Аннотация: The relevance of this article lies in the fact that today's databases are the basis of numerous information systems. The information accumulated in them is extremely valuable material, and today database processing methods are widely spread in terms of extracting additional methods, knowledge from them, which are interconnected with generalization and various additional methods of information processing.The object of research in this work is relational databases and DBMS, the subject of research is the features of their use in applied programming.In accordance with the set goal, it is necessary to solve the following tasks:1) to consider the concept and essence of a relational database;2) to analyze the problematic aspects of relational databases in modern conditions. Relational databases are among the most widespread due to their simplicity and clarity at the creation stage and at the user level. It should also be noted that the main advantage of RDB is its compatibility with the main query language SQL, which is intuitive for users.Nevertheless, with all the variety of approaches, there are still some canons, violation of which greatly affects both the design of the database and its operation. For example, the problem of database normalization is very relevant. Neglecting normalization makes the database structure confusing and the database itself unreliable.Promising directions include the development of queries to a relational database using heuristic methods, as well as the method of accumulating previously optimized queries with subsequent verification of the derivability of the current query from the accumulated ones.Finally, a very slow decline in relational databases is probably happening. While they are still the primary storage medium, especially in large enterprise projects, they are gradually being replaced by non-relational solutions that will become the majority over time.

Ключевые слова: undefined values, identifying relationship, data integrity constraints, tuples, DBMS, relational databases, normalization, denormalization, foreign key, primary key

Аннотация: Объектом исследования в работе являются обслуживающие системы, на вход которых поступает поток заявок, представляющих собой множество работ, отличающихся взаимной зависимостью типа «финиш»-«старт». Время выполнения отдельных работ является случайной величиной, а само выполнение требует использования одного или нескольких видов ресурсов. Предполагается также наличие временных ограничений на длительность обслуживания заявки. Целью является разработка структуры базы данных, позволяющей хранить сведения о поступающих проектах, их работах, взаимной зависимости, используемых ресурсах и специалистах. Проектирование логической структуры базы осуществлялось с использованием методологии «сущность-связь», позволяющей определить значения данных в контексте их взаимосвязи с другими данными.   Анализ специфики объекта исследования позволил определить множество требований, предъявляемых в базе данных. На основании данных требований, а также с учетом нормализации отношений, используемых в теории реляционных баз данных, была спроектирована структура отличающаяся универсальностью с точки зрения применения, поддержкой анализа процесса составления расписания, а также учета всех специфических особенностей объекта исследования. Спроектированная структура базы данных может быть использована в различных областях, где возможна декомпозиция проекта на множество отдельных взаимозависимых задач, не требуя при этом серьезных модификаций. В частности, представлены примеры использования базы для информационных систем в строительных отраслях и для проектирования и управления разработкой IT-проектов

Ключевые слова: База данных, Логическая модель данных, Сущность-связь, Нормальные формы, Многофазные системы, Стохастические параметры, Взаимная зависимость работ, Временные ограничения, План-график, Управление проектами

Abstract: The object of this research is the service systems that receive a stream of requests on their input, which represents a range of mutually dependent operations of the “finish” – “start” type. The time of conducting separate operations is a random variable, and the delivery itself requires the use of one or several types of resources. It is suggested that there are timeframes for processing the request. The goal of this research is to develop the database structure that would allow storing information on the incoming projects, operations, mutual dependence, used resources and specialists. The design of logical structure of the database was carried out using the methodology “essence – link”, which determines the data values in the context of their correlation with other data. The analysis of specificity of the object of research revealed a range of requirements submitted in the database. Leaning on these requirements along with considering normalization of relations used in the theory of relational databases, the author designed the universal structure from the perspective of its application, support of the analysis of the scheduling process, and the entirety of peculiarities of the object of research. Such database structure can be used in different fields that allow decomposition of the project into multiple separate interdependent tasks, not requiring major modifications. The article provides the examples of using the database for information systems in construction sector, as well as for the development of IT projects.

