ZESZYTY NAU K OW E POLITECHNIKI ŚL ĄS KI EJ
Seria: I N FO R MA TY KA z. 7 Nr kol. 809
________ 19 B4
Stanisław KOZIELSKI Zbigniew S ZKA RA DN IK
Instytut Inf ormatyki Czasu R z ec zy wi ste go Politechniki śląskiej
SYSTEM G RO M A D Z E N I A I SELEKCOI DANYCH O W ST RZ ĄSA CH WYSTąPUO ĄC YCH W KO PA LNI AC H W ^G L A KAMIENNEGO
Część I. Str uk tu ra zbior ów danych. Dostęp do z bi or ów
S t r e s z c z e n i e . Praca przedstawia strukturę zb io rów systemu gro- medzenla i selek cj i danych o wstrząsach. Wy b or u st ruktury dokonano w oparc iu o an al iz ę zależno śc i funkcjonalnych m ię dzy atrybutami.
Omów io no również me to dy dostępu do utworz on yc h zbiorów, szczególnę uwagę zw racajęc na indeks ow o- eek we nc yjn ę organiz ac ję zb ioru danych o wstrząsach.
i. w s Tą p
P r ez en to wan y system - nazwany TEK TO NI KA - umożliwia gromad ze ni e oraz przetwarzania wedłu g określ on ych funkcji danych dotycz ąc yc h ws t rz ąsó w w y stępujących w kopalni ac h węgla kamiennego. Dane takie zbierane są w lo
kalnych sy stemach kontroli tąpań za in st alo wa ny ch na pos zczególnych k opa l
niach. Sy s t em y te pr owadzą bieżącą kontrolę stanu naprężeń górotworu 1 umożliwiają ocenę stopnia zagrożenia dla określonych rejonów kopalni. S y stemy kontroli tąpań nie są wyp os aż one w pamięci zewnętrzne, zaś p r zec ho wywane dane dotyczą krótkiego horyzontu czasowego.
Pr e zen to wa ny system urucho mi ony zosta ł na komputerze M E RA 60 w yp o s aż o nym w pamięć zewnętrz ną (na dyskach e l a s t y c z n y c h ) , co umożliwia g ro ma dze nie danych napły wa ją cyc h z wie lu kopalń (do 32). We dług założeń okres prze
chowywania danych wy no si Jeden rok. Charakt ery st yk ę danych pr zedstawiono w punkcie 2 niniej sz ego artykułu.
Główn ym celem op racowanie systemu TEK TO NIK A było stworzenie narzęddi do badań nad powiąz an iam i mi ęd zy powsta wa ni em w s tr z ą s ó w a pro wadzonymi pracami wyd oby wc zy mi, a także położeniem zaburzeń tektonicz ny ch w obs za rze kopalni. Re al izo wa ne w tym celu funkcje omówiono krótko w punkcie 3.
Szerszą c ha r ak te ry sty kę wszystki ch prog ra mó w systemu TEKT ON IK A p rz ed st a
wiono w pr acy ¡3] stanowiącej drugą część niniejszego artykułu.
2. CHA RAK TE RYS TY KA DANYCH GR O MAD ZO NY CH W S YSTEMIE TEK TON IK A
Zbierane dane można po dzielić na dwie zasadnicze grupy:
- dane c h ara kt er yzu ją ce kopalnie, na których zai ns tal ow an o stanowiska po
miarowe do w ykr yw an ia wstrząsów,
- dane chara kte ry zu jąc e poszczególne wstrząsy.
Pierwsza grupa obejmuje dane wzg lęd ni e stałe, rzadko aktualizowane. No
we dane z drugiej grupy napływają natomiast codziennie.
Do danych cha ra kte ry zu jąc yc h kopalnie zaliczamy:
1. Naz wę oraz numer kopalni.
2. Charakterystykę złoża.
3. Obszar kopalni.
4. Opis wyr obisk, a w tym:
- numer wyrobiska,
- datę rozpoczęcia eksploatacji,
- położenie w momencie rozpoczęcia eksploatacji.
- akt ua lny postęp robót.
5. Poł ożenie zaburzeń tektonic zny ch w obszarze kopalni.
6. W sp ółr zę dn ą "z" położenia kopalni (nadkład).
7. Opla stanowisk wyk ry wa nia wstrząsów, a w tym:
- numer stanowiska, - współrz ęd ne stanowiska,
- hodograf pr ędkości dla punktów o podanej odległości, - ws pó łcz yn ni k wagi stanowiska.
