анализ результатных данных на предмет наличия ошибок

Сдача проекта в промышленную эксплуатацию

• договорная документация;

• «Приказ на разработку ЭИС»;

• ТЭО и ТЗ;

• исправленный «Техно-рабочий проект»;

• «Приказ о начале промышленного внедрения»;

• «Программа проведения испытаний»;

«Эксплуатация и сопровождение проекта»

• эксплуатация проекта;

• сопровождение и модернизация проекта

«Сопровождение и модернизация проекта»

- сделать заключение о необходимости модернизации всего про­екта или его частей;

- определить объемы доработок, сроки и стоимость выполне­ния этих работ с целью получения.

3. Кодирование информации.

Кодированием называется сопоставление алфавитов, а правило, по которому оно производится,- кодом. Иными словами, кодирование можно определить как представление сообщений в форме, удобной для передачи по данному каналу.

В рассматриваемом нами конкретном случае кодирование есть представление по определенным правилам дискретных сообщений в некоторые комбинации, составленные из определенного числа элементов - символов. Эти элементы называются элементами кода, а число различных элементов, из которых слагаются комбинации,- основанием кода. Элементы кода образуют кодовые комбинации. Например, если составляем комбинации из различных сочетаний 0 и 1, то это код с основанием два, или двоичный код. Если все комбинации имеют одинаковое число знаков, код наз-ся равномерным.

Число кодовых комбинаций определяется числом дискретных значений сигнала. Например, если в языке 32 буквы (или букв и знаков), то для передачи сообщений на этом языке необходимо иметь 32 различные кодовые комбинации.

При цифровом кодировании речевых сигналов исходят из практического наблюдения: искажения сигнала невелики, если его изменения представлять 128-ю амплитудными значениями, то есть для его передачи необходимо 128 кодовых комбинаций. Для двоичного кода из соотношения 2n = 128 определяем, что длина кодовой комбинации n = 7.

Таким образом, для передачи речевых сигналов нужен код с семиэлементными кодовыми комбинациями. Заметим, что обычно в комбинацию добавляют один служебный символ и тогда комбинация становится 8-элементной.

Обычно речевой сигнал по спектру ограничен частотой 4000 Гц. В этом случае речь в цифровой форме необходимо передавать со скоростью 4000*2*8 = 64 кбит/с. Это - стандарт скорости передачи по телефонному каналу связи.

Принципы помехоустойчивого кодирования

Условимся, что необходимо передавать только четыре сообщения: А, Б, В и Г. Можно составить четыре двухэлементные комбинации для передачи этих сообщений:

А Б В Г

00 01 10 11

Пусть помехи воздействуют на комбинацию таким образом, что изменяют только один из ее элементов.

Этот код не защищен от помех.

Введем избыточность. Используем для передачи А, Б, В, Г трехэлементные кодовые комбинации, которых, кстати, может быть всего восемь. Выберем из восьми возможных комбинаций: 000, 001, 010, 100, 110, 011, 101, 111 - только четыре, но так, чтобы они максимально отличались друг от друга. То есть: А - 000, Б - 011, В - 101, Г - 110.

Таким образом, для передачи сообщений А, Б, В, Г код 000, 011, 101, 110 является помехоустойчивым, но только к таким помехам, которые могут привести лишь к однократной ошибке в комбинации. При двукратной ошибке пришлось бы допустить еще большую избыточность, используя четырехэлементные кодовые комбинации, то есть выбрав 4 комбинации из 16 возможных.

Одним из основных достоинств передачи информации в цифровой форме является возможность использования кодированных сигналов и оптимального в заданных условиях способа их приема. Важно, что при цифровой передаче все типы сигналов (речь, музыка, и.т.п.) данные могут объединяться в один общий поток информации, передача которого формализована. Кроме того, уплотнение при одновременном использовании компьютера позволяет эффективнее использовать спектр и время, защитить канал от несанкционированного доступа, объединить процесс передачи цифровой информации и цифровую коммутацию каналов сообщений.

БИЛET № 8

1. Модуляция и демодуляция в сетях. Емкость канала связи

Сообщение для передачи с помощью средств электросвязи (телекоммуникации) должно быть предварительно преобразовано в сигнал, под которым понимается изменяющаяся физическая величина, адекватная сообщению. Процесс преобразования сообщения в сигнал называется кодированием.

По физическим законам излучение электромагнитных волн эффективно, если размеры излучателя соизмеримы с длиной излучаемой волны. Поэтому передача сигналов по радиоканалам, кабелям, микроволновым линиям производится на высоких частотах (т. е. на весьма коротких волнах). Сигнал передается на «несущей» частоте. Процесс изменения параметров несущей в соответствии с сигналом, передаваемым на этой несущей, называют модуляцией.

Гармоническая (синусоидальная) несущая имеет три информационных параметра, которые можно модулировать: амплитуду, частоту и фазу.

где ω₀ - частота несущей;

φ₀- начальная фаза;

U- амплитуда гармонического колебания.

Соответственно при передаче сигналов используют амплитудную, частотную и фазовую модуляцию, которая в случае дискретных сигналов называется манипуляцией.

Наиболее помехоустойчивой, т. е. невосприимчивой к помехам, является фазовая модуляция или манипуляция (ФМн).

Фазоманипулированный сигнал представляет собой отрезок гармонического колебания с изменяющейся на 180° фазой.

Фазовые диаграммы 2-кратной (а), 4-кратной (б), 8-кратной (в) фазовой манипуляции

Основной функцией приемника является распознание в принимаемых колебаниях переданного сигнала. Такую операцию приёмник производит в процессе демодуляции, т. е. в процессе выделения передаваемого сигнала, после чего (после декодирования) он преобразовывается в сообщение.

В современных цифровых системах связи основные функции передатчика и приёмника выполняет устройство, называемое модемом.

Выпускаемые в настоящее время модемы различны по конструкции, но, как правило, состоят из интерфейсной части для соединения с компьютером, кодера и декодера, модулятора и демодулятора. Часто в состав модема входят шифрующее и дешифрующее устройства, обеспечивающие секретность передаваемой информации. Имеются также способы, обеспечивающие скрытность передачи. В зависимости от типа модема он производит амплитудную, частотную или фазовую модуляцию. В целях уплотнения полосы канала чаще всего используют многократную фазовую манипуляцию (см. рисунок 4.9). Типовые скорости передачи у модемов 2400, 4800, 9600, 14400, 19200, 28800, 33600, 57600 бит/с.

Емкость канала связи

Предельно допустимое значение скорости передачи информации для данного канала называют емкостью канала.

Основными факторами, ограничивающими скорость передачи информации, считаются полоса пропускания и уровень помех канала.

Теорема о «выборках» доказывает, что сигнал, не содержащий в своем спектре частот выше F, может представляться 2F независимыми значениями в секунду, и совокупность значений, отстоящих друг от друга на Т секунд, определяет непрерывный сигнал полностью.

«Выборкой» называется отсчет амплитуды сигнала в определенный момент времени.

Представление непрерывного сигнала в виде дискретных отсчетов (выборок);A — отсчеты сигнала, взятые через интервал 1 /(2F); Б — отсчеты сигнала, квантованные по амплитуде.

Емкость канала, обозначается через С и имеет размерность бит/с.

Количество информации I , снимающее неопределенность о состоянии объекта с L равновероятными состояниями

Основание логарифма здесь не имеет значения. Если основание равно двум, то единицей измерения количества информации оказывается бит.

Определим количество различных сообщений, которое можно составить из n элементов, принимающих любые из m различных фиксированных состояний. Из ансамбля n элементов, каждый из которых может находиться в одном из m фиксированных состояний, можно составить различных комбинаций. Тогда

При полосе F наибольшее число отсчетов сигнала равно 2F в единицу времени или 2FТ за время Т, т.е. n = 2FT.

Если бы шума не существовало, то число дискретных уровней сигнала было бы бесконечным. При наличии шума определяется степень различимости отдельных уровней амплитуды сигнала. Так как мощность является усредненной характеристикой амплитуды, число различимых уровней сигнала по мощности равно (Рс+Рш)/Рш , а по амплитуде соответственно

Тогда ёмкость канала

Емкость канала ограничивается двумя величинами: шириной полосы канала и шумом.

Приведенное соотношение известно как формула Хартли-Шеннона и считается основной в теории информации.

Полоса частот и мощность сигнала входят в формулу таким образом, что для С = const при сужении полосы необходимо увеличивать мощность сигнала, и наоборот.

Емкость канала называют максимальной величиной скорости. Чтобы достигнуть такой скорости передачи, информация должна быть закодирована наиболее эффективным образом. Утверждение, что такое кодирование возможно, является важнейшим результатом созданной Шенноном теории инф-ции.

2. Состав, содержание и принципы организации информационного обеспечения ис.

1.Информационное обеспечение - совокупность форм документов нормативной базы и реализованных решений по объемам, размещению и формам существования информации, которая используется в информационной системе при ее функционировании.

Структура информационного обеспечения:

- методические инструктивные материалы (совокупность государственных стандартов)

- система классификации и кодирования информации

- информационная база

внешняя – (нормативно-справочные документы, информационные сообщения),

внутренняя – (информационные массивы).

Основные принципы создания информационного обеспечения:

• целостность,

• вероятность,

• контроль,

• защита от несанкционированного доступа,

• единство и гибкость,

• стандартизация и унификация,

• адаптивность,

• минимизация ввода и вывода информации.

Подходы к созданию информационной базы:

• анализ сущностей (для больших ИС),

• синтез атрибутов.

2.Информационная база- совокупность упорядоченной информации, которая используется для функционирования системы и делится на внешнюю и внутреннюю машинную базу.

Внешняя машинная информационная база- часть информационной базы, которая представляет собой совокупность сообщений, сигналов и документов, которые предназначены для непосредственного восприятия человека.

Внутренняя машинная информационная база - часть информационной базы, которая есть совокупностью информации, которая используется в информационной системе на машинных носителях данных.

Этапы проектирования информационного обеспечения:

1. разработка решений по информационной базе :

- изучение состава и объема нормативно-справочной информации,

- разработка предложений по усовершенствованию действующего документооборота,

- разработка структуры БД,

- разработка системы сбора и передачи информации,

- разработка решений по организации и ведению БД,

- определение состава и характеристик входной и выходной информации,

2.выбор номенклатуры и привязка системы классификации кодирования информации:

- определение перечня типов информационных объектов,

- определение перечня необходимых классификаторов,

- выбор и разработка классификаторов информационных объектов и систем кодирования, определение систем внесения изменений и дополнений классификаторов,

- разработка принципов и алгоритмов автоматизированного ведения классификаторов,

3.разработка решений по обеспечению учета информации в системе.

3 Финансовая эквивалентность обязательств и процентных ставок, уравнения эквивалентности. Эффективная ставка.

Процентные и учетные ставки решают одни и те же задачи: определяют степень доходности при операции наращения или размеры дисконтированных сумм при учетных операциях. В связи с этим возможен выбор таких процентных или учетных ставок, при использовании которых финансовые последствия окажутся равноценными. Ставки, обеспечивающие равноценность финансовых последствий, называются эквивалентными.

Определение: эквивалентными считаются такие значения, различающихся по своему виду процентных ставок, применение которых в однотипных по назначению операциях приводит к одинаковым финансовым результатам.

Для процедур наращения и дисконтирования могут применяться различные виды процентных ставок. Определим те их значения, которые в конкретных условиях приводят к одинаковым финансовым результатам. Иначе говоря, замена одного вида ставки на другой при соблюдении принципа эквивалентности не изменяет финансовых отношений сторон в рамках одной операции. Для участвующих в сделке сторон, в общем, безразлично, какой вид ставки фигурирует в контракте.

Понятие эквивалентности ставок используется при:

• сравнении ставок, применяемых в различных финансовых соглашениях (сложная годовая ставка i [ставка наращения процентов] эквивалентна ставке j [номинальная годовая ставка] при начислении процентов m раз в году);

• определении эффективности финансово-кредитных операций (определяются эквивалентные годовые ставки простых и сложных процентов);

• безубыточной замене одного вида процентных ставок и метода их начисления другими.

В принципе соотношение эквивалентности можно найти для любой пары различного вида ставок – простых и сложных, дискретных и непрерывных.

Формулы эквивалентности ставок во всех случаях получим исходя из равенства взятых попарно множителей наращения.

Эквивалентность простой ставки процентов и учетной ставки. При выводе искомых соотношений между ставкой процента и учетной ставкой следует иметь в виду, что при применении этих ставок используется временная база К=360 или К=365 дней. Если временные базы одинаковы, то из равенства соответствующих множителей наращения следует:

= 1- nd_s

i_s = , d_s= ,

где n – срок в годах, i_s – ставка простых процентов, d_s – простая процентная ставка.

Эквивалентность простых и сложных ставок. Для этого приравняем друг к другу соответствующие множители наращения.

Эквивалентность i_s и i.

S = P(1 +ni_s) – формула простых процентов;

(1 + ni_s) – множитель наращения простых процентов;

S = P(1 + i)ⁿ –формула сложных годовых ставок;

(1 + i)ⁿ – множитель наращения сложных годовых ставок;

где i_s и i - ставки простых и сложных процентов,

имеем (1 + ni_s) = (1 + i)ⁿ .

Приведенное равенство предполагает, что начальные (Р) и наращенные суммы (S) при применении двух видов ставок идентичны.

Решение приведенного равенства дает следующие соотношения эквивалентности:

i_s = ,

i = .

Пример: Какой сложной годовой ставкой можно заменить в контракте простую ставку 18% (К = 365), не изменяя финансовых последствий? Срок операции 580 дней.

Решение:

i = = или 17,153%

Эквивалентность простой учетной ставки и сложной ставки наращения (d_s и i )

= (1 + i)ⁿ

i = ;

d_s = .

Эквивалентность сложных ставок. i и d (сложной ставки наращения и сложной учетной ставки)

(1 + i)ⁿ =

i = ; d = .

Эффективная ставка. На практике, как правило, в контрактах фиксируется не ставка за период, а годовая ставка, и одновременно указывается период начисления процентов.

Пусть годовая ставка равна j, а число периодов начисления в году равно m. Таким образом, каждый раз проценты начисляются по ставке i = j/m. Ставка j называется номинальной. Формула наращения примет вид:

S = P(1 + j/m)^N , где N = m ´ n – общее количество периодов начисления.

Все формулы для определения эквивалента годовой ставки сложных процентов являются формулами расчета эффективной ставки.

Определение: эффективная ставка – это годовая ставка сложных процентов, которая дает тот же результат, что и m-разовое начисление процентов по ставке j/m (т.е. по номинальной ставке).

Эта ставка измеряет тот реальный относительный доход, который получают в целом за год .

Обозначим эффективную ставку через i.

По определению множители наращения по эффективной и номинальной процентной ставках при m-разовом начислении процентов должны быть равны:

(1+i)ⁿ = (1+j/m)^mn, Þ i =(1+j/m)^m – 1

При подготовке контрактов может возникнуть необходимость в решении обратной задачи – в определении j (номинальной ставки) по заданным значениям i и m.

j = m(

Эффективная учетная ставка (d). Дисконтирование может производиться не один , а m раз в году, т.е. каждый раз учет производится по ставке j/m. В этом случае

P = S , где f – номинальная годовая учетная ставка.

Финансовая эквивалентность обязательств. На практике нередко возникают случаи, когда необходимо заменить одно денежное обязательство другим, например с более отдаленным сроком платежа, объединить несколько платежей в один (консолидировать платежи) и т.п. Ясно, что такие изменения не могут быть произвольными. Неизбежно возникает вопрос о принципе, на котором должны базироваться изменения условий контрактов. Таким общепринятым принципом является финансовая эквивалентность обязательств.

Определение: Эквивалентными считаются такие платежи, которые, будучи «приведенными» к одному моменту времени, оказываются равными.

Приведение осуществляется путем дисконтирования (приведение к более ранней дате) или наращения суммы платежа (если эта дата относится к будущему).

Если при изменении условий контракта принцип финансовой эквивалентности не соблюдается, то одна из участвующих сторон терпит ущерб, размер которого можно заранее определить.

Применение принципа финансовой эквивалентности не ограничено рамками задач изменения контрактов. Он лежит в основе преобладающего числа методов количественного финансового анализа.

По существу, принцип эквивалентности в наиболее простом проявлении следует из формул наращения и дисконтирования, связывающих величины Р и S. Величина P эквивалентна S при принятой процентной ставке и методе ее начисления. Две суммы денег S₁ и S₂, выплачиваемые в разные моменты времени, считаются эквивалентными, если их современные (или наращенные ) величины, рассчитанные по одной и той же процентной ставке и на один момент времени, одинаковы. Замена S₁ на S₂ в этих условиях формально не изменяет отношения сторон.

На принципе эквивалентности основывается сравнение разновременных платежей.

Как видим, сравниваемые обязательства не являются эквивалентными при заданной ставке и в силу этого не могут адекватно заменять друг друга.

Сравнение платежей предполагает использование некоторой процентной ставки и, следовательно, его результат зависит от выбора ее размера. Однако, что практически весьма важно, такая зависимость не столь жестка, как может показаться на первый взгляд. Допустим, сравниваются два платежа S₁ и S₂ со сроками n₁ и n₂ , причем S₁ < S₂ и n₁ < n₂. соотношение их современных стоимостей зависит от размера процентной ставки.

i₀

находим i₀ = .

Для данных предыдущего примера имеем

i₀ = = 0,428 или 42,8%

таким образом, соотношение Р₂ > Р₁ справедливо при любом уровне процентной ставки, который меньше 42,8%

Консолидирование (объединение) задолженности. Принцип финансовой эквивалентности платежей применяется при различных изменениях условий выплат денежных сумм:

• их объединении,

• изменении сроков (долгосрочном погашении задолженностей или, наоборот, пролонгировании срока) и т.п.

Общий метод решения подобного рода задач заключается в разработке так называемого уравнения эквивалентности, в котором сумма заменяемых платежей, приведенных к какому-либо моменту времени, приравнивается к сумме платежей по новому обязательству, приведенных к той же дате. Для краткосрочных обязательств, приведение осуществляется обычно на основе простых ставок, для средне- и долгосрочных – с помощью сложных процентных ставок. Заметим, что в простых случаях часто можно обойтись без разработки и решения уравнения эквивалентности.

Одним из распространенных случаев изменения условий контрактов является консолидация (объединение ) платежей.

Пусть платежи S₁, S₂,…, S_m со сроком n_1, n₂,…, n_m заменяются одним в сумме S₀ и сроком n₀. В этом случае возможны две постановки задачи:

1. Если задается срок n₀, то находится сумма S₀.

2. Если задана сумма консолидированного платежа S₀, то определяется срок n_0.

Рассмотрим обе постановки задачи.

1. Определение размера консолидированного платежа.

В общем случае, когда n₁<n₂<…<n_m, искомую величину находим как сумму наращенных и дисконтированных платежей. Так, при применении простых процентных ставок получим

S₀ =

Где S_j – размеры объединяемых платежей со сроком n_j < n₀, S_k – размеры платежей со сроком n_k > n_0,, t_j = n₀ – n_j, t_k = n_k – n_0.

При сложных ставках:

S₀ =

2. Определение срока консолидированного платежа (n₀).

При применении простых ставок.

n₀ =

При сложных ставках

n₀ =

Общая постановка задачи изменения условий контракта. Рассмотрим общие случаи изменения условий выплат, для которых решение нельзя получить простым суммированием приведенных на некоторую дату платежей. В таких случаях решение основывается на принципе эквивалентности платежей до и после изменения условий. Метод решения заключается в разработке соответствующего уравнения эквивалентности. Если приведение платежей осуществляется на некоторую начальную дату, то получим следующие уравнения эквивалентности в общем виде:

- при использовании простых процентов,

- при использовании сложных процентов.

Здесь S_j и n_j - параметры заменяемых платежей, S_k и n_k – параметры заменяющих платежей.

Конкретный вид равенства определяется содержанием контрактов, поэтому методику разработки уравнений эквивалентности удобнее показать на примерах.

Билет №9.

Вопрос 1. Качественные методы оценки систем (мозговой атаки, разработки сценариев, "Дельфи", экспертных оценок, морфологические).

Качественные методы используются на начальных этапах моделирования, если реальная система не может быть выражена в количественных характеристиках. Отсутствуют описания закономерностей систем в виде аналитических зависимостей. В результате разрабатывается концептуальная модель системы.

Методы мозговой атаки Собирается группа лиц. Главный принцип их отбора заключается в подборе специалистов разных профессий, опыта работы и квалификации. При обсуждении проблемы приветствуются любые идеи, возникшие как индивидуально, так и по ассоциации при выслушивании предложений других участников.

При обсуждении придерживаются ряда правил:

- необходимо обеспечить как можно большую свободу мышления участников мозгового штурма и высказывания ими новых идей;

- допускается высказывание любых идей, даже если вначале они кажутся сомнительными и абсурдными (обсуждение и оценка идей производятся позднее);

-не допускается критика, не объявляется ложной и не прекращается обсуждение ни одной идеи;

- приветствуется высказывание как можно большего числа идей, особенно нетривиальных.

Разработка сценариев

Методы подготовки и согласования представлений о проблеме или анализируемом объекте, изложенные в письменном виде, получили название сценария.

Первоначально метод предполагал подготовку текста, содержащего логическую последовательность событий или возможные варианты решения проблемы, развернутые во времени.

Позднее, сценарием называют любой документ, содержащий анализ рассматриваемой проблемы и предложения по ее решению.

Как правило, на практике предложения пишутся экспертами вначале индивидуально, а затем формируется согласованный текст. Сценарий предусматривает не только содержательные рассуждения, помогающие не упустить детали, но и содержит результаты количественного технико–экономического или статистического анализа с предварительными выводами.

Методы экспертных оценок

Термин «эксперт» происходит от латинского слова expert - «опытный».

При использовании экспертных оценок обычно предполагается, что мнение группы экспертов надежнее, чем мнение отдельного эксперта при соблюдении определенных требований.

К числу таких требований относятся:

• распределение оценок, полученных от экспертов, должно быть «гладким»;

две групповые оценки, данные двумя одинаковыми подгруппами, выбранными

• случайным образом, должны быть близки.

Все множество проблем, решаемых методами экспертных оценок, делится на два класса:

К первому классу относятся такие, в отношении кото-рых имеется достаточное обеспечение информацией. При этом эксперт используется как «хороший измеритель», т.е. источник достоверной информации; групповое мнение экспертов близко к истинному решению.

Ко второму классу относятся проблемы, в отношении которых знаний (информации) недостаточно. В этом случае экспертов нельзя рассматривать как «хороших измерителей» и необходимо осторожно подходить к обработке результатов экспертизы.

Этапы экспертизы:

-формирование цели,

-разработка процедуры экспертизы,

-формирование группы экспертов,

-опрос,

-анализ и обработка информации.

При формулировке цели экспертизы разработчик должен выработать четкое представление о том, кем и для каких целей будут использованы результаты.

При обработке материалов коллективной экспертной оценки используются методы теории ранговой корреляции. Для количественной оценки степени согласованности мнений экспертов применяется коэффициент конкордации W, который позволяет оценить, насколько согласованы между собой ряды предпочтительности, построенные каждым экспертом. Его значение находится в пределах 0≤ W≤1, где

W=0означает полную противоположность,a W = 1 полное совпадение ранжировок. Практически достоверность считается хорошей, если W = 0,7-0,8.

Вопрос 2. Понятие риска, классификации рисков, их измерение и ис­пользование в экономических расчетах.

Риск и доход представляют собой две взаимосвязанные и взаимообусловленные финансовые категории.

Под риском понимается возможная опасность потерь, вытекающая из специфики тех или иных явлений природы и видов деятельности человека.

Риск – это вероятность неблагоприятного исхода. Различные инвестиционные проекты имеют различную степень риска, самый высокодоходный вариант вложения капитала может оказаться настолько рискованным, что как говориться, «игра не стоит свеч».

РИСК – это экономическая категория. Как экономическая категория он представляет собой событие, которое может произойти или не произойти. В случае совершения такого события возможны три экономических результата: отрицательный (проигрыш, ущерб, убыток); нулевой; положительный (выигрыш, выгода, прибыль).

Риском можно управлять, т.е. использовать различные меры, позволяющие в определенной степени прогнозировать наступление рискового события и принимать меры к снижению степени риска. Эффективность организации управления риском во многом определяется классификацией риска.

Под классификацией рисков следует понимать их распределение на отдельные группы по определенным признакам для достижения определенных целей. Научно обоснованная классификация рисков позволяет четко определить место каждого риска в их общей системе. Каждому риску соответствует свой прием управления риском.

Квалификационная система рисков включает в себя категории, группы, виды, подвиды и разновидности рисков.

В зависимости от возможного результата (рискового события) риски можно подразделить на две большие группы: чистые и спекулятивные.

Чистые риски означают возможность получения отрицательного или нулевого результата. К этим рискам относятся: природно-естественные, экологические, политические, транспортные и часть коммерческих рисков (имущественные, производственные, торговые).

Спекулятивные риски выражаются в возможности получения как положительного, так и отрицательного результата. К ним относятся финансовые риски, являющиеся частью коммерческих рисков.

Изобразим классификацию рисков в виде схемы:

РИСКИ

Чистые

Спекулятивные

Природно-Экологические

Политические

Транспортные

Финансовые

естественные

Имущественные

Производственные

Торговые

Коммерческие

Риски, связанные с покупа- тельной способностью денег

Инвестиционные риски

Инфляционные

Валютные и дефляционные

Риски ликвидности

Риски ликвидности прямых финансовых потерь

Риски упущенной выгоды

Риски снижения доходности финансовых потерь

Процентные риски

Кредитные риски

Биржевые риски

Риск банкротства

Селективные риски

В зависимости от основной причины возникновения (базисный или природный признак), риски делятся на следующие категории: природно-естественные, экологические, политические, транспортные и коммерческие.

К природно-естественным относятся риски, связанные с проявлением стихийных сил природы: землетрясение, наводнение, буря, пожар, эпидемия и т.д.

Экологические риски - это риски, связанные с загрязнением окружающей среды.

Политические риски связаны с политической ситуацией в стране и деятельностью государства. Политические риски возникают при нарушении условий производственно- торгового процесса по причинам, непосредственно не зависящим от хозяйственного субъекта.

По структурному признаку коммерческие риски делятся на имущественные, производственные, торговые, финансовые.

Имущественные риски – это риски, связанные с вероятностью потерь имущества гражданина-предпринимателя по причине кражи, диверсии, халатности, перенапряжения технической и техно­логической систем и т. п.

Производственные риски — это риски, связанные с убытком от остановки производства вследствие воздействия различных фак­торов и, прежде всего, с гибелью или повреждением основных и оборотных фондов (оборудование, сырье, транспорт и т. п.), а так­же риски, связанные с внедрением в производство новой техники и технологии.

Торговые риски представляют собой риски, связанные с убыт­ком по причине задержки платежей, отказа от платежа в период транспортировки товара, непоставки товара и т. п.

Финансовые риски связаны с вероятностью потерь финансовых ресурсов (т. е. денежных средств).

Финансовые риски подразделяются на два вида:

1) риски, связанные с покупательной способностью денег;

2) риски, связанные с вложением капитала (инвестиционные риски).

К рискам, связанным с покупательной способностью денег, от­носятся следующие разновидности рисков: инфляционные и де­фляционные риски, валютные риски, риск ликвидности.

Инфляция означает обесценение денег и, соответственно, рост цен. Дефляция — это процесс, обратный инфляции, он выража­ется в снижении цен и, соответственно, в увеличении покупатель­ной способности денег.

Инвестиционные риски включают в себя следующие подвиды рисков:

1) риск упущенной выгоды;

2) риск снижения доходности;

3) риск прямых финансовых потерь.

Риск снижения доходности может возникнуть в результате уменьшения размера процентов и дивидендов по портфельным инвестициям, по вкладам и кредитам.

Финансовый риск представляет собой функцию времени. Как правило, степень риска для данного финансового актива или ва­рианта вложения капитала увеличивается во времени. Например, убытки импортера сегодня очень сильно зависят от времени от момента заключения контракта до срока платежа по сделке, так как курсы иностранной валюты по отношению к российскому рублю постоянно растут.

В зарубежной практике в качестве метода количественного определения риска вложения капитала предлагается использовать древо вероятностей. Этот метод позволяет точно определить вероятные будущие денежные потоки инвестиционного проекта в их связи с результатами предыдущих периодов времени. Если проект вложения ка­питала приемлем в первом периоде времени, то он может быть также приемлем и в последующих периодах времени.

Степень риска — это вероятность наступления случая потерь, а также размер возможного ущерба от него.

Риск предпринимателя количественно характеризуется субъек­тивной оценкой вероятной, т. е. ожидаемой, величины макси­мального и минимального дохода (убытка) от данного вложения капитала. При этом, чем больше диапазон между максимальным и минимальным доходом (убытком) при равной вероятности их по­лучения, тем выше степень риска.

Чем больше неопределенность хозяйственной ситуации при принятии решения, тем выше и сте­пень риска.

Неопределенность хозяйственной ситуации обуславливается следующими факторами: отсутствием полной информации, слу­чайностью, противодействием.

Отсутствие полной информации о хозяйственной ситуации и перспектив ее изменения заставляет предпринимателя искать воз­можность приобрести недостающую дополнительную информа­цию, а при отсутствии такой возможности начать действовать на­угад, опираясь на свой опыт и интуицию.

Неопределенность хозяйственной ситуации во многом опреде­ляется фактором случайности.

Случайность — это то, что в сходных условиях происходит не­одинаково, и поэтому ее заранее нельзя предвидеть и запрогнозировать.

Однако при большом количестве наблюдений за случайностями можно обнаружить, что в мире случайностей действуют опреде­ленные закономерности.

риск имеет математически выраженную вероятность наступления потери, которая опирается на статистические данные и может быть рассчитана с достаточно высокой степенью точности.

Чтобы количественно определить величину риска, необходимо знать все возможные последствия отдельного действия и вероят­ность их возникновения.

Вероятность означает возможность получения определенного результата. Применительно к экономическим задачам методы теории вероятности сводятся к определению значений вероятнос­ти наступления событий и к выбору из возможных событий само­го предпочтительного события исходя из наибольшей величины математического ожидания.

Математическое ожидание какого-либо события равно абсолютной величине этого события, умноженной на вероят­ность его наступления.

Вероятность наступления события может быть определена объ­ективным или субъективным методом.

Объективный метод определения вероятности основан на вы­числении частоты, с которой происходит данное событие. Напри­мер, если известно, что при вложении капитала в какое-либо ме­роприятие прибыль в сумме 250 тыс. руб. была получена в 120 случаях из 200, то вероятность получения такой прибыли состав­ляет 0,6 (120.200).

Субъективный метод определения вероятности основан на ис­пользовании субъективных критериев, которые базируются на различных предположениях. К таким предположениям могут от­носиться: суждение и личный опыт оценивающего, оценка экс­перта, мнение финансового консультанта и т. п. Когда вероят­ность определяется субъективно, то разные люди могут устанав­ливать разное ее значение для одного и того же события и делать каждый свой выбор.

Величина риска (степень риска) измеряется двумя критериями:

1) среднее ожидаемое значение;

2) колеблемость (изменчивость) возможного результата.

Среднее ожидаемое значение — это то значение величины собы­тия, которое связано с неопределенной ситуацией. Среднее ожи­даемое значение является средневзвешенным для всех возможных результатов, где вероятность каждого результата используется в качестве частоты или веса соответствующего значения. Среднее ожидаемое значение измеряет результат, который мы ожидаем в среднем.

Средняя величина представляет собой обобщенную количест­венную характеристику и не позволяет принять решения в пользу какого-либо варианта вложения капитала.

Для окончательного принятия решения необходимо измерить колеблемость показателей, т. е. определить меру колеблемости возможного результата.

Колеблемость возможного результата представляет собой сте­пень отклонения ожидаемого значения от средней величины.

Для этого на практике обычно применяются два близко связан­ных критерия: дисперсия и среднее квадратическое отклонение. Дисперсия представляет собой средневзвешенное из квадратов отклонений действительных результатов от средних ожидаемых.

где ² —дисперсия;

х — ожидаемое значение для каждого случая наблюдения;

— среднее ожидаемое значение;

п —число случаев наблюдения (частота).

Среднее квадратическое отклонение определяется по формуле:

.

При равенстве частот имеем частный случай:

;

.

Среднее квадратическое отклонение является именованной ве­личиной и указывается в тех же единицах, в каких измеряется варьирующий признак. Дисперсия и среднее квадратическое от­клонение являются мерами абсолютной колеблемости.

Для анализа обычно используют коэффициент вариации. Он представляет собой отношение среднего квадратического откло­нения к средней арифметической и показывает степень отклоне­ния полученных значений.

,

где V — коэффициент вариации, %;

- среднее квадратическое отклонение;

— среднее ожидаемое значение.

Коэффициент вариации — относительная величина. Поэтому на размер этого коэффициента не оказывают влияние абсолютные значения изучаемого показателя. С его помощью можно сравни­вать даже колеблемость признаков, выраженных в разных едини­цах измерения. Коэффициент вариации может изменяться от 0 до 100%. Чем больше коэффициент, тем сильнее колеблемость. Установлена следующая качественная оценка различных значений коэффициента вариации:

до 10% - слабая колеблемость;

10 – 25% - умеренная колеблемость;

свыше 25% - высокая колеблемость.

3. Измерители риска. Количественная оценка риска операции возможна только при вероятностной характеристике множества исходов операции, т.е. исходам припишем вероятности и оценим каждый исход доходом, который получается при этом исходе. В результате получим величину Q, которая называется случайным доходом. Дискретная случайная величина выражается формулой Q = , где q_i – доход, а p_i – вероятность этого дохода.

Применим аппарат теории вероятностей и найдем следующие характеристики операций.

Средний ожидаемый доход – математическое ожидание

M[Q] = q₁p₁+…+q_np_n (обозначают еще m_Q) – для дискретных случайных величин; ( )

- для непрерывной случайной величины (х – возможное значение этой величины, р(х) – вероятность).

В инвестиционном анализе и страховом деле риск часто измеряется с помощью таких стандартных статистических характеристик, как дисперсия и среднее квадратическое (стандартное) отклонение. Обе характеристики измеряют колебания, в данном случае – колебания дохода. Чем они больше, тем выше рассеяние показателей дохода вокруг средней и , следовательно, степень риска.

Дисперсия операции – дисперсия случайной величины D[Q] или σ

D = σ² = ,

где n – количество наблюдений, - средняя случайной переменной х.

Среднее квадратичное отклонение – становится все более признанной оценкой рискованности операции.

σ = = .

3. Понятие модели и моделирования. Виды моделирования: материальное и идеальное моделирование; физическое, аналоговое, знаковое, интуитивное моделирование

Слово «модель» ведет свое происхождение от латинского modulus, что означает мера, мерило, норма, образец.

Термин «модель» используется в различных областях человеческой деятельности и обычно означает или упрощенную картину реальности или прообраз будущего.

Модель – это своего рода абстрактное построение, промежуточное звено между теоретическим абстрактным мышлением и объективной действительностью. Качество модели, ее пригодность для познания мира, его явлений как и полезность использования зависит от способности модели отражать и воспроизводить предметы и явления объективного мира, их структуру, основные закономерности. Чем нагляднее в модели отражается реальность, чем точнее отображение, чем проще оно воспринимается – тем лучше модель для пользователя.

Модель воспроизводит изучаемый объект или процесс в упрощенном виде. Поэтому пред разработчиком модели всегда возникает две опасности, две крайности, образно сравнимые с покроем дамского платья.¹ И слишком простая модель, и слишком сложная никому не нужны. Первая не может выразить суть оригинала, вторая непригодна для практического использования из-за своей сложности.

Классическим примером модели часто приводят глобус как модель земного шара. Земной шар – оригинал, глобус – его модель. Отражая объективную реальность, модель ее упрощает, отбрасывая все второстепенное и побочное. На школьном глобусе вы не находили г. Краснодара, своей станицы, реки Кубани, других степных рек – Кирпили, Кочеты, Ея, Сосыка. Однако это упрощение не может быть произвольным и грубым.

Главное требование, предъявляемое к модели – она должна адекватно отражать реальность. Отсутствие деталей на глобусе не мешает нам представить форму земного шара, расположение полюсов, материков, океанов, морей, крупнейших рек, частей света, экватора, меридианов и т.п., то есть всего того, что создает общее представление о планете, а ради этого и строилась данная модель.

Условия сходства и различия между моделью и оригиналом должны быть ясно сформулированы, точно определены и оговорены. Исследователь может строить модель, идя от живого созерцания, наблюдения, от практики, а может руководствоваться и другим принципом: от абстрактных теоретических соображений к конкретной действительности, то есть к реальности.

Разработка модели это важная ступень в создании теории, а с другой стороны – одновременно и одно из средств экспериментального исследования. Однако, как неоднократно подчеркивал академик В.С. Немчинов – никакая модель не может заменить строгой научной теории.

Метод моделирования объективных процессов давно используется в области естественных наук и верно послужил многим открытиям.

Научно обоснованное и удачное построение модели электромагнитного поля, модели атомного ядра, модели химического строения вещества – это примеры и важнейших вех в истории развития естествознания. Примеры важных экономико-математических исследований с помощью моделей, названных в первой главе, будут детально рассматриваться далее, так как они составляют содержание изучаемой науки.

В исследованиях модель замещает оригинал так, что ее изучение дает новые знания об объекте исследования. Термин «модель» в науке представляет собой искусственно созданную систему, которая отображает или способна воспроизводить основные стороны реальной системы, называемой оригиналом.

Под моделированием понимается исследование оригинала не непосредственно, а косвенным путем с помощью искусственно построенной системы, названной моделью. Моделирование включает процесс построения, изучения и применения моделей.

Прежде всего, необходимо ответить на вопрос: а зачем нужно моделирование? В каких случаях необходимо разрабатывать модель, а когда проводить прямое исследование оригинала? Прежде всего, отметим, что оригинал может оказаться недоступным для непосредственного исследования. Например: оригинал пока недосягаем – ядро Земли, глубины Вселенной; либо оригинал еще не существует – будущее экономики, параметры проектируемых новых предприятий. Иногда прямое исследование оригинала требует много времени или средств.

Необходимо иметь в виду, что модель всегда проще оригинала и исследование на ней обходится дешевле и требует меньше времени. Модель позволяет оперативно менять условия опыта (что не всегда возможно с оригиналом), дает возможность многократного повторения эксперимента до познания сущности. В модели оригинал можно представить в «чистом виде», не искаженным посторонними влияниями и ненужными деталями.

Процесс моделирования предполагает три элемента:

-       субъект (исследователь);

-       объект исследования, т.е. оригинал, о котором исследователь пытается получить новую информацию с помощью модели для управления;

-       модель объекта исследования, опосредствующая отношения познающего и познаваемого объекта управления.

Моделирование базируется на умозаключении по аналогии, а аналогия, как известно, дает вероятностное знание. Его еще надо проверять на практике. Разрабатывая модель, нельзя упускать из вида, что даже самая совершенная модель лишь приблизительно отображает исследуемую систему, так как всегда огрубляет, упрощает ее. Модель и оригинал не тождественны, а только сходны в наиболее существенных чертах.

Модели, упрощающие оригинал и сохраняющие подобие лишь по существу, называются гоморфными. Подобие здесь однозначно лишь в одну сторону, так как по модели нельзя воспроизвести детали оригинала, хотя его основные свойства удается исследовать. В отличие от гоморфных изоморфные модели формально можно менять местами с оригиналом, так как между ними существует взаимооднозначное соответствие. Для решения практических задач не требуется гоморфные модели доводить до изоморфных, это не всегда возможно, а главное не нужно.

Моделирование является мощным орудием научного познания и решения практических задач, оно широко используется как в науке, так и во многих областях практической деятельности человека, прежде всего производстве, строительстве, медицине, военном деле, транспорте, связи, физкультуре и спорте.

Моделирование основывается на принципе аналогии, когда по свойствам модели судят и о свойствах изучаемого объекта, естественно речь идет не обо всех свойствах, тем более не о каждом свойстве, а только лишь о тех, которые аналогичны и в модели и в оригинале, и при этом значимы, важны для исследования, такие свойства называют существенными.

Различают подобие между оригиналом и моделью: физическое, структурное, функциональное, динамическое, вероятностное, геометрическое. На этом основывается и подобие моделей, и самих видов моделирования.

Физическое подобие – когда оригинал и модель имеют одинаковую физическую природу, например, сохраняют геометрическую форму, материал изготовления и другие физические свойства.

Структурное подобие – когда в модели сохраняется структура оригинала или они сходны, близки по структуре.

Функциональное подобие- это сходство с точки зрения возможности выполнения моделью и оригиналом одинаковых функций при соответствующих воздействиях.

Динамичное подобие – характеризуется сходством последовательно изменяющимися состояниями оригинала и модели.

Вероятностное подобие – характеризуется сходством вероятностных процессоров в оригинале и модели.

Геометрическое подобие – характеризуется пространственными параметрами оригинала и модели.

В настоящее время общепризнанной единой классификации моделей пока не существует, ведутся научные поиски, имеется обширная литература, предложено множество вариантов, представляющих практический интерес для пользователей.

Виды моделирования

Обычно под моделированием понимают исследование, процесс познания с помощью моделей. Моделирование является мощным орудием научного познания и решения практических задач, поэтому широко используется как в науке, так и во многих областях производственной деятельности человека.

По виду сходства модели и оригинала выделяют физическое, структурное, функциональное, динамическое, вероятностное, геометрическое их подобие. Классифицируют и сами виды моделирования.

Различают материальное и идеальное моделирование.

При материальном моделировании (иногда его называют предметным) исследование ведется на основе сохранения в модели геометрических, физических, динамических, функциональных свойств оригинала.

Из материальных видов моделирования можно отметить физическое и аналоговое моделирование.

При физическом моделировании в модели воспроизводится оригинал с сохранением геометрического сходства и физической природы, скажем материала. Таковы модели зданий, кораблей, самолетов, мостов. Здесь сходство оригинала и модели основано на теории подобия – развитой научной дисциплине.

Аналоговое моделирование основывается на аналогии явлений, имеющих различную физическую природу, но описываемых одинаковыми математическими формулами. Например: механические колебания можно исследовать и с помощью электрической системы, так как они описываются одними и теми же дифференциальными уравнениями.

Суть всех видов материального моделирования состоит в материальном отображении оригинала. Практически идет натурный эксперимент, и предметное моделирование по своей природе является экспериментальным методом.

