Меньков А.В., Острейковский В.А. Теоретические основы автоматизированного управления

Подождите немного. Документ загружается.

530

Математичесое описание задачи и выбор метода ее решения

представляет второй этап в техноло ии разработи про раммы.

Выделение это о этапа обсловливается рядом причин, одна из

оторых вытеает из свойства неоднозначности естественно о

языа, на отором осществляется описание постанови задачи.

В связи с этим на втором этапе техноло ичесо о процесса раз-

работи про раммы выполняется формализованное описание за-

дачи, т.е. станавливаются и формлирются средствами языа

математии ло ио-математичесие зависимости межд исход-

ными и резльтатными данными.

Математичесое описание задачи обеспечивает ее однознач-

ное понимание постановщиом (пользователем) задачи и разра-

ботчиом про раммы, реализющей эт задач.

В процессе под отови эономио-математичесо о описа-

ния (модели) задачи мо т использоваться различные разделы

математии, особенно приладной. При решении эономичес-

их задач наиболее часто использются следющие лассы моде-

лей для формализованно о описания их постаново:

— аналитичесие (вычислительные);

— матричные (балансовые);

— рафичесие (частным видом оторых являются сетевые).

Выбор ласса модели, а ино да и онретной формы ее пред-

ставления внтри одно о и то о же ласса в ряде слчаев позво-

ляет не тольо обле чить и сорить процесс решения задачи, но

ино да и повысить точность полчаемых резльтатов. Хотя мате-

матичесая запись постанови задачи, а правило, отличается

высоой точностью отображения ее сщности, лаоничностью

записи, а лавное, однозначностью понимания, далео не для

всех задач она может быть выполнена. Кроме то о, математичес-

ое описание задачи в большинстве слчаев трдно однозначно

перевести на язы ЭВМ. Для задач, допсающих возможность

эономио-математичесо о описания, необходимо выбрать

численный метод решения, а для нечисловых задач - принципи-

альню схем решения в виде однозначно понимаемой последо-

вательности выполнения элементарных математичесих и ло и-

чесих фнций (операций).

При выборе метода решения задачи предпочтение отдается

метод, оторый наиболее полно довлетворяет следющим ос-

новным требованиям:

— обеспечивает необходимю точность полчаемых резльтатов;

— не обладает свойством вырождения, т.е. бесонечно о за-

циливания на аом-либо часте решения задачи при

определенных исходных данных;

531

— позволяет использовать же отовые стандартные про-

раммы для решения задачи или ее отдельных фра ментов;

— ориентирован на минимальный объем исходной информации;

— обеспечивает наиболее быстрое полчение исомых ре-

зльтатов решения.

Сложность и ответственность этапа под отови эономио-

математичесо о описания задачи и выбора (разработи) соот-

ветствюще о метода ее решения часто требет привлечения ва-

лифицированных специалистов в области приладной математи-

и, обладающих знанием таих дисциплин, а исследование

операций, математичесая статистиа, численный анализ, вы-

числительная математиа и т.д.

Третий этап техноло ичесо о процесса под отови решения

задачи на ЭВМ представляет собой алоритмизацию ее решения,

т.е. разработ ори инально о или адаптацию (точнение и ор-

ретиров же известно о) ал оритма.

Алоритмизация — это сложный процесс, носящий в значи-

тельной степени творчесий харатер. По оценам специалистов,

постанова задачи и ее ал оритмизация нередо составляют

20—30% обще о времени на разработ про раммных средств ре-

шения задачи. Сложность и ответственность реализации данно о

этапа объясняется тем, что для решения одной и той же задачи, а

правило, сществет множество различных ал оритмов, отличаю-

щихся др от др а ровнем сложности, объемами вычислитель-

ных работ, составом необходимой исходной и промежточной

информации и др ими фаторами, оторые оазывают сщест-

венное влияние на эффетивность выбранно о способа решения

задачи.

Алоритмизация решения задач на ЭВМ. Процесс ал оритмиза-

ции решения задачи в общем слчае реализется по следющей

схеме:

— выделение автономных этапов процесса решения задачи

(а правило, с одним входом и одним выходом);

— формализованное описание содержания работ, выполняе-

мых на аждом выделенном этапе;

— провера правильности реализации выбранно о ал оритма

на различных примерах решения задач.

В основ процесса ал оритмизации положено фндаменталь-

ное понятие математии и про раммирования — ал оритм. На-

звание «ал оритм» происходит от латинизированно о воспроиз-

ведения арабсо о имени збесо о математиа Аль-Хорезми,

живше о в онце VIII — начале IX в., оторый первым сформ-

лировал правила, позволяющие систематичеси составлять и ре-

шать вадратные равнения.

532

Развитие ЭВМ сделало понятие ал оритма одним из цент-

ральных в приладной математие, та а вознила острая пот-

ребность в определении общих способов формирования и едино-

образно о решения целых лассов задач правления на основе

разработи омплесов ниверсальных ал оритмов.

Наряд с тратовой ал оритма в соответствии с ГОСТ

19.004—80 «алоритм — это точное предписание, определяющее

вычислительный процесс, ведщий от варьиремых начальных

данных  исомом резльтат», термин «ал оритм» может быть

представлен более развернтым определением: а онечный на-

бор правил, однозначно расрывающих содержание и последова-

тельность выполнения операций для систематичесо о решения

определенно о ласса задач за онечное число ша ов.

Любой ал оритм обладает следющими свойствами: детермини-

рованностью, массовостью, резльтативностью и дисретностью.