Keywords: Interdependence of works, Stochastic parameters, Multiphase systems, Normal forms, Entity-relationship, Logical data model, Database, Temporary restrictions, Schedule, Project management

Аннотация: На любом нефтегазовом предприятии задействовано большое количество автомобильного транспорта. Каждый вид транспорта требует технического обслуживания, который включает в себя большой спектр работ, как больших, так и малых. И для контроля всех работ по техническому обслуживанию большого автопарка предприятия необходимо программное решение, которое бы обеспечивало её контроль и скорость обработки данных. Базовые решения поставленной задачи менее эффективны чем разработанные унифицированные решения с функциональной совместимостью с корпоративными информационными системами. Предлагается разработать СУБД для ведения отчетности: проделанных работ; затраченных материалах и запчастей. Так же она может быть использована при определении дополнительных наград для сотрудника, по базе данных можно определить какие работы выполнял рабочий. Новизна исследования заключается в разработке концептуальной модели построения комплексной автоматизированной информационной системы и алгоритмов взаимодействия различных модулей системы: базы данных и MS Excel. Разработана модель постоянного удаленного доступа пользователей к ресурсам системы управления обслуживания автомобилей. Разработана модель дифференцированного доступа пользователей (механизм авторизации) к системе.

Ключевые слова: база данных, учет, концептуальная модель, СУБД, автоматизация, обслуживание, реляционная база данных, автомобильный парк, нефтегазовое предприятие, Microsoft SQLServer

Abstract: At any oil and gas enterprise employs a large number of motor vehicles. Each mode of transport is maintenance, which includes a wide range of works, both large and small. And to control all the maintenance of a large fleet businesses need a software solution that would ensure its control and data processing speed. The basic solution of the problem are less effective than standardized solutions developed with interoperability with corporate information systems.It is proposed to develop a database management system for record-keeping: the work done; spent materials and spare parts. Also it can be used in the determination of additional awards for the employee, you can determine what works for database work performed.A conceptual model for building complexAutomated Information Systems and Algorithmsinteraction of various modules of the system: the database and MS Excel.The model of permanent users remote access to the resources of vehicle maintenance management system.The model of differentiated user access (authentication mechanism) to the system.

Keywords: relational database, service, automation, database control system, conceptual model, accounting, database, car park, oil and gas company, Microsoft SQLServer

Аннотация: Целью исследования является демонстрация многообразия решений по вопросу соединения с базой данных, включая описание разработанного класса контроллера подключения, а также различных способов создания пулов соединений на веб-сервере и серверах приложений. В статье рассматриваются практические вопросы использования технологии JDBC при построении веб-приложения Java. В приведенных примерах презентационный и бизнес-слой приложения разрабатываются с помощью JSP-страниц и сервлетов, база данных функционирует на платформе MySQL. Описываемые способы создания и настройки пула соединений приведены на примере веб-сервера ApacheTomcat и сервера приложений GlassFish. Вопрос оптимизации соединений с базой данных в приложениях Java остается открытым, несмотря на многообразие решений. В исследовании рассматриваются и предлагаются методы построения классов-коннекторов, различные способы создания пулов соединений, а также описываются результаты решения проблем, возникающих при реализации описанных методик. Приведена развернутая классификация способов соединения с базой данных.

Ключевые слова: GlassFish, MySQL, сервер приложений, веб-сервер, пул соединений, JDBC, база данных, веб-приложение, контроллер подключения, источник данных

Abstract: The purpose of the study is to demonstrate the diversity of solutions on the issue of connecting to a database, including a description of the developed connection controller class, as well as various ways to create connection pools on a web server and application servers. The article discusses the practical issues of using JDBC technology when building a Java web application. In the examples, the presentation and business layer of the application are developed using JSP-pages and servlets, the database operates on the MySQL platform. The described methods for creating and configuring a connection pool are shown on the example of the ApacheTomcat web server and the GlassFish application server. The question of optimizing database connections in Java applications remains open, despite the diversity of solutions. The study examines and proposes methods for constructing classes of connectors, various methods for creating pool connections, and describes the results of solving problems arising from the implementation of the described techniques. A detailed classification of ways to connect to the database is given.

Keywords: GlassFish, MySQL, application server, web server, connection pool, JDBC, database, web application, connection controller, data source

Аннотация: Предметом исследования является задача создания инструментальных средств для формирования информационных ресурсов с образцами записей физических сигналов, зарегистрированных у человека, переживающего эмоциональную реакцию, вызванную определенным информационным стимулом. Приведены результаты анализа наиболее известных национальных баз данных с примерами эмоциональных реакций в паттернах английской и французской речи, на фотоизображениях лиц, в образцах кардиограмм, кожно-гальванических реакций, частоты сердечных сокращений и др. физических сигналов. Рассмотрена структура нового аппаратно-программного комплекса для формирования и сопровождения открытого информационного ресурса, интегрирующего примеры записей русской речи с записями других физических сигналов, зарегистрированных у человека при эмоциональных реакциях разного знака. Проведены натурные эксперименты с аппаратно-программным комплексом. Для формирования векторных моделей паттернов физических сигналов использованы методы спектрального анализа и нелинейной динамики. База данных разработана с применением методов системного анализа. К новым результатам относятся структура программного и информационного обеспечения; особенности методического обеспечения, позволяющие регистрировать объективно подтвержденные изменения в эмоциональном состоянии человека, особенности технического обеспечения поддерживающего регистрацию биомедицинских сигналов по пяти каналам: видео, аудио, электроэнцефалограмма, электрокардиограмма, электромиограмма, а также структура и особенности открытой онлайн версии мультимодальной базы эмоций. Создание и периодическая актуализация содержания базы паттернов ситуационных откликов делает доступным для всех заинтересованных пользователей полную информацию по каждому эксперименту, включая записи речевых и физических сигналов, а также данные о методике экспериментов и протоколов наблюдений.