Dane ch arakteryzujące w st rz ąs y obejmują:
1. Nazwę kopalni, na której zare je str ow an o wstrząs.
2. Datę i czas wystąp ie nia wstrząsu.
3. Współrzędne (epicentrum) wstrząsu.
4. Energię wstrząsu.
5. Czas trwania wstrząsu.
6. Kolejność stanowisk, które za r ej es tr owa ły ws tr zą s i różnice czasowe wykrycia wstrząsu.
3. CHA RA KT E R YS T YK A FUNKCOI SE LEKCJI DANYCH REAL IZ OW ANY CH W S YS TE MIE TEK
TONIKA
1. Obliczenie sumarycznej liczby w st r zą sów o energ ii zawartej w okreś
lonym przedziale, które w y st ąp iły w zadan ym przedziale czasu na określo
nej kopalni (lub w sz ys tk i ch kopalniach).
2 . Obliczenie sumarycznej liczby wstrząsów, które w y s t ą p i ł y w zadany«
przedziale czasu w zadan ym obszarze. Obszar z ad aw any Jest w postaci sfery
System gr omadzenia i s elekcji danych.. 111
o określonym środku i promieniu. Możl iwe Jest podanie dodatk owy ch ogra
niczeń na energię wstrzęsów.
3. Obllcze.nie sumarycznej liczby wstrzęaów, która wys tę p ił y w zadanym przedziale czasu we wn ęt r z zadanej sfery w o k ó ł ws k az a n eg o wyrobiska.
Możliwe Jest podanie dodat ko wyc h o gra ni cz eń na energię wstrzęaów.
4. Obliczenie sumarycznej liczby wstrzęaów, które wyst ęp iły w zadanym przedziale czasu w e wn ęt rz sfery w o k ó ł w s ka z an e g o zaburzenia tektonicznego.
Możliwe Jest podanie dod atkowych ograniczeń na energię wstrzęsów.
5. Określ eni e w tabelarycznej postaci zależnoś ci między liczbę w s tr z ę
sów, które wy s tę p i ł y we w n ęt r z zadanej sfery w o kó ł w sk az an e g o wyro bi sk a a odlsgłościę tego wy ro bi ska od wsk az a ne g o zaburzen ia tektonicznego.
4. WYBÓR STR UKT URY Z BI O RÓ W
Rozdz ie len ie danyc h na zbiory i określ en ie o rga ni za cji rekordów oparte sę zazwyczaj na intuicji 1 dośw ia dc zen iu projektanta. Propozycje me t o
dycznego podejścia do tego zagadn ie ni a zwi ęz ane sę z rozwojem badań nad relacyjnymi bazami danych. Szere g ws k az a ń w tym za kresie przedsta wio no między innymi w podręczn ikach [l. 2] •
Problem rozdziału danych na zbior y w omawianym systemie Jest s t os un ko wo prosty i można poprzestać na intuicyjnej kl asy fikacji danych. Propon o
wane rozwięzanie uzasadn im y jednak sz ki cujęc główne etapy podejścia przed
stawionego w pracy [i] .
Podkreś lm y na wstępie, że będęce do dyspozycji - przy realizacji om a wianego systemu - proste Jedynie środki programowe (dostęp do zb io rów z poziomu Języka FORTRAN) sugerowały tworzenie nie zależnych zb io ró w o J e d nolitej, w ramach da nego zbioru, budowie rekordów. Taka budowa zbiorów odpowiada więc relacjom w strukturze relacyjnych baz danych. Dla baz y da
nych tego typu wy bór struktury zbioró w powinien ułatwiać realizację zadań użytkowych (typowych op eracji wyszu ki wan ia danych) z jednej strony, z drugiej zaś powinien zabe zp iec za ć przed redundancję danyc h szkodllwę z uwagi na dodatkowo zajmowanę pamięć oraz kłopot y z aktua li zac ję zbiorów.
Prz ea nalizujemy te wym agania na kon kretnych przykładach, odwółujęc się do wyb ranych funkcji selekcji danych omówionych w poprzednim punkcie. Z a uważmy mianowicie, że dla zrealizo wan ia trzeciej z w y mi en io nyc h funkcji (obliczenie liczby w st r z ę s ó w w okó ł wsk az an e g o wyrobiska) najwygodniej by
łoby dysponować zbiorem danych o następujęcej organi za cj i rekordu (rys.i):
N azw a D a ta . Epicen E n e r g ia Num er ¿ a t a ł f e a t ę p kopalni.
