
- •Глава 1. Асоиу как объект проектирования
- •1.1. Классификация асу
- •1.2. Структуризация ас
- •1.2.1. Виды структур ас
- •1.2.2. Виды обеспечений асоиу и их структура
- •Глава 2. Регламентация порядка проектирования асу
- •2.1. Общий порядок проектирования асу
- •2.2. Содержание работ предпроектных стадий создания асу.
- •2.3. Содержание работ проектных стадий создания асу
- •2.4. Содержание работ на стадиях ввода в действие и сопровождения асу
- •Глава 3. Методы и модели анализа и синтеза ас на предпроектных и проектных стадиях ее создания
- •3.1. Методы анализа документооборота в исследуемом объекте управления
- •3.2. Структурный анализ систем средствами idef-моделирования
- •3.2.1. Общие положения
- •3.2.2. Методология описания бизнес-процессов idef3
- •3.2.3. Методология функционального моделирования idef0
- •3.2.3.1. Точка зрения
- •3.2.4. Определение стрелок на контекстной диаграмме
- •3.2.5. Нумерация блоков и диаграмм
- •3.2.6. Связь между диаграммой и ее родительским функциональным блоком
- •3.2.7. Два подхода к началу моделирования ("в ширину" и "в глубину")
- •3.2.8. Когда остановиться?
- •3.2.9. Другие диаграммы idef0
- •3.2.10. Структурный анализ средствами idef-моделирования
- •3.2.11. Применение методов idef для моделирования поведения компаний
- •3.2.12. Синтаксис и семантика моделей idef0
- •3.2.13. Создание моделей idef3 для отображения блоков idef0
- •3.3. Структурный анализ потоков данных с помощью диаграмм dfd
- •3.4. Математическая модель оптимизации движения информационных потоков в системе управления
- •3.5. Построение макромодели ас на предпроектной стадии ее проектирования
- •Уровень 3, ранг 0
- •Уровень 2, ранг 1
- •Уровень 1, ранг 2
- •3.6. Формализация разбиения проектируемой ас на модули
- •3.6.1 Общая постановка задачи
- •3.6.2. Постановка и модель решения задачи разбиения илм асу на функциональные модули с минимальным числом информационных связей
- •3.6.3. Постановка и модель решения задачи разбиения илм асу на функциональные модули с минимальным временем обмена с внешней памятью эвм (базой данных)
- •3.6.4. Синтез технической структуры асутп на основе конденсации графовой функциональной модели системы
- •Алгоритм решения задачи
- •3.7. Синтез информационного обеспечения ас модульного типа
- •3.7.1. Постановка задачи
- •3.7.2. Задача и модель определения числа и состава информационных массивов
- •3.7.3. Задача выбора оптимальных методов организации полученных массивов и размещения программных модулей и массивов во внешней памяти эвм
- •3.7.4. Задача определения оптимальной величины блока данных
- •Глава 4. Примеры математических моделей для асоиу разрабатывающего предприятия (рп).
- •4.1. Агрегированные модели распределения ресурсов рп между нир и окр
- •4.1.1 Общая постановка задачи
- •4.1.2. Модель на основе временной зависимости между затратами ресурсов на нир и окр
- •4.2. Модели формирования тематического плана рп
- •4.2.1. Общая постановка задачи формированная тематического плана
- •4.2.2. Двухуровневое распределение ресурсов между разработками методом динамического программирования
- •4.3. Модели оперативного управления разработками
- •4.3.1. Модель определения срока начала выполнения новой разработки
- •4.3.2. Постановка и вероятностная модель определения периодичности контроля процесса выполнения проектных работ
- •4.4. Модели для определения частоты опроса отдельного исполнителя при оперативном управлении разработками
- •4.4.1. Графическая модель
- •Глава 5. Требования к содержанию документов, разрабатываемых на проектных стадиях создания ас
- •5.1. Общие положения
- •5.2. Требования к документам по общесистемным решениям
- •5.3.Требования к содержанию документов по видам обеспечения ас
- •5.3.1.Требования к содержанию документов по организационному обеспечению
- •5.3.2. Требования к содержанию документов с решениями по техническому обеспечению
- •5.3.3.Требования к содержанию документов с решениями по информационному обеспечению
- •5.3.4.Требования к содержанию документов с решениями по программному обеспечению
- •5.3.5.Требования к содержанию документов с решениями по математическому обеспечению
- •5.3.6.Требования к выполнению схем алгоритмов, программ, данных и систем
- •Экзаменационные вопросы по курсу «проектирование асоиу» 2004 – 2005 учебный год
- •Содержание
- •Глава 1. Асоиу как объект проектирования 1
- •Глава 2. Регламентация порядка проектирования асу 31
- •Глава 3. Методы и модели анализа и синтеза ас на предпроектных и проектных стадиях ее создания 43
- •Глава 4. Примеры математических моделей для асоиу разрабатывающего предприятия (рп). 131
- •Глава 5. Требования к содержанию документов, разрабатываемых на проектных стадиях создания ас 147
2.4. Содержание работ на стадиях ввода в действие и сопровождения асу
Стадия 7. «Ввод в действие», в общем случае, состоит из восьми этапов.
