Юринець В.Є., Юринець Р.В. Автоматизовані інформаційні системи. Електронний посібник

Подождите немного. Документ загружается.

автоматизованого оброблення будь-якої інформації багатьма групами

користувачів.

Усі завдання, які розв’язуються у пакетному режимі, мають такі

властивості:

♦

алгоритм розв’язування завдання повністю формалізований, і

процес його розв’язування не потребує втручання користувача;

♦

наявний великий обсяг вхідних і вихідних даних, значна час-

тина яких зберігається на магнітних носіях у вигляді пакета завдань;

♦

розрахунок виконується для більшості записів вхідних файлів;

♦

завдання розв’язується тривалий час, що зумовлено наявністю

великих обсягів даних і складністю розрахунків;

♦

розв’язування завдань відбувається із заданою періодичністю.

В основу діалогового (інтерактивного) режиму оброблення

даних покладено взаємодію людини з комп’ютером під час розв’я-

зування завдань.

Для такої технології оброблення інформації необхідні:

♦

безпосереднє поєднання людини та обчислювальної системи,

використовуючи передавання або приймання повідомлень через локаль-

ний чи віддалений термінали;

♦

пошук потрібних користувачеві даних або програм;

♦

швидке оброблення обчислювальною системою прийнятих

повідомлень і передавання результатів оброблення користувачеві;

♦

активна дія користувача на хід і порядок виконання техноло-

гічних операцій оброблення даних.

Головним моментом цієї технології є організація діалогу корис-

тувача з комп’ютером, під час якого користувач має інформацію про

стан розв’язуваного завдання і має можливість активної дії на хід обчис-

лювального процесу. Організовується діалог з використанням інфор-

маційних моделей обміну повідомленнями, які є ієрархічно організо-

ваним переліком питань і таблиць, відповіді на які і заповнення яких

повинен виконувати сам користувач. Ці моделі визначають сценарій

діалогу протягом усього робочого сеансу. Діалог ініціюється користу-

вачем, а обчислювальна система забезпечує його активну підтримку

за заданим функціональним планом.

Щоб мова спілкування між користувачем та комп’ютером була

зрозумілою обидвом сторонам, їм необхідний спільний тезаурус (мова

понять і відношень між ними). За його відсутності діалог може

відбуватися тільки за заздалегідь запрограмованими, суто формаль-

ними схемами, які, здебільшого, мають обмежені можливості.

Тому певний тезаурус для спілкування людини з машиною має

бути обов’язково

, але під час його формування треба враховувати дві

конфліктні обставини:

— бажання мати розвинений і широкий тезаурус;

— складності, що пов’язані з використанням тезауруса.

Чим ширший та різноманітніший тезаурус, тим вищий рівень

інтелекту спілкування, але, разом з тим, значно вищі вимоги ставляться

до програмного забезпечення та окремих параметрів комп’ютера,

зокрема, розрядності

, швидкодії, обсягу оперативної і зовнішньої

пам’яті.

Засоби діалогу дають змогу оперувати віртуальним тезаурусом,

який допускає реалізацію розвинених мов спілкування людини з

комп’ютером. Водночас діалогова інструментальна система виконує

такі функції:

— створення сценарію діалогового процесу розв’язування

завдання, формування додаткових понять і відношень, тобто розши-

рення тезауруса спілкування;

— ведення каталогу сценаріїв;

— ведення процесу діалогу за заданим сценарієм;

— навчання користувача правил діалогової мови системи

спілкування;

— забезпечення сервісу під час роботи користувача з наборами

даних;

— видача довідок та інших інформаційних матеріалів.

Нині найширшого застосування набули два основних типи

діалогового режиму: на основі меню (sce and point – “дивись і вибирай”)

і на основі мови команд (think and type – “

нагадуй і набирай”). У

майбутньому універсальним засобом спілкування стануть апаратно-

програмні засоби штучного інтелекту, які у процесі навчання дадуть

змогу спілкуватися з користувачем його розмовною професійною

мовою.

