1.3. Шлюзы
Шлюзы используются для контроля расхождений и схождений потока операций. Термин шлюз подразумевает пропускное устройство, которое либо позволяет осуществлять переход через шлюз, либо нет.
При детальном рассмотрении шлюз представляет собой совокупность входов и выходов (Gates).
Существует несколько видов Шлюзов, поведение каждого из которых определяет, как много Выходов будет использовано для продолжения хода Потока операций. Для каждого Исходящего потока операций, относящегося к Шлюзу, будет задействован один Вход и один Выход.
Графический элемент Шлюза представляет собой небольшой ромб (рис.12), используемый во многих нотациях схем производственных процессов для изображения ветвления и знакомый большинству инструментов моделирования.
Рис. 12 – Шлюз
Примечание: Несмотря на то, что Шлюз представляет собой ромб, Входящие и Исходящие потоки операций могут присоединяться к любой точке границы ромба, а не только к его углам.
Все Шлюзы могут иметь индикаторы или маркеры, расположенные внутри графического элемента, и указывающие на то, какой тип имеет тот или иной используемый Шлюз.
1.3.1. Эксклюзивные шлюзы (или) – Exclusive Gates (xor)
Эксклюзивные Шлюзы (Условия) включаются в состав бизнес-процесса, в котором Поток операций может идти по двум или более альтернативным маршрутам, что в действительности является «разделением» хода Процесса. Для данного экземпляра Процесса может быть выбран лишь один из предложенных маршрутов.
Эксклюзивное условие может быть соединено с двумя и более исходящими потоками операций, однако в ходе выполнения процесса может быть выбран лишь один из них (рис. 13).
Рис. 13 – Эксклюзивный шлюз без маркера
Рис. 14 – Эксклюзивный шлюз с маркером
Один из Выходов может быть маркирован по умолчанию (или иначе) и является в таком случае последними. Это означает, что если не выбран ни один из Выходов, то Поток операций пойдет по Выходу, установленному по умолчанию.
Эксклюзивные Шлюзы могут также использоваться для объединения альтернативных Потоков операций, несмотря на то, что инструменты моделирования используют данные Шлюзы в таком качестве достаточно редко. Объединяющее поведение Шлюза может быть смоделировано наподобие рис.16. Рисунки 16 и 17 являются одинаковыми при наличии альтернативных Входящих потоков операций.
Рис. 16 – Эксклюзивное слияние
Рис.17 – Неконтролируемое слияние потоков операций
1.3.2. Параллельный шлюз (и) – Parallel Gateway (and)
Параллельный Шлюз представляет собой механизм для синхронизации параллельных Потоков операций.
Параллельный Шлюз ДОЛЖЕН иметь маркер, изображающийся в виде знака «+» и помещенный в графический элемент Шлюза (см. рис.18), для того, чтобы без труда отличить данный вид Шлюзов от других.
Параллельные Шлюзы используются для синхронизации параллельных маршрутов.
Параллельность данного типа шлюзов заключается в следующем: должны быть выбраны все входы.
Рис. 18 – Параллельный шлюз
Рис.19 – Объединение параллельных маршрутов
Понятия системы управления, АСОИУ. (№14 -- 1 к.р.)
Система управления-- взаимосвязанная и взаимодействующая в процессе .??.. аппаратное и программное средство, реализующее алгоритм управления во времени определенными процессами, в результате которого производится некоторый продукт. Этим продуктом может быть материальное изделие (устройство, средство производства), информация (услуги, материальные и нематериальные блага -- безопасность государства, например) Процесс -- последовательность выполняемых во времени определенных действий (операций), происходящих при производстве продукта.
Структура управления — систематизированный (строго определенный) набор средств сбора сведений о подконтрольном объекте и средств воздействия на его поведение с целью достижения определённых целей. Объектом системы управления могут быть как технические объекты, так и люди. Объект системы управления может состоять из других объектов, которые могут иметь постоянную структуру взаимосвязей.
Алгоритмы описывают процессы, которыми управляет система. На основании алгоритмов, а также методик их проверки пишутся программы. Для алгоритмов указываются диапазон и погрешности входных-выходных данных, временные характеристики, логические и формальные зависимости.
