Содержание к диссертации
Введение
1. Анализ существующих методов и средств выбора и оценки параметров технологии обработки данных в АЗУ 12
1.1. Вопросы проектирования оптимальной технологии обработки данных в АЗУ 12
1.2. Исследование методов выбора существенных факторов, характеризующих изучаемые процессы 19
1.3. Обоснование выбора объекта исследования -процесса проектирования технологии пред-базовой обработки данных и загрузки информации в базу данных АЗУ крупными строительными объединениями 29
1.4. Организационно-экономическая сущность задачи проектирования рациональной технологии предбазовой обработки данных и загрузки информации в базу данных 35
2. Построение математической модели технологии пред базовой обработки данных и загрузки информации в базу данных 47
2.1. Выбор и определение факторов, характеризующих технологию обработки данных 47
2.2. Определение и исследование аналитической зависимости между временем, затрачиваемым на обработку данных, и факторами, характеризующими изучаемый процесс 63
2.3. Анализ зависимости между временем, затра-чиваемым на обработку данных, и объемом об рабатываемой информации 78
3. Разработка методов и средств автоматизации проектирования рациональной технологии пред-базовой обработки данных и загрузки информации в базу данных 87
3.1. Постановка и решение задач проектирования рациональной технологии предбазовой обра ботки данных и загрузки информации в базу данных 87
3.2. Разработка метода направленного поиска множества допустимых вариантов технологии обработки данных при заданных ресурсных ограничениях 95
3.3. Апробация, внедрение и эффективность использования результатов исследований на объектах строительной отрасли 107
Заключение 125
Список основной использованной литературы... 128
Приложение I. Результаты применения ППП пошаго вой множественной регрессии при ранжировании факторов на значи мость 139
Приложение 2. Условия разработки и применения АСУ "Комплектация" в комбинате "Кие впром-строй" 140
Приложение 3. Фрагмент технологической схемы обработки данных в АСУ"КомплектацияГ.. 144
Приложение 4. Значения параметров, характеризующих технологию обработки данных в АСУ "Комплектация" 147
Приложение 5. Сравнительные характеристики вариан тов технологии обработки данных в АСУ "Комплектация" на примере комплек товочной ведомости 156
Приложение 6. Справки и акты о внедрении и экономи ческой эффективности результатов ис следований 157
- Вопросы проектирования оптимальной технологии обработки данных в АЗУ
- Выбор и определение факторов, характеризующих технологию обработки данных
- Анализ зависимости между временем, затра-чиваемым на обработку данных, и объемом об рабатываемой информации
- Разработка метода направленного поиска множества допустимых вариантов технологии обработки данных при заданных ресурсных ограничениях
Введение к работе
В основных направлениях экономического и социального развития СССР на I98I-I985 годы и на период до 1990 года, утвержденных ХХУІ съездом КПСС в разделе"Совершенствование управления, повышение уровня хозяйствования во всех звеньях экономики", поставлены задачи дальнейшего развития и повышения эффективности применения сети автоматизированных систем управления народным хозяйством [I.e.201].
На декабрьском (1983г.)рапрельском С 1984г.),мартовском Ц985г.) Пленумах ЦК КПСС указывалось на необходимость дальнейшего наращивания и совершенствования вычислительной техники и ее эффективного применения в автоматизированных системах управления народным хозяйством [2].
Повышение эффективности применения сети АСУ - обобщенный критерий, состоящий из надежности, удобства сопровождения, быстродействия решаемых задач управления [24] .
В поиске путей для достижения эффективности разработок АСУ прошло три этапа [48] : интеграции программ; интеграции систем; интеграции данных.
В 70-х годах появилось новое направление - технология программирования (индустриальный подход к программированию на основе создания рациональных методов использования инструментальных средств программирования ) [31]. Это вызвано следующими причинами: мощный набор и развитие инструментальных средств программирования с одной стороны, с другой - низкий уровень их использования [іб] , [б7 ] , [85] .
Наряду с этим при создании АСУ на уровне проектирования недостаточно внимания уделяется разработкам методов и средств оптимизации технологии обработки данных [15] , [29] , [95] .
Так например, в работе Микони СВ. [73] рассмотрено перспективное использование Р - языка не только по основному назначению [20] , но и в качестве языка спецификации при проектировании сложных систем. При этом не показаны характеристики эффективности данного применения.