■.czas tru m
wstactsu
w yro rozpoczęcia potaąUtoM e wystąp.
wstrząsa
wstrząsu b is k a e k s p lo a ta c ji W yrobiska r o b ó t
Rys. 1. Z es t a w danyc h dla realizacji funkcji nr 3
Dla upr os zczenia pr zyjęto w tym przykładzie, że czas wy st ąp ien ia wstrzę- su, epicent ru m w st rz ąs u i położenie poczętkowe sę danymi at omowymi (ele
mentarnymi). Rozpa tr ze nie poszcze gó lny ch składowych tych w i el ko ści nie zmienia ogó lności rozważań.
R o zw aż my z kolei ch ara kt er zwi ęzk ów m ię d z y danymi w tym rekordzie.
Przyjmijmy założenie, że na danej kopalni w danej chwili (określonej z do kł adności? do 1 sekundy) możns za r eje st ro wać tylko Jeden wstrzęs. Może
my w t e d y powiedzieć, że nazwa kopalni i czas w ys tąp ie ni a w st rz ąs u Jedno
znacznie identyfikuję wstrząs, z czego wynika, że epicentrum i energie w s tr zą su są od tych danych fu nkcjonalnie zależne ( [l] ).
Podobnie data rozpoczęcia eksploatacji, położenie początkowe wyrobiska i postęp robót są funkcjonalnie zależne od pary danych: nazwa kopalni i numer wyrobiska.
Om ó wio ne związki ilustruje rys. 2.
( f
l
Rys. 2. Ilustr acj a zwi ąz ków między danymi z rys. 1
Kluczem głównym tego rekordu, tzn. zes ta wem at ryb ut ów Jednozna czn ie i- d e nt y fi kuj ęc ym cały rekord są atrybuty: nazwa kopalni, data i czas wy
stąpienia wstrząsu oraz numer wyrobiska. Ilustracja związków między dany
mi w rozważanym rekordzie (rys. 2) pokazuje natychmiast, że at rybuty nie- kluczowe nie są w pełni funkcjonalnie zależne ( Ql] ) od klucza głównego.
Są one tylko zależne od pewnych składowych tego klucza. Ze sta w atrybutów p r ze ds ta wio ny na rys. i nie tworzy więc relacji w tzw. trzeciej postaci normBlnaJ ( [i] ) i nie powinno się tworzyć zb ioru o takiej organi zac ji re
kordu. Konsekwencją próby utworzenia byłaby - łatwo wido czn a - ogromna redundancja danych oraz kłopoty przy w pr ow adz an iu danych i aktualizacji rekordów.
Zgod ni e z zasadami nor ma lizacji relacji w miejsce p r ze d sta wio ne go dla przykładu zbioru z rys. 1 na leż a ł ob y utworzyć dwa zb iory o organizacji rekordów zilustrowanej na rys. 3.
Zbior y takie stanowią relacje w trzeciej postaci normalnej, tzn. atry
buty nleklu cz ow e tych relacji są ni a t ra nz yty wn ie i w pełni funkcjonalnie zależne od kluczy głównych.
System g ro madzenia 1 selekcji danych. 113
N a z w a Icopalni.
D a t a i czas
w strząsu
Eptcen - tn im Wstrząsu
E n e rg ia W strząsu
N a z w a N u m e r D a t a 9 o Ł o że n ie k o p a ln i w yrobiska ro zp o c z ę
c ia ekspl.
początkowe wyrobiska
Postęp ro b ó t
Rys. 3. Organi za cj a rekordów dla danych z rys. 1
T
'VaUx. raz\ Z ’feŁożent«\ / p0vtfp\
i _______________
i _____________________________
Rys. 4. Ze st a w danych dla realizacji funkcji 5; ilustracja zwię zkó w m ię dzy danymi
Proces wyboru organ iza cj i rekordów w zbiorach, zil us tr o w an y rysunkami 1, 2, 3, po wtórzyć można również dla innych funkcji selekcji danych. W skróconym ujęciu pr z eds ta wi my to Jeszcze dla funkcji 5 (określenie za l e ż ności m ię d zy liczbę ws t rz ę s ów wo kół wyr obi sk a a od ległośclę tego wy r o b i s ka od zaburz eni a tektonicznego). Dla zreal iz ow ani a tej funkcji na jwy g od niej byłob y dy sp ono wa ć zbior em danych o organi za cj i rekordu prz ed st a w io nej na rys. 4, Na rysunku tym przedstaw io no równocześnie zwięzki międz y danymi tworzęcymi ten rekord.
