Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Садовников, В. И. Потоки информации в системах управления

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

19.10.2023

Размер:

7.2 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1415 / 2515 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 > Следующая >>>

2-3. Формализованный метод (построение автоматизированной системы)

Внастоящем параграфе рассматривается метод ана лиза потоков информации, опирающийся на результаты,

полученные в § 1-4 [Л. 48, 72, 73].

Всистемах организационного управления предпола гается два вида деятельности: 1) собственно управление (принятие управляющих решений и организация их исполнения) и 2) сбор и подготовка информации, на

основе которой осуществляется собственно управление. В неавтоматизированных системах оба вида деятель ности осуществляются людьми — операторами системы (директором, управляющим, диспетчером, оператором некоторого агрегата и т. п.). Для описания этого явле ния используются понятия активного и пассивного отно шений между компонентами потока информации и опе раторами системы. СК, используемые оператором для принятия решений, активны относительно этого опера тора, а компоненты, вычисляемые оператором (возмож но, переписываемые с прибора или из документа) и не используемые им для управления, пассивны относи тельно этого оператора. Отчетные данные, выдаваемые по регламентированному свыше списку, ревизия кото рого признана недопустимой, считаются активными относительно некоторого фиктивного оператора.

Пассивные отношения могут быть использованы для расчета загрузки операторов пассивной работой, для рационализации работы операторов и для расчета эффективности перехода от существующей информа ционной системы к автоматизированной системе.

По отношению к вычислительным процедурам СК

классифицируются на исходные,	которые поступают
в систему; внешние — результаты	переработки исходных

компонент, которые выдаются системой; промежуточ ные — результаты переработки исходных, которые ис пользуются для вычисления внешних компонент, но сами из системы не выдаются. При выдаче из системы внешние компоненты могут объединяться в группы определенного функционального назначения — функцио нальные результаты. Совокупность исходных и внешних компонент составляет информационный базис системы, который не зависит от программ переработки информа ции, а определяется функциями системы.

137

Ясно, что внешние компоненты автоматизированной системы должны быть активными, т. е. среди них не должно быть компонент, для которых не существует активного отношения хотя бы с одним оператором си стемы; перечень исходных компонент должен быть огра ничен компонентами, необходимыми лишь для вычисле ния внешних компонент.

При описании и анализе потоков информации в неавтохматизированной систехме не делается различия между промежуточными и внешними компонентами, так как те и другие могут входить в состав документов, которые выдаются из системы (поэто.му в гл. 3 будем говорить только о внешних компонентах).

Если для каждого оператора системы тем или иным способом выявлены компоненты, которые ему необхо димы для управления, то информационный базис опре

деляется формально	при	помощи процедур,		описанных
в гл. 3.
Me кду элементами потока			существуют	отношение
вхождения и отношение порядка.			Отношение вхождения
имеет смысл строки	вида	Xj =	Xj,, Xjit ..., Xj„, которая

означает, что элемент потока, записанный слева от зна ка равенства, образуется непосредственно из элементов, записанных справа. Схема потока информации задает ся совокупностью таких строк относительно каждого элемента потока.

Объединение элементов в схему потока информации и затем ее анализ осуществляются формально при по мощи процедур, описанных в настоящем параграфе

и в гл. 3.

Отношение порядка позволяет различать такты в движении потока. Исходные данные являются элемен тами потока нулевого порядка. На первом такте из исходных данных образуются элвхменты первого поряд ка. На втором такте из элементов нулевого и первого порядков образуются элементы второго порядка и т. д.

Таким образом, порядок щ элемента потока Xj (Xj —

— Xjt, X j n ) на единицу больше максимального из по

рядков элементов х ^ ,.... Xjn.

Выявление порядка элементов потока необходимо для программирования процедур обработки информации в автоматизированной системе.

138

Таким образом, схема потока информации может быть представлена совокупностью (списком) строк, опи сывающих отношения для каждого элемента потока.

