Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Анализ особенностей функционирования систем управления охранной деятельностью субъекта федерации .
1.1 .Пути повышения эффективности функционированяя подразделений вневедомственнйй охраны на основе процессов проектированяя и управления 13
1..2. Требования к математическому обеспечению систем проектирования и управления подразделениями вневедомственной охраны 28
1.3.Цели и задачи исследования 71
Основные выводы первой главы 76
ГЛАВА 2. Системный анализ и принципы моделирования охранной деятельности .
2.1.Сущность и содержание дихотомического подхода управления и проектирования систем управления охранной деятельностью субъекта Федерации 78
2.2. Морфологический анализ охранных систем 93
2.3.Принципы моделирования процессов управления и оценивания функционирования охранных систем 114
Основные выводы второй главы 121
ГЛАВА. 3. Моделирование су охранной деятельностью субъекта федерации .
3.1.Методология проектирования организационных подсистем 123
3.2. Функциональный аспект описания систем управления охранной деятельностью отдела и управления вневедомственной охраны 141
3.3. Имитационная модель функционирования технической подсистемы (пункта централизованной охраны) 152
Основные выводы третьей главы 161
ГЛАВА 4. Автоматизация проектирования систем управления охранной деятельностью субъекта Федерации .
4.1.Автоматизация проектирования систем управления районного отдела вневедомственной охраны 163
4.2.Автоматизация проектирования систем управления УВО субъекта федерации 167
4.3.0бучающяя имитационная система проектирования и управления 170
4.4.Система автоматизации проектирования систем защиты информа ции для систем управления подразделений ВО 179
Основные выводы четвертой главы 188
ГЛАВА 5. Практическая реализация результатов научных исследований и оценка деятельности подразделений ВО .
5.1.Структура автоматизированной информационно-управляющей системы технической подсистемы (пункта централизованнйй охраны) 190
5.2. Определение основных параметров функционированяя СУОД для под системы статистического анализа 208
5.3.Практическая реализация оценки деятельности подразделений ВО 212
Основные выводы пятой главы 224
ГЛАВА 6. Анализ реализации процедур моделирования и алгоритмизации управления в суод субъекта федерации .
6.1.Структура алгоритмического обеспечения проектирования и оценива
ния систем управления охранной деятельностью субъекта федерации 225
6.2.Методология анализа эффективности СУ охранной деятельности
6.3.Расчет сравнительной эффективности СУ охранной деятельностью 235
Основные выводы шестой главы 239
Заключение 240
Литература
- Требования к математическому обеспечению систем проектирования и управления подразделениями вневедомственной охраны
- Морфологический анализ охранных систем
- Имитационная модель функционирования технической подсистемы (пункта централизованной охраны)
- Определение основных параметров функционированяя СУОД для под системы статистического анализа
Введение к работе
Актуальность темы. Одна из главных задач Министерства внутренних дел (МВД) РФ - обеспечение охраны всех форм собственности, что является основным содержанием деятельности подразделений вневедомственной охраны (ВО) МВД РФ. Внедрение технических средств охранно-пожарной сигнализации (ТС ОПС) и ввод централизованной охраны позволили значительно уменьшить финансовые затраты, выделяемые на охрану объектов, и повысить эффективность управления в системе ВО. Дальнейшее повышение эффективности управления силами и средствами подразделений ВО возможно лишь за счет внедрения вычислительной техники и новых информационных технологий и повышения качества подготовки специалистов. В ближайшее время необходимо разработать и модернизировать большое число систем управления охранной деятельностью (СУОД). Повышение качества и эффективности разрабатываемых систем, сокращение сроков проектирования и затрат на их разработку и внедрение являются важнейшими задачами в данное время. Для разрешения таких проблем необходимо использовать математические методы решения широкого спектра аналитических задач в охранной деятельности. При проектировании систем управления (СУ) эти задачи нельзя решить традиционными способами, и потому возникла необходимость разработки систем автоматизированного проектирования.
