Разработка автоматизированной подсистемы прогнозирования ЧС при пожарах

Введение

     Целью работы является разработка автоматизированной подсистемы прогнозирования ЧС при пожарах.
     Объектом для исследования были выбраны здания учебных заведений.
     Процесс горения, уничтожающий материальные ценности и создающий угрозу жизни и здоровью людей именуется пожаром. Каждые 5 минут в России вспыхивают пожары и ежегодно погибает от пожаров большое количество людей.
     Причинами являются: неисправности в электрических сетях, нарушение мер пожарной безопасности, технологического режима (курение, применение неисправного оборудования,  разведение открытого огня, и т.п.).
     Факторы пожара:
     -  тепловое излучение;
     -  высокая температура;
     -  отравляющее действие дыма (продуктов сгорания: окиси углерода и др);
     -  снижение видимости при задымлении.
Для человека критическими значениями параметров, при длительном воздействии значений  факторов пожара, являются:
     - температура - 70 С;
     - плотность теплового излучения - 1,26 кВт/м2;
     - концентрация окиси углерода - 0,1% объема;
     - видимость в зоне задымления - 6-12 м.
     Одним из основных способов защиты от поражающих факторов чрезвычайных ситуаций является своевременная эвакуация и рассредоточение персонала объектов и населения из опасных районов и зон бедствий.
     Эвакуация - комплекс мероприятий по организованному выводу или вывозу персонала объектов из зон чрезвычайных ситуаций или вероятностей чрезвычайных ситуаций, а также жизнеобеспечение эвакуированных в районе размещения.
     При проектировании зданий и сооружений одной из задач является создание наиболее благоприятных условий для движения человека при возможной чрезвычайной ситуации и обеспечение его безопасности. Показателем эффективности процесса вынужденной эвакуации является время, в течение которого люди могут при необходимости покинуть отдельные помещения и здание в целом.
     Безопасность вынужденной эвакуации достигается в случае, если продолжительность эвакуации людей из отдельных помещений или зданий в целом будет меньше продолжительности пожара, по истечении которой возникают опасные для человека воздействия.
     Кратковременность процесса эвакуации достигается конструктивно-планировочными и организационными решениями, которые нормируются соответствующими СНиПами.
     Согласно нормам эвакуационными выходами считаются дверные проемы, ведущие из помещений непосредственно наружу; в проход или коридор с непосредственным выходом наружу или в лестничную клетку; в лестничную клетку с выходом наружу непосредственно или через вестибюль; в соседние помещения того же этажа, а также обладающие огнестойкостью III степени (не ниже), не содержащие производств, относящихся к категориям пожарной опасности А, Б и В, и имеющие непосредственный выход на лестничную клетку или наружу.
     В соответствии с целью были поставлены следующие задачи:
     - разработать удобный интерфейс для работы с программой;
     - разработать структуру для сбора, обработки и хранения информации; 
     - разработать модуль обеспечивающий сохранение расчетной информации в 
     сетевой базе данных;
     - обеспечить поиск необходимой информации;
     - разработать руководство пользования данной программой.



1.  Характеристика объекта исследования

     К эвакуационным путям относят такие, которые ведут к эвакуационному выходу и обеспечивают безопасное движение в течение определенного времени. Наиболее распространенными путями эвакуации являются проходы, коридоры, фойе и лестницы. Пути сообщения, связанные с механическим приводом (лифты, эскалаторы), не относятся к путям эвакуации, так как всякий механический привод связан с источниками энергии, которые могут при пожаре или аварии выйти из строя.
     Запасными выходами называют такие, которые не используются при нормальном движении, но могут быть использованы в случае необходимости при вынужденной эвакуации. Выявлено, что люди при вынужденной эвакуации обычно пользуются входами, которые ими использовались при нормальном движении. В помещениях с массовым пребыванием людей. Выходы запасные при вынужденной эвакуации в расчет не принимаются.
     Основные параметры, характеризующие процесс эвакуации из зданий и сооружений:
- пропускная способность пути (Q);
- интенсивность движения (q);
- плотность людского потока (D);
- скорость движения людского потока (v);
- длина эвакуационных путей, как горизонтальных, так и наклонных;
- ширина эвакуационных путей.