На этапе 7.1. «Подготовка объекта к вводу АСУ в действие» осуществляют реализацию принятых проектных решений по организационной структуре АСУ, обеспечивают подразделения объекта управления необходимыми инструктивно-методическими материалами, внедряют классификаторы информации.
Этап 7.2. «Подготовка персонала» включает обучение персонала и проверку его способности к работе по обеспечению функционирования АСУ.
На этапе 7.3. «Комплектация АСУ поставляемыми изделиями» обеспечивают получение необходимых изделий серийного и единичного производства, материалов и монтажных изделий.
Этап 7.4. «Строительно-монтажные работы» состоит из работ, связанных со строительством специализированных зданий, прокладкой кабельных связей, выполнением работ по монтажу технических средств и линий связи, испытанием и подготовкой технических средств для проведения пуско-наладочных работ.
На этапе 7.5. «Пуско-наладочные работы» проводят автономную наладку технических средств, загрузку информации в базу данных и проверку системы ее ведения, комплексную наладку всех средств системы.
Этап 7.6. «Проведение предварительных испытаний» включает испытания АСУ на работоспособность и соответствие ТЗ, устранение неисправностей и внешние изменения в документацию на АСУ. Завершается этап формированием акта о приемке АСУ в опытную эксплуатацию.
На этапе 7.7. «Проведение опытной эксплуатации» проводят опытную эксплуатацию АСУ, анализируют полученные результаты и, при необходимости, выполняют доработку программного обеспечения и дополнительную наладку технических средств. Заканчивается этап актом о завершении опытной эксплуатации.
Этап 7.8. «Проведение приемочных испытаний» выполняют с целью определения соответствия разработанной АСУ техническому заданию. После проведения испытаний и устранения недостатков, выявленных при испытаниях, оформляется акт о приемке АСУ в постоянную эксплуатацию.
Стадия 8. «Сопровождение АСУ» состоит из двух этапов.
На этапе 8.1. «Выполнение работ в соответствии с гарантийными обязательствами» осуществляют работы по устранению недостатков, выявленных при эксплуатации АСУ, в течение установленных гарантийных сроков, внесению изменений в документацию на АСУ.
Этап 8.2. «Послегарантийное обслуживание» включает работы по анализу функционирования системы, выявлению отклонения фактических эксплуатационных характеристик АСУ от проектных значений, устранению выявленных недостатков, внесению необходимых изменений в документацию на АСУ.
Р
ис.
2.4. Обобщенная характеристика этапа
«Программа реализация проекта системы»
Глава 3. Методы и модели анализа и синтеза ас на предпроектных и проектных стадиях ее создания
3.1. Методы анализа документооборота в исследуемом объекте управления
Основой разработки АС является составленная модель существующей системы управления. Построение такой модели осуществляется в результате реализации диагностического анализа организации и детального анализа существующей системы обработки данных. Диагностический анализ – это комплекс исследований, проводимых с целью выявления общих тенденций развития объекта управления и системы управления, изучения характеристик типовых задач управления, разработки требований и мероприятий по улучшению системы управления. Основной целью детального анализа существующей системы является изучение характеристик алгоритмов принятия решений, существующей системы обработки данных и документооборота.
Результаты анализа объекта и системы управления фиксируются в специальных документах. Комплект этих документов называют системной спецификацией. Использование системных спецификаций при анализе и проектировании АСУ позволяет:
Систематизировать полученные в результате анализа данные и представить их в наглядном и удобном для дальнейшего использования виде;
Упростить и облегчить передачу результатов работы одних специалистов другим;
Обеспечить взаимозаменяемость исполнителей;
Формализовать процедуры ввода исправлений и дополнений;
Облегчить контроль качества выполнения каждого этапа работы.