Ключевые слова: база данных, программный комплекс, эмоциональная реакция, русская речь, электроэнцефалограмма, стимулированная эмоция, база эмоциональных реакций, аттрактор, база ситуационных откликов, инструментарий для наполнения

Abstract: The subject of research is the task of creating tools for the formation of information resources with samples of physical signals recorded by a person experiencing an emotional reaction caused by a certain informational stimulus. The results of the analysis of the most well-known national databases with examples of emotional reactions in the patterns of English and French speech, photographs of people, samples of cardiograms, galvanic skin reactions, heart rate and other physical signals are presented. The structure of the new hardware-software complex for the formation and maintenance of an open information resource that integrates examples of recordings of Russian speech with recordings of other physical signals recorded by a person during emotional reactions of a different sign is considered. Conducted field experiments with hardware and software. For the formation of vector patterns of patterns of physical signals used methods of spectral analysis and nonlinear dynamics. The database is developed using systems analysis methods. The new results include the structure of software and information support; features of the methodological support, allowing to register objectively confirmed changes in the emotional state of a person, features of technical support supporting registration of biomedical signals through five channels: video, audio, electroencephalogram, electrocardiogram, electromyogram, as well as the structure and features of an open online version of the multimodal emotion base. The creation and periodic updating of the content of the database of patterns of situational responses makes available to all interested users complete information on each experiment, including recordings of speech and physical signals, as well as data on the methodology of experiments and observation protocols.

Keywords: base of emotional reactions, stimulated emotion, electroencephalogram, Russian speech, emotional reaction, software complex, database, attractor, base of situational responses, toolkit for filling the database

Аннотация: Обсуждаются результаты оригинальных исследований принципов организации и особенностей функционирования консервативных СУБД кластерного типа. Актуальность принятой ориентации на работу с базами данных больших объемов определяется современными тенденциями интеллектуальной обработки больших информационных массивов. Повышение объема баз данных требует их хеширования по узлам кластера. Это обуславливает необходимость использования регулярного плана обработки запросов с динамической сегментацией промежуточных и временных отношений. Дается сравнительная оценка получаемых результатов с альтернативным подходом "ядро на запрос" при условии репликации БД по узлам кластера. Значительное место в статье занимает теоретический анализ возможностей GPU-акселерации применительно к консервативным СУБД с регулярным планом обработки запросов. Экспериментальные исследования проводились на специально разработанных натурных моделях — СУБД Clusterix, Clusterix-M, PerformSys с применением средств MySQL на исполнительном уровне. Теоретический анализ возможностей GPU-акселерации выполнен на примере предлагаемого проекта Clusterix-G. Показаны: особенности поведения СУБД Clusterix в динамике и оптимальный архитектурный вариант системы; повышение "в разы" масштабируемости и производительности системы при переходе к мультикластеризации (СУБД Clusterix-M) либо к перспективной технологии «ядро на запрос» (PerformSys); неконкурентоспособность GPU-акселерации в сравнении с подходом «ядро на запрос» для баз данных средних объемов, не превышающих размеры оперативной памяти узла кластера, но не умещающихся в глобальной памяти графического процессора. Для баз данных больших объемов предложена гибридная технология (проект Clusterix-G) с разделением кластера на две части. Одна из них выполняет селектирование и проецирование над хешированной по узлам и сжатой базой данных. Другая – соединение по схеме «ядро на запрос». Функции GPU-ускорителей в разных частях своеобразны. Теоретический анализ показал бόльшую эффективность такой технологии в сравнении с Clusterix-M. Но вопрос о целесообразности использования графических ускорителей в рамках подобной архитектуры требует дальнейшего экспериментального исследования. Отмечено, что проект Clusterix-M сохраняет жизнеспособность в области Big Data. Аналогично — с подходом «ядро на запрос» при доступности использования современных дорогих информационных технологий.