Детерминированность (определенность, обсловленность) оз-

начает, что набор азаний ал оритма должен быть однозначно и

точно понят любым исполнителем. Это свойство определяет од-

нозначность резльтата работы ал оритма при заданных исход-

ных данных.

Массовость ал оритма предпола ает возможность варьирова-

ния исходных данных в определенных пределах. Это свойство

определяет при одность использования ал оритма для решения

множества задач данно о ласса. Свойство массовости ал оритма

является определяющим фатором, обеспечивающим эономи-

чесю эффетивность решения задач на ЭВМ. Из сазанно о

следет, что для задач, решение оторых осществляется один

раз, целесообразность использования ЭВМ, а правило, дит-

ется внеэономичесими ате ориями.

Резльтативность ал оритма означает, что для любых допс-

тимых исходных данных он должен через онечное число ша ов

(или итераций) завершить свою работ.

Дисретность ал оритма означает возможность разбиения

определенно о ал оритмичесо о процесса на отдельные элемен-

тарные этапы, возможность реализации оторых человеом или

ЭВМ не вызывает сомнения, а резльтат выполнения аждо о

элементарно о этапа вполне определен и понятен. Таим обра-

зом, ал оритм дает возможность чисто механичеси решать лю-

бю онретню задач из неоторо о ласса однотипных задач.

С понятием ал оритма тесно связано понятие данные. В ал о-

ритмичесом аспете данные — это информация, несщая полез-

ню смысловю на рз, представленная в формализованном

виде, позволяющем собирать, передавать, вводить и обрабаты-

533

вать эт информацию с помощью заданных ал оритмов. Реализа-

ция ал оритма на онретных исходных данных решаемой задачи

называется алоритмичесим процессом.

Сществет несольо способов описания ал оритмов: сло-

весный, формльно-словесный, рафичесий, средствами специ-

ально о языа операторных схем, с помощью таблиц решений и

др. Помимо требования обеспечения на лядности, выбор он-

ретно о способа дитется рядом фаторов, из оторых опреде-

ляющими являются: степень необходимой детализации представ-

ления ал оритма, степень формализации ал оритма, ровень ло-

ичесой сложности задачи и т.п.

Словесный способ описания алоритма отражает содержание

выполняемых действий средствами естественно о языа. К до-

стоинствам это о способа описания следет отнести е о общедо-

стпность, а таже возможность описывать ал оритм с любой

степенью детализации. К лавным недостатам это о способа

следет отнести достаточно ромоздое описание (и, а следс-

твие, относительно низю на лядность), отстствие стро ой

формализации.

Для разработи ал оритмов решения мно овариантных рас-

четов с большим оличеством проверо словий, определяющих

выбор той или иной ветви процесса обработи информации, це-

лесообразно использовать изобразительные средства в виде таб-

лиц решений. Позволяя чето описывать а сам задач, та и не-

обходимые для ее решения действия, таблицы решений в на ляд-

ной форме определяют, от аих словий зависит выбор то о или

ино о действия.

Простота отражения задачи, хорошее восприятие ло ии ее

решения, ле ость модифиации, омпатность записи, а таже

простота формирования на их основе бло-схем ал оритмов ста-

ли основными фаторами, обсловившими рост поплярности

расширения сферы применения таблиц решений. Кроме то о, в

настоящее время созданы средства автоматизации процесса по-

лчения про рамм на основе таблиц решений. Имеется возмож-

ность применения таблиц решений для описания параллельных

процессов, а таже описания ло ии построения моделиремых

процессов.

Однао специфиа процессов обработи эономичесой ин-

формации резо о раничивает эффетивность применения таб-

лиц решений. В связи с этим таблицы решений использются

лавным образом в ачестве дополнений  основным способам

описания ал оритмов (например,  рафичесим средствам) для

описания частов с мно овариантными расчетами.

532

Развитие ЭВМ сделало понятие ал оритма одним из цент-

ральных в приладной математие, та а вознила острая пот-

ребность в определении общих способов формирования и едино-

образно о решения целых лассов задач правления на основе

разработи омплесов ниверсальных ал оритмов.

Наряд с тратовой ал оритма в соответствии с ГОСТ

19.004—80 «алоритм — это точное предписание, определяющее

вычислительный процесс, ведщий от варьиремых начальных

данных  исомом резльтат», термин «ал оритм» может быть

представлен более развернтым определением: а онечный на-

бор правил, однозначно расрывающих содержание и последова-

тельность выполнения операций для систематичесо о решения

определенно о ласса задач за онечное число ша ов.

Любой ал оритм обладает следющими свойствами: детермини-

рованностью, массовостью, резльтативностью и дисретностью.

Детерминированность (определенность, обсловленность) оз-

начает, что набор азаний ал оритма должен быть однозначно и

точно понят любым исполнителем. Это свойство определяет од-

нозначность резльтата работы ал оритма при заданных исход-

ных данных.

Массовость ал оритма предпола ает возможность варьирова-

ния исходных данных в определенных пределах. Это свойство

определяет при одность использования ал оритма для решения

множества задач данно о ласса. Свойство массовости ал оритма

является определяющим фатором, обеспечивающим эономи-

чесю эффетивность решения задач на ЭВМ. Из сазанно о

следет, что для задач, решение оторых осществляется один

раз, целесообразность использования ЭВМ, а правило, дит-

ется внеэономичесими ате ориями.

Резльтативность ал оритма означает, что для любых допс-

тимых исходных данных он должен через онечное число ша ов

(или итераций) завершить свою работ.

