Новости    Библиотека    Байки    Ссылки    О сайте


предыдущая главасодержаниеследующая глава

8.2. Характеристика систем обработки данных. Обобщенная модель конвейерного производства

Практически все проблемы научно-технического характера, решаемые в ходе разработки АСУ, связаны с автоматизацией (частичной или полной) процессов сбора, преобразований и отображения информации (комплексная проблема АСОД). Использование вычислительной техники в сфере управления предполагает наличие эффективных алгоритмов и полной обеспеченности машин информацией, которая должна быть достоверной. Этим определяется необходимость формулировать цели и перечислять функции АСОД, что приведет в конечном итоге к выбору критериев оценки системы и построению аналитических моделей.

Цели АСОД могут быть сформулированы в следующем виде:

- дать аппаратуру управления к назначенным срокам и в установленном виде необходимую для принятия решений информацию, отвечающую предъявляемым требованиям точности и достоверности;

- обеспечить получение ответов на запросы стандартной и нестандартной формы, поступающие нерегулярно;

- обработать и передать управляемым объектам информацию о принятых решениях за время, не превышающее допустимые времена задержек;

- обработать и передать управляющему звену к назначенным срокам полученную от него дополнительную технико-экономическую информацию, характеризующую взаимоотношения с внешней средой.

Достижение таких целей становится возможным, если система выполняет определенные функции, к которым относятся:

- сбор первичной информации, предназначаемой для обработки;

- контроль входных данных и оценка их качества;

- взаимодействие с управляемыми объектами с целью устранения выявленных ошибок;

- подготовка данных к автоматизированной обработке;

- обработка данных по стандартным алгоритмам;

- формирование, обновление и хранение массивов данных;

- организация защиты информации, находящейся в системе;

- контроль выходных данных и представление их в видах и формах, удобных для использования в процессе принятия решений,

Проведение этих операций не связывается с какими- либо предположениями о характере данных, идущих в АСОД, способах их обработки и использования, специализации обслуживающего персонала и т. п.; этому способствует еще и то обстоятельство, что в состав АСОД не включаются источники информации, образующие самостоятельную систему. Принятие этого положения в качестве исходного расширяет возможности унификации принципов и методов построения систем типа АСОД, а в будущем - и самих таких систем. Здесь полезно отметить, что вопросы экономической политики, теории и организации управления в промышленности и т. п. не решаются непосредственно в АСОД, хотя являются, очевидно, основными при исследовании проблем создания АСУ в целом.

Проблемы организации обработки данных в АСУ можно изучить более детально, если рассмотреть функциональную схему АСОД, включающую пять подсистем: подсистему сбора информации (результатом ее работы должны явиться откорректированные и идентифицированные массивы первичной информации на машинных носителях);

подсистему хранения и структурных преобразований информации (она обеспечивает формирование производных массивов данных по запросу на служебном языке;

подсистему содержательной обработки информации (вычисление вторичных показателей);

подсистему представления информации (она выполняет все операции, связанные с интерпретацией запросов, сделанных на языке пользователя, передачей, команд на подготовку массивов данных к оформлению в виде документа или изображения на экране);

управляющую подсистему (она планирует и координирует работу АСОД как единого целого).

Каждая из названных подсистем включает технические средства, средства математического обеспечения и коллективы людей, объединенные технологией автоматизированной обработки данных. Здесь возникают проблемы организации собственно вычислительных процессов, хранения информации, оценки эффективности системы в целом и т. п., разделяемые условно на 3 категории:

организация взаимодействия человека и ЭВМ в ходе управления (технические, языковые, инженерно-психологические аспекты);

оптимальная организация процессов обработки данных, в том числе рациональное использование техники;

создание информационно-вычислительных систем коллективного пользования и банков данных.

Очевидно, далеко не все проблемы могут быть решены путем построения и анализа математических моделей АСОД, поскольку сами эти модели основываются, как правило, на каких-то исходных предпосылках, не являющихся объектами исследования.

Автоматизированная система обработки данных имеет двойственный характер: во взаимоотношениях с объектами управления она выступает как система с расписанием, во взаимоотношениях с управляющим звеном АСУ - как система массового обслуживания. Этим определяется выбор ее структурных схем и критериев эффективности, подлежащих исследованию.

Обращаясь к формулировке целей АСОД и учитывая, что реальная АСОД есть вероятностная система (желаемые характеристики ее "выхода" достигаются лишь с некоторой степенью вероятности), можно заключить: наиболее естественным критерием оценки качества работы АСОД является вероятность выполнения условий t≤Tз ε≥Ез, γ≥Гз, где t - время обработки данных; е - точность получаемых результатов; γ - надежность АСОД; Tз, Ез, Гз - заданные значения рассматриваемых параметов.