Многогранность аспектов и проблем проектирования и построения технологии обработки данных в АСУ была предметом многих работ В.М.Глушкова, И.В.Сергиенко, В.В.Шкурбы, В.И.Скурихина, Н.Г.Зайцева, Б.Б.Тимофеева, В.А.Литвинова, Г.Д.Фролова, В.И.Ры-бальского, Л.А.Калиниченко, Е.Г.Генделя, А.Н.Пивоварова, Э.Дейк-стры, Дж.Мартина, К.Дейта, Ф.Б.Брукса, Е.Ф.Кодда.
При рассмотрении общего подхода к решению задачи проектирования оптимальной технологии обработки данных в АСУ существуют следующие трудноразрешимые проблемы: задание в формализованном виде описания процесса проектирования технологии обработки данных на всех технологияеских этапах [40] , [41], [50] , [53] ; задание критериальной функции, определяющей выбор при проектировании оптимального решения [Ю] , [ii] , [21] .
Существующие методы дают частные решения при проектировании отдельных процедур обработки данных. Системные же решения представлены в неформализованном виде, часто рекомендательного характера. Практически вопросы проектирования рационального технологического процесса обработки: данных решаются на основании опыта и интуиции разработчиков.
Некачественное решение данной проблемы при разработке и внедрении АСУ вызывает или недостаточную загрузку ресурсов, необходимых для обработки данных,или их дефицит - неспособность на заданном временном интервале переработать существующий поток информации (по определению В.М.Глушкова" эффект информационной пробки") в системе.
Это вызывает необходимость многократных изменений технологии обработки данных в процессе разработки, внедрения и эксплуатации АСУ.
Таким образом, процесс проектировния технологии обработки данных в АСУ является процессом последовательной разработки и опробования нескольких вариантов технологии обработки данных.
В строительной отрасли при разработке АСУ крупных строительных объединений типа главка, комбината проектирование и опробование даже двух вариантов технологии обработки данных приводит к значительным временным, материальным, стоимостным затратам.
В этих условиях задача разработки методики и формального аппарата, позволяющих на начальной стадии разработки АСУ автоматизировать процесс проектирования рациональной технологии обработки данных, является актуальной.
Данные обстоятельства определили выбор темы диссертационной работы, ее актуальность, направленность, цели и задачи.
Целью работы является разработка методов и средств автоматизации проектирования рациональной технологии обработки данных в АСУ.
Дня достижения цели поставлены и решены следующие задачи:
обосновать актуальность и целесообразность разработки методов и средств автоматизации проектирования рациональной технологии предбазовой обработки данных и загрузки информации в базу данных в АСУ крупными строительными объединениями;
разработать математическую модель выбора и определения существенных факторов, характеризующих технологические этапы
предбазовой обработки данных и загрузки информации в базу данных;
определить параметры, характеризующие технологические этапы предбазовой обработки данных и загрузки информации в базу данных;
разработать методику и соответствующий формальный аппарат проектирования рациональной технологии предбазовой обработки данных и загрузки информации в базу данных;
отработать результаты исследований на объектах строительной отрасли путем опытной апробации и последующего внедрения в промышленную эксплуатацию.
Объектом исследования является процесс проектирования технологии предбазовой обработки данных и загрузки информации в базу данных АСУ крупными строительными объединениями.
Научная новизна работы заключается в следующем: на основании обобщения теории и опыта проектирования технологии обработки данных в АСУ, определены актуальность и целесообразность разработки методов и средств автоматизации проектирования рациональной технологии предбазовой обработки данных и загрузки информации в базу данных в АСУ крупными строительными объединениями. Произведена декомпозиция исследуемой системы. Определены параметры и критериальная функция, характеризующие этапы предбазовой обработки данных документа и загрузки информации в базу данных.
Сформулирован и решен ряд задач, направленных на совершенствование изучаемого процесса. Поставлена и решена основная в диссертационной работе задача проектирования рациональной технологии предбазовой обработки данных и загрузки информации в базу данных. Для решения основной задачи разработан и применен эффективный метод направленного поиска множества допустимых вариантов технологии обработки данных при заданных рееурсных ограничениях.