2. Требования к программному средству

     Цель ставит перед собой основную задачу, заключающуюся в расчетных данных, характеризующих критическую продолжительность пожара в здании.
     Что касается требований, предъявляемым непосредственно к программному средству, то оно должно представлять собой интуитивно понятный и в то же время максимально эффективный программный продукт, который сочетает в себе надежные программные алгоритмы, с простотой, мобильностью и эффективностью интерфейса рабочего места оператора. Работа с данным программным продуктом не должно подразумевать наличие у оператора большого объема знаний, выходящего за рамки знаний рядовых пользователей персональных компьютеров.
     В ходе выполнения программной части разработчик должен учитывать следующие требования: 
     - гибкий интерфейс, который не требует перекомпиляции программы при изменении номенклатуры или параметров, содержащихся в базе данных, следовательно, интерфейс должен изменяться при внесении изменений в базу данных;
     - хранить параметры изделия в базе данных;
     - интерфейс должен быть разработан в расчете на пользователя невысокой квалификации;
     - требования к аппаратным средствам и программному обеспечению, которое требуется для работы программы, должно определятся отраслевыми инструкциями;
     - простота редактирования и добавления записей в базе данных;
     - наличие оптимизации по минимизации машинного времени;
     - наличие справочной системы и руководства для пользователя;
     - контроль ошибок ввода с выводом сообщения о типе ошибки и рекомендацией к устранению;
     - невозможность ввода или расчета для параметров, которые противоречат друг другу или общим требованиям к программному средству;
     - возможность сохранения полученных;
     - возможность просмотра сохраненных результатов;
     - отсутствие возможности внесения изменения в техническом задании;
     - оптимизация интерфейса с точки зрения эргономики;
     - простота в установке и настройке программного средства.
     В зданиях или помещениях с небольшой численностью людей,  плотность может быть более 1 м/чел. Измеряемую плотность длиной пути на одного человека, принято называть линейной и измерять в м/чел. Обозначим линейную плотность Д.
     Более наглядной единицей измерения плотности людских потоков является плотность, отнесенная к единице площади эвакуационного пути и выражаемая в чел/м2. Эта плотность именуется абсолютной. Абсолютная плотность получается путем деления количества людей на площадь занятого ими эвакуационного пути и обозначается Др. Пользуясь такой единицей измерения, определяем пропускную способность эвакуационных выходов и путей. 
     

     Рисунок 1 - Определение длины шага и линейной плотности
     
     Минимальное значение удельной пропускной способности при данной плотности называется удельной пропускной способностью в процессе расчета. Удельная пропускная способность выходов зависит от плотностей людских потоков и отношения ширины людских потоков к ширине выхода, ширины выходов.
     Установленная норма пропускной способности двери шириной до 1,5 м, равная 50 чел./м-мин, а шириной более 1,5 м 60 чел./м-мин.

3. Анализ пожара

     В процессе пожара опасностью для человека являются высокие температуры, снижение концентрации кислорода в воздухе помещений и возможность потери видимости вследствие задымления.
     Время достижения критических температур и концентраций кислорода для человека именуется критической продолжительностью пожара и обозначается как .
     Категории помещений пожарной опасности и степень огнестойкости для различных зданий, классифицируются в соответствии с таблицами 1,2.
     