У процесі проектування системи режим діалогу задається у

вигляді структурної схеми і таблиць діалогу (меню та діалогові панелі

чи вікна, наприклад, у системі Windows). В основі діалогу розміщують

деякі початкові повідомлення користувача, які створюють певне

операційне оточення процесу розв’язування деякого класу задач. Ці

повідомлення послідовно розгалужуються залежно від кількості

варіантів відповідей користувача на запит

обчислювальної системи або

можливих реакцій комп’ютера на конкретні повідомлення. Таке

розгалуження можна подати у вигляді двійкового дерева зв’язку.

У згаданому дереві зв’язку вершини схеми діалогу описують за

допомогою відповідних таблиць діалогу, які є інформаційними

сукупностями повідомлень, призначених для визначення подальших дій

користувача і функцій обчислювальної системи у процесі оброблення

даних.

Таблиці діалогу зберігаються в оперативній пам’яті комп’ютера,

і за вимогою користувача можуть бути виведені на екран, надаючи йому

можливість вибору варіанта подальшої взаємодії зі системою. Після

отримання потрібних результатів на кожній конкретній вітці відбувається

повернення до таблиць діалогу, які ініціювали видачу цих результатів.

Така організація взаємодії користувача та обчислювальної

системи забезпечує

можливість проведення різнопланового оброблення

й аналізу вхідних даних через застосування економіко-математичних

і статистичних методів у процесі розрахунку, а також вироблення

оптимальних управлінських рішень через перебирання варіантів та

їхньої оцінки. На практиці така технологія найліпшим чином поєднує

можливості людини і обчислювальної системи у процесі розв’язування

багатьох прикладних завдань.

Діалоговий режим оброблення даних

максимально наближує

обчислювальну техніку до користувача, проте потребує забезпечення

пильності через можливість несанкціонованого доступу до службової

інформації. Для вибору діалогової системи, орієнтованої на розв’язу-

вання однотипного класу завдань, встановлюється система критеріїв

або показників оцінки, серед яких важливу роль відіграє оцінка її користу-

вачами, які, здебільшого, основними показниками системи вважають

час відгуку і

час очікування обслуговування, час розв’язування

завдання і ступінь мобільності, що забезпечує користувачеві перелік

дій у нерегламентних умовах.

Одним із шляхів підвищення ефективності управління складними

економічними об’єктами, до яких належать, зокрема, промислові

підприємства, є злиття організаційних автоматизованих інформаційних

систем і автоматизованих систем управління технологічними

процесами в єдині інтегровані системи. Таке інтегрування особливо

необхідне в умовах роботозації виробничих процесів і створення гнуч-

ких автоматизованих виробництв. Із цією метою найдоцільніше вико-

ристовувати

технологію оброблення даних у режимі реального часу.

В основі технології оброблення даних у режимі реального часу

лежить організація оброблення даних таким чином, аби результати

оброблення можна було використати для керування самим ходом

оброблення, тобто для кожного завдання, наявного у системі, збері-

гається певний порядок розв’язування, що використовується для

керування ходом виконання певних

процесів.

Використання автоматизованих інформаційних систем для

керування виробничими процесами потребує реалізації у системі органі-

заційно-економічного і технічного контурів управління. Останній

передбачає організацію взаємодії і прямого зв’язку засобів обчислю-

вальної техніки з технологічним обладнанням, задіяним у виробничих

процесах. Це визначає жорсткі вимоги до реактивності системи.

Водночас високої швидкості прийняття управлінських рішень

дося-

гається за рахунок неперервного контролю за станом об’єкта управління

в пам’яті комп’ютера.

Таке відображення реалізується:

— засобами динамічної моделі, яка відображає повний опис

об’єкта щомиті;

— системою модифікації стану, яка забезпечує фіксування всіх

подій, перехід динамічної моделі із одного модельного стану в інший і

збереження інформації про події;

— системою формування завдань, яка здійснює розроблення і

доведення директивних вказівок відповідно до глобальної стратегії і

мети функціонування об’єкта;

— системою прогнозування, призначеною для збирання і збере-

ження інформації про різні чинники, які впливають у певний час на об’єкт

і використовуються для вироблення прогнозів щодо оптимального

управління об’єктом.