Для работы с такими системами требуется подготовка специалистов более высокого профессионального уровня, способных совершенствовать управление ВО на базе передовой информационной технологии. В этих условиях особое значение приобретает поиск новых подходов к повышению эффективности процесса обучения сотрудников ВО с ориентацией на его качественные аспекты и создание обучающих систем с механизмом управления. Подготовка к процессу обучения сотруднико?; ВС дол-хна-э&лючать в себя структуризацию целей обучения и оптимизацию му- достижения. Выбор эффективной СУ процесса обучения требует его ког-ачестг^нного анализа, что возможно только на основе методов и средстг автоматизированного проектирования обучающих систем.
Таким образом, актуальность темы исследое-ния определяется необходимостью повышения эффективности всего цикла уцралер»1;5 " структуре подразделений ВО субьекта федерации РФ за счет ;-;слол;*.-о"анііл методов и средств автоматизации проектирования при разработке СУОД, а
2 также при создании обучающих систем и при управлении процессом обучения.
Работа выполнена в соответствии с программой развития ТС ОПС, утвержденной на техническом совете Главного управления вневедомственной охраны в 1989 г., и Концепции развития вневедомственной охраны (приказы МВД РФ № 372 от 20.10.92 и № 499 от 06.09.96).
Цель и задачи исследования. Целью диссертационного исследования является разработка и практическая реализация системного подхода к проектированию систем управления охранной деятельностью субъекта федерации, включающих создание научной концепции, методологических основ, моделей и алгоритмов, направленных на повышение эффективности функционирования указанных систем. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
построение иерархической концептуальной модели, принципов и методологии синтеза СУОД субъекта федерации;
разработка научных основ и методологических принципов проектирования СУОД субъекта федерации;
разработка информационно-структурной модели управления функционированием СУОД субъекта федерации;
разработка обучающей имитационной системы проектирования и управленій для подготовки специалистов по охранной деятельности;
создание инструментальных средств в виде математического, алгоритмического и программного обеспечения на основе полученных результатов;
практическая реализация исследований в виде автоматизированных систем управле'-" .ранной деятельностью субъекта федерации и их апробация, подтверждающая эффективность разработанных принципов, моделей, алгоритмов и программ.
Объектом исследования является многоуровневая система управления вневедомственной охраны субъекта федерации.
Предметом исследования является проектирование СУОД и управление подразделениями вневедомственной охраны.
Основные методы исследования. Для решения поставленных задач в работе использовались принципы системного подхода, теория графов, теория множеств, общая теория управления, метод регрессионного анализа, методы построения САПР. При разработке программного обеспечения использовались принципы структурного программирования.
з Научная новизна. Основными результатами, характеризующимися научной новизной, являются следующие:
иерархическая концептуальная модель управления охранной деятельностью, позволяющая интегрировать в единую систему ее организационные и технические части;
методологические принципы проектирования СУОД на базе дихотомического подхода, обеспечивающие с системных позиций учет всех факторов, влияющих на функционирование средств охраны;
модель механизма управления охранными системами, отличающаяся комплексным использованием методов статистического и причинного анализа;
модель процесса проектирования системы защиты информации СУОД, учитывающая специфику предметной области;
структура процесса проектирования обучающей имитационной системы для подготовки специалистов по охранной деятельности, отличающаяся введением двух контуров управления процессом обучения: проектирования средств охранной сигнализации и управления силами и средствами пункта централизованной охраны (ГЩО);
имитационная модель технической подсистемы СУОД, в основу котсрой положена информационная модель охраняемых объектов, построенная в соответствии с выделенными объектами и субъектами управления.
Основные положения, выносимые на защиту. В диссертационной работе на защиту выносятся следующие основные положения:
методология и научные основы проектирования СУОД субъекта федерации, основанные на дихотомическом подходе;
алгоритм управления информационно-структурной моделью функционирования СУОД субъекта федерации с использованием методов статистического и причинного анализов;
структура обучающей имитационной системы проектирования и управления для подготовки специалистов по охранной деятельности;
модель системы защиты информации для СУОД;
имитационная модель технической подсистемы и инфпрмац:'.0:птія модель охраняемых объектов;
модель оптимального синтеза структур организглион"'-.?"." п /систем охраной деятельности.