Идеальное (мыслимое) моделирование принципиально отличается от материального. Оно имеет иную природу, так как основывается не на материальной аналогии оригинала и модели, а на идеальной, мыслимой аналогии.

Идеальное моделирование подразделяют на знаковое и интуитивное.

При знаковом моделировании моделями служат знаковые системы: схемы, чертежи, таблицы, формулы.

При интуитивном моделировании не используют четко фиксированных знаковых систем, оно протекает на уровне «мысленного эксперимента».

Важнейшим видом знакового моделирования является математическое моделирование.

При математическом моделировании в модели воспроизводятся основные взаимосвязи и закономерности оригинала в математической форме. Математическое моделирование в последнее время выделяется в самостоятельную теорию.

Отметим, что в течение долгого времени интуитивное моделирование оставалось главным и единственным методом исследований экономических процессов и систем. Проникновение в экономические исследования математических моделей создало основу для точного и строгого изучения экономических систем. Следует отметить, что широкое использование математических (знаковых) моделей не уменьшает роли интуитивного моделирования.

Исследование экономических процессов и систем с помощью математических моделей называют экономико-математическим моделированием. Экономико-математическая модель, по определению В.С. Немчинова, - есть концентрированное выражение общих взаимосвязей и закономерностей экономического явления в математической форме. Основным достоинством экономико-математического моделирования является то, что оно позволяет экспериментировать в экономике, не прибегая к прямому опыту над оригиналом. Это осуществляется с помощью оптимизационных моделей или имитационного моделирования.

Имитационное моделирование синтезирует интуитивное и математическое моделирование.

При моделировании очень сложных экономических систем математические модели получаются громоздкие и сложные, многокритериальные, так как отыскать один критерий выбора вариантов оказывается неосуществимым. Поэтому требуется неформальный анализ последствий каждого из вариантов принимаемого решения, что предопределяет участие экспертов и проведение исследования в диалоговом режиме имитационными методами. При имитационном моделировании перебираются все возможные варианты или их подмножества.

Под имитацией понимают изучение оригинала путем проведения экспериментов с реализованными на ЭВМ математическими моделями этих объектов.

Главная особенность имитационного исследования состоит в том, что эксперименты проводятся не с оригиналом, а с его моделями.

В принципе имитационная модель - это своего рода программа на ЭВМ, но это особая программа: она предназначена для наблюдения многовариантных расчетов, осуществляемых ЭВМ по такой программе, при различных задаваемых значениях экзогенных переменных.

Изменение значения управляющих переменных, или задавая различные значения параметрам можно получить ответ, без проведения эксперимента с оригиналом, то есть, по сути, эксперимент проводится на информационном уровне.

Имитационное моделирование, как и любое другое имеет циклический характер – от одного решения переходят к другому, постепенно задачу усложняют, изменяя входные данные. Практически приемлемое решение получают через несколько прогонов модели.

Билет 10.

Вопрос 1. Методики формирования целей и функций систем. Методика формирования целей и функций, учитывающая среду и целеполагание.

Методики формирования целей и функций систем.

Под целью понимается четко осознаваемый результат функционирования системы, который может быть выражен количественно. Целевое начало в деятельности организации возникает потому, что организация — это объединение людей, преследующих определенные цели. Внешнее окружение (покупатели, общественность, деловые партнеры и т.п.) преследуя свои собственные цели при взаимодействии с организацией, также развивает целевое начало в деятельности организации. Для организации как сложной системы процесс формирования целей и выбора функций управления является очень важным фактором на пути к успеху. Установление целей и функций, а также их реализация, является основной задачей высшего руководства и частью стратегического управления.

Определение и формирование целей развития системы – важнейший из этапов методики системного анализа.

При формировании структуры целей и функций необходимо предусмотреть возможность использования различных методик структуризации и подэтап выбора методики.

Первой методикой системного анализа формирования и оценки приоритетов элементов структур целей ("деревьев целей"), была методика ПАТТЕРН (PATTERN) ("Помощь планированию посредством количественной оценки технических данных"). Метод разработан в 1962-1964 гг. "думающей" корпорацией РЭНД (RAND), занимающейся разработкой военных доктрин США, выбором проектов новых систем оружия, исследованием военного и научного потенциала "противника", рынков сбыта оружия и т. п.

Нашими первыми работами были работы Ю.И. Черняка (1973г.), в которых предложены не только принципы формирования «дерева целей», но и признаки структуризации. В них структурировались цели системы в зависимости от критериев оценки относительной важности, взаимной полезности, состояния и сроков разработки.

Методика С.А. Валуева - в основу которой положены принципы анализа характеристик организационной системы, определение функций, раскрывающих содержание процесса управления, и впервые было предложено учитывать этапы цикла принятия решения (от его подготовки до реализации, оценки и контроля).

В методике Б. Д. Кошарского делается акцент на выборе признака структуризации для верхнего уровня структуры целей.

Методика формирования целей и функций, учитывающая среду и целеполагание.

Разработана группой ученых томских вузов Ф. И. Перегудым, В. 3. Ямпольским, В.Н.Сагатовским, Л.В.Кочневым. В ней учитывается взаимодействие системы со средой. При этом сложная среда разделена на вышестоящие, подведомственные системы и системы актуальной среды (государство, право, взаимосвязи с поставщиками, заказчиками, верхним уровнем управления, рыночное влияние). Учтено и саморазвитие системы: один из источников инициирования целей – собственно система, в которой постоянно возникают новые потребности, программы, также являющиеся источником возникновения новых целей и функций.

Построение дерева целей и функций осуществляется для формализованного отображения процесса распределения целей по уровням управления. Посредством дерева целей и функций описывается их состав, взаимосвязь, упорядоченная иерархия, для чего осуществляется последовательная декомпозиция главной цели на подцели и главной функции на подфункции.

Методика является продуктивным средством анализа целей и функций в условиях развития предприятия (объединения), при внедрении в производство и управление различного рода нововведений, при техническом перевооружении и реконструкции предприятий, разработке новых предприятий.

Сформированная структура целей и функций системы управления — основа ее организационной структуры.

Основные этапы методики

Уровень 1. Формирование глобальной цели системы.

Уровень 2. Декомпозиция по признаку «Виды конечного продукта».

Уровень 3. Декомпозиция по признаку «Пространство инициирования целей».

Уровень 4. Декомпозиция по признаку «жизненный цикл».

Уровень 5. Декомпозиция по основным элементам (составу) системы

Уровень 6. Декомпозиция по признаку «Управленческий цикл»

Уровень 7. Декомпозиция по признаку «Делегирование полномочий»

Вопрос 2. Методы проектирования; концептуальное, логическое и физическое проектирование.

Проектирование БД - это взаимосвязанный комплекс работ – от определения общих параметров создаваемой базы данных, анализа объекта управления, построения информационной модели до создания реальной базы данных.

Проектирование БД - Исследование объекта -

(системный анализ) - Информационная модель -Выбор СУБД - Логическая модель - Физическая модель

Основные этапы проектирования баз данных:

Концептуальное проектирование

Логическое проектирование

Физическое проектирование

Концептуальное проектирование отражает обобщенную модель предметной области, для которой создается БД

Для этого осуществляются следующие мероприятия:

- обследование предметной области, изучение ее

-информационной структуры (системный анализ)

-проводятся сбор информации, ее упорядочение

составление моделей данных

По окончании данного этапа получаем концептуальную модель, инвариантную к структуре базы данных.

Часто она представляется в виде модели "сущность-связь".

Логическое проектирование описывает как выбранные взаимосвязи будут представлены в структурах записей базы данных. Выбираются модели СУБД и логические структуры (таблицы, файлы, списки и др.) для описания данных.

Физическое проектирование определение особенностей хранения данных, методов доступа и т.д.

Вопрос 3. Планирование погашения ссуды в кредитных расчетах: срочные, равномерно погашаемые, аннуитетные ссуды, погаси­тельный фонд.

Условия выдачи и погашения кредитов (займов, ссуд) весьма разнообразны. Можно выделить, по крайней мере, три цели для количественного анализа долгосрочной задолженности:

1. разработка плана погашения займа, адекватного условиям финансового соглашения;

2. оценка стоимости долга с учетом всех поступлений для его погашения и состояния денежного рынка на момент оценивания;

3. анализ эффективности (доходности) финансовой операции для кредитора.

Разработка плана погашения займа заключается в составлении графика (расписания) периодических платежей должника. Такие расходы должника обычно называют расходами по обслуживанию долга или, более кратко, срочными уплатами, расходами по займу. Расходы по обслуживанию долга включают как текущие процентные платежи, так и средства, предназначенные для погашения основного долга.

При определении срочных уплат используются следующие основные обозначения:

D – сумма задолженности;

Y – срочная уплата;

I – проценты по займу;

R – расходы по погашению основного долга;

g – ставка процента по займу;

n – общий срок займа;

L – продолжительность льготного периода.

По определению расходы по обслуживанию долга (срочная уплата) находятся как Y = I + R.

Методы определения размера срочных уплат существенно зависят от условия погашения долга, которые предусматривают:

- срок займа;

• продолжительность льготного периода;

• уровень и вид процентной ставки;

• методы уплаты процентов;

• способы погашения основной суммы долга.

В льготном периоде основной долг не погашается, обычно выплачиваются проценты, и расходы по долгу в этом периоде сокращаются до Y = I. Впрочем, не исключается возможность присоединения процентов к сумме основного долга.

В долгосрочных займах проценты выплачиваются на протяжении всего срока займа. Значительно реже они начисляются и присоединяются к основной сумме долга. Основная сумма долга иногда погашается одним платежом, чаще она выплачивается частями – в рассрочку.

Погашение займа одним платежом в конце срока. Пусть займ D выдан на n лет под i сложных годовых процентов. К концу n-го года наращенная его величина станет S = D(1 + i)ⁿ. Если предполагается отдать займ одним платежом, то это и есть размер данного платежа.

Погашение основного долга одним платежом в конце срока. Сам заем называется основным долгом, а наращиваемый добавок – процентными деньгами. Пусть заем D выдан на n лет под i сложных годовых процентов. За 1-й год процентные деньги составят iD . если их выплатить, то останется снова только основной долг в размере D. И так будем выплачивать в конце каждого года. В конце n-го, последнего, года выплаты составят величину iD + D – процентные деньги за последний год и основной долг.

Погашение основного долга равными годовыми выплатами. Пусть заем D выдан на n лет под i сложных годовых процентов. При рассматриваемом способе его выплаты в конце каждого года выплачивается n-я доля основного долга, т.е. величина D/n . в конце 1-го года, кроме того, платятся проценты с суммы D, которой пользовались в течение этого года, т.е. еще iD. Весь платеж в конце 1-го года равен R₁ = D/n + iD. В конце 2-го года выплата составит R₂ = D/n + i(D – D/n) и т.д., так в конце (k +1) –го года платеж R_k+1=D/n + i(D – D/n). Легко видеть, что платежи R₁,R₂,… образуют убывающую арифметическую прогрессию с разностью iD/n, первым членом - R₁ = D/n + iD и последним R_n= D/n + iD/n.

Погашение займа равными годовыми выплатами. В соответствии с этим методом расходы должника по обслуживанию долга постоянны на протяжении всего срока его погашения. Из общей суммы расходов должника часть выделяется на уплату процентов, остаток идет на погашение основного долга. Величина долга здесь последовательно сокращается, в связи с этим уменьшаются процентные платежи и увеличиваются платежи по погашению основного долга.

Пусть заем D выдан на n лет под i сложных годовых процентов. При рассматриваемом способе его выплаты в конце каждого года выплачивается одинаковая сумма Y. Эти выплаты можно рассматривать как годовую ренту длительности n лет и годовым платежом Y.

Y = D_t-1g +R_t = const

План погашения обычно разрабатывается при условии, что задается срок погашения долга. Альтернативным и более редким является установление фиксированной суммы постоянных срочных уплат.

При значительной сумме долга обычная мера заключается в создании погасительного фонда. Создание фонда необязательно надо связывать с погашением долга. На практике возникает необходимость накопления средств и по другим причинам, например, для накопления амортизационных отчислений на закупку изношенного оборудования и т.п.

Погасительный взнос создается из последовательных взносов должника (на специальный счет в банке), на которые начисляются проценты.

Сумма взносов в фонд вместе с начисленными процентами, накопленная в погасительном фонде к концу срока, должна быть равна величине долга. Взносы могут быть как постоянными, так и переменными во времени.

Постоянные взносы в фонд. Задача разработки способа погашения долга, в том числе и в виде плана создания погасительного фонда, заключается в определении размеров срочных уплат и составляющих их элементов в зависимости от конкретных условий займа.

Пусть накопление производится путем регулярных ежегодных взносов R, на которые начисляются сложные проценты по ставке i . одновременно происходит выплата процентов за долг по ставке g. В этом случае срочная уплата составит Y = Dg + R.

Обе составляющие срочной уплаты постоянны во времени. Первая определяется величиной долга и процентной ставкой по займу. Найдем вторую составляющую. Пусть фонд должен быть накоплен за N лет. Тогда соответствующие взносы образуют постоянную ренту с параметрами: R, N, i .

R = ,

где S_N;i – коэффициент наращения постоянной ренты со сроком N.

В целом срочная уплата находится как: Y = Dg + .

Если условия контракта предусматривают присоединение процентов к сумме основного долга, то срочная уплата определяется следующим образом:

Y = D .

При создании погасительного фонда используются две процентные ставки - i и g. Первая определяет темп роста погасительного фонда, вторая – сумму выплачиваемых за заем процентов. Рассматриваемый способ погашения долга – создание фонда – выгодно должнику только тогда, когда i > g, т.к. в этом случае должник на аккумулируемые в погасительном фонде средства получает больше процентов, чем сам выплачивает за заем. Чем больше разность i – g , тем больше экономия средств должника, направляемая на покрытие долга. В случае, когда i = g, преимущества создания фонда пропадают – финансовые результаты для должника оказываются такими же, как и при погашении долга частями.

Накопленные за t лет средства фонда определяются по формулами наращенных сумм постоянных рент.

S_t+1 = S_t(1 + i) + R.

Изменяющиеся взносы. В зависимости от конкретных условий могут оказаться предпочтительными изменяющиеся во времени суммы взносов. В таких случаях следует воспользоваться результатами, полученными для переменных рент. Ограничимся примером, когда взносы в фонд следуют арифметической прогрессии. Срочные уплаты в этих условиях изменяются во времени:

Y_t = dg + R_t, где R_t = R + a(t – 1 ), t = 1,…,N.

Разность прогрессии равна а, первый член – R. Последняя величина определяется следующим образом:

R = .

Билет 11.

Вопрос 1. Организационные структуры. Их основные характеристики, виды (функциональная, линейная, линейно-функциональная, дивизионная, программно-целевая, матричная).

Организационная структура системы управления определяется как совокупность подсистем, объединенных иерархическими взаимосвязями, обеспечивающими распределение функций управления между ЛПР и подчиненными управленцами для достижения целей системы. Она должна соответствовать целям, решаемым задачам, составу и условиям функционирования объекта управления.

Характеристики организационной структуры :

1. количество звеньев управления; 2. количество уровней иерархии; 3. степень централизации (децентрализации) управления; 4. делегирование полномочий; 5. норма управляемости.

Звено (отдел) - это организационно обособленный, самостоятельный орган управления, выполняющий определенные функции управления. Связи между звеньями одного уровня иерархии называются горизонтальными.

Уровень (ступень) иерархии - это группа звеньев, в которых ЛПР имеют одинаковые полномочия. Связи между уровнями иерархии называются вертикальными.

Система управления называется централизованной, если принятие решений осуществляется только в центральном органе системы, который распоряжаться всеми материальными, финансовыми и людскими ресурсами системы и принимает решения.

Система управления называется децентрализованной, если решения принимаются отдельными элементами системы независимо от других элементов и не корректируются центральным органом управления. В реальных системах часть решений принимается централизованно, а часть - децентрализованно.

• Делегирование полномочий - передача части функций и прав принятия решений нижестоящим системам управления для разгрузки центра, повышения оперативности и качества управления. Но ответственность перед вышестоящими органами полностью сохраняется за руководителем, делегировавшим свои полномочия.

• Норма управляемости - число непосредственных подчиненных, которыми может эффективно управлять один руководитель. В настоящее время считается, что норма управляемости составляет 5-12 подчиненных на одного руководителя.

Виды организационных структур: функциональная, линейная, линейно-функциональная, дивизиональная, программно-целевая, матричная.

Функциональная структура появилась в результате разделения управленческого труда по принципу его функциональной специализации (планирование, контроль, учет, анализ и др.).

При такой структуре управление осуществляется всем предприятием в целом по каждой функции в отдельности. Для выполнения каждой функции в системе управления создается специализированное подразделение, деятельность которого направлена на решение круга однородных задач.

Достоинства:

исключение дублирования функций;

повышение профессиональной квалификации работников аппарата управления.

Недостатки:

угроза отхода от общей цели, что может привести к конфликтам между отделами;

отсутствие ответственности за результаты функционирования организации в целом.

Понятие линейной структуры носит такое название потому, что все ее элементы находятся на прямой вертикальной линии подчинения, от верхнего до нижнего уровня. Каждый уровень управления подчиняется вышестоящему. Линейная структура имеет две разновидности или формы; плоскую и многоуровневую.

Линейная плоская структура имеет мало (2-3) уровней и рассчитана на большое число работников, подчиняющихся одному руководителю.

Линейная многоуровневая структура имеет низкую норму управляемости, т.е. небольшое число сотрудников подчиняется одному руководителю.

Линейно-функциональная структура основана на сочетании линейных и функциональных связей в организации. В ней линейные звенья управления наделены принципами единоначалия и выполняют функции распорядительства, а функциональные - оказывают помощь линейным. Линейные руководители несут ответственность за достижение главных целей; функциональные - за решение задач, подчиненных главным целям.

Дивизиональная структура (от английского division, что означает «разделение, часть, отдел»). Деление системы управления в этом виде структуры может происходить по трем признакам: по продукту; по группам пользователей; по географическим регионам.

Дивизиональная продуктовая структура представлена управленческими отделами, занимающимися соответствующими продуктами. Полномочия по производству и сбыту такого продукта передаются одному руководителю.

Организационные структуры, ориентированные на пользователя, состоят из подразделений, каждое из которых работает на определенную категорию потребителей.

Создание региональных дивизиональных структур обусловлено ростом организации. Практически все транснациональные компании включают региональные подразделения, которые имеют определенную самостоятельность.

Программно-целевая (проектная) структура предназначена для повышения адаптивных свойств предприятия в изменяющихся условиях его деятельности. Создается на время выполнения комплексных программ. В оргструктуру вводится дополнительная структурная единица, осуществляющая координацию функциональных и линейных подразделений для решения новой научно-технической задачи.

Могут быть созданы постоянно действующие программно-целевые группы, изменяющие тематику исследований.

Матричная структура является развитием проектных структур. В матричной структуре имеется двойное подчинение: руководителю отдела (функциональная линия) и руководителю проекта. Руководитель проекта определяет, что и когда должно быть сделано, а руководители подразделений - каким образом должна быть выполнена эта работа.

Матричная структура дает возможность быстро адаптироваться к изменяющимся внутренним и внешним условиям; способствует координации функций, прямому доступу к информации. Недостатками матричной структуры являются сложность и возможные конфликты целей.

При неправильном делении систем на подсистемы и нарушении нормальных связей между подсистемами, расположенными на различных иерархических уровнях, возникают структуры, называемые патологическими. Простейший пример патологии - двойное подчинение, когда для некоторого ОУ существуют две системы управления.

Вопрос 2. Принципы и особенности проектирования интегрированных ИС. Система управления информационными потоками как средство интеграции приложений ИС. Методы и средства организации метаинформации проекта ИС.

Первоначально профессиональные СУБД создавались для мощных высокопроизводительных платформ - IBM, DEC, Hewlett-Packard, Sun Но затем, учитывая все возрастающую популярность и широкое распространение персональных компьютеров, их разработчики приступили к переносу (портированию) СУБД в операционные среды desktop-компьютеров (OS/2, NetWare, UnixWare, SCO UNIX).

В настоящее время большинство компаний - поставщиков СУБД развивает три направления своих систем. Во-первых, совершенствование СУБД для корпоративных информационных систем, которые характеризуются большим числом пользователей (от 100 и выше), базами данных огромного объема (их часто называют сверхбольшими базами данных - Very Large Data Base - VLDB), смешанным характером обработки данных (решение задач оперативной обработки транзакций и поддержки принятия решений) и т.д. Это - традиционная область mainframe-систем и приближающихся к ним по производительности RISC-компьютеров.

Другое, не менее важное направление - СУБД, поддерживающие так называемые рабочие группы. Это направление характеризуется относительно небольшим количеством пользователей (камерный характер применения СУБД) с сохранением, тем не менее, всех "многопользовательских" качеств. Системы этого класса ориентированы преимущественно на "офисные" применения, не требующие специальных возможностей. Так, большинство современных многопользовательских СУБД имеет версии системы, функционирующие в сетевой операционной системе Novell NetWare. Ядро СУБД оформлено здесь как загружаемый модуль NetWare NetWare Loadable Module - NLM), выполняющийся на файловом сервере. База данных также располагается на файловом сервере. SQL-запросы поступают к ядру СУБД от прикладных программ, которые запускаются на станциях сети - персональных компьютерах (отметим, что, несмотря на использование файлового сервера, здесь мы имеем дело с RDA-моделью).

Наконец, новый импульс в развитии получило направление desktop-версий СУБД, ориентированных на персональное использование - преимущественно в операционной среде MS Windows (системы этого класса получили неформальное определение "light").

Стремление компаний - поставщиков СУБД иметь фактически по три варианта своих систем, покрывающих весь спектр возможных применений выглядит для пользователей чрезвычайно привлекательно. Действительно, для специалиста исключительно удобно иметь на своем легко транспортируемом портативном компьютере локальную базу данных (постоянно используемую во время командировок) в том же формате и обрабатываемую по тем же правилам, что и стационарную корпоративную базу данных фирмы, куда собранные данные могут быть без труда доставлены.

В последние годы (1987-94) в нашей стране было разработано множество программ, ориентированных на использование СУБД типа PARADOX, FoxPRO, dBASE IV, Clipper. При переходе на более мощную многопользовательскую СУБД у пользователей возникает естественное желание интегрировать уже существующие разработки в эту среду. Например, может возникнуть потребность хранить локальные данные на персональном компьютере и осуществлять к ним доступ с помощью системы FoxPRO, и одновременно иметь доступ к глобальной базе данных под управлением СУБД Oracle. Организация такого доступа, когда программа может одновременно работать и с персональной, так и с многопользовательской СУБД представляет собой сложную проблему по следующей причине.

Как известно, разработчики PC-ориентированных СУБД первоначально использовали свой собственный интерфейс к базам данных, никак не учитывая требования стандарта языка SQL. Лишь впоследствии они стали постепенно включать в свои системы возможности работы с базой данных при помощи SQL. В то же время для истинно многопользовательских СУБД интерфейс SQL - фактический стандарт. При этом возникла задача согласования интерфейсов СУБД различных классов. Она может решаться несколькими способами, но большинство из них имеют частный характер. Рассмотрим наиболее общее решение этой задачи.

Специалисты фирмы Microsoft разработали стандарт Open Database Connectivity (ODBC). Он представляет собой стандарт интерфейса прикладных программ (Application Programming Interface - API) и позволяет программам, работающим в среде Microsoft Windows, взаимодействовать (посредством операторов языка SQL) с различными СУБД, как с персональными, так и с многопользовательскими, функционирующими в различных операционных системах. Фактически, интерфейс ODBC универсальным образом отделит чисто прикладную, содержательную сторону приложений (обработка электронных таблиц, статистический анализ, деловая графика) от собственно обработки и обмена данными с СУБД. Основная цель ODBC - сделать взаимодействие приложения и СУБД прозрачным, не зависящим от класса и особенностей используемой СУБД (мобильным с точки зрения используемой СУБД).

Отметим, что стандарт ODBC является неотъемлемой частью семейства стандартов, облегчающих написание и обеспечивающих вертикальную открытость приложений (WOSA - Windows Open Services Architecture - открытая архитектура сервисов системы Windows).

Интерфейс ODBC (рис.2) обеспечивает взаимную совместимость серверных и клиентских компонентов доступа к данным. Для реализации унифицированного доступа к различным СУБД, было введено понятие драйвера ODBC (представляющего собой динамически загружаемую библиотеку).

Рисунок 2.

ODBC-архитектура содержит четыре компонента:

• приложение;

• менеджер драйверов;

• драйверы;

• источники данных.

Роли среди них распределены следующим образом. Приложение вызывает функции ODBC для выполнения SQL-инструкций, получает и интерпретирует результаты; менеджер драйверов загружает ODBC-драйверы, когда этого требует приложение; ODBC-драйверы обрабатывают вызовы функций ODBC, передают операторы SQL СУБД и возвращают результат в приложение; источник данных (data source) - объект, скрывающий СУБД, детали сетевого интерфейса, расположение и полное имя базы данных и т.д.

Действия, выполняемые приложением, использующем интерфейс ODBC, сводятся к следующему: для начала сеанса работы с базой данных приложение должно подключиться к источнику данных, ее скрывающему; затем приложение обращается к базе данных, посылая SQL-инструкции, запрашивает результаты, отслеживает и реагирует на ошибки и т.д., то есть имеет место стандартная схема взаимодействия приложения и сервера БД, характерная для RDA-модели. Важно, что стандарт ODBC включает функции управления транзакциями (начало, фиксация, откат транзакции). Завершив сеанс работы, приложение должно отключиться от источника данных.

Вопрос 3. Понятие имитационных моделей, их классификация и область применения. Принципы, этапы и языковые средства имитационного моделирования.

Имитационное моделирование (от англ. simulation) - это распро­страненная разновидность аналогового моделирования, реализуемо­го с помощью набора математических инструментальных средств, специальных имитирующих компьютерных программ и технологий программирования, позволяющих посредством процессов-аналогов провести целенаправленное исследование структуры и функций ре­ального сложного процесса в памяти компьютера в режиме «имита­ции», выполнить оптимизацию некоторых его параметров.

Имитационной моделью называется специальный программный |, комплекс, который позволяет имитировать деятельность какого- ) либо сложного объекта. Он запускает в компьютере параллельные взаимодействующие вычислительные процессы, которые являются по своим временным параметрам (с точностью до масштабов време­ни и пространства) аналогами исследуемых процессов. В странах, занимающих лидирующее положение в создании новых компьютер­ных систем и технологий, научное направление Computer Science использует именно такую трактовку имитационного моделирования, а в программах магистерской подготовки по данному направлению имеется соответствующая учебная дисциплина.

Имитационное моделирование - это чисто компьютерная ра­бота, которую невозможно выполнить подручными средствами. Поэтому часто для этого вида моделирования используется синоним компьютерное моделирование.

Имитационную модель нужно создавать. Для этого необходимо специальное программное обеспечение - система моделирования (simulation system). Специфика такой системы определяется техно­логией работы, набором языковых средств, сервисных программ и приемов моделирования.

Имитационная модель должна отражать большое число параметров, логику и закономерности поведения моделируемого объекта во времени (временная динамика) и в пространстве (пространственная динамика). Моделирование объектов экономики связано с понятием финансовой динамики объекта.

С точки зрения специалиста (информатика-экономиста, математика-программиста или экономиста-математика), имитационное мо­делирование контролируемого процесса или управляемого объекта -это высокоуровневая информационная технология, которая обеспе­чивает два вида действий, выполняемых с помощью компьютера:

1) работы по созданию или модификации имитационной модели;

2) эксплуатацию имитационной модели и интерпретацию ре­зультатов.

Имитационное (компьютерное) моделирование экономических процессов обычно применяется в двух случаях:

• для управления сложным бизнес-процессом, когда имитацион­ная модель управляемого экономического объекта используется в качестве инструментального средства в контуре адаптивной системы управления, создаваемой на основе информационных (компьютер­ных) технологий;

• при проведении экспериментов с дискретно-непрерывными моделями сложных экономических объектов для получения и от­слеживания их динамики в экстренных ситуациях, связанных с рис­ками, натурное моделирование которых нежелательно или невоз­можно.

Можно выделить следующие типовые задачи, решаемые средст­вами имитационного моделирования при управлении экономиче­скими объектами:

• моделирование процессов логистики для определения времен­ных и стоимостных параметров;

• управление процессом реализации инвестиционного проекта на различных этапах его жизненного цикла с учетом возможных рисков и тактики вьщеления денежных сумм;

• анализ клиринговых процессов в работе сети кредитных орга­низаций (в том числе применение к процессам взаимозачетов в ус­ловиях российской банковской системы);

• прогнозирование финансовых результатов деятельности пред­приятия на конкретный период времени (с анализом динамики саль­до на счетах);

• бизнес-реинжиниринг несостоятельного предприятия (измене­ние структуры и ресурсов предприятия-банкрота, после чего с по­мощью имитационной модели можно сделать прогноз основных фи­нансовых результатов и дать рекомендации о целесообразности того или иного варианта реконструкции, инвестиций или кредитования производственной деятельности);

• анализ адаптивных свойств и живучести компьютерной регио­нальной банковской информационной системы (например, частично вышедшая из строя в результате природной катастрофы система электронных расчетов и платежей после катастрофического земле­трясения 1995 г. на центральных островах Японии продемонстриро­вала высокую живучесть: операции возобновились через несколько дней);

• оценка параметров надежности и задержек в централизованной экономической информационной системе с коллективным доступом (на примере системы продажи авиабилетов с учетом несовершенства физической организации баз данных и отказов оборудования);

• анализ эксплуатационных параметров распределенной много­уровневой ведомственной информационной управляющей системы с учетом неоднородной структуры, пропускной способности каналов связи и несовершенства физической организации распределенной базы данных в региональных центрах;

• моделирование действий курьерской (фельдъегерьской) верто­летной группы в регионе, пострадавшем в результате природной катастрофы или крупной промышленной аварии;

• анализ сетевой модели PERT (Program Evaluation and Review Technique) для проектов замены и наладки производственного обо­рудования с учетом возникновения неисправностей;

• анализ работы автотранспортного предприятия, занимающего­ся коммерческими перевозками грузов, с учетом специфики товар­ных и денежных потоков в регионе;

• расчет параметров надежности ц задержек обработки инфор­мации в банковской информационной системе.

Приведенный перечень является неполным и охватывает те примеры использования имитационных моделей, которые описа­ны в литературе или применялись авторами на практике. Дейст­вительная область применения аппарата имитационного модели­рования не имеет видимых ограничений. Например, спасение американских астронавтов при возникновении аварийной ситуа­ции на корабле APOLLO стало возможным только благодаря «проигрыванию» различных вариантов спасения на моделях кос­мического комплекса.

Система имитационного моделирования, обеспечивающая соз­дание моделей для решения перечисленных задач, должна обладать следующими свойствами:

• возможностью применения имитационных программ совмест­но со специальными экономико-математическими моделями и мето­дами, основанными на теории управления;

• инструментальными методами проведения структурного ана­лиза сложного экономического процесса;

• способностью моделирования материальных, денежных и ин­формационных процессов и потоков в рамках единой модели, в об­щем модельном времени;

• возможностью введения режима постоянного уточнения при получении выходных данных (основных финансовых показателей, временных и пространственных характеристик, параметров рисков и др.) и проведении экстремального эксперимента.

Билет 12.

Вопрос 1. Подходы к разработке организационных структур систем управления (нормативно-функциональный, функционально-технологический, системно-целевой)

Организационная структура должна отвечать особенностям конкретного объекта управления и условиям его деятельности, она должна быть гибкой, содержать механизм самоорганизации и самонастройки. В качестве такового можно рассматривать методику разработки (реструктуризации) организационной структуры.

Нормативно-функциональный подход основан на обобщении опыта управления передовыми предприятиями, на унификации организационных форм управления на предприятиях отрасли (создании типовых структур). В настоящее время снижается значение нормативно-функционального подхода, поскольку он ориентирован на типовую номенклатуру функций управления и структурных управленческих подразделений, что не позволяет учесть особенности предприятия в конкретных условиях его деятельности.

Нормативно-функциональный подход позволяет лишь использовать имеющийся положительный опыт организации управления и не содержит собственно метода проектирования рациональной структуры управления.

Функционально-технологический подход к построению организационных структур основан на рационализации потоков информации и технологии ее обработки. Этот подход обеспечивает возможность достаточно полно учесть особенности конкретной организации, отличается гибкостью и универсальностью.

Он характеризуется стабильной номенклатурой сложившихся или намечаемых функций управления, подчинением схемы документооборота организационной структуре объекта производства или управления.

В условиях действующего предприятия попытки совершенствования организационной структуры будут наталкиваться на стремление аппарата управления сохранить сложившуюся, привычную для управленческих работников систему управления и схему документооборота, которая далеко не всегда рациональна.

В условиях проектирования нового объекта использование функционально-технологического подхода вызовет серьезные трудности из-за отсутствия информации, необходимой для его реализации.

Системно-целевой подход заключается в формировании структуры целей предприятия, определении на этой основе функций управления и их организационном оформлении.

Преимущества:

1. учитывает особенности условий деятельности конкретного предприятия,

2. при необходимости возможно изменение состава и содержания функций управления,

3. реализация разнообразных организационных форм: линейно-функциональных, программно-целевых, матричных.

В настоящее время системно-целевой подход наиболее перспективен, может использоваться для действующего и вновь проектируемого предприятия. Он позволяет в наиболее полной форме учесть в структуре целей и функций управления предполагаемые внешние и внутренние условия работы предприятия.

Вопрос 2. Понятие типового элемента. Технологии параметрически-ориентированного и модельно-ориентированного проектирования.

По степени использования типовых проектных решений разли­чают следующие методы проектирования:

• оригинального (индивидуального) проектирования, когда проектные решения разрабатываются «с нуля» в соответствии с требованиями к ЭИС;

• типового проектирования, предполагающего конфигурацию ЭИС из готовых типовых проектных решений (программных модулей).

Оригинальное (индивидуальное) проектирование ЭИС харак­теризуется тем, что все виды проектных работ ориентированы на создание индивидуальных для каждого объекта проектов, кото­рые в максимальной степени отражают все его особенности.

Типовое проектирование выполняется на основе опыта, по­лученного при разработке индивидуальных проектов. Типовые проекты как обобщение опыта для некоторых групп организаци­онно-экономических систем или видов работ в каждом конкрет­ном случае связаны со множеством специфических особенностей и различаются по степени охвата функций управления, выполняе­мым работам и разрабатываемой проектной документации.

При проектировании ЭИС на основе параметрической на­стройки пакета прикладных программ (ППП) последний рассмат­ривается как «черный ящик». На вход ППП подаются параметрический (ПП) и информационный (ИП) потоки, а выхо­дом служит результат работы пакета (РП). ППП включает сле­дующие блоки: функционирования, обработки параметров, адап­тации

Рассмотрим взаимосвязь основных потоков и компонентов пакета прикладных программ.

Информационный поток представляет собой исходные дан­ные, которые обрабатываются и необходимы для получения ре­зультатов работы пакета. Исходные данные для функциониро­вания пакета могут быть представлены в виде различных доку­ментов, причем как бумажных, так и электронных.

Блок функционирования обрабатывает исходные данные и фор­мирует результаты работы пакета. Графически блок функциони­рования представляется деревом программных модулей, которые автоматизируют функции обработки данных.

Параметрический поток - информация, необходимая для на­стройки пакета на конкретные условия функционирования. Па­раметрический поток включает информацию, которая задается один раз при установке (инсталляции) этого пакета. Изменяя па­раметры, можно включать и выключать какие-либо модули или влиять на режим их работы. Для архитектуры «клиент-сервер» в параметрическом потоке описываются пользователи и их уров­ни доступа к программным модулям и ко всему пакету в целом.

Блок обработки параметров представляет собой совокупность специальных модулей по интерпретации значений параметров. В частности, блок обработки параметров переносит установки пользователя непосредственно в прикладные программы и в ис­пользуемую базу данных. Проводимая настройка ППП позволя­ет использовать его для широкого класса объектов управления. Блок адаптации взаимодействует с блоком функционирова­ния и может добавлять модули или модифицировать их. Необхо­димость применения блока адаптации связана с потребностями доработки программных модулей ППП под воздействием вне­шних условий функционирования. Поэтому в состав ППП вклю­чается инструментарий адаптации существующих типовых про­ектных решеняй.

Вопрос 3. Метод Монте-Карло и проверка статистических гипотез. Использование законов распределения случайных величин при имитации экономических процессов.

Использование современных имитационных моделей основано, в основном, на идее метода Монте-Карло.

Существует два типа имитационных моделей.

1. Непрерывные модели используются для систем, поведение которых изменяется непрерывно во времени. Динамика народонаселения мира. Непрерывные им. модели обычно представляются в виде разностно-дифференциальных уравнений, которые описывают взаимодействие между различными элементами системы

2. Дискретные модели имеют дело с системами, поведение которых изменяется лишь в заданные моменты времени. Типичным примером такой модели является очередь, когда задача моделирования состоит в оценивании операционных характеристик обслуживающей системы, таких, например, как среднее время ожидания или средняя длина очереди. Те моменты времени, в которые в системе происходят изменения, определяют события модели (например, приход или уход клиента). То, что эти события происходят в дискретные моменты, указывает, про процесс протекает в дискретном времени.

Если при классификации использовать степень неопределенности, то модели можно разбить на:

1. детерминированные

2. стохастические

3. смешанные.

Метод статистических испытаний Монте-Карло представляет собой простейшее имитационное моделирование при полном отсутствии каких-либо правил поведения. Получение выборок по методу Монте-Карло – основной принцип компьютерного моделирования систем, содержащих стохастические или вероятностные элементы.

Зарождение метода связано с работой фон Неймана и Улана в конце 1940-х гг., когда они ввели для него название «Монте-Карло» и применили его к решению некоторых задач экранирования ядерных излучений.

Согласно методу М-К проектировщик может моделировать работы тысячи сложных систем, управляющих тысячами разновидностей подобных процессов, и исследовать поведение всей группы, обрабатывая статистические данные. Другой способ применения этого метода – моделировать поведение системы управления на очень большом промежутке модельного времени.

В различных задачах могут используются величины, значения которых определяются случайным образом.

- случайные моменты времени, в которые поступают заказы на фирму

загрузка производственных участков или служб

- внешние воздействия

- оплата банковских кредитов

- поступление средств от заказчика

- ошибки измерения

Билет № 13

1. Информационный подход к оценке управленческих структур. Понятие системной, собственной и взаимной (внутренней) сложности системы. Оценки степени централизации/децентрализации системы α и β, их характеристики и использование в сравнительной оценке оргструктур.

Для выбора наиболее рационального варианта оргструктуры предлагается проводить их количественную оценку с привлечением аппарата информационного подхода, предложенного профессором Денисовым А.А., при котором информационные оценки представляют собой количество информации, содержащейся в системе на разных уровнях сложности. Каждый элемент модели оргструктуры оценивается по отношению к системе как участвующий или нет в принятии решения, а выбор состояний узлов для определенности может быть принят равновероятным. Тогда математическая модель расчета информационной оценки упрощается и принимает вид:

где N – число оцениваемых элементов системы управления.

Для оценки вариантов организационную структуру можно рассматривать с точки зрения ее сложности как системы. С этой точки зрения можно выделить три вида сложности: системную - С_С, собственную - С_О и взаимную - С_В сложности системы, которые между собой связаны формулой С_С=С_о+С_В.

Собственная сложность С_о характеризует суммарную сложность элементов системы вне связи их между собой. С_о определяется общим количеством узлов организационной структуры, причем каждый узел может быть активирован или не активирован (т.е. может принимать он участие в принятии решения или нет).

Мы рассматриваем организационную структуру как систему с дискретными состояниями, количество которых можно подсчитать. Число состояний системы управления зависит от количества функциональных узлов (отделов, служб и пр.). Количество узлов n в системе определяет количество возможных состояний, поэтому мы можем определить

С_о = log₂n.

Основание 2 у логарифма означает, что каждый узел может участвовать или нет в принятии решения, т.е. для определения этого вопроса необходим 1 бит информации.

Системная сложность С_С – здесь вкладывается смысл учета тех узлов, которые выполняют функциональные назначения системы, т.е. определяется количеством листьев, нижним уровнем иерархии, который приводит в жизнь начальственные указания, реализуя системные функции, «пахарями», С_С вычисляется по той же формуле,

С_с = log₂n.

только n = количеству листьев.

Взаимная или внутренняя сложность С_В характеризует степень взаимосвязи элементов в системе (т. е. сложность ее устройства, схемы, структуры).

С_В =С_С –С_о.

Разность показывает какая надстройка находится над исполнителями, чем она выше, чем больше уровней иерархии в этой надстройке, тем выше внутренняя сложность, тем медленнее проходит информация. Но система более устойчива.

Естественно, что абсолютные величины количества информации (биты) не позволяют сравнивать системы между собой. В этом случае вводятся относительные характеристики – нормированные величины, благодаря которым можно сравнивать отличающиеся друг от друга разные структуры. Такими нормированными величинами в информационной теории систем являются два взаимосвязанных коэффициента a и b. Их значения нормированы по собственной сложности. Каждая система имеет свою собственную сложность. Относя к этой собственной сложности взаимную и системную сложность, мы получаем возможность сравнивать между собой системы. Разделив члены выражения С_С =С_о+С_В

на С_О, получим две важные относительные сопряженные оценки a и b : a=-С_В/С_О, b=С_С/С_О, причем, b=1—a

Первая из них a=-С_В/С_О характеризует степень целостности, связности, взаимозависимости элементов системы; для организационных систем может быть интерпретирована как характеристика степени централизации управления. Вторая b=С_С/С_О - самостоятельность, автономность частей в целом, степень использования возможностей элементов. Для организационных систем b удобно называть коэффициентом использования элементов в системе.

Знак минус в выражении для a введен для того, чтобы a было положительным, поскольку С_В в устойчивых системах, для которых характерно С_О>С_С , имеет отрицательный знак. Связанное (остающееся как бы внутри системы) содержание С_В характеризует работу системы на себя, а не для выполнения стоящей перед ней цели (чем и объясняется отрицательный знак С_В).

Используя соотношения a=-С_В/С_О и b =С_С/С_О, легко видеть, что если элементы системы независимы друг от друга, то С_В=0 и a=0, зато С_С=С_О и b = 1; напротив, если элементы полностью интегрированы в целом, то С_В=-С_о и a=1, но зато С_С=0 и b=0 (нет исполнителей).

2. Основные понятия и классификация case- технологий. Архитектура case- средства. Классификация современных case-средств.