Динамічна модель об’єкта управління, система видозміни та

модифікації його стану, а також система прогнозування стану об’єкта

та автоматизований банк даних у своїй сукупності утворюють

інформаційну підсистему АІС реального часу. Система формування

завдань, яка утворює підсистему управління об’єктом, комплексно

зв’язує часткові цілі і контури управління, організовує вироблення і до-

ведення

до виконавців директивних вказівок або керуючих впливів.

Більшість елементів такої АІС поєднана між собою каналами

зв’язку і шляхами передавання даних. Сукупність усіх видів зв’язку і

шляхів передавання інформації утворює підсистему зв’язку і пере-

давання даних.

Комплексна автоматизація основних технологічних операцій

виробництва дає змогу здійснювати оперативний облік і контроль за

станом

об’єкта управління через застосування різних пристроїв і датчиків,

які забезпечують збирання, реєстрацію та передавання інформації про

параметри ходу виробничого процесу, а за потреби і їхню зміну.

Важливою характеристикою, яка визначає сферу застосування

режиму реального часу, є швидкість (час) реакції системи управління

на зміну стану керованого об’єкта. Щодо цього виділяють автомати

зовані системи управління з високим, середнім і низьким ступенем

реакції. До автоматизованих систем з високим ступенями реакції нале-

жать такі, в яких час прийому, оброблення і доведення результуючої

інформації до споживачів складає секунди, а то й частки секунд. Для

класу систем із середнім ступенем реакції цей час становить десятки

секунд або хвилини.

У системах з низьким ступенем реакції час на

оброблення інформації складає хвилини або години, а сам процес

збирання інформації може тривати декілька днів.

1.2.3. Деякі найпоширеніші комп’ютерні

інформаційні технології

Найпоширенішими комп’ютерними інформаційними технологіями є

створення і редагування текстів, оброблення графічних і табличних даних.

Одним із перших масових застосувань персональної комп’ютер-

ної техніки, що збереглося донині, було різноманітне оброблення

текстової інформації, тобто підготовка рукописів для опублікування,

оформлення звітів, відомостей та іншої подібного типу документації,

створення нотаток, забезпечення переписки тощо. Програмні засоби,

які забезпечують перераховані функції, називають текстовими

редакторами, або текстовими процесорами (Word Processors).

Зараз такого типу програмні засоби є найпопулярнішими і дають

змогу проводити такі процедури оброблення текстової інформації:

— уведення текстової інформації;

— редагування тексту;

— пошук у словниках

синонімів слів і перевірку тексту на наяв-

ність орфографічних помилок;

— використання широкого набору шрифтів;

— виведення текстів на пристрої друку і зв’язку у заданих фор-

матах відображення;

— використання вмонтованих калькуляторів;

— складання таблиць, автоматичних календарів, нотаток, пере-

реписки тощо.

Серед найпростіших популярних вітчизняних текстових процесорів

можна відзначити Лексикон, Документ-16,

Інтерпрограму, які мають

відносно простий інтерфейс із користувачем, максимально русифіковані

і володіли свого часу досить широким набором функцій.

За рубежем розроблено й ефективно функціонує великий набір

текстових процесорів, частина з яких має значне поширення і в нашій

країні. До них належать текстові процесори різних версій Wo rd фірми

Microsoft Inc., MultyEdit фірми American Cybernetics, EasyFlow фірми

Haven Tree Software, ChiWriter фірми

Hortsmann Software Design, Sprint

фірми Borland International Inc., Exchange SoftScan фірми Systems

Compatibility, TEX, який створено під керівництвом Д. Кнута із

Стенфордського університету (США) тощо. Цей перелік неперервно

поповнюється.

З різних причин в Україні найпопулярнішими стали текстові

процесори різних версій типу Microsoft Word, які ефективно

використовуються для оброблення порівняно невеликого обсягу будь-

якої текстової інформації, і TEX, які використовуються переважно для

оброблення науково

-технічної інформації, зокрема, вони є унікальними

для підготовки матеріалів математичного характеру.

