Поле связанных структур

Единая страна

Поле связанных структур

Поле связанных структур

"Поле связанных структур"

1. Введение.

Передо мною стояла задача, вернее две задачи. Первая - автоматизация учёта пользователей корпоративной сети, вторая - учёт соединий, возникающих при подключении клиентов к интернет посредством выделенных линий. По первой задаче необходимо было вести учет пользователей, компъютеров, активного и пассивного сетевого оборудования, принадлежности сотрудников к определённому подразделению, схемы подключений сетевых устройств. По второй - описать используемое клиентом оборудование, описать прохождение подключенного кабеля от абонента через систему распределительных коробок, шкафов, кроса АТС к серверу.

Безусловно, определившись с кругом решаемых проблем для каждой задачи, можно было бы "традиционными" методами решить обе задачи. Тем более, что предметная область, сама по себе, не вызывает никаких сложностей. Но, именно "традиционность" ме??я и смутила. В последнее время, я стараюсь хоть что-то привносить нового в свой процесс проектирования и программирования. Монотонность и обыденность надоела.

Уже несколько месяцев, а может и лет, в голове бродила идея, к воплощению которой меня подтолкнули эти две задачи. Сходность представленных задач очевидна. Здесь легко выделяются классы обьектов с определёнными атрибутами. Компьютер, Сотрудник, Подразделение ... - для первой задачи. Клиент, Кабель, Шкаф, Кросс, Панель ... - для второй. Объекты между собой взаимодействуют посредством неких связей. Компъютер -> Сотрудник - компъютер у сотрудника, Сотрудник -> Подразделение - сотрудник в подразделении. В результате связного взаимодействия между объектами, могут появиться новые атрибуты. Описав все объекты и все связи между объектами для каждой конкретной задачи, мы получим некую СВЯЗАННУЮ СТРУКТУРУ. Очевидно, что две рассматриваемые задачи разнятся только количеством Классов, Типами связей, и Атрибутами объектов. А если так, то, возможно построить некую общую модель, для хранения и обработки СВЯЗАННЫХ СТРУКТУР. Безусловно будут и специфические моменты в каждой из представленных задач или в задачах вашего плана, но 80 процентов обработки мы сможем описать универсально.

2. Цель проекта.

Любая программа состоит из данных и алгоритмов по их обработке. Мы определим правила описания Классов, Объектов, Связей, создадим их по этим правилам - это наши данные, и представим программу по вводу, редактированию и визуализации данных СВЯЗАННЫХ СТРУКТУР - это наш алгоритм. Следуя правилам описания, мы получим доступ к данным через интерфейс пользователя, который не будет нуждаться в правке исходного кода при переходе от одной предметной области к другой. Ключевой момент при проектировании новой задачи - определить Объекты, Связи, их Атрибуты, и описать это всё в Базе Данных по определенным ниже правилам. Мы не будем накладывать никаких ограничений на количество и характер связей между объектами. Их будет ровно столько, сколько вы определите как постановщик. Они будут осуществляться между теми объектами, между которыми вы захохоите. Тип связи (1 -> N, M -> N) - любой. Одни и те же связи не обязательно должны присутствовать во всех объектах класса. Мы обеспечим исходный доступ к графу связей с любой вершины - для любого класса.

3. Способ реализации.

Здесь мы опишем как организовать хранение данных в терминах реляционной модели Баз Данных. Определим синтаксические правила для именования классов, объектов, связей между объектами, таблиц, видов.

3.1. Хранение данных в таблицах реляционной структуры БД.

Ядро системы состоит их трех таблиц:

  • class - данные о классах объектов и ссылок
  • object - объекты
  • link - данные о связях между объектами
Table class
Field Comment
id Уникальный идентификатор
mnemo Мнемоническое имя класса
short_name Наименование класса
long_name Расширенное наименование класса
descr Описательная информация справочного характера
attrfields атрибуты и свойства полей класса
properties свойства класса
Table object
Field Comment
id Уникальный идентификатор
class_id Ссылка на id класса
name наименование объекта (значение первого атрибута объекта)
Table link
Field Comment
id Уникальный идентификатор
class_id Ссылка на id класса
left_id id первого объекта связи
right_id id второго объекта связи

Это основные таблицы. Если бы мы работали с объектами, которые имели бы только один атрибут, а связи не имели атрибутов вообще, то этих трёх таблиц было-бы достаточно для реализации усечённой задачи. Но, такое бывает редко. А поэтому вся дополнительная информация об атрибутах объектов хранится в таблицах вида:

Table attr_*
Field Comment
object_id Ссылка на строку из таблицы object
attr1 Ваше наименование первого атрибута объекта
... ...
attrN Ваше наименование энного атрибута объекта

количество таблиц определяется количеством классов объектов.

Вся дополнительная информация об атрибутах связей хранится в таблицах вида:

Table attrl_*
Field Comment
link_id Ссылка на строку из таблицы link
attr1 Ваше наименование первого атрибута ссылки
... ...
attrN Ваше наименование энного атрибута ссылки

количество таблиц определяется количеством классов ссылок имеющих атрибуты.