Практическая ценность работы. Практіг-'Є"кая цеіи-.о"~ь ;.ки~сты связана с использованием ее основных положений -л результата щ:ч.-\---:\-значенных для повышения зффектинкости управления подразделениями
4 ВО субъекта федерации за счет разработки СУ, а также с повышением качества обучения сотрудников ВО на ГЩО.
Внедрение результатов работы. Результаты диссертационной работы внедрены:
в Воронежской высшей школе МВД России;
в Управлении охраны при УВД Луганской области, общий экономический эффект составляет 200 тыс. руб. (в ценах марта 1993 г.);
в Управлении охраны при УВД Воронежской области;
в отделе охраны при Ливенском ГРОВД Орловской области, общий экономический эффект составляет 250 тыс. руб. (в ценах февраля 1993 г.);
в отделе охраны при Стахановском ГРОВД Луганской области, общий экономический эффект составляет 200 тыс. руб. (в ценах марта 1993г.);
в отделе охраны при Кировском РОВД г. Новосибирска, общий экономический эффект составляет 300 тыс. руб. (в ценах января 1993 г.);
в отделе охраны при Кировском РОВД г. Томска, общий экономический эффект 2 460 руб. (в ценах 1998 г.);
в Карачаевском РОВД Брянской области, общий экономический эффект составляет 3000 руб. ( в ценах 1998 г.);
в Ачинском ГОВД.
Апробация работы. Основные результаты и положения диссертационного исследования докладывались и обсуждались на следующих семинарах и конференциях: Всесоюзной конференции "Компьютерные технологии обучения в высшей - -оле" (Севастополь,1989); смотре учебных экранных пособий (Ворипьлч, і 989); II Всесоюзной конференции "Экспертные системы и пролог в учебном процессе" (Йошкар-Ола, 1990); школе-семинаре "Автоматизация обучения новым информационным технологиям на ЕС ЭВМ И ПЭВМ" (Душанбе, 1990); IX симпозиуме "Эффективность, качество, надежность системы "человек-техника" (Воронеж, 1990), XVI Межрегиональном семинаре "Эргономика и эффективность систем "человек-техника" (Игналина, 1990); VI Всесоюзном семинаре "Разработка и применение программных средств ПЭВМ в учебном процессе" (Москва, 1991); Республиканской конференции "Информационные технологии и системы. Технологические задачи механики сплошных средств" (Воронеж, 1992); совещании-семинаре "Компьютеризация управления качеством высшего образования" (Воронеж, 1992); Международной конференции "Восток-Запад" "Новые информационные технологии в образовании" (Москва, 1992);
Proceedings of the international conference on computer technologies in education (ICCTE'93) (Kiev, 1993); XXXII научной внутривузовской конференции (Воронеж, 1993); Всероссийском совещании-семинаре "Математическое обеспечение высоких технологий в технике, образовании и медицине" (Воронеж, 1994); Научно-практической конференции ВВШ МВД России (Воронеж,! 995); Воронежской зимней математической школе "Современные методы теории функций и смежные проблемы прикладной математики и механики" (Воронеж, 1995); Второй всероссийской научно-технической конференции с международным участием "Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники" (Дивноморск, 1995); Всероссийской конференции "Повышение помехоустойчивости, систем технических средств охраны" (Воронеж, 1995); Всероссийской научно-практической конференции "Черноземье -95" "Новые информационные технологии в образовании" (Воронеж, 1995); Научно-методической конференции ВВШ МВД России (Воронеж, 1995); Всероссийском совещании-семинаре "Математическое обеспечение высших технологий в технике, образовании и медицине" (Воронеж, 1995); Межвузовской научно-практической конференции "Повышение помехоустойчивости технических комплексов охраны и систем защиты информации" (Воронеж, 1995); Первой научно-практической конференции "Языки мозга и тела человека: проблемы и практическое использование в деятельности ОВД" (Орел, 1995); Научно-практической конференции ВВШ МВД России (Воронеж, 1996); Международной конференции "Интеграция экономики в систему мирохозяйственных связей" (Санкт-Петербург, 1996); Международной конференции "Информатизация правоохранительных систем" (Москва, 1997); II Всероссийской научно-практической конференции "Охрана-97" (Воронеж, 1997).