В результате постановки и решения основной задачи разработана имитационная модель и методика, позволяющие на начальной стадии разработки ЮУ:
описать в формализованном виде заданное множество возмож- ных вариантов технологии обработки данных и ограничений, накладываемых на процесс обработки данных, через конкретные значения параметров, характеризующих этапы предбазовой обработки данных и загрузки информации в базу данных;
на основании приведенных значений параметров выбрать на данном множестве вариантов наиболее эффективный и тем самым избежать дорогостоящих итераций проектирования технологии обработки данных при разработке и внедрении АСУ.
Основные научные результаты работы:
методика проектирования рациональной технологии предбазовой обработки данных и загрузки информации в базу данных в ЮУ крупными строительными объединениями и инструментальная поддержка этой методики в алгоритмах и машинных программах;
математическая модель технологии предбазовой обработки данных и загрузки информации в базу данных;
метод направленного поиска множества допустимых вариантов технологии обработки данных при заданных ресурсных ограничениях.
Результаты исследований использованы при проектировании рациональной технологии обработки данных в следующих разработках:
Разработать и ввести в эксплуатацию ППП для -АСУ объектами капитального строительства (ППП АСУ-КОМПЛЕКТАЦИЯ);
Внедрить комплексы задач I очереди подсистемы"Управления промышленным производством" (АСУ "Комплектстройиндустрия") в условиях: Минпромстроя УССР, Минводхоза УССР, Минсельстроя УССР;
Усовершенствовать в Минпромстрое УССР АСУ комплектными поставками сборного железобетона;
Разработать и ввести в эксплуатацию в базовых организациях проектные решения по подсистеме"Управление промышленным производством".
Указанные разработки прошли государственную регистрацию по плану научно-исследовательской тематики НИИАСС Госстроя УССР.
Результаты работы внедрены в промышленную эксплуатацию в строительных организациях: в комбинатах Киевпромстрой, Киевобл-промстрой, Черкаепромстрой, Вол ыньпромс трой, Ивано-Франковск-промстрой, Крымпромстрой, Львовпромстрой, Хереонпрометрой, Одессапромстрой, Николаевпромстрой, Винницапромстрой, Чернигов-промстрой Минпромстроя УССР; Минводхозе yCGP; Минсельстрое УССР, Минтяжстрое СССР, ДДП АСУ-КОМПЛЕКТАЩЯ передан в государственный фонд алгоритмов и программ (ГоеФАП СССР).
Долевая часть научных и практических решений, предложенных в диссертационной работе, составляет 3,3% от общего годового экономического эффекта, полученного в результате внедрения перечисленных выше АСУ в строительной отрасли (что составило в 1981г. - 51,8 тыс.руб., в 1982 году - 100 тыс.рублей, в 1983 году - 127,1 тыс.рублей, в 1984 году - 118,8 тыс.рублей).
Основные положения диссертации опубликованы и доложены на республиканском семинаре"Разработка единого языка описания строительных объектов для целей АСУ" (г.Киев, 1976,1977,1978, 1979гг.); республиканской конференции"Разработка методов и средств подготовки передачи информации в АСУ"(г.Киев,1976г.); постоянно действующем семинаре"Автоматизация программирования" (ИК АН УССР, г.Киев,1977г.); республиканской конференции"Раз-работка математического обеспечения задач оптимального планирования и обработки данных АСУС" (НИИАСС,г.Киев,1978г.); П конференции молодых ученых и специалистов (НИИАСС и НТО стройин-дустрии,г.Киев,1978г.); республиканской конференции"Методы проектирования математического обеспечения АСУС" (ИК АН УССР, г.Киев, 1978г.); постоянно действующем семинаре"Автоматизиро-ванные системы в строительстве" (ИК АН УССР и НИИАСС, г.Киев, 1980г.); республиканской конференции "Проблемы эффективности АСУ и САПР в строительстве" (НИИАСС и НТО стройиндустрии, г.Киев, 1982г.); постоянно действующем семинаре"Технология подготовки, хранения и обработки информации в АСУП" (институт автоматики, г.Киев, 1983г.); постоянно действующем семинаре "Автоматизация проектирования объектов капитального строительства" (ЦНИИпроект Госстроя СССР и Совет по кибернетике АН СССР, г.Москва, 1984г.),
По результатам исследований опубликовано 10 работ общим объемом 10,1 печатных листов, в которых отражено основное содержание диссертационной работы.
Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка основной использованной литературы из 109 наименований и б приложений. Изложена на 127 страницах машинописного текста (без списка литературы и приложений), содержит 23 рисунка и 13 таблиц.
Вопросы проектирования оптимальной технологии обработки данных в АЗУ
Одним из направлений качественного использования средств вычислительной техники в строительной отрасли является решение вопросов проектирования эффективной технологии обработки данных с использованием ЭВМ при разработке и внедрении систем автоматизированного управления строительным производством [Ю] .
Теоретически проблема проектирования рациональной технологии обработки данных в АСУ общая для различных объектов управления промышленной и непромышленной сферы [55] , [64] . Практическое решение данной проблемы в области управления строительным производством имеет особое значение. Строительство - ведущая отрасль в структуре народного хозяйства страны [18] . В продукции строительных организаций (зданиях и сооружениях) нуждаются все отрасли народного: хозяйства [87 J . Более десяти процентов общей численности рабочих и служащих страны работают в строительстве. Одна треть бюджета СССР на 1984 год - объем капитальных вложений в строительстве [3] . Учитывая особенности строительного производства [87] , разработка общих теоретических основ и практическое решение вопросов проектирования рациональной технологии обработки данных в АСУ в строительстве (АСУС) является существенным фактором совершенствования системы управления строительством [іі] . Проектирование технологии обработки данных в АСУ-многоаспектная задача и практически является задачей синтеза проекти - ІЗ рования функциональных и обеспечивающих подсистем - технического, программно-математического, информационного обеспечения АСУ [29] , [87] , [JOB] .
Рассмотрим общую задачу проектирования оптимальной технологии обработки данных в АСУ, Под технологией обработки информации в АСУ понимается совокупность положений, определяющих средства обработки, методы и последовательность их использования, принципы взаимодействия при формировании законченных процессов обработки, а также схемы и правила реализаций процессов обработки, разработанные на основе этих положений для решения конкретных задач абонентов [27]. В существующей практике решения задач АСУ [293 сложился следующий типовой технологический процесс обработки данных, состоящий из этапов А- ( 1= 1,7): Ат - заполнения исходных документов (с контролем); А - приема и контроля заполненных исходных документов на ЙВЦ; Ад - переноса исходных данных с документов на первичные машинные носители (с контролем); А - ввода данных в ЭВМ, контроля данных, корректировки данных, загрузки информации в базу данных; А - вычислительной и логической обработки данных согласно функциональному алгоритму задачи; Ag - печати табуляграмм; А - размножения и передачи результатов. При проектировании технологии обработки данных некоторые этапы обработки совмещаются. При этом остается смысловое значение процедур обработки данных.
Например, при проектировании технологии обработки данных в АСУ с использованием средств телеобработки как единой терминальной среды [27] процедуры обработки данных на технологических этапах Ат - Ад и частично на этапах Аи совмещаются. Типовая схема технологических этапов A-L обработки данных в АСУ изображена на рис.1.1. Общий неформализованный вид функции, описывающей технологию обработки данных в АСУ на A L- ом технологическом этапе, запишем следующим образом: D - МйыЛ), сіл) где: \J, - вектор, компоненты которого представляют характеристики входных данных; \j. - вектор, компоненты которого представляют характери стики выходных данных; f. - вектор-функция, определяющая операции обработки данных; [" - вектор ограничений, накладываемых на область значений переменных функций F-L. Проектирование конкретного варианта S-u технологии обработки данных в АСУ на технологическом этапе А-обработки данных можно представить как определение конкретной функции F , = F конкретных значений вектора 1/-и_ = \JlM , ограничений F- = Г &:-. иг= : СЇЇ;М,?.;). О «.» Выражение (1.2) определяет конкретный вариант SL технологии обработки данных в АСУ на A ;_- ом технологическом этапе.