 Таблица 1 - Категории помещений по пожарной опасности
Категория помещения
Характеристика веществ и материалов, находящихся (обращающихся) в помещении
1
2
А Взрывопожароопасная
Горючие газы, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки не более 28 °С в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные парогазовоздушные смеси, при воспламенении которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа. Вещества и материалы, способные взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом в таком количестве, что расчетное избыточное давление взрыва в помещении превышает 5 кПа
Б
Взрывопожароопасная
Горючие пыли или волокна, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки не более 28 °С в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные пылевоздушные или парогазовоздушные смеси, при воспламенении которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа.
В1В4 Пожароопасная
Горючие и трудногорючие жидкости, твердые горючие и трудногорючие вещества и материалы (в том числе пыли и волокна), вещества и материалы, способные при взаимодействии с водой или друг с другом только гореть, при условии, что помещения, в которых они имеются в наличии или обращаются, не относятся к категориям А и Б.
Г
Негорючие вещества и материалы в горячем, раскаленном или расплавленном состоянии, процесс обработки которых сопровождается выделением лучистого тепла, искр и пламени; горючие газы, жидкости и твердые вещества, которые сжигаются или утилизируются в качестве топлива.
Д
Негорючие вещества и материалы в холодном состоянии.

 Таблица 2 - Степень огнестойкости для различных зданий
Степень огнестойкости
Конструктивные характеристики
I
Здания с несущими и ограждающими конструкциями из естественных или искусственных каменных материалов, бетона или железобетона с применением листовых и плитных негорючих материалов
II
То же. В покрытиях зданий допускается применять незащищенные стальные конструкции
III
Здания с несущими и ограждающими конструкциями из естественных или искусственных каменных материалов, бетона или железобетона. Для перекрытий допускается использование деревянных конструкций, защищенных штукатуркой или трудногорючими листовыми, а также плитными материалами. К элементам покрытий не предъявляются требования по пределам огнестойкости и пределам распространения огня, при этом элементы чердачного покрытия из древесины подвергаются огнезащитной обработке
Ша
Здания преимущественно с каркасной конструктивной схемой. Элементы каркаса – из стальных незащищенных конструкций. Ограждающие конструкции – из стальных профилированных листов или других негорючих листовых материалов с трудногорючим
Утеплителем
Шб
Здания преимущественно одноэтажные с каркасной конструктивной схемой. Элементы каркаса – из цельной или клееной древесины, подвергнутой огнезащитной обработке, обеспечивающей требуемый предел распространения огня. Ограждающие конструкции – из панелей или поэлементной сборки, выполненные с применением древесины или материалов на ее основе. Древесина и другие горючие материалы ограждающих конструкций должны быть подвергнуты огнезащитной обработке или защищены от воздействия огня и высоких температур таким образом, чтобы обеспечить требуемый предел распространения огня.
IV
Здания с несущими и ограждающими конструкциями из цельной или клееной древесины и других горючих или трудногорючих материалов, защищенных от воздействия огня и высоких температур штукатуркой или другими листовыми или плитными материалами. К элементам покрытий не предъявляются требования по пределам огнестойкости и пределам распространения огня, при этом элементы чердачного покрытия из древесины подвергаются огнезащитной обработке
Iva
Здания преимущественно одноэтажные с каркасной конструктивной схемой. Элементы каркаса – из стальных незащищенных конструкций. Ограждающие конструкции – из стальных профилированных листов или других негорючих материалов с горючим утеплителем.
V
Здания, к несущим и ограждающим конструкциям которых не предъявляются требования по пределам огнестойкости и пределам распространения огня
     


4. Проектирование подсистемы

     Следующим этапом проектирования  подсистемы является построение функциональной модели данного модуля. Функциональная часть информационной системы в общем виде представлена на рисунке 2.
     В проектируемой информационной системе выделены следующие функции:
     - функция обработки входной информации;
     - функция расчета критической продолжительности пожара;
     - функция расчета допустимой продолжительности эвакуации;
     - функция сохранения расчетных данных в базе данных.
        