АСОИУ будем называть систему, состоящую из взаимосвязанных и взаимодействующих в пространстве и времени следующих видов средств:
-вычислительных
-алгоритмических
-средств связи
-источников информации и метрологического обеспечения
-средств управления и отображения информации
Эти средства применяются для отображения продукта заданного качества в определенных условиях с участием человека.
Основные проблемы построения АСОИУ (№15 -- 1 к.р.)
-определение необходимости АСОИУ
Решение этой проблемы связано с анализом важности задач, для которых она создается. Эти задачи определяются социальным заказом общества, обеспечением безопасности личности и общества, необходимостью защиты от экономических экспансий других государств или проведением собственных экономических экспансий.
Социальный заказ связан с необходимостью обработки информации.
-определение целесообразности построения
Целесообразность -- получение экономического преимущества прибыли, - дохода -- путем сокращения затрат, а также с помощью добавочной стоимости, за счет новых услуг.
1) определение необходимого числа уровней иерархии;
2) установление между уровнями правильных взаимоотношений, что связано с задачами согласования целей элементов различных уровней и оптимальным стимулированием их работы;
3) распределение ответственности;
4) выбор конкретных схем управления и создание контуров принятия решения;
5) организация информационных потоков;
6) выбор соответствующих технических средств.
Классификация АСОИУ. (№16 -- 1 к.р.)
-технические.
Включают широкий круг подсистем, используя различные технические средства.
Для технических систем характерны следующие свойства:
- основной источник информации: автоматические и полуавтоматические устройства.
- исполнительные органы: тоже автоматические. Как правило, недопустимо большое запаздывания при передаче информации, высоки требования к скорости переработки информации и к надежности работы системы.
-экономические
В первую очередь, относятся для управления организации. К ним относят систему управления отраслями народного хозяйства, информационно-справочные, информационно-поисковые системы, системы электронного документооборота предприятий. Здесь требования по надежности и скорости обработки информации заметно смягчаются по сравнению с технически системами. На первый план выходят задачи поиска информации и подготовки документов. Естественно, длительность процессов больше, темп протекания медленней, чем в технических АСОИУ. Для экономических АСОИУ характерно также хранение больших объемов информации.
Встречаются системы, включающие в себя как технические, так и организационные подсистемы. Их принято называть организационно-техническими.
По степени включения человека в процесс управления выделяют
-полностью автоматические системы и
-автоматизированные (они в большей степени будут нас интересовать).
Соответственно часть функций управления в них осуществляется человеком.
Классификация АСОИУ по размерам сферы действия ("снизу вверх"):
-системы, действующие относительно отдельных процессов и операций
-системы, действующие на уровне предприятия
-отрасли,
-государства,
-глобальные системы;
По требованиям к времени реакции на поступающую информацию и сигналу:
-системы реального масштаба времени
Используются в управлении процессами, в которых жестко регламентированы моменты поступления информации и моменты выдачи информации, либо длительность задержек на обработку, передачу информации, выдачу сигналов управления.
-системы с контрольным временем
Обслуживают процессы, в которых регламентируются только определенные этапы. ::Например, требуется некоторое время реакции на ввод пользователем задания на расчет, но не гарантируется длительность проведения самого расчета. (Например, есть веб-интерфейс к суперкомпьютеру: для удобства пользователя интерфейс должен быть довольно "шустрым" при установке задач, но при нажатии на кнопку "рассчитать" время выполнения на практике не ограничивается.)
-системы со свободным временем
Системы, у которых время получения результата определяется производительностью вычислительных средств. а время выполнения заявки может превышать 10 минут.
Этапы проектирования. (№17 -- 1 к.р.)
Разработка проекта АСУ ТП состоит из следующих основных этапов:
Разработка и согласование Технических Требований
Обследование объекта автоматизации
Выбор средств автоматизации и согласование основных технических решений
Разработка технического задания на проектирование
Разработка разделов проектной документации
Разработка проектно-сметной документации
На этапе разработки ТЗ проводится определение цели создаваемой системы, задачи подлежащие автоматизации, состава информационного и программного обеспечения, состава технических средств, сроков и очередности разработки. Инфологическая модель представляет собой описание информации в циркулирующей системе, последовательность и логику ее обработки. Принципы построения определяют общий облик системы и используемые в ней информационные технологии. При определении структуры системы ее общий облик детализируется до конкретных подсистем элементов. Определяются функции этих элементов и связи между ними.
