметров). В модели «сущность-связь» такая возможность отсутствует [2, с. 174].
Для уточнения семантики различных классов можно использовать стереотипы. Один из возможных стереотипов <еп1йу е1а88> позволяет представить класс как отдельную таблицу базы данных (БД). В этом случае его атрибуты являются полями таблицы, а операции - присоединенными или хранимыми процедурами. Таким образом, задав всем классам стереотип <епй!у е1а88>, можно получить ГОБПХ-модель.
Кроме внутреннего устройства сущностей и классов, важную роль при разработке проектируемой системы имеют различные отношения (связи), которые могут существовать на диаграмме. При построении диаграммы классов можно использовать пять видов отношений: ассоциации, зависимости, агрегации, композиции и обобщения, в то время как в модели «сущность-связь» их всего три: отношение «один к одному», «один ко многим», «многие ко многим».
Отношение ассоциации по своей специфике очень схоже с отношениями, которые могут существовать в БЯ-модели. Задав кратность ассоциации 1..1, получаем отношение один к одному, 1..* - один ко многим, *..* - многие ко многим. Отличием здесь является лишь то, что для связи сущностей используются первичные и внешние ключи. С их помощью каждому экземпляру объекта в БЯ-модели ставится в соответствие один или несколько экземпляров другого объекта, а на диаграмме классов устанавливается наличие лишь некоторого отношения между классами, т.е. точное соответствие определить не удается.
Рассмотрим вышесказанное на конкретном примере: построим БЯ-модель (рис. 1) и диаграмму классов (рис. 2) для предметной области - «Учебный процесс вуза». На диаграмме классов представлены те же объекты, что и в БЯ-модели. Они имеют стереотип <еп1йу е1а88>. В отличие от диаграммы классов, БЯ-модель требует приведения к нормальным формам. На практике приведения схемы отношения к третьей нормальной форме в большинстве случаев бывает достаточно.
СТУДЕНТ
ГРУППА
СПЕЦИАЛЬНОСТЬ
.Номер зачетки
Адрес прописки Адрес проживания
«Л
Номер группы
«...»
специальности
(Ьин АПГ
1 од окончания ооучения Количество бюджетных мест
мест
специальности Срок обучения Описание
специальности
ПРЕПОДАВАТЕЛЬ
«...»
«...»
«...»
Табельный номер
Сотовый телефон домашнии адрес
Рис. 1. БЯ-модель предметной области
Рис. 2. Диаграмма классов предметной области
Связь между объектами на представленной диаграмме классов обеспечивается с помощью направленной ассоциации, имеющей кратность 1..*, а в ЕЯ-модели - отношениями «один ко многим». Для связи сущностей на ГОЕПХ-диаграмме используются первичные ключи - номер зачетки, номер группы, табельный номер преподавателя, номер специальности, так как они являются уникальными в пределах одного высшего учебного учреждения. На диаграмме классов, как было сказано ранее, не уточняется, каким образом осуществляется связь между отдельными атрибутами объектов.
На диаграмме классов объект «Форма финансирования» имеет стереотип <Епишегайоп>, т.е. представляет собой набор идентификаторов, некий список, из которого выбираются заранее указанные значения атрибутов.
Обобщив все вышесказанное, можно сделать следующие выводы.
В контексте проектирования реляционных БД структурные методы проектирования, основанные на использовании ЕЯ-диаграмм, и объектно-ориентированные методы, основанные на использовании языка ИМЬ, различаются главным образом лишь терминологией. ЕЯ-модель концептуально проще ИМЬ, в ней меньше понятий, терминов, вариантов применения. И это понятно, поскольку разные варианты ЕЯ-моделей разрабатывались именно для поддержки проектирования реляционных БД.
Язык ИМЬ принадлежит объектному миру. Поскольку ИМЬ может использоваться для унифицированного объектно-ориентированного моделирования в различных областях, в этом языке содержится масса различных понятий, терминов и вариантов использования, избыточных с точки зрения проектирования реляционных БД. Если выделить из общего механизма диаграмм классов то, что действительно требуется для проектирования реляционных БД, то мы получим в точности ЕЯ-модели с другой нотацией и терминологией. ЕЯ-модели не содержат возможностей, выходящих за пределы реальных потребностей проектировщика БД.
Список литературы
1. Арлоу, Д. UML 2 и Унифицированный процесс. Практический объектно-ориентированный анализ и проектирование / Д. Арлоу, И. Нейштадт ; пер. с англ. -2-е изд. - СПб. : Символ-Плюс, 2007. - 624 с.
2. Дейт, К. Введение в системы баз данных / К. Дейт, К. Дж. Дейт. - 7-е изд. - Киев : Диалектика, 1999. - 1072 с.
УДК 621.74
ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДОВ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ДЛЯ РАСЧЕТА ШАХТНЫХ ПЕЧЕЙ
Н. М. Ванюшкин, А. В. Семушкин
Разработана физико-математическая модель работы шахтных плавильных печей. На ее основе создана программа расчета основных размеров газовой вагранки для плавки чугуна.
The physical and mathematical model of work of mine melting furnaces is developed. On its basis the program of calculation of the basic sizes of a gas cupola for pig-iron fusion is created
Шахтные печи являются одним из наиболее распространенных плавильных агрегатов для получения литейных сплавов. Основное достоинство таких печей - высокая производительность, низкая себестоимость жидкого металла, простота в эксплуатации и ремонте. При проектировании новой печи необходимо рассчитать основные ее размеры.
Особенностью работы таких печей является то, что теплообмен в шахте происходит в противотоке, когда шихтовые материалы под действием силы тяжести опускаются вниз, а продукты сгорания поднимаются вверх. Куски шихты могут быть из различных материалов, иметь произвольную форму и различные размеры. Кроме того, процесс работы шахтной печи сопровождается химическими реакциями, которые изменяют теплотехнические характеристики тел, участвующих в теплообмене. Поэтому точный аналитический расчет теплообмена в печи практически невозможен.
Для определения основных конструктивных размеров печи проводим приближенный расчет, для чего принимаем ряд допущений [1].
Шихта в шахте располагается не произвольно, а слоями. Плотность теплового потока является одинаковой и равномерной во всех точках слоя dh. Отсюда следует, что температура в этом слое также одинакова. А так как в слое dh отсутствует разность температур, то и передача тепла теплопроводностью между кусками шихты в слое отсутствует.
Передача тепла теплопроводностью в печи происходит только от слоя к слою, когда возникает разность температур, и от шихты к футеровке. Перенос теплоты излучением возможен лишь в нижних слоях шихты, где она достигает высоких температур. Поверхность кусков оплавляется, вызывая излучение. Перенос теплоты излучением происходит также и от футеровки к металлу.