Рисунок 2 - Функциональная модель

Основными компонентами в программе были выбраны ComboBox, Button.		Компонент ComboBox выпадающий список выбора. Содержит список предлагаемых вариантов и дает возможность проконтролировать текущий выбор. В данном случае используется для отображения многострочного текста.
     Компонент Button командная кнопка. Обработчик события OnClick этого компонента обычно используется для реализации некоторой команды.
     Кроме того при построении интерфейса были использованы также не визуальные компоненты, которые осуществляют связь интерфейса с таблицей базы данных.
     Необходимо организовать связь главного модуля программы с базой данных.
     Прежде чем говорить о связи базы данных с интерфейсом, следует остановиться на самом способе создания таблицы базы данных, описании полей данной таблицы и вообще о методе, способе и средствах ее создания. 
     Основу ADO.NET составляют два основных компонента (разумеется, в данном случае речь не идет о компонентах COM): DataSet и Провайдер Данных. 
     Провайдер данных следует из его названия, отвечает за связь приложения с источником данных и манипуляции данными. Основные объекты, входящие в его состав, - это Connection, Command, DataAdapter и DataReader.
     Connection используется для установления соединения с источником данных, а также для управления транзакциями.
      Command позволяет манипулировать данными источника, а также выполнять хранимые процедуры. При этом могут использоваться параметры для передачи данных в обоих направлениях.
     DataAdapter служит связующим звеном между DataSet и источником данных. Он использует Command для выполнения команд SQL как для заполнения DataSet данными, так и для обратной передачи измененных клиентом данных к источнику. Для выполнения этих функций объект имеет 4 метода: SelectCommand, InsertCommand, UpdateCommand и Deletecommand.
     DataReader представляет однонаправленный поток данных от источника только на чтение. Если приложение клиента не модифицирует данные и не требуется произвольная выборка данных, а достаточно их однократного просмотра, то использование DataReader вместо DataSet позволит сохранить ресурсы RAM и CPU, а также поднять быстродействие приложения.
     DataSet можно представить себе как небольшую реляционную базу данных, резидентную в оперативной памяти клиента. В DataSet загружаются данные, после чего соединение с их источником (или источниками, которых в принципе может быть несколько, поскольку в одном экземпляре DataSet могут объединяться данные из нескольких источников) может быть разорвано. Далее клиент в автономном режиме производит обработку данных, при необходимости модифицирует их, после чего снова устанавливается соединение с источником и модифицированные данные передаются обратно. Такая схема работы может оказаться предпочтительной для корпоративных приложений, работающих в глобальных сетях, где поддержание постоянного соединения может повлечь дополнительные накладные расходы.
     DataSet может сохранять свое текущее содержимое в файлах XML, а схему  в виде XML Schema definition language (XSD).
     Рассмотрим вкратце наиболее важные компоненты DataSet, не углубляясь во второстепенные детали.
     DataSet включает две основные коллекции: DataTableCollection и DataRelationCollection.
     DataTableCollection  это коллекция объектов DataTable, каждый из которых представляет одну таблицу отношения и в свою очередь состоит из коллекций:
     DataColumnCollection  представляет все столбцы таблицы. Помимо данных, столбец может включать формулу для динамического расчета своего содержимого.
     DataRowCollection  представляет набор строк таблицы (возможно, пустой). Следует отметить, что хранятся не только текущие значения данных, но и первоначальные, что позволяет выделить измененные данные.
     ConstraintCollection  набор ограничений целостности данных (например, можно задать, допустимо ли для данного столбца значение NULL или должны ли данные быть уникальными).
     Другая коллекция из состава DataSet  это DataRelationCollection, которая служит для навигации по связанному набору таблиц и содержит ограничения ссылочной целостности DataSet. В ней, например, можно задать ограничения, которое не позволит удалить запись главной таблицы, если на нее есть ссылки в подчиненной таблице посредством внешнего ключа, тем самым не допуская появления осиротевших (orphaned) записей.
     Для таблицы нам понадобятся поставщик OleDbDataAdapter и набор данных DataSet. Этот элемент управления ComboBox свяжем с наборами данных через их свойство DataSource. Для ComboBox нужно дополнительно еще связать свойства DisplayMember и ValueMember с соответствующими полями (ID).
     При выборе пользователем элемента списка значение ID будет передаваться как параметр в команду поставщика данных, связанного с таблицей, который загрузит из БД в набор нужные записи для отображения их в других ComboBox. Если пользователь редактировал данные в ComboBox, то при смене записи в другом ComboBox эти данные нужно сохранить в базу данных. Для этого нужно создать соответствующую SQL-команду для поставщика. 
      Необходимо добавить к решению командой Add/New Project новый проект типа Windows Forms Application с именем MainForm.