Стадии проектирования. (№18 -- 1 к.р.)
На стадии эскизного проектирования выполняются следующие виды работ:
-предварительная разработка структуры входных и выходных данных;
-уточнение методов решения задач управления объектом;
-разработка общего описания алгоритмов решения задач управления;
-разработка пояснительной записки;
-согласование и утверждение эскизного проекта.
Предпроектная стадия и стадия эскизного проектирования чаще всего совмещаются и результатом реализации этих стадий является общий комплект документов.
Работа на стадии технического проектирования ведется на основании утвержденного ТЗ и проходит следующие этапы:
-составление общесистемной документации и документации функциональной части проекта;
-разработка математического и программного обеспечения;
-разработка информационного обеспечения;
-составление организационного обеспечения;
-разработка технического обеспечения;
-разработка заданий на проектирование в смежных частях проекта объектов строительства АСОИУ;
-согласование и утверждение технического проекта АСОИУ.
При разработке математического обеспечения функциональной части проектные работы предполагают выбор и обоснование математической схемы моделирования. В этой связи целесообразно рассмотреть следующие схемы моделирования:
-дифференциальные уравнения – для получения проектных решений задач, связанных с исследованием характера изменения искомых параметров в зависимости от изменения других (известных) величин;
-автоматные модели – для решения задач управления объектом по состоянию (строятся на основе математических теорий графов и матриц);
-системы массового обслуживания – при проектировании различного рода потоковых задач с неустановленным (вероятностным) поведением зависимых параметров;
-вероятностные (в том числе статистические) модели – для получения решений при проектировании по выборкам статистик (например, в экономике или надежности) наблюдений за определенный период;
-агрегатные модели – в некотором смысле универсальные схемы моделирования, использующиеся при проектировании сложных систем, разбивающихся на несколько подсистем (которые также могут быть достаточно сложными).
Процедуры проектирования. (№19 -- 1 к.р.)
Процесс проектирования информационных систем является достаточно сложной задачей. Он начинается с построения инфологической модели данных (п. 2), т.е. идентификации сущностей. Затем необходимо выполнить следующие шаги процедуры проектирования даталогической модели.
1. Представить каждый стержень (независимую сущность) таблицей базы данных (базовой таблицей) и специфицировать первичный ключ этой базовой таблицы.
2. Представить каждую ассоциацию (связь вида "многие-ко-многим" или "многие-ко-многим-ко-многим" и т.д. между сущностями) как базовую таблицу. Использовать в этой таблице внешние ключи для идентификации участников ассоциации и специфицировать ограничения, связанные с каждым из этих внешних ключей.
3. Представить каждую характеристику как базовую таблицу с внешним ключом, идентифицирующим сущность, описываемую этой характеристикой. Специфицировать ограничения на внешний ключ этой таблицы и ее первичный ключ – по всей вероятности, комбинации этого внешнего ключа и свойства, которое гарантирует "уникальность в рамках описываемой сущности".
4. Представить каждое обозначение, которое не рассматривалось в предыдущем пункте, как базовую таблицу с внешним ключом, идентифицирующим обозначаемую сущность. Специфицировать связанные с каждым таким внешним ключом ограничения.
5. Представить каждое свойство как поле в базовой таблице, представляющей сущность, которая непосредственно описывается этим свойством.
6. Для того чтобы исключить в проекте непреднамеренные нарушения каких-либо принципов нормализации, выполнить описанную в п. 4.6 процедуру нормализации.
7. Если в процессе нормализации было произведено разделение каких-либо таблиц, то следует модифицировать инфологическую модель базы данных и повторить перечисленные шаги.
8. Указать ограничения целостности проектируемой базы данных и дать (если это необходимо) краткое описание полученных таблиц и их полей.
Группы исходных данных для проектирования. (№20 -- 1 к.р.)