Дисретность ал оритма означает возможность разбиения

определенно о ал оритмичесо о процесса на отдельные элемен-

тарные этапы, возможность реализации оторых человеом или

ЭВМ не вызывает сомнения, а резльтат выполнения аждо о

элементарно о этапа вполне определен и понятен. Таим обра-

зом, ал оритм дает возможность чисто механичеси решать лю-

бю онретню задач из неоторо о ласса однотипных задач.

С понятием ал оритма тесно связано понятие данные. В ал о-

ритмичесом аспете данные — это информация, несщая полез-

ню смысловю на рз, представленная в формализованном

виде, позволяющем собирать, передавать, вводить и обрабаты-

533

вать эт информацию с помощью заданных ал оритмов. Реализа-

ция ал оритма на онретных исходных данных решаемой задачи

называется алоритмичесим процессом.

Сществет несольо способов описания ал оритмов: сло-

весный, формльно-словесный, рафичесий, средствами специ-

ально о языа операторных схем, с помощью таблиц решений и

др. Помимо требования обеспечения на лядности, выбор он-

ретно о способа дитется рядом фаторов, из оторых опреде-

ляющими являются: степень необходимой детализации представ-

ления ал оритма, степень формализации ал оритма, ровень ло-

ичесой сложности задачи и т.п.

Словесный способ описания алоритма отражает содержание

выполняемых действий средствами естественно о языа. К до-

стоинствам это о способа описания следет отнести е о общедо-

стпность, а таже возможность описывать ал оритм с любой

степенью детализации. К лавным недостатам это о способа

следет отнести достаточно ромоздое описание (и, а следс-

твие, относительно низю на лядность), отстствие стро ой

формализации.

Для разработи ал оритмов решения мно овариантных рас-

четов с большим оличеством проверо словий, определяющих

выбор той или иной ветви процесса обработи информации, це-

лесообразно использовать изобразительные средства в виде таб-

лиц решений. Позволяя чето описывать а сам задач, та и не-

обходимые для ее решения действия, таблицы решений в на ляд-

ной форме определяют, от аих словий зависит выбор то о или

ино о действия.

Простота отражения задачи, хорошее восприятие ло ии ее

решения, ле ость модифиации, омпатность записи, а таже

простота формирования на их основе бло-схем ал оритмов ста-

ли основными фаторами, обсловившими рост поплярности

расширения сферы применения таблиц решений. Кроме то о, в

настоящее время созданы средства автоматизации процесса по-

лчения про рамм на основе таблиц решений. Имеется возмож-

ность применения таблиц решений для описания параллельных

процессов, а таже описания ло ии построения моделиремых

процессов.

Однао специфиа процессов обработи эономичесой ин-

формации резо о раничивает эффетивность применения таб-

лиц решений. В связи с этим таблицы решений использются

лавным образом в ачестве дополнений  основным способам

описания ал оритмов (например,  рафичесим средствам) для

описания частов с мно овариантными расчетами.

534

Составление, тестирование и отлада прорамм. Составление

прорамм (одирование) является завершающим этапом техноло-

ичесо о процесса разработи про раммных средств, предшест-

вющим начал непосредственно машинной реализации ал о-

ритма решения задачи. Процесс одирования залючается в пе-

реводе описания ал оритма на один из достпных (понятных) для

ЭВМ языов про раммирования. В процессе составления про-

раммы для ЭВМ онретизирются тип и стртра использе-

мых данных, а последовательность действий, реализющих ал о-

ритм, отражается посредством языа про раммирования.

Тестирование и отлада составляют залючительный этап

разработи про раммы решения задач. Оба эти процесса фн-

ционально связаны межд собой, хотя их цели несольо отлича-

ются др от др а. Тестирование представляет собой совоп-

ность действий, предназначенных для демонстрации правиль-

ности работы про раммы в заданных диапазонах изменений

внешних словий и режимов эсплатации про раммы. Цель тес-

тирования залючается в демонстрации отстствия (или выявле-

нии) ошибо в разработанных про раммах на наборе заранее

под отовленных онтрольных примеров.

Процесс тестирования соптствет понятие «отлада», ото-

рое подразмевает совопность действий, направленных на ст-

ранение ошибо в про раммах, начинающихся с момента обна-

ржения фатов ошибочной работы про раммы и завершающих-

ся странением причин их возниновения.

По своем харатер (природе возниновения) ошиби в про-

раммах делятся на синтасичесие и ло ичесие.

Синтасичесие ошиби в про рамме представляют собой не-

орретню запись отдельных языовых онстрций с точи

зрения правил их представления на выбранном язые про рам-

мирования. Эти ошиби выявляются автоматичеси при транс-

ляции исходной про раммы (т.е. в процессе перевода с исходно о

языа про раммирования во внтренние оды машины) для ее

выполнения. После странения синтасичесих ошибо прове-

ряется лоиа работы прораммы на заданных исходных данных.

При этом возможны следющие основные виды проявления ло-

ичесих ошибо:

— в аой-то момент про рамма не может продолжать работ

(возниает про раммное прерывание, обычно сопровожда-

ющееся азанием оператора, на отором оно произошло);

— про рамма работает, но не выдает всех запланированных

резльтатов и не останавливается (происходит ее «заци-

ливание»);

535

— про рамма выдает резльтаты и завершает свою работ, но

они полностью или частично не совпадают с онтрольны-

ми. После выявления ло ичесих ошибо и становления

причин их возниновения в про рамм вносятся соответс-

твющие исправления и ее отлада продолжается.

Про рамма считается отлаженной, если она безошибочно вы-

полняется на достаточно представительном наборе тестовых дан-

ных, обеспечивающих провер всех ее ветвей.