5. Реализация

     Разработанное программное средство представляет собой следующую архитектуру:
     - главная форма;
     
     
     Рисунок 3 - Главная форма
     
     - имя компонента LabeledEdit/ класс компонента TLabeledEdit, 
     (содержит ввод текста в одну строку);
     - имя компонента Button / класс компонента Tbutton, (кнопка).
     В целом окно с полученными результатами имеет вид в соответствии с рисунком 4.
     
       
Рисунок 4 - Окно полученных результатов 
     
     Компонент Button командная кнопка. Обработчик события OnClick этого компонента обычно используется для реализации некоторой команды.
     Кроме того при построении интерфейса были использованы также не визуальные компоненты, которые позволяют контролировать количество стягиваемых поверхностей.
     На главной форме также указываем необходимые параметры, влияющих на расчет, которые представлены в соответствии с рисунком 5.
     

     Рисунок 5 - Редактор входной информации
     

     После нажатия кнопки «расчет» происходит обработка входной информации и передача ее в базу данных. Окно полученных результатов представлено на рисунке 4.
     Сохранение в базе данных осуществляется в соответствии с рисунком 6.
       
     Рисунок 6 - База данных
     
     Для взаимодействия диалоговых окон с полями базы данных необходимо программное обеспечение SQL server . Для создания таблицы БД нужно выбрать элемент главного меню File/New/Table. В появившемся окне Creat Table оставляем без изменения тип создаваемой таблицы и нажимаем кнопку Ok. 
     Каждая строка таблицы соответствует полю. Назначения столбцов:
File Name - имя поля;
Туре -  тип поля;
Size - размер поля (для строковых полей, поскольку иные поля
подразумевают размер, определяемый типом поля).
     Элемент управления ComboBox свяжем с наборами данных через их свойство DataSource. Для ComboBox нужно дополнительно еще связать свойства DisplayMember и ValueMember с соответствующими полями (ID).
     При выборе пользователем элемента списка значение ID будет передаваться как параметр в команду поставщика данных, связанного с таблицей, который загрузит из БД в набор нужные записи для отображения их в других ComboBox. Если пользователь редактировал данные в ComboBox, то при смене записи в другом ComboBox эти данные нужно сохранить в базу данных. Для этого нужно создать соответствующую SQL-команду для поставщика. 
      Добавьте к решению командой Add/New Project новый проект типа Windows Forms Application с именем MainForm.
     Поместите в рабочую область оболочки компонент OleDbDataAdapter, соедините его с файлом Shtyr.accdb базы данных из прилагаемого каталога Source (на предложение оболочки скопировать файл базы данных в проект ответьте Да) и настройте его только на чтение всех полей таблицы, используя построитель Query Builder.
     Выделив поставщик oleDbDataAdapter1 и командой меню Data/Generate Dataset создаем для него класс dsID и объект набора данных с автоматически сгенерированным именем dsID1.
     Далее установим свойства компонент согласно приведенному выше описанию. 















