Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Объектное моделирование в задачах обработки данных при управлении организационными системами 17
I. Место и роль автоматизированной системы обработки данных в управлении организационными системами 17
2. Объектное моделирование: построение объектной модели и ее отображение в информационную модель 24
2.1. Метод построения объектной модели 25
2.2. Отображение объектной модели в информационную модель 36
3. Организация информационных баз данных для информационно-поисковых и информационно-расчетных задач 41
Глава П. Разработка информационной базы данных для информационно-поисковых задач (на примере разработки специализированной системы обработки данных) 53
I. Назначение и функции специализированной системы обработки данных 53-
2. Организация информационной базы данных 57
2.1. Построение объектной модели при разработке информационной базы данных для специализи рованной кадровой информационной системы (СКИС) 57
2.2. Построение объектной модели при разработке информационной базы данных для информационно-поисковой системы производства подшипников (планово-номенклатурный фонд) 77
2.3. Построение объектной модели для гидробиологической информационной системы 88
2.4. Отображение структур объектной модели в структуры данных информационной модели 90
3. Описание схем структур данных 94
4. Организация структур данных на уровне файлов . 102
5. Программный комплекс системы 107
6. Организация связи пользователя с системой . III
Глава Ш. Разработка информационной базы данных для информационно-расчетных задач (на примере разработки информационно-расчетной системы) 119
I. Назначение и функции системы 119
2. Построение объектной модели 120
3. Информационное описание. Представление структур данных 126
4. Организация данных. Файлы данных 131
5. Общая схема информационно-расчетной системы. Организация связи пользователя с системой. Программный комплекс системы 136
3 а к л ю ч е н и е 140
Ли т е р а т ур а 142
- Объектное моделирование: построение объектной модели и ее отображение в информационную модель
- Построение объектной модели при разработке информационной базы данных для информационно-поисковой системы производства подшипников (планово-номенклатурный фонд)
- Построение объектной модели
- Общая схема информационно-расчетной системы. Организация связи пользователя с системой. Программный комплекс системы
Введение к работе
Вопросы исследования и разработки автоматизированных систем обработки данных, а также проектирования информационных баз данных выделились в отдельную научную дисциплину [1,6,7,9, 11-15,23-26,31,35J. В отечественной и зарубежной литературе имеется много работ, в которых рассматриваются уровни разработки архитектуры системы информационных баз данных [5,15,18,38, 44,48j, методы формализованного описания структур данных и задания отношений между ними [3,23,27,32,33,41-43,46,47], представление данных на физическом уровне и приемы программной реализации алгоритмов обработки данных [9,19-22,28,30,40]. Все это является важным при решении задач автоматизации управления организационными системами.
Однако, рассмотрение часто ведется с весьма общих позиций. В последнее время возникла потребность в детальной проработке ряда вопросов. Как отмечалось специалистами, недостаточно выявлены место и роль автоматизированных систем обработки данных при управлении организационными системами и особенности, связанные с динамикой реальных систем и взаимодействием пользователя и разработчика [l4, с. 398-404; I5,c.37I-40I; 34,39,48]. мало внимания уделялось на начальной стадии разработки информационных баз данных анализу и выделению структурных единиц и отношений между ними в организационных системах Гі4,с.347-348; 24,с.57-59; 38,44,45]. Не затрагивались особенности, проявляющиеся при разработке и внедрении системы обработки данных в конкретной предметной области реального мира. В этом случае возникает необходимость в классификации задач обработки данных. "Сделать ее необходимо не по производственному принципу
(АСУ-прибор, АСУ-газ и т.д.), а по информационно-алгоритмическому, когда в основу кладется общность алгоритмов и структур данных. Классов объектов окажется не так уж много. На них и следует ориентировать системы управления базами данных и пакеты прикладных программ. От этого выигрывают и потребители, так как они будут иметь конкретные рекомендации по выбору системных средств, и разработчик их, ибо ему будут поставлены четкие требования" |16|. Это важно, если учесть то обстоятельство, что технические средства, на которых реализуется система обработки данных, используемый программный аппарат быстро устаревают. Этот круг вопросов находится в центре внимания настоящей работы, цель которой разработать и реализовать методики отбора необходимой и достаточной информации, выбора объекта информационного описания при построении информационных баз данных для информационно-поисковых и информационно-расчетных задач обработки данных в управлении организационными системами. Объединяет приведенные вопросы то, что они относятся к начальной стадии разработки информационных баз данных. На этой стадии нужно стремиться к наиболее тесному контакту с пользователем, направленному на создание более точной математической модели организационной системы для полного учета информационных требований пользователя. Такая модель позволит повысить эффективность как разработки, так и эксплуатации автоматизированной системы.
