Особенности разработки автоматизированной системы управления (асу)
Информационная система – это система, функционирование которой во времени заключается в сборе, хранении, обработки и распространении информации о деятельности какого-либо объекта.
АСУ состоит из 2 частей:1) система обработки данных; и 2)модуль формирования управляющих решений.
Система обработки данных – это обычная база данных, в задачи которой входят сбор, классификация информации, составление некоторых отчетов.
Модуль формирования управляющих решений
Задачи:
Ограничение внешней среды от системы;
Решить вопрос, рассматривается ли система как изолированная или как открытая, со взаимосвязями с внешней средой.
С
реда
– совокупность тех объектов, изменение
свойств которых влияет на систему (чьи
свойства меняются с изменением системы).
Задача управления:
Прогноз системы, причем, если система неизолированная, то прогноз состояний системы и среды;
Формирование управляющего воздействия:
-
корректировка управляющего воздействия
для того чтобы получить желаемую реакцию
;
- задача модуля управления.
Обратная связь – это основа саморегулирования развития системы, приспособление их к изменяющимся условиям существования.
В АСУ - вырабатывается искусственно;
В самоорганизующихся системах - - находится внутри системы.
Таким образом, цель модуля формирования управляющих решений – модель желаемого будущего.
Особенности затруднений при разработке АСУ:
Неоднозначность понятий цель и средства, система и подсистема.
Трудность прогнозирования поведения системы при изменении её компонентов.
Для обеспечения адаптивности АСУ, т.е. способности её к самоорганизации необходимо обеспечить следующие свойства системы:
Целеобразование – формирование цели в зависимости от условий.
Вариативность – это устойчивость системы к различным вариантам реализации.
Развиваемость – это способность изменять структуру без катастрофических последствий для системы.
Необходимость обеспечения этих свойств должна быть учтена в начале разработки системы, следовательно, необходим системный подход, который обеспечит все особенности функционирования. Такая система должна рассматриваться как сложная система, следовательно, необходим коллектив разработчиков, что приводит к неизбежности выработки единых принципов проектирования и терминологии. В этом заключается предварительный этап разработки, который должен быть документирован, т.е. должны быть разработаны методические материалы (как проектировать те или иные компоненты). Методические материалы также необходимы для обоснования выбора методик проектирования.
Разработка обеспечивающей части автоматизированной системы управления (асу)
Как любая сложная система АСУ состоит из двух частей:
Функциональная часть.
Обеспечивающая часть.
Структура обеспечивающей части включает основные виды обеспечения, такие как информационное, техническое, программное, лингвистическое, эргономическое и прочее, т.е. предоставляет средства для достижения целей АСУ.
Должны быть решены две проблемы:
Формирование структуры функциональной части.
Формирование структуры обеспечивающей части.
Обе задачи должны решаться во взаимодействии, поскольку обеспечивающая часть определяется функциональной частью, также как функциональная часть зависит от потенциальных возможностей обеспечивающей части.
Обеспечивающая часть АСУ сама является системой, поэтому для её проектирования также необходим системный подход.
Структура обеспечивающей части включает основные виды обеспечения, такие как информационное, техническое, программное, лингвистическое, эргономическое и прочее, т.е. представляет средства для достижения целей АСУ.
Модель постепенной формализации заключается в процессе выращивания структуры, исходя из целей и задач системы.
Это методика системного анализа, которая должна сочетать методы активной интуиции и опыта специалистов и методы формального представления модели с процедурами оценки и решения.
Принципиальная особенность модели постепенной формализации заключается в том, что она ориентирована на развитие представления исследователя об объекте непосредственно в процессе проектирования.
Модель постепенной формализации – процесс итерационный:
1. Вывод и формирование представлений об объекте и методах моделирования (должны получить несколько возможных вариантов);
2. Выбор критериев оценки вариантов;
3. Моделирование проблемной ситуации;
4. Оценка результатов моделирования по выбранным критериям;
5. Возврат к первому пункту, т.е. новые представления об объекте.
Пример:
1. В начале проектирования мы представляем нашу ИС как систему сбора информации, обработки информации и формирования отчётов. При этом система представляется нам как “чёрный ящик”, т.е. определяют начальные пункты сбора информации и конечные пункты формирования отчётов. Затем происходит отделение системы от внешней среды и деление её на компоненты, т.е. из каких систем она состоит.
2. Определяем связи, деля их на внешние и внутренние. Связываем компоненты (“поставить рядом”). Определим тип связи: сильная, слабая, количественная мера связи, которая оценивает близость компонентов. Эти описания можно строить на основе теоретико-множественных решений.
3. После построения структуры должен быть этап активизации лица, принимающего решения, который должен проанализировать и соединить компоненты в системно-структурное представление. Для этого необходимо ввести лингвистическое представление для разработки правил формирования вариантов. Разработка формального языка моделирования процессов (язык моделирования путей прохождения информации).
4. Системно-структурное представление должно быть представлено в формально-лингвистическом представлении. Результатом должна стать формально многоуровневая модель, описывающая пути и следования информации.
5. Выбор варианта оценки.
6. Оценка. Возврат на этап активации лица, принимающего решения.
Процесс завершается, когда степень удовлетворённости заказчика достаточна. Таким образом был получен алгоритм, обеспечивающий возможность программной реализации за счёт повторяемости процесса формирования и анализа модели при изменении первичных элементов и их оценок. Это алгоритм динамического программирования, когда оптимизация на i-ом шаге ведёт к оптимизации на всех предыдущих шагах. Если на первом шаге выбираем структуру, то на втором этапе выбираем средства, которые могут эту структуру оптимальным образом обеспечить.