Zgodnie z poprzednio prz ed stawionymi uwagami z es taw at rybutów p rz ed
stawiony na rys. 4 nie tworzy relacji w trzeciej postaci normalnej 1 w zbiorze o takiej or ganizacji wst ęp i ła b y bardzo duża redundancja danych.
Wady tej uniknęć można przez utworzenie trzech ni eza leżnych zbiorów. Dwa z nich mi ał yb y or ganizację rekordów identycznę Jak na rys. 3. Kon ieczność utworzenia trzeciego zbioru wy nika stęd, że atrybut "położenie zaburzen ia tektonicznego" (rys. 4) Jest w pełni fu nkcjonalnie za le żny od atrybutu
“nazwa kopalni". Tak więc or ganizacja rekordu dla tego trz eciego zbioru obejmowałaby tylko dwa wy mi eni on e wyżej atr yb uty (rys. 5).
Ń ózuaTN Æ a t â T c ïô s \ /É p ü ïIT T s. / f t t o t ê ï I ê N
k o p a t n l) U ji jjt . w s t r z . I [tn im Wil If w striĄ tuM z a b u r s e n l o ï ï wyrobisln)
‘ i ---^ I
Pełnę charak te rys ty kę powięzań między danymi przedstaw io no na rys, 6. t/prowa
dzone na tym rysunku podwójne strzałki oznaczaję z al eżn oś ci typu "Jeden do wie-
danych z rys. 4 odpowiada schematowi kanonicznemu danycl H a z w a Potoienl e
kopalni Zaburzenia.
tektonicz.
Rys. ó. Scheaat kanonicz ny dla danych
( ¡2j }. Na rysunku 6 " p r o w ad z o no a tr yb ut “nu m e r kopalni". Dla zaoszczędze
nia miejsca w zbiorach systemu TS K TO t l K A przyjęto bowiem, i a każdej naz
wie kopalni prz yp o rz ą d ko w an y zosta ni e w spoeób Jed no zn a c zn y nuear. Dla u- Zytkowrika ze wn ętr zn eg o kopalnie ide ntyfikowane będę przez nazwy, nato
miast progr am y wys zu ki w an i # i ak tu al iza cj i danych będę ko rzy s t ał y z nume
rów kopalń. Oba atrybuty "nazwa kopalni" i “nuaen kopalni" sę więc klu
czami kandydujęcywi, przy czy n "nuasr kopalni" - za względ u na organiza
cję dostępu do zbiorów - jsat kluczsa główny».
System gromadzenia i selekcji danych. 115
K O P A L N IE
Numer kopo.1-
ni
Nazwa 'kopal
ni.
Cb-ka zko i a
O bszar kop al
n i
d o ło ż ą n ie z a b u rz ., te k to n ic z .
N a d k k a d
W Y R O B IS K A
N u m e r k o p a l
n i
Num er wyro
bis k a .
t t a t a r o z p o c z ę c ia . e k a p L o a t .
■Pokoże-nie poczcytkowe w y r o b is k a
f b s t f p r o b ó t
S T A N O W I5 K A
N u m e r k o p a l
n i
Numer Stano
w is k a
Wspókrz, Stanowiska
H o d o g r a f prędkości
W spółczyn
n ik w a g i
W S T R Z Ą S Y
N u m e r l a t a E p ic e n E n e rg ia C z a s Kolejność e ta n ó w . k o p a l- i c z a s t r u m w strz. t r w a n ia i ró ż n ic e czasow e
n i wyst.w st. w s t r z . W ö tfZ.