Диссертация содержит, кроме введения, три главы, заключение и список цитированной литературы. Имеются приложения и справки о внедрении.
Перейдем к изложению содержания диссертации. Первая глава посвящена следующим вопросам:
а) уточнению места и роли автоматизированных систем обра
ботки данных в управлении организационными системами;
б) разработке метода объектного моделирования;
в) выделению информационно-поисковых и информационно-рас
четных классов задач.
В настоящее время разработано и эксплуатируется большое количество автоматизированных систем обработки данных. Реализованы они на высоком научном и программном уровнях. Но эффективность использования их во многом зависит от правильного задания места и роли в конкретной предметной области. Особенно это важно для организационных систем, в которых управляющим и управляемым объектами являются коллективы людей [l4j.
В первом параграфе рассматривается место и роль автоматизированной информационной системы обработки данных в управлении организационной системой. Принятие управляющего решения основывается на анализе хода производственного процесса и информации о состоянии ресурсов, в нем участвующих. Поэтому представляется целесообразным разделение управляемого объекта и, следовательно, автоматизированной системы управления на две составляющие. Управляемый объект подразделяется на ресурсы, в него входящие, и производственные процессы, в которых участвуют ресурсы при функционировании организационной системы. Автоматизированная система управления разделяется на автоматизированную систему обработки данных и пакет прикладных программ. При этом на автоматизированную систему обработки данных возлагаются задачи отображения состояний и свойств ресурсов и обеспечения информацией управляющего объекта и пакетов прикладных программ, а на пакеты прикладных программ - задачи описания производственных процессов.
Процесе разработки автоматизированной информационной системы обработки данных представляется как построение набора операторов отображения состояния организационной системы в машинной среде с учетом того, что организационная система находится в непрерывном развитии. Операторами отображения могут быть: коллектив разработчиков, используемый математический и логический аппараты, программные средства и комплекс технических средств.
Особое внимание уделяется учету взаимодействия пользователя и разработчика в процессе проектирования и создания информационных баз данных. Как отмечал ранее Бартон в своем обзоре І39І, отсутствие такого учета является слабостью подходов к разработке.
Определение места и роли автоматизированной системы обработки данных как части в общей схеме управления организационной системы во многом предопределяет достижение успеха при ее практической реализации. Вместе с этим необходимо предусмотреть следующее: участие в разработке потенциального пользователя на всех этапах; выбор приемлемого срока разработки и средств регулярного контроля выполнения работ; контроль за ходом разработки; выбор надежной технической базы и испытанного программного обеспечения; возможность развития системы при изменениях в состоянии реальной организационной системы.
Некоторые из этих факторов достижения успеха приведены в I7J и, хотя они относятся к разработке автоматизированной системы обработки данных для другой социальной среды, их можно применять, частично, в наших условиях. Крайне важно при разработке автоматизированных систем как управления, так и обработки данных учитывать, что эти системы создаются для обеспечения деятельное-
ти высшего уровня иерархии организационной системы (принцип первого лица |І4І). Поэтому требования этого уровня в процессе проектирования являются основными. Трудности в создании автоматизированных систем управления для организационных систем объясняются их свойством находиться в непрерывном развитии.
Второй параграф посвящен описанию метода объектного моделирования как одному из важнейших этапов разработки информационных баз данных. Приведем эти этапы:
I. Объектное моделирование.
П. Информационное описание.
Ш. Физическая реализация системы.
ІУ. Внедрение системы обработки данных.
Последние три этапа достаточно хорошо исследованы 115,18, 23,24,26,28,41-43]. Однако, успех разработки системы обработки данных во многом предопределяется результатами исследования, проводимыми на первом этапе. До настоящего времени эти вопросы были плохо формализованы и их реализация во многом зависела от искусства разработчика.
Основная идея метода объектного моделирования заключается в отборе необходимой и достаточной информации и построении модели как установления отношений "цель-управление-структура-ин-формация" на всех уровнях организационной системы. Заметим, что проблема отбора необходимой и достаточной информации является наиболее важной при разработке автоматизированных систем обработки данных. К сожалению, в отечес-'твенной и зарубежной научной литературе этому вопросу уделяется мало внимания.