Аналитические модели АСОД только начинают разрабатываться, и исследования ведутся весьма приближенными методами, поэтому возникают трудности определения вероятностных характеристик системы. Появляется необходимость упрощений, что часто приводит к идеализации представлений о режимах функционирования АСОД, окружающей обстановке и т. д. Наиболее приемлемым в этом смысле оказывается предложение рассматривать режим "работа по расписанию" в качестве основного стационарного режима АСОД, на который накладываются случайные возмущения (сбои вычислительного процесса, внеочередные заявки и т. п.), неизбежно действующие на систему. Обработка основной массы данных, занимающая большую часть времени, производится именно в таком режиме.

Предложенный подход позволяет считать критерием качества системы (или реализуемого ею технологического процесса) полное время выполнения заданного объема работ и свести задачу ее анализа к задаче составления оптимальных по быстродействию расписаний. В гл. 9 и 10 будет показано, что эффективная организация технологического процесса дает возможность рационально организовать и саму систему (например, затратить минимум технических средств на достижение производственных целей). Это обстоятельство должно существенно повысить интерес к теории расписаний.

Рис. 8.2
Рис. 8.2

Всякая техническая система является расчленимой в том смысле, что существуют средства (реальные или концептуальные) ее деления на части или подсистемы. Обычно можно указать несколько способов формирования подсистем, и каждому из них соответствует определенная структура исходной системы. Поскольку подобные действия не формализуемы и допускается известный произвол в выборе элементов структуры, имеет смысл связать выбор с характером и содержанием исследований системы, которые проводятся в том или ином конкретном случае (иначе может возникнуть необходимость изучения отношений, специфика которых не согласуется с конкретными задачами системного анализа).

В дальнейшем рассматривается типичная структура, представляющая АСОД в виде объединения участков, каждый из которых имеет несколько "каналов", выполняющих одинаковые функции, характерные для участка в целом (рис. 8.2). Этого оказывается достаточно для решения задач нормирования и оптимального планирования работ в системе, что создает основу исследования проблемы оперативного управления.

Процесс преобразований информации в системе, изображенной схематически на рис. 8.2, заключается в следующем: в некоторый момент времени на ее вход поступает пакет данных, сформированный с учетом программы их дальнейшей обработки. Чтобы приступить к реализации этой программы, необходимо своевременно передать на участок I дополнительную информацию, либо возникающую в результате деятельности других участков, либо хранящуюся в банке данных (стандарты, промежуточные показатели и т. п.). Если все эти условия выполнены, начинается операция 1, которая должна закончиться получением новой группы данных, идущих на участок 2, после чего вся ситуация повторяется применительно к участкам 2, 3 и последующим.

Попытки формального описания подобных процессов приводят к нелинейной оптимизационной задаче на отыскание условного минимакса, которая является по существу общей задачей теории расписаний. Трудности ее решения заключаются не только в отсутствии приемлемых формализмов, но и в чрезвычайно большом разнообразии ограничений (здесь можно назвать плановые сроки завершения отдельных работ, требования к порядку их выполнения, ожидаемую производительность оборудования и т. д.).

Анализ одной из главных проблем создания и совершенствования АСУ приводит, таким образом, к необходимости исследования структурной схемы, показанной на рис. 8.2, и связанных с ней задач составления расписаний. Эта схема и эти задачи имеют, очевидно, разнообразные интерпретации и приложения, так как большинство производственных систем представимо в виде совокупности взаимодействующих участков и нуждается в оптимальной организации работ независимо от их содержания. Следовательно, изучение общей задачи теории расписаний равнозначно изучению широкого класса систем с технологическим процессом, и все смысловые различия сводятся здесь к вопросу о том, что является организатором и регулятором процесса - сама система или внешний вычислительный комплекс. Если иметь в виду АСОД, то можно говорить о самоорганизации; если же рассматривать сборочный конвейер, то функции планирования его работы должна взять на себя соответствующая АСУ ТП.

предыдущая главасодержаниеследующая глава






Выпущен открытый сервер навыков 0Mind для упрощения разработки ИИ

Создатель Всемирной паутины выступил против Facebook и Google

В Китае построят суперкомпьютер, способный выполнять квинтиллион вычислений в секунду

Использование нейронной сети для восстановления повреждённых изображений

В Китае робот сдал тест для поступления в университет

Россия будет защищена от внешнего отключения Рунета к 2021 году

О конференции Strata AI: будущее искусственного интеллекта

Китайский самообучающийся процессор сможет имитировать работу нервных клеток человека

Илон Маск работает над интерфейсом для подключения мозга к компьютеру

Загадка QWERTY: почему буквы на клавиатуре расположены не в алфавитном порядке

Нейронную сеть научили практически идеально копировать человеческий голос





© Злыгостев Алексей Сергеевич, подборка материалов, оцифровка, статьи, оформление, разработка ПО 2001-2018
При копировании материалов проекта обязательно ставить активную ссылку на страницу источник:
http://informaticslib.ru/ "InformaticsLib.ru: Информатика"