Другим способом описанияДжемы потока является ее графическое изображение (рис. 2-4). Если структурные

компоненты потока	х,, х 2, ..., х„ сопоставить			вершинам
графа х г, х 2, ..., х п	и каждую	пару	вершин хг-	и Xj со
единить Д УГО Й , Идущей О Т Х і		К X j	в том и только в том

случае, когда компонента ду является входом компоненты Xj, то получится схема, называемая информационным

Р и с . 2 -4 .

Р и с . 2 - 5 .

ным графом. Такую схему можно построить для уровня документов, уровня структурных компонент и синтетиче ского уровня (документы и структурные компоненты).

Схему рис. 2-4 можно дополнить, введя в нее вер шины Oj, соответствующие операторам системы (вер шины 11 и 12 на рис. 2-5). Если оператор Oj работает

с компонентой лу, то лу является входом для Oj. Из

указанной вершины информационного графа %і прово дится дуга с концом в Oj. Таким образом, получается

граф, состоящий из вершин х* и Oj и ориентированных связей между ними. Отметим, что в этом графе нет дуг, выходящих из Oj. Такой граф будем называть расши ренным информационным графом.

Пользуясь известными свойствами графов, можно выявить ряд важных характеристик схем потоков ин

формации.
Пусть Xj, х^у.*>, х п (х 1, ,	х п, Оп^.,,..., On^.fe) есть вер-
шины информационного	(расширенного информацион

139

ного) графа G.	Образуем	матрицу А с n(n + k) строка
ми и с n(n + k)	столбцами.	Петь элемент ац этой матри

цы, стоящий на пересечении і-й строки /-го столбца,

равен 1, если из вершины лу в вершину xj (или в вер шину Оj) идет дуга, и равен 0 в противном случае. Такая матрица называется матрицей смежности инфор

мационного (расширенного информационного) графа. Если G — информационный (расширенный информаци

онный) граф, а А — его матрица смежности, то элемент матрицы Л \ полученной возведением матрицы А в степень Я, равен числу различных путей длиной Я, иду

щих ОТ Х і К Xj (Xj или Oj).

Будем считать, что в рассматриваемых информацион ных и расширенных информационных графах контуров нет. Появление контура считается ошибкой обследова ния и может быть вызвано только введением корректи

рующих связей.				А, А2, ...,АЫ и
Последовательность матриц							матрица
N
8 = 5] Л* позволяют выявить следующие						свойства		схе-
х=і
мы потока информации.
1. Порядок jij компоненты xj формально определя
ется по условиям		я 3-) > 0 ,	оҢХ = Л]+ 1) = 0 ,
	а 3’(Я,=
где <зі (Я) — сумма элементов /-го столбца матрицы								А \
Действительно, порядок itj измеряется длиной							наиболь
шего пути,	связывающего		X j	с лу.	Физический смысл
xj — номер такта,		к которому		„готовы“		все составляю
щие-компоненты X j .					находится		по всем
2. Число	ІѴ= т а х я 3 (максимум
		/

компонентам потока) называется порядком информа ционного графа. Дл яМ справедливо соотношение А ^ Ф 0,

Л^+1 = 0, а соответствующая схема	называется іѴ-такт-
ной.	обследования) слу
3. Признаком контура (ошибка	обследования) слу

жит появление ненулевых элементов на главной диаго

нали любой из матриц А .

4. Равенство нулю суммы элементов /-го столбца матрицы смежности сР(Х=1)=0 служит признаком для

140

формального выделения исходных компонент, а значе ние crj(А,= 1) > 0 равно числу компонент, входящих

вXj (Xj или Oj).

5.Аналогично четвертому свойству схемы потока информации равенство нулю суммы элементов і-й стро

ки матрицы смежности информационного графа Оі (Х = = 1)=0 служит признаком для выделения функциональ ных результатов, а значение аг-(Х =1)>0 равно числу

компонент, в которые входит лу.