Ключевые слова: Масшабируемость, Динамическая сегментация отношений, Хеширование по узлам, Регулярный план обработки, Большие данные, Консервативные СУБД, Производительность, Мультикластеризация, Перспективная технология, Эффективность графических ускорителей

Abstract: The results of original research on the principles of organization and features of the operation of conservative DBMS of cluster type are discussed. The relevance of the adopted orientation to work with large-scale databases is determined by modern trends in the intellectual processing of large information arrays. Increasing the volume of databases requires them to be hashed over cluster nodes. This necessitates the use of a regular query processing plan with dynamic segmentation of intermediate and temporary relationships. A comparative evaluation of the results obtained with the alternative "core-to-query" approach is provided, provided that the database is replicated across cluster nodes. A significant place in the article is occupied by a theoretical analysis of GPU-accelerations with respect to conservative DBMS with a regular query processing plan. Experimental studies were carried out on specially developed full-scale models - Clusterix, Clusterix-M, PerformSys with MySQL at the executive level. Theoretical analysis of the GPU-accelerations is performed using the example of the proposed project Clusterix-G. The following are shown: the peculiarities of the behavior of the Clusterix DBMS in dynamics and the optimal architectural variant of the system; Increased "many times" scalability and system performance in the transition to multiclustering (DBMS Clusterix-M) or to the advanced technology "core-to-query" (PerformSys); Non-competitiveness of GPU-acceleration in comparison with the "core-to-query" approach for medium-sized databases that do not exceed the size of the cluster's memory, but do not fit into the GPU's global memory. For large-scale databases, a hybrid technology (the Clusterix-G project) is proposed with the cluster divided into two parts. One of them performs selection and projection over a hashed by nodes and a compressed database. The other is a core-to-query connection. Functions of GPU accelerators in different parts are peculiar. Theoretical analysis showed greater effectiveness of such technology in comparison with Clusterix-M. But the question of the advisability of using graphic accelerators within this architecture requires further experimental research. It is noted that the Clusterix-M project remains viable in the Big Data field. Similarly - with the "core-to-query" approach with the availability of modern expensive information technologies.

Keywords: Performance, Scalability, Dynamic relationship segmentation, Host hashing, Regular processing plan, Big Data, Conservative DBMS, Multiclusterisation, Advanced technology, GPU-accelerators efficiency

Аннотация: Объектом исследований является подсистема управления реализацией рабочей нагрузки в сетевой базе данных. Предмет исследований - управление процессом формирования графика реализации запросов абонентов и транзакций в сетевой базе данных. Во многих случаях существующие решения не обеспечивают необходимых результатов по времени доступа и точности найденного решения. Возникает необходимость в разработке метода формирования графика реализации запросов пользователей и транзакций. Особое внимание уделяется алгоритмам выборки запросов в сетевых базах данных, а также концептуальной модели процесса управления транзакциями и запросами. В работе используются методы теории графов. Оценка эффективности решения задачи выполнена с использованием системного подхода, системного анализа и теории исследования операций. Обработка экспериментальных данных, полученных в ходе работы, проводилась в соответствии с положениями математической статистики. Разработан метод поиска кратчайшего гамильтонового пути в произвольном графе на основе рангового подхода, который обеспечивает высокую оперативность и малую погрешность решения задачи организации процесса управления множеством транзакций и запросов при их реализации в сетевых базах данных. Использование разработанного метода позволяет минимизировать время простоя вычислительных устройств, сократить объемы и время передачи данных от одних исполнительных устройств другим, повысить общую масштабируемость, минимизировать время доступа к данным и пр. Важным достоинством предлагаемого метода является уменьшения числа элементарных операций и числа обрабатываемых векторов в процедуре формирования очереди выполнения операций запроса, что приводит к существенному уменьшению времени на реализацию процедур формирования очереди выполнения операций в запросах.