В общем случае на каждом А-и- ом технологическом этапе обработки данных мы можем определить множество о [ возможных конкретных вариантов технологии обработки данных в АСУ, при этом &\ Є 5L . (1.5) Согласно выражению (1.5), проектирование технологии обработки данных в АСУ можно представить в виде графа, изображенного на рис.1.«2: элементы множества 0 LHa каждом технологическом этапе А\. обработки данных обозначим точками в L-ой плоскости, которые являются вершинами графа; дуги графа, ориентированные сверху вниз, определяют связи (1.4) между вершинами графа; при проведении пути из любой вершины графа, расположенной в плоскости 1=1, сверху вниз по дугам до любой вершины графа, расположенной в плоскости I = 7, мы получим конкретный ва с риант S - технологии обработки данных в АСУ вида (1.3). Таким образом, мы можем задать множество о конкретных реализаций технологии обработки данных в АСУ. При этом,
Выбор и определение факторов, характеризующих технологию обработки данных
Как показано в предыдущей главе, для определения факторов, характеризующих технологию обработки данных документа на этапах Aj_4,достаточно выявить факторы, характвризующие технологические операции предбазовой обработки данных документа и загрузки информации в базу данных на этапе А . Определим величину Р вероятности появления ошибки при обработке данных объемом V байтов на технологических этапах А-, и Характеристики ошибок, появляющихся в процессе обработки данных на технологических этапах А __ , приведены в табл.2.1. Получим: Вj = Ay/Aj - перфорация, когда ошибки в заполнении; В = Ау/А-г - перфорация, когда ошибки в заполнении нет; % = / ввод Д8 при правильной перфорации, но с ошибками в заполнении; В - ввод при неправильной перфорации (ошибки) и е ошибками в заполнении; В - ввод при правильной перфорации и при отсутствии ошибок в заполнении.
В выражении (2.2): t ввода-время, затрачиваемое на про -граммный ввод одного байта данных с заданного носителя информации (перфокарт, перфолент, магнитных лент, магнитных карт) при выполнении 1-ой процедуры обработки данных на технологическом этапе А ; і записи - время, затрачиваемое на обмен данных объемом в один байт при программной записи данных на магнитный носитель (магнитный диск, магнитную ленту) при выполнении 1-ой процедуры обработки данных на технологическом этапе А ; Ъ контр,пр. - время, затрачиваемое на программный контроль данных объемом в один байт при вводе данных на магнитный носитель при выполнении 1-ой процедуры обработки данных на технологическом этапе А ; t запуска - время, затрачиваемое на запуск программ и выход из программы при обработке данных при одном обращении к программе; І заполнения - время, затрачиваемое на заполнение данных в объеме одного байта данных в определенную структуру (макет) входного документа; І контроля - время, затрачиваемое на контроль данных в объеме одного байта в определенном документе определенной пачки документов при обработке данных на технологическим этапе Ag; L перфорации - время, затрачиваемое на перфорацию данных в объеме одного байта при обработке данных на технологическом этапе Ад,- і сравнения - время, затрачиваемое на сравнение данных в объеме одного байта при выполнении 3-й процедуры при обработке данных на технологическом этапе А ; І исправление - время, затрачиваемое на исправление(корректировку) данных в объе - 51 ме одного байта при выполнении 3-й процедуры обработки данных на технологическом этапе А ; t чтения (компановки) - время, затрачиваемое на программное чтение и компановку данных в объеме одного байта (здесь при чтение данные представлены в виде иерархических структур записи, компановка - линейная структура записи); t чтение (записи) - время, затрачиваемое на программное чтение (запись) данных йа магнитный носитель (диск, ленту) в объеме одного байта; L сортировки время, затрачиваемое на программную сортировку данных в объеме одного байта; t печати ошибок - время, затрачиваемое на печать ошибок данных объемом в один байт при вводе данных на магнитный носитель.
На вход обработки данных на технологическом этапе А поступает порция данных в виде отперфорированной информации - выход, полученный после обработки данных на технологическом этапе Ау. Величина порции данных - фактор, закладывается при прохождении задачи на технологическом этапе Ао, где данные пакетируются и контролируются. Структура данных определяется структурой данных на выходе при обработке данных на технологическом этапе А (структурой входного документа). Данные, поступающие с терминальных устройств, заполняют, пакетируют, вводят в систему, контролируют, корректируют согласно структуре данных входного документа [84] . Покажем,каким образом и насколько структура входного документа влияет на объем обрабатываемой информации и каким образом проектировать структуру документа, чтобы наиболее рационально использовать ресурсы, определяющие общие затраты при заполнении исходных данных в документ, перфорации, вводе, контроле, корректировке на этапах Ар А ,, Ад, А .