Процесс тестирования и отлади про рамм носит итерацион-

ный харатер и считается одним из наиболее трдоемих этапов

процесса разработи про рамм. По оценам специалистов, он

может составлять от 30 до 50% (а ино да и больше) в общей

стртре затрат времени на разработ проетов и зависит от

объема и ло ичесой сложности разрабатываемых про раммных

омплесов.

Для соращения затрат на проведение тестирования и отлад-

и в настоящее время широо использются специальные про-

раммные средства тестирования (например, енераторы тесто-

вых данных) и приемы отлади (например, метод трассирови

про рамм).

Эсплатация прораммных средств. После завершения про-

цесса тестирования и отлади про раммные средства вместе с со-

проводительной доментацией передаются пользователю для

эсплатации. Основное назначение сопроводительной домен-

тации — обеспечить пользователя необходимыми инстртивны-

ми материалами по работе с про раммными средствами. Ка пра-

вило, это доменты, ре ламентирющие работ пользователя

при эсплатации про раммных средств, а таже содержащие ин-

формацию о про рамме, необходимю для изменений и дополне-

ний в ней, оторые мо т потребоваться с целью дальнейшей ее

модернизации. Сопроводительная доментация призвана таже

обле чить процесс выявления причин возниновения тех или

иных ошибо в работе про рамм, оторые мо т быть обнаржены

же в ходе эсплатации переданных пользователям про рамм.

Состав сопроводительной доментации обычно о оварива-

ется заазчиом (пользователем) и разработчиом техничесо о

задания на про раммное средство.

Для передачи пользователю разработанных про раммных

средств обычно создается специальная омиссия, влючающая в

свой состав, а представителей разработчиов, та и заазчиов

(пользователей). Комиссия в соответствии с заранее составлен-

ным и твержденным обеими сторонами планом проводит рабо-

ты по приеме-передаче про раммных средств и сопроводитель-

534

Составление, тестирование и отлада прорамм. Составление

прорамм (одирование) является завершающим этапом техноло-

ичесо о процесса разработи про раммных средств, предшест-

вющим начал непосредственно машинной реализации ал о-

ритма решения задачи. Процесс одирования залючается в пе-

реводе описания ал оритма на один из достпных (понятных) для

ЭВМ языов про раммирования. В процессе составления про-

раммы для ЭВМ онретизирются тип и стртра использе-

мых данных, а последовательность действий, реализющих ал о-

ритм, отражается посредством языа про раммирования.

Тестирование и отлада составляют залючительный этап

разработи про раммы решения задач. Оба эти процесса фн-

ционально связаны межд собой, хотя их цели несольо отлича-

ются др от др а. Тестирование представляет собой совоп-

ность действий, предназначенных для демонстрации правиль-

ности работы про раммы в заданных диапазонах изменений

внешних словий и режимов эсплатации про раммы. Цель тес-

тирования залючается в демонстрации отстствия (или выявле-

нии) ошибо в разработанных про раммах на наборе заранее

под отовленных онтрольных примеров.

Процесс тестирования соптствет понятие «отлада», ото-

рое подразмевает совопность действий, направленных на ст-

ранение ошибо в про раммах, начинающихся с момента обна-

ржения фатов ошибочной работы про раммы и завершающих-

ся странением причин их возниновения.

По своем харатер (природе возниновения) ошиби в про-

раммах делятся на синтасичесие и ло ичесие.

Синтасичесие ошиби в про рамме представляют собой не-

орретню запись отдельных языовых онстрций с точи

зрения правил их представления на выбранном язые про рам-

мирования. Эти ошиби выявляются автоматичеси при транс-

ляции исходной про раммы (т.е. в процессе перевода с исходно о

языа про раммирования во внтренние оды машины) для ее

выполнения. После странения синтасичесих ошибо прове-

ряется лоиа работы прораммы на заданных исходных данных.

При этом возможны следющие основные виды проявления ло-

ичесих ошибо:

— в аой-то момент про рамма не может продолжать работ

(возниает про раммное прерывание, обычно сопровожда-

ющееся азанием оператора, на отором оно произошло);

— про рамма работает, но не выдает всех запланированных

резльтатов и не останавливается (происходит ее «заци-

ливание»);

535

— про рамма выдает резльтаты и завершает свою работ, но

они полностью или частично не совпадают с онтрольны-

ми. После выявления ло ичесих ошибо и становления

причин их возниновения в про рамм вносятся соответс-

твющие исправления и ее отлада продолжается.

Про рамма считается отлаженной, если она безошибочно вы-

полняется на достаточно представительном наборе тестовых дан-

ных, обеспечивающих провер всех ее ветвей.

Процесс тестирования и отлади про рамм носит итерацион-

ный харатер и считается одним из наиболее трдоемих этапов

процесса разработи про рамм. По оценам специалистов, он

может составлять от 30 до 50% (а ино да и больше) в общей

стртре затрат времени на разработ проетов и зависит от

объема и ло ичесой сложности разрабатываемых про раммных

омплесов.

Для соращения затрат на проведение тестирования и отлад-

и в настоящее время широо использются специальные про-

раммные средства тестирования (например, енераторы тесто-

вых данных) и приемы отлади (например, метод трассирови

про рамм).

