Обеспечение работы систем управления [11]

По характеру функционального назначения в СУ выделяется две части - обеспечивающая и функциональная. Обеспечивающая часть СУ представляет собой совокупность подсистем: технического, информационного, математического, программного, лингвистического, организационного и правового обеспечения. В целом обеспечивающая часть является комплексом методов и средств, инвариантным по отношению к объекту управления, и призвана обеспечивать автоматизацию обработки информации.

Функциональная часть СУ представляет собой комплекс административных, организационных и экономико-математических методов и средств, предназначенных для автоматизации процессов принятия решений и выработки управляющих воздействий на объект управления. Состав подсистем функциональной части определяется характером объекта управления и характером задач, решаемых в СУ. Сложность и многокритериальность решаемых задач требуют формировать состав подсистем функциональной части по функциям управления, обеспечивая в каждой подсистеме реализацию всех общих фаз управления — планирование, учет, контроль, анализ и регулирование. Такой подход позволяет разрабатывать алгоритмы функционирования подсистем в соответствующей фазе управления по единой методике для всех функций управления.

Каждая функциональная подсистема характеризуется своей информационной моделью, своими экономико-математическими моделями, методами и алгоритмами решения задач управления. Название функциональных подсистем обычно отражает круг задач управления, решаемых в подсистеме, например подсистемы: управления технической подготовкой производства; технико-экономического планирования; управления материально-техническим обеспечением; бухгалтерского учета и отчетности.

Техническое обеспечение СУ (ТО СУ) - комплекс технических средств (КТС), используемых для функционирования системы управления.

В соответствии со схемой обработки информации при автоматизированном управлении КТС включает в себя следующие средства: сбора и регистрации информации; передачи информации; преобразования информации с целью ввода в ЭВМ; обработки информации; отображения информации с целью использования для выработки управляющих воздействий. Каждая из указанных групп имеет свой набор технических средств. Для сбора и регистрации информации широко используются датчики и регистраторы производства, для передачи - устройства и каналы связи. Преобразование информации для ввода в ЭВМ осуществляется на устройствах подготовки данных. Важнейший элемент КТС — электронно-вычислительные машины, в которых осуществляется обработка информации по заданным алгоритмам, разрабатываемым в соответствии с характером задач управления. Современные системы имеют широкую номенклатуру средств отображения информации, в число которых входят графические и текстовые дисплеи, графопостроители, печатающие устройства, экранные пульты и т. п.

Информационное обеспечение СУ (ИО СУ) — совокупность реализованных решений по объемам, размещению и формам, организации информации, циркулирующей в СУ. Основными составляющими подсистемы информационного обеспечения являются унифицированная система документации, машинные массивы информации, система классификации и кодирования.

Унифицированная система документации представляет собой комплекс взаимосвязанных документов, отвечающий единым правилам и требованиям, вытекающим из необходимости машинной обработки информации. Эта документация содержит информацию, необходимую для решения задач на базе ЭВМ и экономико-математических методов, и составляет основу внемашинной информационной базы.

Машинные массивы информации содержат необходимые исходные и справочные данные, а также нормативные данные для решения задач СУ и составляют основу внутримашинной информационной базы.

Системы классификации и кодирования - важнейшая составная часть методов и средств, связывающая документы и машинные массивы. На базе систем классификации и кодирования создается информационно-поисковый аппарат.

В целом информационное обеспечение объединяет данные в различных формах, средства формализованного описания данных, программные средства обработки данных, организационные принципы создания и ведения информационных массивов. Средства формализованного описания данных позволяют идентифицировать данные в информационных массивах и организовать эффективный доступ к ним.

Программные средства обработки данных предназначены для контроля информации, вводимой в ЭВМ, ее хранения и накопления, внесения требуемых изменений в базу данных.

Организационные принципы создания и ведения внутримашинной информационной базы содержат методы и способы организации, хранения, изменения информационных массивов и доступа к ним.

Подсистема информационного обеспечения призвана накапливать, обновлять и хранить всю информацию, необходимую для решения задач в СУ, и выдавать ее по запросам пользователей системы. Это определяет основные требования к подсистеме: достаточно полное отображение состояния объекта в любой момент времени; простой и быстрый доступ к информационной базе; высокая эффективность методов и средств сбора, хранения, обновления, поиска и выдачи информации; возможность развития информационной базы за счет ее расширения и совершенствования методов обработки информации.

Огромные объемы информации, перерабатываемые в современных СУ, требование коллективного характера внутримашинной информационной базы, пригодной для разнообразного применения в пределах решаемых задач, требование независимости информационной базы от прикладных программ пользователей привели к созданию и развитию информационного обеспечения на основе автоматизированных банков данных (АБД). АБД можно определить как совокупность базы данных (БД) и системы управления базой данных (СУБД). БД представляет собой совокупность взаимосвязанных, хранящихся вместе данных, организованных так, что обеспечивается минимальная избыточность данных, возможность организации разнообразных структур, независимость организации данных от прикладных программ. СУБД — это программно-логический аппарат, организованный как пакет прикладных программ, предназначенный для эффективного управления базами данных. Организация внутримашинной информационной базы на основе банков данных — наиболее прогрессивная форма создания и развития информационного обеспечения СУ.