Ключевые слова: граф, гамильтонов путь, запрос, ранговый подход, сетевая база данных, стянутое дерево путей, транзакция, ранг, оптимизация, отклонение в измерениях

Abstract: The object of research is the workload implementation management subsystem in a network database. The subject of research is the management of the formation of the schedule for the implementation of subscriber requests and transactions in a network database. In many cases, existing solutions do not provide the necessary results in terms of access time and accuracy of the found solution. There is a need to develop a method for scheduling the implementation of user and transaction requests. Particular attention is paid to the algorithms of sampling queries in network databases, as well as the conceptual model of the process of managing transactions and queries. We use methods of graph theory. The evaluation of the effectiveness of the task solution was performed using a systems approach, system analysis and the theory of operations research. Processing of experimental data obtained during the work was carried out in accordance with the provisions of mathematical statistics. A method has been developed for finding the shortest Hamiltonian path in an arbitrary graph based on a rank approach, which provides high efficiency and small error in solving the problem of organizing the process of managing multiple transactions and queries when they are implemented in network databases. Using the developed method allows minimizing idle time of computing devices, reducing the volume and time of data transfer from one device to another, increases overall scalability, minimizes data access time, etc. An important advantage of the proposed method is to reduce the number of elementary operations and the number of vectors being processed the queue of the operations of the request, which leads to a significant reduction in time to implement the procedures for the formation of echer di operations in the requests.

Keywords: transaction, stub tree, network database, rank approach, query, Hamiltonian path, graph, rank, optimization, deviation in measurements

Аннотация: В настоящее время достаточно хорошо разработана технология создания информационно-аналитических систем в области климато-экологического мониторинга. Построение таких систем основывается на использовании ГИС и Интернет технологий и включают как данные станций наблюдения, так и данные дистанционного зондирования. В статье рассматривается архитектура веб-приложения, реализующего элементы ГИС-технологий и разрабатываемого для решения задач сбора, хранения, визуализации, поиска и анализа сведений о молниевых разрядах, регистрируемых Всемирной сетью локализации молний (World Wide Lightning Location Network, WWLLN). Программно-технологическая платформа системы основана на использовании свободно распространяемых технологий и программного обеспечения, в том числе операционной системы Ubuntu, веб-сервера NGINX, основного языка разработки Python и фреймворка Django, СУБД PostgreSQL/PostGIS, библиотек GDAL, OpenLayers. В базу данных веб-ГИС включены архивные данные о молниевых разрядах WWLLN и сведения о результатах их кластеризации. В системе реализована возможность выбора сведений о грозовых разрядах, а также выполнение кластерного анализа для полученной выборки. Разработанная веб-ГИС может обеспечить специалистов удобным веб-инструментами для использования данных WWLLN с целью изучения региональной климатологии молниевой активности.

Ключевые слова: информационные системы, программное обеспечение, веб-сервис, геопространственные данные, сервис-ориентированная архитектура, веб-приложение, веб-картография, база данных, молниевые разряды, WWLLN

Abstract: At present, the technology of creating information and analytical systems in the field of climate-ecological monitoring has been developed quite well. The construction of such systems is based on the use of GIS and Internet technologies and includes both data from monitoring stations and remote sensing data. The article describes the architecture of a web application that implements elements of GIS technologies and is developed to solve the tasks of collecting, storing, visualizing, searching and analyzing information on lightning discharges recorded by the World Wide Lightning Location Network (WWLLN). The software and technology platform of the system is based on the use of freely distributed technologies and software, including the Ubuntu operating system, the NGINX web server,  Python  as the main development language and the Django framework, the PostgreSQL / PostGIS database, the GDAL libraries, the OpenLayers. The WWWLNN archive data and the results of clustering are included in the web-GIS database. The system provides the feature of selecting information about lightning discharges, as well as performing cluster analysis for the sample obtained. The developed web-based GIS can provide specialists with convenient web-based tools for using WWLLN data to study regional climatology of lightning activity.  

Keywords: web application, service-oriented architecture, geospatial data, web-service, software, information system, web-mapping, database, lightning, WWLLN

Аннотация: В статье проводится разработка и экспериментальное сравнение эффективности структур данных и способов их хранения. В качестве данных для построения моделей используется информация системы поддержки принятия решения на финансовом рынке и данные об экспертных оценках электронной системы проведения тендеров. Для этих двух примеров проводятся этапы построения концептуальной модели данных, реализация хранения в текстовых файлах, реляционных и нереляционных базах данных и оценивается эффективность организованной структуры с точки зрения эффективности хранения и доступа, автоматического обеспечения целостности и непротиворечивости данных. С помощью теоретических методов (абстрагирование, анализ, синтез, идеализация) разрабатываются концептуальные модели баз данных. А с помощью эмпирических методов (эксперимент, сравнение) проверяется эффективность хранения данных с использованием текстовых файлов, реляционной, нереляционной СУБД. Основными выводами проведенного исследования являются рекомендации по выбору систем хранения данных электронных систем поддержки принятия решений. С помощью экспериментального сравнения было выявлено, что для разработанной структуры хранения экспертных оценок использование реляционной системы управления базами данных является наиболее эффективным способом. Для хранения информации по финансовым рынкам для рассматриваемой системы поддержки принятия решения более целесообразным является использование текстового файла.