Эсплатация прораммных средств. После завершения про-

цесса тестирования и отлади про раммные средства вместе с со-

проводительной доментацией передаются пользователю для

эсплатации. Основное назначение сопроводительной домен-

тации — обеспечить пользователя необходимыми инстртивны-

ми материалами по работе с про раммными средствами. Ка пра-

вило, это доменты, ре ламентирющие работ пользователя

при эсплатации про раммных средств, а таже содержащие ин-

формацию о про рамме, необходимю для изменений и дополне-

ний в ней, оторые мо т потребоваться с целью дальнейшей ее

модернизации. Сопроводительная доментация призвана таже

обле чить процесс выявления причин возниновения тех или

иных ошибо в работе про рамм, оторые мо т быть обнаржены

же в ходе эсплатации переданных пользователям про рамм.

Состав сопроводительной доментации обычно о оварива-

ется заазчиом (пользователем) и разработчиом техничесо о

задания на про раммное средство.

Для передачи пользователю разработанных про раммных

средств обычно создается специальная омиссия, влючающая в

свой состав, а представителей разработчиов, та и заазчиов

(пользователей). Комиссия в соответствии с заранее составлен-

ным и твержденным обеими сторонами планом проводит рабо-

ты по приеме-передаче про раммных средств и сопроводитель-

536

ной доментации. По завершении работы омиссии оформляет-

ся ат приеми-передачи.

В процессе внедрения и эсплатации про раммных средств

мо т выявляться различно о рода ошиби, не обнарженные

разработчиом при тестировании и отладе про раммных

средств. Поэтом при реализации достаточно сложных и ответс-

твенных про раммных омплесов по со ласованию пользовате-

ля (заазчиа) с разработчиом этап эсплатации про раммных

средств может быть разбит на два пол-этапа: эспериментальная

(опытная) и промышленная эсплатация. Смысл эсперимен-

тальной эсплатации залючается во внедрении разработанных

про раммных средств на объете заазчиа (ино да параллельно

с традиционными методами решения задач) с целью провери их

работоспособности при решении реальных задач в течение доста-

точно большо о периода времени (обычно не менее ода). Тольо

после завершения периода эспериментальной эсплатации и

странения выявленных при этом ошибо про раммное средство

передается в промышленню эсплатацию.

Для повышения ачества работ, оперативности исправления

ошибо, выявляемых в процессе эсплатации про раммных

средств, а таже выполнения различно о рода модифиаций раз-

работчи (поставщи) может по до оворенности с заазчиом

(пользователем) осществлять сопровождение про раммных

средств. Целесообразность привлечения высоовалифициро-

ванных специалистов для сопровождения про раммных средств 

пользователей объясняется тем, что затраты на сопровождение

про рамм в большинстве слчаев значительно превосходят пер-

воначальные затраты на их разработ (приобретение).

Следет принимать во внимание, что по своем харатер и

последовательности выполняемых действий внесение различно-

о рода изменений в же фнционирющие про раммы пред-

ставляет в значительной мере повторение рассмотренных выше

этапов, начиная с постанови задачи и ончая внесением изме-

нений в сопроводительню доментацию.

Описанная схема техноло ичесо о процесса разработи эс-

платации про раммных средств отражает их «жизненный цил».

Длительность и высоая стоимость разработи про раммных

средств обсловливает целесообразность применения индстриаль-

ных методов разработи, тиражирования и распространения про-

раммных средств. По мнению специалистов, в ближайшее время

примерно 20—30% финансовых средств пользователей, выделяемых

на про раммное обеспечение систем обработи информации, бдет

затрачиваться на приобретение отовых про раммных средств.

537

9.4. Техничесое и технолоичесое

обеспечение автоматизированноо правления

Технолоичесое обеспечение автоматизированно о правления

представляет собой неоторю чёто становленню совоп-

ность проетных решений, определяющих последовательность

операций, процедр, этапов в соответствющей сфере деятель-

ности пользователя. Различается системное и приладное техноло-

ичесое обеспечение автоматизированно о правления, оторое

должно позволить решать задачи в ре ламентном и запросном ре-

жимах, в диало е с пользователем, онтролировать ход решения

задачи, приостанавливать е о, проверять резльтаты вычислений,

вести повторные расчеты и т.п.

При автоматизированном правлении специалистом выпол-

няются на АРМ следющие операции:

— ввод информации с доментов при помощи лавиатры

(с визальным онтролем по эран дисплея);

— ввод данных в ПЭВМ с ма нитных носителей и др их АРМ;

— приём данных в виде сообщений по аналам связи с др их

АРМ в словиях фнционирования лоальных вычисли-

тельных сетей;

— редатирование данных и маниплирование ими;

— наопление и хранение данных;

— поис, обновление и защита данных;

— вывод на эран, печать, ма нитный носитель резльтатной

информации, а таже различных справочных и инстр-

тивных сообщений пользователю;

— формирование и передача данных на др ие АРМ в виде

файлов на ма нитных носителях или по аналам связи в

вычислительных сетях;

— полчение оперативных справо по запросам.

Внедрение АРМ в сфер деятельности правленчесих работ-

ниов приводит  определенном изменению харатера их фн-

ций и изменению взаимоотношений с др ими частниами п-

равленчесо о процесса. Поэтом техноло ичесое обеспечение

должно быть соординировано с др им видом обеспечения ав-

томатизированно о правления — ор анизационным.

9.4.1. Сетевой режим автоматизированной

обработи эономичесой информации

Напомним, что информационно-вычислительная сеть — это

совопность про раммных, техничесих и оммниационных

средств, обеспечивающих эффетивное распределение вычисли-

тельных ресрсов.

536

ной доментации. По завершении работы омиссии оформляет-

ся ат приеми-передачи.