Ответ:

Больш. CASE-систем ориент-но на авт-цию проек-я прогр. обесп-я и основано на методологиях структ. или объектно-ориент-го проек-я и прогр-я. Наиб. потребность в исп-и CASE-систем - на нач. этапах разр-ки, - на этапах анализа и спецификации требований к ЭИС. CASE-тех-я вкл-ет методы, с помощью кот. на основе граф. нота­ции строятся диагр-ы, поддерж-ые инструм-ой средой. Метод-я опред-ет шаги и этапность реал-ции про­екта, а также правила исп-ия методов, с пом. К-ых разр-ся проект. Метод - это проце-ра или техника генерации описаний ком­п-ов ЭИС (н-р, проект-ие потоков и структур данных). Нотация – отоб-е стр-ры с-ы, эл-тов дан­ных, этапов обр-ки с пом. специальных граф. сим­волов диаграмм, а также описание проекта с-ы на формаль­ных и естественных языках. Ядром с-ы явл-ся БД проекта – репозиторий. Граф. редактор диаграмм предназначен для отобр-я в граф. виде в заданной нотации проект-ой ЭИС. Верификатор диаграмм служит для контроля прав-ти построения диаграмм в заданной методологии проек-я. Документатор проекта позв-ет получать инф-ю о состоянии проекта в виде различ. отчетов. Администратор проекта представляет собой инстр-ты, необх-ые для вып-ия: инициализации проекта; задания нач. пар-ров проекта; Сервис - набор сист. утилит по об­служ-ю репозитория. Важное значение приобретают CASE-с-ы, ориент-ые на про­ект-е и генерацию баз данных и польз-ких интер­фейсов. Генерация интерфейсов с БД и возможность пре­образования между различн. концепт. схемами и моделями данных увелич-ет мобильность прикладных систем при переходе в др. операционные сре­ды. В общ. случае при выборе CASE-с-ы необх. учитывать след. аспекты: Наличие базы проектных данных, архива или словаря, Интерфейсы с другими CASE-системами, Многопольз. режим, Расширение новыми методологиями, Наличие граф. средств поддержки методологий проек-я, обесп-е качества проектной документации, мониторинга выполнения проекта. CASE-с-ы класс-ся: по поддерживаемым методологиям проек-я: функц-ориент-ые, объектно-ориент-ые и комплексно-ориент-ые; по поддерживаемым граф. нотациям построения диаграмм: с фикс. нотацией, с отдельными нотациями и наиболее распр-ми нотациями; по степени интегрированности: tools, toolkit и workbench ; по типу и архитектуре выч. техники: ориент-ые на ПЭВМ, ориент-ые на локальную выч. сеть, ориент-ые на глоб. выч. сетьи смешанного типа; по режиму коллективной разработки проекта: не поддерживающие коллективную разработку, ориент-ые на режим реального времени разработки проекта, ориент-ые на режим объединения подпроектов; по типу операционной с-ы (ОС)..

Термин CASE используется в довольно широком смысле. Первоначальное значение термина CASE, ограниченное вопросами автоматизации разработки только лишь программного обеспечения, в настоящее время приобрело новый смысл, охватывающий процесс разработки сложных ИС в целом. С самого начала CASE-технологии развивались с целью преодоления ограничений при использовании структурной методологии проектирования (сложности понимания, высокой трудоемкости и стоимости использования, трудности внесения изменений в проектные спецификации и т.д.) за счет ее автоматизации и интеграции поддерживающих средств.

Таким образом, CASE-технологии не могут считаться самостоятельными, они только обеспечивают, как минимум, высокую эффективность их применения, а в некоторых случаях и принципиальную возможность применения соответствующей методологии.

Большинство существующих CASE-систем ориентировано на автоматизацию проектирования программного обеспечения и основано на методологиях структурного (в основном) или объектно-ориентированного проектирования и программирования, использующих спецификации в виде диаграмм или текстов для описания системных требований, связей между моделями системы, динамики поведения системы и архитектуры программных средств.

Наибольшая потребность в использовании CASE-систем испытывается на начальных этапах разработки, а именно на этапах анализа и спецификации требований к ИС. Это объясняется тем, что цена ошибок, допущенных на начальных этапах, на несколько порядков превышает цену ошибок, выявленных на более поздних этапах разработки.

Преимущества CASE-технологии:

• улучшение качества разрабатываемого программного приложения за счет средств автоматического контроля и генерации;

• возможность повторного использования компонентов разработки;

• снижение времени создания системы;

• освобождение разработчиков от рутинной работы по документированию проекта, так как при этом используется встроенный документатор;

• возможность коллективной разработки ЭИС в режиме реального времени.

Архитектура CASE-технологии:

Ядром системы является база данных проекта - репозиторий. Он представляет собой специализированную базу данных, предназначенную для отображения состояния проектируемой ИС в каждый момент времени. Репозиторий содержит информацию об объектах проектируемой ИС и взаимосвязях между ними, все подсистемы обмениваются данными с ним.

Графический редактор диаграмм предназначен для отображения в графическом виде в заданной нотации проектируемой ИС. Он создает элементы диаграмм и взаимосвязи между ними; задает описания элементов диаграмм; редактирует элементы диаграмм, их взаимосвязи и описания.

Верификатор диаграмм служит для контроля правильности построения диаграмм в заданной методологии проектирования ИС. Он выполняет: мониторинг правильности построения диаграмм; диагностику и выдачу сообщений об ошибках;

Документатор проекта позволяет получать информацию о состоянии проекта в виде различных отчетов. Отчеты могут строиться по нескольким признакам, например по времени, автору, элементам диаграмм, диаграмме или проекту в целом.

Администратор проекта – это инструменты, необходимые для выполнения: инициализации проекта; задания начальных параметров проекта; назначения и изменения прав доступа к элементам проекта;

Сервис – это набор системных утилит по обслуживанию репозитория. Данные утилиты выполняют функции полномасштабных средств автоматизации, покрывающих весь жизненный цикл ИС.

3. Управление модельным временем. Виды представления времени в имитационной модели, изменение времени с постоянным шагом, продвижение времени по особым состояниям.

События модели происходят в некотором модельном времени. Модельное время - это виртуальное время, в котором автоматически упорядочиваются все события, причем не обязательно пропорцио­нально реальному времени, в котором развивается моделируемый процесс. Например:

• реальное время развития процесса - 3 года;

• модель процесса, охватывающая эти 3 года, выполняется на компьютере за 1 с;

• все события при выполнении модели выстроены в нужном порядке, и все статистические данные в результате ее выполнения замерены.

Масштаб времени - это число, которое задает длительность мо­делирования одной единицы модельного времени, пересчитанной в секунды, в секундах астрономического реального времени при вы­полнении модели. Относительный масштаб времени - это дробь, показывающая, сколько единиц модельного времени помещается в одной единице процессорного времени при выполнении модели в компьютере.

Можно выделить четыре разновидности масштаба времени:

1. Реальный масштаб времени - вводится значение выбранной единицы измерения модельного времени, выраженное в секундах. Например, если в качестве единицы модельного времени выбран 1 ч, а в качестве масштаба задать число 3600, то модель будет выпол­няться со скоростью реального процесса, а интервалы времени меж­ду событиями в модели будут равны интервалам времени между ре­альными событиями в моделируемом объекте (с точностью до по­правок на погрешности при задании исходных данных). Относи­тельный масштаб в этом случае равен 1:1.

2. Максимально ускоренный масштаб времени ~ задается число 0. В этом случае время моделирования определяется чисто процессор­ным временем выполнения модели. Оно зависит от используемого процессора ЭВМ и могут измеряться малыми долями секунды. Это обстоятельство позволяет достигнуть максимального быстродействия модели и автоматически исключать из процесса моделирования непроизводительные отрезки модельного времени (например, в ноч­ное время фирма не работает). Относительный масштаб в этом слу­чае практически трудно определить,

3. Пропорционально ускоренный масштаб времени - вводится значение выбранной единицы измерения модельного времени, выраженное в секундах. Причем это значение меньше выбранной еди­ницы. Например, если в качестве единицы модельного времени вы­бран 1 ч, а в качестве масштаба задать число 0,1, то модель будет выполняться быстрее реального процесса. Причем 1 ч реального процесса будет моделироваться в ЭВМ в течение 0,1 с (с учетом по­грешностей), т.е. примерно в 36 000 раз быстрее. Относительный масштаб равен 1:36 000.

4. Замедленный масштаб времени - вводится значение выбранной единицы измерения модельного времени, выраженное в секундах. Причем это значение меньше выбранной единицы. Например, если в качестве единицы модельного времени выбран 1 ч, а в качестве масштаба задать число 7 200, то модель будет выполняться медлен­нее реального процесса. Причем 1 ч реального процесса будет моде­лироваться в ЭВМ в течение 2 ч, т.е. примерно в 2 раза медленнее. Относительный масштаб равен 2:1. Замедленный масштаб не пред­ставляет интереса для проведения исследований с моделями.

Виды представления времени в модели

При разработке практически любой имитационной модели и планировании проведения модельных экспериментов необходимо соотносить между собой три представления времени:

• реальное время, в котором происходит функционирование имити­руемой системы;

• модельное (или, как его еще называют, системное) время, в масш­табе которого организуется работа модели;

• машинное время, отражающее затраты времени ЭВМ на проведе­ние имитации.

С помощью механизма модельного времени решаются следующие задачи:

• отображается переход моделируемой системы из одного состояния в другое;

• производится синхронизация работы компонент модели;

• изменяется масштаб времени «жизни» (функционирования) иссле­дуемой системы;

• производится управление ходом модельного эксперимента;

• моделируется квазипараллельная реализация событий в модели.

Приставка «квази» в данном случае отражает последовательный характер обработки событий (процессов) в ИМ, которые в реальной системе возникают (протекают) одновременно.

Необходимость решения последней задачи связана с тем, что в распоряже­нии исследователя находится, как правило, однопроцессорная вычислительная система, а модель может содержать значительно большее число одновременно работающих подсистем, Поэтому действительно параллельная (одновременная) реализация всех компонент модели невозможна. Даже если используется так называемая распределенная модель, реализуемая на нескольких узлах вычисли­тельной сети, совсем необязательно число узлов будет совпадать с числом од­новременно работающих компонент модели. Немного забегая вперед, следует отметить, что реализация квазипараллсльной работы компонент модели являет­ся достаточно сложной технической задачей.

Ранее были названы два метода реализации механизма модельного време­ни — с постоянным шагом и по особым состояниям.

Выбор метода реализации механизма модельного времени зависит от на­значения модели, ее сложности, характера исследуемых процессов, требуемой точности результатов и т.д.

Изменение времени с постоянным шагом

При использовании данного метода отсчет системного времени ведется через фиксированные, выбранные исследователем интервалы времени. Собы­тия в модели считаются наступившими в момент окончания этого интервала. Погрешность в измерении временных характеристик системы в этом случае зависит от величины шага моделирования t.

Метод постоянного шага целесообразно использовать в том случае, если:

• события появляются регулярно, их распределение во времени дос­таточно равномерно;

• число событий велико и моменты их появления близки;

• невозможно заранее определить моменты появления событий.

Данный метод управления модельным временем достаточно просто реализовать в том случае, когда условия появления событий всех типов в модели можно представить как функцию времени,

Продвижение времени по особым состояниям

При моделировании по особым состояниям системное время каждый раз изменястся на величину, строго соответствующую интервалу времени до момента наступления очередного события. В этом случае события обрабатывают­ся в порядке их наступления, а одновременно наступившими считаются только е, которые являются одновременными в действительности.

Для реализации моделирования по особым состояниям требуется разработка специальной процедуры планирования событий (так называемого календаря событий).

Если известен закон распределения интервалов между событиями, то такое прогнозирование труда не составляет: достаточно к текущему значению модельного времени добавить величину интервала, полученную с помощью соответствующего датчика.

Моделирование по особым состояниям целесообразно использовать, если:

• события распределяются во времени неравномерно или интервалы между ними велики;

• предъявляются повышенные требования к точности определения взаимного положения событий во времени;

• необходимо учитывать наличие одновременных событий.

Дополнительное достоинство метода заключается в том, что он позволяет экономить машинное время, особенно при моделировании систем периодичес­кого действия, в которых события длительное время могут нс наступать.

Подведем итоги изложенному в этом разделе.

• Выбор механизма изменения модельного времени определяет технологию реализации имитационной модели.

• На выбор метода моделирования влияет целый ряд факторов, одна­ко определяющим является тип моделируемой системы: для дискрет­ных систем, события в которых распределены во времени неравномер­но, более удобным является изменение модельного времени по осо­бым состояниям.

• Если в модели должны быть представлены компоненты реальной системы, работа которых измеряется в разных единицах времени, то они должны быть предварительно приведены к единому масштабу.

Билет № 14

1. Функционирование систем в условиях неопределенности; управление в условиях риска. Методы управления рисками. Алгоритм оценки рисков финансово-хозяйственной деятельности предприятий. Качественный и количественный анализ риска.

Ответ:

Управление рисками – это процесс, включающий в себя следующие этапы:

1.Определение риска 2. Оценка риска 3. Контроль риска 4. Финансирование риска

Процедуры управления рисками: принятие рисков на себя (т.е. на свою ответственность); отказ от рисков; передача части или всей ответственности по рискам другим субъектам.

Стратегии в отношении риска: ОСТОРОЖНАЯ (отказ от рисков; передача рисков другим субъектам); РИСКОВАННАЯ (принятие рисков на себя; передача рисков другим субъектам); ВЗВЕШЕННАЯ

Методы управления рисками:

1. Избежание рисков;

Суть метода - отказ от реализации проекта, связанного с риском. Это наиболее простое направлением в риск-менеджменте. Такой метод управления рисками является особенно эффективным, когда велики вероятность возникновения убытков и возможный размер убытка. Однако, применение данного метода означает отказ от прибыли, так как при необоснованном отказе от проекта, связанного с риском, возникают потери от неиспользованных возможностей.

2.Принятие рисков на себя;

Суть метода - покрытие убытков за счет собственных финансовых возможностей фирмы.

Использование данного метода оправдано, если:

- частота наступления убытков невысока;

- величина потенциальных убытков невелика.

Убытки могут покрываться за счет текущего денежного потока или за счет средств резервных фондов. Метод используется достаточно часто, потому что во многих ситуациях убытки столь незначительны, что компания может их покрыть самостоятельно.

3.Предотвращение убытков;

Суть метода – проведение мероприятий, направленных на снижение вероятности их наступления. Применение этого метода оправдано в случаях, если:

- вероятность реализации риска, достаточно велика – именно на ее снижение и направлено применение метода;

- размер возможного ущерба небольшой.

Использование данного метода управления рисками связано с разработкой и внедрением программы превентивных мероприятий, выполнение которых должно контролироваться и пересматриваться с учетом произошедших изменений.

4.Уменьшение размера убытков;

Суть метода – проведение мероприятий, направленных на снижение размера возможного убытка. Особого внимания здесь заслуживает метод диверсификации. Диверсификация - процесс распределения средств между различными объектами вложения капитала, которые непосредственно не связаны между собой, с целью снижения степени риска и потерь доходов. Использование рассмотренного метода оправдано в том случае,

- если размер возможного ущерба достаточно большой,

- вероятность реализации риска невелика.

5.Страхование;

Суть метода - снижение участия самой фирмы в возмещении ущерба за счет передачи ею страховой компании ответственности по несению риска. Применение данного метода оправдано в следующих случаях:

- если вероятность реализации риска невысока, но размер возможного ущерба достаточно большой;

- если вероятность реализации риска высока, но размер возможного ущерба небольшой.

6. Самострахование.

Системы управления рисками: Crystal Ball® 2000 Standard ; EXVar® ;AcuRisk™ ; kW3000™ ; @Risk Professional for Project; Dekker TRAKKER; NOWECO PROAct.

Качественный и количественный анализ риска. Классические критерии теории принятия решений.

Источники и методы получения информации: документированная информация; пресса и печатные издания; данные операторов партнеров; использование косвенных признаков (метод сопроцессов); агентурные методы.

Методы количественного анализа:

-статистический;

-аналитический метод;

-метод аналогий

Главные инструменты статистического метода расчета риска: среднее значение (Х_ср) изучаемой случайной величины (последствий какого-либо действия, например дохода, прибыли и т.п.); дисперсия (s²); среднеквадратическое (стандартное) отклонение (s); коэффициент вариации (V);- распределение вероятности случайной величины.

xj–результат (событие или исход, например величина дохода);

pj – вероятность получения результата xj.

Метод экспертных оценок;

Нечеткие множества.

Имитационное моделирование является одним из мощнейших методов анализа экономических систем. Под имитацией принято понимать процесс проведения компьютерных экспериментов с математическими моделями сложных систем реального мира. Проведение имитационного эксперимента разбивается на следующие этапы:

• Установка взаимосвязи между исходными данными и выходными показателями в виде математического уравнения или неравенства.

• Установка законов распределения вероятностей для основных параметров модели.

• Расчет основных характеристик распределений исходных и выходных показателей.

Анализ полученных результатов и принятие решения.

2. Основные понятия функционально-ориентированного подхода. Диаграмма бизнес-функций, диаграмма потоков данных, диаграмма переходов состояний, ER-модель данных предметной области, диаграмма структуры программного приложения.

Ответ:

Основными идеями функционально-ориентированной CASE-технологии являются идеи структурного анализа и проекти проектирования информационных систем. Они заключаются в следующем:

1) декомпозиция всей системы на некоторое множество иерархически подчиненных функций;

2) представление всей информации в виде графической нотации. Систему всегда легче понять, если она изображена графически.

В качестве инструментальных средств структурного анализа и проектирования выступают следующие диаграммы:

• BFD ‑ диаграмма бизнес-функций (функциональные спецификации);

• DFD ‑ диаграмма потоков данных;

• STD ‑ диаграмма переходов состояний (матрицы перекрестных ссылок);

• ERD ‑ ER-модель данных предметной области (информационно-логические модели «сущность-связь»);

• SSD  ‑ диаграмма структуры программного приложения.

Диаграммы функциональных спецификаций позволяют представить общую структуру ИС, отражающую взаимосвязь различных задач в процессе получения требуемых результатов. Основными объектами BFD являются:

1. функция ‑ некоторое действие информационной системы, необходимое для решения экономической задачи;

2. декомпозиция функции ‑ разбиение функции на множество подфункций.

Диаграммы потоков данных (ДПД), как правило, жестко ориентированы на какую-либо технологию обработки данных и отражают передачу информации от одной функции к другой в рамках заданной технологии обработки. В узлах диаграммы потоков данных отражаются процедуры, а стрелками между узлами показываются потоки данных (над стрелками задаются имена передаваемых/используемых единиц информации ‑ документов, экранных форм, файлов).

ДПД ‑ показывает внешние по отношению к системе источники данных и адресатов, которые принимают информацию от системы, а также идентифицируют хранилища данных (накопители данных), к которым осуществляется доступ системы. Каждая логическая функция системы (бизнес-функция) описывается своей ДПД. Причем эта ДПД может иерархически детализировать функцию на ее подфункции.

Целью построения иерархически взаимосвязанных ДПД является необходимость сделать требования к системе ясными на каждом уровне детализации. Для этого надо пользоваться следующими рекомендациями:

• на каждом уровне представлять 3-6 процессов и не более;

• не загромождать диаграмму несущественными моментами на данном уровне детализации;

• декомпозицию процессов и потоков вести параллельно;

• выбирать ясные, отражающие суть объектов, имена для всех объектов ДПД;

• однократно определять функционально идентичные процессы (в других местах просто ссылаться на этот процесс);

• использовать ДПД для процессов, которые можно с помощью них описать.

Диаграммы переходов состояний (ДПС) моделируют поведение системы во времени в зависимости от происшедших событий (нажатая клавиша, дата отчетного периода и т.д.). Такие диаграммы позволяют осуществить декомпозицию управляющих процессов, происходящих в системе, и описать отношение между управляющими потоками. С помощью ДПС можно моделировать последующее функционирование системы исходя из предыдущих и текущего состояний.

Диаграммы инфологических моделей «сущность-связь» (ER-диаграммы) ориентированы на разработку базы данных, структура которой не зависит от конкретных информационных потребностей и позволяет выполнять любые запросы пользователей. ERD-диаграмма «сущность-связь» представляет собой набор множества объектов и их характеристик, а также взаимосвязей между ними, нужных для выявленных данных, которые в дальнейшем используются функциями проектируемой системы.

Диаграмма структуры программного приложения (SSD) задает взаимосвязь функций и программных модулей, которые их реализуют (меню, формы, отчеты и т.д.).

Структура программного приложения (SSD) представляет собой иерархическую взаимосвязь программных модулей, которые реализует ИС. SSD служит мостом для перехода от системных требований, которые отображены в предыдущих диаграммах (BED, DFD, STD, ERD), к реализации информационной системы.

Структурная декомпозиция ИС на основе объектно-ориентированного подхода отличается от функционально-ориентированного подхода лучшей способностью отражать динамическое поведение системы в зависимости от возникающих событий. В этом плане модель проблемной области рассматривается как совокупность взаимодействующих во времени объектов. Тогда конкретный процесс обработки информации формируется в виде последовательности взаимодействий объектов. Одна операция обработки данных может рассматриваться как результат одного взаимодействия объектов.

Конечным результатом процесса объектно-ориентированного проектирования должно стать множество классов объектов с присоединенными методами обработки атрибутов. Если в функциональном подходе модели данных и операций разрабатываются относительно независимо друг от друга и только координируются между собой, то объектно-ориентированный подход предполагает совместное моделирование данных и процессов. При этом модели проблемной области в репозитории постепенно уточняются.

В связи с этим система объектно-ориентированных моделей последовательно разворачивается по направлению от модели общего представления функциональности ИС к модели динамического взаимодействия объектов, на основе которой могут быть сгенерированы классы объектов в конкретной программно-технической среде.

В настоящее время для объектно-ориентированного моделирования проблемной области широко используется унифицированный язык моделирования UML, который разработан группой ведущих компьютерных фирм мира OMG (Object Management Group) и фактически является стандартом по объектно-ориентированным технологиям.

Система объектно-ориентированных моделей в соответствии с нотациями UML включает в себя следующие диаграммы:

• диаграмму прецедентов использования, которая отображает функциональность ИС в виде совокупности выполняющихся последовательностей транзакций;

• диаграмму классов объектов, которая отображает структуру совокупности взаимосвязанных классов объектов аналогично ER-диаграмме функционально-ориентированного подхода;

• диаграммы состояний, каждая из которых отображает динамику состояний объектов одного класса и связанных с ними событий;

• диаграммы взаимодействия объектов, каждая из которых отображает динамическое взаимодействие объектов в рамках одного прецедента использования;

• диаграммы деятельностей, которые отображают потоки работ во взаимосвязанных прецедентах использования (могут декомпозироваться на более детальные диаграммы);

• диаграммы пакетов, которые отображают распределение объектов по функциональным или обеспечивающим подсистемам (могут декомпозироваться на более детальные диаграммы);

• диаграмму компонентов, которая отображает физические модули программного кода;

• диаграмму размещения, которая отображает распределение объектов по узлам вычислительной сети.

3. Планирование модельных экспериментов. Цели, стратегическое и тактическое планирование имитационного эксперимента.

Ответ:

Для правильной организации модельного эксперимента исследова­тель должен располагать следующей информацией.

Во-первых, исследователь и на этапе планирования эксперимента должен помнить, к какому классу относится моделируемая система (статическая или динамическая, детерминированная или стохастическая и т.д.).

Во-вторых, он должен определить, какой режим работы системы его инте­ресует: стационарный (установившийся) или нестационарный.

В-третьих, необходимо знать, в течение какого промежутка времени следу­ет наблюдать за поведением (функционированием) системы.

И, наконец, в-четвертых, хорошо было бы знать, какой объем испытаний (т.е. повторных экспериментов) сможет обеспечить требуемую точность оценок (в статистическом смысле) исследуемых характеристик системы.

Таким образом, планирование модельных экспериментов преследует две основные цели:

• сокращение общего объема испытаний при соблюдении требова­нии к достоверности и точности их результатов;

• повышение информативности каждого из экспериментов в отдельности.

Поиск плана эксперимента производится в так называемом факторном пространстве.

Факторное пространство — это множество внешних и внутренних параметров модели, значения которых исследователь может контролировать в ходе подготовки и проведения модельного эксперимента.

Во многих случаях факторы могут носить не только количественный, но и качественный характер. Значения факторов обычно называют уровнями. Если при проведении эксперимента исследователь может изменять уровни факторов, эксперимент называется активным, в противном случае — пассивным.

Каждый из факторов имеет верхний и нижний уровни, расположенные симметрично относительно некоторого нулевого уровня. Точка в факторном пространстве, соответствующая нулевым уровням всех факторов, называется центром плана.

Интервалом варьирования фактора называется некоторое число J, прибавление которого к нулевому уровню даст верхний уровень, а вычитание — нижний.

Как правило, план эксперимента строится относительно одного (основного) выходного скалярного параметра Y, который называется наблюдаемой переменной.

При этом предполагается, что значение наблюдаемой переменной, полученное в ходе эксперимента, складывается из двух составляющих:

где f(x) — функция отклика (неслучайная функция факторов);

е(х) — ошибка эксперимента (случайная величина);

х — точка в факторном пространстве (определенное сочетание уровней факторов).

Очевидно, что у является случайной переменной, так как зависит от случайной величины е(х).

Дисперсия Dy наблюдаемой переменной, которая характеризует точность измерений, равна дисперсии ошибки опыта; Dy = De.

Dy называют дисперсией воспроизводимости эксперимента. Она харак­теризует качество эксперимента. Эксперимент называется идеальным при Dy = 0.

Сущ-ет два основных варианта постановки задачи планирования ими­тац. Эксп-та:

1. Из всех допустимых выбрать такой план, который позволил бы получить наиболее достоверное значение функции отклика f(x) при фиксированном числе опытов.

2. Выбрать такой допустимый план, при котором статистическая оценка функции отклика может быть получена с заданной точнос­тью при минимальном объеме испытаний.

Решение задачи планирования в первой постановке называется страте­гическим планированием эксперимента, во второй — тактическим планиро­ванием.

Стратегическое планирование имитационного эксперимента

Итак, цель методов стратегического планирования имитационных экспериментов — получение максимального объема информации об исследуемой сис­теме в каждом эксперименте (наблюдении). Другими словами, стратегическое планирование позволяет ответить на вопрос, при каком сочетании уровней внешних и внутренних факторов может быть получена наиболее полная и до­стоверная информация о поведении системы

При стратегическом планировании эксперимента должны быть решены две основные задачи:

1. Идентификация факторов.

2. Выбор уровней факторов.

Под идентификацией факторов понимается их ранжирование по степени влияния на значение наблюдаемой переменной (показателя эффективности).

По итогам идентификации целесообразно разделить все факторы на две группы — первичные и вторичные. Первичные — это те факторы, в исследо­вании влияния которых экспериментатор заинтересован непосредственно. Вторичные — факторы, которые не являются предметом исследования, но влияни­ем которых нельзя пренебречь.

Выбор уровней факторов производится с учетом двух противоречивых требований:

• уровни фактора должны перекрывать (заполнять) весь возможный диапазон его изменения;

• общее количество уровней по всем факторам не должно приводить к чрезмерному объему моделирования.

Отыскание компромиссного решения, удовлетворяющего этим требованиям, и является задачей стратегического планирования эксперимента.

Способы построения стратегического плана

Эксперимент, в котором реализуются всевозможные сочетания уровней факторов, называется полным факторным экспериментом (ПФЭ).

Общее число различных комбинаций уровней в ПФЭ для k факторов мож­но вычислить так:

где l_i — число уровней l-го фактора.

Если число уровней для всех факторов одинаково, то N = L^k (L. — число уровней).

Недостаток ПФЭ — большие временные затраты на подготовку и

Поэтому использование ПФЭ целесообразно только в том случае, если в ходе имитационного эксперимента исследуется взаимное влияние всех факто­ров, фигурирующих в модели.

Если такие взаимодействия считают отсутствующими или их эффектом пренебрегают, проводят частичный факторный эксперимент (ЧФЭ).

Известны и применяются на практике различные варианты построения планов ЧФЭ.

1 Рандомизированный план — предполагает выбор сочетания уров-J- ней для каждого прогона случайным образом. При использовании этого метода отправной точкой в формировании плана является число экспериментов, которые считает возможным (или необходимым) про­вести исследователь.

2 Латинский план (или «латинский квадрат») — используется в том случае, когда проводится эксперимент с одним первичным факто­ром и несколькими вторичными. Суть такого планирования состоит в следующем. Если первичный фактор А имеет l уровней, то для каждо­го вторичного фактора также выбирается l уровней. Выбор комбина­ции уровней факторов выполняется на основе специальной процеду­ры,

3 Эксперимент с изменением факторов по одному. Суть его состо­ит в том, что один из факторов «пробегает» все l уровней, а ос­тальные n-1 факторов поддерживаются постоянными. Такой план обеспе­чивает исследование эффектов каждого фактора в отдельности. Он требу­ет всего N = l₁ + l₂ + …+l_n прогонов (l_i— число уровней i-го фактора).

Еще раз подчеркнем, что такой план применим (как и любой ЧФЭ) только при отсутствии взаимодействия между факторами.

4 Дробный факторный эксперимент. Каждый фактор имеет два уровня — нижний и верхний, поэтому общее число вариантов эксперимента N = 2k, где k-число факторов.

Тактическое планирование эксперимента

Совокупность методов установления необходимого объема испытаний от­носят к тактическому планированию экспериментов.

Формирование простой случайной выборки

Поскольку имитационное моделирование представляет собой статистичес­кий эксперимент, то при его проведении необходимо не только получить до­стоверный результат, но и обеспечить его «измерение» с заданной точностью.

В общем случае объем испытаний (величина выборки), необходимый для получения оценок наблюдаемой переменной с заданной точностью, зависит от следующих факторов:

• вида распределения наблюдаемой переменной у (при статистическом эксперименте она является случайной величиной);

• коррелированности между собой элементов выборки;

• наличия и длительности переходного режима функционирования моделируемой системы.

Если исследователь не обладает перечисленной информацией, то у него имеется единственный способ повышения точности оценок истинного знания наблюдаемой переменной — многократное повторение прогонов моде для каждого сочетания уровней факторов, выбранного на этапе стратегического планирования эксперимента. Такой подход получил название «формирование простой случайной выборки» (сокращенно — ПСВ). Другими словами при использовании ПСВ каждый «пункт» стратегического плана просто выполняется повторно определенное число раз. При таком подходе общее число прогонов модели, необходимое для достижения цели моделирования, равно произведению Nc x Nt (Nc — число сочетаний уровней факторов по стратегическому плану; Nт — число прогонов модели для каждого сочетания, вычисленное при тактическом планировании).

Например, если для полного факторного эксперимента Nc = 64, а для обеспечения требуемой точности оценок nt должно быть равно 20, то общее число прогонов модели — 1280. Даже при использовании ПСВ до начала испытаний необходимо определить тот минимальный объем выборки, который обеспечит требуемую точность результатов.

Если случайные значения наблюдаемой переменной не коррелированны и распределение не изменяется от прогона к прогону, то выборочное среднее можно считать нормально распределенным. В этом случае число прогонов n_t, необходимое для того, чтобы истинное среднее наблюдаемой переменной лежало интервале уb с вероятностью (1 - ), определяется следующим образом:

где Z — значение нормированного нормального распределения, которое определяется по справочной таблице при заданном уровне значимости /2;

Dy — дисперсия;

b — доверительный интервал.

Если требуемое значение дисперсии Dy до начала эксперимента неизвестно, целесообразно выполнить пробную серию из L прогонов и вычислить на основе выборочную дисперсию, значение которой подставляют и получают предварительную оценку числа прогонов N_T. Затем выполняют оставшиеся N_T - L прогонов, периодически уточняя оценку и число прогонов N_T.

Методы понижения дисперсии

Основной недостаток методов планирования, основанных на использова­нии простой случайной выборки — медленная сходимость выборочных сред­них к истинным средним с ростом объема выборки N_T (пропорционально зна­чению квадратного корня из N_T). Это приводит к необходимости использова­ния методов уменьшения ошибок, не требующих увеличения N_T. Такие методы называются методами понижения дисперсии и делятся на три группы:

• активные (предусматривают формирование выборки специальным образом);

• пассивные (применяются после того, как выборка уже сформирована);

• косвенные (в которых для получения оценок наблюдаемой пере­менной используются значения некоторых вспомогательных величин).

Активных методов понижения дисперсии известно достаточно много. Выбор конкретного метода определяется, как правило, спецификой модели и целями эксперимента.

Существует три основных метода уменьшения ошибок, обусловленных наличием переходного периода:

• Значительное увеличение длительности прогона.

• Исключение из рассмотрения переходного периода.

• Инициализация модели при некоторых специально выбранных на­чальных условиях.

На практике снижения влияния переходного периода обычно добиваются одним из следующих способов:

• методом повторения; • методом подынтервалов; • методом циклов.

Метод стратифицированной выборки

Данный метод относится к группе пассивных методов понижения диспер­сии. Пассивные методы влияют на подготовку и проведение эксперимента, но реализуются па этапе обработки и анализа результатов моделирования. Суть метода стратифицированной выборки состоит в следующем.

Выборка разделяется на части, называемые слоями (стратами). При этом необходимо, чтобы значения элементов выборки как можно меньше различа­лись внутри одного слоя и как можно больше — между различными слоями. Внутри каждого слоя производят случайный отбор элементов и вычисляют среднее значение слоя у_i. Полученные оценки используют для вычисления МОЖ по выборке в целом:

где N, N_i, — объем всей выборки и i-то слоя соответственно,

k — число слоев.

Если считать, что оценки у_i независимы, то дисперсия по выборке в целом равна:

где Dy, — дисперсия для i-го слоя.

При удачном выборе слоев величины Dy, будут малы, а значит, и выбороч­ная дисперсия Dy будет предпочтительнее, чем для оценки, полученной метода­ми простой случайной выборки.

Косвенные методы понижения дисперсии основаны на том, что зачастую некоторые из выходных характеристик модели получить (вычислить) легче, чем другие. Их использование предполагает не только весьма глубокое знание сущности процессов, протекающих в системе, но и наличие формального oписания взаимной зависимости параметров модели. Основные методы анализа такой зависимости рассматриваются в следующем, заключительном разделе первой части книги.

Билет № 15

1. Банковские информационные системы. Особенности организации систем "банк-клиент".

Ответ:

Новые технологии помогают банкам, инвестиционным фирмам и страховым компаниям изменить взаимоотношения с клиентами и найти новые средства для извлечения прибыли. Аналитики сходятся во мнении, что новые технологии наиболее активно внедряют инвестиционные фирмы, затем следуют банки, а самыми последними их принимают на вооружение страховые компании.

Банковские компьютерные системы на сегодняшний день являются одной из самых быстро развивающихся областей прикладного сетевого программного обеспечения. Нужно отметить, что БС представляют из себя "лакомый кусочек" для любого производителя компьютеров и ПО. Поэтому почти все крупные компании разработчики компьютерной техники предлагают на этом рынке системы на базе своих платформ.

В качестве примеров передовых технологий, используемых в банковской деятельности, можно назвать базы данных на основе модели "клиент-сервер" (характерно использование ОС Unix и БД Oracle); средства межсетевого взаимодействия для межбанковских расчетов; службы расчетов, целиком ориентированных на Internet, или, так называемые, вирту виртуальные банки; банковские экспертно-аналитические системы, использующие принципы искусственного интеллекта, средства удаленного доступа к сетевым ресурсам для работы с сетями банкоматов и многое другое.

На мировом рынке существует масса готовых БС. Основной задачей, стоящей перед службой автоматизации западного банка, является выбор оптимального решения и поддержка работоспособности выбранной системы. В нашей стране ситуация несколько иная. В условиях стремительного возникновения новой для России банковской сферы вопросам автоматизации поначалу уделялось недостаточно внимания. Большинство банков пошло по пути создания собственных систем. Такой подход имеет свои достоинства и недостатки. К первым следует отнести: отсутствие необходимости в больших финансовых вложениях в покупку БС, приспособленность БС к условиям эксплуатации (в частности к существующим линиям связи), возможность непрерывной модернизации системы. Недостатки такого подхода очевидны: необходимость в содержании целого компьютерного штата, несовместимость различных систем, неизбежное отставание от современных тенденций и многое другое. Однако есть примеры приобретения и успешной эксплуатации российскими банками дорогостоящих банковских систем. Наиболее популярны сегодня смешанные решения, при которых часть модулей БС разрабатывается компьютерным отделом банка, а часть покупается у независимых производителей.

Системы банк-клиент

Банкоматы были первой попыткой банков обойти ограничения на осуществление расчетов из-за того, что отделения открыты только в рабочие часы, и снизить расходы на их содержание. Затем появились услуги по телефону. Затем возник новый подход к взаимодействию банка с клиентом - многие банки начали предоставлять банковские услуги на дому с помощью специялизированных систем "банк-клиент". Сначала такие услуги предоставлялись только по закрытым частным каналам. В настоящее время ситуация меняется в сторону использования Internet. Сейчас наиболее популярны смешанные решения.

Есть три модели оказания банковских услуг на дому, каждая из которых возлагает различную ответственность на финансовое учреждение, предлагающее данную услугу:

1.    Банк предоставляет пользовательский интерфейс, сеть и наполнение решения. При этом может использоваться система "банк-клиент", разработанная самим банком или специализированной фирмой производящей ПО.

2.    Посредник или провайдер услуг, например Intuit Services, берет на себя ответственность за пользовательский интерфейс и за сеть, в то время, как банк отвечает за наполнение.

3.     Предоставление услуг на дому с помощью Internet. В данном случае интерфейс представляет собой программу просмотра Web, в качестве сети выступает Internet, а наполнение зависит от банка. Вообще говоря, через узел Web финансовые институты могут предложить широкий спектр услуг. Таких, например, как представление оперативной информации о финансовых новостях, возможность управления счетами, электронная почта и удаленный доступ к персональной финансовой информации.

Схема использования системы "банк-клиент" такова: банк покупает (или разрабатывает) систему и затем продает или бесплатно предоставляет доступ к ней своим клиентам.

С точки зрения реализации финансовых услуг для банков система "банк-клиент" не представляет собой ничего принципиально нового, основные изменения касаются организационной сферы деятельности. Система "банк-клиент" позволяет всего лишь исключить из технологической цепочки обработки финансового документа процедуру передачи бумажного оригинала из рук клиента в руки операционистки и перевода его в электронную форму. Сопутствующие этому процессу операции идентификации и аутентификации документа тоже выполняются автоматически. В дальнейшем документ в электронном виде проходит абсолютно те же этапы обработки, предусмотренные существующей банковской технологией, что и бумажный документ.

Не следует ожидать немедленной прямой выгоды от внедрения системы за счет сокращения персонала или подобных мер. На первых порах эксплуатация системы потребует денег, выделения техники и обучения сотрудников для ее обслуживания. Возврат вложений происходит позднее и существенно зависит от качества внедренной системы.

Перспективы развития систем "банк-клиент"

В настоящее время стремительными темпами происходит внедрение систем электронного документооборота в различных предприятиях всех уровней. В соответствии с этим можно ожидать, что система "банк-клиент" в ближайшем будущем передаст часть своих сегодняшних функций внутренним средствам автоматизации предприятия. Как следствие этого существенно упростится экранный интерфейс. Одновременно резко возрастет количество типов документов, обрабатываемых системой, и количество различных внешних систем, с которыми она должна будет уметь взаимодействовать. Фактически система превратится в универсальную станцию внешнего документооборота, или EDI-станцию. Ее основными задачами станут следующие:

·       взаимодействие с различными внутренними и внешними автоматизированными системами;

·       обработка документов различного типа.

·       маршрутизация документов между пользователями и приложениями, использование соответствующих средств аутентификации и криптозащиты;

·       взаимодействие с различными транспортными системами телекоммуникаций, в том числе, с системами, работающими в режимах off-line и on-line.

Система "банк-клиент" в настоящее время превращается в необходимый вид сервиса, который каждый солидный банк должен предоставить своим клиентам. В условиях повсеместного перехода от бумажного к электронному документообороту, наличие такой системы зачастую определяет выбор клиентом того или иного банка. Кроме того, при удачной реализации система "банк-клиент" может использоваться банком для организации документооборота со всеми своими партнерами - любыми физическими и юридическими лицами.

2. Основные понятия объектно-ориентированного подхода. Диаграмма прецедентов использования, диаграммы классов объектов (Class diagramm), диаграммы состояний (Statechart diagramm), диаграмма взаимодействия объектов (interaction diagramm), диаграмма деятельностей, диаграммы пакетов, диаграммы компонентов и размещения.

Ответ:

Основные понятия объектно-ориентированного подхода: объекты, классы и методы. Под объектом следует понимать математическое представление сущности реального мира (или предметной области), которое используется для моделирования. Классом следует называть весьма общую сущность, которая может быть определена как совокупность элементов. Метод  - операция, которая определена над объектами того или иного класса.

Структурная декомпозиция ИС на основе объектно-ориентированного подхода отличается от функционально-ориентированного подхода лучшей способностью отражать динамическое поведение системы в зависимости от возникающих событий. В этом плане модель проблемной области рассматривается как совокупность взаимодействующих во времени объектов. В настоящее время для объектно-ориентированного моделирования проблемной области широко используется унифицированный язык моделирования UML (Unified Modeling Language), который разработан группой ведущих компьютерных фирм мира OMG (Object Management Group) и фактически является стандартом по объектно-ориентированным технологиям. Язык UML реализован многими фирмами - производителями программного обеспечения в рамках CASE-технологий, например Rational Rose (Rational), Natural Engineering Workbench (Software AG), ARIS Toolset (IDS prof. Scheer) и др.

Система объектно-ориентированных моделей в соответствии с нотациями UML включает в себя следующие диаграммы:

1) диаграмму прецедентов использования (Use-case diagram), которая отображает функциональность ИС в виде совокупности выполняющихся последовательностей транзакций;

2) диаграмму классов объектов (Class diagram), которая отображает структуру совокупности взаимосвязанных классов объектов аналогично ER-диаграмме функционально-ориентированного подхода;

3) диаграммы состояний (Statechart diagram), каждая из которых отображает динамику состояний объектов одного класса и связанных с ними событий;

4) диаграммы взаимодействия объектов (Interaction diagram), каждая из которых отображает динамическое взаимодействие объектов в рамках одного прецедента использования;

5) диаграммы деятельностей (Activity diagram), которые отображают потоки работ во взаимосвязанных прецедентах использования (могут декомпозироваться на более детальные диаграммы);

6) диаграммы пакетов* (Package diagram), которые отображают распределение объектов по функциональным или обеспечивающим подсистемам (могут декомпозироваться на более детальные диаграммы);

7) диаграмму компонентов (Component diagram), которая отображает физические модули программного кода;

8) диаграмму размещения (Deployment diagram), которая отображает распределение объектов по узлам вычислительной сети.