Ключевые слова: данные, база данных, реляционная база данных, нереляционная база данных, поддержка принятия решений, разработка, информационная система, структура, экспертная оценка, финансовый рынок

Abstract: The article presents the results of the development and experimental comparison of data structures and data storage methods. The basis for building the models included the financial market decision support system and expert evaluations of the electronic tendering system. In both cases the authors built conceptual data models, stored data in text files, relational and non-relational databases and evaluated efficiency of an organized structure from the point of view of efficient storage and access, automatic integrity control and data consistency. By using theoretical methods (abstraction, analysis, synthesis, and idealization) the authors developed conceptual database models. In its turn, by using empirical methods (experiment and comparison) they checked the efficiency of data storage with the use of text files, relational and non-relational databases. As the main conclusion of the research, the authors provide recommendations on how to select the best data storage structures for electronic decision support systems. The experimental comparison allowed to discover that for a developed expert evaluation storage structure the relational database control system is the most effective method while in case of storing information about financial markets, it is better to use text files for a developed decision support system. 

Keywords: information system, development, desicion support, non-relational database, relational database, database, data, structure, expert evaluation, financial market

Аннотация: В современном мире для разработчиков все острее встает проблема обработки и хранения больших объемов данных. Сообщения в социальных сетях, фотографии, потоковое видео – все это создает высокую нагрузку на программное обеспечение, используемое на серверах. По этой причине стандартные подходы, используемые для проектирования архитектуры настольных приложений, чаще всего будут неэффективны, так как в большинстве случаев они не учитывают нагрузку на приложение со стороны огромного числа пользователей. На сегодняшний день нет четкого определения для высоконагруженных систем. В большинстве случаев этот термин применяются в ситуациях, когда приложение перестает справляться с моментальной нагрузкой, возложенной на него. Нельзя указать конкретных значений, по достижении которых система считается высоконагруженной, поскольку все приложение специфичны и одинаковое количество запросов может приводить к абсолютно разным нагрузкам на ресурсы. В ходе исследования систем управления базами данных было проведено несколько опытов замеряющих скорость выполнения основных операций с базами данных: добавление, выборка и удаление. На основании результатов этих опытов были сделаны выводы и даны рекомендации по выбору системы управления базами данных. В данной статье рассмотрены подходы к разработке высоконагруженных систем, выделены недостатки и преимущества каждого из подходов и приведены примеры использования этих подходов такими популярными сервисами, как ВКонтакте, Facebook, Google и Яндекс. Приведен сравнительный анализ систем управления базами данных MySQL и MongoDB. В заключении даны рекомендации по выбору СУБД в зависимости от подхода к проектированию архитектуры высоконагруженного проекта.

Ключевые слова: высоконагруженные программные системы, архитектура приложений, хранение данных, базы данных, MySQL, MongoDB, СУБД, программное приложение, большие объемы данных, реляционные базы данных

Abstract: In today’s world the problem of processing and storing huge amounts of data becomes increasingly pressing. Messages in social networks, photos, streaming video – altogether creates a high load on the server-side software. For this reason common approaches used in desktop-software design may be ineffective since they don’t take into account the huge load on the application created by the vast number of users. Currently, there is no clear definition for highly-loaded systems. In most cases this term is used in situations, when software fails to operate under some momentary load. There’s no specific values set at which a system can be considered highly-loaded, since each software is different and same amount of requests can lead to completely different loads on the resources. The given study of the database management systems consisted of several experiments, measuring the speed of common operation on databases, such as adding, selecting and deleting. Based on the result of these experiments the author makes conclusions and gives recommendations on choosing the database management system. The article reviews approaches in developing highly loaded systems, highlights their features and disadvantages and shows examples of the use of these approaches in popular web-services such as ВКонтакте, Facebook, Google and Яндекс. The articles brings a comparative analysis of MySQL and MongoDB database management systesms. In conclusion the author gives recommendations on selecting a database management system depending on the approach to designing architecture of a highly-loaded project.

