Глава 8

Проектирование математического обеспечения СОЭИ

Содержание математического обеспечения (МО) и способы его описания.

Проектирование и организация МО.

Содержание математического обеспечения и способы его описания

Математическое обеспечение СОЭИ – это совокупность методов, моделей и алгоритмов, используемых для решения задач в процессе обработки информации. В информационном проекте этот раздел именуют иногда как «Алгоритмизация задач» или «Описание алгоритмов решения задач».

Алгоритм решения задачи – это система точно сформулированных правил, определяющих процесс преобразования исходной информации в выходную за конечное число шагов. Алгоритм может быть представлен в проекте в виде графической и табличной модели.

В автоматизированных системах используются математические и информационно-логические методы. К математическим методам относятся методы прямого счета, методы линейного и динамического программирования, симплекс-метод и др. Использование конкретного метода определяется при постановке задач. Описание математического метода дается в виде формул с расшифровкой содержания и назначения каждого показателя. Расчеты по каждой формуле производятся на определенном этапе технологического процесса внутримашинной обработки информации, который представляется в виде блок-схемы алгоритма решения задачи.

К информационно-логическим методам относятся, например, метод Date Mining (DM), сущность которого состоит в обеспечении поиска информации в хранилищах данных для решения нетрадиционных задач. Для отдельных предметных областей разрабатываются пакеты программ с использованием специализированных информационно-логических моделей. К их числу относится система поддержки принятия решений (СППР), Project Expert для финансового менеджмента, методы SWOТ-анализа, GAP-анализа для решения задач маркетинга и др.

Разработка алгоритма решения задачи является продолжением процесса разработки технологического процесса внутримашинной обработки информации с подробной детализацией процесса, операций и шагов. К числу основных свойств алгоритма относятся:

• дискретность, т.е. разбиение процесса решения задачи на этапы, циклы внутри этапов и отдельные шаги выполнения внутри циклов;

• определенность выполнения каждого этапа обработки информации с получением конкретного результата;

• индивидуальность алгоритма для решения конкретной задачи.

Алгоритм отражает логику и способ решения задачи с указанием расчетных формул, логических условий и соотношений для контроля достоверности выходных результатов. Содержание и форма представления алгоритма зависят от применяемых методов проектирования и инструментальных средств разработки программ. Наиболее распростра-ненными формами представления алгоритма является блок-схема и табличный метод. Пример табличного способа описания алгоритма дан в табл. 8.1.

Проектирование и организация математического обеспечения

Процесс проектирования МО осуществляется в следующем порядке. На стадии исследования ИС по каждой функциональной задаче определяются выходные и исходные данные и способы получения выходных показателей. К ним относятся занесение с клавиатуры, занесение из исходных документов или справочников, расчет по каким-либо формулам и др. Конкретно указываются формулы расчета. Строится модель информационных связей на документальном уровне (см. табл. 7.1, 7.2) и раскрывается ее содержание. В дальнейшем, если эти способы получения выходных данных при решении задачи на ЭВМ не изменяются, они даются в описании математического обеспечения проекта.

Этап технического проектирования начинается с представления общего алгоритма последовательности ввода и преобразования информации, представляемого в виде диаграммы последовательности решения задач. Пример такой диаграммы дан на рис. 8.1. Далее, после рассмотрения и согласования способов расчета показателей с пользователями информации и с нормативными документами (например, в бухгалтерском учете), дается описание математической модели и алгоритма по каждой задаче. Документы представляются и утверждаются в разделе математического обеспечения технического проекта системы. Ниже приведен пример описания математической модели решения задач по оценке кредитоспособности клиента банка при выдаче ссуды. На этапе рабочего проектирования описание технологии расчетов и преобразования информации осуществляется в прикладной программе на языке используемой СУБД.