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 75 печатных работ, в том числе 1 монография, 3 учебных пособия, 12 статей. Основное содержание работы изложено в 49 публикациях, список которых приведен в конце автореферата.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит .;ч введения, шести глав, заключения, списка литература нз 179 наименований и 6 приложекий. Основной текст изложен на 261 странице. Работа солержит 15 таблиц, 47 рисунков. Объем приложений - 53 стр.
Требования к математическому обеспечению систем проектирования и управления подразделениями вневедомственной охраны
Разработка СУОД для подразделений ВО имеет более чем 10-летнюю историю, поэтому к настоящему времени накоплен определенный опыт как теоретических разработок различных аспектов рассматриваемой проблемы, так и практического решения этой проблемы, и можно составить достаточно репрезентативную выборку соответствующих работ.
Основные научные исследования в области охранной деятельности развиваются по разным направлениям. Одно из направлений определения оптимальности функционирования централизованной охраны заключается в следующем [77,105,106]: -исследуются потоки служебной и тревожной информации и их свойства с целью определения информационных параметров системы охраны объектов; -рассматривается один из специфических и важных видов управленческой деятельности по организации централизованной охраны объектов. Он связан с формированием организационной структуры дежурной смены ВО и заключается в определении требуемого количества групп задержания, в размещении постов или разработке маршрута патрулирования на обслуживаемой территории; -рассматриваются рациональные способы автоматизации информационных процессов в системе охраны объектов собственника, а также вопрос об оптимизации количества групп задержания; -анализируются противоречия, имеющие место в борьбе с правонарушениями; -рассматриваются модели и алгоритмы оптимизации размещения средств контроля при автоматизированном проектировании систем охраны и их практическая реализация в виде программно-методического комплекса.
Другое направление научного исследования заключается в следующем: -в проведении системного исследования всей совокупности факторов, определяющих или имеющих возможность осуществить выбор решения по рациональной организации охранной сигнализации; -в выявлении логико-семантических отношений между множествами, определяющими предметную область экспертной системы; -в определении структуры системы дедуктивного вывода экспертных систем; -в разработке структуры правил вывода принятия решений с учетом нечеткости определения данных; -в разработке языка формализованного представления базы знаний; -в разработке средств объяснения достоверности рекомендаций экс пертных систем, обеспечивающих квалифицированное решение задач экс пертизы; -в разработке интерфейса эксперт - экспертная система, пользователь - экспертная система; -в разработке прикладных подсистем принятия решений в различных направлениях деятельности подразделений ВО; -в разработке методики использования экспертной системы в сфере обучения, переподготовки и повышения квалификации руководящих работников объединений "Охрана" при органах внутренних дел [150,165]. В основу других разработок положена разработка автоматизированной системы адаптивного обучения на базе динамической модели специалиста, заключающаяся в следующем: -в построении моделей специалистов на основе экспертного исследования и методику их актуализации; -в построении логико-семантической структуры системы адаптивного формирования процесса обучения; -в разработке методики формирования правил, определяющих процедуры ранжирования рекомендуемых решений; -в построении модели базы знаний системы, включающей базу фактов; -Б разработке архитектуры системы и средств диалога [166].
Другие авторы разрабатывают процедуры и модели функционирования систем охраны безопасности объектов, охрана которых осуществляется методом централизованной охраны. Разработана методика определения вероятности обнаружения нарушителя на охраняемом объекте, основанная на вероятностно-геометрической модели охраняемого помещения [142]. В основу метода положено построение маршрута предполагаемого нарушителя с помощью волнового алгоритма [143]. Применение волнового алгоритма позволило решить задачу построения оптимального маршрута группы задержания [144]. На основе разработанных алгоритмов создана процедура определения уязвимости охраняемого объекта [145".