Для оформлення і повної підготовки до типографського видання

книг і журналів використовують комп’ютерні видавничі системи.

Виділяють два основних типи комп’ютерних видавничих систем.

Видавничі системи першого типу дуже зручні для підготування

матеріалів невеликого обсягу з ілюстраціями, графіками, діаграмами,

різними шрифтами у тексті. Типовим прикладом такої системи є Aldus

PageMaker (Adobe PageMaker) різних версій

і нещодавно під’єднана

до системи Windows програма QuarkXPress.

Видавничі системи другого типу більш зручні для підготування

документів великого обсягу, зокрема, багатотомних видань (книг).

Найпоширенішими серед такого типу систем є Ventura Publisher.

Особливе місце належить системі AMS-TEX, яку створено на

базі текстового редактора ТЕХ. Вона призначена для оформлення і

повного підготування до типографського видання матеріалів

матема-

тичного характеру, зокрема, за її допомогою видають міжнародний

математичний журнал “Applied Mathematical Letters”.

Основна операція, для якої використовують видавничі системи, –

це верстка, котра полягає у належному розміщуванні матеріалу на

сторінках відповідного документа (публікації, книги). Крім того,

комп’ютерні видавничі системи виконують ще такі функції:

— використання численних різнотипних шрифтів, як за написом,

так

і за розмірами символів тексту, що відображаються на екрані

дисплея так само, як і під час друку;

— розміщення графічних об’єктів та інших фрагментів у доку-

менті, зміна та корегування рисунків, схем та діаграм;

— розтягування і зближення букв у тексті (розрядка);

— підготовка та корегування таблиць;

— вирівнювання нижнього краю тексту

кожної сторінки на задану межу;

— набір різнотипних формул тощо.

Потреба введення до будь-якого тексту чи документу графіків,

діаграм, схем, рисунків, призвела до необхідності створення т. зв.

графічних процесорів. Сучасні графічні процесори дають можливість

за допомогою комп’ютера створювати та модифікувати графічні

образи. Системи комп’ютерної графіки можна віднести до таких

класів:

— ділова графіка;

— ілюстративна графіка;

— інженерна графіка;

— наукова графіка.

Комп’ютерні системи ділової графіки призначені для графічного

зображення даних, які зберігаються у табличних процесорах, базах

даних чи локальних файлах. Це дає змогу наочно відобразити

співвідношення різних числових показників у зручній для сприйняття

людиною формі. Зображення можуть мати вигляд діаграм, гістограм,

графіків або структурних схем

із завчасно підготовленими коментарями

та розміткою. Сучасні розвинуті комп’ютерні програмно-технічні

засоби (технології) надають можливість користувачеві не тільки оби-

рати спосіб відображення даних, а й змінювати розмір, відносне

розміщення, доповнювати це зображення декоративними елементами.

Крім того, здебільшого наявна можливість застосування різних транс-

формацій окремих елементів зображення, зокрема:

— отримання дзеркального відображення;

—

обертання;

— витягування вздовж однієї з осей;

— накладування декількох зображень одне на одне.

Комп’ютерні системи ілюстративної графіки призначені для

створення машинних зображень, які відіграють роль ілюстративного

матеріалу, наприклад: схеми, ескізи, рисунки, географічні карти. Виділя-

ють два класи ілюстративної графіки:

1. Зображення на основі регулярних структур. Такі зображення

мають цілком певну форму, їх

можна однозначно визначити за найпростішими

геометричними поняттями, наприклад, трикутників, прямокутників, кругів

тощо. Усі ці фігури утворюють за допомогою певних наборів параметрів.

Щоб їх копіювати, переміщувати, масштабувати або змінювати колір,

достатньо присвоїти відповідним параметрам нові значення.

Спосіб створення зображень на основі регулярних структур можна

порівняти зі способом креслення зображень на папері з використанням

лінійок, циркулів, лекал та різнотипних трафаретів. Цей тип зображень

належить до т. зв. векторної або координатної графіки, тому що

кожен створюваний у комп’ютері елементарний об’єкт задається

координатами опорних точок і деякими додатковими параметрами.