В общем случае структура входного документа иерархическая представлена в виде дерева. На каждом уровне иерархии, согласно бинарным отношениям элементов (реквизитов), организуются (группируются) записи в иерархические строки таким образом, чтобы элементы одной из иерархических строк не повторялись в остальных. На схеме, приведенной на рис.2.2, показана структура входного документа.
Значение At указывает длину записи строки в знаках на L - ом уровне иерархии ( L 1,2,..., m ). Индекс т последней по иерархии строки указывает на количество уровней иерархии. Из каждой строки L - го уровня иерархии выходит путь к нескольким строкам L+1 уровня иерархии.
Анализ зависимости между временем, затра-чиваемым на обработку данных, и объемом об рабатываемой информации
Согласно технологическим процедурам обработки данных документа на технологическом этапе А (см.рис.1.4), формирование файлов осуществляется по принципу ввода изменений. Первоначальное формирование файла рассматривается как изменение "пустого" файла большим объемом данных. Эффективность функционирования базы данных определяется в основном временем,затрачиваемым на корректировку данных. [8] , [9] .
В этих условиях возникает задача определения оптимальных режимов обработки данных файла, критерием которой выступает минимизация времени формирования всего файла, ограничением - значение вероятности, связанной с достоверностью данных файла, стремящейся к единице (Рр- -1 ) Г7б] . При обработке данных файла, содержащего информацию, исчисляемую несколькими десятками тысяч байтов (файлы типа V ), использование данной технологии не вызывает особых затруднений. С такой же оценкой нередко подходят при обработке данных файлов, содержащих миллион и более байтов (файлы типа W ).
Файл типа W может быть создан: путем экстрополирования решения, которое применялось при подготовке файлов типаУ; условным делением исходной информации на П таких частей, чтобы для каждой из них выполнить процедуры, применяемые при формировании файла V , и в конечном итоге объединением подготовленных данных в файлах типа V в один файл типа W.
В первом случае повышается вероятность увеличения числа циклов корректировки не только формируемого файла типа W , но и файлов корректур, так как файлы корректур исчисляются несколькими тысячами байт. Может иметь место потеря адресации записей файла типаW уже при вторичной коррекции. В конечном итоге нельзя предварительно, даже в груоой форме, дать оценку временного интервала обработки данных файла типа W и оценить значение вероятности PF , связанной с достоверностью данных файла.
Во втором случае величина общего объема обрабатываемых данных файла типа W . требует достижения определенного уровня достоверности обрабатываемой информации каждой из л компонент файла типа V . Если коэффициент достоверности обрабатываемой информации отдельной компоненты равен Р , то коэффициент достоверности обрабатываемой информации файла типа W , состоящего из п таких компонент, можно считать равным: рР = рп. И если число п будет велико, то значение р должно бать близко к единице для того, чтобы значение Pf существенно отличалось от нуля. Процесс обработки данных файла типа W как функцию времени от компонентов с объемами V можно представить в виде графика, если по оси ординат положить время подготовки файла типа V/, а по оси абцисс-объемы V возможных компонент. В общем случае количество компонент при подготовке файла типа w объемом v вычисляется по формуле: «= [v] . где \ft - объем данных, содержащихся в файле ranaw ; v W . Приведенные результаты существенно влияют на технологический процесс обработки данных, который должен иметь рациональную структуру, обеспечивающую управление данным процессом. Рассмотрим влияние факторов (2.5) на изучаемый процесс. При ранжировании факторов на значимость был применен метод регрессионного анализа (I.6-І.19). Практические результаты были получены на основании использования пакета программ пошаговой множественной регрессии [88, с.210-227], Результаты расчетов приведены в приложении I. Согласно критерия Стьюдента статистически значимыми факторами (при уровне значимости db = 0,01) являются: Х - объем в байтах обрабатываемых данных за один технологический цикл; Хг - общий объем в байтах обрабатываемых данных документа; Х5 - коэффициент свертывания данных; Хг&- количество записей в блоке данных основного файла; Ха5- длина записи в байтах основного файла; Хг7- вероятность появления ошибок при обработке данных на технологических этапах Aj_4 Xu- коэффициент перфорации данных на р-х типах устройств подготовки данных; Хга- количество операции над данными и над_ их структурами. Статистически незначимыми на заданном множестве факторов являются: Х2о- время, затрачиваемое на программный контроль данных; Х„- время торможения между блоками на магнитных устройствах. Среди них основным является фактор Кг- объем данных в байтах, обрабатываемых за один технологический цикл на этапе А4. Логически это единственная величина, которой можно варьи о ровать при описании характеристик конкретного варианта S технологии обработки данных.