Как видно из направлений вышеприведенных научных работ, проблема разработки СУОД на уровне управления подразделениями ВО субъекта федерации не исследовалась. Причем, как указывалось выше, разработку СУОД необходимо проводить с привлечением новых информационных технологий и с формированием научно-методической базы проекти 31 рования СУОД, а для уменьшения финансовых затрат, использовать общеизвестные методы проектирования.
В настоящее время требования к СУ в большинстве разработок формулируются на естественном языке, хотя используют и формальные языки для описания требований к характеристикам отдельных модулей. Существует ряд формализованных неавтоматизированных методик представления результатов анализа существующих СУ.
Трудности создания формальной методологии проектирования СУ объясняются сложностями структуризации систем, измерения и контроля параметров отдельных подсистем и системы в целом, а также характеристик информационного и программного обеспечения.
Учитывая особенности функционирования СУОД определим основные требования к математическому обеспечению систем проектирования и управления подразделения вневедомственной охраны.
Морфологический анализ охранных систем
Как видно из анализа научных изысканий, проводимых в ВО в настоящий момент, никто не занимается разработкой серьезных программных средств в области обучающих систем для ВО.
Учитывая то, что система централизованной охраны структурно состоит из технических и организационных пЬдсистем, и процессы в системе необходимо представить во времени при задании внешних воздействий для отражения поведения исследуемой системы целесообразно использовать имитационное моделирование.
Имитационное моделирование широко используется при создании программного продукта: при проектировании - для осуществления пара метрического синтеза, проведения многовариантного анализа; при вводе в действие - для поиска "узких" мест; при эксплуатации - для прогнозиро вания эффекта от возможных модернизаций состава и структуры сложной системы; при обучении.
В каждом из этих направлений создание имитационной модели может преследовать несколько целей: изменение профессионального сознания и понимания; исследования тех или иных объектов системы; решение различных профессиональных задач.
С помощью имитационного моделирования целесообразно изучать сложные системы, которые невозможно реально воспроизвести. Причем, при имитационном моделировании программируются функции управления сложной системы, что определяет необходимость выделения субъектов и объектов управления, а это дает возможность многократного прослеживания различных последствий принимаемых решений, к тому же использование графики и звукового оформления сможет дать достаточно ясное представление о последствиях принятых управленческих решений. Создание ныс задачи стоящими перед сотрудниками JBO, а также ипсветить иерархи 55 I і ческую структуру принимаемых управленческих решений сотрудниками ВО. Это обеспечит отработку навыков эффективного управления каждого сотрудника на своем уровне и синхронизировать управление на всех его уровнях. Фактически "Управленческой имитационной игрой называют игру, являющуюся имитационной моделью функционирования организации" [30,с.56].
Обучающая имитационная модель воздействует на обучаемого с трех сторон - содержательной, событийной и эмоциональной. Воздействуя на сознание играющего игра типа игрового поведения основывается на состязании и подражании. Состязание нуждается в наличии соперничающей стороны, в этой роли может выступать еще один обучающий или ЭВМ.
Всякая игра предполагает наличие Некоторых правил, которым играющий в начале подчиняется а далее преодолевает их.
"Деловая игра - это творение игрового образа в ходе имманентного преодоления добровольно принятых правил" [29,с.ЗО]. Привлекательность игры повышается в случае преодоления генерируемых ситуаций, являющихся препятствиями и дальнейшего преодоления новых ситуаций играющим. Интерфейс обучающих систем должен быть дружественным и мак симально упрощающим взаимодействие пользователя с системой. [31,33,34,38].
Взаимоотношения ученика и учителя интерпретируются как отношения объекта управления и управляющего убтройства. Такой подход позволяет использовать методы теории и практики управления в процессе обучения, что позволяет организовать оптимальное обучение.
Имеется очень много работ, посвящЬнных оцениванию функционирования СУ, но нет ни одной работы, в которой бы рассматривалось бы оценивание функционирования всей СУОДІ субъекта федерации. В нормативных документах МВД РФ эффективностью функционирования СУОД является: повышение надежности работы средств охраны; уменьшение затрат на охранную деятельность; повышение эффективности проектирования средств охраны на объектах; повышение профессионального уровня действий оперативного наряда ПЦО и т.д.