Метод построения объектной модели заключается в последовательном выполнении следующих шагов:
Шаг І. Построение дерева целей.
Шаг 2. Построение дерева управляющих воздействий.
Шаг 3. Построение дерева организационных структур.
Шаг 4. Построение дерева информации.
Шаг 5. Построение объектной модели.
При построении объектной модели решаются следующие вопросы:
а) выбор объекта информационного описания;
б) задание таблицы характеристик объектов информационного
описания и их словарей;
в) явное задание отношений вложенности между характеристи
ками в таблице;
г) неявное задание отношений между группами характеристик
в таблице.
После решения этих вопросов получаем объектную модель, которая включает в себя следующие элементы:
Объекты информационного описания.
Таблицы характеристик объектов со словарями.
Описания объектов конечного уровня дерева организационных структур конкретной реальной системы по пунктам I и 2.
Структуры объединения объектов конечного уровня по уровням вложенности характеристик.
Структуры объединения объектов конечного уровня по межгрупповым отношениям.
Заметим, что при конкретных разработках объектная модель является математической моделью реальной системы с учетом ресурсов и информационных требований пользователей.
Далее информационное описание (модель) строится на основе полученной объектной модели. Элементы объектной модели логически отображаются в структуры данных информационной модели с использованием расширенного понятия интегрированной схемы поля. Понятие интегрированной схемы поля здесь расширено по сравнению с обычным [36] за счет введения дополнительных отношений. Отметим некоторое свойство универсальности, проявившееся в информационно-поисковых задачах. Хотя объектные модели для кадровой, производства подшипников, гидробиологической систем оказались1, естественно, различными, их же отображения в информационные модели совпали. Это обстоятельство непосредственно было использовано на практике (см.гл.П, 3).
Таким образом, в настоящей работе на начальной стадии предлагается вести разработку по схеме:
ресурсы
объектная модель
информационное описание
и далее, следуя традиционным этапам. Обычно же по управляемому объекту строилось информационное описание.
В 3 рассматриваются вопросы, связанные с классификацией задач обработки данных при управлении организационными системами. Выделяются два класса задач: информационное-поисковые и информационно-расчетные. В основу выделения положено информационное требование (запрос) пользователя. К информационно-поисковым задачам отнесем такие, для которых информационные требования пользователя являются заранее не определяемыми. Структура операторов преобразования данных от нижнего уровня к верхнему должна обладать универсальностью. Примером таких задач являются задачи обработки данных по кадровому персоналу. Для информа-
ционно-расчетных задач информационные требования пользователя (алгоритма расчета) являются стандартизированными. Операторы преобразования данных между уровнями имеют строгое функциональное назначение и их структура разработана с учетом реализации алгоритмов прикладных программ. Типичными информационно-расчетными задачами являются планово-экономические и учетно-экономи-ческие задачи.
Для выделенных классов задач разработаны схемы информационных баз данных, которые являются (функционально) универсальными в следующем смысле. Они позволяют прикладным программистам принятыми методами удовлетворять информационные требования пользователей в своих предметных областях.
Рассмотренные в первой главе метод объектного моделирования и этапы разработки, а также схемы информационных баз данных для выделенных классов задач обработки данных в управлении организационными системами позволяют пользователю и разработчику создать логическую структуру информационной базы и общую схему автоматизированной системы. После этого по полученным результатам решается вопрос о выборе системы управления базами данных из имеющихся (например, СУВД "ОКА", ИНЕС) [4,29І или о разработке новой системы.
Во второй главе описывается разработка структуры информационной базы данных для информационно-поисковых задач (на примере разработки специализированной системы обработки данных). Положенные в основу разработки системы метод построения объектной модели и способ ее отображения в информационную модель позволили успешно использовать эту систему в различных предметных областях.
В I приведены назначение и функции системы. В 2 рас-
сматривается организация информационной базы данных. На конкретных примерах показано применение метода построения объектной модели для разработки специализированной кадровой информационной системы (п.2.1), информационно-поисковой системы производства подшипников (п.2.2), гидробиологической информационной системы (п.2.3). Для каждой из этих систем выбран объект информационного описания (ДОЛЖНОСТЬ, ПОДШИПНИК, ПУНКТ НАБЛВДЕ-НИЯ) с соответствующей таблицей характеристик, явными и неявными отношениями и построена объектная модель.