3. Основные объекты имитационной модели. Граф модели, транзакты, узлы графа, события, ресурсы, пространство.

Ответ:

Основные объекты модели

Моделирующая система выполняет следующие основные функции:

1) предоставляет разработчику средства для формализованного описания дискретных компонентов, дисциплин выполнения различ­ных работ, для задания структуры графа и привязки объектов моде­ли к координатной сетке общего информационного поля;

2) осуществляет координацию событий, определение путей прохождения транзактов, изменение состояний узлов и передачу управления моделям непрерывных компонентов.

Существуют шесть основных понятий, на которых базируется концепция моделирующей системы.

1. Граф модели. Все процессы, независимо от количества уров­ней структурного анализа, объединяются в виде направленного графа.

2. Транзакт - это формальный запрос на какое-либо обслуживание. Транзакт в отличие от обычных заявок, которые рассматриваются при анализе моделей массового обслуживания, имеет набор динамически изменяющихся особых свойств и параметров. Пути миграции транзактов по графу стохастической сети определяются логикой функционирования компонентов модели в узлах сети.

Транзакт является динамической единицей любой модели, рабо­тающей под управлением имитатора.

Транзакт может выполнять следующие действия:

• порождать группы (семейства) других транзактов;

• поглощать другие транзакты конкретного семейства;

• захватывать ресурсы и использовать их некоторое время, а за­тем - освобождать;

• определять времена обслуживания, накапливать информацию о пройденном пути и иметь информацию о своем дальнейшем пути и о путях других транзактов.

Основные параметры транзактов:

• уникальный идентификатор транзакта;

• идентификатор (номер) семейства, к которому принадлежит транзакт;

• наборы различных ресурсов, которые транзакт может захваты­вать и использовать какое-то время;

• время жизни транзакта;

• приоритет - неотрицательное число; чем больше приоритет, тем приоритетнее транзакт (например, в очереди);

• параметры обслуживания в каком-либо обслуживающем уст­ройстве (включая вероятностные характеристики).

Примеры транзактов:

• требование на перечисление денег;

• заказ на выполнение работ в фирме;

• телеграмма, поступающая на узел коммутации сообщений;

• сигнал о загрязнении какого-либо пункта местности;

• приказ руководства;

• покупатель в магазине;

• пассажир самолета;

• проба загрязненной почвы, ожидающая соответствующего анализа.

З.Узлы графа сети представляют собой центры обслуживания транзактов (но необязательно массового обслуживания). В узлах транзакты могут задерживаться, обслуживаться, порождать семейст­ва новых транзактов, уничтожать другие транзакты. С точки зрения вычислительных процессов в каждом узле порождается независи­мый процесс. Вычислительные процессы выполняются параллельно и координируют друг друга. Они реализуются в едином модельном времени, в одном пространстве, учитывают временную, пространст­венную и финансовую динамику.

Примеры узлов:

• счет бухгалтерского учета;

• бухгалтерия;

• производственный (ремонтный) участок;

• генератор или размножитель транзактов;

• транспортное средство, которое перемещает ресурсы из одной точки пространства в другую;

• передвижная лаборатория;

• компьютерный центр коммутации сообщений (или пакетов со­общений);

• склад ресурсов.

4.Событием называется факт выхода из узла одного транзакта. События всегда происходят в определенные моменты времени. Они могут быть связаны и с точкой пространства. Интервалы между двумя соседними событиями в модели - это, как правило, случайные величины. Если в модель вклю­чены непрерывные компоненты, то очевидно, что передать управле­ние таким компонентам модели можно только на время в пределах интервала Разработчик модели практически не может управлять событиями вручную (например, из программы). Поэтому функция управления событиями отдана специальной управляющей программе - координатору, автоматически внедряемому в состав модели.

5.Ресурс независимо от его природы в процессе моделирования может характеризоваться тремя общими параметрами: мощностью, остатком и дефицитом. Мощность ресурса - это максимальное число ресурсных единиц, которые можно использовать для различных це­лей. Остаток ресурса - число незанятых на данный момент единиц, которые можно использовать для удовлетворения транзактов. Дефицит ресурса - количество единиц ресурса в суммарном запросе тран­зактов, стоящих в очереди к данному ресурсу.

При решении задач динамического управления ресурсами можно выделить три основных типа: материальные, информационные и денежные ресурсы.

6. Пространство - географическое, декартова плоскость (можно ввести и другие). Узлы, транзакты и ресурсы могут быть привязаны к точкам пространства и мигрировать в нем.

Внутренняя реализация модели использует объектно-ориентированный способ представления экономических процессов. Транзакты, узлы, события и ресурсы - основные объекты имитаци­онной модели.

В различных моделирующих системах имеются разные способы представления узлов графа. Это связано с отличительными свойст­вами таких систем. В системе Pilgrim имеется всего 17 типов узлов, которые функционально перекрывают все воз­можности блоков GPSS и предоставляют дополнительные средства:

• возможность работы с непрерывными процессами;

• моделирование пространственной динамики;

• работу с ресурсами, представляющими собой деньги и мате­риальные ценности, счета бухгалтерского учета, банковские счета.

Билет № 16

1. Информационные системы анализа финансовой деятельности предприятия и бизнес-планирования.

Ответ:

1 Технология составления бизнес-планов

Чтобы предприятие эффективно функционировало, т.е. приносило прибыль, необходимо заранее продумывать и планировать все экономические аспекты его деятельности. Наиболее перспективным в данной ситуации является бизнес-планирование.

Бизнес-план - это обычно план на год, который также составляется на ежегодной основе. Иногда он неоднократно пересматривается в течение года. Как правило, он является результатом совещания управленческого состава, на котором сводятся планы продаж, инвестиций, развития основных средств и потребности в капитале и бюджетирование.

Бизнес-план – это документ, в котором описываются все основные аспекты предпринимательской деятельности, анализируются главные проблемы, с которыми может столкнуться предприниматель, и определяются основные способы решения этих проблем.

Различают 4 типа бизнес-планов:

1) Внутренний бизнес-план.

2) Бизнес-план для получения кредитов.

3) Инвестиционный бизнес-план.

4) Бизнес-план финансового оздоровления.

Программное обеспечение бизнес-планирования

Современные компьютерные программы по составлению бизнес-планов удовлетворяют всем международным требованиям. Информационные технологии позволяют не только посчитать все необходимые показатели, но и построить графики, рассчитать варианты финансирования, провести анализ по принципу «что если?».

Наиболее распространенной в нашей стране является программа Project Expert.

Программный комплекс Project Expert, созданный российской фирмой "Про-Инвест Колсалтинг", – это инструмент для построения финансовой мо­дели предприятия, действующего в условиях рынка.

2. Понятие прототипного проектирования. Приемы быстрой разработки приложений rad. Варианты создания системы прототипа.

Ответ:

Основное желание заказчика ИС ‑ получить готовое приложение высокого качества быстро при минимальных затратах на его разработку. Вкладывая значительные средства на создание системы, заказчики желают контролировать процесс разработки. Критерием качества должно быть наиболее полное удовлетворение требований заказчиков на момент введения системы в эксплуатацию.

Одним из условий обеспечения высокого качества создаваемых ИС является активное вовлечение конечных пользователей в процесс разработки предназначенных для них интерактивных систем, что нашло отражение в методологии прототипного проектирования. Ядром этой методологии является быстрая разработка приложений RAD.

Область самостоятельной разработки информационных систем конечными пользователями ограничена. Такой вариант может быть применим для решения простых задач информационно-поискового и сводного характера.

При создании более сложных корпоративных ИС пользователям необходимо работать совместно с проектировщиками на протяжении всего периода разработки. Одним из путей повышения качества и эффективности создаваемых таким образом систем является применение технологии прототипного проектирования.

Данная технология обеспечивает создание на ранней стадии реализации действующей интерактивной модели системы, так называемой системы-прототипа, позволяющей наглядно продемонстрировать пользователю будущую систему, уточнить его требования, оперативно модифицировать интерфейсные элементы: формы ввода сообщений, меню, выходные документы, структуру диалога, состав реализуемых функций.

В процессе работы с системой-прототипом пользователь реально осознает возможности будущей системы и определяет наиболее удобный для него режим обработки данных, что значительно повышает качество создаваемых систем. Осуществляются проверка принципиальных проектных решений по составу и структуре ИС и оценка основных ее эксплуатационных характеристик.

Вовлечение пользователей в процесс проектирования и конструирования приложения позволяет получать замечания и дополнения к требованиям непосредственно в процессе проектирования приложения, сокращая время разработки. Представители заказчика получают возможность контролировать процесс создания системы и влиять на ее функциональное наполнение. Результатом является сдача в эксплуатацию системы, учитывающей большинство потребностей заказчиков.

Согласованная система-прототип служит спецификацией для дальнейшей разработки ИС, что позволяет на ранних этапах проектирования выявить возможные ошибки проектирования и определить параметры будущей системы.

Рассмотрим основные возможности и преимущества быстрой разработки прототипа ИС.

Все приемы для быстрой разработки приложений RAD служат одновременно для обеспечения высокого качества продукта и низкой стоимости разработки. К числу этих приемов относятся:

1) разработка приложения итерациями;

2)необязательность полного завершения работ на каждом из этапов жизненного цикла для начала работ на следующем;

3)обязательное вовлечение пользователей в процесс проектирования и построения системы;

4) высокая параллельность работ;

5) повторное использование частей проекта

6) необходимое применение CASE-средств, обеспечивающих техническую целостность на этапах анализа и проектирования;

7) применение средств управления конфигурациями, облегчающее внесение изменений в проект и сопровождение готовой системы;

8) использование автоматических генераторов (мастеров);

9) использование прототипирования, позволяющего полнее выяснить и удовлетворить потребности конечного пользователя;

10) тестирование и развитие проекта, осуществляемые одновременно с разработкой нескольких версий прототипа.

Каждое из перечисленных положений в отдельности способствует повышению скорости, улучшению качества, но только их совместное применение вызывает качественные изменения в процессе разработки.

Неполное завершение работ на каждом этапе позволяет переходить на следующий этап, не дожидаясь полного завершения работы на текущем этапе. При итеративном способе разработки ИС недостающую работу можно будет выполнить на следующей итерации. Главная же задача ‑ как можно быстрее показать пользователям системы работоспособный продукт, тем самым активизируя процесс уточнения и дополнения требований.

Основная проблема процесса разработки ИС по RAD-технологии заключается в определении момента перехода на следующий этап. Для ее решения необходимо ввести временные ограничения на каждый из этапов жизненного цикла. Переход осуществляется в соответствии с планом, даже если не вся запланированная работа закончена. План составляется на статистических данных, полученных в предыдущих проектах, и личного опыта разработчиков с использованием инструментов автоматизации процесса планирования. Средства автоматизации планирования являются важным элементом при разработке приложений по методологии RAD. Они применяются для определения состава и объема работ, необходимого числа разработчиков, распределения работ между участниками проекта, контроля за ходом выполнения работ и динамической корректировкой плана.

Для реализации технологии прототипного проектирования необходимо применять высокоуровневые инструментальные средства, которые позволяют быстро преобразовать прототип системы в функционирующую версию и внести в нее в дальнейшем необходимые изменения.

Такие инструментальные средства можно условно разделить на два класса: инструменты быстрой разработки приложения в развитых СУБД ‑ класс DEVELOPER и интегрированные инструменты быстрой разработки приложений ‑ класс BUILDER.

Накопленный опыт использования RAD-технологии показывает, что существуют два базовых варианта организации технологического процесса проектирования с использованием систем-прототипов.

В первом варианте создание системы-прототипа используется для лучшей спецификации требований к разработке ИС, после разработки которых сам прототип оказывается ненужным. В этом случае традиционно разрабатывается «Постановка задачи», документация которой является спецификацией системы-прототипа. После демонстрации пользователю и доработки прототипа разрабатывается новая «Постановка задачи», которая служит основой создания действующей ИС.

Основным недостатком первого варианта использования прототипирования является неэффективное использование системы-прототипа, а именно: прототипы не используются в дальнейшей разработке ИС после того, как выполнили свою первую задачу ‑ устранили неясности в проекте.

Второй вариант предполагает итерационное развитие системы-прототипа в готовый для эксплуатации программный продукт. Итерации разработки системы-прототипа включают создание/модификацию системы-прототипа, ее демонстрацию пользователю и согласование, разработку новых спецификаций-требований к системе, новую модификацию и т.д., пока не будет создано готовое приложение. Документацию компонентов системы-прототипа непосредственно составляют спецификации, которые являются требованиями к программной реализации системы и определяют характер взаимоотношений с заказчиком на этапе сдачи готовой системы.

Итерационное использование прототипного подхода к разработке ИС обеспечивает экономию ресурсов на проектирование, а самое главное, ‑ резкое сокращение времени на разработку и внедрение готовой к эксплуатации системы. При этом основным достоинством прототипной технологии является значительное снижение объема доработок ИС при ее внедрении, который для традиционных методов проектирования, как показывает опыт, соразмерен с затратами на первоначальную реализацию.

3. Обработка и анализ результатов имитационного моделирования. Оценка качества имитационной модели, влияния и взаимосвязи факторов.

Ответ:

Решения, принимаемые исследователем по результатам имитационного моделирования, могут быть конструктивными только при выполнении 2 основных условий:

• полученные результаты обладают требуемой точностью и достоверностью;

• исследователь способен правильно интерпретировать полученные результаты и знает, каким образом они могут быть использованы.

Оценка качества имитационной модели

Оценка качества модели является завершающим этапом ее разработки и преследует две цели:

• проверить соответствие модели ее предназначению (целям исследования);

• оценить достоверность и статистические характеристики результа­тов, получаемых при проведении модельных экспериментов.

При аналитическом моделировании достоверность результатов определяет­ся двумя основными факторами:

• корректным выбором математического аппарата, используемого для описания исследуемой системы;

• методической ошибкой, присущей данному математическому методу

При имитационном моделировании на достоверность результатов влияет целый ряд дополнительных факторов, основными из которых являются:

• моделирование случайных факторов, основанное на использовании датчиков СЧ, которые могут вносить «искажения» в поведение модели;

• наличие нестационарного режима работы модели;

• использование нескольких разнотипных математических методов в рамках одной модели;

• зависимость результатов моделирования от плана эксперимента;

• необходимость синхронизации работы отдельных компонентов мо­дели;

• наличие модели рабочей нагрузки, качество которой зависит, в свою очередь, от тех же факторов.

Пригодность имитационной модели для решения задач исследования ха­рактеризуется тем, в какой степени она обладает так называемыми целевыми свойствами. Основными из них являются: • адекватность; • устойчивость; • чувствительность.

Ниже рассмотрены некоторые способы проведения оценки модели по каж­дому из них.

Оценка адекватности модели

В общем случае под адекватностью понимают степень соответствия моде­ли тому реальному явлению или объекту, для описания которого она строится.

Вместе с тем, создаваемая модель ориентирована, как правило, на исследо­вание определенного подмножества свойств этого объекта. Поэтому можно считать, что адекватность модели определяется степенью ее соответствия не столько реальному объекту, сколько целям исследования. В наибольшей степе­ни это утверждение справедливо относительно моделей проектируемых систем (т.е. в ситуациях, когда реальная система вообще не существует).

Итак, каким же образом можно оценить адекватность разработанной моде­ли реально существующей системе?

Процедура оценки основана на сравнении измерений на реальной системе и результатов экспериментов на модели и может проводиться различными спо­собами. Наиболее распространенные из них:

• по средним значениям откликов модели и системы;

• по дисперсиям отклонений откликов модели от среднего значения откликов системы;

• по макс-му значению относительных отклонений откликов модели от откликов системы.

В результате N₀ опытов на реальной системе получают множество значе­ний (выборку) У*. Выполнив N_M экспериментов на модели, также получают множество значений наблюдаемой переменной Y.

Затем вычисляются оценки математического ожидания и дисперсии откликов модели и системы, после чего выдвигается гипотеза о близости средних значений величин Y* и Y (в статистическом смысле). Основой для проверки гипотезы является t-статистика (распределение Стьюдента). Ее значение, вычисленное по результатам испытаний, сравнивается с критическим значением, t_кр, взятым из справочной таблицы. Если выполняется неравенство t_n<t_кр то гипотеза принимается.

Оценка устойчивости

Устойчивость модели — это ее способность сохранять адекватность при исследовании эффективности системы на всем возможном диапазоне рабочей нагрузки, а также при внесении изменений в конфигурацию системы.

Каким образом может быть оценена устойчивость модели? Универсальной процедуры проверки устойчивости модели не существует. Разработчик вынуж­ден прибегать к методам «для данного случая», частичным тестам и здравому смыслу. Часто бывает полезна апостериорная проверка. Она состоит в сравне­нии результатов моделирования и результатов измерений на системе после вне­сения в нее изменений. Если результаты моделирования приемлемы, уверен­ность в устойчивости модели возрастает.

В общем случае можно утверждать, что чем ближе структура модели структуре системы и чем выше степень детализации, тем устойчивее модель.

Устойчивость резу-тов моделирования может быть также оценена мето­дами математической статистики. В генеральной совокупности исследователя обыч­но интересует некоторый признак, который обусловлен случайностью и может иметь кач-й или количественный характер.

В данном случае именно устойчивость результатов моделирования можно рассматривать как признак, подлежащий оценке. Для проверки гипотезы об устойчивости результатов может быть использован критерий Уилкоксона.

Критерий Уилкоксона служит для проверки того, относятся ли две выборки к одной и той же генеральной совокупности (т.е. обладают ли они одним и тем же статистическим признаком).

Оценка чувствительности

Очевидно, что устойчивость является положительным свойством модели. Однако если изменение входных воздействий или параметров модели (в неко­тором заданном диапазоне) не отражается на значениях выходных параметров параметров, то польза от такой модели невелика (ее можно назвать «бесчувственной»). В связи с этим возникает задача оценивания чувствительности мод. к измене­нию параметров рабочей нагрузки и внутренних параметров самой сис-ы.

Такую оценку проводят по каждому параметру Х в отдельности. Основана она на том, что обычно диапазон возможных изменений параметра известен. Одна из наиболее простых и распространенных процедур оценивания состоит в следующем:

1. Вычисляется величина относительного среднего приращения пара­метра X_k:

2. Проводится пара модельных экспериментов при значениях X_k=X_kmax и X_k=X_kmin и средних фиксированных значениях остальных параметров. Определяются значения отклика модели Y₁=f(X_kmax) и Y₂=f(X_kmin).

3. Вычисляется ее относительное приращение наблюдаемой пере­менной Y:

В результате для k-то параметра модели имеют пару значений (X_k, Y), характеризующую чувствительность модели по этому параметру.

Аналогично формируются пары для остальных параметров модели, которые образуют множество {X_k, Y } .

Данные, полученные при оценке чувствительности модели, могут быть ис­пользованы, в частности, при планировании экспериментов: большее внимание должно уделяться тем параметрам, по которым модель является более чувстви­тельной.

Калибровка модели

Если в результате проведенной оценки качества модели оказалось, что ее целевые свойства не удовлетворяют разработчика, необходимо выполнить ее калибровку, т.е. коррекцию с целью приведения в соответствие предъявляемым требованиям.

Как правило, процесс калибровки носит итеративный характер и состоит из трех основных этапов:

1. Глобальные изменения модели (например, введение новых процес­сов, изменение типов событий и т.д.).

2. Локальные изменения (в частности, изменение некоторых законов распределения моделируемых случайных величин).

3. Изменение специальных параметров, называемых калибровочными.

На первый взгляд, структурные изменения модели, как более сложные, должны рассматриваться только после того, как все попытки откалибровать модель путем изменения параметров и локальных модификаций окажутся безу­спешными. Однако такая стратегия может скрыть структурное несоответствие или недостаточную степень детальности модели. В этом смысле начинать ка­либровку с внесения глобальных изменений значительно безопаснее.

Вообще целесообразно объединить оценку целевых свойств ИМ и ее ка­либровку в единый процесс. Именно такая стратегия принята в статистическом методе калибровки, описанном ниже.

Процедура калибровки состоит из трех шагов, каждый из которых является итеративным (рис.2.20).

Шаг 1. Сравнение выходных распределений.

Цель — оценка адекватности ИМ. Критерии сравнения могут быть различ­ны. В частности, может использоваться величина разности между средними значениями откликов модели и системы. Устранение различий на этом шаге основано на внесении глобальных изменений.

Шаг 2. Балансировка модели.

Основная задача — оценка устойчивости и чувствительности модели. По его результатам, как правило, производятся локальные изменения (но возмож­ны и глобальные).

Шаг 3. Оптимизация модели.

Цель этого этапа — обеспечение требуемой точности результатов. Здесь возможны три основных направления работ:

• дополнительная проверка качества датчиков СЧ;

• снижение влияния переходного режима;

• применение специальных методов понижения дисперсии.

Оценка влияния и взаимосвязи факторов

Отыскание аналитических зависимостей, связывающих между собой раз­личные параметры, фигурирующие в модели, может быть основано на совме­стном использовании группы методов математической статистики: дисперсион­ного, корреляционного и регрессионного анализа

Однофакторный и дисперсионный анализ

Его суть сводится к определению влияния на результат моделирования одного выбранного фактора.

Пусть, например, исследователя интересует средняя интенсивность отказов компьютера, и в созданной им модели учтены следующие факторы: интенсив­ность поступления заданий пользователей, интенсивность обращений в опера­тивную память, временные характеристики решаемых задач и интенсивность обращений к жесткому диску. Если предварительные данные говорят о том, что основной причиной отказов является ненадежная работа жесткого диска, то в качестве анализируемого фактора целесообразно выбрать интенсивность обращений к нему. Задача факторного анализа в данном случае состоит в том, чтобы оценить влияние указанного фактора на среднее число отказов.

Многофакторный дисперсионный анализ

Многофакторный дисперсионный анализ (МДА) позволяет оценивать вли­яние на наблюдаемую переменную уже не одного, а произвольного числа факторов. Точнее, МДА позволяет выбрать из группы факторов, участвующих в эксперименте, те, которые действительно влияют на его результат.

Необходимо отметить, что дисперсионный анализ может использоваться для оценки влияния факторов, имеющих как количественный характер, так и качественный, поскольку в уравнении дисперсионного анализа фигурируют не сами факторы, а только их «эффекты».

В том случае, если все факторы носят количественный характер, взаимо­связь между ними и наблюдаемой переменной может быть описана с помощью уравнения регрессии.

Корреляционный и регрессионный анализ

Это два близких метода, которые обычно используются совместно для ис­следования взаимосвязи между двумя или более непрерывными переменными.

Результаты корреляционного анализа позволяют делать статистические выводы о степени зависимости между переменными.

Величина линейной зависимости между двумя переменными измеряется посредством простого коэффициента корреляции, величина зависимости от нескольких — посредством множественного коэффициента корреляции.

В корреляционном анализе используется также понятие частного коэффи­циента корреляции, который измеряет линейную взаимосвязь между двумя пе­ременными без учета влияния других переменных.

Если корреляционный анализ позволил установить наличие линейной зави­симости наблюдаемой переменной от одной или более независимых, то форма зависимости может быть уточнена методами регрессионного анализа.

Для этого строится так называемое уравнение регрессии, которое связыва­ет зависимую переменную с независимыми и содержит неизвестные парамет­ры.

Билет № 17

1. ERP-СИСТЕМЫ. ОСНОВНЫЕ ПОДСИСТЕМЫ И ХАРАКТЕРИСТИКА ERP - СИСТЕМ, ПРЕДСТАВЛЕННЫХ НА РОССИЙСКОМ РЫНКЕ. ТРЕБОВАНИЯ К ERP-СИСТЕМЕ.

Интегрированные ERP-системы имеют в основе принцип создания единого хранилища данных, содержащего всю деловую информацию, накопленную организацией в процессе ведения бизнеса. Такие системы обладают рядом преимуществ:

поддерживают как различные типы производства, так и различные направления деятельности предприятия (применимы для многопрофильных предприятий);

наличие единого хранилища данных избавляет от необходимости передавать данные от подразделения к подразделению, соответственно нет потери информации: информация вводится в систему только один раз в том подразделении, где она возникает, хранится в одном месте и многократно используется всеми заинтересованными подразделениями;

скорость принятия решений возрастает, так как информация доступна для всех работников, имеющих необходимые полномочия;

оперативное отражение данных и результатов деятельности дает возможность принимать обоснованные управленческие решения в режиме реального времени.

Недостатком ERP-систем является ориентация только на внутреннюю среду предприятия без учета влияния внешней среды.

При внедрении ERP-решений необходимо провести мероприятия, которые принято называть "реинжинирингом бизнес-процессов" (BPR).

Поэтому перед началом внедрения ERP-системы многие предприятия должны пройти фазу реорганизации собственной деятельности в соответствии с бизнес-логикой, заложенной внутри ERP-системы.

Какими критериями должна обладать компания для того, чтобы система ERP давала больше ценностей, чем затрат.

Размер. если компания не достигла «критической массы», попытки использовать ERP могут затормозить ее развитие ( порог для использования ERP – более 10 сотрудников, коммерческий оборот - более $500 тыс).

Культура управления. Должна присутствовать регламентированная процедура обработки штатных и нештатных ситуаций. ERP не оставляет шансов для действий вне рамок определенных регламентов и, следовательно, существенно повышает управляемость и управленческую прозрачность компании.

Структура управления. ERP дает возможность воспринимать компанию в различных управленческих «срезах», определять прибыльность отдельных бизнес-направлений. В крупной компании всегда существует несколько направлений бизнеса. Не все они одинаково прибыльны для компании, некоторые могут оказаться и убыточными. Возможность определить вклад и затраты каждого из бизнес-направлений в деятельность компании и уметь управлять ими – важный элемент стабильности и процветания. Обеспокоенность руководства вопросом прибыльности отдельных бизнес-направлений свидетельствует о своевременности обращения к ERP.

Плановый рост. Если компания собирается расти на 100% и более в год, есть смысл задуматься об ERP, т.к. во многих случаях рост губительно сказывается на компаниях. При росте компании более чем 100% в год может произойти потеря фокуса, нарушение управляемости и, как следствие, стремительный рост затрат. Чтобы преодолеть негативные последствия стремительного роста, необходим управленческий базис, предусматривающий изменения в бизнес-направлениях. Тогда рост компании органично ляжет на подготовленную структуру, в которой возможны управление и контроль..

ERP (enterprise resource planning). систем планирования ресуров предприятий или «планирование ресурсов в масштабах предприятия» (Enterprise-wide Resource Planning). В основе ERP-систем лежит принцип создания единого хранилища данных, содержащего всю корпоративную бизнес-информацию: финансовую информацию; производственные данные; данные по персоналу и др. Наличие такого корпоративного хранилища устраняет необходимость в передаче данных от одной системы к другой (например, от производственной системы к финансовой и др.), а также обеспечивает одновременную доступность к информации любого числа сотрудников предприятия, обладающих соответствующими полномочиями (ряд зарубежных аналитиков даже считает, что целью ERP-систем является не столько улучшение производственной деятельности предприятия, сколько уменьшение затрат и усилий на поддержку его внутренних информационных потоков).

ERP-системы предназначены для управления всей финансовой и хозяйственной деятельностью предприятия. Они используются для оперативного предоставления руководству предприятия информации, необходимой для принятия управленческих решений, а также для создания инфраструктуры электронного обмена данными предприятия с поставщи­ками и потребителями. В ERP-системах реализованы следующие основные функциональные блоки:

Кроме того, для ERP-систем практически обязательным является наличие возможности электронного обмена данными с другими приложениями, а также моделирования ряда ситуаций, связанных, в первую очередь, с планированием и прогнозированием.

В соответствии с современными требованиями ERP-система должна включать также следующие модули:

• управления логистическими цепочками SCM;

• усовершенствованного планирования и составления производственных графиков;

• управления взаимоотношениями с клиентами— CRM;

• электронной коммерции ЕС;

• управления данными об изделии;

• автономный модуль, отвечающий за конфигурирование системы;

• окончательного (детализированного) планирования ресурсов FRP (Finite Resource Planning).

По данным, полученным после изучения 13 отраслей американской промышленности и 800 компаний выяснилось какую долю своего бюджета тратят предприятия на ERP-системы: высокотехнологичные компании — 28%; фармацевтические компании — 20%, финансовые компании — 15%.

Можно выделить следующие основные причины, вследствие которых предприятия во всем мире стремятся к внедрению ERP- систем:

• Главная цель внедрения - интеграция всех бизнес-процессов предприятия по единым правилам и обеспечение оперативного получения информации руководством о всех сторонах деятельности предприятия.

• Возможность замены множества автономных корпоративных приложений одной ERP-системой. Например, одна известная в мире нефтедобывающая компания после внедрения перестала пользоваться примерно 350 унаследованными приложениями.

• Повышение конкурентоспособности предприятия.

• Общие рекомендации по выбору ERP-системы

• Наибольший эффект от внедрения ERP-системы достигается при максимальной заинтересованности руководства предприятия в успехе всего проекта и основная нагрузка и ответственность за правильность выбора ERP-системы лежит на руководстве предприятия.

• Главное при выборе ERP-системы - это то, какие новые преимущества даст предприятию ее внедрение. Что может дать ERP-система для бизнеса, и какое влияние она способна оказать на прибыльность предприятия и себестоимость его продукции (при этом необходимо всегда учитывать, что стоимость поставки, внедрения и сопровождения ERP-системы не может быть дороже стоимости всего бизнеса предприятия).

Чрезвычайно важным моментом является и правильный выбор разработчика ERP-системы, который должен не просто поставить свое ПО компании-клиенту, а стать ее долговременным партнером. Фактически покупается не просто набор программ с документацией, а работа и опыт сформировавшейся команды компании-разработчика ERP-системы, несущей различные виды ответственности (начиная от юридической и заканчивая моральной) за качество и эффективность работы установленного (и сопровождаемого) ПО.

2. Наращение в экономических расчетах: простые и сложные проценты, формулы и область применения, способы учета базы измерения времени.

Процесс увеличения суммы денег в связи с начислением и присоединением процентов называют наращением или ростом первоначальной суммы, иногда - компаудингом.

Под наращенной суммой ссуды (выданных в долг или инвестированных денег; долга, депозита) понимают первоначальную ее сумму с начисленными процентами к концу срока.

Наращенная сумма определяется умножением первоначальной суммы долга на множитель наращения.

Множитель наращения показывает, во сколько раз наращенная сумма больше первоначальной.

Проценты различаются по базе для их начисления. Если применяется постоянная база используют простые проценты.

Если за базу принимается сумма, полученная на предыдущем этапе наращения, т. е. переменная база – используют сложные проценты, т. е., проценты начисляются на проценты.

Наращение по простым ставкам.

Простые проценты — это метод расчета дохода кредитора от предоставления денег в долг заемщику. Сущность простых процентов заключается в том, что они начисляются на одну и ту же постоянную величину капитала в течение всего срока ссуды.

Для записи формулы наращения простых процентов введем обозначения:

I  – проценты за весь срок ссуды (процентный платеж), P – первоначальная сумма долга, S – наращенная сумма, или сумма в конце срока, i  –  годовая ставка процентов (ставка наращения в виде десятичной дроби), ix – ставка процентов в процентах, n – срок ссуды, лет.Начисленные проценты за каждый год равны Pi.

Проценты, начисленные за весь срок составят I=Pni

Наращенная сумма находится как S=P+I=P+Pni=P(1+ni).

Формулу        S=P(1+ni)       (1)

называют формулой наращения по простым процентам или кратко — формулой простых процентов.

Множитель (1+ni) называют множителем наращения простых процентов.

Способы учета базы измерения времени при наращении.

Общий срок ссуды выразим в виде дроби: n = t / k, где

t –  число дней ссуды,

к – число дней в году или временная база.

Если k=360, за базу измерения времени берут год, условно состоящий из 360 дней (12 месяцев по 30 дней) и получают обыкновенные или коммерческие проценты.

Если k=365 (366), за базу берут действительное число дней в году (365 или 366), то получают точные проценты.

При определении числа дней пользования ссудой также применяются два подхода:

- точный (t),

- приближенный (30).

В первом случае подсчитывается фактическое число дней между датами, во втором – принимается равным 30 дням.

И в том, и в другом случае день выдачи и день погашения считается за один день. Во многих странах первый день не учитывается, а последний учитывается.

Таким образом, имеется три практически применяемых варианта оценки:

1.      Обыкновенные проценты с приближенным числом дней ссуды – применяются в Германии, Дании, Швеции, России (360/360).

В России при исчислении процентов количество дней в месяце условно принимается за 30, а в году за 360. В месяцах, имеющих 31 день, 31 число в расчет не принимается, а в феврале остаток за последнее число повторяется столько раз, сколько дней недостает до 30.

2.      Обыкновенные проценты с точным числом дней (365/360). Они распространены в операциях коммерческих банков Франции, Бельгии, Испании, Швейцарии, Югославии.

3.      Точные проценты с точным числом дней (365/365). Применяются в Португалии, Англии, США, а также при расчетах центрального банка с контрагентами.

Вариант расчета с точными процентами и приближенным числом дней ссуды лишен смысла.

При этом возможно использование либо американского, либо европейского метода определения приближенного числа дней ссуды.

Наращение по сложным ставкам. 

 В средне- и долгосрочных финансово-кредитных операциях, если проценты не выплачиваются, а присоединяются к сумме долга, для наращения применяют, сложные проценты.

База для начисления сложных процентов (в отличие от простых) не остается постоянной — она увеличивается с каждым шагом во времени, и процесс роста первоначальной суммы долга происходит с ускорением. Найдём формулу для расчета наращенной суммы при условии, что проценты начисляются и капитализируются один раз в году, т. е. применяется сложная годовая ставка наращения. Очевидно, что в конце первого года проценты равны величине Pi, а наращенная сумма составит: S₁ =P (1+i), К концу второго года составит:

S₂ =S₁ (1+i)=P (1+i)(1+i)=P (1+i)²

S₃ =S₂ (1+i)=P (1+i)²(1+i)=P (1+i)³ и т.д.

В конце n-го года наращенная сумма будет равна:

S=P (1+i) ⁿ

где: P – первоначальная сумма долга, S  – наращенная сумма, n  – срок, число лет наращения, i   – ставка наращения по сложным процентам, i_n – ставка наращения по простым процентам (когда речь идет одновременно о простых и сложных процентах i_c – ставка наращения по сложным процентам).

Величину 1+i называют сложным декурсивным коэффициентом.

Величину q=(1+i) ⁿ называют множителем наращения по сложным процентам – он показывает конечную стоимость одной денежной единицы, вложенной под сложные проценты декурсивно

Если i-ставка за полугодие, то n-число полугодий, Если i-ставка за квартал, то n-число кварталов и т.д.

На практике, как правило, в контрактах фиксируется не ставка за период, а годовая ставка, и одновременно указывается период начисления процентов, как в предыдущем примере «12% годовых с поквартальным начислением процентов».

Пусть годовая ставка равна j, а число периодов начисления в году равно m. Таким образом, каждый раз проценты начисляются по ставке j/m. Ставку j называют номинальной.

Формула наращения примет вид: S=P (1+j/m)^N,    где m – число периодов начисления в году, j   – номинальная годовая ставка, N – общее количество периодов начисления (N=mn)

Для случаев, когда n не является целым числом, множитель наращения определяется двумя способами:

на основе общего метода:

(1+i) ⁿ=(1+i) ^na (1+i) ^nb                                                     

или на основе смешанного метода:

(1+i) ^na (1+nbi),                                    

т. е. за целое количество периодов начисления – по сложной ставке, за дробную часть – по простой процентной ставке.

Где n=n_a+n_b

n_a- целое число периодов,

n_b- дробная часть периода.

При выборе метода расчета множителя наращения следует иметь в виду, что величина множителя наращения по второму способу больше, чем по первому:

(1+i) ^na (1+nbi)>(1+i) ⁿ

В практике некоторых финансовых организаций предусматривается начисление процентов только за целые периоды начисления.

3. Особенности формализации и имитационного моделирования материальных, информационных и денежных ресурсов.

Имитация работы с материальными ресурсами. Особенности формализации и моделирования. Материальные ресурсы подразделяются на две разновидности: 1)неперемещаемые и 2)перемещаемые. Неперемещаемый ресурс выде­ляется в определенном месте (как в реальности, так и в модели). На­пример, мастер в парикмахерской - это один элемент ресурса, выде­ляемый клиенту для обслуживания (стрижки и бритья). Этот эле­мент не может перемещаться вместе с клиентом (транзактом). После обслуживания одного клиента он либо приступит к обслуживанию следующего, если есть очередь, либо будет отдыхать.

Перемещаемый ресурс выделяется клиенту, после чего клиент использует его в других местах и возвращает только при отсутствии необходимости дальнейшего использования. Например, ресурс - это гараж; клиенту можно выделить три грузовика для использования в работах, проводимых в других местах (естественно, не в гараже).

Неперемещаемый ресурс (рис. 2.4) представляет собой «базу», на которой расположены (или к которой приписаны) какие-то ресурс­ные единицы; их можно использовать только на базе. Поток транзактов поступает в очередь к ресурсу.

Неперемещаемый ресурс имитируется в виде многоканального обслуживающего прибора. Каждой ресурсной единице соответству­ет один канал обслуживания. Канал принимает в себя транзакт (или захватывается транзактом) на время, которое может зависеть от ат­рибутов узла, транзакта и других параметров. Очередь в имитацион­ной модели описывается в виде узла queue, а многоканальный об­служивающий прибор - узлом типа serv.

Рис. 2.4. Схема получения и освобождения транзактами элементов неперемещаемого ресурса - каналов узла serv: N - число каналов обслуживания (парикмахеров)

По истечении времени обслуживания канал (элемент ресурса) безусловно освобождается, а транзакт переходит в следующий узел. Очередь может быть как с приоритетами, так и без приоритетов. Ка­налы могут работать в режиме прерывания обслуживания менее приоритетных транзактов более приоритетными.

В моделях автоматически определяются задержка в очереди и загрузка неперемещаемого ресурса. Число свободных каналов в serv - это остаток ресурса, а количество транзактов в очереди queue - это дефицит ресурса. Мощность базируемого ресурса N -величина постоянная.

Перемещаемый ресурс представляет собой «склад» единиц ре­сурса, количество которых известно. Число таких складов не регламентировано. Транзакт попадает в очередь к складу и требует выде­ления определенного числа единиц ресурса. Склад ресурсов описы­вается в имитационной модели в виде узла attach. В узле attach обра­зуется очередь транзактов, которая может быть организована в хро­нологическом порядке или по приоритетным правилам:

• по заранее заданным

приоритетам транзактов;

• при равенстве приоритетов транзактов происходит их допол­нительное ранжирование - чем меньше транзакт запрашивает еди­ниц, тем он более приоритетный.

Обслуживанием транзактов занимается узел типа «менеджер» -manage. Таких узлов в модели может быть несколько. Пример взаи­модействия узлов attach и manage показан на рис. 2.5.

Рис. 2.5. Общая схема распределения мобильных материальных ресурсов

Обслуживание транзакта заключается в выделении ему требуе­мого числа единиц ресурса. Обслуженный транзакт проходит узел manage и «путешествует» с захваченными единицами по графу мо­дели до тех пор, пока в соответствии с определенными условиями он не вернет все (или часть) единицы ресурса с помощью функции detach. Транзакт может несколько раз становиться в очередь к одно­му и тому же ресурсу, получая дополнительные единицы.

В моделях автоматически определяются задержка в очереди attach, загрузка ресурса, остаток и дефицит. Начальная мощность задается при инициализации модели функцией supply.

Имитация информационных ресурсов. Особенности формализации и моделирования.

Информационные ресурсы - это необходимые сведения, опера­тивная информация (например, биржевая информация из сайтов Интернета), временно предоставляемые права на что-либо, документа­ция и иные нематериальные ценности, без которых невозможно вы­полнение важной функции. Эти ресурсы подразделяются на две раз­новидности:

• стартовый информационный ресурс, без которого нельзя начи­нать выполнение функции (например, право или разрешение на ее выполнение, инструкция по сборке принципиально нового уст­ройства);

• оперативный информационный ресурс, постоянно необходи­мый при выполнении функции (например, оперативная диспетчер­ская информация, отсутствие которой делает невозможной посадку самолета на аэродром).

Стартовый информационный ресурс дает возможность отпра­вить заявку на выполнение какой-либо функции, т.е. поместить транзакт в очередь на обслуживание. На рис. 2.6 показана схема по­лучения такого ресурса. Для выполнения основной функции нужны только два узла: первый (очередь queue) и седьмой - последний (об­служивающий процесс serv). Узлы 2-6 предназначены для имита­ции получения информации из N источников. Эти источники - кана­лы в узле обслуживания 5 (serv). В данном случае предполагается, что ко всем каналам или источникам информации доступ осуществ­ляется через общую очередь 4 (queue). Если необходимо смоделировать отдельные механизмы доступа к каждому уникальному источ­нику информации, то данную схему нужно усложнить: это будет N очередей к N одноканальным узлам обслуживания.

Рис. 2.6. Схема получения информационного ресурса для выполнения основной функции

Рассмотрим логику моделирования. Запросы на выполнение ос­новной функции поступают в очередь с номером 1. Первый же за­прос проходит через открытый клапан 2 (key) и далее поступает в управляемый генератор 3 (creat); при входе в него выполняется сиг­нальная функция hold, которая закрывает клапан, чтобы преградить путь следующим транзактам.

Узел creat создает новое семейство транзактов (от 1 до N). Каж­дый из них - это запрос, который поступает в очередь к источникам информации. Время получения информации (оно не равно нулю) можно сделать уникальным для каждого транзакта, поместив значе­ние временного интервала в один из его параметров. После обслу­живания каждый такой транзакт поступит в узел delet.

Основной (порождающий) транзакт за нулевое время проходит узел creat и поступает в узел delet, где он становится уничтожающим для только что созданного семейства. Если порожденный транзакт достигает узла delet, то это означает получение необходимой ин­формации из очередного источника. Далее он становится ненужным и поглощается основным транзактом.

После получения всей необходимой информации все дополни­тельные транзакты поглощены, и основной транзакт переходит к отработке основной функции в узле 7 (serv). При входе в этот узел выполняется сигнальная функция rels, открывающая клапан для прохождения других транзактов.