Как было показано выше, оценка эффективности формируется в виде интегральных показателей из параметров функционирования системы. Наиболее часто встречаются следующие виды показателей интегральных оценок: взвешенное арифметическое среднее значение показателей; взвешенное геометрическое среднее значение показателей; произведение частных показателей; экстремальное значение из значений частных показателей и т. д.
Создавшееся положение в области теории оценивания эффективности функционирования СУОД субъекта федерации объясняется прежде всего сложностью самого объекта исследования. Поэтому функционирование этих систем необходимо рассматривать на базе современной теории системных исследований.
Функционирование СУОД рассматривается как ограниченное во времени и имеющее вполне определенные цели. Эффективность исследуемой системы определяется как способность достижения поставленной цели, а показателями эффективности служат количественные характеристики достижения СУОД целей функционирования.
Высокий уровень априорной неопределенности функционирования СУОД на этапах моделирования этих систем обусловил выбор математической базы для анализа их эффективности. Основным математическим аппаратом определения эффективности функционирования СУОД является теория вероятности и случайных процессов. Поэтому для оценки эффективности СУОД используются такие характеристики, как вероятность повышения надежности работы средств охраны, математическое ожидание способов проникновения преступника на объекты и т. д.
Основная задача исследований - получение законов распределения параметров, характеризующих функционирование СУОД для вычисления значений показателей эффективности.
Имитационная модель функционирования технической подсистемы (пункта централизованной охраны)
Важным результатом дихотомического подхода к рассматриваемым проблемам проектирования и управления СУОД являются следующие выводы: 1) перечисленные элементы и метод дихотомического подхода имеют логически полную и стройную последовательность решений, реализация которых и создает объективные для эффективного проектирования и управления СУОД. 2) В строгом соответствии с основополагающей посылки дихотомич-ности проектирования и управления СУОД, эта система разбита на две части: организационную и техническую. 3) Важнейшим результатом дихотомического подхода к рассматриваемой проблеме является вывод о невозможности эффективного функционирования СУОД без соблюдения при моделировании и управлении учета целого ряда специфических условий.
Как было показано в описание функционирования СУОД целесообразно представить конечномерным пространством состояний. Делая предположения о конечности числа элементов СУОД, имеем дело с классом систем, анализ которых возможен с помощью чисто алгебраических методов. Математическое описание систем 8 с конечным числом состояний включает [64,65,85-87]: - множество допустимых входов U; - множество допустимых выходов ; - множество состояний О; - функцию перехода X:GxU G, (2.1) - функцию выхода y:GxU Y. (2.2) Динамика системы описывается двумя семействами отображений: Р={A,:GxU- 0} (2.3) К={y:GxU- }, (2.4) где Р - отображение перехода состояний ("вход - состояние - состояние"); К - реакция системы ("вход - состояние - выход"). При этом предполагается, что множества и, и О конечны. Это позволяет представить описание системы в виде 8={и,Y,G,R,P}. (2.5) Такая системная задача требует тщательного изучения и понимания алгебраической структуры подобных "конечных" описаний, которая основывается на теории конечных полугрупп.
При выборе пространства состояний систем (т.е. координатизация) важно установить, существует ли координатизация, которая считается "хорошей" с точки зрения описания поведения системы. Основой проблемы координатизации является алгебраическая структура модели системы в пространстве состояний. Согласно теореме декомпозиции Крона-Роудза, для конечных полугрупп существует связь между произвольными преобразованиями на конечном пространстве состояний и определенными удобными способами координатизации.
Определение 2.8. Под входом иеИ понимается совокупность всех воздействий, поступающих в систему от внешней среды.
Определение 2.9. Выходами уеУ называется совокупность воздействий, которые оказывает система на внешнюю среду. Системный анализ позволяет достаточно строго определить понятие состояния системы с "кибернетического" или управленческого подхода, который говорит о том, что изменение входов в систему производится в зависимости от наблюдаемых выходов. Поэтому примем следующее определение понятия состояния динамической системы.