6. Тестирование программы 

     В результате тестирования программа работает корректно, минимально использует ресурсы операционной системы в процессе работы.
     Для того чтобы программное средство работало корректно необходимо, чтобы аппаратная платформа была построена на базе процессора Pentium.  
     Необходимые ресурсы системы для работы данной программой: 
     - объем оперативной памяти не менее 1 Гб.
     Проверка действия программы производилась по следующим критериям:
- требуемая функциональность;
     Система показала правильное взаимодействие с таблицей базы данных. При этом становится очевидным, что вся совокупность определенных на этапе требований функций программы, реализована в полном объеме. 
- защита на корректность ввода;
     При проверке на корректность ввода были введены некорректные исходные параметры, некорректность которых заключалась в вводе нулевых значений числовых параметров, вводе заведомо больших значений величин, вводе данных неверного формата. При этом, в каждом из этих случаев программа не позволяла вводить значения вообще, ввиду особой настройки соответствующих компонент. Это необходимо сделать ввиду того что добавление или изменение соответствующих стандартных конструктивных параметров не должно быть доступно простому пользователю. 
     Результатом работы алгоритма будет множество значений каждой переменной, не противоречащих указанным ограничениям. При этом область определения переменных, участвующих в строгих ограничениях, может существенно сократиться или даже содержать единственное значение.
     Основное преимущество при использовании данного алгоритма это сокращение пространства поиска, достигаемое не путём оценки каждого варианта данных о абитуриенте и распределении его в группу, а за счёт исключения ошибочных ситуаций.
- стресс-тест при максимальной загрузке.
     Стресс тест показал, что система корректно работает при большом количестве параллельных процессов, занимающих большую часть аппаратных ресурсов компьютера. 
     Что касается перегрузки программы вычислительными процессами, следует отметить невозможность перегрузить программу вычислениями, в связи с особенностями ее реализации. 
     Однако, возможность нестабильной работы программы остается открытой, в связи с невозможностью испытаний программы в условиях многочисленности комбинаций архитектур используемых программных компонент. 
     
     7.  Виды обеспечения информационной системы
  
7.1 Математическое и программное обеспечение 
     
     Математическое обеспечение - это совокупность математических методов, математических моделей и алгоритмов выполнения проектных операций. 
     Основу математического обеспечения составляет математический аппарат для моделирования, синтеза структуры, одновариантного и многовариантного анализа. 
     Математическое обеспечение - это совокупность математических методов, математических моделей и алгоритмов выполнения проектных операций. Основу математического обеспечения составляет математический аппарат для моделирования, синтеза структуры, одновариантного и многовариантного анализа. Математическое обеспечение состоит из двух частей: специальное математическое обеспечение и инвариантное математическое обеспечение.
     Специальное математическое обеспечение отражает специфику объекта проектирования, физические и информационные особенности его функционирования и тесно привязано к конкретным задачам проектирования. Эта часть математического обеспечения охватывает математические модели, методы и алгоритмы их получения, алгоритмы одновариантного анализа, а также большую часть используемых алгоритмов синтеза.
      Инвариантное математическое обеспечение включает методы и алгоритмы, слабо связанные с особенностями математических моделей и используемые при решении различных задач проектирования. Это - методы и алгоритмы многовариантного анализа и параметрической оптимизации.
           При выполнении проектных работ на ЭВМ необходимо провести подготовительную работу, включающую в общем случае следующие этапы:
     - математическая формулировка задачи;
     - выбор метода решения;
     - разработка алгоритма;
     - составление программы и ее отладка на контрольном примере;
     - подготовка и запись исходных данных;
     - решение задач на ЭВМ и анализ результатов.
     Критическая продолжительность пожара по температуре рассчитывается по формуле 1, с учетом мебели в помещении:
     
                                        ;                                                  (1)
     
     Критическая продолжительность пожара по концентрации кислорода рассчитывается по формуле 2:
     
                                        ;                                                             (2)
     
     Допустимая продолжительность эвакуации для данного
помещения:
     
                                                         ;                                                          (3)
     
     
     где: m- коэффициент безопасности.
     Коэффициент безопасности зависит от наличия средств автоматического тушения. 