Проектируется конкретный вариант S технологии предбазо-вой обработки данных документа и загрузки информации в базу данных. Даны конкретные методы и средства, применяемые при проектировании конкретных процедур обработки данных документа на этапах Ат и» Согласно (2.5), заданы значения параметров: характеризующих рассматриваемый вариант S"технологии обработки данных. При проектировании варианта S технологии обработки данных единственной варьируемой величиной является значение X, -объем в байтах обрабатываемой информации документа за один технологический цикл.
Разработка метода направленного поиска множества допустимых вариантов технологии обработки данных при заданных ресурсных ограничениях
В экономико-математических задачах часто возникает проблема поиска допустимых вариантов изучаемых процессов при заданных ограничениях на область их существования.
Например, при определении множества альтернативных планов строительно-монтажных работ в строительной организации, возводящей m объектов. Каждый ] - й объект (] = I,m) характеризуется Pi множеством возможных выполняемых работ. В свою очередь, каждая из Р: работ определяется набором п ресурсов, которые необходимы для ее выполнения. При этом задаются ограничения на любое подмножество из п ресурсов и на любое подмножество из m объектов.
Следующим примером является задача определения множества допустимых вариантов технологии предбазовой обработки данных документов и загрузки информации в базу данных при заданных ресурсных ограничениях. Каждый j - й документ характеризуется возможными вариантами обработки данных. Каждый из Pi вариантов технологии обработки данных описывается п факторами, характеризующими дискретные этапы обработки данных. При этом задаются ограничения на любое подмножество из а факторов и на любое подмножество из m обрабатываемых документов.
Решение данных задач на современной вычислительной технике методом прямого перебора практически невозможно. Даже при переборе значений двумерной матрицы порядка 10 х 10 время, затрачиваемое на вычисления, оценивается часами. Сущность приведенного в данной работе метода [12] заключается в построении правил, позволяющих заведомо отсеивать, согласно ограничениям, множество вариантов технологии обработки данных, не производя вычислений.
В трехмерном пространстве множество S вариантов технологии обработки данных представляется в виде трехмерной матрицы, элементами которой являются величины Хц (i-W j а іГО к.- -i.p). Произведя сечение, согласно каждому конкретному ограничению вида 13.13), по соответствующим элементам трехмерной матрицы, переходим к множеству двумерных матриц. Исключаем в каждой двумерной матрице столбцы с элементами, по которым соответствующее ограничение не задано.
Согласно ограничению, заданному по минимальному числу.
Общая схема направленного поиска множества допустимых вариантов технологии обработки данных при заданных ресурсных ограничениях столбцов, выбирается первая двумерная матрица среди полученного множества двумерных матриц. В выбранной двумерной матрице определяем множество альтернативных вариантов, удовлетворяющих соответствующему условию ограничений. Вариантом является набор, состоящий из одного элемента каждого столбца рассматриваемой матрицы, сумма значений которых (элементов) удовлетворяет условию соответствующего ограничения. Альтернативный вариант - набор элементов, отличающийся от любого набора хотя бы одним элементом.
Поиск альтернативных вариантов происходит целенаправленно по шагам - без операций, связанными с просмотром элементов, находящимися за пределами ограничений.
Определив множество альтернативных вариантов рассматриваемой двумерной матрицы, переходим к обработке данных второй матрицы. Вторая двумерная матрица выбирается среди оставшихся двумерных матриц согласно ограничению, заданному по минимальному числу столбцов. При этом по соответствующим координатам агрегируются результаты, соответствующие координатам ранее полученных решений (альтернативным вариантам первой матрицы), и отсеиваются варианты, исключенные на раннем этапе. Тем самым уменьшается количество столбцов и элементов во второй матрице. По тем же правилам, что и в предыдущей матрице, определяется множество альтернативных вариантов, соответствующих заданному для рассматриваемой матрицы условию ограничения. Таким образом последовательно обрабатываются все двумерные матрицы. В результате получаем множество S искомых альтернативных вариантов технологии обработки данных.