3.2. Синтаксические правила описаний.

Именование классов объектов (значение поля mnemo таблицы class).

  • Наименование классов объектов не должно содержать символа "_" подчеркивания. Данный символ используется как разделитель в наименованиях классов ссылок.

Именование классов ссылок (значения поля mnemo таблицы class).

  • Наименование классов ссылок должно начинаться с ключевого слова Link_ за которым, через символ "_" подчеркивания идут наименования связанных классов объектов.

3.3. Описание атрибутов классов.

Поле attrfields таблицы class содержит описание атрибутов класса объектов, или атрибутов класса связей. Значение этого поля предстваляем собой список списков, в терминах языка программирование tcl. Для тех кто не сталкивался с данным языком - ничего страшного в этом нет. В двух словах: в списке значение одного поля заключено в фигурные скобки {}. Если значение состоит из одного слова, для простоты фигурные скобки опускаются. К примеру описание "{1 2 3} {1 2 3}" означает, что данные состоят из двух обьектов, которые состоят из трёх полей.

Attrfields состоит из списка, каждый элемент списка - описание одного атрибута класса. Каждое описание атрибута класса, в свою очередь, также состоит из списка с минимумом в 3 поля и максимумом 5 полей.

Подполе поля attrfields таблицы class, описывающее свойства одного атрибута класса
Field Comment
1 наименование поля в терминах БД
2 наименование поля в терминах визуального интерфейса
3 длина поля в терминах визуального интерфейса
4 (необязательно) активность для ввода/не активность для ввода, в терминах визуального интерфейса
5 (необязательно) значением какого поля заполнять текущее поле при неактивности текущего поля

3.4. Описание свойств классов.

Поле properties таблицы class содержит описание свойств класса объектов, или атрибутов класса связей. Значение этого поля предстваляем собой список списков, в терминах языка программирование tcl. Для тех кто не сталкивался с данным языком - ничего страшного в этом нет. В двух словах: в списке значение одного поля заключено в фигурные скобки {}. Если значение состоит из одного слова, для простоты фигурные скобки опускаются. К примеру описание "{1 2 3} {1 2 3}" означает, что данные состоят из двух обьектов, которые состоят из трёх полей.

Properties состоит из списка, каждый элемент списка - описание одного свойства класса. Каждое описание свойствакласса, в свою очередь, также состоит из списка с двумя полями. Первое поле - наименование свойства, второе поле - список значений данного свойства. На данный момент обрабатывается только свойство classictree.

3.4.1. Описание свойства класса обьектов - classictree.

Свойство класса объектов classictree описывается двумя значениями, смысл которых описан в таблице

Значения свойства classictree
Value Comment
0 или 1 начинать вывод с вершины дерева
0 или 1 запретить связи с неоднотипными обьектами для не последней ветки (разрешено только для последней ветки)

Например:
Если вы хотите что бы класс Division выводился в виде дерева (подразделение, подподразделение, ...), чтобы сотрудники были привязаны только к последнему подподразделению, то необходимо установить значение поля properties в {classictree {1 1}}.

4. Толкование на примере.

Рассмотрим применение данного метода для решения задачи автоматизации учёта пользователей корпоративной сети.

4.1. Определение классов объектов и классов связей.

Для начала определим какие классы объектов подлежат учёту, выясним посредством каких связей объекты взаимодействуют между собой, определим атрибуты классов объектов и классов связей.

Допустим, что учёту подлежат следующие классы объектов:

Классы
Наименование Мнемоника Перечень атрибутов объекта
Здания Building
наименованиеname
адресaddress
Компьютеры Computer
наименованиеname
процессорcpu
памятьram
операционная системаos
IP-адреса IP
наименованиеname
ip-адресip
Сети Network
наименованиеname
адресaddress
MAC-адреса MAC
наименованиеname
MAC-адресmac
Сетевое оборудование Network
наименованиеname
количество портовcount_port
типtip
Сотрудники Sot
Фамилия, Имя, Отчествоfio
телефонphone
Подразделения Division
наименованиеname
Email'ы Email
входное имяlogin
e-mailemail
парольpassword

Определим связи между классами объектов и атрибуты связей, при этом, усвоим правило именования связей используя терминологию сверху-вниз, справа-налево.

Связи
Наименование Мнемоника Перечень атрибутов связи
Компьютер в здании Link_Building_Computer
этажfloor
комнатаroom
Сетевое оборудование в здании Link_Building_NetEquipment
этажfloor
комнатаroom
MAC-адрес компьютера Link_Computer_MAC
IP-адрес MAC-адреса Link_MAC_IP
IP-адрес в сети Link_Network_IP
Порт подключения IP-адреса Link_IP_NetEquipment
портport
Порт подключения сетевого оборудования Link_NetEquipment_NetEquipment
порт родителяport_up
порт ребёнкаport_down
Компьютер у сотрудника Link_Computer_Sot
Сотрудник в подразделении Link_Sot_Division
должностьfunction
Подподразделение Link_Division_Division
Email у сотрудника Link_Sot_Email

Данные рассуждения ложатся на представленную ниже блок-схему:

схема связей для примера
Схема к поясняющему примеру

4.2. Ввод данных в таблицу классов.

