IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

Целью статьи является анализ предметной области по направлению legacy application- программный комплекс «MD-Slag-Melt».

Программный комплекс «MD-Slag-Melt» обеспечивает реализацию комплексных компьютерных экспериментов для моделей многокомпонентных шлаковых расплавов с большим числом частиц (10⁴ – 10⁵ частиц). В рамках единой интегрированной среды распределенного программного комплекса реализуются компьютерное моделирование квантово-химическим, молекулярно-динамическим и статистико-геометрическим методом на основе комплексной модели многочастичной системы с сильным взаимодействием [1].

Основным методом исследования является метод молекулярной динамики, суть которого состоит в численном интегрировании уравнений движения по фазовым траекториям [2]. Задачи, которые решает данный программный комплекс, являются актуальными в области физической химии и технологии неорганических материалов, так как результаты проводимых в системе экспериментов используются при создании новых металлических материалов с заранее заданными свойствами [3].

Один из основных компонентов это сервер реляционной базы данных PostgreSQL, обеспечивающий хранение данных [4]. Однако, в связи с быстрым развитием сетевых информационных технологий, требуется модернизация структур хранения данных ресурса.

В магистерской диссертации автора статьи поставлена задача разработки модели объектно-реляционного отображения, которое позволяет избавить пользователя от написания SQL-запросов.

Для решения этой задачи необходимо описать существующую схему базы данных программного комплекса «MD-SLAG-MELT». Полученные результаты приведены в статье.

Инфологическая модель или модель сущность-связь обеспечивает семантическое описание предметной области, понятное как заказчику, так и разработчику. Основными конструктивными элементами инфологических моделей являются сущности, связи между ними и их свойства (атрибуты).

Часто на такой модели отображаются только имена сущностей, не указывая их атрибутов.

Программный комплекс представляет собой совокупность подсистем, содержащих большое количество программных модулей. Основная подсистема – подсистема молекулярно-динамического моделирования. На рис. 1 представлена инфологическая модель предметной области, связанной с молекулярно-динамическим моделированием в программном комплексе «MD-SLAG-MELT».

Рис. 1 – Инфологическая модель подсистемы молекулярно-динамического моделирования

Сущность matmodel имеет связь «один-ко-многим» с сущностями ions, tip_mol, fields, phase4_step, test_to_model, potential_params, tmp_ionscomb, а также со всеми сущностями других подсистем. Сущности users и test_tables имеют связь «один-ко-многим» с сущностями matmodel и test_to_model соответственно.

На основе инфологической модели предметной области создается даталогическая модель данных, в данном случае на основе реляционной модели. Эта модель отражает логические связи между отношениями, в которые трансформировались сущности.

На рис. 2 представлена даталогическая модель данных для подсистемы молекулярно-динамического моделирования программного комплекса «MD-SLAG-MELT».

Атрибут id в таблице matmodel является внешним ключом для таблиц ions, tip_mol, fields, phase4_step, test_to_model, potential_params, tmp_ionscomb, а также для всех таблиц схемы results, кроме parameter_values и result_parameters. Атрибуты user_id и table_id являются внешними ключами для таблиц matmodel и test_to_model соответственно.

Рис. 2 – Даталогическая модель базы данных подсистемы МД-моделирования программного комплекса «MD-SLAG-MELT»

Структура существующей БД программного комплекса «MD-SLAG-MELT» состоит из трех схем: public, static, results. На рис. 3 представлены таблицы, которые содержат эти схемы.

В схемах public и static содержится информация, необходимая для вычислений: физические константы, химические свойства элементов, свойства атомов (атомная масса, название, символ, радиус) и т. д.

В схеме results хранятся данные, полученные в результате расчетов: термодинамические характеристики системы, расположение частиц, силы их взаимодействия, энергия системы (полная, потенциальная, кинетическая) и т.д.

Рис. 3 – Физическая модель базы данных программного комплекса «MD-SLAG-MELT»

В статье описаны результаты исследования структуры программного комплекса «MD-SLAG-MELT». Рассмотрены инфологическая, даталогическая модели подсистемы МД-моделирования и физическая модель базы данных программного комплекса «MD-SLAG-MELT» в целом.

Список использованной литературы:

1. Воронова Л.И., Тетерин С.А. «Особенности разработки базы данных для информационно-исследовательской системы "Slag-Melt"».-Сб. научн. трудов аспирантов и соискателей Курганского Государственного университета, VI выпуск "Естественные, технические и экономические науки", Курган: Изд-во Курганского гос. ун-та, 2004, с.14-16

2. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Рыжов Н.А. «Молекулярно-динамическое моделирование конденсированных систем с сильным взаимодействием в программном комплексе с удаленным взаимодействием»

3. Воронова Л.И., Рыжов Н.А., Тетерин С.А., Середа Д.В. Использование XML для интеграции приложений и реляционных СУБД / Сб. научн. трудов «Математическое моделирование: естественно-научные, технические и гуманитарные приложения». СПб: ЛГУ им. А.С. Пушкина, 2004, с.117-119

4. Воронова Л.И., Григорьева М.А., Воронов В.И., Трунов А.С. Программный комплекс «MD-Slag-Melt» информационно исследовательской системы «Шлаковые расплавы» версии 10.0 /Москва: РГГУ, 2012

Код для цитирования: Скопировать