В процессе внедрения и эсплатации про раммных средств

мо т выявляться различно о рода ошиби, не обнарженные

разработчиом при тестировании и отладе про раммных

средств. Поэтом при реализации достаточно сложных и ответс-

твенных про раммных омплесов по со ласованию пользовате-

ля (заазчиа) с разработчиом этап эсплатации про раммных

средств может быть разбит на два пол-этапа: эспериментальная

(опытная) и промышленная эсплатация. Смысл эсперимен-

тальной эсплатации залючается во внедрении разработанных

про раммных средств на объете заазчиа (ино да параллельно

с традиционными методами решения задач) с целью провери их

работоспособности при решении реальных задач в течение доста-

точно большо о периода времени (обычно не менее ода). Тольо

после завершения периода эспериментальной эсплатации и

странения выявленных при этом ошибо про раммное средство

передается в промышленню эсплатацию.

Для повышения ачества работ, оперативности исправления

ошибо, выявляемых в процессе эсплатации про раммных

средств, а таже выполнения различно о рода модифиаций раз-

работчи (поставщи) может по до оворенности с заазчиом

(пользователем) осществлять сопровождение про раммных

средств. Целесообразность привлечения высоовалифициро-

ванных специалистов для сопровождения про раммных средств 

пользователей объясняется тем, что затраты на сопровождение

про рамм в большинстве слчаев значительно превосходят пер-

воначальные затраты на их разработ (приобретение).

Следет принимать во внимание, что по своем харатер и

последовательности выполняемых действий внесение различно-

о рода изменений в же фнционирющие про раммы пред-

ставляет в значительной мере повторение рассмотренных выше

этапов, начиная с постанови задачи и ончая внесением изме-

нений в сопроводительню доментацию.

Описанная схема техноло ичесо о процесса разработи эс-

платации про раммных средств отражает их «жизненный цил».

Длительность и высоая стоимость разработи про раммных

средств обсловливает целесообразность применения индстриаль-

ных методов разработи, тиражирования и распространения про-

раммных средств. По мнению специалистов, в ближайшее время

примерно 20—30% финансовых средств пользователей, выделяемых

на про раммное обеспечение систем обработи информации, бдет

затрачиваться на приобретение отовых про раммных средств.

537

9.4. Техничесое и технолоичесое

обеспечение автоматизированноо правления

Технолоичесое обеспечение автоматизированно о правления

представляет собой неоторю чёто становленню совоп-

ность проетных решений, определяющих последовательность

операций, процедр, этапов в соответствющей сфере деятель-

ности пользователя. Различается системное и приладное техноло-

ичесое обеспечение автоматизированно о правления, оторое

должно позволить решать задачи в ре ламентном и запросном ре-

жимах, в диало е с пользователем, онтролировать ход решения

задачи, приостанавливать е о, проверять резльтаты вычислений,

вести повторные расчеты и т.п.

При автоматизированном правлении специалистом выпол-

няются на АРМ следющие операции:

— ввод информации с доментов при помощи лавиатры

(с визальным онтролем по эран дисплея);

— ввод данных в ПЭВМ с ма нитных носителей и др их АРМ;

— приём данных в виде сообщений по аналам связи с др их

АРМ в словиях фнционирования лоальных вычисли-

тельных сетей;

— редатирование данных и маниплирование ими;

— наопление и хранение данных;

— поис, обновление и защита данных;

— вывод на эран, печать, ма нитный носитель резльтатной

информации, а таже различных справочных и инстр-

тивных сообщений пользователю;

— формирование и передача данных на др ие АРМ в виде

файлов на ма нитных носителях или по аналам связи в

вычислительных сетях;

— полчение оперативных справо по запросам.

Внедрение АРМ в сфер деятельности правленчесих работ-

ниов приводит  определенном изменению харатера их фн-

ций и изменению взаимоотношений с др ими частниами п-

равленчесо о процесса. Поэтом техноло ичесое обеспечение

должно быть соординировано с др им видом обеспечения ав-

томатизированно о правления — ор анизационным.

9.4.1. Сетевой режим автоматизированной

обработи эономичесой информации

Напомним, что информационно-вычислительная сеть — это

совопность про раммных, техничесих и оммниационных

средств, обеспечивающих эффетивное распределение вычисли-

тельных ресрсов.

538

Являясь одновременно и продтом, и мощным стимлом

развития интеллета человеа, сеть позволяет:

— построить распределенные хранилища информации (базы

данных);

— расширить перечень решаемых задач по обработе инфор-

мации;

— повысить надежность информационной системы за счет

дблирования работы ПК;

— создать новые виды сервисно о обслживания, например,

элетронню почт;

— снизить стоимость обработи информации.

К сетям, а и  отдельным ПК, приложимо понятие «архи-

тетра», под оторой понимается онстрирование сложных

объединений ПК, предоставляющих пользователям широий на-

бор различных информационных ресрсов. Архитетра сетей

имеет набор харатеристи.

Отрытость. Залючается в обеспечении подлючения в

онтр сети любых типов современных ПК.

Ресрсы. Значимость и ценность сети определяется набором

хранимых в ней знаний и данных и способности техничесих

средств оперативно их представлять или обрабатывать.

Надежность. Тратется а обеспечение высоих поазате-

лей надежности, таих а, вероятность безотазной работы,

время восстановления работоспособности, оэффициент отов-

ности и др.

Динамичность. Залючается в минимизации времени отлиа

сети на запрос пользователя.

Интерфейс. Предпола ается, что сеть обеспечивает широий

набор сервисных фнций по обслживанию пользователя и пре-

доставлению ем запрашиваемых информационных ресрсов.

Автономность. Понимается а возможность независимой

работы сетей различных ровней.

