4.3.2. Логический уровень базовой информационной технологии

Представляется комплексом взаимосвязанных моделей, формализующих информационные процессы, выделенные на концептуальном уровне. Этот уровень описания базовой ИТ позволяет связать параметры информационных процессов, что дает возможность ими управлять. Изображается схемой, показанной на рисунке 4.3.

Модель ОУ

Общая модель управления

Модель решаемой задачи

Модель организации информационных процессов

Рисунок 4.3 - Логическое описание базовой ИТ

Модель ОУ определяет составляющие источника информации (объекты, процессы, явления), их характеристики, взаимоотношения между ними, существенные для решения задач управления. Общая модель управления описывает взаимосвязь показателей достижения цели производства с параметрами, характеризующими производство. Модель решаемой задачи представляет взаимосвязь параметров, характеризующих производство, с параметрами модели ОУ. В совокупности эти модели представляют производство в целом и находят отражение в моделях информационных процессов.

Модель организации информационных процессов на логическом уровне увязывает информационные процессы при решении задач управления производством с моделью решаемой задачи.

Модель формирования данных определяет требования к данным, формируемым в результате наблюдения и/или регистрации.

Модель обработки данных определяет организацию вычислительного процесса, который включает решение разнообразных системных и прикладных задач. Последовательность и процедуры решения задач должны быть подобраны так, чтобы оптимизировать процесс обработки данных с точки зрения используемого объема памяти, ресурса, числа обращений и т.д. При этом следует учитывать требуемое время решения задачи, включая получение результатов решения. Таким образом, организация вычислительного процесса предусматривает управление ресурсами компьютера при решении задач обработки. Формализуется в виде алгоритмов и программ системного управления компьютером.

Модель передачи данных используется для синтеза системы обмена данными, при котором оптимизируются: топология и структура вычислительной сети, метод коммутации, протоколы и процедуры доступа, адресации и маршрутизации. Обеспечивает оценку вероятностно-временных характеристик процесса обмена с учетом маршрутизации, коммутации и собственно передачи информации. Объектом исследования модели является система обмена, функционирующая в условиях воздействия внешней среды. Воздействиями являются: входные потоки (потоки сообщений), мешающие (потоки ошибок), управляющие (потоки управления).

Модель хранения данных определяет три уровня представления данных:

1. концептуальную (каноническую) схему, которая описывает информационное содержание предметной области;

2. логическую схему, которая формально описывает структуру данных и их взаимосвязь. В современной информатике логическая схема данных представляется, как правило, в виде линейного списка (или реляционной структуры), иерархической или сетевой структуры. Подробно эти вопросы рассмотрены в [31];

3. физическую схему, которая описывает метода размещения данных на машинных носителях и доступа к ним (см. [31]).

Модель управления данными - это совокупность моделей организации информационных процессов, обеспечивающих обработку информации в процессе нахождения решения. Она увязывает базовые информационные процессы и их синхронизирует.

Модель представления знаний позволяет ИТ-специалисту формировать модели решаемых задач, которые позволили бы пользователю выбрать требуемую модель задачи и решить ее с помощью ИТ.

Разработаем логическое описание технологии решения задачи, приведенной в качестве примера в предыдущем разделе.

Поскольку в роли ОУ выступает контингент студентов, его описание, существенное для решения задачи, является моделью ОУ. Для регулирования контингента на основе успеваемости в сессию, а также для выполнения мотивационной функции управления важны такие характеристики студента как его фамилия, имя и отчество – ФИО; совокупность оценок, полученных в сессию, - ОС и стипендия - С. Тогда модель ОУ – это линейный список со структурой <ФИО, ОС, С>.

Успеваемость контингента студентов может оцениваться средним баллом за сессию – СБ, который рассчитывается как: СБ =, гдеСБ_j– средний балл в сессиюj-го студента,,ОС_i– оценка заi-й экзамен - элемент совокупности оценок ОСj-го студента,I– число оценок, J – число студентов в контингенте.

Общая модель управления представляется максимизацией среднего балла за сессию - MAX(СБ). Для ее решения из контингента студентов должны исключаться те, которые «понижают» средний балл. Одновременно, должны «поощряться» те, кто характеризуется повышенным средним баллом. Для этого используется механизм регулирования контингента, который хорошо знаком студентам и упрощенно представляется следующей совокупностью правил:

• если студент ФИО_jимеет ОС_i=2, он отчисляется;

• если студент ФИО_jне имеет ОС_i=2, он переводится в следующий семестр;

• если студент ФИО_jне имеет ОС_i=3 и переведен в следующий семестр, ему назначается базовая стипендия;

• если студент ФИО_jне имеет ОС_i=3 и не имеет ОС_i=4 и переведен в следующий семестр, ему назначается стипендия, повышенная на 50% относительно базовой суммы.

При решении задачи управления задействованы следующие фазы информационного процесса с соответствующими характеристиками качества:

• формирование данных – Ф, характеристики: объективность – о_Ф, защита данных – з_Ф, своевременность – с_Ф, т.е. Ф(о_Ф, з_Ф, с_Ф);

• передача данных – П, характеристики: защита данных – з_П, своевременность – с_П, т.е. П(з_П, с_П);

• обработка данных – О, характеристики: защита данных – з_О, своевременность – с_О, т.е. О(з_О, с_О);

• хранение данных – Х, характеристики: защита данных – з_Х, т.е. Х(з_Х).

Анализ модели управления показывает, что на эффективность управления наибольшее влияние оказывают такие характеристики качества фаз информационного процесса как объективность и защита, поскольку именно они определяют значения оценок контингента студентов в сессию. Тогда можно предложить обобщенную модель организации информационных процессов для данной задачи, в которой увязаны показатели информационных процессов с моделью решаемой задачи управления: MAX(СБ) =( Ф(о_Ф, з_Ф, с_Ф); П(з_П, с_П); О(з_О, с_О); Х(з_Х)), где- знак функционала.

Поскольку каждая фаза характеризуется временем начала – t_ни окончания - t_к и является составляющим элементом для графика учебного процесса, показатель своевременности с можно представить как требование окончания предшествующейi-той фазы информационного процесса до начала последующей (i+1)-й, т.е.t_кⁱ<t_нⁱ⁺¹, а также требованием окончания фазы обработкиt_кОдо окончания семестра по учебному графику -t_кС. Эти требования в совокупности формируют модель управления данными при решении задачи.