Подготовка спецификаций требует значительных затрат времени и труда. Однако эффективность их использования возрастает с масштабами разработки. Основные этапы диагностического и детального анализа существующей системы управления и перечень документов системной спецификации приведены в таблице 3.1.
Таблица 3.1.
Этапы разработки |
Наименование форм документации |
I. Изучение структуры, целей и ограничений существующей системы управления |
|
II. Изучение и анализ информационных потоков и алгоритмов переработки данных в существующей системе управления |
|
Как правило, стремятся унифицировать используемые бланки для простоты их заполнения.
Для описания информационных потоков подразделения дадим, вначале, ему определение. Понятие потока информации определяется как совокупность двух понятий: схемы потока информации и элемента потока информации.
Схема потока информации задается указанием отношений вхождения относительно каждого элемента потока.
Элементами потока информации могут быть:
а) документы;
б) элементы документов (показатели, реквизиты);
в) операторы (люди, устройства, подразделения).
В потоке информации
определяются два основных параметра:
направление потока и плотность потока.
Направление потока задается местом его
входа и выхода, а плотность соотношением
,
где ΔV
– объем информации (бит, количество
документов или документострок и т.д.),
Δt
– длительность передачи, приема или
обработки заданного объема информации.
Некоторые количественные характеристики
информационного потока даны на рис.
3.1.
-
Документооборот предприятия
1
224/год
-
Входные документы
Внутренние
Выходные
199
1025
219
-
Первичные
Производные
Первичные
Производные
438
587
64
155
-
Пассивные документы
91
201
293
13
59
Активные документы
108
237
294
51
96
Рис. 3.1. Пример схемы информационного потока
Для получения данных, необходимых для построения схемы потока информации требуется провести большую работу, связанную с анализом существующего документооборота. Такой анализ осуществляют путем заполнения специальных опросных анкет.
Обычно используют два вида анкет. Первый вид предназначен для отражения характеристик документов (разрабатываемых и поступающих) с указанием маршрута их движения. Пример такой анкеты дан на рис. 3.2. Второй вид анкеты отражает характеристики показателей (разрабатываемых и поступающих) с указанием маршрута их движения, алгоритмов формирования или степени использования для формирования других показателей. Пример анкеты дан на рис. 3.3.
На основании обработки полученных данных о документах и показателях получают различного рода аналитические материалы о документообороте. Наиболее простым представлением документооборота является его графическое представление (см. рис. 3.4).
Более сложной является так называемая матричная информационная модель (см. рис. 3.5, 3.6).
шифр документа |
шифр подразделения, где документ обрабатывается |
шифр подразделения – поставщика |
шифр подразделения – получателя |
шифры документов, при разработке которых используется данный документ |
шифры документов, которые используются при разработке данного документа |
периодичность разработки документа |
шифр вида документа (активный, пассивный) |
объем документа (в строках, знаках) |
количество экземпляров |
трудоемкость составления |
примечания |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 3.2. Пример анкеты для характеристики документа
шифр подразделения сообщающего сведения |
шифр документа |
шифр показателя |
шифр подразделения, где показатель используется |
5. шифры показателей, используемые для формирования рассматриваемого и шифры вида действия |
шифр периодичности разработки документа |
шифр значности показателя |
шифр вида показателя |
шифр вида документа |
примечания |
||||||||
шифр I-го показателя |
шифр документа |
шифр подразделения - поставщика |
шифр действия |
… |
шифр II-го показателя |
шифр документа |
шифр подразделения - поставщика |
шифр действия |
|||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5.1 |
5.2 |
5.3 |
5.4 |
|
5.X |
5.XI |
5.XII |
5.XII |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 3.3. Пример анкеты для характеристики показателей
Руководитель Предприятия |
Начальник отдела |
Ведущий исполнитель |
Машинистка |
Приказ
Выбор исполнителя
Приказ
Ознакомление
План по форме №1 (рукопись)
Составление
План по форме №1
Утверждение
План по форме
Проверка
План по форме №1 (рукопись)
Просмотр
План по форме №1 (рукопись)
Просмотр
|
|
|
|
Рис.3.4. Упрощенная карта документооборота
|
Наименование документов |
Наименование признаков |
Наименование показателей |
Наименование документов |
Итоговый столбец |
Наименование подразделений потребителей |
Итоговый столбец |
Значность |
Частота или периодичность |
Трудоемкость расчета |
||||||||||||||||||||
A |
B |
C |
… |
G |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
Наименование показателей |
||||||||||||||||||||||||
a |
b |
c |
|
|
|
|
|
|
r |
|
|
|
|
|||||||||||||||||
Наименование подразделений поставщиков |
A |
могательный дел
подраздел (А) |
a |
I кв |
|
II кв |
|
Правый вспомогательный раздел |
||||||||||||||||||||||
b |
||||||||||||||||||||||||||||||
B |
c |
|||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||
C |
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
…
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||
G |
|
|||||||||||||||||||||||||||||
r |
||||||||||||||||||||||||||||||
Итоговая |
строка |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
K |
Левый вспо раз
подраздел (Б) |
|
III кв |
|
IV кв |
|
|
||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||
L |
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||
M |
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||
… |
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||
W |
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
Итоговая |
строка |
|
|
|
|
|
Рис. 3.5 Матричная информационная модель (тип А).