6. Если при некотором i= j одновременно 0і (Я = 1)=О и ст3'(А,= 1) =0, то к рассматриваемой схеме потока ин формации эта компонента отношения не имеет (ошибка обследования).

7 . Ч и с л о	путей дл и н ы	Я о т	х% к Xj(Xj	и ли		O j) о п р е
д е л я е т с я э л е м е н т о м		м атр и ц ы Л \
8 . Ч и с л о	в с е в о з м о ж н ы х путей от лу			к	Xj(Xj		или O j)
				N,
определяется элементом		матрицы 8 =		2	^	•
			х=і
9. Отличные от нуля		элементы /-го столбца					матрицы
8 указывают все компоненты,			участвующие			в формиро

вании Xj (участвующие в формировании Xj или исполь зуемые O j), а ненулевые элементы і-й строки матрицы 8

указывают все компоненты, при формировании которых

используется компонента Х{.

10. Номер такта ту, после которого может быть «по

гашена» во внешней памяти компонента лу, равен мак симальному значению порядка компоненты, для которой элементы і-й строки матрицы А отличны от нуля.

11.	Число	тактов,	в течение которых компонента
«хранится» во внешней памяти, равно Ѳі =Ті—лу.
12.	Если	отношение	вхождения «компонента — опе

ратор» расширенного информационного графа установ лено только для активных компонент, то ненулевые эле менты всех /-X столбцов матрицы А, где Oj — оператор, соответствуют всем активным компонентам потока. Ненулевые элементы тех же столбцов матрицы 6 указы вают как активные, так и пассивные компоненты, ис пользуемые при формировании активных компонент. Остальные компоненты потока формально избыточны.

В процессе анализа существующей схемы потока могут быть выявлены дублирующие записи — компонен ты, входящие в несколько документов, и дублирующие,

связи,	когда исходная компонента связана в потоке
с оператором двумя или более путями.
Кроме того,		представляет интерес выявление не
только	прямого	дублирования, но и потенциально дуб-
	А1

лирующих связей. Если оператор работает с докумен тами, которые раньше имели общие элементы потока информации, то относительно этого оператора и этих элементов потока имеются потенциально дублирующие связи. Выявление прямого дублирования и потенциально дублирующих связей важно для сокращения существую щего числа элементов потока информации и повышения

142

оперативности представления информации руководите лям разных уровней управления.

Понятия и определения, приведенные в настоящем параграфе, используются в процессе анализа сущест вующей схемы потока (§ 3-5).

Пример. Положим для определенности, что рассматриваемая схема является схемой движения данных оперативной отчетности в системе оперативного управления. Процедура анализа этой схемы

при

помощи рассматриваемой

модели состоит в следующем:

рис.

1. Строим матрицу смежности (рис. 2-6) информационного графа

2-4. Вычисляем А2, А 3,

6і,-, oj'(X= 1),

сг,(Л=1),

i, j —1, 2,

..., 10,

Л,=!1, 2, 3 ... Матрица Л4= 0 .

2. Свойства 4 и 5 классифицируют все компоненты^потока:

о і(Л = 1 ) =

при

/ =

следовательно,

S — {Хц ха,

х3, х4) — исходные данные.

ot (Л. = 1) =

при

і =

10;

следовательно,

F =

(х 8, х9,

х/„} — внешние

результаты.

Очевидно,

/? = { х 5,

х „

X,} — промежуточные

результаты.

По

рядок X i ^ R

и Xj S

F пока

неизвестен.

3. Обращаемся к свойству 1.

ст^(Л,=-1) >0 для /= 5,

6, 7, 8, 9,10.

о )(Х = 1)= 0

для /=

1, 2, 3, 4;

о’(Х=<2) = 0

для j= l, 2,

3, 4,

5, 6; о>(Х=2) >0

для / = 7,8,9,10.

0’(А,=3)=О

для

/ = 1,

6, 7, 10;

0*(А,=3)>О

для

/ = 8, 9.