Коммниации. К ним предъявляются особые требования,

связанные с обеспечением чето о взаимодействия ПК по любой

принятой пользователем онфи рации сети. Сеть обеспечивает

защит данных от несанционированно о достпа, автоматичес-

ое восстановление работоспособности при аварийных сбоях,

высою достоверность передаваемой информации и вычисли-

тельных процедр.

Важнейшей харатеристиой сети является тополоия, опре-

деляемая стртрой соединения ПК в сети. Различают физичес-

ий и ло ичесий типы тополо ии. Под физичесой тополо ией

539

понимается реальная схема соединения злов сети аналами свя-

зи, а под ло ичесой — стртра маршртов потоов данных

межд злами. Физичесая и ло ичесая стртры не все да сов-

падают.

Для описания взаимодействия омпонентов в сети использ-

ются протоолы и интерфейсы.

Протоол в информационной сети — это домент, одно-

значно определяющий правила взаимодействия одноименных

ровней работающих др с др ом абонентов. Например, что-

бы сеансовые про раммы абонентов 1 и 2 (о да сеансовый

ровень аждо о них представлен омплесом про рамм) по-

нимали др др а, они должны работать одинаовым образом,

т.е. должны выполнять требования сеансово о протоола —

стандарта. Это требование определяет списо оманд, оторы-

ми мо т обмениваться про раммы, порядо передачи оманд,

правила взаимной провери, размеры передаваемых блоов

данных и т.д.

Таже протоолами описывается взаимодействие и др их од-

ноименных рпп про рамм: транспортных, анальных и т.д.

Обычно сеть представляется протоолами семи ровней.

Наиболее важными фнциями протоолов на всех ровнях

сети являются защита от ошибо, правление потоами данных

в сети, защита ее от пере рзо; выполнение операций по мар-

шртизации сообщений и оптимизации использования реср-

сов сети, обеспечивающее большю степень достпности сл

сети птем образования несольих маршртов межд двмя

абонентами.

При подлючении омпонентов сети др  др  долж-

ны быть однозначно определены правила их стыови. Их

принято называть интерфейсами. Интерфейс — свод правил

по взаимодействию межд фнциональными омпонента-

ми, расположенными в смежных ровнях и входящими в од-

н и т же систем.

При разработе протоолов и интерфейса читывается свойс-

тво отрытости с целью их дальнейше о развития и обеспечения

взаимодействия с др ими средствами и абонентами. Эт работ

проводит Межднародная ор анизация по стандартизации ISO

(International Standart Organisation) в содржестве с ор анизация-

ми различных стран.

Мно ообразие сетевых техноло ий вызывает необходимость

их лассифиации по аим-либо лючевым признаам. При-

мерная лассифиация сетевых техноло ий дана в табл. 9.5.

538

Являясь одновременно и продтом, и мощным стимлом

развития интеллета человеа, сеть позволяет:

— построить распределенные хранилища информации (базы

данных);

— расширить перечень решаемых задач по обработе инфор-

мации;

— повысить надежность информационной системы за счет

дблирования работы ПК;

— создать новые виды сервисно о обслживания, например,

элетронню почт;

— снизить стоимость обработи информации.

К сетям, а и  отдельным ПК, приложимо понятие «архи-

тетра», под оторой понимается онстрирование сложных

объединений ПК, предоставляющих пользователям широий на-

бор различных информационных ресрсов. Архитетра сетей

имеет набор харатеристи.

Отрытость. Залючается в обеспечении подлючения в

онтр сети любых типов современных ПК.

Ресрсы. Значимость и ценность сети определяется набором

хранимых в ней знаний и данных и способности техничесих

средств оперативно их представлять или обрабатывать.

Надежность. Тратется а обеспечение высоих поазате-

лей надежности, таих а, вероятность безотазной работы,

время восстановления работоспособности, оэффициент отов-

ности и др.

Динамичность. Залючается в минимизации времени отлиа

сети на запрос пользователя.

Интерфейс. Предпола ается, что сеть обеспечивает широий

набор сервисных фнций по обслживанию пользователя и пре-

доставлению ем запрашиваемых информационных ресрсов.

Автономность. Понимается а возможность независимой

работы сетей различных ровней.

Коммниации. К ним предъявляются особые требования,

связанные с обеспечением чето о взаимодействия ПК по любой

принятой пользователем онфи рации сети. Сеть обеспечивает

защит данных от несанционированно о достпа, автоматичес-

ое восстановление работоспособности при аварийных сбоях,

высою достоверность передаваемой информации и вычисли-

тельных процедр.

Важнейшей харатеристиой сети является тополоия, опре-

деляемая стртрой соединения ПК в сети. Различают физичес-

ий и ло ичесий типы тополо ии. Под физичесой тополо ией

539

понимается реальная схема соединения злов сети аналами свя-

зи, а под ло ичесой — стртра маршртов потоов данных

межд злами. Физичесая и ло ичесая стртры не все да сов-

падают.

Для описания взаимодействия омпонентов в сети использ-

ются протоолы и интерфейсы.

Протоол в информационной сети — это домент, одно-

значно определяющий правила взаимодействия одноименных

ровней работающих др с др ом абонентов. Например, что-

бы сеансовые про раммы абонентов 1 и 2 (о да сеансовый

ровень аждо о них представлен омплесом про рамм) по-

нимали др др а, они должны работать одинаовым образом,

т.е. должны выполнять требования сеансово о протоола —

стандарта. Это требование определяет списо оманд, оторы-

ми мо т обмениваться про раммы, порядо передачи оманд,

правила взаимной провери, размеры передаваемых блоов

данных и т.д.