Следует отметить, что параллельно с обслуживанием запросов на выполнение основной функции в данной схеме моделируется об­служивание потока запросов от других клиентов. Такой поток обыч­но называется фоновым; если работать без приоритетов, то он при­водит к увеличению задержек в очереди с номером 4.

Оперативный информационный ресурс может быть получен двумя способами:

• предварительно, вместе со стартовыми;

• во время выполнения транзактом основной функции. На самом деле неважно, как получен ресурс; важно иметь доступ к этому ресурсу по возможности постоянно, так как прекращение доступа повлечет за собой приостановку выполнения основной функции. Моделирование механизма таких приостановок показано на рис. 2.7.

Рис. 2.7. Схема выполнения функции основным транзактом при наличии доступа к информации

Основной транзакт - это запрос на выполнение основной функции. Он поступает в очередь queue с номером 1. Выполнение основ­ной функции имитируется в данном случае не узлом обслуживания serv, а с помощью узла-процесса 2 (ргос). Узел ргос отрабатывает только время обслуживания, и непрерывный компонент ему не нужен.

Доступ к оперативной информации осуществляется специальной службой, которая моделируется с помощью узлов 3, 4 и 5. Для опре­деленности считаем, что в узел ргос поступает основной транзакт, который сразу попадает в пассивное состояние и не обслуживается, если нет доступа к информации. Управление доступом выполняет другой транзакт, который поступает из очереди 3 (queue) в узел об­служивания 4 (serv). При входе в этот узел управляющий транзакт разрешает доступ: он посылает сигнал activ, по которому основной транзакт переходит в активное состояние, и в узле ргос выполняется работа по его обслуживанию. После пребывания управляющего транзакта в узле serv в течение определенного времени - времени разрешенного (или оплаченного) доступа к оперативной информа­ции, он поступит в узел 5 и выполнит сигнальную функцию перево­да узла 2 в пассивное состояние. Если время разрешенного доступа выбрано так, что оно не меньше длительности выполнения основной функции, а моменты входов управляющего транзакта в узел 4 и ос­новного транзакта в узел 2 совпадают, то выполнение основной функции произойдет без прерываний. В противном случае возмож­ны прерывания основной функции, и она будет выполняться за большее время.

Имитация работы с денежными ресурсами. Особенности формализации и моделирования.

Денежный ресурс представляет собой «емкость», в которой со­держится определенное количество ресурса, измеряемого числом с плавающей точкой. Обычно эту емкость отождествляют со счетом бухгалтерского или банковского учета. Этот счет описывается с по­мощью узла типа send (пересылка). В узле send образуется очередь транзактов, в которых содержится запрос на перевод денежных средств с данного счета send на какой-либо другой. Эта очередь мо­жет быть организована по приоритетному принципу: чем меньше денег требует транзакт перевести с данного счета, тем он приори­тетнее. Можно устанавливать приоритеты и по-другому, например по такой приоритетной таблице: сначала налоги, затем - зарплата, а после этого - все остальные платежи.

Непосредственно проводками средств с одного счета на другой занимается узел типа direct (рис. 2.8). Этот узел имитирует работу бухгалтера. Достаточно иметь один узел direct на всю модель (одна­ко их можно сделать и несколько, имитируя разделение функций при работе бухгалтерии). Обслуживание в узле direct заключается в следующем: если запрос транзакта может быть удовлетворен, то транзакт проходит через узел direct, перечисляя требуемую сумму с данного счета-узла send на другой за нулевое модельное время, уменьшая остаток на счете. Начальные значения средств на некото­рых счетах задаются при инициализации модели с помощью функ­ции assign. Вид денежной единицы не имеет значения. Например, целая часть суммы - это рубли, а два знака после десятичной точ­ки - это копейки. В модели автоматически определяются задержка в очереди send, остаток (положительное сальдо) и дефицит (отрица­тельное сальдо).

Рис. 2.8. Схема распределения денежных ресурсов (бухгалтерские проводки)

Билет № 18

1. Назначение и основные задачи врм/срм систем. Архитектура врм.

Концепция BPM/CPM

BPM - это совокупность методов управления, процессов и систем, позволяющих предприятиям оценивать эффективность своей деятельности по отношению к своим стратегическим целям.

Технология BPM (Business Performance Management – управление эффективностью бизнеса) позволяет формулировать стратегию и видеть исполнение этой стратегии достаточно оперативно или даже в режиме реального времени.

Впервые термин BPM (Business Performance Management, системы управления эффективностью бизнеса) был предложен международной аналитической компанией IDC в 2004 г.

Практически аналогичное определение Gartner Group дает термину CPM(Corporate Performance Management).

Ключевые BPM-процессы:

формализация стратегии компании,

моделирование,

анализ и мониторинг ключевых показателей эффективности,

финансовое и операционное планирование,

отчетность и необходимая для этого консолидация операционных данных.

В основе концепции BPM лежит идея непрерывного цикла управления, включающего:

определение целей развития;

моделирование факторов, определяющих достижение этих целей, и имеющихся ограничений;

планирование действий, ведущих к достижению поставленных целей;

постоянный мониторинг, позволяющий отслеживать состояние ключевых показателей эффективности и их отклонение от плана;

анализ достигнутых результатов, позволяющий лучше осознать природу «носителей эффективности»;

составление финансовой и управленческой отчетности, помогающей руководителям принимать экономически обоснованные решения.

Совокупность элементов цикла управления и их взаимосвязь представлены на рисунке

Цикл управления в BPM–системе

Технология BPM охватывает все стадии управления бизнес-процессами - от построения стратегии к моделированию бизнес-процессов, их анализу и оптимизации, далее - к внедрению, контроллингу, анализу результатов и снова к моделированию с целью совершенствования, замыкая, таким образом, цикл управления.

BPM — это, прежде всего, управленческая концепция, и уже затем — особая категория информационных систем.

Назначение BPM “…BPM позволяет руководству определять стратегические задачи, а затем управлять деятельностью компании в соответствии с этими стратегическими задачами”, т.е. помощь организациям в осуществлении их бизнес-стратегий.

Основных задач у BPM/CPM систем две.

Первая - доведение стратегии корпоративного уровня до конкретных исполнителей.

И вторая - это контроль, как оперативное исполнение (или не исполнение) влияет на осуществление стратегии всей компании, от конкретных исполнителей к различным уровням руководства компании.

Основные информационные потоки в системах BPM/CPM связаны с решением именно этих задач. Чтобы довести стратегию корпоративного уровня до тактического, информация в виде целей и инициатив, через ключевые показатели результативности опускается до показателей, которыми пользуются менеджеры тактического и операционного уровня.

В чем же преимущества и новизна BPM-подхода? Дело в том, что BPM-система предназначена для поддержки ПОЛНОГО ЦИКЛА управления компанией. Инструменты BPM взаимосвязаны и обеспечивают исполнение четырех основных этапов управления эффективностью бизнеса:

1 этап. Разработка стратегии. Цель первого этапа - выделение целевых показателей бизнеса и планирование количественных значений их метрик - KPI (Key Performance Indicators, ключевых показателей эффективности). Стратегическое планирование опирается на одну из методологий BPM, известную как BSC (BalancedScorecard, система сбалансированных показателей).

2 этап. Планирование. На втором этапе разрабатываются тактические планы для достижения поставленных стратегических целей. Ориентирами для разработки тактических (оперативных) планов становятся KPI. Основным инструментом оперативного планирования является бюджет.

3 этап. Мониторинг и контроль исполнения бюджетных планов. Фактические значения по статьям управленческого учета вычисляются на основе собранных в Хранилище первичных данных. Для сравнения намеченных и достигнутых показателей бюджетов и KPI используются инструменты "план-фактного" анализа на основе технологии OLAP.

4 этап. Анализ и регулирование. На заключительном этапе стратегические планы корректируются в соответствии с реальными условиями работы. Для планирования изменений используются инструменты прогнозирования и моделирования различных сценариев развития ситуации. В итоге цикл корпоративного управления - между выбранной стратегией и ее практической реализацией - замыкается.

Этапы и инструменты цикла корпоративного управления

Задача BPM/CPM-систем - автоматизация процессов прогнозирования, планирования, учета и контроля деятельности компании на всех уровнях управления. Это достигается

созданием единого информационного пространства для всех уровней,

возможностями многовариантного планирования ключевых показателей эффективности деятельности,

многоаспектным анализом информации

и автоматизацией процессов сбора и обработки информации.

Три составные части BPM

BPM-система - это сложный программный продукт, объединяющий Хранилище данных, OLAP-средства и прикладные модули, автоматизирующие управленческие процессы.

Функциональная архитектура классической BPM-системы складывается из трех составных частей.

Первая часть - Хранилище данных. Это базис BPM-системы. В нем консолидируется оперативная финансовая информация из различных автоматизированных модулей организации.

Вторая составляющая решения - набор инструментов для поддержки технологий управления предприятием: финансового планирования, управленческого учета, прогнозирования и т.д.

Третья компонента BPM - средства оперативной аналитической обработки данных OLAP (On-line Analytical Processing) для оперативной работы с деловыми данными, которые накапливаются в Хранилище.

Типовая архитектура BPM-системы

Основой классической BPM-системы является Хранилище данных.

В нем собирается информация из различных источников головной компании и филиалов организации.

Хранилище снабжено мощной системой загрузки данных из разных источников, при этом в процессе загрузки происходит автоматическое согласование и очистка данных от ошибок.

OLAP-технология

OLAP (online analytical processing, аналитическая обработка в реальном времени) — технология обработки информации, включающая составление и динамическую публикацию отчётов и документов. Используется аналитиками для быстрой обработки сложных запросов к базе данных. Служит для подготовки бизнес-отчетов в целях управления.

Таким образом, BPM-системы объединяют технологии BI (DWH, ETL, OLAP и Data Mining) и пакеты приложений для автоматизации процессов управления корпоративной эффективностью. Обычно каждый компонент BPM представлен в виде отдельного программного пакета, входящего в состав интегрированной BPM-платформы.

Основные компоненты BPM/CPM-системы

Компонент, автоматизирующий функции целевого управления компанией (построение стратегических карт и ключевых показателей эффективности инициатив).

Компонент, отвечающий за взаимосвязь стратегии и оперативной деятельности, - это модуль планирования и бюджетирования.

Компонент анализа операционной деятельности и формирования отчетности.

Модуль моделирования бизнеса, формирующий множество вариантов сценариев развития компании с возможностями оценки результатов.

Портрет отечественных потребителей BPM

Как считают исследовательские компании, мировой рынок систем управления эффективностью бизнеса переживает период расцвета. Организации самых разных профилей деятельности получают реальную выгоду, внедряя BPM-инструменты.

Российский вклад в рынок BPM пока еще слишком мал. Первые проекты в этой области появились в нашей стране в 2001—2002 гг. По мнению большинства экспертов, рынок систем класса BPM-BI является одним из наиболее перспективных в настоящее время. Спрос на эти решения растет на 50% в год. В России основными потребителями таких решений являются крупные компании и холдинги сырьевого, энергетического и телекоммуникационного секторов экономики, активный интерес проявляет госсектор.

Отраслевая структура ВРМ-проектов в России, 2006

По данным исследования Intersoft Lab, наибольшее число внедрений BPM-систем наблюдается в торговле, промышленном производстве, топливно-энергетическом комплексе и в банках. На долю этих четырех секторов приходится, по тем же оценкам, более половины от общего числа внедрений.

Востребованность BPM-систем в этих секторах можно объяснить, во-первых, масштабом решаемых управленческих задач (промышленное производство и ТЭК), во-вторых, высоким потенциалом — т.е. наличием «свободных» ресурсов (торговля), и, наконец, присущим отрасли высоким уровнем автоматизации (банки).

По итогам 2006 года, с учетом незавершенных проектов, наблюдается существенный рост числа внедрений ВРМ-систем. При том, что годом ранее отмечалось некоторое замедление темпов после устойчивого роста в 2003-2004 гг. 

Динамика роста числа внедрений BPM-систем в России, 2001-2006

По числу внедренных решений отечественный рынок ВРМ пока достаточно равномерно поделен между участниками. В тройку лидеров входят две отечественные компании: «Инталев» и Intersoft Lab, а также зарубежный поставщик — SAP, после которого с небольшим отставанием идет Oracle.

Динамика последних пяти лет обнаруживает заметное усиление позиций зарубежных вендоров. Это является закономерным следствием реализуемых на отечественном рынке стратегий. В 2005 году SAP объявила своим приоритетным фокусом банковский сектор, в 2006 году с аналогичным заявлением выступил Oracle. Кроме того, оба разработчика активно развивают бизнес в торговле и промышленности — т.е. на всех наиболее «дозревших» до ВРМ вертикальных рынках.

2. Виды протоколов канального уровня. Анализ их производительности.

Протокол канального уровня реализует функции: реализация соединения между концами каналов; организация передачи данных по каналу; разъединение каналов.

3 вида протоколов канального уровня:

протокол с остановками и ожиданием – при этой процедуре одновременно может передаваться только один кадр. После этого передающая сторона ждет подтверждения. Если поступит отрицательное подтверждение или произойдет просрочка времени ожидания ответа, кадр передается повторно. Пакет сбрасывается из накопителя передающей стороны лишь после получения положительного подтверждения. Связь с остановками и ожиданием между 2 пунктами на рис.

Введем следующие обозначения: 2t_p – минимальное время, которое требуется для получения кадра; t_n – период передачи кадров; t_s – длительность подтвержденного кадра; t_Т – период передачи сигнала.

Тогда, t_n= 2t_p+ t₀ + ; t_s ; t_Т=t_s + t_n.

Этот протокол подходит для полудуплексной передачи, при которой передача сторон чередуется.

протокол с N-возвращениями (с непрерывной передачей) – здесь кадры передаются непрерывно без ожидания подтверждения (ПТВ). При получении отрицательного («-» на рисунке) подтверждения или истечения установленного времени ожидания неподтвержденный кадр и все последующие кадры передаются вновь. Этот протокол более производительный и предполагает использование дуплексной связи.

с выборочной или селективной передачей – в этом случае повторная передача требуется только для кадра, о котором поступило отрицательное подтверждение или для которого истекло установленное время ожидания. Однако на приемном конце требуется накопитель с перестроениями, т.к. в этом случае кадры могут повторно передаваться и приниматься не по порядку. Из-за увеличения стоимости реализации протокол выборочного повторения не нашел коммерческой реализации.

Анализ производительности протоколов.

1. Протокол с остановками и ожиданием

Предположим, что вероятность ошибочного приема в пункте В равна ρ. Тогда очевидно, что при отсутствии ограничений на число повторных передач среднее время правильной передачи найдется в виде:

Это выражение показывает, что для того, чтобы случилось i-тое повторение, кадр должен быть доставлен с ошибкой i раз. Вероятность правильного приема при i-повторении в точности равна (1-ρ). В случае насыщения величина t_v представляет собой среднее время между правильно переданными кадрами. Максимальная производительность в доставленных пакетах является обратной величиной t_v, или

,

где параметр а=t_T/t_k>=1 вводится, чтобы связать производительность с длиной кадра данных.

Если теперь принять λ равной практически интенсивности поступления кадров в передатчик, мы получим нормированную производительность для протокола с остановками и ожиданием в виде:

2. Протокол с N возвращениями:

Поскольку по схеме с N-возвращениями кадры могут передаваться непрерывно один за другим, минимальное время между передачами равно t_k, т.е. времени передачи кадра. Соответственно увеличивается максимальная производительность. Среднее время передачи кадра равно:

Максимально возможная производительность получается в виде:

Нормированная производительность для любой интенсивности поступления кадров ограничивается значением

3. Информационная бухгалтерская система предприятия, сущность и назначение.

Существует зависимость между масштабом предприятия и типом информационно-технологической архитектуры ИС бухгалтерского учета (табл. 3.1).

Чем меньше масштаб предприятия, тем меньше интенсивность ин­формационных потоков, относительно проще бухгалтерский учет, хотя возможны и отклонения от этой закономерности. Для данного класса предприятий применяют стандартные и недорогие информационные технологии.

Для крупных предприятий ИС бухгалтерского учета должна быть согласована с решениями в области информационных технологий в целом ИС предприятия. С другой стороны, масштаб предприятия обусловливает объективные требования к ИСБУ: поддержка сетевой технологии, одновременная работа с ИС большого коллектива бухгалтеров, создание крупномасштабной базы данных, реализация развитой модели бухгалтерского учета и т.п.

Наибольший простор для выбора информационных технологий существует при создании ИС бухгалтерского учета для средних и некоторых крупных предприятий.

Рассмотрим критерии выбора ИСБУ для различных типов субъектов экономики.

Для ИСБУ малых предприятий характерно:

-унифицированная модель представления данных;

-единая программная среда;

-наличие встроенных проблемно-ориентированных программных решений;

-ориентация на функционирование в локальном варианте, одноранговой сети или в сети компьютеров с выделенным сервером;

-наличие сертифицированных для внедрения системы дилеров компании — производителя программного обеспечения в собственном регионе;

-возможность простого комплексирования со стандартным офисным программным обеспечением и проблемно-ориентированным программным обеспечением других производителей.

Для ИСБУ средних предприятий характерно:

-построение в виде полнофункционального набора специализированных по участкам обработки программных модулей;

-возможность развития функций ИСБУ за счет профессиональных средств разработки;

-функционирование вычислительной сети с выделенным сервером в архитектуре клиент-сервер;

-функции разграничения прав доступа пользователей к данным;

-возможность комплексирования с программными решениями других производителей, в том числе с программным обеспечением собственной разработки.

Для ИСБУ крупных хозяйствующих субъектов:

-построение ИСБУ в виде полнофункционального набора узкоспециализированных по участкам обработки программных модулей;

-возможность развития функций системы за счет профессиональных средств разработки; возможность функционирования в неоднородных средах, значительная независимость в выборе пользователем аппаратных средств, операционных систем и СУБД;

-развитие функции разграничения прав доступа к данным и авторизации выполняемых пользователями действий;

-разделение функций оперативного и бухгалтерского, финансового, управленческого видов учета;

-возможность сопряжения с программным обеспечением производителей, в том числе и с программными решениями собственной разработки.

Для ИСБУ корпоративных субъектов экономики:

-соответствие перечисленным требованиям по отношению к отдельным предприятиям и самостоятельным подразделениям субъектов экономики;

-наличие развитых средств репликации и обмена данными удаленных подразделений;

наличие средств консолидации данных для построения корпоративной отчетности, в том числе с возможностью ведения обработки в различных стандартах (российских и международных).

Билет № 19

1. Системы поддержки принятия решений (сппр) понятия сппр, возможности, особенности. Типы задач, решаемых сппр, основные результаты их создания.

Под принятием решений понимается человеческая деятельность, направленная на выбор наилучшего способа достижения поставленной цели.

Лицом принимающим решения (ЛПР) принято называть человека или группу лиц, осуществляющих выбор наилучшего варианта решения и несущих ответственность за этот выбор.

Экспертом считается профессионал, специалист в своей области, дающий свои оценки по определенным (часто узким) вопросам.

Консультантом (или аналитиком) называют человека, помогающего ЛПР в анализе вариантов принимаемых решений.

Работа руководителя состоит в выдвижении и проверке гипотез, в анализе и сравнении альтернативных вариантов решений. При анализе путей решения различных по своей природе проблем встречаются одни и те же этапы: сбор информации, выделение основных факторов, поиск альтернативных вариантов, их сравнение, оценка последствий и так далее.

Современным средством подготовки решений являются системы поддержки принятия решений (СППР). Цель разработки и внедрения СППР - информационная поддержка высшего руководства и ведущих специалистов для принятия обоснованных решений в соответствии со сформированными целями. Они способны играть роль опытного консультанта при подготовке к деловым переговорам, при стратегическом анализе рынка и составлении прогнозов в финансовой сфере и др..

Типовые возможности наполнения СППР

Множественность и разнообразие задач анализа требуют специфического наполнения СППР. В такой системе должны быть предусмотрены следующие аналитические возможности:

многоаспектная (многоуровневая) система анализа и представления информации конечному пользователю;

полная автоматизация обработки аналитических запросов пользователей;

формулировка запросов аналитической системы в удобных пользователю терминах с использованием диалогового конструктора запросов;

применение современных математических методов для решения экономических и финансовых задач;

потенциальное использование систем искусственного интеллекта при анализе и прогнозе;

наличие элементов экспертной поддержки аналитических запросов;

разработка собственных аналитических модулей.

Успех и эффективность СППР во многом связан не только с содержанием, но и с возможностями полноты, доступности и наглядности исполнения графической части для представления результатов анализа и моделирования.

Особое значение приобретают возможности использования разнообразных двух- и трехмерных графоаналитических объектов и специализированной аналитической графики, а также геоинформационной интерпретации результатов анализа.

Геоинформационная система - достаточно эффективная часть анализа финансово-экономического состояния распределенных объектов и других задач анализа, в которых аналитическая информация представлена на фоне географической среды (региона, города).

Математическая поддержка принятия решений

Особенности аналитических задач управления требуют специфических методов математической поддержки принятия решений. К ним относятся:

Оптимизационные методы .

Статистические (средства статистической обработки выборки и временных рядов; модели линейной и нелинейной регрессии; модели тренда и сезонности; специальные эконометрические методы).

Нейронные сети (при предсказании курсов на биржах)

Нечеткая логика (при анализе новых рынков, биржевой игре, оценке политических рейтингов, выборе оптимальной ценовой стратегии).

Нейросетевые, нечеткие и генетические алгоритмы -перспективные, заслуживающими изучения и использования. Кроме того, эти методы работают с недостающими или плохо структурированными данными и информацией.

Типы решаемых Системами Поддержки Принятия Решений задач

Аналитические задачи. СППР обеспечивает вычисление заданных показателей и статистических характеристик бизнес-процессов на основе ретроспективной информации, находящейся в хранилищах данных.

Визуализация данных. СППР представляет всю имеющуюся информацию в удобном для пользователя графическом и табличном виде.

Получение новых знаний. СППР позволяет определить взаимосвязи и взаимозависимости бизнес-процессов на основе существующей информации (проверка статистических гипотез, кластеризация, нахождение ассоциаций и временных шаблонов).

Имитационные задачи. СППР позволяет экспериментировать с математическими моделями, описывающими поведение сложных систем в течение произвольного периода времени. Решение задач, отвечающих на вопрос «Что будет, если ...?», позволяет:

исследовать эффективность различных вариантов долгосрочных конкурентных стратегий;

анализировать возможные последствия альтернативных управленческих решений;

диагностировать неблагоприятные явления и прогнозировать возможные осложнения;

изучать последствия возможных изменений внешних условий.

Синтез управления. СППР позволяет определить допустимые управляющие воздействия, обеспечивающие достижение заданной цели.

Оптимизационные задачи. СППР обеспечивает интеграцию имитационных, управленческих, оптимизационных и статистических методов моделирования и прогнозирования.

Основные результаты создания СППР

Повышение  эффективности и прозрачности управления бизнесом за счет более оперативного и качественного анализа информации.

Предоставление бизнес-аналитикам и менеджерам простых средств формирования любых нестандартных форм отчетности, с возможностями глубокой детализации и агрегации показателей финансово-хозяйственной деятельности предприятия в соответствии с текущими потребностями бизнеса.

Повышение качества информации за счет интеграции всех информационных источников предприятия.

Решение задач стратегического планирования и управления на основе мониторинга плановых и фактических показателей деятельности предприятия (финансы, внешние факторы, внутренние факторы, инновации).

Возможность выявления отклонений, определения тенденций этих отклонений, прогнозирование их последствий и в результате - возможность оперативного реагирования.

Повышение эффективности труда ИТ-специалистов.

Повышение эффективности труда бизнес-аналитиков.

Снижение эксплуатационных затрат за счет своевременного доступа к информации (в среднем 30-70 %).

Исходными данными для СППР является учетная информация, которая предоставляется ERP-системой или системами, имеющимися на текущий момент. Информация для анализа может поступать и из внешних информационных ресурсов, например из Интернета с сайтов консалтинговых компаний, а также информация может вноситься вручную.

СППР может быть основана на известной технологии хранилищ данных, которые интегрируются от различных источников в логические модели по определенным предметным областям. Подобная система включает в себя средства извлечения и очистки данных, средства поддержки хранилища данных, средства создания предметно-ориентированных витрин данных, средства анализа и визуализации.

СППР позволяют моделировать правила и стратегии бизнеса и иметь интеллектуальный доступ к неструктурированной информации. Системы подобного класса основаны на технологиях искусственного интеллекта.

Различают два направления в развитии технологий искусственного интеллекта:

Технология вывода, основанного на правилах;

Технология вывода, основанного на прецедентах.

На самом деле, вместо того чтобы решать каждую задачу, исходя из первичных принципов, эксперт часто анализирует ситуацию в целом и вспоминает, какие решения принимались ранее в подобных ситуациях. Затем он либо непосредственно использует эти решения, либо при необходимости, адаптирует их к обстоятельствам, изменившимся для конкретной проблемы. Моделирование такого подхода к решению проблем, основанного на опыте прошлых ситуаций, привело к появлению технологии вывода, основанного на прецедентах (по-английски: Case-Based Reasoning, или CBR), и в дальнейшем - к созданию программных продуктов, реализующих эту технологию.

Прецедент - это описание проблемы или ситуации в совокупности с подробным указанием действий, предпринимаемых в данной ситуации или для решения данной проблемы. Хотя не все CBR-системы полностью включают этапы, приведенные ниже, подход, основанный на прецедентах, в целом состоит из следующих компонентов:

получение подробной информации о текущей проблеме;

сопоставление (сравнение) этой информации с деталями прецедентов, хранящихся в базе, для выявления аналогичных случаев;

выбор прецедента, наиболее близкого к текущей проблеме, из базы прецедентов;

адаптация выбранного решения к текущей проблеме, если это необходимо;

проверка корректности каждого вновь полученного решения;

занесение детальной информации о новом прецеденте в базу прецедентов.

Таким образом, вывод, основанный на прецедентах, представляет собой метод построения экспертных систем, которые делают заключения относительно данной проблемы или ситуации по результатам поиска аналогий, хранящихся в базе прецедентов.

В ряде ситуаций CBR-метод имеет серьезные преимущества по сравнению с выводом, основанным на правилах, и особенно эффективен, когда:

основным источником знаний о задаче является опыт, а не теория;

решения не уникальны для конкретной ситуации и могут быть использованы в других случаях;

целью является не гарантированное верное решение, а лучшее из возможных.

Обратная связь, возникающая при сохранении решений для новых проблем, означает, что CBR-метод по своей сути является "самообучающейся" технологией, благодаря чему рабочие характеристики каждой базы прецедентов с течением времени и накоплением опыта непрерывно улучшаются. Разработка баз прецедентов по конкретной проблеме или области деятельности происходит на естественном русском языке, т.е. не требует никакого программирования и может быть выполнена наиболее опытными сотрудниками - экспертами, работающими в данной конкретной области.

Не стоит, однако, рассчитывать, что экспертная система будет действительно принимать решения. Принятие решения всегда остается за человеком, а система лишь предлагает несколько возможных вариантов и указывает на самый "разумный" с ее точки зрения.

Реально на рынке предлагается лишь несколько коммерческих продуктов, реализующих технологию вывода, основанного на прецедентах. Это объясняется, в первую очередь, сложностью алгоритмов и их эффективной программной реализации. Наиболее успешные и известные из присутствующих на рынке продуктов - CBR Express и Case Point (Inference Corp.), Apriori (Answer Systems), DP Umbrella (VYCOR Corp.). Некоторые из них представлены и на Российском рынке.

Технология обработки информации в СППР

2. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ КЛИЕНТСЕРВЕРНЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ. ФАЙЛ-СЕРВЕРНАЯ АРХИТЕКТУРА. ДВУХУРОВНЕВАЯ КЛИЕНТ-СЕРВЕРНАЯ АРХИТЕКТУРА. ТРЕХУРОВНЕВАЯ КЛИЕНТ-СЕРВЕРНАЯ АРХИТЕКТУРА. МНОГОУРОВНЕВАЯ АРХИТЕКТУРА «КЛИЕНТ-СЕРВЕР».

Основные понятия проектирования клиент-серверных экономических информационных систем (КЭИС).

Архитектура современных КЭИС базируется на принципах клиент-серверного взаимодействия программных компонентов информационной системы.

Под сервером понимают процесс, который обслужи­вает информационную потребность клиента. Клиентом является приложение, посылающее запрос на об­служивание сервером. Задачей клиента являются инициирование связи с сервером, определение вида запроса на обслуживание, получение от сервера результата обслуживания, подтверждение окончания обслуживания.

Клиент-серверная архитектура реализует многопользова­тельский режим работы и является распределенной, когда кли­енты и серверы располагаются на разных узлах локальной или глобальной вычислительной сети.

В общем случае клиент-серверная архитектура вклю­чает три уровня представления: уровень представления (презен­тации) данных пользователем; уровень обработки данных при­ложением и уровень взаимодействия с базой данных.

По этой схеме пользователь (клиент) в одном случае вводит данные, которые после контроля и преобразования некоторым приложением попадают в базу данных, а в другом случае запра­шивает обработку данных приложением, которое обращается за необходимыми данными к базе данных. Получив необходимые данные, сервер их обрабатывает, а результаты помещает в базу данных, или выдает пользователю.

Клиент-серверная архитектура в вычислительной сети может быть реализована по-разному.

Файл-серверная архитектура - наиболее простой случай распределенной обработки данных, согласно которой на сервере располагаются только файлы данных, а на клиентской части находятся приложения пользователей вместе с СУБД. Файл-сервер представляет собой мощную по производи­тельности и оперативной памяти ПЭВМ, являющуюся централь­ным узлом локальной сети.

Двухуровневая клиент-серверная архитектура основана на использовании только сервера базы данных (DB-сервера), когда клиентская часть содержит уровень представления данных, а на сервере находится база данных вместе с СУБД и прикладными программами.

DB-сервер отличается от файл-сервера тем, что в его опера­тивной памяти, помимо сетевой операционной системы, функ­ционирует централизованная СУБД, которая обеспечивает совме­стное использование рабочими станциями базы данных, разме­щенной во внешней памяти этого DB-сервера.

Трехуровневая клиент-серверная архитектура позволяет по­мещать прикладные программы на отдельные серверы приложе­ний, с которыми через API-интерфейс устанавливается связь клиентских рабочих станций. Работа клиентской части приложения сводится к вызову необхо­димых функций сервера приложения, которые называются «сер­висами». Прикладные программы в свою очередь обращаются к серверу базы данных с помощью SQL запросов. Такая организа­ция позволяет еще более повысить производительность и эффек­тивность. КЭИС за счет:

Многоуровневая архитектура «Клиент-сервер» создается для территориально-распределенных предприятий. Для нее в общем случае характерны отношения «многие ко многим» между клиент­скими рабочими станциями и серверами приложений, между сер­верами приложений и серверами баз данных. Такая организация позволяет более рационально организовать информационные по­токи между структурными подразделениями в процессе выполне­ния общих деловых процессов. Так, каждый сервер приложений обслуживает потребности какой-либо одной функ­циональной подсистемы и сосредоточивается в головном для под­системы структурном подразделении, например, сервер приложе­ния по управлению сбытом - в отделе сбыта, сервер приложения по управлению снабжением - в отделе закупок и т.д.

Структура проекта ИС.

Под проектированием ИС понимается процесс преобразования входной информации об объекте проектирования, о методах проектирования и об опыте проектирования объектов аналогичного назначения в соответствии с ГОСТом в проект ИС. Под проектом ИС будем понимать проектно-конструкторскую и технологическую документацию, в которой представлено описание проектных решений по созданию и эксплуатации ИС в конкретной программно-технической среде.

Требования к эффективности проектных решений

Под эффективностью экономической информации понимают целесообразность применения средств вычислительной и организационной тех­ники при формировании, передаче и обработке данных. Раз­личают расчетную и фактическую эффективность. Расчетную определяют на стадии проектирования автома­тизации информационных работ, т.е. разработки технорабо-чего проекта; фактическую - по результатам внедре­ния технорабочего проекта. Экономический эффект от внедрения вычислительной и организационной техники подразделяют на прямой и косвен­ный.

Под прямой экономической эффективностью понимают эко­номию материально-трудовых ресурсов и денежных средств, полученную в результате сокращения численности управлен­ческого персонала, фонда заработной платы, расхода основ­ных и вспомогательных материалов вследствие автоматиза­ции конкретных видов планово-учетных и аналитических ра­бот.

Косвенная эффективность, проявляется в конечных результатах хозяйственной дея­тельности предприятия. Ее критериями могут быть: сокращение сроков составления сводок, повышение ка­чества планово-учетных и аналитических работ, сокращение документооборота, повышение культуры и производитель­ности труда и т.д..

Определяют экономическую эффективность с помощью тру­довых и стоимостных показателей. Основным при расчетах является метод сопоставления данных базисного и отчетного периодов, В качестве базисного периода при переводе отдель­ных работ на автоматизацию принимают затраты на обработ­ку информации до внедрения АИТ (при ручной обработке), а при совершенствовании действующей системы автоматизации экономических работ - затраты на обработку информации при достигнутом уровне автоматизации. При этом пользуются аб­солютными и относительными показателями.

Абсолютный показатель экономической эффективности Г_эк составляет: Т_эк = Т₀ - Т₁

Абсолютный показатель стоимости: С_ЭК = С₀ – С₁

Индекс стоимости затрат: J_СТ,ЗАТ =С₁/С₀

Требования:

• созданный с помощью этой технологии проект должен отвечать требованиям заказчика;

• выбранная технология должна максимально отражать все этапы цикла жизни проекта;

• выбираемая технология должна обеспечивать минимальные трудовые и стоимостные затраты на проектирование и сопровождение проекта;

• технология должна быть основой связи между проектированием и сопровождением проекта;

• технология должна способствовать росту производительности труда проектировщика;

• технология должна обеспечивать надежность процесса проектирования и эксплуатации проекта;

• технология должна способствовать простому ведению проектной документации.

Основные компоненты технологии проектирование ИС.

Технология проектирования ИС ‑ это совокупность методологии и средств проектирования ИС, а также методов и средств организации проектирования (управление процессом создания и модернизации проекта ИС). Состав компонентов технологии проектирования:

Технология проектирования задается регламентированной последовательностью технологических операций, выполняемых в процессе создания проекта на основе того или иного метода, в результате чего стало бы ясно, не только ЧТО должно быть сделано для создания проекта, но и КАК, КОМУ и в КАКОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ это должно быть сделано.

Методология проектирования предполагает наличие концепции, принципов проектирования, реализуемых набором методов проектирования, которые, в свою очередь, должны поддерживаться некоторыми средствами проектирования.

Организация проектирования предполагает определение методов взаимодействия проектировщиков между собой и с заказчиком в процессе создания проекта ИС, которые могут также поддерживаться набором специфических средств.

Так, по степени автоматизации методы проектирования разделяются на методы:

• ручного проектирования, при котором проектирование компонентов ИС осуществляется без использования специальных инструментальных программных средств, а программирование ‑на алгоритмических языках;

• компьютерного проектирования, которое производит генерацию или конфигурацию (настройку) проектных решений на основе использования специальных инструментальных программных средств.

По степени использования типовых проектных решений различают следующие методы проектирования:

• оригинального (индивидуального) проектирования, когда проектные решения разрабатываются «с нуля» в соответствии с требованиями к ИС;

• типового проектирования, предполагающего конфигурацию ИС из готовых типовых проектных решений (программных модулей).

По степени адаптивности проектных решений методы проектирования классифицируются на методы:

• реконструкции, когда адаптация проектных решений выполняется путем переработки соответствующих компонентов (перепрограммирования программных модулей);

• параметризации, когда проектные решения настраиваются (перегенерируются) в соответствии с изменяемыми параметрами;

• реструктуризации модели, когда изменяется модель проблемной области, на основе которой автоматически перегенерируются проектные решения.

Средства проектирования должны быть:

1. в своем классе инвариантными к объекту проектирования;

2. охватывать в совокупности все этапы жизненного цикла ИС;

3. технически, программно и информационно совместимыми;

4. простыми в освоении и применении;

5. экономически целесообразными

Средства проектирования ИС можно разделить на два класса:

• без использования ЭВМ;

• с использованием ЭВМ

Все множество средств проектирования с использованием ЭВМ делят на четыре подкласса:

1. К первому подклассу относятся операционные средства.

2. Ко второму подклассу относят средства, поддерживающие проектирование отдельных компонентов проекта ИС.

3. К третьему подклассу относятся средства, поддерживающие проектирование разделов проекта ИС.

4. К четвертому подклассу средств проектирования ИС относятся средства, поддерживающие разработку проекта на стадиях и этапах процесса проектирования.

Все множество средств проектирова­ния с использованием ЭВМ делят на четыре подкласса.

• К первому подклассу относятся операционные средства.

• Ко второму подклассу относят средства, поддерживающие проектирование отдельных компонентов проекта ИС

• К третьему подклассу относятся средства, поддерживающие проектирование разделов проекта ИС.

• К четвертому подклассу средств проектирования ИС относятся средства, поддерживающие разработку проекта на стадиях и этапах процесса проектирования.

3. Основные классы бухгалтерских информационных систем.

Технология – некий упорядоченный набор процедур или операций, выполняемых в соответствии с целями и установленными правилами.

Технологический процесс – упорядоченная последовательность взаимосвязанных действий, выполняемых с момента возникновения информации до получения результата. Состоит из отдельных этапов, каждый из которых также может представлять собой отдельную технологию.

Элементы технологии, участвующие в технологическом процессе: исходный объект, цель преобразований, результат преобразований, правила преобразований и ресурсы.

Информационная технология (ИТ) – система правил, определяющих способы действий с информацией с помощью средств вычислительной техники.

Выделяют классы предметных, обеспечивающих и функциональных ИТ.

Предметная технология (ПТ) – последовательность операций, характеризуемых неким набором правил по модификации первичной информации в результатную в какой-либо предметной области, и содержательно не зависит от используемых средств вычислительной техники (рис.1.1).

Рис. 1.1. Пример формирования предметной технологии

Обеспечивающая информационная технология (ОИТ) – совокупность аппаратных и программных средств, а также правил и ограничений по использованию этих аппаратных средств и наполнению программных средств, носящих обобщенный характер.

Функциональная информационная технология (ФИТ) – синтез одной или нескольких обеспечивающих технологий и предметной технологии, осуществленный по некоторым правилам.

Модель формирования функциональной ИТ:

ФИТ = ОИТ + ПТ + Данные

Совокупность используемых на предприятии функциональных ИТ образуют экономическую информационную систему (ЭИС) субъекта экономики.

ЭИС — это потоки информации и средств их обработки и передачи, а также работники, осуществляющие эти операции:

ЭИС = ОИТ + ПТ + Данные + Персонал.

Информационные системы характеризуются наличием функциональной и обеспечивающей частей.

Функциональная часть ИС фактически является моделью системы управления объектом.

Обеспечивающая часть ИС характеризуется совокупностью методов, средств и мероприятий, необходимых для нормального функционирования ИС.

Комплекс обеспечивающих и функциональных информационных технологий, поддерживающих выполнение целей управленческого работника (ЛПР), реализуется на основе автоматизированных пользовательских (рабочих) мест (АРМ).

АРМ – персональный компьютер, оснащенный совокупностью профессионально ориентированных функциональных и обеспечивающих информационных технологий и установленный непосредственно на рабочем месте пользователя-непрограммиста.

АРМ является некоторой частью ЭИС, обособленной в соответствии со структурой управления объектом и существующей системой целераспределения.

АРМ, как правило, включает три основных компонента: обучающую систему, комплекс программных средств по обработке информации и сервисные средства (рис.1.2).

Информационная система бухгалтерского учета (ИСБУ) – совокупность аппаратно-программных средств для автоматизированного ведения учетных регистров, характеризуемых наборами функциональных информационных технологий, объединенных по принципу завершенности, носящих комплексный характер и призванных ускорить поддержку принятия решений пользователей-бухгалтеров непосредственно на их рабочих местах.

Билет № 20

1. Система сбалансированных показателей bsc (balanced scorecard) назначение. Набор основных составляющих bsc.

Назначение

Сбалансированная система показателей (Balanced Scorecard, BSC) была разработана Norlan Norton Institute в начале 90-х гг. Исследование возглавлялось директором Дэвидом Нортоном, на сегодняшний день занимающего пост руководителя Balanced Scorecard Collaborative и Робертом Капланом - профессором Harvard Business School, привлеченного в качестве научного консультанта проекта.

Журнал Harvard Business Review называет концепцию сбалансированной системы оценочных показателей "одним из самых значительных вкладов в практику управления за последние 75 лет".

Компании, применяющие в оценке своей деятельности только привычные финансовые показатели - прибыль, капитализация и т. д. , постепенно теряют рыночные преимущества. Это объясняется тем, что успех компании сегодня все больше зависит от ее нематериальных активов: стоимости брэнда, лояльности клиентов, конкурентных преимуществ, активности внедрения инноваций и т. д. , эффективность которых не может быть измерена средствами финансового учета. В информационный век нужны новые навыки, например: отношения с клиентами, инновации и индивидуализация продуктов, повышение квалификации и мотивация работников, информационные технологии.

Эти показатели не должны являться хаотичным набором данных и отчетов, как это зачастую имеет место. Все они должны быть надлежащим образом систематизированы на определенной интегрированной основе, то есть показатели определяются стратегией предприятия.

BSC позиционируется ее авторами как средство комплексного управления бизнесом, во главу угла которого ставится стратегия его собственников.

Суть этой системы коротко формулируется двумя основными положениями:

- одних финансовых показателей недостаточно для того, чтобы полностью и всесторонне (сбалансированно) описать состояние предприятия, их нужно дополнить другими показателями,

- данная система показателей может быть использована не просто как комплексный индикатор состояния предприятия, а как система управления, которая обеспечивает связь между стратегическими начинаниями собственников или топ-менеджмента и операционной деятельностью менеджмента предприятия.

В самом деле, одних финансовых показателей недостаточно. BSC сохраняют традиционные финансовые показатели. Но финансовые показатели дают характеристику прошлых событий.

Для того, чтобы развивать нематериальные активы, которые в современных условиях играют решающую роль предприятие должно:

-развивать отношения с клиентами, которые позволяют сохранить существующих клиентов и дают возможность выхода на новые потребительские сегменты, а также эффективного обслуживания новых областей рынка;

-предлагать инновационные продукты и услуги, на которые есть спрос в целевом сегменте потребителей;

-производить ориентированные на потребителя высококачественные продукты и услуги по низким ценам и с коротким временем выхода в лидеры;

-мобилизовывать опыт работников и мотивировать их на непрерывное совершенствование возможностей, качества и времени реакции;

-разворачивать информационные технологии, базы данных и системы.