Определение 2.10. Состояние динамической системы есть совокупность ее внутренних переменных, содержащих всю предысторию системы, позволяющих определить текущее значение выходных переменных и необходимых для определения ее будущего состояния.
Для формирования пространства состояний системы должны соблюдаться четыре условия совместимости, налагаемые на процесс функционирования системы: покрытия, замыкания под усечением, единственности и продолжения [157-160], через связки компонентов динамического описания, которые трактуются как фактические траектории в пространстве "вход - состояние - выход".
При выполнении условия совместимости (2.3), (2.4) могут быть выражены отношением [164]: Y(t)=R(G(t0); U(t,t0)) (2.6) С(t)=P(G(t0); U(t,t0)X (2.7) где Y(t) - значение выходных переменных в момент времени t; G(t)- значение переменных состояния в момент времени t; U(t,to) - отрезок входного воздействия на интервале времени [t,t0]. Базируясь на исследованиях [157-160], имеем, что значение выходных параметров системы в момент времени t не зависит от значений входных параметров в этот же момент времени. Следовательно, динамика системы должна описываться соотношениями вида G(t)=P(G(t0); U(t,t0)) (2.8) Y(t)=R(G(t)). (2.9) Одним из важных аспектов понятия сложности системы является ее двоякая природа: следует различать структурную, или статистическую, сложность, включающую связность и структуру подсистем, и динамическую сложность, связанную с поведением системы во времени. Сложная система характеризуется своими элементами и связями между ними и представима симплициальным комплексом
Определение основных параметров функционированяя СУОД для под системы статистического анализа
Характерными чертами современных методов проектирования СУОД являются; использование стандартной системной документации на различных этапах разработки; разработка и использование формальных методов синтеза проектных решений для различных этапов и уровней создания этих систем; разработка модульных систем, а также разработка и использование типовых проектных решений и пакетов прикладных программ; автоматизация получения проектных решений. Наиболее важной задачей при проектировании СУОД согласно дихотомического подхода является декомпозиция системы на подсистемы (модули), т.е. на элементы .
Проблемы разбиения (декомпозиции) системы на подсистемы, задачи на подзадачи, программного обеспечения на отдельные программы и подпрограммы возникают на различных этапах анализа и синтеза СУОД. Причем каждый последующий уровень разбиения представляет из себя абстрактный компонент (модуль) системы предыдущего уровня. В качестве модулей различных уровней в организационной структуре, как усматривалось выше, рассматриваются функциональные подразделения, группы сотрудников ВО. При рассмотрении программного обеспечения модули интерпретируются как машинная команда, инструкция языка высокого уровня, блок команд или инструкций, подпрограмма, программа, отдельные задачи и подзадачи СУОД и т.п.
Такой подход при проектировании информационного и программного обеспечения СУОД на базе принципа типизации позволяет свести проектирование к оптимальному синтезу функционально независимых отдельных частей (модулей), совместно выполняющих заданные функции системы с требуемой эффективностью, и значительно сокращает затраты на разработку, внедрение и модификацию систем.
На основе декомпозиции системы выделяются задачи, подлежащие автоматизации; определяется необходимое множество процедур реализации заданного множества функциональных задач и необходимой для этого информации; осуществляется предварительная оценка уровня типизации используемых алгоритмов.
Разделение информационного и программного обеспечения на отдельные модули и их последующее сопряжение является одной из наиболее трудных и слабо формализованных проблем.
Данная задача возникает на этапе составления технического задания и проектирования, когда формулируются общие требования к системе информационного и программного обеспечения СУОД, определяются выполняемые системой функции или процедуры по обработке данных.
В основу этой задачи положен анализ входных, промежуточных и выходных данных и множество необходимых процедур их преобразования. Информационные связи между процедурами обработки данных можно формализовать с использованием мультиграфа, вершинами которого являются процедуры, а связывающие их дуги помечены номерами общих для данных процедур информационных элементов или различными цветами.