В 3 рассматривается вопрос о задании способа информационного описания структур данных. Организационные структуры и их таблицы характеристик объектной модели отображаются в структуре данных информационной модели. Основу отображения составляет отображение наименьшей единицы описания объекта (характеристики) в структуру данных - поле с помощью понятия схемы. Схема есть описатель свойств структуры данных в терминах выбранного множества свойств характеристики. Группа характеристик отображается в структуру данных - группа, объект в структуру данных -статья, класс объектов в структуру данных - файл, все множество объектов в структуру данных - база данных, все множество объектов со словарями, справочниками, указателями отношений в информационную базу данных.
Описание параметров схемы проводится в два шага. Первый -это описание на входном языке системы, второй - задание формата, то есть описание на физическом уровне.
Выбранное множество свойств характеристики объекта, представленное в схеме поля, позволило использовать ее для отображения объектов информационного описания во всех трех вышеназванных системах обработки данных.
В 4 рассматривается организация данных на уровне файлов, В информационной модели допускается построение сложных структур данных, как объединения экземпляров схемы статьи в реальные и виртуальные файлы данных. Реальный файл данных отображает класс объектов конечного уровня. Виртуальный файл данных отображает некоторое сложное иерархическое объединение объектов конечного уровня.
Обычно структура информационной базы данных совпадает со структурой объектной модели реальной системы. Но встречаются ситуации, когда разработчик не имеет права и возможности задать структуру информационной базы,адекватную реальной. Задание в схеме поля свойств, отражающих явные и неявные отношения между характеристиками в таблице характеристик объекта информационного описания, позволяет пользователю с помощью соответствующих программных средств самому создавать структуру информационной базы данных. При этом участие разработчика не является обязательным.
В 5 приведен программный комплекс системы, реализованный на языках ПЛ-І и АССЕМБЛЕР в среде ОС 4.1, ОС 6.1 (MFT , MVT) и использующий стандартный набор технических устройств ЕС ЭВМ.
Организация связи пользователя с системой рассматривается в 6. Информационное требование пользователя (запрос) формулируется на входном языке системы. В запросе указывается вид операции над структурами данных, ограничения на область их поиска (если они известны), поисковые условия, разрешение на работу с системой. Ответ на запрос пользователя система выдает на указанные в запросе устройства .АЦПУ или дисплей в произвольном формате. Вид запроса и формат выдачи задаются администратором системы и могут быть каталогизированы.
Третья глава посвящена вопросам разработки информационной базы данных для информационно-расчетных задач (на примере разработки информационно-расчетной системы) Изложение материала ведется в том же порядке, что и в главе 2. Отличительная особенность этих систем заключается, в частности, в том, что первичными пользователями являются прикладные программы и все запросы стандартны. Объектное моделирование в этом случае проводится отдельно для каждой предметной области с учетом их информативных связей.
В I рассматриваются основные функции систем. Построение объектной модели приводится в 2.
В 3 рассматривается представление структур данных, то есть информационное моделирование на уровне поля, статьи, файла. Поле отображает одно отдельное свойство объекта, описываемое в строке или столбце исходного документа. Статья отображает отдельный исходный документ из всего множества исходных документов, описывающих реальный объект. Файл отображает множество однотипных документов1, описывающих объекты конечного уровня. Схемы, описывающие эти структуры данных, считаются внешними, они являются средством описания представления разработчика о предметной области.
Организация информационной базы для информационно-расчетных задач рассмотрена в 4.
В 5 рассмотрена общая схема информационно-расчетной системы. Система открытая. Программные комплексы, разработанные по предложенному методу, специализированные, то есть пакеты прикладных программ настроены на решение определенных экономических задач. Средства манипулирования данными в базах универсальны для выбранного языка описания схем.
В заключении приведены основные результаты работы:
Предложена более точная схема включения автоматизированной системы обработки данных в управление организационной системой. Выявлены и учтены особенности разработки, связанные с динамикой реальной системы, взаимодействием пользователя и разработчика.
Разработан метод объектного моделирования для построения информационных баз данных в управлении организационными системами. Предложен способ отображения объектной модели в информационную модель с помощью расширения понятия схемы.