Следующий этап - ввод данных в таблицу классов.

          + Ввод данных о классах объектов:
      
              insert into class 
                values(1, 'Building', 'Здание', '', '', \
                       '{name Наименование 30} {address Адрес 64}', '');
        
              Поясню смысл значения последнего поля '{name Наименование 30} {address Адрес 64}':
              Это поле описывает два атрибута класса Building:
                Атрибут name с наименованием для пользовательского интерфейса
              'Наименование' имеет визуальную длину 30 символов.
                Атрибут address с наименованием для пользовательского интерфейса 
              'Адрес' имеет визуальную длину 64 символа.
                Имена name и address - это наименование полей в виде (view) который 
              мы будем создавать в следующем параграфе этой статьи.
          
              insert into class 
                values(2, 'Computer', 'Компьютер', '', '', \
                       '{name Наименование 30} {cpu Процессор 20} {ram Память 10} {os ОС 20}', '');
    
              . . .
      
              По образу и подобию вводим все данные о классах объектов.
    
    
          + Ввод данных о классах связей:
    
              insert into class 
                values(500, 'Link_Building_Computer', 'Компьютер в здании', '', '', \
                       '{floor Этаж 2} {room Комната 3}');
              insert into class 
                values(501, 'Link_Building_NetEquipment', 'Сетевое оборудование в здании', '', '', \
                       '{floor Этаж 2} {room Комната 3}');
    
              . . .
      
               По образу и подобию вводим все данные о классах связей.
    

4.3. Создание таблиц атрибутов.

Создаем, где необходимо, таблицы для хранения дополнительных атрибутов объектов. Определим, что наименования этих таблиц будет начинаться с ключевого слова attr_. Суффиксом будет наименование класса.

          + Создание таблиц для классов объектов:
                
              create table attr_computer
              (
                object_id   integer unique not null references object(id),
                cpu         char(20),
                ram         char(10),
                os          char(20)
              );            
    
              . . .
                    
              По образу и подобию создаем прочие таблицы.
    

Создаем, где необходимо, таблицы для хранения дополнительных атрибутов ссылок. Определим, что наименования этих таблиц будет начинаться с ключевого слова attrl_. Суффиксом будут наименования связанных классов.

          + Создание таблиц для классов ссылок:
    
              create table attrl_building_computer
              (
                link_id   integer unique not null references link(id),
                floor     smallint,
                room      char(5)
              );
    
              . . .
            
              По образу и подобию создаем прочие таблицы.
    

4.3. Создание видов.

Теперь необходимо создать виды(view) для доступа к классам объектов и ссылок. Определим, что наименования видов(view) на классы объектов будут начинаться с v_, а на классы связей с vl_. Суффикс наименования видов(view) берем из названия класса.

          + Создание видов для классов объектов:
    
              create view v_computer as 
                select a.id as id, 
                       a.name as name,
                       b.cpu as cpu, 
                       b.ram as ram, 
                       b.os as os
                  from object a, attr_computer b
                  where a.id = b.object_id and
                        a.class_id = (select id from class where mnemo = 'Computer');
    
              . . .
            
              По образу и подобию создаем прочие виды для классов объектов.
    
    
          + Создание видов для классов ссылок:
    
              create view vl_building_computer as 
                select a.id as id, 
                       a.left_id as building_id,
                       a.right_id as computer_id,
                       b.floor as floor,
                       b.room as room
                  from link a, attrl_building_computer b
                  where a.id = b.link_id and
                        a.class_id = (select id from class where mnemo = 'Link_Building_Computer');
    
              . . .
            
              По образу и подобию создаем прочие виды для классов ссылок.
    

5. Программа Krp.

Программу "Krp" реализующую данную концепцию, можно скачать по адресу: http://doro.poltava.ua/prgfree/krp.html


Главная
Программные продукты
Freesource программные продукты
Статьи
Нечто стихотворное
Контакт
GPSMWL - GPS мониторинг для социальных проектов
GPSMTA - GPS трекер / GPS мониторинг для Android
GPSM - программно-аппаратный комплекс GPS мониторинга
MapTour - GPS навигация для Туристов
MapSurfing - просмотрщик географических карт
DGraf - визуализация графов
ViCer - домашняя система видеонаблюдения
FPS - бесплатная система GPS мониторинга
Jeans - Финансово-складской учёт
Cerber - Финансовый учёт игорного зала
Visimap - Визуальная карта
BIB - Картотека книг
2DO - Учёт рабочего времени
Выписка - склад
Расчёт зарплаты
Krp - визуализатор связанных структур
Xboat - проэктировщик малых судов
XSQLite - visualisator DB SQLite
Текстовый редактор XEdJ
Copyright © Эдуард Зозуля
Проверка PR и ТИЦ Яндекс.Метрика