2. Зображення на основі нерегулярних структур. До цієї кате-

горії графіки належать зображення, які можна співставити з картина-

ми, що їх малюють художники. За допомогою комп’ютера такі графічні

зображення створюють методом т. зв. вільного малювання, де замість

традиційних пензлів і фарб використовують спеціальні функції, якими

керують за допомогою клавіш або маніпулятора “мишка

”. Під час

створення таких зображень надається можливість компонувати їх з

іншими, об’єднувати з текстом, числами, змінами кольору тощо.

Основний напрямок розвитку інженерної графіки пов’язаний з

автоматизацією креслярських та інженерно-конструкторських робіт.

У цих програмних системах велику увагу приділяють питанням

стандартизації. Головна ідея стандартизації полягає в тому, щоб основна

частина програмного забезпечення

машинної графіки була апаратно

незалежною. Вона має забезпечувати інтерфейс із будь-яким прист-

роєм уведення інформації за допомогою спеціальних апаратно-

залежних узгоджувачів та відповідних програмних засобів (драйверів).

Комп’ютерні системи інженерної графіки мають дві чітко вира-

жені функції: конструювання об’єктів і маніпулювання об’єктами у

процесі їхнього генерування. Через таке

розділення утворилася

концепція двох координатних систем: незалежна система координат, у

якій конструюють об’єкт, і апаратна система координат, в якій описують

зображення, що підлягає виведенню на відповідний пристрій. Серед

комп’ютерних систем інженерної графіки значного поширення набула

система моделювання об’ємних об’єктів Modelmaker.

Комп’ютерні системи наукової графіки призначені для обслу-

говування завдань

картографії, оформлення наукових розрахунків, які

містять формалізований опис математичних, фізичних, хімічних,

технічних та інших завдань.

Значну частину документообігу будь-якого підприємства (фірми)

становлять документи-таблиці. Тому табличні комп’ютерні інфор-

маційні технології особливо важливі під час створення та експлуатації

АІС. Комплекс програмних засобів, які реалізують створення,

реєстрацію, збереження, редагування, оброблення таблиць та

їхнє

роздруковування, називають табличними процесорами, а інформацію,

яка формується ними, – електронними таблицями. Крім того, за

допомогою табличних процесорів можна здійснювати різні економічні,

бухгалтерські та інженерні розрахунки, а також проводити складний

економічний аналіз, моделювати розв’язування різних фінансово-

господарських завдань тощо.

Функції табличних процесорів різноманітні, зокрема:

— створення та редагування електронних таблиць;

— оформлення і друкування електронних таблиць;

— створення багатотабличних документів, які об’єднані форма-

лізованими закономірностями;

— побудова діаграм, їхня модифікація і розв’язування

економіч-

них завдань аналітичними та графічними методами;

— робота з електронними таблицями як із базами даних, наприк-

лад, сортування таблиць і обирання даних за запитами;

— створення підсумкових і зведених таблиць;

— використання під час побудови таблиць інформації із зовнішніх

баз даних;

— розв’язування економічних завдань типу “що – якщо” через

підбір параметрів

;

— розв’язування оптимізаційних завдань;

— статистичне оброблення даних;

— створення слайд-шоу;

— використання та розроблення макрокоманд, надбудова опера-

ційного середовища для потреб користувача.

Нині широко застосовують такі табличні процесори як SuperCalc,

Vis iC al c, Lotus 1-2-3, Quattro Pro тощо. Для Windows було створено

табличний процесор Excel, технологія роботи з яким аналогічна роботі

з будь-яким застосуванням Windows

інтерфейсу WIMP.

Технологія роботи з табличними документами відносно проста й

аналогічна процедурам підготовки текстових документів, тобто

відповідний звіт у вигляді таблиці виводиться на екран дисплея і

користувач може в діалоговому режимі вносити в нього свої допов-

нення і зміни, які вмить з’являються на екрані.

Табличні процесори дають змогу створювати бази даних і

надають

зручні засоби роботи з ними. Для полегшення процесу обчислень і

розширення діапазону застосування табличні процесори мають значну

кількість вбудованих математичних і статистичних функцій. Сервісні