Выделены информационно-поисковые и информационно-расчетные классы задач для построения информационных баз данных в управлении организационными системами.
Разработаны схемы информационных баз данных для классов информационно-поисковых и информационно-расчетных задач.
Созданы и внедрены информационные базы данных и программные средства управления ими для информационно-поисковых задач (по кадровому персоналу, по промышленной продукции, по гидробиологическим данным) и для информационно-расчетных задач: контроль выполнения планов и расчет планов выпуска продукции, расчет планов поставок и перевозок. Программная реализация систем обработки данных проводилась на комплексе технических средств ЕС ЭВМ (EC-I022-, EC-I030, EC-I033, EC-I045, EC-I060)
в среде ОС 4.1, ОС 6.1 (I4FT.MVD.
Опыт эксплуатации разработанных информационных баз данных и программных средств управления ими показал, что они эффективны и обеспечивают решение практических задач. Созданная для класса информационно-поисковых задач система обработки данных может быть использована как информационно-справочная система в
различных областях. Система обработки данных для класса информационно-расчетных задач имеет специальное назначение, но принципы и методы, положенные в основу разработки, позволяют достаточно просто использовать их и при решении более широкого круга планово-экономических и учетно-экономических задач. Кроме этого, объектное моделирование позволяет уже на начальной стадии проектирования системы выработать общий методологический взгляд на задачу, что облегчает построение стратегии ее решения.
Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на областной научно-технической конференции "Планирование и управление подготовкой кадров в вузе (содержание, организационные формы и автоматизация)" (Иркутск, 1977), республиканском совещании "Проблемы экологии Прибайкалья" (Иркутск, 1979), республиканской конференции "Разработка информационного обеспечения прогнозов научно-технического прогресса" (Иркутск, 1980), всесоюзных совещаниях по банкам данных (Москва, 1980, 1982), заседании Иркутского отделения Сибирского математического общества (Иркутск, 1983) и на семинарах в Институте математики и механики УЩ АН СССР (Свердловск, 1983), НИЩ МГУ (Москва, 1983), ВЦ АН Арм.ССР и ШУ (Ереван, 1983). По теме диссертации опубликовано 8 работ.
Считаю необходимым выразить благодарность за ценные советы, замечания и всестороннюю помощь при оформлении работы Али Ивановичу Кокорину и Юрию Дмитриевичу Королькову.
Объектное моделирование: построение объектной модели и ее отображение в информационную модель
Параграф посвящен описанию метода объектного моделирования как одному из важнейших этапов предлагаемой разработки информационных баз данных. Выделим следующие четыре этапа:
I. Объектное моделирование, основанное на анализе организационной системы.
П. Информационное описание. На этом этапе решается вопрос о способе логического отображения объектной модели в информационную модель, определяется состав и структура системы обработки данных.
Ш. Физическая реализация системы обработки данных на выбранном комплексе технических средств.
ІУ. Внедрение системы обработки данных в управление организационной системой
Последние три этапа известны и достаточно хорошо исследованы] 15, 18, 23, 24, 26, 28, 41-43]. Выделение и разработка первого этапа находится в центре внимания настоящей работы. В основе подхода лежит максимальный учет информационных требований пользователя и особенностей функционирования реальной системы с целью создания наиболее "удобной" структуры информационной базы для организации эффективного процесса обработки данных.
. Метод построения объектной модели. Здесь решаются задачи отбора необходимой и достаточной информации и построения объектной модели как установления отношений "цель-управление--структура-информация" на всех уровнях организационной системы.
Метод построения объектной модели заключается в последовательном выполнении следующих шагов:
Шаг I. Построение дерева целей.
Шаг 2. Построение дерева управляющих воздействий.
Шаг 3. Построение дерева организационных структур.
Шаг 4. Построение дерева информации.
Шаг 5. Построение объектной модели.
Приступим к подробному описанию этих шагов.
1. Построение дерева целей (ДЦ). Для организационных систем в ДЦ ни одна из целей не является альтернативной. Отсюда и процедура построения ДЦ сводится к следующему.
Глобальная и локальная цели и эксперты, их задающие, назначаются директивно высшим уровнем для низшего. Состав экспертов не переназначается. Глобальная цель формулируется лидером организационной системы, затем он назначает лидеров следующего уровня и, возможно, корректирует сформулированные ими цели. Эта процедура проводится до какого-то к -го уровня иерархии организационной системы, который принимается за конечный по соглашению между пользователем СОД и ее разработчиком. Например, общая схема ДЦ изображена на рис.За.