Понятно, что одних финансовых показателей недостаточно, чтобы учесть все эти факторы и увеличить стоимость фирмы путем инвестиций в установление отношений с клиентами, поставщикам, служащими, а также в бизнес-процессы, технологии и инновации.

Структура системы сбалансированных показателей

Система BSC предполагает рассмотрение организации с четырех точек зрения, или - "в четырех измерениях":

финансы;

клиенты;

бизнес-процессы;

образование и рост.

Финансы

Именно финансовая точка зрения долгие годы превалировала при рассмотрении бизнеса. Система BSC не опровергает важности финансовой информации в менеджменте, однако позволяет "сбалансировать" подход к управлению организацией за счет включения остальных точек зрения.

Клиенты

В современном менеджменте все большая роль в деле предопределения будущего организации отводится клиентам. В условиях конкуренции игнорирование данного сегмента неминуемо ведет к увяданию бизнеса.

Бизнес-процессы

Данная точка зрения непосредственно связана с так называемым "процессным подходом" к рассмотрению деятельности организации.

Процессный подход предполагает рассмотрение деятельности организации как совокупности связанных бизнес-процессов.

В рамках системы BSC предполагается постоянный мониторинг как качества выполняемых бизнес-процессов, так и их состава и структуры.

Образование и рост

Работники организации являются главными носителями знаний. В современных условиях, характеризующихся быстрыми изменениями технологий и условий хозяйствования, человеческий фактор занимает лидирующее место в списке ресурсов.

Таким образом, именно способность поддерживать уровень подготовки специалистов на должном уровне позволяет организации не только выживать, но и развиваться.

Balanced Scorecard переводит миссию и общую стратегию компании в систему четко поставленных целей и задач, а также показателей определяющих степень достижения данных установок в рамках четырех основных проекций: финансов, маркетинга, внутренних бизнес- процессов, обучения и роста.

Важнейшей характеристикой системы BSC является набор основных ее составляющих:

измерения или точки зрения (Измерение представляет собой ключевой элемент стратегии, отражающий точку зрения определенной группы заинтересованных лиц. Определяя измерения, мы определяем субъектов, чьи интересы должны быть учтены при реализации стратегии.)

задачи (задачи определяют, как стратегия будет трансформирована на операционный уровень. Определяя задачи, мы определяем, к чему стремятся субъекты, чьи интересы учитываются при реализации стратегии.)

измерители (Измерители - это показатели, которые отражают прогресс в части выполнения задач. Измерители должны быть исчисляемыми показателями.)

цели (Цели представляют собой желаемые числовые значения для каждого из измерителей.)

причинно-следственные связи (задачи организации связаны между собой на основе логической цепочки, построенной по принципу "если - то". Совокупность задач и связей между ними образуют Карту Стратегии организации.)

стратегические инициативы (Стратегические инициативы представляют собой действия и/или программы действий по реализации стратегии, тактические мероприятия, которые позволяют реализовать стратегию.)

Основные этапы внедренияСбалансированной Системы Показателей:

Balanced Scorecard (BSC)/ Сбалансированная система показателей (ССП) – это инструмент стратегического управления, который, путем перевода миссии и стратегии компании в целостную и структурированную систему взаимосвязанных показателей, распространяет стратегические цели на все уровни управления компании, вплоть до каждого сотрудника. Система позволяет решать следующие задачи.

Трансформировать стратегию компании в конкретные цели, мероприятия по их достижению и показатели, отражающие степень выполнения поставленных  задач.

Установить взаимосвязи между стратегическими целями, тактическим и оперативным управлением (например, бюджетным управлением) и системой мотивации.

Создать «обратную связь», позволяющую оперативно оценивать жизнеспособность выбранной стратегии и адекватность поставленных стратегических целей. Внедрение информационной системы поддержки процессов стратегического планирования позволяет планировать и отслеживать статус показателей в режиме реального времени.

Технологически построение BSC для отдельно взятой компании включает множество различных элементов, но для руководителя прежде всего будут интересны:

карта стратегических задач, логически связанных с ключевыми целями;

непосредственно карта сбалансированных показателей (количественно измеряющих эффективность бизнес-процессов, "точку достижения цели" и сроки, к которым необходимо достичь требуемых результатов);

"приборные панели" руководителей различных уровней и других сотрудников для контроля и оценки их деятельности.

1С:Предприятие 8. "1с-випАнатех-вдгб: abis.Bsc. Сбалансированная система показателей"

Программный продукт «1С-ВИПАнатех-ВДГБ: ABIS.BSC. Сбалансированная система показателей» разработан на платформе «1С:Предприятие 8» и реализует метод Balanced Scorecard (BSC) для оперативного управления стратегическим развитием компании.

2. Топология глобальной вычислительной сети (гвс).

Расширение локальных сетей, как базовых, так и комбинированных топологий, из-за удлинения линий связи приводит к необходимости их расчленения и создания распределенных сетей, в которых компонентами служат не отдельные компьютеры, а отдельные локальные сети, иногда называемыми сегментами. Узлами коммутации таких сетей являются активные концентраторы (К) и мосты устройства, коммутирующие линии связи (в том числе разного типа) и одновременно усиливающие проходящие через них сигналы. Мосты кроме этого еще и управляют потоками данных между сегментами сети. При соединении компьютеров или сетей (локальных или распределенных), удаленных на большие расстояния, используются каналы связи и устройства коммутации, называемые маршрутизаторами (М) и шлюзами (Ш). Маршрутизаторы взаимодействуют друг с другом и соединяются между собой каналами связи, образуя распределенный магистральный канал связи. для согласования параметров данных (форматов, уровней сигналов, протоколов и т.п.), передаваемых по магистральному каналу связи, между маршрутизаторами и терминальными компонентами включаются устройства сопряжения (УС). При подключение к магистральному каналу вычислительных сетей или устройств (например, мэйнфреймов), которых невозможно согласовать с помощью стандартных устройств сопряжения, используются стандартные средства, называемые шлюзами. Терминальными абонентами называют отдельные компьютеры, локальные или распределенные сети, подключенные через УС к магистральному каналу. Таким образом, возникает глобальная вычислительная сеть. Глобальные сети могут объединяться между собой путем соединения через маршрутизаторы магистральных каналов, что в конечном итоге приводит к созданию мировой (действительно глобальной) информационно - вычислительной сети.

Ethernet – самая популярная в настоящее время сетевая архитектура. Она использует узкополосную передачу со скоростью 10Мбит/с, топологию «шина», а для регулирования трафика в основном сегменте кабеля – CSMA/CD. Среда (кабель) Ethernet является пассивной, т.е. получает питание от компьютера. Следовательно, она прекратит работу из-за физического или неправильного подключения терминатора. Сеть Ethernet имеет характеристики: традиционная топология – линейная шина; другие топологии – звезда-шина; тип передачи – узкополосная; метод доступа – CSMA/CD; скорость передачи данных – 10 и 100 Мбит/с; кабельная система – тонкий и толстый коаксиальный UTP.

Ethernet разбивает данные на пакеты (кадры), формат которых отличается от формата пакетов, используемого в других сетях. Кадры представляют собой блоки информации, передаваемые как единое целое. Кадр Ethernet может иметь длину от 64 до 1518 байтов, но сама структура кадра Ethernet использует по крайней мере 18 байтов. Каждый кадр имеет управляющую информацию и имеет общую с другими кадрами организацию.

Существует 4 топологии Ethernet со скоростью передачи данных 10 Мбит/с: 10BaseT (10 – скорость передачи Мбит/с, Base – узкополосная, Т – витая пара).; 10Base2 (2 – передача на расстояние, примерно в 2 раза превышающее 100м); 10Base5; 10BaseFL (компьютеры и репитеры соединены оптоволоконным кабелем, максимальная длина сегмента 2000м).

Топология ГВС

3. Методология построения бухгалтерских информационных систем.

1. Методология ИС бухгалтерского учета:

1) методическое обеспечение реализации и учета правил нормативного регулирования системы бухгалтерского учета в РФ в ИС;

2) настройка учетной политики предприятия:

-выбор признаков счетов;

-формирование рабочего плана счетов;

-выбор формы бухгалтерского учета;

-выбор методов расчета износа по основным средствам и амортизации нематериальных активов;

-выбор методов учета производственных запасов; методы списания затрат на производство;

-выбор методов оценки потребленных производственных запасов, готовой продукции, незавершенного производства; и т.п.;

3) настройка справочников аналитического учета;

4) настройка типовых операций и шаблонов бухгалтерских проводок;

5) настройка типовых форм первичных учетных документов;

6) настройка стандартных отчетов (внешних и внутренних);

7) реализация требований международных стандартов бухгалтерского учета; и др.

2. Информационные технологии:

1) аппаратная и программная платформа ИСБУ;

2) информационно-технологическая архитектура программного комплекса;

3) модульная архитектура программного комплекса;

4) возможность автономного использования программных модулей;

5) конфигуратор функциональной структуры ИСБУ;

6) структура базы данных, характеристика СУБД;

7) защита функций ИС и базы данных;

8) средства администрирования БД;

9) инструментальные средства разработки пользовательского интерфейса, развития функциональности ИС;

10) информационное взаимодействие с другими ИС масштаба предприятия, внешними ИС;

11)технология проектирования, внедрения и сопровождения ИС;

12) требования к квалификации персонала ИС.

В компьютерной ИС обеспечивается реализация стандартных информационных технологий бухгалтерского учета.

1. Создание типовых хозяйственных операций, содержащих шаблоны бухгалтерских проводок. Настройка корреспонденции бухгалтерских проводок на рабочий план счетов.

2. Увязка дополнительных реквизитов проводки со справочниками аналитических счетов.

3. Формирование стандартных текстов комментариев для бухгалтерских проводок.

4. Представление информации первичных учетных документов в электронном виде с использованием экранных форм ввода и редактирования.

5. Поддержка валютного учета

6. Формирование реестров первичных учетных данных различных классов:

-«Проводки» — основной учетный регистр, содержит бухгалтерские проводки, корреспонденцию счетов, сумму проводки;

-«Операции» — содержит сведения о хозяйственных операциях, зарегистрированных в учете. Установлен запрет непосредственного редактирования бухгалтерских проводок, кроме как через редактирование самой операции. Типовые операции обычно группируются по участкам бухгалтерского учета, связаны с определенными функциональными АРМ бухгалтера;

-«Документы» — содержит оформленные в соответствии с типовыми формами сведения первичных документов. Данный вариант ввода учетных данных наиболее предпочтителен. Редактирование бухгалтерских проводок или операций непосредственно, минуя редактирование подготовленного первичного документа, запрещено;

7. Программный контроль достоверности и полноты ввода первичных учетных данных, в том числе проверка корреспонденции счетов с помощью «корректных бухгалтерских проводок».

8. Санкционированный доступ к базе данных при вводе и редактировании учетных данных.

9. Агрегирование и фильтрация бухгалтерских проводок, операций и документов в целях их выборки, анализа, редактирования, копирования и т.п.

10. Автоматическое заполнение стандартных форм внешней отчетности.

11. Импорт и экспорт данных базы данных, отдельных форм документов, в том числе отчетных.

12. Доступ к офисным программным продуктам.

Программные продукты для создания ИС бухгалтерского учета различаются по полноте учетных функций, их интеграции:

-программные продукты для локальной автоматизации отдельных участков бухгалтерского учета;

-программные продукты для комплексной автоматизации бухгал­терского учета;

-программные продукты, поддерживающие ИС бухгалтерского учета во взаимосвязи с другими ИС, — комбинированные функциональные ИС;

-полностью интегрированные ИС бухгалтерского учета со всеми функциями управления предприятием.

Программные продукты для создания ИС бухгалтерского учета, как правило, имеют модульную архитектуру, возможно автономное использование отдельных модулей.

ИСБУ реализуется в виде АРМ бухгалтеров. Отдельный АРМ поддерживается с помощью программных модулей, может работать как изолированно, так и в интеграции с другими АРМ.

Характерная особенность программных продуктов для создания ИС бухгалтерского учета — «степени» свободы в выборе компонентов информационных технологий. В некоторых программных комплексах методологические и информационно-технологические решения не подлежат модификации.

Наиболее перспективны ИСБУ, ориентированные на многоплатформенность, допускающие замену компонентов базового и общего программного обеспечения, модернизацию функциональных модулей.

Билет № 21

1. Классификация компьютеров по областям применения. Общие требования, предъявляемые к современным компьютерам. Оценка производительности вычислительных систем.

1. Персональные компы и рабочие станции ПК - появились в результате эволюции миникомпов при переходе элементной базы машин с малой и средней степенью интеграции на большие и сверхбольшие интегральные схемы. ПК в начале ориентировались на самого широкого потребителя непрофессионала. В наст время появилось понятие "персональной рабочей станции", кот объединяет оба направления.

2. X-терминалы представляют собой комбинацию бездисковых рабочих станций и стандартных ASCII-терминалов.

3. Серверы В распределенной (сетевой) модели "клиент-сервер" часть работы выполняет сервер, а часть пользовательский компьютер (в общем случае клиентская и пользовательская части могут работать и на одном компе).

4. Мейнфреймы - это синоним понятия "большая универсальная ЭВМ", и до сегодняшнего дня остаются наиболее мощными (кроме суперкомпов) выч системами общего назначения, обеспечивающими непрерывный круглосуточный режим эксплуатации.

5. Кластерные архитектуры реализуют объединение машин, представляющегося единым целым для операционной си-мы, системного ПО, прикладных программ и пользователей. Машины, кластеризованные вместе таким способом, могут при отказе одного процессора очень быстро перераспределить работу на др процессоры внутри кластера.

6. Суперкомпы - это компы, имеющие на текущий момент развития человечества максимальную производит-ть, объем оперативной и дисковой памяти, а также специализированное ПО, с помощью которого можно эффективно управлять этими ресурсами.

К современным компьютерам предъявляются требования: отношение стоимость/производит-ть; надежность и отказоустойч-ть; масштабир-ть; совместимость и мобильность ПО

Надежность компа основана на предотвращения неисправностей путем снижения интенсивности отказов и сбоев его эл-тов.

Отказоустойчивость - это такое св-во выч системы, которое обеспечивает ей, как логической машине, возможность продолжения действий, заданных программой, после возникновения неисправностей.

Масштабир-ть - возможность наращивания числа и мощности процессоров, объемов оперативной и внешней памяти и др ресурсов выч-ной системы.

Концепция программной совместимости заключается в создании такой архитектуры, которая была бы одинаковой с точки зрения пользователя для всех моделей си-мы независимо от цены и производительности каждой из них.

Единицей измер производит-ти кома явл-ся время: комп, выполняющий тот же объем работы за меньшее время является более быстрым. В больш-ве современных процессоров скорость протекания процессов взаимодействия внутренних функциональных устр-в опред-ся не естественными задержками в этих устр-вах, а задается единой си-мой синхросигналов, вырабатываемых некоторым генератором тактовых импульсов, как правило, работающим с постояной скоростью (тактовой частотой).

Производит-ть ЦП зависит от 3 параметров: такта (или частоты) синхронизации, среднего кол-ва тактов на команду и кол-ва выполняемых команд.

Одной из альтернативных (по отношению к времени выполнения) единиц измерения производительности процессора является MIPS - (миллион команд в секунду). Для научно-технических задач производительность процессора оценивается в MFLOPS (миллионах чисел-результатов вычислений с плавающей точкой в секунду, или миллионах элементарных арифметических операций над числами с плавающей точкой, выполненных в секунду).

2. Определение понятий: система, элемент, подсистема, связь, цель, структура, среда, состояние, поведение, равновесие, устойчивость, развитие.

Система – это совокупность элементов и (или) отношений, закономерно связанных в единое целое, которое обладает свойствами, отсутствующими у элементов и отношений его образующих (это такой объект, свойства которого не сводятся к свойствам составляющих его частей)

Элемент. Под элементом принято понимать простейшую неделимую часть системы, выполняющую определённую функцию. Значит элемент — это предел членения системы с точки зрения решения конкретной задачи и поставленной цели.

Подсистема. Система может быть разделена на элементы не сразу, а последовательным расчленением на подсистемы, которые представляют собой компоненты более крупные, чем элементы, и в то же время более детальные, чем система в целом.

Возможность деления системы на подсистемы связана с вычленением совокупностей взаимосвязанных элементов, способных выполнять относительно независимые функции, подцели, направленные на достижение общей цели системы. Выделение в системе подсистем зависит от цели.

Названием «подсистема» подчеркивается, что такая часть должна обладать свойствами системы (в частности, свойством целостности). Целостность системы - принципиальная несводимость свойств системы к сумме свойств её элементов.

Неаддитивность свойств целого означает не только появление новых свойств, но в некоторых случаях к исчезновению отдельных свойств элементов, наблюдающихся до их соединения в систему. Этот принцип появления у целого свойств, не выводимых из наблюдаемых свойств частей, назван У.Р. Эшби принципом эмерджентности.

Целостные свойства систем, несводимые к свойствам отдельных элементов, называют эмерджентными свойствами.

Связь. Обеспечивает возникновение и сохранение структуры и целостных свойств системы. Это понятие характеризует одновременно и строение (статику), и функционирование (динамику) системы.

Связь характеризуется направлением, силой и характером (или видом). По первому признаку связи можно разделить на направленные и ненаправленные, по второму – на сильные и слабые, а по характеру — на связи подчинения, генетические, равноправные (или безразличные), связи управления. Связи можно разделить также по месту приложения (внутренние и внешние), по направленности процессов в системе в целом или в отдельных ее подсистемах (прямые и обратные).

Важную роль в системах играет понятие «обратной связи». Обратная связь может быть положительной, сохраняющей тенденции происходящих в системе изменений того или иного выходного параметра, и отрицательной - противодействующей тенденциям изменения выходного параметра, т.е. направ-ной на сохранение, стабилизацию требуемого значения параметра.

Цель. В зависимости от стадии познания объекта, этапа системного анализа, в понятие "цель" вкладывают различные смысловые значения:

от идеальных устремлений

до конкретных целей - конечных результатов, достижимых в пределах некоторого интервала времени, конечного продукта деятельности.

Внешняя цель характеризует ее взаимоотношения со средой

Структура. (от латинского "structure", означающего строение, расположение, порядок) отражает определенные взаимосвязи, взаиморасположение составных частей системы, ее устройство (строение). Структура — это совокупность элементов и связей между ними.

В сложных системах структура включает не все элементы и связи, между ними, а лишь наиболее существенные компоненты и связи.

Среда .Всякая система функционирует в среде. Воздействия среды на систему называется входным воздействием, или входами; воздействия системы на среду – выходными воздействиями, или выходами.

Под внешней средой понимается множество элементов, которые не входят в систему, но изменение их состояния вызывает изменение поведения системы.

"...среда есть совокупность всех объектов, изменение свойств которых влияет на систему, а также тех объектов, чьи свойства меняются в результате поведения системы".

Состояние — это множество существенных свойств, которыми система обладает в данный момент времени, мгновенная фотография, «срез» системы. Это внутренняя характеристика системы, значение которой в настоящий момент времени определяет текущее значение выходной величины.

Поведение. Если система способна переходить из одного состояния в другое (например, S₁ → S₂ → S_з→ ...), то говорят, что она обладает поведением — в ней происходит процесс.

Процесс — это последовательная смена состояний.

В случае непрерывной смены состояний, процесс Р можно описать функцией времени: P = S(t),

а в дискретном случае — множеством: P={S_t1,S_t2,…}.

Устойчивость характеризует одну из важнейших черт поведения систем и понимается как способность системы возвращаться в состояние равновесия после того, как она была из этого состояния выведена под влиянием внешних возмущающих воздействий.

Степень устойчивости системы зависит от многих факторов:

числа и разнообразия элементов,

характера и силы связей между ними,

направленности и значительности внешних воздействий и многого другого.

Устойчивость системы связывают с ее способностью противостоять внешним воздействиям, которая в первую очередь зависит от внутренних свойств и внутренней структуры системы.

Равновесие. Простейшим случаем устойчивого состояния системы является равновесие, т.е. способность системы в отсутствие внешних возмущающих воздействий (или при постоянных воздействиях) сохранять свое состояние сколь угодно долго.

Различают два типа динамики системы: ее функционирование и развитие.Под функционированием подразумевают процессы, которые происходят в системе, стабильно реализующей фиксированную цель.

Развитие системы обязательно сопровождается изменением ее целей. Другими критериями развития системы являются: увеличение порядка, рост организованности, увеличение информации, снижение энтропии системы. Развитие — это изменения процессов в системе во времени, выраженные в количественных, качественных и структурных преобразованиях от низшего (простого) к высшему (сложному).

Движущей же силой любого развития являются противоречия.

3. Основные классы бухгалтерских информационных систем.

Основные классы бухгалтерских информационных систем

Классификация современных бухгалтерских информационных систем. Мини-системы.

Интегрированные решения.

Комплексы функциональных пользовательских мест (комплексы АРМ).

Конструкторы (трансформеры).

Основные классы бухгалтерских информационных систем. Мини-системы.

Выделяют две принципиальные модели построения ИСБУ (рис. 2.1):

модульные системы и

системы-конструкторы (трансформеры).

Мини-системы. К этому классу относятся системы, ориентированныe на малый бизнес и рассчитанные на функционирование на автономном компьютере. Они предназначены для бухгалтерий с небольшим объемом учетной номенклатуры, без ярко выраженной специализации сотрудников по конкретным разделам учета.

Автоматизированные решения данного типа позволяют вести синтетический и несложный аналитический учет, включающий ввод и корректировку бухгалтерских проводок, выполнение расчетов и вывод на печать оборотной ведомости, некоторых журналов-ордеров и первичных документов.

Основная особенность программных решений данного класса — формирование единого журнала хозяйственных операций, получение Главной книги, баланса, отчетных форм. Программные решения ориентированы на бухгалтерские отделы небольших предприятий, состоящих из 1-4 человек.

2. Интегрированные решения.

Данный класс обеспечивает ведение всех основных учетных функций по разделам учета, обычно реализованных в рамках единой системы, ориентированной на небольшие бухгалтерии.

Автоматизированный учет строится на основе записей, в той или иной степени интегрирующих учетную информацию различных разделов учета.

Основные особенности: единый журнал операций, получение Главной книги, баланса, отчетных форм и реализация на основе единого программного модуля, отражающего разделы учета. Отдельно может быть вынесен и использоваться автономно раздел по расчетам с персоналом по оплате труда.

Полнота реализации учетных функций достигается не за счет разбиения учета на отдельные участки, а путем усложнения и специализации процедур формирования проводок. Вводится практически единая модель бухгалтерского учета, развивающая и дополняющая принцип двойной записи.

Программные продукты этого класса также ориентированы на функционирование в небольших компаниях, хотя нередко используются на средних и даже крупных предприятиях. По сравнению с мини-системами они обладают большей глубиной аналитического учета и развитой реализацией функций натурально-стоимостного и инвентарного учета. Интегрированные системы поставляются разработчиками как в локальном, так ив сетевом вариантах.

3. Комплексы функциональных пользовательских мест (комплексы арм).

Класс состоит из отдельных, функционально законченных и взаимосвязанных АРМ, соответствующих основным разделам бухгалтерского учета, достаточно полно и глубоко отражающих их специфику и рассчитанных главным образом на бухгалтерии средних и крупных предприятий, где функции между бухгалтерами разделены и персонал имеет различную финансово-бухгалтерскую и компьютерную квалификацию.

Сформированные локальными подсистемами учетные записи, дополненные определенным набором аналитической информации, по каналам вычислительной сети передаются в головные модули системы, где они используются для получения итоговых сумм остатков и оборотов синтетических и общих для всей системы аналитических счетов, а также для печати соответствующих выходных форм.

Могут использоваться и малыми предприятиями.

Характерная черта – модульная структура построения. Модульный принцип организации бухгалтерской информационной системы предполагает наличие узлов связи между самостоятельно функционирующими частями.

Центральным связующим узлом в таких системах, как правило, является АРМ, обеспечивающий ведение сводного аналитического и синтетического учета и отчетности, базирующийся на едином журнале хозяйственных операций. Подсистемы сводного учета на базе бухгалтерских АРМ имеют много общего с мини-системами.

Еще одна особенность – в них не закладывается общая модель представления бухгалтерской информации. Как правило, системы данного типа наиболее полно отражают специфику документооборота крупной компании.

Помимо собственно бухгалтерских АРМ, в систему могут быть включены АРМ руководителя предприятия, хотя чаще всего он представляет собой АРМ менеджера или сотрудника коммерческого отдела, АРМ по учету личного состава предприятия, а также инструментарий для ведения делопроизводства. АРМ по учету кадров очень часто является важной составляющей в системах данного класса и имеет тесную взаимосвязь с АРМ по расчетам с персоналом по оплате труда.

По полноте охвата функций бухгалтерии комплексы функциональных пользовательских мест и интегрированные решения более совершенны и универсальны, чем конструкторы, поскольку они готовы к эксплуатации (ведению основных разделов учета) сразу после установки на компьютер.

Комплексные решения, требующие авторской установки, изготавливаемые на заказ. Программные продукты данного класса включают в себя все особенности предыдущего класса, но разбиваются на подклассы отдельных АРМ, соответствующих разделам или группам разделов учета.

Характерной особенностью программных решений данного класса является то, что их создают применительно к требованиям конкретного заказчика. Это могут быть и комплексы функциональных пользовательских мест, и интегрированные решения, и даже конструкторы. Они не подлежат массовому тиражированию и в каждом конкретном случае требуют выполнения большого комплекса пусконаладочных работ.

Использование эффективно только для крупных субъектов экономики.

Ведение учета по международным стандартам. Лишь немногие АРМ предоставляют пользователю такие возможности. Наиболее известны программные продукты компании «Инфин».

Параллельное соблюдение российским и международным стандартам обеспечивают такие западных программных средств, локализованных для России, как Scala, Platinum, SunAccount, Champion, Comptel.

Западные системы имеют модульную структуру и относятся к комплексам АРМ. Системы позволяют вести двойной план счетов (по российским и международным стандартам), предоставляя возможность организации параллельного учета в рублях и иностранной валюте и производить автоматический пересчет данных.

Западные информационные системы бухгалтерского учета не получили широкого распространения в России

4. Конструкторы (трансформеры).

Характерная особенность - способность гибко настраиваться на специфику самых разнообразных расчетов. При этом пользователь может самостоятельно конструировать систему обработки финансово-экономических и учетных данных, описывая необходимые расчетные алгоритмы, макеты ввода первичной информации и правила построения отчетов на специализированном формальном языке.

Базовые возможности программных продуктов данного класса, как правило, невелики, поэтому трансформеры незначительно превосходят мини-системы, а некоторые из них уступают последним по набору выполняемых функций. Конструкторы основываются на некой общей модели бухгалтерского учета, в которой специфика отдельных участков явно не выделена.

Билет № 22

1. Числовая и нечисловая обработка. Ограничения фоннеймановской архитектуры.

Компы были созданы для реализации большого объема вычислений. Как правило, эти вычисления представляют собой длинные цепочки итераций и требуют сохранения высокой точности. Такие вычисления характерны для числовой обработки.

По мере распространения компов и создания персональных ЭВМ появилась необходимость в обработке экономич инф-ции, в создании инф-ных систем для различных организаций, автоматизации работ в учреждениях и т. д. Все эти применения требуют различных БД, которые могут хранить миллионы и миллиарды отдельных записей. Чтобы предварительно найти требуемую запись, обработать ее и определить форму ее вывода требуются такие операции, как поиск и сортировка. Этот процесс характеризует нечисловую обработку данных.

В понятие «данные» при числовой и нечисловой обработке вкладывается различное содержание.

При числовой обработке используются такие объекты, как переменные, векторы, матрицы, многомерные массивы, константы и т.д.

При нечисловой обработке объектами м/б файлы, записи, поля, иерархии, сети, отношения и т. д.

При числовой обработке нас не интересует текущее значение переменных. Даже в условном операторе мы обращаемся к элементу данных не по содержанию, а по имени (например, эл-т матрицы A(I,J)). При нечисловой обработке, наоборот, нас интересуют непосредственные сведения об объектах (конкретный служащий или группа служащих), а не файл служащих как таковой.

В классических ЭВМ способы построения запоминающих устройств и способы обращения к ним центрального процессора ориентированы на числовую обработку. В ЭВМ фоннеймановской архитектуры обращение к данным организовано так, что для выборки объекта из памяти нужно сначала указать начальный адрес.

Если же имена служащих выбираются из файла не по адресу, а по содержимому полей, то этот способ адресации называется ассоциативным обращением. В фоннеймановской архитектуре для обработки огромного объема информации мы располагаем всего лишь одним процессором. При этом возникает ситуация, когда миллиарды байтов (символов) информации находятся в состоянии ожидания передачи через канал и обработки на устройстве весьма ограниченной мощности. Такая ситуация для процессора является тупиковой. Для выхода из тупика необходимо внести на этом уровне два изменения в архитектуру:

а) использовать параллельные процессоры;

б) приблизить процессоры к данным, чтобы устранить их постоянную передачу по каналу.

В ЗУ фоннеймановской архитектуры обращение происходит по адресу. Но при нечисловой обработке обращение должно осуществляться по содержанию. Поэтому используется способ эмуляции ассоциативной адресации с помощью основного адресного доступа. При этом создаются специальные таблицы (справочники) для перевода ассоциативного запроса в соответствующий адрес. Таблицы называются списками ссылок, или индексами. Один из выходов – ассоциативные запоминающие устройства.

2. Безопасность и жизнеспособность операционных систем. Надстройки операционных систем. Расширение возможностей пользователя.

Операционная система есть специально организованная совокупность программ, которая управляет ресурсами системы (ЭВМ, вычислительной системы, других компонентов ИВС) с целью наиболее эффективного их использования и обеспечивает интерфейс пользователя с ресурсами.

Под механизмами защиты ОС будем понимать все средства и механизмы защиты данных, функционирующие в составе ОС. Операционные системы, в составе которых функционируют средства и механизмы защиты данных, часто называют защищенными системами.

Под безопасностью ОС будем понимать такое состояние ОС, при котором невозможно случайное или преднамеренное нарушение функционирования ОС, а также нарушение безопасности находящихся под управлением ОС ресурсов системы.

Укажем следующие особенности ОС, которые позволяют выделить вопросы обеспечения безопасности ОС в особую категорию:

− управление всеми ресурсами системы;

− наличие встроенных механизмов, которые прямо или косвенно влияют на безопасность программ и данных, работающих в среде ОС;

− обеспечение интерфейса пользователя с ресурсами системы;

− размеры и сложность ОС.

Большинство ОС обладают дефектами с точки зрения обеспечения безопасности данных в системе, что обусловлено выполнением задачи обеспечения максимальной доступности системы для пользователя. Рассмотрим типовые функциональные дефекты ОС, которые могут привести к созданию каналов утечки данных.

1. Идентификация. Каждому ресурсу в системе должно быть присвоено уникальное имя – идентификатор. Во многих

системах пользователи не имеют возможности удостовериться в том, что используемые ими ресурсы действительно принадлежат системе.

2. Пароли. Большинство пользователей выбирают простейшие пароли, которые легко подобрать или угадать.

3. Список паролей. Хранение списка паролей в незашифрованном виде дает возможность его компрометации с после-

дующим НСД к данным.

4. Пороговые значения. Для предотвращения попыток несанкционированного входа в систему с помощью подбора па-

роля необходимо ограничить число таких попыток, что в некоторых ОС не предусмотрено.

5. Подразумеваемое доверие. Во многих случаях программы ОС считают, что другие программы работают правильно.

6. Общая память. При использовании общей памяти не всегда после выполнения программ очищаются участки оперативной памяти (ОП).

7. Разрыв связи. В случае разрыва связи ОС должна немедленно закончить сеанс работы с пользователем или повтор-

но установить подлинность субъекта.

8. Передача параметров по ссылке, а не по значению (при передаче параметров по ссылке возможно сохранение параметров в ОП после проверки их корректности, нарушитель может изменить эти данные до их использования).

9. Система может содержать много элементов (например, программ), имеющих различные привилегии.

Основной проблемой обеспечения безопасности ОС является проблема создания механизмов контроля доступа к ресурсам системы. Процедура контроля доступа заключается в проверке соответствия запроса субъекта предоставленным ему правам доступа к ресурсам. Кроме того, ОС содержит вспомогательные средства защиты, такие как средства мониторинга, профилактического контроля и аудита. В совокупности механизмы контроля доступа и вспомогательные средства защиты образуют механизмы управления доступом.

3. Принципы и особенности проектирования интегрированных ИС. Система управления информационными потоками как средство интеграции приложений ИС. Методы и средства организации метаинформации проекта ИС.

Первоначально профессиональные СУБД создавались для мощных высокопроизводительных платформ - IBM, DEC, Hewlett-Packard, Sun Но затем, учитывая все возрастающую популярность и широкое распространение персональных компьютеров, их разработчики приступили к переносу (портированию) СУБД в операционные среды desktop-компьютеров (OS/2, NetWare, UnixWare, SCO UNIX).

В настоящее время большинство компаний - поставщиков СУБД развивает три направления своих систем. Во-первых, совершенствование СУБД для корпоративных информационных систем, которые характеризуются большим числом пользователей (от 100 и выше), базами данных огромного объема (их часто называют сверхбольшими базами данных - Very Large Data Base - VLDB), смешанным характером обработки данных (решение задач оперативной обработки транзакций и поддержки принятия решений) и т.д. Это - традиционная область mainframe-систем и приближающихся к ним по производительности RISC-компьютеров.

Другое, не менее важное направление - СУБД, поддерживающие так называемые рабочие группы. Это направление характеризуется относительно небольшим количеством пользователей (камерный характер применения СУБД) с сохранением, тем не менее, всех "многопользовательских" качеств. Системы этого класса ориентированы преимущественно на "офисные" применения, не требующие специальных возможностей. Так, большинство современных многопользовательских СУБД имеет версии системы, функционирующие в сетевой операционной системе Novell NetWare. Ядро СУБД оформлено здесь как загружаемый модуль NetWare NetWare Loadable Module - NLM), выполняющийся на файловом сервере. База данных также располагается на файловом сервере. SQL-запросы поступают к ядру СУБД от прикладных программ, которые запускаются на станциях сети - персональных компьютерах (отметим, что, несмотря на использование файлового сервера, здесь мы имеем дело с RDA-моделью).

Наконец, новый импульс в развитии получило направление desktop-версий СУБД, ориентированных на персональное использование - преимущественно в операционной среде MS Windows (системы этого класса получили неформальное определение "light").

Стремление компаний - поставщиков СУБД иметь фактически по три варианта своих систем, покрывающих весь спектр возможных применений выглядит для пользователей чрезвычайно привлекательно. Действительно, для специалиста исключительно удобно иметь на своем легко транспортируемом портативном компьютере локальную базу данных (постоянно используемую во время командировок) в том же формате и обрабатываемую по тем же правилам, что и стационарную корпоративную базу данных фирмы, куда собранные данные могут быть без труда доставлены.

В последние годы (1987-94) в нашей стране было разработано множество программ, ориентированных на использование СУБД типа PARADOX, FoxPRO, dBASE IV, Clipper. При переходе на более мощную многопользовательскую СУБД у пользователей возникает естественное желание интегрировать уже существующие разработки в эту среду. Например, может возникнуть потребность хранить локальные данные на персональном компьютере и осуществлять к ним доступ с помощью системы FoxPRO, и одновременно иметь доступ к глобальной базе данных под управлением СУБД Oracle. Организация такого доступа, когда программа может одновременно работать и с персональной, так и с многопользовательской СУБД представляет собой сложную проблему по следующей причине.

Как известно, разработчики PC-ориентированных СУБД первоначально использовали свой собственный интерфейс к базам данных, никак не учитывая требования стандарта языка SQL. Лишь впоследствии они стали постепенно включать в свои системы возможности работы с базой данных при помощи SQL. В то же время для истинно многопользовательских СУБД интерфейс SQL - фактический стандарт. При этом возникла задача согласования интерфейсов СУБД различных классов. Она может решаться несколькими способами, но большинство из них имеют частный характер. Рассмотрим наиболее общее решение этой задачи.

Специалисты фирмы Microsoft разработали стандарт Open Database Connectivity (ODBC). Он представляет собой стандарт интерфейса прикладных программ (Application Programming Interface - API) и позволяет программам, работающим в среде Microsoft Windows, взаимодействовать (посредством операторов языка SQL) с различными СУБД, как с персональными, так и с многопользовательскими, функционирующими в различных операционных системах. Фактически, интерфейс ODBC универсальным образом отделит чисто прикладную, содержательную сторону приложений (обработка электронных таблиц, статистический анализ, деловая графика) от собственно обработки и обмена данными с СУБД. Основная цель ODBC - сделать взаимодействие приложения и СУБД прозрачным, не зависящим от класса и особенностей используемой СУБД (мобильным с точки зрения используемой СУБД).

Отметим, что стандарт ODBC является неотъемлемой частью семейства стандартов, облегчающих написание и обеспечивающих вертикальную открытость приложений (WOSA - Windows Open Services Architecture - открытая архитектура сервисов системы Windows).

Интерфейс ODBC (рис.2) обеспечивает взаимную совместимость серверных и клиентских компонентов доступа к данным. Для реализации унифицированного доступа к различным СУБД, было введено понятие драйвера ODBC (представляющего собой динамически загружаемую библиотеку).

Рисунок 2.

ODBC-архитектура содержит четыре компонента:

- приложение;

- менеджер драйверов;

- драйверы;

- источники данных.

Роли среди них распределены следующим образом. Приложение вызывает функции ODBC для выполнения SQL-инструкций, получает и интерпретирует результаты; менеджер драйверов загружает ODBC-драйверы, когда этого требует приложение; ODBC-драйверы обрабатывают вызовы функций ODBC, передают операторы SQL СУБД и возвращают результат в приложение; источник данных (data source) - объект, скрывающий СУБД, детали сетевого интерфейса, расположение и полное имя базы данных и т.д.

Действия, выполняемые приложением, использующем интерфейс ODBC, сводятся к следующему: для начала сеанса работы с базой данных приложение должно подключиться к источнику данных, ее скрывающему; затем приложение обращается к базе данных, посылая SQL-инструкции, запрашивает результаты, отслеживает и реагирует на ошибки и т.д., то есть имеет место стандартная схема взаимодействия приложения и сервера БД, характерная для RDA-модели. Важно, что стандарт ODBC включает функции управления транзакциями (начало, фиксация, откат транзакции). Завершив сеанс работы, приложение должно отключиться от источника данных.

Билет № 23

1. Концепция параллельной обработки данных.

Необходимость параллельной обработки может возникнуть по следующим причинам:

1. Велико время решения данной задачи.

2. Мала пропускная способность системы.

3. Необходимо улучшение использования системы.

Для распараллеливания необходимо организовать вычисления. Сюда входят:

• составление параллельных программ;

• автоматическое обнаружение параллелизма.

Ускорение обработки данных:

Условия параллельного выполнения процессов:

, где  - пустое множество

Для использования скрытой параллельной обработки требуются преобразования программных конструкций, таких как:

• уменьшение высоты деревьев арифметических выражений;

• преобразование линейных рекуррентных соотношений;

• замена операторов;

• преобразование блоков IF и DO к каноническому виду;

• распределение циклов.

Замена операторов

Исходный блок операторов присваивания:

X=BCD+E

Y=AX

Z=X+FG

Ts = 6 при n = 1

Путем замены операторов можно получить следующий блок:

X=BCD+E

Y=ABCD+AE

Z=BCD+E+FG

Tm = 3 при n = 5

Этот блок может быть вычислен параллельно при использовании 5 процессоров за три шага с ускорением обработки

U = Ts /Tm = 6/3 = 2

2. Анализ предметной области, разработка состава и структуры бд, проектирование логико-семантического комплекса.

Будем называть базой данных набор данных, рассматриваемых как одно целое.

База данных может быть открыта (доступна) и закрыта (недоступна). База данных имеет логическую и физическую структуру.

На физическом уровне каждая база состоит из трех типов файлов:

♦ один или более файлов данных;

♦ два или более журнальных файлов;

♦ один или более управляющих (контрольных) файлов.

На логическом уровне каждая база состоит из:

♦ не менее чем одного табличного пространства (tablespace); при этом системное табличное пространство SYSTEM создается автоматически при заведении базы данных; в дальнейшем добавляются пространства временное TEMP и др.

♦ каждое табличное пространство включает пользовательские объекты базы (таблицы, представления, индексы, кластеры, последовательности, хранимые процедуры);

♦ каждое табличное пространство состоит из сегментов, сегменты состоят из экстентов, экстенты из блоков, которые могут отличаться от блоков операционной системы;

♦ база данных описывается схемой; объекты схемы это логические структуры, связанные с данными базы (таблицы, представления, синонимы, последовательности, хранимые процедуры, индексы, кластеры и связи баз данных).

Опишем кратко некоторые логические объекты:

♦ таблицы понимаются достаточно традиционно, целостность данных поддерживается на уровне ключей (первичных, уникальных, внешних (forein), суррогатных) и триггеров;

♦ представление — это как бы взгляд на данные с некоторой точки зрения; может пониматься как виртуальная таблица, в действительности представляет собой хранимый запрос;

♦ последовательности ~ последовательные списки уникальных чисел;

♦ хранимые процедуры — откомпилированные и готовые к запуску последовательности команд SQL или PL/SQL;

♦ пакеты — объединяют обычно логически связанные процедуры, функции и другие конструкции в одну программную единицу;

♦ синоним ~ альтернативное имя таблицы, представления, последовательности или программной единицы; синонимы бывают общие и частные;

♦ кластеры — группы из одной или более таблиц, физически хранимых вместе; в кластеры объединяют таблицы, имеющие общие значения некоторых столбцов и часто используемые совместно; связанные столбцы таких таблиц называют кластерным ключом;

♦ связи баз данных используются в распределенных базах данных;

Блоки данных, экстенты и сегменты

Блок это минимальная порция данных, с которой работает сервер. Размер блока определяется в байтах дискового пространства при создании базы данных.

Экстент — это заданное число непрерывно расположенных блоков данных; изменение размеров областей осуществляется экстентами, размер которых может меняться;

Сегменты это набор экстентов, выделенных для хранения определенной логической структуры.