Rys. 7. Og ól n y schemat or ga ni zac ji rekordów w zbiorach systemu TEKTONIK/,
Przejście od schematu kanon ic zne go do organi za cji reko rd ów Jest w przedstawionym prz ypadku bardzo proste. Zgod nie z przedst aw io nym i p opr ze
dnio uwag ami na temat trzeciej posta ci n o r m a l n e j , odrębne rekordy tw orzo
ne będę z danych pozo sta ję cyc h w pełnej zależn oś ci funkcjonalnej od w y różnionego klucza, tj. pewnego atrybutu lub zestawu kilku atrybutów. Klu
cze złożon e utworzone zostanę w omawianym przypadku z at ryb ut ów pozos ta jęcych w za leż no ści "Jeden do w i e l u ”. Tak więc numer kopalni będzie sta
nowił w je dny m rekordzie samodzielny klucz, w poz ostałych zaś we jdz ie w skład kluczy złożonych. Uzyskanę w ten sposób organlzscję rekordów przed
stawia rys. 7. Na rysunku tym zaznacz on o również nszwy ws zy st kic h czte
rech z bi oró w danych wy k o rz ys tyw an yc h w systemie TEKTONIKA.
5. UST ALENIE M E T O D DOSTĘP U DO Z B IOR ÓW
Wszystkie przedstaw io ne w poprzednim punkcie z bi or y zawlereję rekordy o stałej dług oś ci i sę umies zc zon e w pamięci dyskowej (na dyskach ela s
tycznych). Ietnie jęc e oprogra mow an ie systemu ME RA 60 umożliwia bez pośred
ni dostęp do rekor dó w zbiorów, tzn. dostęp przez numer rekordu w zbiorze.
Ustalenie numeru rekordu Jest Jedna k sprawę in dy widuelnę dla każdego zb i o
ru, roz patrzymy Je więc kolejno:
Zbiór KOPALNIE
W zbiorze tym z a re ze rw owa no miejsce na 32 rekordy. Pon ie waż w rekor
dzie tego zbioru istnieję dwa klucze kandydujęce: numer i nazwa kopalni, więc sposób wy sz uka ni a od powiedniego rekordu zależy od informacji, którę dysponuje program pytajęcy:
a) Jeśli pytanie pochodzi od użytkownika zewnętrznego, dy spo nu ję c e go naz
wę kopalni, odszukiwanie rekordu odbywa się w sposób sekwencyjny, b) Jeśli pytanie pochodzi od pro gr amó w operujących już na innych zbiorach
1 znany Jest numer kopalni - następuje b ez poś re dn i odczyt rekordu we
dług numer u kopalni.
Zbiór WY R O BIS KA
Z b ió r ten może pomieścić rekordy opisujące 30 wy r ob i s k na każdej ko
palni, tzn. sumaryczna objętość zbioru wy no si 32 x 30 ■ 960 rekordów. Klu
czem rekordu w tym zbiorze Jest para atr yb utó w (numer kopalni, num er wy
robiska). Dostęp do zbioru Jest dost ępe m bezpośrednim, przy czym numer rekordu ob li c z an y joat z zależności
nr rekordu =■ (nr kopalni - l) x 30 + nr wyrobiska.
zbiór ST AN OWI SK A
W zbiorze tym można um ieścić po 8 opisów st an owisk wyk ry wa n ia wstrzą
sów dla każdej kopalni, tzn. objętość zbioru wynosi 32 x 8 • 256 rekordów.
Kluczem rekordu w tym zbiorze Jest para at rybutów (numer kopalni, numer stanowiska). Tsk jak dle poprz ed ni ego zbioru istnieje b ezp ośr ed ni dostęp do rekordów, przy czym numer rekordu obl ic zan y Jest następująco:
nr rekordu = (nr kopelni - l) x 8 + nr stanowiska.
Dak wy nika z p rze ds ta wio ne go wyżej opisu liczba danych charakteryzujących kopalnio Jest z góry określona, a wię c objętość zb i or ó w KOPALNIE, WYRO
BISKA 1 ST AN OW I S KA Jeat stała, co umożliwiło realizację dostępu do rekor
dów w bardzo prosty, o pi sa ny wyżej sposób. Zupe łn ie inaczej wyglą da pro
ces gr omadzenia danych o wstrząsach. Z tego wz gl ędu opis dost ępu do zbio
ru W ST RZ ĄS Y p rz e dst awi on y zostanie w odrę bn ym rozdziale.
6. DOSTĘP DO Z BI O RU WSTR ZĄ SY
Zbiór W ST RZ ĄSY Jeat n aj wię ks zy m zbiore m danych w sys te mie TEKTONIKA.
Szacuje się, że dana do ty cz ąc e Jedne go roku (mniej więcej kilkadziesiąt tysięcy wstrzęsów) będą zajm ow ał y ob jętość kilku lub kilkuna stu dyskietek.