нец файла

Таблица 8.1

Описание блок-схемы алгоритма решения задачи по формированию данных динамики ценовой стоимости готовой продукции (пример)

№ блока	Назначение блока	Исполняемые функции
1	Ввод	Ввод периода. Дата начала периода. Дата окончания. Ограничений на продолжительность периода в алгоритме не предусматривается. При обнаружении отсутствия информации будет выдано сообщение без остановки работы алгоритма.
2	Выбор	Выбор эмитента из справочника эмитентов.
3	Процесс	Установка начальной даты (начала периода исследования).
4	Процесс	Формирование имени файла. На каждый рабочий день биржи есть свой файл, имя которого формируется по правилу: “ZV”+ДДММГГ+ “.XLS.”. Файлы расположены в одном каталоге на файл-сервере.
5	Процесс	Поиск файла.
6-7	Условие	Если файл не найден - вывод сообщения и переход к следующей дате (к блоку 12).
8	Процесс	Поиск в найденном файле информации о торгах по выбранному эмитенту. Расчет показателей (представляется формула расчета и ее расшифровка). Пример: в качестве функции для расчета используется следующая формула: y1 = a + bt, где у1 — линейная функция; а и b параметры функции; t период времени.
9-10	Условие	Если эмитент не найден - вывод сообщения и переход к следующей дате (к блоку 12).
12-13	Условие	Если просмотр периода ещё не закончен - то переход к следующей дате (к блоку 4).
14-15	Вывод	Вывод на экран новой ценовой истории в виде графика и таблицы.
16	Условие	Если есть необходимость повторить исследования, то изменение установок и повтор алгоритма (к блоку 1).

Рис. 8.1. Диаграмма последовательности решения задач по материально-техническому обеспечению (пример)

Описание математической модели решения задачи (пример)

Анализ и оценку кредитоспособности клиентов банка с учётом степени риска можно представить в виде следующей обобщённой модели:

m n

K

r s

Lg =   Bkij +   BFlk,

i=1 j=1

l=1 k=1

g=A, Д

где KLg — класс заёмщика;

g — обозначение класса заёмщика (А-Д);

i — индекс группы показателя (1,m);

j — индекс показателя в группе (1,n);

l — индекс группы дополнительных факторов оценки степени риска (1,r);

k — индекс фактора в группе (1,s);

Bkij — балл оценки j–го показателя i–той группы;

BFlk — бал оценки k-го фактора l группы.

Выделяют следующие классы заёмщиков (g):

класс А — надёжные заёмщики (безрисковые);

класс Б — заёмщики с минимальным риском;

класс В — заёмщики со средним риском;

класс Г — заёмщики с высоким риском;

класс Д — заёмщики с полным риском.

Дополнительные факторы оценки степени риска включают в себя следующие группы (l):

1) оценка заёмщика в зависимости от срока кредитования и среднемесячных поступлений на расчётные счета;

2) оценка заёмщика в зависимости от уровня организационной базы под кредитный проект;

3) оценка заёмщика в зависимости от кредитной истории клиента;

4) оценка деловых качеств руководителя;

5) оценка заёмщика в зависимости от структуры уставного фонда предприятия.

Резюме

• В основе проектирования математического обеспечения СОЭИ лежит разработка общего алгоритма решения задач и способов преобразования информации по каждой задаче.

• Методология создания МО включает в себя выбор способов преобразования исходной информации в показатели выходного документа и пошаговое выполнение операций с данными в процессе внутримашинной обработки информации.

• Представление МО в информационном проекте осуществляется в виде диаграммы последовательности решения задач, блок-схемы и таблицы описания алгоритма решения каждой задачи. Дается методика расчета показателей в виде математической или информационно-логической модели.

Термины и понятия

Алгоритм.

Математические методы.

Информационно-логические методы.

Диаграмма последовательности решения задач.

Вопросы и учебные задания

1. Охарактеризуйте математическое обеспечение как систему.

2. Какие методы используются для преобразования информации в процессе ее внутримашинной обработки?

3. Охарактеризуйте процесс разработки алгоритма как продолжение технологического процесса обработки информации.

4. Охарактеризуйте основные свойства алгоритма обработки информации.

5. Что разрабатывается в первую очередь информационное или математическое обеспечение?

6. Назовите и охарактеризуйте основные этапы разработки математического обеспечения СОЭИ.

7. Какие способы представления алгоритма используются в процессе проектирования СОЭИ?

8. Что отражается при разработке диаграммы последовательности обработки информации?

9. Какие математические методы использованы Вами при разработке информационного проекта?

10. Отобразите в виде формулы расчет количества поступивших на предприятие материалов (по видам) от начала месяца при условии ежесуточного поступления нескольких партий товара. Каждая партия поступает по отдельной накладной.