7.2   Информационное обеспечение 

     Основу информационного обеспечения системы составляют данные, которыми пользуются проектировщики в процессе проектирования непосредственно для выработки проектных решений. Эти данные могут быть представлены в виде тех или иных документов на различных носителях, содержащих сведения справочного характера о материалах, комплектующих изделиях, типовых проектных решениях, параметрах элементов, сведения о состоянии текущих разработок в виде промежуточных и окончательных проектных решений, структур и параметров проектируемых объектов и т.п. [14].
      База данных - это совокупность записей различного типа, содержащая перекрестные ссылки. 
     Записи одного типа внутри базы данных хранятся в таблицах. Между записями каждой из таблицы устанавливаются ссылки: в записи таблицы “x” имеется ссылка на записи таблицы “y”, таблицы “z” и т.д. 
      База данных чаще всего представляет собой один или несколько файлов, физическая организация которого существенно отличается от логической. Таблицы могут храниться как в отдельных файлах, так и все вместе. Однако бывает, что для хранения одной таблицы иногда используются несколько файлов. Для поддержки перекрестных ссылок и быстрого поиска обычно выделяются специальные файлы.
     Сообщения сетевого уровня называются пакетами (packets). При доставке пакетов на сетевом уровне используется понятие"номер сети". В этом случае адрес получателя состоит из номера сети и номера компьютера в этой сети. Соединяются между собой сети специальными устройствами, называемыми маршрутизаторами. Маршрутизатор представляет устройство, собирающее информацию о топологии межсетевых соединений и на ее основании пересылает пакеты сетевого уровня в сеть назначения. На уровне сетевом определяется 2 вида протоколов. Первый вид относится к определению правил передачи пакетов от узла к маршрутизатору и между маршрутизаторами. Эти протоколы обычно имеют в виду, когда говорят о протоколах сетевого уровня. К уровню сетевому относят и другой вид протоколов, называемых протоколами обмена маршрутной информацией. С помощью таких протоколов маршрутизаторы получают информацию о топологии межсетевых соединений.
     При передаче данных существует ненулевая вероятность их потери. Такое может произойти из-за несоответствия контрольной суммы рассчитанному значению, некорректного чтения бита на стороне приема, превышение пакетом значения TTL (фактически означающим число маршрутизаторов, через которые разрешается пройти пакету). Сети позволяют обеспечить пользователям самые различные прикладные услуги, в ряде случаев необходимо гарантировать достоверность передачи каждого бита данных (пусть даже в ущерб времени, затрачиваемого на передачу),  некоторые ситуации требуют быстрой доставки пакетов и компенсируют потерю отдельных байт. Исходя из этого различные пользовательские приложения требуют различных видов сервиса и предъявляют различные  требования к надежности передачи данных. Такое разнообразие регламентируется протоколами транспортного уровня, обеспечивающих приложениям или верхним уровням стека передачу данных со степенью надежности, которая им требуется. Модель OSI определяет пять классов сервиса, на транспортным уровнем. Такие виды сервиса отличаются качеством предоставляемых услуг: наличием средств мультиплексирования нескольких соединений между различными прикладными протоколами через общий транспортный протокол, срочностью, возможностью восстановления прерванной связи, а самое главное - способностью к обнаружению, исправлению ошибок передачи, потерь и дублирование пакетов.   
     Все протоколы, начиная с транспортного уровня до более высокого, реализуются программными средствами конечных узлов сети. [14].
     Уровень сеансовый обеспечивает управление диалогом для того, чтобы фиксировать, какая из сторон является активной в настоящий момент, а также предоставляет средства синхронизации. Последние позволяют вставлять контрольные точки в длинные передачи, чтобы в случае отказа можно было вернуться к контрольной точке и начинать все с начала. Немногие приложения используют сеансовый уровень, который  редко реализуется.