|
Наименование документов |
Наименование признаков |
Наименование документов |
Итоговый столбец |
Наименование подразделений- потребителей |
Значность |
Периодичность |
|||||||||||||||||||||
Документ А |
Документ В |
Документ С |
||||||||||||||||||||||||||
финансовый |
отчетный |
плановый |
Наименование показателей |
Подразделение 1 |
Подразделение 2 |
Подразделение 3 |
||||||||||||||||||||||
a |
b |
c |
d |
e |
f |
g |
h |
i |
j |
k |
l |
|||||||||||||||||
Наименование подразделений-поставщиков |
Документ А |
|
|
1 |
a |
|
|
|
+ |
|
+ |
|
|
+ |
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|||||
b |
|
|
|
|
+ |
+ |
|
+ |
|
|
+ |
+ |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
c |
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Документ В |
1 |
|
|
d |
+ |
|
|
|
+ |
|
+ |
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Подразделение 1 |
Подразделение 2 |
Подразделение 3 |
e |
+ |
|
|
+ |
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
f |
|
+ |
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
g |
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Документ С |
1 |
|
|
h |
|
+ |
|
+ |
|
+ |
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
i |
+ |
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
j |
|
+ |
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
k |
|
|
+ |
+ |
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
l |
|
+ |
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Итоговая строка |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
0 |
1 |
0 |
Документ D |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
0 |
0 |
1 |
Документ E |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
1 |
0 |
0 |
Документ F |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
Итоговая строка |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 3.6. Иллюстрация матричной информационной модели
В I-ом квадранте модели отражаются все документы и показатели, которые разрабатываются в обследуемом подразделении. Этот квадрант имеет шахматную композицию, т.е. одинаковое наименование документов и показателей по строкам и столбцам. Каждый столбец I-го квадранта показывает, какие показатели из документации этого подразделения используются для формирования данного показателя, наименование которого записано в этом столбце. Любая строка I-го квадранта отражает сколько раз и для создания каких показателей используется показатель данной строки. Итоговые результаты первого квадранта характеризуют:
по столбцу – количество разработанных в подразделении показателей, используемых для формирования показателя данного столбца;
по строке – степень использования данного показателя в формировании других показателей этого документа или в создании показателей каких-либо других документов подразделения.
II-й квадрант отражает выход разработанных в данном подразделении документов и показателей по потребителям. Каждый столбец II-го квадранта отражает степень заполнения документов или их частей, разрабатываемых в подразделении и передаваемых другим. Соответственно, строки II-го квадранта характеризуют распределение показателей из данных документов по подразделениям – потребителям. Итоговый столбец II-го квадранта отражает количество показателей передаваемых данным подразделением всем другим. Итоговая строка характеризует использование показателей или документов данного подразделения во всех других подразделениях.
Наименование столбцов III-го квадранта совпадает с наименованием столбцов I-го квадранта. Содержание строк этого квадранта – входящие документы и показатели в разрезе подразделений – поставщиков. Столбцы III-го квадранта характеризуют использование получаемых от других подразделений сведений для формирования новых показателей или документов. Соответственно, строки III-го квадранта характеризуют использование поступающих документов и показателей в данном подразделении. Итоговый столбец III-го квадранта характеризует применимость поступающих показателей, а итоговая строка – количество входящих показателей для формирования показателя I-го квадранта или простую их переписку в другой документ.
В IV-ом квадранте содержание строк совпадает с III-м квадрантом, а содержание столбцов – со II-м. IV-й квадрант характеризует передачу данным подразделением поступающих документов другим подразделениям.