Z tego wz gl ędu or ganizacja dostę pu do rekordów tego zbioru ma fundamen
talne znaczenia dla efe kt ywności funkcji związan yc h z se lekcją i dostępem do danyc h o wstrząsach. Pon iew aż sekwen cy jna metoda pr ze szu kiw an ia zbioru
System gromadzenia 1 selekcji danych 117
była nie do przyjęcia ze wzglę du na dł ugi (rz^du kilkunastu minut) . czas przeszukiwania zbioru, z de cyd ow an o się na z a st os ow ani e me cha ni zm ó w przy- spleszajęcych przeszukiwanie. Z uwagi na to, Ze zbiór W S TR Z Ą S Y Jest prze szukiwany ze wz g l ęd u na:
- czas w y s t ę p i en i a wstrzęsu, - energię wst rzęsu,
- miejsce wy s t ęp i en i a wstrzęsu,
zaproponowano metodę pr zy ep ies za ję cę pr z es zu kiw an ie ze w z glę du na pi er
wsze oraz w niektóry ch przypa dk ac h ( H ) takie drugi e i trzecie kryterium.
Zas tosowano z m od yf ik owa ne i n de k so wo -s ekw en cy jnę organiz ac ję dostępu do zbioru. Ab y Ję umo żliwić wp ro wa d z on e zost ało o dp owi ed ni e uporzęd kow ani e zbioru W ST R Z Ą S Y (rys. 8) oraz d o da t ko w y zbiór o charak ter ze skorowidza
D a t a Num er C za s Hnne polo. r e k o r d u w y s tą p ie n ia kopalni wystąpienia.
26. X . 82. 1 00 : 0 3 -A8 . . . 2 6 . X. 8 2 -1 0 0 : 3 2 '-\Z 2 6 . X. 8 2 i 0 2 H 2 : 59 . . . 2 6 . Ÿ . 8 2 ■i 2 3 : 5 7 : 2 2 . . . 2 6 . X . 8 2 2 OO; 2 9 : 0 6
. : ;
2 6 . X . 8 2 3 2 0Q.*01 : 0 3 . .
2 7 . X . 8 2 -1 0 1 M 7 H 5 * * * * *
2 7 - X . 8 2 3 0 3 : 3 1 • • •
Rys. 8. S pos ób up o r zęd ko wa nia zbior u WS T RZ Ą SY
zwany DATOWNIKIEM. W zbiorze tym kolejne rekordy p r zyp or zę dko wan e sę ko
lejnym dniom w roku, zaś w polach rekordów umies zcz on e sę a d re s y poczęt- kowe grup rekor dó w do ty czę cyc h ws t rz ęs ów na określ on yc h kopalniach. Do stęp do p ier ws ze go ws tr z ę su w danym dniu na danej kopalni odbywo się w
oarclu o metod ę lndeksowę (poprzez zbiór D A T O W N I K ) , natomiast do stęp do zostałych rekordów tej gr upy odbywa się w sposób sekwencyjny. Ab y us- -'■¡iwnić prze sz uki wa ni e zbioru WS T RZ Ą SY ze wz gl ędu na energię ws zys tki e
D a t a N r Ł ą c zn ik k o p a ln i energii
Rys. 9. Koncepcja w ys zu ki wan ia w s t r z ą só w wedł ug dat, numer ów kopalń oraz energii
D T ID
...
A l...
M > 2 0 E 2 - E 3 E 4Rys. 10. Organiz ac ja rekordu w zbiorze DA TOWNIK
wstrząsy podziel one zosta ły na klasy (zdeterminowane granicznymi, arbi
tralnie wyb ran ym i wi elk o ś ci a m i energii), następnie zaś w ramach danej kla
sy połęczone z os ta ły w listy. Dla ułatwienia przeglądania tych list od określonej daty, w każdym rekordzie zbioru D AT OW NI K um ie szc zon e sę odsy
łacze w sk azu ją ce najbliższe w s tr z ąs y należące do danych klas. Sp os ó b wy
szu ki wa n i a w st r zą sów wedłu g daty, energii 1 numeru kopalni przedstawia rysunek 9. St rukturę rekordu zbioru DATOW NI K przedst aw ia r y s. 10. Poszcze
gólne pola tego rekordu zawierają;
System gromadzenie i s elekcji dsnych,. 119
DT - Datę.