Таже протоолами описывается взаимодействие и др их од-

ноименных рпп про рамм: транспортных, анальных и т.д.

Обычно сеть представляется протоолами семи ровней.

Наиболее важными фнциями протоолов на всех ровнях

сети являются защита от ошибо, правление потоами данных

в сети, защита ее от пере рзо; выполнение операций по мар-

шртизации сообщений и оптимизации использования реср-

сов сети, обеспечивающее большю степень достпности сл

сети птем образования несольих маршртов межд двмя

абонентами.

При подлючении омпонентов сети др  др  долж-

ны быть однозначно определены правила их стыови. Их

принято называть интерфейсами. Интерфейс — свод правил

по взаимодействию межд фнциональными омпонента-

ми, расположенными в смежных ровнях и входящими в од-

н и т же систем.

При разработе протоолов и интерфейса читывается свойс-

тво отрытости с целью их дальнейше о развития и обеспечения

взаимодействия с др ими средствами и абонентами. Эт работ

проводит Межднародная ор анизация по стандартизации ISO

(International Standart Organisation) в содржестве с ор анизация-

ми различных стран.

Мно ообразие сетевых техноло ий вызывает необходимость

их лассифиации по аим-либо лючевым признаам. При-

мерная лассифиация сетевых техноло ий дана в табл. 9.5.

540

Таблица 9 .5

По призна специализации сетевые техноло ии подразделя-

ются на ниверсальные, предназначенные для решения всех задач

пользователей, и специализированные — для решения небольшо о

оличества специальных задач. Примером специализированной

АИС слжит техноло ия резервирования мест на авиационные

рейсы «Сирена», поезда железной доро и АИС «Эспресс».

Классичесим примером ниверсальной техноло ии является

Аадемсеть РФ, предназначенная для решения большо о оли-

чества разнообразных информационных задач.

Выделяемые по способ ор анизации двхровневые техноло-

ии имеют роме ПК, с оторыми непосредственно общаются

пользователи, и оторые называются рабочими станциями, спе-

циальные омпьютеры, называемые серверами (serve — обслжи-

вать). Задачей сервера и является обслживание рабочих станций

с предоставление им своих ресрсов, оторые обычно сществен-

но выше, чем ресрсы рабочих станций. Их взаимодействие мож-

но представить следющим образом. По мере необходимости ра-

бочая станция отправляет сервер запрос на выполнение аих-

либо действий: прочитать данные, напечатать домент, передать

фас и т.д. Сервер выполняет требемые действия и посылает от-

чет о «проделанной работе». В зависимости от вида работы, для

оторой предназначен сервер, он и называется по-разном:

— файловый сервер, если он выполняет простые операции

чтения — записи данных из файла;

— принт-сервер, если он выполняет операции печати;

— SQL-сервер, если он выполняет сложные операции поиса

и извлечения данных из баз данных (запросы  таом сер-

вер формирются на специальном язые запросов

Structured Query Languages — стртрированном язые за-

просов).

Признаи лассифиации

Специализа-

ция

Способ

ор#анизации

Способ связи Состав ПК Охват территории

Универсаль-

ные

Одноран#о-

вые

(одноров-

невые)

Проводные

Беспровод-

ные

Однород-

ные

Лоальные

Специали-

зированные

Двхровне-

вые

Сптнио-

вые

Неоднород-

ные

Территориальные

Корпоративные

Гл о б а л ь н ы е

541

В одно-ран овой техноло ии (одноровневой, равноправной)

фнции рабочей станции и сервера совмещены — пользователь-

сий ПК может быть одновременно и рабочей станцией и серве-

ром. Каждый ПК в состоянии предоставлять др ом ПК свои

ресрсы или, наоборот, запрашивать их  др о о.

Размеется, в системе «лиент—сервер» за счет специализа-

ции работ дости ается более высоая производительность сети,

шире ее спетр и ачество сл . Однао одноран овые сети де-

шевле и проще в эсплатации.

По способ связи осществляется лассифиация оммни-

аций (аналов передачи данных), обеспечивающих движение

информации межд элементами сети. В проводных техноло иях

в ачестве физичесой среды в аналах использются:

— плосий двхжильный абель;

— витая пара проводов;

— оасиальный абель;

— световод.

Беспроводные сетевые техноло ии, использющие частотные

аналы передачи данных (средой является эфир), предоставляют

в настоящее время размню альтернатив обычным проводным

сетям и становятся все более привлеательными. Самое большое

преимщество беспроводных техноло ий — это возможности

предоставляемые пользователям портативных омпьютеров. Од-

нао сорость передачи данных, дости аемая в беспроводных

техноло иях, не может поа сравниться с пропсной способнос-

тью абеля, хотя она в последнее время и значительно выросла

(табл. 9.6). Важно, что для перехода  беспроводной техноло ии

не нжно менять же имеющиеся сети. Аппаратное обеспечение

лоальных беспроводных сетей теперь может работать с NetWare

и др ими поплярными сетевыми операционные системами, а

беспроводные рабочие станции можно добавлять  обычной а-

бельной сети.

В сптниовых техноло иях физичесой средой передачи

данных таже является эфир. Использование сптниов оправда-

но в слчае значительно о даления абонентов др от др а при

чрезмерном ослаблении посылаемых элетрома нитных си на-

лов с большими посторонними шмами. Чтобы си налы, направ-

ленные отправителем, не смешивались с анало ичными  пол-

чателю, при работе со сптниом проладываются два частотных

анала — один для отправителя, др ой для полчателя. Это ме-

роприятие позволяет избежать ошибо при передаче инфор-

мации.