Дерево целей для специализированной кадровой информационной системы приведено на схеме I ( 2, гл.П), а для информационно--поисковой системы производства подшипников - на схеме 5 ( 2, гл.П).
2. Построение дерева управляющих воздействий (ДУ). Достижение глобальной и локальных целей требует принятия и реализации управляющих воздействий. Для каждой цели определяется необходимое управляющее воздействие или, в общем случае, их набор. Процедура построения ДУ та же, что и для построения ДЦ (см.рис.36). Конкретные ДУ приведены на схеме 2 и 6 ( 2, гл.П).
3. Построение дерева организационных структур (ДОС). На этом шаге выделяются элементы структуры организационной системы, принимающие управляющие решения (ДУ) при достижении целей (ДЦ), Возможно, что в организационной системе потребуется осуществить реформы, то есть она подготавливается к работе с использованием СОД. Можно задать временные сроки на выдачу информации для каждой структуры из ДОС. Процедура построения ДОС такая же как и принятая ранее (см.рис.Зв). Конкретные ДОС приведены на схемах 3 и 7 ( 2, гл.П).
4. Построение дерева информации (ДИ). На этом шаге для ДОС определяется необходимая информация и обосновывается ее достаточность. Для каждой структуры ДОС на основе традиционного анализа документированных носителей информации и опроса ее элементов отбирается информация, которая необходима ей для реализации управляющих воздействий из ДУ и целей из ДЦ. Выделяется переменная и постоянная информация. Существенно, чтобы необхода-мая информация структуры І -го уровня была проверена и откорректирована структурой (І-І )-го уровня, то есть более высокого.
Замечание І. В системах обработки данных при определении необходимой информации не учитываются связи между структурами разных уровней. Обоснование достаточности проводится так. Информация / -го уровня используется на ( -1)-ом или более высоком уровне после выполнения над ней каких-либо операции, то есть подвергается воздействию операторов преобразования. Эти операторы могут реализовать как простейшие операции, так и расчетные или сложные вычислительные задачи. Операторы преобразования задаются или назначаются на этом шаге. Заметим, что при определении необходимой информапии рассматривалась "горизонтальная" ее принадлежность структурам на каждом уровне организационной системы. После включения операторов преобразования информация синхронизируется между структурами различных уровней по "вертикали", с учетом их связей по функциям управления. Необходимая информация дополнится служебными данными, описывающими отношения между информацией различных уровней, и данными внешней среды, удем считать, что когда согласование информации проведено между всеми уровнями ДОС, достаточность ее обоснована. Отметим, что этот шаг проделы-вается почти обычным образом (см. например, [25 , с.4Б). Здесь предусмотрена дополнительно коррекция объема информапии низших уровней для целей управления высших уровней.
Замечание 2. Б системах обработки данных информация является необходимой и достаточной, если она отображается в ДИ, включающим в себя операторы преобразования между всеми уровнями ДОС с учетом ДУ.
Построение объектной модели при разработке информационной базы данных для информационно-поисковой системы производства подшипников (планово-номенклатурный фонд)
Построение объектной модели ПРИ разработке информационной базы данных для информационно-поисковой системы производства подшипников (планово-номенклатурный Фонд). Информационно-поисковая система производства подшипников (ИПСШІ) является одной из автономных систем обработки данных в автоматизированной информационной системе "Подшипник". При разработке информационной базы данных применялся метод построения объектной модели.
Шаг I. Построение дерева" целей. Процедура построения дерева целей такая же как в 2 (п.2Л). Дерево целей приведено на схеме 5. Характер целей информационно-поисковой системы производства подшипников иной, чем для кадровой информационной системы. Если там для реализации целей необходима информация для решения задач планирования, то здесь, необходима информация для контроля выполнения плана производства подшипников.