ID - Identyfik at or dyskietki. Ujemna zaw ar to ść tego pola o z n a c z a , że część danych z danego dnia mieśc i się na następnej dyskietce. W tym przy
padku moduł tej za wa rt o ś ci wsk azu je Identyfi ka tor następnej dy sk ie t
ki.
Ai - Ad re s poczętku danych (wstrzęeów) dla danego dnia dla kopalni o nu merze ”1 “ (i » 1,...,32). Ujemna za war to ść tego pola oznacza brak ws t rz ę8 Ów w danym dniu dla danej kopalni. W tym pr zy padku moduł tej zawart oś ci wska zu je adres na jbl iższego rekordu zawi er aj ęce go dane o wstrząsach.
- Adres pierwszego rekordu opis.J ąc ego wstrz ęs o ener gii należącej do k-tego przedziału (k = 1,2,3,4). Za wa rto ść zerowa tego pola oznacza koniec listy połączonej. Oeśli we ws kaz a ny m rekordzie nie ma ws t r z ą su należącego do klasy k-tej , należy go szukać pod tym adresem na następnej (następnych) dyskietce.
Kilka słów omówienia wy maga Jeszcze or ganizacja dost ępu do danych w zbiorze OATOWNIK. Wy zn acz en ie numeru rekordu w zbiorze DATOWNIK odbywa się przy wyko rz yst an iu zależności:
nr rekordu = tablica (miesiąc) + dzień,
gdzie “tablica" zawiera w kolejnych komórkach liczbę dni. Jaka upłynęła od początku roku aż do pierwszego dnis wsk az an e g o miesiąca. W systemie tym dla lutego przyjmuje się 29 dni. Po nieważ zbiór DATO WN IK obejmuje tyl
ko Jeden rok 1 w y l i cz a ny numer rekordu nie zależy od roku, ka żdorazowo sprawdza się, czy dane w zbiorze DA TOWNIK obejmują za da ny okres.
Podsumowując, należy stwierdzić, że wybran a organizacja doatępu do da
nych zapewnia szybkie dotarcie do początku badanego obszaru wstrząsów, choć okupione to zostało od powiednią zło żonością op ro gramowania oraz tru
dnościami przy aktu ali za cj i zbior u położo ne go na wielu dyskietkach.
7. UWAGI KOŃCOWE
W poprzednich punktach niniejszej pracy pr zedstawiono przyjętą do rea
lizacji postać zbiorów oraz metody dostępu do nich. Na zakońc ze nie p rz ed
stawimy kilka uwag dotyc zą cyc h moż liwych al te rnatywnych rozwiązań w za kresie dostępu do zbiorów.
Pierwsza uwaga związana Jest ze zbiorami WY R O BIS KA 1 STANOWISKA. Z a ł o żona objętość tych zbio ró w Jest dość duża, natomiast ich wypełn ie nie Jak pokazują pierwsze dośw ia dcz en ia - Jest niewielkie. Rezygnując z bez pośredniego dostępu do tych zbiorów, można by ich ob jętość kilkakrotnie zmniejszyć, nie uszczuplając pr aktycznie możliwoś ci systemu. Do nowo u t wo rzonych zbio ró w n ale ża ło by zor ga nizować dostęp przy użyciu funkcji mie
szającej lub po prostu poprzez sekwencyjne pr ze glądanie rekordów.
Kolejne uwagi dotyczą zalet i wad in d ek so wo - sekwencyjnej metody dostę
pu do zbioru W S T R ZĄ SY z za st os ow a ni em zbioru DATOWNIK. Niewątpliwą zaletą p rzyjętego rozwiązania jest bardzo duża szybkość dostępu do rekordów mie
s zczących dane o wstrząsach. Wł as n o ś ć ta Jest bardzo ważns z uwagi na bardzo dużą objętość zbioru WSTRZĄSY. Wadą pr zy j ęt eg o rozwiązania okazał się w praktyce bardzo w o l n y i złoż on y proces akt ua l iz ac ji zbioru DATOWNIK przy w p ro w ad za ni u nowych danych do zbioru WSTRZĄSY, Pewnym ograniczeniem systemu Jest również r o czny horyzont przy d ostępie do danych o wstrzą
sach. Celowe w ydaje się wię c rozważenie innych m ożliwości dostępu do zbio
ru WSTRZĄSY:
a) W związku z uporząd k ow an ie m zbioru W S T R Z Ą S Y b y ło by możli we zastosowa
nie me tody p odziału połówkowego. Metoda ta z nacznie zm ni e j s z a ł a b y szyb
kość odszukania rekordu, ale d zięki swej prostocie nie w y m a g a ł a b y żad
nych do datkowych czynności przy wpr ow ad z an iu danych do zbioru WSTRZĄSY, b) Druga propozycja w n iewielkim tylko stopniu modyfi k uj e przyjęte roz
wiązanie. Możliwe byłoby mianowicie utworzenie na każdej dyskietce za
wierającej dane o ws t rz ą s a c h fragmentu zbioru DAT O WN IK dotycz ąc e go re
kordów umieszcz on yc h na tym dysku.