Важной составной частью информационного обеспечения является нормативная база АСУ, содержащая нормативно-справочную информацию в виде норм, нормативов, условно-постоянных справочных и учетных показателей. Нормативная база организуется в виде документов и машинных носителей.

Математическое обеспечение СУ (МО АСУ) - совокупность математических моделей, методов и алгоритмов обработки информации в автоматизированной системе управления.

Важнейшей составляющей подсистемы математического обеспечения являются математические модели процессов и объектов управления. Характер моделей определяется характером решаемых задач управления. Формально в большинстве случаев модель конструируется в виде целевой функции и системы ограничений. Решение задачи в таких случаях сводится к поиску экстремума целевой функции при соблюдении ограничений.

Аналитические детерминированные модели в составе математического обеспечения СУ в большинстве случаев не могут отражать сложности решаемых задач. Более реальными являются комбинированные модели и комбинированные методы моделирования, основанные на одновременном использовании двух критериев выбора решений - формализованного и эвристического.

Экономико-математические модели производственных объектов могут строиться на основе производственных функций, которые представляют собой функциональные зависимости между различными факторами системы управления, определяемые статистическими или корреляционными методами.

Сложность задач управления в СУ заключается в том, что далеко не все факторы, влияющие на объекты и процессы управления, могут быть описаны количественно. Поэтому наиболее типичными задачами являются такие, для которых характерна постановка и решение в условиях неполной информации. В этом смысле значение имеют методы решения, основанные на принципах стохастического программирования.

Программное обеспечение (ПО) - совокупность программ для реализации задач АСУ с помощью комплекса технических средств. ПО АСУ состоит из двух частей:

1) общего программного обеспечения, ориентированного на пользователей для организации вычислительного процесса и решения часто встречающихся задач обработки информации;

2) специального программного обеспечения - комплекс программ для реализации функций конкретной системы управления.

Общее программное обеспечение является универсальным и не зависит от области применения ЭВМ. Составляющими общего ПО являются комплексы программ: технического обслуживания вычислительной системы; системы автоматизации программирования; системный диспетчер; библиотека стандартных программ и подпрограмм общего назначения и т.п.

Специальное ПО формируется в виде совокупности пакетов прикладных программ, которые представляют собой комплексы взаимосвязанных программ, предназначенные для реализации конкретной функции СУ и настраиваемые при конкретном применении.

Лингвистическое обеспечение СУ - совокупность языковых средств для формализации естественного языка, построения и сочетания информационных единиц при общении персонала СУ с ЭВМ. Необходимость использования нескольких языков программирования объясняется разнообразием задач, решаемых в СУ, и степенью приспособления того или иного языка к конкретной задаче. В этом смысле языки программирования можно разбить на три группы: 1) машинные (МЯ); 2) машинно-ориентированные (МОЯ); 3) проблемно-ориентированные (ПОЯ).

МЯ - это машинные коды. В состав МЯ входит перечень операций, свойственный конкретной ЭВМ, с их числовыми кодами. МЯ применяются в редких случаях - когда требуются программы высшего качества при минимальном времени их реализации.

МОЯ - группа языков, ориентированных на конкретный тип ЭВМ, содержат элементы автоматизации процесса распределения памяти ЭВМ, а часто используемые совокупности машинных команд объединены в макрокоманды, что повышает производительность программирования. Примером машинно-ориентированного языка является АССЕМБЛЕР, который использует набор макрокоманд функций операционной системы ЕС ЭВМ.

ПОЯ — группа языков программирования, ориентированных не на ЭВМ, а на особенности решаемых задач. Для перевода ПОЯ на язык конкретной машины в составе программного обеспечения ЭВМ имеются трансляторы. В распоряжении пользователей ЭВМ есть несколько языков программирования высокого уровня, к которым относятся: ФОРТРАН, КОБОЛ, АЛГОЛ, РПГ, ПЛ/1 и др.

Кроме этого, в составе лингвистического обеспечения вычислительной системы содержатся информационные языки, используемые для обработки данных: запроса к базе данных; формирования различных логических отношений между элементами структур базы данных; передачи информации в базу данных; управления внешними устройствами. К числу таких языков относятся: языки описания данных для описания структуры и содержания базы данных; язык команд, используемый пользователем для взаимодействия с базой данных; язык управления внешними устройствами. Перечисленные информационные языки являются средствами СУБД - систем управления базами данных.

Математическое, программное и лингвистическое обеспечения СУ тесно увязаны между собой и часто рассматриваются как единая система программно-математического обеспечения. Роль этих подсистем весьма велика. Развитие СУ характеризуется непрерывным возрастанием удельной стоимости программно-математического обеспечения. В настоящее время средства программно-математического обеспечения оцениваются в 70 % и выше общей стоимости СУ.

Дата добавления: 2015-04-29