Keywords: highly loaded software systems, application architecture, data storage, database, MySQL, MongoDB, DBMS, software, large amounts of data, relational databases

Аннотация: Автором анализируются преимущества многомерной логической схемы данных в информационных системах анкетирования. Предлагается концептуальная модель процесса анкетирования информационной системы, отличающаяся от существующих наличием процессов дополнительной обработки результатов экспертного оценивания при проведении их многомерного анализа с целью принятия управленческих решений. Разрабатывается математическая модель преобразования данных из исходной реляционной базы данных в хранилище. Такое представление многомерной модели данных обеспечивает надёжное и компактное их хранение в сложных информационных структурах и возможность выделения значимой информации в процессе обработки данных, что в совокупности повышает эффективность обработки экспертной информации, и способствует проектированию на её основе адаптивной, интегрируемой и динамичной информационной системы анкетирования. Для решения поставленных задач применялись: теория информационных процессов и систем, теория баз данных, теория множеств, теория графов. Разработана новая структура хранилища данных, основанная на алгебре кортежей, повышающая надёжность и информативность выводов, получаемых в результате обработки данных экспертных опросов, исключая обработку семантически эквивалентной информации и снижая количество пустых значений показателей в таблицах гиперкубов. Предложенная структура хранилища данных даёт возможность осуществить анализ данных, не предусмотренный планом анкетирования, что способствует повышению насыщенности полученных в результате обработки экспертной информации выводов.

Ключевые слова: информационная система анкетирования, теория баз данных, многомерная модель данных, хранилище данных, теория множеств, алгебра кортежей, теория графов, гиперкуб, измерение, атрибут

Abstract: The author analyzes the advantages of multi-dimensional logic data organization in survey information systems. Author proposes a conceptual model of the process of questioning in the information system, characterized by the presence of processing the results of expert evaluation during their multivariate analysis to decision-making. The author developed a mathematical model of data transformation from the source to relational database storage. Such a representation of multidimensional data model provides a reliable and compact storage in the complex information structures and the ability to highlight important information in the data processing, all of which increases the efficiency of processing expert information, and facilitates the design based on it adaptive, integrable and dynamic information system survey. To achieve the objectives the author uses the theory of information processes and systems, database theory, set theory, graph theory. The author developed a new structure of the data warehouse, based on the algebra of tuples, which increases the reliability and informativeness of the conclusions derived from the data of expert interviews, excluding processing semantically equivalent information and reducing the number of empty values presented in tables hypercubes. The proposed structure of the data warehouse enables to analyze unexpected data not covered by the survey plan, thereby increasing saturation resulting from the processing of expert information terminals.

Keywords: information system survey, database theory, multidimensional data model, data storage, set theory, algebra of tuples, graph theory, hypercube, measurement, attribute

Аннотация: Предметом настоящего исследования являются документо-ориентированные базы данных, которые позволяют хранить слабоструктурированную информацию, что относится к нереляционному подходу хранения данных. В основе исследования - ссылочная целостность. Приводится объяснение понятия ссылочная целостность не только для реляционных баз данных. На основе анализа реляционного подхода для поддержки ссылочной целостности, предложено решение задачи по обработке больших объемов данных в распределенной среде с использованием технологии документо-ориентированных баз данных, с учетом особенностей структуры данных. Предложен метод для поддержки ссылочной целостности распределенной документо-ориентированной базы данных, основанный на подсчете ссылок между документами. Метод предполагает внедрение двух видов связей между документа, а именно сильной и слабой ссылки. Данные виды ссылок имитируют стратегии по работе с внешними ключами в реляционных базах данных. Обосновано внедрения данного метода в виде отдельно модуля от системы управления базой данных.

Ключевые слова: целостность баз данных, ссылочная целостность, нереляционные базы данных, внешний ключ, документо-ориентированная модель, слабоструктурированные данные, большие данные, репликация, партиционирование, foreing key

Abstract: The subject of this study is a document-oriented database that can store semistructured information related to non-relational data storage approach. The basis of the study is in referential integrity. An explanation of the concept of referential integrity is given not only for relational databases. Based on the analysis of the relational approach to support referential integrity, the author proposes the task of handling large amounts of data in a distributed environment using the technology of document-oriented databases taking into account the structure of the data. The article proposes a method to maintain the referential integrity of distributed document-oriented database, based on estimates of links between documents. The method involves the introduction of two types of links between documents, namely the strong and weak links. These types of links mimic the strategy for dealing with foreign keys in relational databases. The author substantiates the introduction of this method as a separate unit from the database management system.