     Уровень данный обеспечивает гарантию  передачи информации  прикладным уровнем, будет понятна прикладному уровню в другой системе. При необходимости уровень представления выполняет преобразование форматов данных в некоторый общий формат представления, а на приеме, соответственно, выполняет обратное преобразование. Прикладные уровни могут преодолеть, например, синтаксические различия в представлении данных. На этом уровне может выполняться шифрование и дешифрование данных, благодаря которому секретность обмена данными обеспечивается сразу для всех прикладных сервисов. 
     При работе с базами данных обычно применяются понятия более высокого логического уровня: запись и таблица, без углубления в подробности их физической структуры. Таким образом сама по себе база данных - это только набор таблиц с перекрестными ссылками. 
     Чтобы универсальным способом извлекать из нее группы записей, обрабатывать их, изменять и удалять, требуются специальные программы, которые называются системами управления базы данных.
Можно выделить как требования к обрабатываемой базе данных, так и требования к программе как системе управления этими данными.
     Функциональные возможности различных СУБД лежат в весьма широком диапазоне. В некоторые встроены специализированные языки программирования и даже целые системы визуальной обработки, генераторы сложных отчетов, аналитические модули. Некоторые СУБД обладают только базовым набором возможностей (выполнение запросов, хранение  данных в таблицах ).
     При проектировании структуры новой БД определяют сущности (объекты, явления) предметной области, которые должны найти свое отражение в базе данных. Анализ предметной области обычно осуществляется:
     - на основании существующих сведений о предметной области в широком 
     или в узком смысле, то есть в масштабах, в которых она должна быть
      представлена в создаваемой БД и работающих с ней приложениях;
     -  исходя из целей проектирования программной системы;
     - на основании представления о том, какое место БД и работающие с ней 
     приложения займут в структуре эксплуатирующей ее организации;
     - на основании представлений о том, какие изменения деловых потоков 
     организации последуют после внедрения программной системы в 
     эксплуатацию.
     В конечном итоге анализ предметной области должен привести к созданию эскиза БД. Сначала желательно изобразить сущности и связи между ними.
      Как правило, каждой сущности в БД соответствует таблица. Затем - в эскизе второго порядка - для каждой таблицы БД приводится список полей записи.
         Несмотря на существование методик анализа предметных областей, построения эскизов БД (весьма полезных при больших объемах обрабатываемых данных и деловых правил в предметной области, нередко выходящих за рамки одновременного восприятия), необходимо отметить следующее:
     -  процесс определения окончательной структуры БД является
      циклическим, то есть на разных этапах проектирования - начиная от 
     эскиза структуры
     БД и заканчивая опытной или даже промышленной эксплуатацией готовых программных систем - приходится возвращаться к структуре БД и вносить в нее изменения;
     - в процессе моделирования предметной области участвуют такие
      субъективные факторы, как здравый смысл разработчика, его интуиция, 
     привычки, личностное восприятие проблемы, стереотипы мышления и т.д. Поэтому различные разработчики наверняка предложат различные проекты структуры одной и той же БД, хотя в узловых моментах, например, в определении большей части сущностей и связей между ними, эти проекты должны быть похожи.
     Следовательно, с одной стороны, процесс проектирования структур БД является процессом творческим, неоднозначным, с другой стороны, узловые его моменты могут быть формализованы.
     Разные таблицы БД различаются по способу формирования в них информации и по типу их изменения в процессе работы с приложениями, обеспечивающими доступ к этой БД. Можно выделить три типа основных таблиц по способу формирования в них значений и их дальнейшего использования.
     Справочные таблицы - содержат информацию справочного характера, обладающих невысокой степенью изменчивости по сравнению с таблицами БД других видов; как правило, находятся с операционными и транзакционными ТБД, являясь при этом родительскими таблицами.
     Другим назначением справочных таблиц является хранение справочных сведений о характеристиках конкретных данных. В силу принципа но.......................