Цели подведомственных организаций (заводы, цеха)
Схема 5. Дерево целей при разработке информационной базы данных для информационно-поисковой системы производства подшипников (планово-номенклатурный фонд) Пояснения к схеме 5:
С - глобальная цель. Контроль выполнения плана производства подшипников и свободных деталей за заданный период времени по отрасли;
С - локальная цель. Контроль выполнения плана производства подшипников (кроме специальных) за заданный период времени по заводам, цехам (год, квартал, месяц);
С - локальная цель. Контроль выполнения плана произ-водства специальных подшипников за заданный период времени по заводам, цехам (год, квартал, месяц);
С - локальная цель. Контроль выполнения плана производства свободных деталей (кроме деталей для специальных подшипников) за заданный период времени по заводам, цехам (год, квартал, месяц);
Сц - локальная цель. Контроль выполнения плана производства свободных деталей для специальных подшипников за заданный период времени по заводам, цехам (год, квартал, месяц); - / z з ч
Шаг 2, Построение дерева управляющих воздействий. Процедура построения дерева управляющих воздействий такая как и для построения дерева целей. Построенное дерево приведено на схеме 6.
Пояснения к схеме 6:
Ул - глобальное управление. Коррекция плана производства подшипников и свободных деталей на заданный период време ил по отрасли;
У. - локальное управление. Коррекция плана производства подшипников (кроме специальных) на заданный период времени по заводам, цехам (год, квартал, месяц). Дополнительное задание к плану производства подшипников (кроме специальных);
У. - локальное управление. Коррекция плана произвол-ства специальных подшипников на заданный период времени по заводам, цехам (год, квартал, месяц). Дополнительное задание к плану производства специальных подшипников;
У - локальное управление. Коррекция плана производства свободных деталей (кроме деталей для специальных подшипников) на заданный период времени по заводам, цехам (год, квартал, месяц). Дополнительное задание к плану производства свободных деталей (кроме деталей для специальных подшипников); У - локальное управление. Коррекция плана произвол-ства свободных деталей для специальных подшипников на заданный период времени по заводам, цехам (год, квартал, месяц). Дополнительное задание к плану производства свободных деталей для специальных подшипников;
Построение объектной модели
Следуя методу построения объектной модели (см. 2, гл.1), было получено дерево целей (рис.16), дерево управляющих воздействий (рис.17), дерево организационных структур (рис.18), дерево информации (рис.19). Результат выполнения этих шагов позволяет составить разработчику представление о процессах функционирования реальной системы. Построение дерева информации позволило выделить документированные носители информации о состоянии и свойствах реальной системы. Эта информация является необходимой и достаточной для организации вычислительного процесса и ответов на запросы пользователей.
Пусть Ті - все множество документированных носителей информации. Оно включает в себя следующие подмножества: D{ -подмножество документов, содержащих постоянную информацию, - подмножество документов, содержащих исходную переменную информацию об объектах реальной системы, Ю$ - подмножество документов, содержащих выходную переменную информацию об объектах реальной системы.
К подмножеству Z)j относятся также документы, информация в которых в процессе функционирования системы редко подвержена изменениям. Например: прейскуранты цен на ГСМ, матрица разрешенных перевозок, коэффициент сроков хранения и т.п. К подмножеству Z)z относятся документы, содержащие информацию о состоянии объекта конечного уровня в установленные временные сроки. Структура для всех документированных носителей постоянной информации задается "жестко" и является единственной. В ней не содержатся какие-либо сведения об объектах реальной системы, и в системе она задается как совокупность элементов (С? ,Я ), где С/ - заголовок документа, Л - значение. Например, для документа "Словарь марок ГСМ":
Структура документированного носителя переменной информации из подмножеств & и 3 задается как совокупность таких частей В подмножествах / и ) каждый тип документа характеризует определенный вид состояния или свойства реальной системы. Для всех типов документов из подмножеств &z и Ю& выделим общий элемент в структуре документа. Это будет служебно-адресная часть Д с элементами ( 2У, Q.24CLb , 2у). Из элементов выделяем такой, который характеризует (по соглашению между пользователем и разработчиком) конечный объект реальной организационной системы. Его принимаем за объект информационного описания. Совокупность информационных описаний объектов конечного уровня по параметрам, задающим их иерархическую подчиненность, позволяет описывать организационные структуры вышестоящих уровней. С учетом этого, подмножество 5 разобъем на два подмно-жества, обозначим их как 5 и &2 Подмножество %)& включает документы, содержащие исходную переменную информацию об объектах конечного уровня. Подмножество %)& включает документы для объектов вышестоящих уровней, то есть, эти документы создаются из Юг после выполнения вычислительных операций и входят в подмножество / » т0 есть могут являться и выходными документами.