Keywords: database integrity, referential integrity, relational databases, foreign key, document-oriented model, semistructured data, big data, replication, partitioning, foreing key

Аннотация: С ростом популярности СУБД его поддержка неизбежно начинает требовать всё больших и больших ресурсов. Первое время с нагрузкой можно (и, несомненно, нужно) бороться путём оптимизации алгоритмов и/или архитектуры самого приложения. Однако, что делать, если всё, что можно было оптимизировать, уже оптимизировано, а приложение всё равно не справляется с нагрузкой? В рамках этой статьи приведены методы и способы использования бинарного поиска для оптимизации запроса на выборку данных. Приведен обзор php+MySQL и решена задача переноса условия с полей СУБД без индексов на первичные ключи, что значительно ускоряет работу запроса и самой СУБД. Предложено решение, значительно ускоряющее поиск нужного элемента за счёт сокращения диапазонов поиска. Но при этом жертвуем некоторой точностью вычислений. Для статистики это не критично, если пару элементов из миллионов не будут учтены. В противном случае, необходимо сделать эпсилон нулевым и завершать поиск только после достижения последнего уровня дерева.

Ключевые слова: структуры данных, бинарный поиск, оптимизация запроса, диапазон поиска, масштабирование, метод бисекции, индекс, первичный ключ, база данных, СУБД

Abstract: With the increasing popularity of DBMS its use inevitably begins to demand more and more resources. The first time is possible (and, of course, necessary) to lower the load through optimization of algorithms and / or architecture of the application. However, what if anything that can be optimized is already optimized, and the application still cannot cope with the load? In this article the methods and ways to use binary search to optimize the query to retrieve data are reviewed. Authors giv an overview of php + MySQL and solved the problem of the transfering the queue from fields without indexes to tables with primary keys, which significantly speeds up the query and the database itself. Proposed solution greatly accelerates the search for the desired item by reducing the search range but at the same time sacrificing some accuracy computations. For statistical reasons it is not critical if a few elements of millions will not be taken into account. Otherwise, it is necessary to make and complete epsilon zero search only after reaching the last level of the tree.

Keywords: bisection method, scaling, search range, query optimization, binary search, data structure, index, primary key, database, DBMS

Аннотация: В статье рассматривается расширение метода навигационного графа (НГ) для поиска путей в 3D-пространстве c использованием множества НГ, соответствующих каждому объекту, вместо единого графа. Метод существенно сокращает как объем ручной работы для задания НГ, так и общее время работы алгоритма, без ущерба для адекватности найденного пути.

Ключевые слова: поиск пути, граф, навигация, 3D-пространство

Abstract: The article is devoted to the extension of the navigation graph (NG) method for 3D space pathfinding systems using numerous NGs relevant to each object instead of a single graph. This method significantly reduces the volume of manual work for setting NGs as well as the general time of algorythm without distoring the adequacy of the path being found. 

Keywords: 3D space, navigation, graph, pathfinding

Аннотация: Эффективность работы информационно-поисковых систем существенно зависит от структуры данных. Выбранная структура данных определяет как скорость операций с данными (поиск, вставка, удаление) , так и необходимые затраты памяти. В связи с важностью проблемы оптимизации структуры данных в современной научно-технической литературе широко представлены реализации разнообразных структур данных и результаты анализа их эффективности . Широкий спектр известных эффективных структур данных использует свойства линейных массивов данных и бинарных деревьев. Работа посвящена исследованию одной из специальных структур данных, известной как цифровое дерево (Trie в отличие от Tree). Скорость поиска данных в предложенной структуре – величина статистическая и характеризуется наихудшим значением О(log(N/2)) и средним значением О(log(N/2)/2) операций. Она также имеет лучшие в сравнении с традиционным цифровым деревом характеристики по затратам памяти. Таким образом предложена и реализована эффективная структура данных - «вертикальное » цифровое дерево, которая характеризуется высокой скоростью поиска данных и малыми затратами памяти.

Ключевые слова: структура данных, древовидная структура, цифровое дерево, массив указателей, красно-черные деревья, скошенные деревья, ключ, узел, затраты памяти, поиск

Abstract: The efficiency of information retrieval systems depends significantly on the structure of the data. The selected data structure determines the speed of data operations (search, insert, delete), and the necessary cost of memory. Due to the importance of the problem of optimizing the structure of data in modern scientific and technical literature are well represented implement a variety of data structures and analysis of their effectiveness. A wide range of known effective data structures uses the properties of linear arrays of data, and binary trees. The article deals with one of the special data structure known as a digital trie (Trie unlike Tree). Search speed in the proposed structure is the statistical value and the worst value is characterized by O (log (N / 2)) and the average value of O (log (N / 2) / 2) operations. It also has the best memory cost in comparison with the traditional characteristics of a digital tree. Thus the aturhos propose and implemented an efficient data structure - "vertical" digital tree, which is characterized by high-speed data retrieval and low memory consumption.

Keywords: key, feathered trees, red-black trees, array of pointers, digital tree, tree structure, data structure, node, memory costs, search