для /'=

, 2,.. , 10.

о>(Х=4) = 0

Следовательно,

Xjj Х2» Х3,

Х4 являются компонентами 0-го порядка

Xj;,

Х6

1-го

Х7,

Хю

2-го

Х8» Х9

„

3-го

„ .

4. Из матрицы Л видно, что:

Хі непосредственно

входит

в два

результата

(а,

(Л =

х8;

в Xj входов нет

(«*(* = 1)

X, G S );

х2 — непосредственно

входит

два

результата («»(* =

х7;

в х2 входов нет

(■*(* =

Хг €= S);

х 3

непосредственно

входит

в два

результата

(°з ß — 1)

х9;

в х 3 входов нет

(а s ( k =

1) =

x 3e S ) ;

х4

непосредственно

входит

в два

результата

(а4 (X =

х4; в х4 входов нет

(а4 ( ^ = 1)

0; xt G S );

х5 — непосредственно

входит

три результата

( ® 5

(* =

X,;

х8;

х9; в х5

входят две компоненты [о5 (>,=

!) =

2]; xj,

х2;

143

х„ — непосредственно входит в один результат (в ,(X = 1) = 1):

х 10; в хб входят две компоненты (о® (А = 1) = 2 ): х,, х4;

X ,— непосредственно

входит в два

результата

(о, (к =* 1) =

2):

X,;

х9; в X, входят три компоненты

(о7(Л =

1) =

3):

х2,

х4,

х5;

X, — выходов не

имеет (о, (X

1) =

х ѣе

F);

в х^

входят

три

компоненты (о8 (X =

1) =

3): ”х,, х6,

х7;

X,’— выходов не

имеет (а9 (X =

1) =

х 9£= F);

в х,

входят две

компоненты (а*(Х =

1) =

2):

х3, х7;

х 1в — выходов не имеет

(о10 (X =

1) = 0;

X,, е

Z7); в х,,

входят

две__компоненты (зІв (X =

1) =

2): х3,

хв.

5. Матрицы А 3

и Л5

указывают

компоненты,

связанные путями

длиной в два или три такта соответственно.

этой

матрицы,

компо

Рассмотрим А 2.

Судя по

первой

строке

нента X, входит

компоненты х-,,

х,,

х 10.

Обращаемся к рис. 2-4.

Видим, что, действительно, на первом

такте

образуется компонента

х 6,

а затем х6

используется для формирования

компонент

х~7, х,

х 10.

Вторая строка

той

же

матрицы показывает,

что компонента

х а используется

при формировании х7,

х,,

х,

х 10,

причем

от

х2

к X, существуют два пути длиной в два такта:

xs -*

х5 -> х,

я х а -*

Х"і .

Матрицы Л^ формально выявляют пути, начинающиеся и кончаю щиеся в общих точках, и указывают на необходимость содержатель ного анализа.


Судя по А 2 компонента первого порядка х 5					также имеет	связь
длиной’в	два	такта: х5 -> х, -» х, и х6- » х ,- > х ,. Матрица				А 3 по
казывает,	что	пути длиной		в три такта существуют только от исход
ных компонент х 7 и х 2			к	результирующим х,	и х,.
6. Все имеющиеся			между каждой парой		компонент связи и их

число проявляются в матрице ö4j. В отличие от матриц Л* эта ма трица не позволяет судить о длине каждого такого пути, на зато перечисляет их все. В рассматриваемом примере, судя по Stj, ком

понента X, поступает в х , по трем путям, которые не видны в ма трицах Л2 и Л3:

X i - *	X , — 1 т а к т ,
х , -* X , -» X , —		2 т а к т а ,
х , -» х 6 - * X , - *	X , —	3 т а к т а .

Кроме того, X,' входит в х 5 (1 такт), в х 7 и хі„ (2 такта) и в

х9 (3 такта). Аналогично рассматриваются связи между другими ком понентами.