Собственно исходными данными для проектирования является информация/сведения, по результатам которым формируется ТЗ, а также осуществляется построение модели системы "как есть". В теории все это должно входить в ТЗ, но, чтобы оно не "размывалось", можно это приложить дополнительными документами. Исходные данные можно разделить на несколько групп:
Характеристики среды функционирования тоже накладывают свой отпечаток. Например, если потребуется заложить что-то в спутник, нужно учитывать условия космической радиации, наличие (отсутствие) каналов связи и т.п.
Естественно, можно разработать какую-нибудь хитрую систему, которая прекрасно работает, но на мощных ПК -- возможно, придется даже менять ОС для оптимизации.
Данные о достигнутом уровне и перспективы развития средств автоматизации информационных технологий определяют современное состояние доступных вариантов аппаратного, программного обеспечения, математических алгоритмов, программных компонентов, технологий и т.д. Знания о перспективах развития позволяют создать систему, которая не устареет еще в течении долгого времени.
К примеру, можно, например, использовать Adobe Flash - технологию, но она активно вытесняется HTML5.
Руководящие документы представлены ГОСТами по АСОИУ и их разработке, нормативами затрат ресурсов на разработку, документами по организации деятельности проектных организаций. Кроме того, стандартами и нормативными актами, а также внутренними приказами и инструкциями, в соответствии с которыми должна осуществляться деятельность автоматизированной системы управления.
Например, все системы управления мобильными сетями должны подчиняться законам о связи, правилам регистрации передатчиков и др. устройств, другим ограничениям.
Например, есть ограничение на точность получаемых gps-координат. Естественно, могут быть и какие-то внутренние внутрекорпоративные правила.
Ресурсы. Сюда, естественно относятся сроки, финансы, наличие квалифицированных кадров и возможности промышленности. Также сюда следует относить научно-технический задел в данной области.
Пример: фирмы, занимающиеся разработкой сайтов, часто обладают собственным движком порталов, который требует лишь наполнения и дизайна.
в завершенном виде ТЗ появляется не сразу, а проходит целый ряд операций формирования и согласования. Обычно первом виде ТЗ формулируется заказчиком и выдается проектировщику для рассмотрения и согласования. Проектировщиком-разработчиком этом документ анализируется, при этом особое внимание уделяется трем группам вопросов:
установление выполнимости заданных требований и возможность проектирования на основе имеющихся научно-технических заделов
уточнение и согласование требований на проектирование с учетом обеспечения совокупности заданных характеристик
оценка трудоемкости и сроков проектирования и их увязка с условием и возможностями выполнения проектных работ и изготовления системы управления
После анализа ТЗ уточняется, редактируется, согласовывается с исполнителем, утверждается у заказчика -- заказчик тоже принимает решение не мгновенно. Заказчик стремится к тому, чтобы в ТЗ были зафиксированы наилучшие характеристики разрабатываемой системы в предельно короткие сроки создания, предельно высокие технические характеристики новой системы управления. Но это стремление сдерживается реалистической оценкой располагаемых возможностей и условиями проектирования, имеющимися ресурсами, а также ответственностью исполнителей. Четкая и технически обоснованная формулировка ТЗ во многом определяет успех проектирования. Невыполнимые требования заведомо обрекают работу на провал. С другой стороны, ориентировка на отсталые средства проектирования, отсутствие технического предвидения,
Группы требований ТЗ В соответствии с ГОСТ-34.602-89, требования, указанные в ТЗ, группируются в следующие разделы:
общие сведения
назначение и цели создания или развития системы
характеристика объектов автоматизации
требования к системе
состав и содержание работ по созданию системы
порядок контроля и прием для системы
требования к составу и содержанию работ по подготовке объекта автоматизации к вводу системы в действие
требования к документированию
источники разработки
В зависимости от вида, назначения, специфических особенностей объекта автоматизации и условий функционирования системы допускается оформлять разделы ТЗ в виде приложений, вводить дополнительные, исключать или объединять подразделы ТЗ. В ТЗ на части "системы" не включают в себя разделы, дублирующие содержание разделов ТЗ на автоматизированную систему в целом.