Глава 6. Другие вид обеспечения ит

6.1. Математическое обеспечение

Математическое обеспечение (МО) – это совокупность математических моделей, методов и алгоритмов представления и обработки информации.

Модель – это формализованное описание объекта, системы объектов или процесса, выраженное математическими соотношениями, набором чисел и текстов, графиками, таблицами, словесными формулами.

Начиная с древнейших времён, становление человеческой цивилизации связано с моделированием. Очевидно, что первыми моделями были самые простые физические модели: лодки, строения и т.п. В настоящее время физическое моделирование также применяется, но это уже другой уровень исследований, например модели самолётов и автомобилей, продуваемые в аэродинамических трубах или модели сложных гидроузлов.

Принято различать следующие типы моделей:

- математические (используются наиболее часто);

- физические;

- информационные;

- логические;

- концептуальные;

- сетевые и т.д.

Никакая модель не может с абсолютной точностью воспроизвести все свойства и поведение своего прототипа, и поэтому получаемые на основе модели результаты соответствуют реальности только с определённой точностью. Вопрос оценки точности моделирования не всегда можно решить в числовом выражении и в некоторых случаях с этим приходится мириться, ограничиваясь примерными или качественными оценками. Так, например, при моделировании разрабатываемых больших и сложных эргатических систем (модели систем управления воздушным движением), не имеющих работающих аналогов, точность моделей оценить весьма трудно. Однако, без использования моделирования разработать такие сложные системы практически невозможно.

Из повседневной практики можно привести пример «итальянской забастовки», когда работники авиационной компании или железной дороги абсолютно точно исполняют все имеющиеся и, казалось бы, совершенно верные инструкции, а вся работа тормозится до неприемлемого уровня. Отсюда следует вывод, что совокупность сто раз выверенных должностных инструкций (т.е. модели функционирования фирмы) только приближённо соответствует всему многообразию жизненных ситуаций.

Метод – это путь исследования, включающий в себя совокупность теории и приёмов, содержащих логику и основные решения задачи.

Метод решения определяет используемые алгоритмы.

Алгоритм – это совокупность правил, определяющих процедуру решения задачи по заданным исходным данным.

При разработке МО трудозатраты распределяются следующим образом:

• 70 - 80% - математические модели, методы и теоретические алгоритмы;

• 20 - 30 % - вычислительные алгоритмы и ППП.

На основе МО строится программная основа АИС – ППП. Вычислительные алгоритмы строятся по теоретическому алгоритму и представляют собой последовательность арифметических и логических операций, составленных с учётом возможности реализации на заданной ЭВМ.

6.2. Информационное обеспечение

ИО - это совокупность технологических решений по объемам, размеще­нию и формам организации информации, циркулирующей в АИС. В АИС информацию принято делить:

• на системы показателей управляемых объектов; на системы классификации и кодирования;

на документацию;

на информационные потоки;

• на различные массивы (файлы), хранящиеся на машинных носителях и имеющие различную степень организации.

Наиболее сложную организацию имеет внутримашинное ИО. Оно включа­ет все виды специально организованной информации, представленной в виде, удобном для использования техническими средствами. Это файлы (массивы), банки и базы данных. Информация для текущего использования функциони­рующими пакетами прикладных программ содержится в оперативной памяти ЭВМ, прочая информация, не используемая при текущей работе, хранится во ВЗУ.

ИО должно полностью удовлетворять информационные потребности всех пользователей. К ИО предъявляется требование эффективного поиска и выдачи данных в виде, необходимом для решения каждой конкретной задачи в рамках функционального назначения АИС, наличия возможности поддержания данных в состоянии постоянного обновления и работоспособности.

По содержанию внутримашинное ИО представляет совокупность фактиче­ских сведений, используемых при управлении объектом (системой). Состав и структура внутримашинного ИО определяется способами организации файлов, баз и банков данных, взаимодействием между ними.

Пофайловая организация ИО состоит в формировании различных масси­вов. Классифицировать их можно по различным признакам: по смысловому со­держанию, назначению, способам использования.

Файл - это совокупность однородной информации по составу и последо­вательности полей, записанной на магнитном диске с присвоением имени.

Терминологически понятия «массив» и «файл» близки по содержанию. Оба представляют собой совокупность однородной жестко организованной и поименованной информации. Однако для файла точно определено место его расположения - ВЗУ (диск или лента), а массив информации может быть распо­ложен в ОЗУ ЭВМ.

Для идентификации каждому файлу присваивается уникальное имя и рас­ширение, уточняющее разновидность файла. ОС DOS поддерживает имена фай­лов длиной не более 8 символов. ОС Windows допускает использование «длин­ных» имен файлов (т.е. длина имени файла может быть более 8 символов). В со­временных ОС при задании имени файла допускаются символы национальных алфавитов, цифры и некоторые специальные символы. Кроме имени, файлу присваивается расширение длиной до 3 символов. Правила построения расши­рений файлов те же, что и для имен. Например, полное имя файла может выгля­деть так: kart.exe, где расширение ехе указывает на то, что файл является про­граммным. В имени nrt.txt показано, что файл является текстовым.

По смысловому содержанию различают массивы данных и программные массивы. Программные массивы описывают процессы работы с данными и вхо­дят в ПО. Массивы данных являются основной частью внутримашинного ИО и классифицируются следующим образом:

• постоянные массивы - относятся к категории нормативно-справочных и со­держат сравнительно редко меняющиеся сведения;

• текущие массивы — включают переменную информацию, поступающую в АИС от объекта управления и характеризующую состояние внешней среды, а также сам процесс управления;

• промежуточные массивы - возникают на этапах решения задач и передают информацию от задачи к задаче;

• выходные массивы - хранят информацию, полученную в результате обработ­ки исходной информации;

• хранимые массивы - чаще всего формируются на основе выходных и содержат информацию, необходимую для обработки в будущем;

• поисковые массивы - представляют собой совокупность показателей, записей и ключей поиска определенных документов;

• служебные массивы - содержат вспомогательную информацию, необходи­мую для обработки других видов массивов.

По внутренней организации файлы данных представляют собой совокуп­ность записей (аналогично строкам документа) одинаковой структуры. Структу­ра записи файла состоит из заданной последовательности полей определенного типа данных и длины.

Для поиска файлов на магнитном носителе создаются каталоги. Каталоги представляют собой оглавление диска, в которых записываются краткие сведе­ния о файле: его имя, расширение, длина в байтах, дата и время создания и по­следнего обновления файла, адрес его расположения на диске. С помощью этого оглавления и выполняется поиск нужного файла.

Кроме главного (корневого) каталога диска на нем может быть создано любое количество подкаталогов. В подкаталоги объединяются файлы, относя­щиеся к одной тематике (прикладной программе). Подкаталогам присваиваются имена по тем же правилам, что и файлам.

Пофайловый подход в организации ИО отвечает принципу локальной ор­ганизации данных и используется при небольших объемах информации. Ло­кальный способ организации данных не предусматривает установления связи между файлами, исключает работу в диалоге.

При увеличении объемов информации для многоцелевого удовлетворения информационных потребностей различных пользователей используется интегрированный подход к созданию внутримашинного ИО, которое проектируется на принципах интеграции в виде баз и банков данных.