3. Основные понятия объектно-ориентированного подхода. Диаграмма прецедентов использования, диаграммы классов объектов (Class diagramm), диаграммы состояний (Statechart diagramm), диаграмма взаимодействия объектов (interaction diagramm), диаграмма деятельностей, диаграммы пакетов, диаграммы компонентов и размещения.

Основные понятия объектно-ориентированного подхода: объекты, классы и методы. Под объектом следует понимать математическое представление сущности реального мира (или предметной области), которое используется для моделирования. Классом следует называть весьма общую сущность, которая может быть определена как совокупность элементов. Метод  - операция, которая определена над объектами того или иного класса.

Структурная декомпозиция ИС на основе объектно-ориентированного подхода отличается от функционально-ориентированного подхода лучшей способностью отражать динамическое поведение системы в зависимости от возникающих событий. В этом плане модель проблемной области рассматривается как совокупность взаимодействующих во времени объектов. В настоящее время для объектно-ориентированного моделирования проблемной области широко используется унифицированный язык моделирования UML (Unified Modeling Language), который разработан группой ведущих компьютерных фирм мира OMG (Object Management Group) и фактически является стандартом по объектно-ориентированным технологиям. Язык UML реализован многими фирмами - производителями программного обеспечения в рамках CASE-технологий, например Rational Rose (Rational), Natural Engineering Workbench (Software AG), ARIS Toolset (IDS prof. Scheer) и др.

Система объектно-ориентированных моделей в соответствии с нотациями UML включает в себя следующие диаграммы:

1) диаграмму прецедентов использования (Use-case diagram), которая отображает функциональность ИС в виде совокупности выполняющихся последовательностей транзакций;

2) диаграмму классов объектов (Class diagram), которая отображает структуру совокупности взаимосвязанных классов объектов аналогично ER-диаграмме функционально-ориентированного подхода;

3) диаграммы состояний (Statechart diagram), каждая из которых отображает динамику состояний объектов одного класса и связанных с ними событий;

4) диаграммы взаимодействия объектов (Interaction diagram), каждая из которых отображает динамическое взаимодействие объектов в рамках одного прецедента использования;

5) диаграммы деятельностей (Activity diagram), которые отображают потоки работ во взаимосвязанных прецедентах использования (могут декомпозироваться на более детальные диаграммы);

6) диаграммы пакетов* (Package diagram), которые отображают распределение объектов по функциональным или обеспечивающим подсистемам (могут декомпозироваться на более детальные диаграммы);

7) диаграмму компонентов (Component diagram), которая отображает физические модули программного кода;

8) диаграмму размещения (Deployment diagram), которая отображает распределение объектов по узлам вычислительной сети.

Билет № 24

1. Концепция конвейерной обработки.

Примером конвейерной организации является сборочный транспортер на производстве.

Если транспортер несет аналогичные, но не тождественные изделия, то это – последовательный конвейер; если же все изделия одинаковы, то это – векторный конвейер.

Конвейерная обработка в общем случае основана на разделении подлежащей исполнению функции на более мелкие части, называемые ступенями.

Последовательный конвейер

Первый результат на выходе конвейера появляется спустя время: (время разгона конвейера)

, а последующие с интервалами t_j

Ускорение обработки в данном устройстве измеряется отношением времени Тs, необходимого для последовательного выполнения L заданий (т.е. выполнение Д циклов на одной обрабатывающей ступени), ко времени Тр выполнения той же обработки на конвейере. Обозначим через ti время обработки на i-ой ступени, а через tj – соответствующее время для самой медленной ступени. Эффективность конвейера:

Конвейеризация эффективна только тогда, когда загрузка конвейера близка к полной, а скорость подачи новых команд и операндов соответствует максимальной производительности конвейера

В векторных конвейерах пары операндов, принадлежащие двум разным векторам, подаются на функциональное устройство (включающее множество одинаковых функциональных элементов) одновременно, и со всеми парами элементов векторов проводят одновременно функциональные преобразования.

Векторная команда реализуется с помощью специального управляющего вектора. Если n-й разряд управляющего вектора установлен в 1, то операция Cn = Аn + Вn выполняется и Сn записывается в результирующий вектор.

По мере вычисления адресов пары операндов могут непрерывно вводиться в арифметическое устройство. В такой конвейерной архитектуре требуются регистры или управляющие векторы, хранящие необходимую информацию до тех пор, пока можно начать выполнение команды.

Если длина обрабатываемого векторного поля равна l, а время обработки на самой медленной ступени равно tb, то общее время выполнения на конвейере векторной команды составляет tvp = ts + tf +(l - 1) tb

Для того чтобы выполнить ту же обработку на последовательном конвейере, потребовалось бы использовать его l раз.

2. Методы и средства проектирования ИС. Краткая характеристика применяемых технологий проектирования. Требования, предъявляемые к технологии проектирования ИС. Выбор технологии проектирования ИС.

Методология проектирования предпо­лагает наличие некоторой концепции, принципов проектирования, реализуемых набором методов проектирования, которые, в свою очередь, должны поддерживаться некоторыми средствами проек­тирования. Методы проектирования ИС можно классифицировать по степени использования средств автоматизации, типовых проект­ных решений, адаптивности к предполагаемым изменениям.

Так, по степени автоматизации методы проектирования раз­деляются на методы:

• ручного проектирования, при котором проектирование ком­понентов ИС осуществляется без использования специаль­ных инструментальных программных средств, а программи­рование - на алгоритмических языках;

• компьютерного проектирования, которое производит генера­цию или конфигурацию (настройку) проектных решений на основе использования специальных инструментальных про­граммных средств.

По степени использования типовых проектных решений разли­чают следующие методы проектирования:

• оригинального (индивидуального) проектирования, когда проектные решения разрабатываются «с нуля» в соответствии с требованиями к ИС;

• типового проектирования, предполагающего конфигурацию ИС из готовых типовых проектных решений (программных модулей).

Средства проектирования должны быть:

• в своем классе инвариантными к объекту проектирования;

• охватывать в совокупности все этапы жизненного цикла ИС;

• технически, программно и информационно совместимыми;

• простыми в освоении и применении;

• экономически целесообразными.

Средства проектирования ИС можно разделить на два клас­са: без использования ЭВМ и с использованием ЭВМ.

Средства проектирования без использования ЭВМ применя­ются на всех стадиях и этапах проектирования ИС. Как прави­ло, это средства организационно-методического обеспечения операций проектирования и в первую очередь различные стан­дарты, регламентирующие процесс проектирования систем. Сюда же относятся единая система классификации и кодирования ин­формации, унифицированная система документации, модели опи­сания и анализа потоков информации и т.п.

Средства проектирования с использованием ЭВМ могут при­меняться как на отдельных, так и на всех стадиях и этапах про­цесса проектирования ИС и соответственно поддерживают раз­работку элементов проекта системы, разделов проекта системы, проекта системы в целом. Все множество средств проектирова­ния с использованием ЭВМ делят на четыре подкласса.

К первому подклассу относятся операционные сред­ства, которые поддерживают проектирование операций обработ­ки информации. К данному подклассу средств относятся алго­ритмические языки, библиотеки стандартных подпрограмм и классов объектов, макрогенераторы, генераторы программ ти­повых операций обработки данных и т.п., а также средства рас­ширения функций операционных систем (утилиты). В данный класс включаются также такие простейшие инструментальные средства проектирования, как средства для тестирования и от­ладки программ, поддержки процесса документирования проек­та и т.п. Особенность последних программ заключается в том, что с их помощью повышается производительность труда проектировщиков, но не разрабатывается законченное проектное ре­шение. Таким образом, средства данного подкласса поддерживают I отдельные операции проектирования ИС и могут применяться it независимо друг от друга.

; Ко второму подклассу относят средства, поддерживающие проектирование отдельных компонентов проекта ИС. К данному подклассу относятся средства общесистемного назначения:

• системы управления базами данными (СУБД);

• методоориентированные пакеты прикладных программ (ре­шение задач дискретного программирования, математичес­кой статистики и т.п.);

• табличные процессоры;

• статистические ППП;

• оболочки экспертных систем;

• графические редакторы;

• текстовые редакторы;

• интегрированные ППП (интерактивная среда с встроенными диалоговыми возможностями, позволяющая интегрировать вышеперечисленные программные средства). Для перечисленных средств проектирования характерно их использование для разработки технологических подсистем ИС: ввода информации, организации хранения и доступа к данным, вычислений, анализа и отображения данных, приня­тия решений.

К третьему подклассу относятся средства, поддержи­вающие проектирование разделов проекта ИС. В этом подклассе выделяют функциональные средства проектирования.

Функциональные средства направлены на разработку автома­тизированных систем, реализующих функции, комплексы задач и задачи управления. Разнообразие предметных областей порож­дает многообразие средств данного подкласса, ориентированных на тип организационной системы (промышленная, непромыш­ленная сферы), уровень управления (например, предприятие, цех, . отдел, участок, рабочее место), функцию управления (планиро­вание, учет и т.п.).

К функциональным средствам проектирования систем обра­ботки информации относятся типовые проектные решения, фун­кциональные пакеты прикладных программ, типовые проекты.

К четвертому подклассу средств проектирования ИС относятся средства, поддерживающие разработку проекта на стадиях и этапах процесса проектирования. К данному классу относится подкласс средств автоматизации проектирования ИС (CASE-средства).

Современные CASE-средства, в свою очередь, классифициру­ются в основном по двум признакам:

1) по охватываемым этапам процесса разработки ИС;

2) по степени интегрированности: отдельные локальные сред­ства (tools), набор не интегрированных средств, охватывающих большинство этапов разработки ИС (toolkit) и полностью ин­тегрированные средства, связанные общей базой проектных дан­ных - репозиторием (workbench).

Под проектированием ИС понимается процесс преобразования входной информации об объекте проектирования, о мето­дах проектирования и об опыте проектирования объектов аналогичного назначения в соответствии с ГОСТом в проект ИС. С этой точки зрения проектирование ИС сводится к последовательной формализации проектных решений на различных стадиях жизненного цикла ИС: планирования и анализа требований, технического и рабочего проектирования, внедрения и эксплуатации ИС.

Осуществление проектирования ИС предполагает использование проектировщиками определенной технологии проектирования, соответствующей масштабу и особенностям разрабатываемого проекта.

Технология проектирования ИС ‑ это совокупность методологии и средств проектирования ИС, а также методов и средств организации проектирования (управление процессом создания и модернизации проекта ИС).

Требования, предъявляемые к технологии проектирования ИС.

Осуществление проектирования ИС предполагает использование проектировщиками определенной технологии проектирования, соответствующей масштабу и особенностям разрабатываемого проекта. Технология проектирования ИС - это совокупность методологии и средств проектирования ИС, а также методов и средств организации проектирования:

К основным требованиям, предъявляемым к выбираемой технологии проектирования, относятся следующие:

• созданный с помощью этой технологии проект должен отвечать требованиям заказчика;

• выбранная технология должна максимально отражать все этапы цикла жизни проекта;

• выбираемая технология должна обеспечивать минимальные трудовые и стоимостные затраты на проектирование и сопровождение проекта;

• технология должна быть основой связи между проектированием и сопровождением проекта;

• технология должна способствовать росту производительности труда проектировщика;

• технология должна обеспечивать надежность процесса проектирования и эксплуатации проекта;

• технология должна способствовать простому ведению проектной документации.

Выбор технологии проектирования ИС.

В основе технологии проектирования лежит технологический процесс, который определяет действия, их последовательность, состав исполнителей, средства и ресурсы, требуемые для выпол­нения этих действий.

Так, технологический процесс проектирования ЭИС в целом делится на совокупность последовательно-параллельных, связан­ных и соподчиненных цепочек действий, каждое из которых мо­жет иметь свой предмет. Действия, которые выполняются при про­ектировании ЭИС, могут быть определены как неделимые техно­логические операции или как подпроцессы технологических операций. Все действия могут быть собственно проектировочны­ми, которые формируют или модифицируют результаты проекти­рования, и оценочными действиями, которые вырабатывают по установленным критериям оценки результатов проектирования.

Таким образом, технология проектирования задается регла­ментированной последовательностью технологических операций, выполняемых в процессе создания проекта на основе того или иного метода, в результате чего стало бы ясно, не только ЧТО должно быть сделано для создания проекта, но и КАК, КОМУ и в КАКОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ это должно быть сделано.

Предметом любой выбираемой технологии проектирования должно служить отражение взаимосвязанных процессов проек­тирования на всех стадиях жизненного цикла ЭИС

3. Показатели оценки инвестиционных процессов: срок окупаемости, чистый приведенный доход, индекс рентабельности, внутренняя норма доходности.

Эффективность инвестиционного проекта выявляется лучше всего при помощи различных показателей. Они должны предоставлять возможность оценить инвестиционный проект (расчет эффективности) и сравнить его с другими проектами.

Различают статические и динамические расчеты инвестиций. Последние, в отличие от статических методов, учитывают также и временной ход инвестиционного процесса.

1. Чистый приведенный доход. В качестве основного измерителя конечного абсолютного результата инвестирования большее распространение получил чистый приведенный доход (разность дисконтированных показателей чистого дохода и инвестиционных затрат). Он имеет явную логическую основу и применим при решении широкого круга финансовых проблем, в том числе при определении различных показателей эффективности, его легко рассчитать.

Методы расчетов. Пусть капиталовложения и доходы представлены в виде платежей, тогда искомая величина находится как современная стоимость этого потока, определенная на начало действия проекта.

N = ,

где R_t – размер члена потока платежей в году t; v – дисконтный множитель по ставке i (ставка приведения, принятая норма доходности).

N – может быть как положительной так и отрицательной т.к. членами потока являются доходы (положительные величины) так и инвестиционные затраты (отрицательные величины). Если N < 0, то доходы не окупают затраты при принятой норме доходности и заданном распределении капитальных вложений и поступлений во времени.

Пусть теперь поток платежей представлен раздельно, т.е. как поток инвестиций и поток чистых доходов, тогда чистый приведенный доход определяется как разность

N = ,

где K_t – инвестиционные расходы в году t, t = 1,2,…n₁; R_j- чистый доход в году j, j = 1,2,…,n₂; n₁ – продолжительность инвестиционного периода; n₂ – продолжительность периода поступлений дохода.

В случаях, когда поток доходов можно описать как постоянную или переменную ренту, расчет N заметно упрощается. Так, если доходы поступают в виде постоянной годовой ренты, причем ожидается, что они равномерно распределены в пределах года, то

N = Ra

где R – годовая сумма дохода; а_n;i – коэф-т приведения годовой ренты со ставкой i и сроком n.

Если капиталовложения мгновенны, а доходы регулярно поступают сразу после инвестирования, то

N = Ra_n;i – K.

Свойства чистого приведенного дохода.

1.Чистый приведенный доход – это абсолютный показатель и зависит от масштабов капитальных вложений.

2.Существенная зависимость чистого приведенного дохода от временных параметров проекта.

Выделим два из них:

-срок начала отдачи от инвестиций;

-продолжительность периода отдачи.

Сдвиг начала отдачи вперед уменьшает величину современной стоимости потока доходов пропорционально дисконтному множителю v^t, где t – период отсрочки.

2.Внутренняя норма доходности. Не менее важным для финансового анализа производственных инвестиций является внутренняя норма доходности. Под этим критерием понимают такую расчетную ставку приведения, при которой капитализация получаемого дохода дает сумму, равную инвестициям, и следовательно, капиталовложения только окупаются. При начислении на сумму инвестиций процентов по ставке, равной внутренней норме доходности (J), обеспечивается получение распределенного во времени дохода, эквивалентного инвестициям. Чем выше эта норма, тем больше эффективность инвестиций. Обсуждаемый параметр может быть как положительной, так и отрицательной величиной. Последнее означает, что инвестиции не окупаются.

В общем случае, когда инвестиции и доходы задаются в виде потока платежей, искомая ставка J определяется на основе решения уравнения N = , относительно v каким либо методом:

= 0,

где v – дисконтный множитель по искомой ставке J; t – время от начала реализации проекта; R_t – член потока платежей (вложения и чистые доходы). Зная v (v^t = (1+J)^-n = ), находим искомую ставку J. Расчет искомой ставки осуществляется различными методами, дающими разные по точности ответы. Различаются они и по трудоемкости. В западной учебной литературе часто ограничиваются методом последовательного подбора значения ставки до выполнения условия N = 0. Другие методы определения J основываются на различных итерационных процедурах. К ним относятся метод Ньютона-Рафсона и метод секущей или какие-либо численные процедуры.

Влияние процентной ставки (i) на величину чистого приведенного дохода (N). Из формулы

N = ,

следует, что с ростом ставки приведения размер чистого приведенного дохода сокращается.

Срок окупаемости определяется в двух вариантах – на основе дисконтированных членов потока платежей и без дисконтирования. Обозначим первый как n_ок, второй как m.

Величина n_ок характеризует число лет, которое необходимо для того, чтобы сумма дисконтированных на момент окончания инвестиций чистых доходов была равна размеру инвестиций (барьерная точка для срока). Иначе говоря, это расчетное время, необходимое для полной компенсации инвестиций поступающими доходами с дисконтированием по ставке приведения.

Второй показатель в общем смысле аналогичен первому, но время получения доходов не учитывается и доходы не дисконтируются.

В предельно простим случае срок окупаемости m определяется как отношение суммы инвестиций к средней ожидаемой величине поступаемых доходов:

m = .

В финансовом отношении более обоснованным является дисконтный срок окупаемости n_ок . Пусть капиталовложения заданы одной суммой (К), а поток доходов постоянен и дискретен (R). Тогда из условия полной окупаемости за срок n_ок при заданной процентной ставке i и ежегодных поступлений следует:

К = R .

Отсюда

n_ок = .

Из последней формулы вытекает, что дисконтный срок окупаемости существует, если не нарушаются определенные соотношения между доходами и размером инвестиций, а именно: если постоянные доходы поступают ежегодно, то R > iK.

На величину дисконтного срока окупаемости влияют два фактора:

- распределение поступлений во времени (любая отсрочка поступлений доходов увеличивает срок окупаемости);

- ставка, принятая для дисконтирования (с увеличение ставки приведения срок окупаемости растет).

Т.к. оба рассматриваемых срока окупаемости характеризуют одно и тоже свойство инвестиционного процесса, то между ними существует некоторая зависимость, которая определяется видом распределения доходов во времени.

Определим оба показателя срока окупаемости через размер инвестиций и постоянные ежегодные поступления:

= m, . Отсюда следует, что n_ок =

При mi > 1 инвестиции не окупаются.

Индекс доходности. При расчете рентабельности определяется начисление средних годовых процентов инвестиционного проекта. Средняя годовая прибыль, приносимая инвестицией, соотносится с величиной капиталовложения:

Рентабельность = .

Инвестиция с наивысшей средней рентабельностью считается лучшим решением. Определение рентабельности инвестиционных проектов на практике осуществляется в промышленности при помощи нескольких показателей рентабельности.

Брутто-доход инвестиций при обычной загрузке

=

Брутто-доход инвестиции позволяет судить о рентабельности оборудования с технической точки зрения. Можно сравнивать друг с другом также инвестиционные проекты с иностранным участием.

Нетто- доход дополнительного собственного капитала =

Показатели рентабельности предоставляют прежде всего возможность сравнения для совершенно различных инвестиционных объектов.

Рентабельность инвестиций также может быть измерена двумя способами:

- бухгалтерским (без учета фактора времени);

- с учетом фактора времени (с дисконтированием членов потока платежей).

В обоих случаях доход сопоставляется с размером инвестиций. На основе бухгалтерского метода получим два варианта индекса доходности:

u = или u = .

В последней записи этот индекс совпадает с показателем рентабельности.

Проследим влияние взаимозависимости бухгалтерских срока окупаемости и показателя рентабельности. Пусть доходы постоянны во времени, тогда упомянутые показатели определяются на основе следующих равенств:

m = и u = .

Таким образом, u = .

Рентабельность и срок окупаемости находятся, как видим в обратной зависимости. При дисконтировании членов потока платежей индекс доходности определяется следующим образом: если капиталовложения приведены к одной сумме К, то

U = .

Если же капитальные затраты распределены во времени, то имеем

U = .

Если поток доходов представляет собой постоянную ренту, а капиталовложения мгновенны, то

U = .

Относительные финансовые показатели эффективности инвестиций имеют сходную задачу и базируются, в конечном счете, на одной методике – сопоставлении доходов и затрат. Однако каждый из них решает задачу под своим углом зрения. Подобные измерители взаимосвязаны, причем в общем – динамика одного показателя не пропорциональна изменению другого.

Билет № 25

№1 Векторные конвейерные процессоры.

Архитектура машины Cray-1

Всего имеется 12 функциональных устройств [4, 8]. Они разделены на группы в зависимости от типа выполняемых ими операций и адресуемых регистров. Выполняют вычисление адресов, логические, скалярные и векторные операции над целыми числами, операции с плавающей запятой над скалярами и векторами. Большинство простых операций центрального процессора выполняется за один такт, который составляет 12.5 нс.

Производительность однопроцессорной машины Cray-1 составляет примерно 100*10⁶ операций с плавающей точкой в секунду (100 Мфлопс). В более новых и более мощных моделях машинах системы Cray, выпускаемых фирмой Silicon Grafics, использовались от 2 до 8 процессоров и производительность составляла от 1 до 2,5 Гфлопс.

С 1998 года фирма Silicon Grafics приступила к выпуску векторной масштабируемой (то есть с изменяемой конфигурацией) суперЭВМ серии Cray SV1. В суперкомпьютере используются векторные процессоры, пиковая производительность которых достигает 4 Гфлопс. Пиковая производительность заключенного в один корпус узла составляет 32 Гфлопс. Общее число процессоров системы может быть больше 1000.

Согласно планам, объявленным компанией, вслед за первым поколением Cray SV1 появится векторный масштабируемый суперкомпьютер второго поколения, пиковая производительность которого составит десятки терафлопс.

Многопроцессорные векторные суперкомпьютеры Cray SV1

Рынок многопроцессорных векторных (векторно-параллельных) суперкомпьютеров достаточно узок. На этом поле «играют» только избранные — прежде всего это американская компания SGI, производящая компьютеры с маркой Cray, и японские NEC и Fujitsu [17]. Все прогнозы об уходе компьютеров этой архитектуры с рынка пока не оправдались. Векторные процессоры NEC SX-5 и Cray SV-1 по-прежнему значительно опережают по производительности вычислений с плавающей запятой самые быстродействующие микропроцессоры. И все же рискну предположить, что доля векторных систем в парке установленных суперкомпьютеров будет постепенно уменьшаться. В то же время сохраняются серьезные задачи, в которых применение векторных систем весьма эффективно.

Сray SV1, последнее поколение векторных систем SGI/Cray, о котором было объявлено еще в 1998 году, можно считать наследником мини-суперкомпьютеров Cray J90, представленных в 1994 году.

Главный козырь SV1 — ее центральный процессор. «Базовые» процессоры SV1 имеют по два векторных конвейера, каждый из которых может выполнять две операции с плавающей запятой за один такт. При тактовой частоте в 250 МГц это дает производительность 1 GFLOPS, что в пять раз выше, чем у 100-мегагерцевого Cray J90, но по-прежнему уступает RISC-микропроцессорам. В 1999 году появилась версия Cray SV1 с 300-мегагерцевым процессором с производительностью уже 1,2 GFLOPS, но и это ниже, чем у некоторых RISC-микропроцессоров.

Однако, из обычных процессоров Cray SV1 можно сконфигурировать так называемые многопоточные процессоры путем объединения четырех стандартных двухконвейерных процессоров в один. При этом все векторные регистры отдельных процессоров становятся общими, число конвейеров становится равным восьми, а пиковая производительность — 4/4,8 GFLOPS для процессоров на 250/300 МГц соответственно.

Вот это уже превышает возможности RISC-микропроцессоров, не перешагнувших границу 2 GFLOPS. Многопоточные процессоры побеждают по производительности также и Cray T90 (1,8 GFLOPS), хотя сильно отстают от японских конкурентов — NEC SX-5 (8 GFLOPS, см. таблицу) и Fujitsu VPP5000 (9,6 GFLOPS). Оценка производительности процессора SV1 на тестах Linpack (536 MFLOPS при N = 100, 996 MFLOPS при N = 1000) подтверждает это соотношение. Не стоит забывать и об отношении стоимоcть/производительность, которое для Cray SV1 очень хорошее.

Известно, что одним из основных преимуществ векторно-параллельных суперкомпьютеров перед многопроцессорными системами на базе «серийных» RISC-микропроцессоров является гораздо более высокая пропускная способность памяти. Резкое повышение производительности центрального процессора при сохранении пропускной способности оперативной памяти в Cray SV1 делает эту характеристику потенциально узким местом. IDC в своем отчете отмечает, что SGI следует работать над увеличением пропускной способности памяти.

Длина строки кэша равна 8 байт, что эквивалентно одному элементу векторного регистра. Если в Cray J90 восемь векторных регистров по 64 элемента в каждом, то есть всего 512 элементов, то емкость векторного кэша SV1 — уже 32К элементов. Однако для оптимизации использования векторного кэша существующие векторные приложения для компьютеров Cray предыдущих поколений должны быть переработаны.

На каждой процессорной плате размещается по четыре процессора, которые разделяют общий интерфейс к оперативной памяти. На процессорной плате имеется также интерфейс к каналу ввода/вывода GigaRing с пропускной способностью 1 Гбайт/с. Шкаф SV1 содержит систему с симметрично-многопроцессорной архитектурой, основанной на коммутаторе 8х8 c конструктивом backplane. Его восемь портов используются для подсоединения восьми процессорных плат, а другие восемь портов — для подсоединения оперативной памяти. Соответственно SMP-система SV1 может масштабироваться до 32 двухконвейерных центральных процессоров. Общее число каналов GigaRing на систему может при этом достигать восьми.

При конфигурировании многопоточных центральных процессоров каждый такой восьмиконвейерный процессор объединяет в себе четыре двухконвейерных — по одному из четырех разных процессорных плат (см. рисунок). Поэтому многопоточный ЦП обменивается данными с ОП сразу через четыре интерфейса ОП, и ПС ОП для такого ЦП составляет 25,6 Гбайт/с.

В обычном шкафу SV1 можно сконфигурировать до шести многопоточных процессоров плюс восемь обычных двухконвейерных. Возможность создания различных смешанных конфигураций, отличающихся числом процессоров разных типов, позволяет точно подстроить конфигурацию SV1 под конкретные особенности задач пользователя. Однако суммарная пиковая производительность SV1 при такой переконфигурации не меняется (до 32/38 GFLOPS при 250/300 МГц соответственно).

Оперативная память SV1 построена по технологии DRAM и имеет емкость от 2 до 32 Гбайт. Она может включать 256, 512 и 1024 банка; соответственно максимальный уровень расслоения (чередования адресов) оперативной памяти, используемого для повышения ее пропускной способности, равен 1024.

Кроме SMP-систем SV1, SGI предлагает также кластеры на их основе. Основным «строительным блоком» кластера являются четырехузловые системы. До восьми таких блоков можно объединить, доведя общее число процессоров до 1024 (192 многопоточных). Это позволяет иметь суперкомпьютерную систему с емкостью оперативной памятью свыше 1 Тбайт и производительностью свыше 1 TFLOPS (отметим, что самые мощные массивно-параллельные системы, в том числе от самой SGI, этот рубеж превзошли еще раньше). Такие высокие характеристики масштабирования векторных многопроцессорных систем — одна из наиболее привлекательных черт Cray SV1, на что указывает и сама аббревиатура SV (Scalable Vector).

Топология кластера может быть различной, но SGI предполагает, что для «маленьких» конфигураций будут чаще использоваться соединения «точка-точка», а для больших — двухмерный тор. Вообще-то Cray SV1 использует воздушное охлаждение, но в кластерных конфигурациях возможно и водяное охлаждение.

Стоимость минимальной конфигурации SV1-1A (восемь двухконвейерных центральных процессоров) составляет 500 тыс. долл., а такой же, но с возможностью расширения SV1-1 — 1 млн. долл. Очевидно, что соотношение стоимость/производительность для таких систем выглядит весьма привлекательно.

Суперкомпьютер Earth Simulator (ES)

Earth Simulator (ES) - мультипроцессорная компьютерная система с распределенной памятью, состоящая из 640 процессорных узлов (PNs), связанных через 640x640 одноступенчатых перекрестных переключателей, образующих внутреннюю высокоскоростную коммутирующую сеть. Каждый PN - система с общей памятью, состоящая из 8 арифметических процессоров векторного типа (APs), оперативной памяти на 16 Гбайт (MS), блока управления удаленного доступа (RCU) и процессора ввода - вывода. Пиковая производительность каждого арифметического процессора (AP) – 8 Gflops. ES в целом, таким образом, состоит из 5120 APs с 10 ТВ оперативной памяти и пиковой производительностью - 40 Tflop/s. На конец 2002 года это - самая высокая производительность в мире.

Каждый арифметический процессор (AP) состоит из суперскалярного модуля (SU), векторного модуля (VU) и модуля управления доступом к оперативной памяти, выполненной на отдельной большой интегральной схеме. Арифметический процессор работает на тактовой частоте 500 MHz. Каждый суперскалярный модуль снабжен суперскалярным процессором с кэшем команд на 64 КБ, кэшем данных на 64 КБ и 128 универсальными скалярными регистрами. Здесь выполняются такие операции, как организация ветвлений, предвыборка данных и восстановление сбойных команд. Векторный модуль состоит из 8 наборов, содержащих по 72 векторных регистра, каждый из которых может иметь до 256 векторных элементов, и по шести типов векторных конвейеров:

сложение/сдвиг, умножение, деление, логические операции, маскировка и загрузка/сохранение. VU и SU поддерживают формат данных с плавающей точкой стандарта IEEE 754.

Блок управления удаленного доступа (RCU) непосредственно связан с внутренней высокоскоростной коммутирующей сетью и управляет двунаправленной передачей данных между узлами со скоростью 12.3GB/s в каждом направлении. Таким образом, полная полоса пропускания сети – 8 TB/s. Несколько режимов передачи данных, включая доступ к трехмерным подмассивам и косвенные режимы доступа, реализованы аппаратными средствами. В операции доступа к данным подмассива, данные перемещаются от одного PN к другому в единой аппаратной операции за относительно короткое время.

Система оперативной памяти (MS) разделена на 2048 банков, и последовательность номеров банков соответствует увеличению адресов слотов в памяти. Поэтому пиковая производительность была получена при обращении к непрерывным данным, расположенным в памяти в порядке возрастания адресов.

Earth Simulator (ES) был разработан как национальный проект Национальным агентством космического развития Японии, Научно-исследовательским институтом атомной энергии Японии и Центром морской науки и технологии Японии. Установлен и введен в эксплуатацию к концу февраля 2002 в Центре моделирования Земли в Йокогаме.

Суперкомпьютер размещен на площади 50x65 m.

№2 Понятие и определение операционной системы, операционной среды и операционной оболочки. Место информационной системы в многоуровневой структуре компьютера. Эволюция операционных систем

Операционные системы (ОС) в современном их понимании (их назначении и сущности) появились значительно позже первых компьютеров (правда и, по всей види­мости, исчезнут в этой сущности в компьютерах будущего). Прежде чем давать опреде­ление операционной системе, нужно рассмотреть предпосылки их появления. Почему и когда появились ОС? Считается, что первая цифровая вычислительная машина ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) была создана в 1946 году по проекту «Проект РХ» Министерства обороны США¹. На реализацию проекта было затрачено 500 тыс. долларов. Компьютер содержал 18000 электронных ламп, массу всякой элект­роники, имел 12 десятиразрядных сумматоров, а для ускорения некоторых арифмети­ческих операций имел умножитель и «делитель-извлекатель» квадратного корня. Про­граммирование сводилось к связыванию различных блоков проводами. Конечно, ника­кого программного обеспечения и тем более операционных систем тогда еще не существовало [4, 37].

Интенсивное создание различных моделей ЭВМ относится к началу 50-х годов прошлого века. В эти годы одни и те же группы людей участвовали и в проектировании, и в создании, и в программировании, и в эксплуатации ЭВМ. Программирование осу­ществлялось исключительно на машинном языке (а затем на ассемблере), не было ника­кого системного программного обеспечения, кроме библиотек математических и слу­жебных подпрограмм. Операционные системы еще не появились, а все задачи организа­ции вычислительного процесса решались вручную каждым программистом с Примитивного пульта управления ЭВМ.

С появлением полупроводниковых элементов вычислительные возможности компьютеров существенно выросли. Наряду с этим заметно прогрессировали достижения ^в области автоматизации программирования и организации вычислительных работ. По­явились алгоритмические языки (Алгол, Фортран, Кобол) и системное программное обеспечение (трансляторы, редакторы связи, загрузчики и др.). Выполнение программ усложнилось и включало в себя следующие основные действия:

• загрузка нужного транслятора (установка нужных МЛ и др.);

• запуск транслятора и получение программы в машинных кодах;

• связывание программы с библиотечными подпрограммами;

• загрузка программы в оперативную память;

• запуск программы;

• вывод результатов работы программы на печатающее или другое периферийное устройство.

Для организации эффективного использования всех средств компьютера в штат вычислительных центров ввели должность специально обученных операторов, про­фессионально выполняющих работу по организации вычислительного процесса для всех пользователей этого центра. Однако, как бы ни был подготовлен оператор, ему тя­жело состязаться в производительности с работой устройств компьютера. И поэтому большую часть времени дорогостоящий процессор простаивал, а, следовательно, ис­пользование компьютеров не было эффективным.

С целью исключения простоев были предприняты попытки разработки специаль­ных программ - мониторов - прообразов первых операционных систем, которые осу­ществляли автоматический переход от задания к заданию. Считается, что первую опе­рационную систему создала в 1952 году для своих компьютеров IBM-701 исследователь­ская лаборатория фирмы General Motors [8]. В 1955 году эта фирма и North American Aviation совместно разработали ОС для компьютера IBM-704.

В конце 50-х годов прошлого века ведущие фирмы-изготовители поставляли операционные системы со следующими характеристиками:

• пакетная обработка одного потока задач;

• наличие стандартных программ ввода-вывода;

• возможности автоматического перехода от программы к программе;

• средства восстановления после ошибок, обеспечивающие автоматическую «очи­стку» компьютера в случае аварийного завершения очередной задачи и позволяющие запускать следующую задачу при минимальном вмешательстве оператора;

• языки управления заданиями, предоставляющие пользователям возможность опи­сывать свои задания и ресурсы, требуемые для их выполнения.

Пакет представляет собой набор (колоду) перфокарт, организованную специаль­ным образом (задание, программы, данные). Для ускорения работы он мог переносить­ся на магнитную ленту или диск. Это позволяло сократить простой дорогой аппарату­ры. Надо сказать, что в настоящее время в связи с прогрессом микроэлектронных техно­логий и методологий программирования значительно снизилась стоимость аппаратных и программных средств компьютерной техники. Поэтому сейчас основное внимание уделяется тому, чтобы сделать работу пользователей и программистов более эффектив­ной, поскольку затраты труда квалифицированных специалистов сейчас представляют собой гораздо большую долю общей стоимости вычислительных систем, чем аппарат­ные и программные средства компьютеров.

Расположение операционной системы в иерархической структуре программного и аппаратного обеспечения компьютера можно представить, как показано на рис. 1.1.

Самый нижний уровень содержит различные устройства компьютера, состоящие из микросхем, проводников, источников питания, электронно-лучевых трубок и т. п. Этот уровень можно разделить на подуровни, например контроллеры устройств, а затем сами устройства. Возможно деление и на большее число уровней. Выше расположен мик­роархитектурный уровень, на котором физические устройства рассматриваются как от­дельные функциональные единицы.

На микроархитектурном уровне находятся внутренние регистры центрального процессора (их может быть несколько) и арифметико-логические устройства со средст­вами управления ими. На этом уровне реализуется выполнение машинных команд. В процессе выполнения команд используются регистры процессора и устройств, а также другие возможности аппаратуры. Команды, видимые для работающего на ассемблере программиста, формируют уровень ISA (Instruction Set Architecture - архитектура сис­темы команд), часто называемый машинном языком.

Операционная система предназначена, для того чтобы скрыть все эти сложности. Конечный пользователь обычно не интересуется деталями устройства аппаратного обеспечения компьютера. Компьютер ему видится как набор приложений. Приложение может быть написано программистом на каком-либо языке программирования. Для уп­рощения этой работы программист использует набор системных программ, некоторые из которых называются утилитами. С их помощью реализуются часто используемые Функции, которые помогают работать с файлами, управлять устройствами ввода-вывода и т. п. Программист использует эти средства при разработке программ, а приложения во время выполнения обращаются к утилитам для выполнения определенных функций. Наиболее важной из системных программ является операционная система, которая ос­вобождает программиста от необходимости глубокого знания устройства компьютера и представляет ему удобный интерфейс для его использования. Операционная система выступает в роли посредника, облегчая программисту, пользователям и программным приложениям доступ к различным службам и возможностям компьютера [4,18].

Таким образом, операционная система - это набор программ, контролирующих ра­боту прикладных программ и системных приложений и исполняющих роль интерфейса между пользователями, программистами, прикладными программами, системными приложениями и аппаратным обеспечением компьютера.

Образно можно сказать, что аппаратура компьютера предоставляет «сырую» вычислительную мощность, а задача операционной системы заключается в том, чтобы сделать использование этой вычислительной мощности доступным и по возможности удобным для пользователя. Программист может не знать детали управления конкрет­ными ресурсами (например, диском) компьютера, а должен обращаться к операцион­ной системе с соответствующими вызовами, чтобы получить от нее необходимые серви­сы и функции. Этот набор сервисов и функций и представляет собой операционную среду, в которой выполняются прикладные программы.

Таким образом, операционная среда - это программная среда, образуемая опе­рационной системой, определяющая интерфейс прикладного программирования (API) как множество системных функций и сервисов (системных вызовов), предоставляемых прикладным программам. Операционная среда может включать несколько интерфей­сов прикладного программирования. Кроме основной операционной среды, называе­мой естественной (native), могут быть организованы путем эмуляции (моделирования) дополнительные программные среды, позволяющие выполнять приложения, которые рассчитаны на другие операционные системы и даже другие компьютеры.

Еще одно важное понятие, связанное с операционной системой, относится к ре­ализации пользовательских интерфейсов. Как правило, любая операционная система обеспечивает удобную работу пользователя за счет средств пользовательского интер­фейса. Эти средства могут быть неотъемлемой частью операционной среды, например, графический интерфейс Windows или текстовый интерфейс командной строки MS DOS, а могут быть реализованы отдельной системной программой - оболочкой опера­ционной системы (например, Norton Commander для MS DOS). В общем случае под оболочкой операционной системы понимается часть операционной среды, определяю­щая интерфейс пользователя, его реализацию (текстовый, графический и т. п.), команд­ные и сервисные возможности пользователя по управлению прикладными программа­ми и компьютером.

Перейдем к рассмотрению эволюции операционных систем.

Эволюция операционных систем

Рассматривая эволюцию ОС, следует иметь в виду, что разница во времени ре­ализации некоторых принципов организации отдельных операционных систем до их общего признания, а также терминологическая неопределенность не позволяют дать точную хронологию развития ОС. Однако сейчас уже достаточно точно можно опреде­лить основные вехи на пути эволюции операционных систем.

Существуют также различные подходы к определению поколений ОС. Известно разделение ОС на поколения в соответствии с поколениями вычислительных машин и систем [28, 36, 37]. Такое деление нельзя считать полностью удовлетворительным, так как развитие методов организации ОС в рамках одного поколения ЭВМ, как показал опыт их создания, лежит в достаточно широком диапазоне. Другая точка зрения не свя­зывает поколение ОС с соответствующими поколениями ЭВМ. Так, например, известно определение поколений ОС по уровням входного языка ЭВМ, режимам использования центральных процессоров, формам эксплуатации систем и т. п. [4,8, 20, 39].

Видимо, наиболее целесообразным следует считать выделение этапов развития ОС в рамках отдельных поколений ЭВМ и ВС.

Первым этапом развития системного программного обеспечения можно считать использование библиотечных программ, стандартных и служебных подпрограмм и макрокоманд. Концепция библиотек подпрограмм является наиболее ранней и восхо­дит к 1949 году [37]. С появлением библиотек получили развитие автоматические сред­ства их сопровождения - программы-загрузчики и редакторы связей. Эти средства ис­пользовались в ЭВМ первого поколения, когда операционных систем как таковых еще не существовало (рис. 1.2).

Стремление устранить несоответствие между производительностью процессоров и скоростью работы электромеханических устройств ввода-вывода, с одной стороны, и использование достаточно быстродействующих накопителей на магнитных лентах и барабанах (НМЛ и НМБ), а затем на магнитных дисках (НМД), с другой стороны, приве­ло к необходимости решения задач буферизации и блокирования-деблокирования дан­ных. Возникли специальные программы методов доступа, которые вносились в объекты Модулей редакторов связей (впоследствии стали использоваться принципы полибуферизации). Для поддержания работоспособности и облегчения процессов эксплуатации Машин создавались диагностические программы. Таким образом, было создано базовое системное программное обеспечение.

С улучшением характеристик ЭВМ и ростом их производительности стала ясной недостаточность базового программного обеспечения (ПО). Появились операционные системы ранней пакетной обработки - мониторы. В рамках систем пакетной обработки время выполнения любой работы в пакете (трансляция, сборка, выполнение готовой программы) никакая часть системного ПО не находилась в оперативной памяти, так как вся память предоставлялась текущей работе. Затем появились мониторные системы, в которых оперативная память делилась на три области: фиксированная область мониторной системы, область пользователя и область общей памяти (для хранения данных, которыми могут обмениваться объектные модули).

Началось интенсивное развитие методов управления данными, возникла такая важ­ная функция ОС, как реализация ввода-вывода без участия центрального процессора, -так называемый спулинг (от англ. SPOOL - Simultaneous Peripheral Operation on Line).

Появление новых аппаратных разработок (1959-63 гг.) - систем прерываний, тай­меров, каналов - стимулировало дальнейшее развитие ОС [4, 18, 39]. Возникли испол­нительные системы, которые представляли собой набор программ для распределения ре­сурсов ЭВМ, связей с оператором, управления вычислительным процессом и управления вводом-выводом. Такие исполнительные системы позволили реализовать довольно эф­фективную по тому времени форму эксплуатации вычислительной системы - однопрограммную пакетную обработку. Эти системы давали пользователю такие средства, как контрольные точки, логические таймеры, возможность построения программ оверлей­ной структуры, обнаружение нарушений программами ограничений, принятых в систе­ме, управления файлами, сбор учетной информации и др.