144

7.Согласно 10 и И свойствам схемы потока информации на


втором такте можно погасить компоненты					х2,	х4,	х 6,	а на третьем
такте— компоненты		хи	х3,	х 5, х7. Действительно				(рис.	2-4), хв,
например,	используется		на втором такте		для формирования jcle, а в
результат	третьего	порядка		непосредственно		не	входит;		следова

тельно, после того как х10 сформируется, компоненту xs можно по гасить.

Произойти это может на втором такте. Продолжительность хра

нения Хе во внешней памяти равна одному такту, так как Хе обра зуется на первом такте і(см. выше я 6= '1) и может быть погашена, как только что установили, на втором такте.

Аналогично этому нетрудно рассмотреть остальные компоненты и оценить продолжительность их хранения.

Здесь следует отметить, что при рассматриваемом подходе не требуется строить ни информационный граф, ни матрицу смежности (на практике это себя не оправдывает). Достаточно заполнить таб лицу структурных компонент (ТСК) и обработать ее на ЭВМ (гл. 3).

2-4. Формализованный метод (выявление некоторых свойств схемы потока информации)

Внастоящем параграфе рассматриваются два спо соба представления схемы потока информации в виде информационных матриц и формализованные методы анализа этих схем. Несмотря на то, что рассматривае мые методы представляют частный случай подхода, опи санного в § 1-4, 2-3, они могут быть полезны: с точки зрения истории развития формализованных методов анализа; при решении задач, для которых достаточно возможностей этих методов; при разработке новых ме тодов анализа в сочетании с подходами, ранее изложен ными в данной работе.

Впервые матричный метод описания и анализа пото ков информации был предложен И. Д. Либерманом и изложен в работах [Л. 86, 87, 90]. Краткое описание метода сводится к следующему.

Вкачестве элементов потока информации рассмат риваются компоненты информации, документы и функ ции управления.

Компонентами информации являются показатели до кументов существующей информационной системы.

Документы различаются по уровням их формирова ния. Например, выделяются исходные документы (пер-

10—193

145

ізый уровень), документы, которые формируются непо средственно из документов первого уровня (второй уро вень), и т. д.

Под функциями управления понимаются те виды деятельности, которые группируются в соответствии с аналогичными видами обязанностей, например произ водственное управление, учет, планирование и т. п. Понятие функции управления аналогично рассмотрен ным выше понятиям структурного подразделения пред

приятия (§	1-3, 2-2)	или оператора (§ 1-4, 2-3).
Для построения и анализа матричной модели потока
информации вводятся следующие обозначения:						( і = 1,
di — і-я	компонента		информации	в	системе
2, ..., т)\	Rhu) — k-й документ на у-м уровне формиро
вания (/=1, 2, ...,		п),	(/г=1, 2, ...,		р). Например,
Rh(1) — k-я	документ	первого уровня		(&-й исходный			до
кумент); Вг — г-я функция управления					(2= 1, 2,	...,	<7);
— матрица, описывающая связь				элементов		потока

(у—1) -го уровня с элементами у-го уровня. В частности, Мо — матрица, описывающая связь компонент информа ции с исходными документами; Мп —матрица, описы вающая связь документов п-то уровня с различными

функциями управления [это означает,					что функции
управления реализуются на		(п + 1)	уровне].
При формировании матриц Mj-i и Мп на пересече
нии Rk(j-i) и Rh(i)	ставится 1, если			Rhu- і) используется
для получения	соответствующего			Rhu)	(аналогично
для di и Bz).
В качестве примера рассмотрим информационные
матрицы Ліо, Л4і и Л42:
		\|^і(і) Вял) ^»(і)
	di	1	0	0
	СІ2	1	0	1
	d3	0	1	0
	di	0	1	1
	d$	1	1	1

	RiU) Rzh) Rm Rm
Ri(i)	1	0	0	1
Ri(i)	0	0	1	1
Ä.W)	1	1	0	1

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1415 / 2515 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