В графовой интерпретации задача состоит в определении разбиения мультиграфа с раскрашенными или помеченными дугами на подграфы, обеспечивающего минимум суммарного числа дуг различного цвета, связывающего подграфы при ограничениях на общее число выделяемых подграфов, число дуг и вершин каждого подграфа, число связей между отдельными подграфами.
Эта задача подразумевает анализ информационных потоков по каждой подсистеме и системе в целом в виде блок-схем, стрелочных диаграмм, графов, таблиц, матриц специального вида [130-132].
Формальный анализ и определение характеристик СУОД необходимо проводить на базе совокупности взаимосвязанных матричных и графовых моделей, а также с использованием формализованных методов представления результатов изучения и анализа [123,124,146].
Вышеприведенная методология проектирования СУОД является естественным развитием методологии создания автоматизированных систем управления, автоматизированных информационно-справочных систем и банков данных.
Причем проектирование СУОД связано с процессом синтеза системы как совокупности слабосвязанных компонент, допускающих их относительно независимую разработку и использование.
В общем случае такой синтез СУОД предполагает решение следующих задач: определить множество информационных элементов, необходимых и достаточных для решения требуемых функциональных задач обработки данных; определить множество процедур, необходимых и достаточных для выполнения требуемого преобразования информации, последовательность выполнения процедур с учетом совместимости средств реализации операторов и других ограничений; синтезировать модули программного обеспечения, распределяя процедуры и связанные с ними информационные элементы по создаваемым модулям и наборам данных в соответствии с выбранным критерием; синтезировать выбранные наборы данных системы, т.е. распределить наборы записей и информационных элементов по создаваемым наборам данных в соответствии с заданным критерием; выбрать оптимальные способы организации наборов данных, типы материальных носителей и стратегии обращения к элементам набора данных; определить взаимное размещение элементов набора данных и оптимальную величину блока для обмена с внешней памятью ЭВМ при решении задач обработки данных и оптимальный период обновления текущих информационных наборов данных, а также выбрать рациональные методы обработки данных с учетом характеристик технических средств; определить оптимальные информационные взаимосвязи (интерфейс) между модулями программного обеспечения; выбрать оптимальные методы повышения достоверности при обработке данных.
Решение вышеперечисленных задач позволяет разработать оптимальную модульную блок-схему программного и информационного обеспечения СУОД.
Оптимальность параметров синтезируемой СУОД определяется значением заданных критериев [124], а допустимость различных вариантов -ограничениями на характеристики разрабатываемой системы.
В общем случае основными критериями синтеза СУОД на этапе технического проектирования являются: минимум сложности межмодульного интерфейса; минимум времени обмена между оперативной и внешней памятью ЭВМ при решении задачи; минимум технологической сложности алгоритмов обработки данных, являющийся обобщением показателя "транспортного фактора" при реализации алгоритмов решения функциональных задач, предложенного Б. Лангефорсом [123]; максимум достоверности обработки данных.
Одним из основных понятий, которые используются в вышеприведенной методике, является понятие модуля. Существует множество определений модуля, которые отражают его различные свойства, такие как: -"модуль - это целевая структуризация программного обеспечения"; -"модуль есть поименованное множество программных инструкций или микрокоманд"; -модуль определяют по двум основным характеристикам: мощность, т.е. количество процедур обработки данных, которые он может реализовать, и связанность его с другими модулями системы или выделяют такие характеристики, как упорядоченность и автономность отдельного модуля, независимость трансляции и др. [123,126,128].
Как указывалось выше СУОД является большой системой организационно-технического управления и поэтому перед ней ставится широкий спектр задач. Перед подразделениями ВО субъекта федерации ставятся следующими задачи: а) по сбору информации: с охраняемых объектов, с подразделений ВО являющимися объектами управления; б) обеспечение охраной деятельности; в) внедрение средств охраны; г) работа информационно-аналитическая и договорно-правовая; д) деятельность финансово-экономического направления; е) формирование отчетов и планов и т.д.