Z aletą tego rozwiązania byłoby w y e l i mi no wa n ie ograniczenia horyzontu c za sowego przy d ostępie do da nych o wstrząsach. Ponadto skróceniu uległby czas a kt ua lizacji zbioru DAT O WN IK (dokładniej fragmentu tego zbioru ist
n ie jącego na danej dyskietce) przy w p ro wa d za ni u nowych danych do zbioru WSTRZĄSY. Procedura a k t u al iz ac j i z o s t ał a by przy tym znacznie uproszczona.
Wadą takiego rozwiązania byłaby natomiast ko m plikacja algory t mó w se
lekcji danych w przypadku, kiedy selekcja o b e j mo wa ła b y dane rozłożone na kilku dyskietkach. Pewnym u t r ud ni e ni em by łaby rów ni eż zmie nn a w i e l ko ść DA
T OW NI KA na dyskietce uzależniona od ilości dat, których dotyczą wstrząsy na tej dyskietce.
I lo ściowe oszacowanie w ł a s n o ś c i przed st aw i on yc h propozycji rozwiązań a ltern at y wn yc h są trudne (z w y j ą tk ie m m e t od y podziału połówkowego). Peł
nej oceny ich u ży te czności w p r z e d s ta w io ny m systemie można by dokonać prak
tycznie tylko po zrea li zo w an iu odp ow ie d ni ch w e r s j i programów.
L ITERATURA
W Date C . 3 . : W p r ow ad ze n ie do baz danych. WNT, Wa rs za w a 1981.
[2] Marti n 3. : Co m pu te r Data - Bsse O r g a n i z a t i o n , Prentlce - Hall, 1977.
{3] Biesiada H. , K ucharczyk D. , P et rykowski W. , S ta rz e w s k a - K a r w a n E. : Sy
stem gr omadzenia
1
selekcji danych o w st rz ą s a c h w y s t ę pu ją cy c h w kopalniach węgla kamiennego. Część II. Programy użytkowe systemu. Zeszy
ty Naukowe Politechniki Śląskiej, serii Informatyka z.7, Gliwice 1984.
R ecenzent: Doc. dr hab. inż. S t a n i s ł a w Cierpisz
W p ł y n ę ł o do Redakcji: 26.04 . 19 84 r.
System g r omadzenia i selekcji danych. 121
CHCTEMA CBOPA II CEJIBKIfffl ftVHHUX 0 IOJIHKAX BUClyilAKSIIHX B MAXI A X KAM EHKOrC O T .
Maczi. X. OipyKTypa iiaftnoB. MeioxH flociyna
k(JaftjiaM.
P e 3 x) m e
B
craTbe npeflcTauaeHa cipyxTypa $aftjiOB
c a c r e u ucCopa h cejieKunn «aHHbix o ropHHX ToxxKax.
Bu6opcipyKiypH $a«aoB ocynecTBJieH Ha ocHOBaHHH aHajiH3a
$yH-Ki(HOHajibHbDc saBHCHMocsieit Mexfly aipHdyrajJH. ripencraBjieHH tarose MeioflH ^o- cryna k co3flaHUM tjaiizau, oCpamaa ocoSuoe BKHMamte Ha HHneKCHo-noczeflOBaiejib- Hy» opraHH3airmo $aitjia c flaHHHMH o ropHHX Toxxxax.
DATA A C Q U I S I T I O N A N D SE LE CT I ON S Y S T E M CO NCERNED WITH CRUMPS IN COAL - MINES
Part I. Data files o rg anization and access methods
S u m m a r y
This paper presents files o rg an ization in data a cq uisition and s e le c
tion system. Scheme of files has been made basing on an analysis of func
tional dependencies among files attributes. The access methods to d e s i g ned files are presented too, e sp e ci al ly the indexed - sequential access method to file of data concerned with crumps.