Общая схема информационно-расчетной системы. Организация связи пользователя с системой. Программный комплекс системы
Основными составляющими частями информационно-расчетной системы данных являются:
1. Информационная база данных, включающая базу данных О, базу данных I, базу данных 2, файлы служебной и справочной информации. Над каждой из баз можно осуществить независимые операции.
2. Программный комплекс системы. В состав комплекса входят блок программ, реализующий расчетные алгоритмы (пакет прикладных) программ), блок программ распределения доступа и защиты данных, программный блок ввода и преобразования исходных данных, программный блок создания файлов задач, программный блок генератора выходных документов.
3. Организационное обеспечение, включающее должностные инструкции, регламентирующие работу обслуживающего персонала.
Программная реализация системы проведена для комплекса технических средств ЕС ЭВМ - 1022, 1033, 1045, 1060 в среде ОС ВС 4.1, 6.1 (MFT,M\IU Программный комплекс системы открытый. Для включения новых прикладных программ необходимо описать для них схему файла задачи и создать его из файлов базы данных 0. В системе допускается выполнение независимых друг от друга различных операций над базами данных О, I, 2. Кроме этого, выбранная схема информационно-расчетной системы позволяет (если потребуется) использовать более эффективные программы манипулирования данными (например, ввод, корракщия, вывод, обмен, поиск в базе данных), не затрагивая основного ядра -пакета прикладных программ. Естественное ограничение - это обеспечение совместимости по языкам описания структур данных.
Для администратора язык управления работой информационно-расчетной системы максимально упрощен. Исключая сугубо специальные команды (например: команды разметки рабочих полей, команды контроля работы программных блоков и т.п.), можно выделить четыре группы команд. .
Первая группа. Команда ввода. Общая структура команды: [ код формы входного документа , взод , контроль , "тип устройства ввода " . Вторая группа. Команды создания файлов задач. Общая структура команды: [ код задачи , создать , печать 1 . Сформированный файл задачи выдается для визуального контроля, директива печать не является обязательной. Третья группа. Команда генератора выходных документов. Общая структура команды: [ код формы выходного документа фип устройства вывода количество экземпляров » Ъолнота выдачи »!. Директива полнота выдачи указывает, выдавать форму выходного документа полностью или по указанным графам строк и столбцов. Четвертая группа. Команды пакета прикладных программ. Общая структура команды: Г номер задачи 1 Организацию- вычислительного процесса разрешается проводить: І) в цикле, начиная с ввода исходных данных для расчетной задачи, затем выполнение(решение)и далее формирование и выдача результата в документированном виде, 2) раздельно по каждой группе команд.
Программы комплекса включены в МО ЕС ЭВМ как библиотеки программ пользователя. Библиотека оформлена в соответствии с правилами ОС и работает под управлением ОС. Вызов программ осуществляется с помощью пакетов управляющих карт или каталогизированных процедур по общим правилам работ ОС. Программные блоки комплекса выполняют следующие функции.
1. Программный блок общесистемных программ управления и программ обработки запросов пользователя:
- разметка рабочих полей,
- коррекция поколений хранимых файлов данных,
- оптимизация физической структуры хранения неупорядоченных файлов,
- контроль и преобразование запроса пользователя во внутреннее представление.
2. Программный блок ввода и преобразования исходных данных:
- физический ввод словарей, справочников, исходных документов,
- проведение синтаксического контроля на наличие служебных символов, соответствия количества строки т.п.,
- проведение схемного контроля на соответствие параметров элементов данных конкретной схеме файла,
- проведение логического контроля на достоверность информационно-логических соотношений в документе.
3. Программный блок создания файлов задач:
- конструирование схемы файла задачи,
- формирование файла задачи по условиям, заданным в запросе,
- контроль достоверности решения, обработка аварийных ситуаций.
4. Пакет прикладных программ. Выполнение вычислительных операций над данными по заданным алгоритмам расчетных задач.
5. Программный блок генератора выходных документов:
- выдача выходного документа по запросу пользователя на АЦПУ или ЭЛТ в заданном формате,
- выдача выходных документов в заданном количестве экземпляров и с указанной позиции.
Программный комплекс реализован на языках ІШ-І и Ассемблер в среде ОС 4.1., 6.1 (tfFT,MV7). Техническая эксплуатация проводится на ЕС ЭВМ 1022, 1033, 1045.