Левый вспомогательный раздел отражает признаки, являющиеся составными элементами структуры показателей каждого из документов, которые разрабатываются или поступают в данное подразделение. Каждый отдельный столбец этого раздела характеризует применяемость признака в различных документах и показателях (разрабатываемые и поступающие) данного подразделения. Строка отражает набор тех признаков, которые включаются в каждый из документов данного подразделения.
Левый вспомогательный раздел в свою очередь делится на две части А и Б. Подраздел А отражает те признаки, которые имеются в разрабатываемых данным подразделением документах. Подраздел Б отражает признаки поступающих документов.
Нижний раздел содержит сведения об исполнителях, осуществляющих разработку документов и показателей.
Правый раздел содержит обобщающую характеристику разрабатываемых показателей модели.
Для анализа потока информации, c целью выработки рекомендаций по его улучшению, можно использовать формализованный метод, основанный на применении теории графов.
Если структурные компоненты (элементы) потока x1,x2,…,xn сопоставить вершинам графа x1,x2,…,xn и каждую пару вершин xi и xj соединить дугой, идущей от xi к xj в том и только в том случае, когда компонента xi является входом компоненты xj, то получится схема, называемая информационным графом. Информационный граф может быть построен для уровня документов, уровня показателей и синтетического уровня (документы и показатели).
Пользуясь известными свойствами графов, можно выявить ряд важных характеристик схем потоков информации. Для этого образуем матрицу А с n строками и k столбцами А=║aij║, где
aij=
0,
если xi
не соединяется с xj 1,
если xi
соединяется с xj
Если G – информационный граф и А – его матрица смежности, то элемент a (λ) ij матрицы А(λ) , полученной возведением матрицы А в степень λ, равен числу различныых путей длиной λ, идущих от вершин xi и xj.
Последовательность
матриц А1,
А2,…,
АN
и матрица
позволяют выявить следующие свойства
схемы потока информации:
Свойство1. Порядок πj компоненты xj формально определяется соотношением
δ
j
(λ
≤ πj)
>0;
δ j (λ = πj+1) =0 ,
где δ j (λ) – сумма элементов j-го столбца матрицы Аj; πj – номер такта (длина наибольшего пути, связывающего xi с xj), к которому «готовы» все составляющие элементы потока xi к xj.
Свойство
2. Число
(максимум находится по всем компонентам
потока) называется порядком информационного
графа. Для N
справедливо соотношение АN
≠ 0 и АN+1
= 0. Соответствующая схема потока
называется N-тактичной.
Свойство 3. Признаком контура (ошибка обследования) служит появление ненулевых элементов на главной диагонали любой из матриц Аλ.
Свойство 4. Равенство нулю суммы элементов j-го столбца матрицы смежности А служит признаком формального выделения исходных компонент. Сумма этих элементов равна числу компонент, входящих в xj.
Свойство 5. Аналогично свойству 4, равенство нулю суммы элементов строки матрицы А служит признаком для выделения выходных функциональных результатов, а сумма этих чисел равна числу компонент, в которые входит xj.
Свойство 6. Если при некотором i=j одновременно δ j (λ=1)=0 и δ i (λ=1)=0, то к рассматриваемой схеме потока информации эта компонента отношения не имеет (ошибка обследования).
Свойство 7. Число путей длины λ от компоненты xi к xj определяется элементом a (λ) ij матрицы Аλ.
Свойство
8. Число
всевозможных путей от компоненты xi
к xj
определяется элементом δij
матрицы δ=
.
Свойство 9. Отличные от нуля элементы j-го столбца матрицы δ указывают все компоненты, участвующие в формировании xj, а ненулевые элементы i-той строки матрицы δ указывают все элементы, при формировании которых используется элемент xj.
Свойство 10. Номер такта j, после которого может быть “погашен” во внешней памяти элемент xi, равен максимальному значению порядка элемента, для которого элементы i-й строки матрицы А отличны от 0.
Свойство 11. Число тактов, в течение которых компонента «хранится» во внешней памяти, равна θi=τi – πi.
Формальное преобразование описанной модели с помощью ЭВМ позволяет выявить ряд характеристик, важных как для реализации потока, так и для последующего программирования процедур переработки информации:
а) определить последовательность решения задач, установив порядок (ранг) πj каждой задачи;
б) выделить активные и пассивные компоненты потока относительно операторов управления;
в) выявить дублирующую информацию и связи;
г) подготовить данные для расчета памяти ЭВМ и организации работы системы.