Однако однопрограммная пакетная обработка с ростом производительности ЭВМ не могла обеспечить экономически приемлемый уровень эксплуатации машин. Реше­нием стало мультипрограммирование - способ организации вычислительного процес­са, при котором в памяти компьютера находится несколько программ, попеременно вы­полняющихся одним процессором, причем для начала или продолжения счета по одной программе не требовалось завершения других. В мультипрограммной среде проблемы распределения ресурсов и защиты стали более острыми и трудноразрешимыми.

Теория построения операционных систем в этот период обогатилась рядом плодотворных идей. Появились различные формы мультипрограммных режимов рабо­ты, в том числе разделение времени - режим, обеспечивающий работу многотерминаль­ной системы. Была создана и развита концепция виртуальной памяти, а затем и вирту­альных машин. Режим разделения времени позволил пользователю интерактивно взаи­модействовать со своими программами, как это было до появления систем пакетной обработки.

Одной из первых ОС, использующих эти новейшие решения, была операционная система МСР (главная управляющая программа), созданная фирмой Burroughs для своих компьютеров В5000 в 1963 году. В этой ОС были реализованы многие концепции и идеи, ставшие в последствии стандартными для многих операционных систем (рис. 1.3):

• мультипрограммирование;

• мультипроцессорная обработка;

• виртуальная память;

• возможность отладки программ на исходном языке;

• написание операционной системы на языке высокого уровня.

Известной системой разделения времени того периода стала система CTSS (Compati­ble Time Sharing System) - совместимая система разделения времени, разработанная в Массачусетском технологическом институте (1963 год) для компьютера IBM-7094 [37]. Эта система была использована для разработки в этом же институте совместно с Bell Labs и General Electric системы разделения времени следующего поколения MULTICS (Multi­plexed Information And Computing Service). Примечательно, что эта ОС была написана в основном на языке высокого уровня EPL (первая версия языка PL/1, фирма IBM).

Одним из важнейших событий в истории операционных систем считается появле­ние в 1964 году семейства компьютеров под названием System/360 фирмы IBM, а позже System/370. Это было первой в мире реализацией концепции семейства программно и информационно совместимых компьютеров, ставшей впоследствии стандартной для всех фирм компьютерной отрасли.

Чтобы заставить пользователей выбрать серию 360, фирма IBM разработала самый широкий набор имитаторов и эмуляторов за всю историю вычислительной техники. И несмотря на то, что машины System/360 не содержали некоторых из новых возможнос­тей, уже реализованных, например, в компьютерах фирмы Burroughs, эти машины ока­зались непревзойденными в отношении удовлетворения разнообразных практических нужд пользователей. Немаловажным был широкий спектр операционных систем, кото­рый разработала фирма IBM для моделей компьютеров своего семейства:

• BPS/360 (базовая программная поддержка);

• BOS/360 (базовая операционная система);

• TOS/360 (ленточная операционная система);

• DOS/360 (дисковая операционная система);

• OS/360 - РСР (первичная управляющая программа);

• OS/360 - MFT (мультипрограммирование с фиксированным числом задач);

• OS/360 - MVT (мультипрограммирование с переменным числом задач);

• CP-67/CMS (управляющая программа 67/ диалоговая мониторная система);

• DOS/VS (дисковая виртуальная система);

• OS/VS1 (виртуальная система 1);

• OS/VS2 (виртуальная система 2);

• VM/370 (виртуальная машина).

Четыре основных ОС IBM поставляла в течение 60-х годов прошлого столетия:

• DOS/360 для младших моделей System/360;

• OS/MFT (мультипрограммирование с фиксированным числом задач) для средних и старших моделей;

• OS/MVT (мультипрограммирование с переменным числом задач) для старших моделей;

• CP-67/CMS (управляющая программа - 67/диалоговая мониторная система) для мощной модели 360/67, имеющей виртуальную память и предусматриваю­щей работу в режиме разделения времени.

Нужно отметить, что основной формой использования ЭВМ как в системах разделения времени, так и в системах пакетной обработки стал многотерминальный ре­жим. При этом не только оператор, но и все пользователи получали возможность фор­мулировать свои задания и управлять их выполнением со своего терминала. Поскольку терминальные комплексы скоро стало возможным размещать на значительных расстоя­ниях от компьютера (благодаря модемным телефонным соединениям), появились сис­темы удаленного ввода заданий и телеобработки данных. В ОС добавились модули, ре­ализующие протоколы связи [26, 28,36,37].

К этому времени произошло существенное изменение в распределении функций между аппаратными и программными средствами компьютера. Операционная система становится «неотъемлемой частью ЭВМ», как бы продолжением аппаратуры. В процес­сорах появились привилегированный (Супервизор в OS/360) и пользовательский (Задача в OS/360) режимы работы, мощная система прерываний, защита памяти, специальные регистры для быстрого переключения программ, средства поддержки виртуальной памяти и др.

В начале 70-х годов появились первые сетевые ОС, которые позволили не только рассредоточить пользователей, как в системах телеобработки данных, но и организо­вать распределенное хранение и обработку данных между компьютерами, соединен­ными электрическими связями. Известен проект ARPANET МО США. В 1974 году IBM объявила о создании собственной сетевой архитектуры SNA для своих мэйнфрей­мов, обеспечивающей взаимодействие типа «терминал - терминал», «терминал -компьютер», «компьютер - компьютер». В Европе активно разрабатывалась технология построения сетей с коммутацией пакетов на основе протоколов Х.25.

К середине 70-х годов наряду с мэйнфреймами широкое распространение получили мини-компьютеры (PDP-11, Nova, HP). Архитектура мини-компьютеров была значи­тельно проще, многие функции мультипрограммных ОС мэйнфреймов были усечены. Операционные системы мини-ЭВМ стали делать специализированными (RSX-11M -разделение времени, RT-11 - ОС реального времени) и не всегда многопользователь­скими.

Важной вехой в истории мини-компьютеров и вообще в истории операционных систем явилось создание ОС UNIX. Написал эту систему Кен Томпсон (Ken Thompson), один из специалистов по компьютерам в BELL Labs, работавший над проектом MUL-TICS [37]. Собственно его UNIX - это усеченная однопользовательская версия систе­мы MULTICS. Первоначальное название этой системы - UNICS (UNiplexed Information and Computing Service) - примитивная информационная и компьютерная служба. Так в шутку была названа эта система по аналогии с MULTICS (MULTiplexed Information and Computing Service) - мультиплексной информационной и компьютерной службой. С середины 70-х годов началось массовое использование ОС UNIX, написанной на 90% на языке С. Широкое распространение С-компиляторов сделало UNIX уникальной пере­носимой ОС, а поскольку она поставлялась вместе с исходными кодами, то она стала пер­вой открытой операционной системой. Гибкость, элегантность, мощные функциональные возможности и открытость позволили ей занять прочные позиции во всех классах компьютеров - от персональных до супер-ЭВМ.

Доступность мини-компьютеров послужила стимулом для создания локальных се­тей. В простейших ЛВС компьютеры соединялись через последовательные порты. Пер­вое сетевое приложение для ОС UNIX - программа UUCP (Unix to Unix Copy Pro­gram) появилась в 1976 году.

Дальнейшее развитие сетевых систем связано со стеком протоколов TCP/IP. В 1983 году он был принят МО США в качестве стандарта и использован в сети ARPANET. В этом же году ARPANET разделилась на MILNET (для военного ведомства США) и но­вую ARPANET, которую стали называть Internet.

Восьмидесятые годы характеризуются появлением все более совершенных версий UN­IX: Sun OS, HP-UX, Irix, AIX и др. Для решения проблемы их совместимости были приня­ты стандарты POSIX и XPG, определяющие интерфейсы этих систем для приложений.

Еще одним знаменательным событием для истории операционных систем было появ­ление в начале 80-х годов персональных компьютеров. Они послужили мощным толчком для распространения локальных сетей, в результате поддержка сетевых функций стала для ОС ПК необходимым условием. Однако и дружественный интерфейс, и сетевые функ­ции появились у ОС ПК не сразу [37].

Наиболее популярной версией ОС раннего этапа развития персональных компью­теров была MS DOS компании Microsoft - однопрограммная, однопользовательская ОС с интерфейсом командной строки. Многие функции, обеспечивающие удобство ра­боты пользователю, в этой ОС предоставлялись дополнительными программами - ободочкой Norton Commander, PC Tools и др. Наибольшее влияние на развитие программно­го обеспечения ПК оказала операционная среда Windows, первая версия которой по­явилась в 1985 году. Сетевые функции также реализовались с помощью сетевых оболочек и появились в MS DOS версии 3.1. В это же время появились сетевые продук­ты Microsoft - MS-NET, а позже - LAN Manager, Windows for Workgroup, а затем и Win­dows NT.

Другим путем пошла компания Novell, ее продуктой NetWare является операцион­ной системой со встроенными сетевыми функциями. ОС NetWare распространялась как операционная система для центрального сервера локальной сети и за счет специ­ализации функций файл-сервера обеспечивала высокую скорость удаленного доступа к файлам и повышенную безопасность данных. Однако эта ОС имела специфический программный интерфейс (API), что затрудняло разработку приложений.

В 1987 году появилась первая многозадачная ОС для ПК - OS/2, разработанная Microsoft совместно с IBM. Это была хорошо продуманная система с виртуальной па­мятью, графическим интерфейсом и возможностью выполнять DOS-приложения. Для этой ОС получили распространение сетевые оболочки LAN Manager (Microsoft) и LAN Server (IBM). Эти оболочки уступали по производительности файловому серверу Net­Ware и потребляли больше аппаратных ресурсов, но имели важные достоинства. Они позволяли выполнять на сервере любые программы, разработанные для OS/2, MS-DOS и Windows. Кроме того, можно было использовать компьютер, на котором они работа­ли, в качестве рабочей станции. Однако неудачная рыночная судьба OS/2 не позволила системам LAN Manager и LAN Server захватить заметную долю рынка, но принципы ра­боты этих сетевых систем во многом нашли свое воплощение в ОС 90-х годов - MS

Windows NT.

В 80-е годы были приняты основные стандарты на коммуникационные технологии для локальных сетей: в 1980 г. - Ethernet, в 1985 г. - Token Ring, в конце 80-х FDDI (Fi­ber Distributed Data Interface) - распределенный интерфейс передачи данных по воло­конно-оптическим каналам, двойное кольцо с маркером. Это позволило обеспечить со­вместимость сетевых ОС на нижних уровнях, а также стандартизировать операционные системы с драйверами сетевых адаптеров.

Для ПК применялись не только специально разработанные для них ОС (MS DOS, NetWare, OS/2), но и адаптировались уже существующие ОС, в частности UNIX. Наи­более известной системой этого типа была версия UNIX компании Santa Cruz Operation

(SCO UNIX).

В 90-е годы практически все операционные системы, занимающие заметное место на рынке, стали сетевыми. Сетевые функции встраиваются в ядро ОС, являясь ее не­отъемлемой частью. В ОС используются средства мультиплексирования нескольких стеков протоколов, за счет которого компьютеры могут поддерживать одновременную работу с разнородными серверами и клиентами. Появились специализированные ОС, например сетевая ОС IOS компании Cisco System, работающая в маршрутизаторах.

Во второй половине 90-х годов все производители ОС усилили поддержку средств ра­боты с интерфейсами. Кроме стека протоколов TCP/IP в комплект поставки начали вклю­чать утилиты, реализующие популярные сервисы Интернета: telnet, ftp, DNS, Web и др.

Особое внимание в последнем десятилетии и в настоящее время уделяется кор­поративным сетевым операционным системам. Это одна из наиболее важных задач в обозримом будущем. Корпоративные ОС должны хорошо и устойчиво работать в круп­ных сетях, которые характерны для масштабных организаций (предприятий, банков ^и т. п.), имеющих отделения во многих городах и, возможно, в разных странах. Корпоративная ОС должна беспроблемно взаимодействовать с ОС разного типа.

№3 Математическое программирование в экономике: линейное и нелинейное программирование, стохастическое программирование, целочисленное программирование, динамическое программирование.

Математическое программирование – это область математики, разрабатывающая теорию и численные методы решения многомерных экстремальных задач с ограничениями в форме уравнений и неравенств.

Оно объединяет различные математические методы и дисциплины: линейное программирование, нелинейное программирование, динамическое программирование, выпуклое программирование, геометрическое программирование, целочисленное программирование, стохастическое программирование и др.

 Свое название математическое программирование получило от входящего в него линейного программирования, получившего наибольшее развитие.

Все составные части математического программирования возникли и первоначально развивались как отдельные дисциплины со своими задачами и методами. По мере их развития математическое программирование  приобретало черты единой теории экстремальных задач. Л.В. Канторович и И.В. Романовский выделяют следующие группы задач математического программирования и методов их решения: выпуклые задачи, невыпуклые задачи, динамические задачи, экстремальные задачи на сетях, дискретные задачи.

Выпуклые задачи характерны для линейного и выпуклого программирования. К ним же относят классические экстремальные задачи и почти полностью бесконечномерное программирование с вариационным исчислением.

Вариационные исчисления – это раздел математики, исследующий условия экстремума (максимума или минимума) величин, значение которых определяется выбором одной или нескольких функций. Такие величины иногда называют функциональными.

Задачи вариационного исчисления или просто вариационные задачи – это математические задачи поиска наибольших или наименьших значений функций в зависимости от выбора соответствующих аргументов.

Анализ выпуклых задач удобно проводить с помощью разрешающих множителей Лагранжа, т.е. особых переменных, в терминах которых формулируются необходимые и достаточные условия того, что допустимое решение является точкой минимума, локального, а, следовательно, и глобального. В экономических задачах этим множителям может быть придан экономический смысл внутренних цен или по-другому – оптимальных оценок.

Во всех методах решения выпуклых экстремальных задач используются множители Лагранжа, с их помощью проверяется оптимальность допустимых решений и находится направление его улучшения в случаях, если оно неоптимальное.

Численные методы решения выпуклых задач подразделяют на три группы: методы глобальных перемещений, методы локальных перемещений и методы последовательного приближения.

Невыпуклые задачи. Особенность решения невыпуклых задач с помощью методов локальных перемещений состоит в том, что сначала находится локальный минимум.

Главная трудность состоит в отыскании глобального минимума. Общих алгоритмов отыскания глобальных минимумов среди локальных пока не существует и для каждого конкретного случая приходится разрабатывать свой алгоритм дальнейшего решения.

Динамическое программирование хорошо применимо к задачам определения оптимальной стратегии в управлении процессами, развивающимися многоэтапно во времени. В таких задачах для каждой переменной или их групп формулируют локальную задачу, при решении которой находится значение этих переменных, наилучшее с точки зрения всей задачи. Таким образом, решение общей большой задачи разбивается на несколько более мелких по числу переменных задач, доступных для простого решения.

Экстремальные задачи на сетях. Большинство экстремальных задач на сетях относятся или близки к линейному и динамическому программированию.

Например, сетевая транспортная задача, транспортная задача с ограниченными пропускными способностями являются специальными задачами линейного программирования. Как частные случаи транспортных задач рассматривается задача о максимальном потоке через сеть и задача о кратчайшем пути через сеть.

В отдельную группу обычно выделяют задачи со случайными параметрами. Часть таких задач: марковские процессы, задачи теории надежности, теории массового обслуживания, управления запасами, теория статистических решений иногда относится к динамическому программированию. Другие задачи, формально близкие по постановкам линейному и нелинейному программированию образуют отдельную дисциплину - стохастическое программирование. К математическому программированию относят иногда и тесно связанную с ним теорию игр, получившую права самостоятельной дисциплины. Завершая общую характеристику математического программирования, отметим, что иногда дискретное программирование называется целочисленным. В этом есть определенные основания, но как правильно отмечает Л.И Лопатников – дискретное, это не обязательно целочисленное, точнее считать целочисленное программирование частным случаем дискретного.

Линейное программирование – область математики, разрабатывающая теорию и численные методы решения экстремальных задач линейной функции многих переменных при наличии линейных ограничений.

Экстремальные задачи – это задачи на отыскание крайних значений функции.

Своё название задачи получили  от латинского extremum что, означает «крайнее». Крайних значения два: наибольшее – max и наименьшее – min.

Эти оба понятия (max и min) объединяют единым термином extremum. Почти тот же смысл вкладывается в название “задачи оптимизации”, в последнем более отчетливо прослеживается связь с практическими применениями математики.

Слово ”оптимальный” происходит от латинского optimums, что значит – наилучший, самый совершенный.

Если целевая функция или система ограничений (или та, и другая) содержат нелинейные величины относительно искомых переменных, то имеем задачу нелинейного программирования.

Нелинейное программирование это раздел математического программирования, изучающий методы решения экстремальных задач с нелинейной целевой функцией и (или) нелинейной системой ограничений области допустимых решений.

Динамическое программирование – это область математики, (составная часть математического программирования) разрабатывающая теорию и численные методы нахождения оптимальных планов задач, которые могут быть представлены в виде многошагового процесса.

Задачи динамического программирования являются многоэтапными, многошаговыми. Собственно на каждом этапе, за каждым шагом решается частная задача, обусловленная исходной более общей задачей. В этом смысле динамическое программирование является методом оптимизации многошаговых процессов принятия решений. Сущность метода динамического программирования заключается в замене одной задачи со многими переменными рядом последовательно решаемых задач с существенно меньшим числом переменных.

Билет № 26

№1Ассоциативный процессор.

В ассоциативной памяти параллельный поиск идет сразу по большой группе ячеек и в итоге поисковому признаку может удовлетворять содержимое нескольких ячеек. Возможности выполнения различных видов поиска и разнообразие структур ассоциативной памяти объясняют, почему для обозначения этого устройства существует так много синонимов: память с параллельным поиском, запоминающее устройство с многозначным ответом, память с распределенной логикой, логико-запоминающее устройство и т.д. Одновременность в работе —неотъемлемое свойство ассоциативной памяти, что можно пояснить следующим образом: имеется большое число элементов памяти; поиск идет по всем элементам сразу.

Ассоциативным процессором (АП) называют ассоциативное запоминающее устройство, дополненное логикой и микропрограммным управлением. В основе архитектур ассоциативных процессоров с пословной организацией лежит параллелизм на уровне слов, и в большинстве конфигураций обработка слов выполняется последовательно по разрядам.

Регистр компаранда (компаранд – признак, по которому ведется поиск в АЗУ; он записывается в регистр компарандов, затем пересылается в регистр маски)

Множество слов образует ассоциатив массив или ассоциативное запоминающее устр-во (АЗУ) пословно организованного ассоциативного процессора.

Регистр маски можно (фильтр разрядов регистра компаранда). Выделяет указанный признак, остальные маскирует, т.е. соответствующие разряды регистра маски устанавливаются в 0, а соответствующие полю компаранда, устанавливаются в 1. Обычно каждый регистр хранения ответов представляет собой множество триггеров, образующих одноразрядный двоичный вектор вдоль всего массива АЗУ.

Маска вывода слов – последовательно по словам выводит содержимое АЗУ.

Соединительная сеть – используется для логической комбинации полей в данной физической среде. Контроллер – управляет всеми подсистемами.

№2Назначение, состав и функции операционной системы. Классификация операционных систем. Сетевые операционные системы. Сетевые службы и сетевые сервисы.

В настоящее время существует большое количество различных типов операцион­ных систем, отличающихся областями применения, аппаратными платформами, спосо­бами реализации и др.

Назначение операционных систем можно разделить на четыре основные сос­тавляющие [20, 37,39].

1. Организация (обеспечение) удобного интерфейса между приложениями и пользователями, с одной стороны, и аппаратурой компьютера, с другой стороны. Вместо реальной аппаратуры компьютера ОС предоставляет пользователю расширенную вирту­альную машину, с которой удобнее работать и которую легче программировать. Вот спи­сок основных сервисов, предоставляемых типичными операционными системами.

1.1. Разработка программ. ОС предоставляет программисту разнообразные инстру­менты разработки приложений: редакторы, отладчики и т. п. В этом случае необяза­тельно знать, как функционируют различные электронные и электромеханические уз­лы и устройства компьютера. Часто пользователь может не знать даже системы команд процессора, поскольку он может обойтись мощными высокоуровневыми функциями, которые предоставляет ОС.

1.2. Исполнение программ. Для запуска программы нужно выполнить ряд действий: загрузить в основную память программу и данные, инициализировать устройства вво­да-вывода и файлы, подготовить другие ресурсы. ОС выполняет всю эту рутинную ра­боту вместо пользователя.

1.3. Доступ к устройствам ввода-вывода. Для управления каждым устройством ис­пользуется свой набор команд. ОС предоставляет пользователю единообразный интер­фейс, который скрывает все эти детали и обеспечивает программисту доступ к устройст­вам ввода-вывода с помощью простых команд чтения и записи. Если бы программист ра­ботал непосредственно с аппаратурой компьютера, то для организации, например, чтения блока данных с диска ему пришлось бы использовать более десятка команд с указанием множества параметров. После завершения обмена программист должен был бы предус­мотреть еще более сложный анализ результата выполненной операции.

1.4. Контролируемый доступ к файлам. При работе с файлами управление со сторо­ны ОС предполагает не только глубокий учет природы устройства ввода-вывода, но и знание структур данных, записанных в файлах. Многопользовательские ОС, кроме то­го, обеспечивают механизм защиты при обращении к файлам.

1.5. Системный доступ. ОС управляет доступом к совместно используемой или об­щедоступной вычислительной системе в целом, а также к отдельным системным ресур­сам. Она обеспечивает защиту ресурсов и данных от несанкционированного использо­вания и разрешает конфликтные ситуации.

1.6. Обнаружение ошибок и их обработка. При работе компьютерной системы могут происходить разнообразные сбои за счет внутренних и внешних ошибок в аппаратном обеспечении, различного рода программных ошибок (переполнение, попытка обраще­ния к ячейке памяти, доступ к которой запрещен и др.). В каждом случае ОС выполняет действия, минимизирующие влияние ошибки на работу приложения (от простого сооб­щения об ошибке до аварийной остановки программы).

1.7. Учет использования ресурсов. Хорошая ОС имеет средства учета использования различных ресурсов и отображения параметров производительности вычислительной системы. Эта информация важна для настройки (оптимизации) вычислительной систе­мы с целью повышения ее производительности.

В результате реальная машина, способная выполнить только небольшой набор эле­ментарных действий (машинных команд), с помощью операционной системы превращается в виртуальную машину, выполняющую широкий набор гораздо более мощных функций. Виртуальная машина тоже управляется командами, но это уже ко­манды более высокого уровня. Например, такие как удалить файл с определенным име­нем, запустить на выполнение прикладную программу, повысить приоритет задачи, вы­вести текст файла на печать и т. д. Таким образом, назначение ОС состоит в предостав­лении пользователю (программисту) некоторой расширенной виртуальной машины, которую легче программировать и с которой легче работать, чем непосредственно с ап­паратурой, составляющей реальный компьютер, систему или сеть.

2. Организация эффективного использования ресурсов компьютера. ОС не толь­ко предоставляет пользователям и программистам удобный интерфейс к аппаратным средствам компьютера, но и является своеобразным диспетчером ресурсов компьютера. К числу основных ресурсов современных вычислительных систем относятся процессо­ры, основная память, таймеры, наборы данных, диски, накопители на МЛ, принтеры, се­тевые устройства и др. ресурсы определяются операционной системой между выполняе­мыми программами. В отличие от программы, которая является статическим объектом, выполняемая программа - это динамический объект, такой объект называется процес­сом и является базовым понятием современных ОС.

Управление ресурсами вычислительной системы с целью наиболее эффективного их использования является вторым назначением операционной системы. Критерий эф­фективности, в соответствии с которым ОС организует управление ресурсами компью­тера, может быть различным. Например, в одних системах важен такой критерий, как пропускная способность вычислительной системы, в других - время ее реакции. Зачас­тую ОС должны удовлетворять нескольким противоречащим друг другу критериям, что доставляет разработчикам серьезные трудности.

Управление ресурсами включает решение ряда общих, не зависящих от типа ресур­са задач:

2.1. Планирование ресурса - определение, какому процессу, когда и в каком качестве (если ресурс может выделяться частями) следует выделить данный ресурс.

2.2. Удовлетворение запросов на ресурсы - выделение ресурса процессам.

2.3. Отслеживание состояния и учет использования ресурса - поддержание оператив­ной информации о занятости ресурса и распределенной его доли.

2.4. Разрешение конфликтов между процессами, претендующими на один и тот же Ресурс.

Для решения этих общих задач управления ресурсами разные ОС используют различные алгоритмы, особенности которых в конечном счете определяют облик ОС в Целом, включая характеристики производительности, область применения и даже поль­зовательский интерфейс.

Таким образом, управление ресурсами составляет важное назначение ОС. В отличие от функций расширенной виртуальной машины, большинство функций управления ресурсами выполняются операционной системой автоматически и приклад­ному программисту недоступны.

3. Облегчение процессов эксплуатации аппаратных и программных средств вычисли­тельной системы. Ряд операционных систем имеют в своем составе наборы служебных программ, обеспечивающие резервное копирование, архивацию данных, проверку, очистку и дефрагментацию дисковых устройств и др.

Кроме того, современные ОС имеют достаточно большой набор средств и способов диагностики и восстановление работоспособности системы. Сюда относятся:

• диагностические программы для выявления ошибок в конфигурации ОС;

• средства восстановления последней работоспособной конфигурации;

• средства восстановления поврежденных и пропавших системных файлов и др. Следует отметить еще одно назначение ОС.

4. Возможность развития. Современные ОС организуются таким образом, что допускают эффективную разработку, тестирования и внедрения новых системных функций, не прерывая процесса нормального функционирования вычислительной сис­темы. Большинство операционных систем постоянно развиваются (нагляден пример Windows). Происходит это в силу следующих причин:

4.1. Обновление и возникновение новых видов аппаратного обеспечения. Например, ранние версии ОС UNIX и OS/2 не использовали механизмы страничной организации памяти (что это такое, мы рассмотрим позже), потому что они работали на машинах, не обеспеченных соответствующими аппаратными средствами.

4.2. Новые сервисы. Для удовлетворения пользователей или нужд системных администраторов ОС должны постоянно предоставлять новые возможности. Напри­мер, может потребоваться добавить новые инструменты для контроля или оценки про­изводительности, новые средства ввода-вывода данных, например речевой ввод. Другой пример - поддержка новых приложений, использующих окна на экране дисплея.

4.3. Исправления. В каждой ОС есть ошибки. Время от времени они обнаруживают­ся и исправляются. Отсюда постоянные появления новых версий и редакций ОС. Необходимость регулярных изменений накладывает определенные требования на орга­низацию операционных систем. Очевидно, что эти системы (как, впрочем, и другие сложные программы системы) должны иметь модульную структуру с четко определен­ными межмодульными связями (интерфейсами). Важную роль играет хорошая и пол­ная документированность системы.

Перейдем к рассмотрению состава компонентов и функций ОС. Современные операционные системы содержат сотни и тысячи модулей (например, Windows 2000 со­держит 29 млн. строк исходного кода на языке С). Функции ОС обычно группируются либо в соответствии с типами локальных ресурсов, которыми управляет ОС, либо в со­ответствии со специфическими задачами, применимыми ко всем ресурсам. Совокуп­ности модулей, выполняющих такие группы функций, образуют подсистемы операци­онной системы.

Наиболее важными подсистемами управления ресурсами являются подсистемы уп­равления процессами, памятью, файлами и внешними устройствами, а подсистемами, общими для всех ресурсов, являются подсистемы пользовательского интерфейса, защи­ты данных и администрирования.

Управление процессами. Подсистема управления процессами непосредственно влияет на функционирование вычислительной системы. Для каждой выполняемой про­граммы ОС организует один или более процессов. Каждый такой процесс представля­ется в ОС информационной структурой (таблицей, дескриптором, контекстом процессора), содержащей данные о потребностях процесса в ресурсах, а также о фактически выделенных ему ресурсах (области оперативной памяти, количестве процессорного времени, файлах, устройствах ввода-вывода и др.). Кроме того, в этой информационной структуре хранятся данные, характеризующие историю пребывания процесса в систе­ме: текущее состояние (активное или заблокированное), приоритет, состояние регист­ров, программного счетчика и др.

В современных мультипрограммных ОС может существовать одновременно несколь­ко процессов, порожденных по инициативе пользователей и их приложений, а также инициированных ОС для выполнения своих функций (системные процессы).

Поскольку процессы могут одновременно претендовать на одни и те же ресурсы, подсистема управления процессами планирует очередность выполнения процессов, обеспечивает их необходимыми ресурсами, осуществляет взаимодействие и синхрони­зацию процессов.

Управление памятью. Подсистема управления памятью производит распределение физической памяти между всеми существующими в системе процессами, загрузку и удаление программных кодов и данных процессов в отведенные им области памяти, на­стройку адресно-зависимых частей кодов процесса на физические адреса выделенной области, а также защиту областей памяти каждого процесса.

Стратегия управления памятью складывается из стратегий выборки, размещения и замещения блока программы или данных в основной памяти. Соответственно исполь­зуются различные алгоритмы, определяющие, когда загрузить очередной блок в памяти (по запросу или с упреждением), в какое место памяти его поместить, и какой блок про­граммы или данных удалить из основной памяти, чтобы освободить место для размеще­ния новых блоков.

Одним из наиболее популярных способов управления памятью в современных ОС является виртуальная память. Реализация механизма виртуальной памяти позволяет программисту считать, что в его распоряжении имеется однородная оперативная па­мять, объем которой ограничивается только возможностями адресации, предоставляе­мыми системой программирования.

Важная функция управления памятью - защита памяти. Нарушение в защите па­мяти связано с обращениями процессов к участкам памяти, выделенной другими про­цессами прикладных программ или программ самой ОС. Средства защиты памяти должны пресекать такие попытки доступа путем аварийного завершения программы нарушителя.

Управление файлами. Функции управления файлами сосредоточены в файловой системе ОС. Операционная система виртуализирует отдельный набор данных, храня­щихся на внешнем накопителе, в виде файла - простой неструктурированной последо­вательности байтов, имеющих символьное имя. Для удобства работы с данными файлы группируются в каталоги, которые, в свою очередь, образуют группы - каталоги более высокого уровня. Файловая система преобразует символьные имена файлов, с которы­ми работает пользователь или программист, в физические адреса данных на дисках, ор­ганизует совместный доступ к файлам, защищает их от несанкционированного доступа.

Управление внешними устройствами. Функции управления внешними устройства­ми возлагаются на подсистему управления внешними устройствами, называемую также подсистемой ввода-вывода. Она является интерфейсом между ядром компьютера и всеми подключенными к нему устройствами. Спектр этих устройств очень обширен (принтеры, сканеры, мониторы, модемы, манипуляторы, сетевые адаптеры, АЦП разного рода и др.),

сотни моделей этих устройств различаются набором и последовательностью команд, ис­пользуемых для обмена информацией с процессором и другими деталями.

Программа, управляющая конкретной моделью внешнего устройства и учитывающая все его особенности, называется драйвером. Наличие большого количества подходящих драйверов во многом определяет успех ОС на рынке. Созданием драйверов занимаются как разработчики ОС, так и компании, выпускающие внешние устройства. ОС должна поддерживать четко определенный интерфейс между драйверами и остальными частями ОС. Тогда разработчики компаний - производителей устройств ввода-вывода могут поставлять вместе со своими устройствами драйверы для конкретной операционной системы.

Поддержание высокоуровневого унифицированного интерфейса прикладного про­граммирования к разнообразным устройствам ввода-вывода является одной из наибо­лее важных задач ОС. Как правило, такой интерфейс строится на основе концепции файлового доступа. Ее суть заключается в том, что обмен с любыми внешними устрой­ствами выглядит как обмен с файлами, имеющими имя и представляющими собой не­структурированную последовательность байтов.

Защита данных и администрирование. Безопасность данных вычислительной систе­мы обеспечивается средствами отказоустойчивости ОС, направленными на защиту от сбоев и отказов аппаратуры и ошибок программного обеспечения, а также средствами защиты от несанкционированного доступа.

Для каждого пользователя системы обязательна процедура логического входа, в процессе которой ОС убеждается, что в систему входит пользователь, разрешенный ад­министративной службой. Администратор вычислительной системы определяет и огра­ничивает возможности пользователей в выполнении тех или иных действий, т. е. опре­деляет их права по обращению и использованию ресурсов системы.

Важным средством защиты являются функции аудита ОС, заключающегося в фик­сации всех событий, от которых зависит безопасность системы.

Поддержка отказоустойчивости вычислительной системы реализуется на основе резервирования (дисковые RAID-массивы, резервные принтеры и другие устройства, иногда резервирование центральных процессоров, в ранних ОС - дуальные и дуплекс­ные системы, системы с мажоритарным органом и др.).

Вообще обеспечение отказоустойчивости системы - одна из важнейших обязаннос­тей системного администратора, который для этого использует ряд специальных средств и инструментов [25].

Интерфейс прикладного программирования. Прикладные программисты исполь­зуют в своих приложениях обращения к операционной системе, когда для выполнения тех или иных действий им требуется особый статус, которым обладает только ОС. Воз­можности операционной системы доступны программисту в виде набора функций, ко­торый называется интерфейсом прикладного программирования (Application Program­ming Interface, API). Приложения обращаются к функциям API с помощью системных вызовов. Способ, которым приложение получает услуги операционной системы, очень похож на вызов подпрограмм.

Способ реализации системных вызовов зависит от структурной организации ОС, особенностей аппаратной платформы и языка программирования.

В ОС UNIX системные вызовы почти идентичны библиотечным процедурам. Ситу­ация в Windows иная (более подробно это рассмотрим далее).

Пользовательский интерфейс. ОС обеспечивает удобный интерфейс не только для прикладных программ, но и для пользователя (программиста, администратора). В ранних ОС интерфейс сводился к языку управления заданиями и не требовал терминала. Команды языка управления заданиями набивались на перфокарты, а результаты вы­полнения задания выводились на печатающее устройство.

Современные ОС поддерживают развитые функции пользовательского интерфейса для интерактивной работы за терминалами двух типов: алфавитно-цифровыми и гра­фическими. При работе за алфавитно-цифровым терминалом пользователь имеет в сво­ем распоряжении систему команд, развитость которой отражает функциональные воз­можности данной ОС. Обычно командный язык ОС позволяет запускать и останавли­вать приложения, выполнять различные операции с каталогами и файлами, получать информацию о состоянии ОС, администрировать систему. Команды могут вводиться не только в интерактивном режиме с терминала, но и считываться из так называемого ко­мандного файла, содержащего некоторую последовательность команд.

Программный модуль ОС, ответственный за чтение отдельных команд или же по­следовательности команд из командного файла, иногда называют командным интерпре­татором (в MS DOS - командным процессором).

Вычислительные системы, управляемые из командной строки, например, UNIX-системы имеют командный интерпретатор, называемый оболочкой (Shell). Она собст­венно не входит в состав ОС, но пользуется многими функциями операционной системы. Когда какой-либо пользователь входит в систему, запускается оболочка. Стандартным терминалом для нее является монитор с клавиатурой. Оболочка начинает работу с печа­ти приглашения (prompt) - знака доллара (или иного знака), говорящего пользователю, что оболочка ожидает ввода команды (аналогично управляется MS DOS). Если теперь пользователь напечатает какую-либо команду, оболочка создает системный вызов и ОС выполнит эту команду. После завершения оболочка опять печатает приглашение и пы­тается прочесть следующую входную строку.

Ввод команд может быть упрощен, если операционная система поддерживает гра­фический пользовательский интерфейс. В этом случае пользователь выбирает на экра­не нужный пункт меню или графический символ (так это происходит, например, в ОС Windows).

Архитектура операционной системы

Под архитектурной операционной системы понимают структурную и функци­ональную организацию ОС на основе некоторой совокупности программных модулей. В состав ОС входят исполняемые и объектные модули стандартных для данной ОС форматов, программные модули специального формата (например, загрузчик ОС, драй­веры ввода-вывода), конфигурационные файлы, файлы документации, модули справочной системы и т. д.

На архитектуру ранних операционных систем обращалось мало внимания: во-первых, ни у кого не было опыта в разработке больших программных систем, а во-вторых, Проблема взаимозависимости и взаимодействия модулей недооценивалась. В подобных монолитных ОС почти все процедуры могли вызывать одна другую. Такое отсутствие структуры было несовместимо с расширением операционных систем. Первая версия ОС OS/360 была создана коллективом из 5000 человек за 5 лет и содержала более 1 Млн. строк кода. Разработанная несколько позже операционная система Multics содер­жала к 1975 году уже 20 млн. строк. Стало ясно, что разработка таких систем должна вестись на основе модульного программирования.

Большинство современных ОС представляют собой хорошо структурированные модульные системы, способные к развитию, расширению и переносу на новые платфор­мы. Какой-либо единой унифицированной архитектуры ОС не существует, но известны универсальные подходы к структурированию ОС. Принципиально важными универ­сальными подходами к разработке архитектуры ОС являются [4, 8,18, 24, 28,37]:

• модульная организация;

• функциональная избыточность;

• функциональная избирательность;

• параметрическая универсальность;

• концепция многоуровневой иерархической вычислительной системы, по которой ОС представляется многослойной структурой;

• разделение модулей на 2 группы по функциям: ядро - модули, выполняющие основные функции ОС, и модули, выполняющие вспомогательные функции ОС;

• разделение модулей ОС на 2 группы по размещению в памяти вычислительной системы: резидентные, постоянно находящиеся в оперативной памяти, и тран­зитные, загружаемые в оперативную память только на время пополнения своих функций;

• реализация двух режимов работы вычислительной системы: привилегированно­го режима (или режима ядра - Kernel mode), или режима супервизора (supervi­sor mode), и пользовательского режима (user mode), или режима задачи (task mode);

• ограничение функций ядра (а, следовательно, и количества модулей ядра) до минимального количества необходимых самых важных функций.

Первые ОС разрабатывались как монолитные системы без четко выраженной структуры (рис. 1.4).

Для построения монолитной системы необходимо скомпилировать все отдельные процедуры, а затем связать их вместе в единый объектный файл с помощью компо­новщика (примерами могут служить ранние версии ядра UNIX или Novell NetWare). Каждая процедура видит любую другую процедуру (в отличие от структуры, содержащей модули, в которой большая часть информации является локальной для модуля и процеду­ры модуля можно вызвать только через специально определенные точки входа).

Однако даже такие монолитные системы могут быть немного структурированными. При обращении к системным вызовам, поддерживаемым ОС, параметры помещаются в строго определенные места, такие как регистры или стек, а затем выполняется специальная команда прерывания, известная как вызов ядра или вызов супервизора. Эта команда переключает машину из режима пользователя в режим ядра, называемый также режимом супервизора, и передает управление ОС. Затем ОС проверяет парамет­ры вызова для того, чтобы определить, какой системный вызов должен быть выполнен. После этого ОС индексирует таблицу, содержащую ссылки на процедуры, и вызывает соответствующую процедуру.

Такая организация ОС предполагает следующую структуру [28]:

• главная программа, которая вызывает требуемые сервисные процедуры;

• набор сервисных процедур, реализующих системные вызовы;

• набор утилит, обслуживающих сервисные процедуры.

В этой модели для каждого системного вызова имеется одна сервисная процедура. Утилиты выполняют функции, которые нужны нескольким сервисным процедурам. Это деление процедур на три слоя показано на рисунке 1.5.

Классической считается архитектура ОС, основанная на концепции многоуровневой машины, привилегированном ядре и пользовательском режиме работы транзитных модулей. Модули ядра выполняют базовые функции ОС: управление процессами, памятью, устройствами ввода-вывода и т.п. Ядро составляет сердцевину ОС, без которой она является полностью неработоспособной и не может выполнить ни одну из своих функций. В ядре решаются внутрисистемные задачи организации вычислительного процесса, недоступные для приложения. Особый класс функций ядра служит для поддержки приложений, создавая для них так называемою прикладную программную среду. Приложения могут обращаться к яд­ру с запросами - системными вызовами - для выполнения тех или иных действий, на­пример открытия и чтения файла, получения системного времени, вывода информации на дисплей и т. д. Функции ядра, которые могут вызываться приложениями, образуют интерфейс прикладного программирования - API (Application Programming Interface).

Для обеспечения высокой скорости работы ОС модули ядра (по крайней мере боль­шая их часть) являются резидентными и работают в привилегированном режиме (Ker­nel mode). Этот режим обеспечивает, во-первых, безопасность работы самой ОС от вме­шательства приложений и, во-вторых, возможность работы модулей ядра с полным на­бором машинных инструкций, позволяющих собственно ядру выполнять управление ресурсами компьютера, в частности переключение процессора с задачи на задачу, управ­ление устройствами ввода-вывода, распределение и защиту памяти и др.

Остальные модули ОС выполняют не столь важные, как ядро, функции и являются транзитными. Например, это могут быть программы архивирования данных, дефраг-ментации диска, сжатия дисков, очистки дисков и т. п.

Вспомогательные модули обычно подразделяются на группы:

• утилиты - программы, выполняющие отдельные задачи управления и со­провождения вычислительной системы (служебные программы и установка оборудования, специальные возможности и др. в Windows 2000);

• системные обрабатывающие программы - текстовые и графические редакторы (Paint, Imaging в Windows 2000), компиляторы и др.;

• программы предоставления пользователю дополнительных услуг (специальный вариант пользовательского интерфейса, калькулятор, игры, средства мультиме­диа Windows 2000);

• библиотеки процедур различного назначения, упрощения разработки при­ложений, например библиотека функций ввода-вывода, библиотека математи­ческих функций и т. п.

Эти модули ОС оформляются как обычные приложения, обращаются к функциям ядра посредством системных вызовов и выполняются в пользовательском режиме (user mode). В этом режиме запрещается выполнение некоторых команд, которые связаны с функциями ядра ОС (управление ресурсами, распределение и защита памяти и т. п.).

Таким образом, архитектура операционной системы укрупнено может быть пред­ставлена схемой, приведенной на рис. 1.6.

В концепции многоуровневой (многослойной) иерархической машины структура ОС также представляется рядом слоев. При такой организации каждый слой обслужи­вает вышележащий слой, выполняя для него некоторый набор функций, которые обра­зуют межслойный интерфейс. На основе этих функций следующий верхний по иерар­хии слой строит свои функции - более сложные и более мощные и т. д. Такая организа­ция системы существенно упрощает ее разработку, т. к. позволяет сначала «сверху вниз» определить функции слоев и межслойные интерфейсы, а при детальной реализа­ции, двигаясь «снизу вверх», наращивать мощность функции слоев. Кроме того, модули каждого слоя можно изменять без необходимости изменений в других слоях (но не ме­няя межслойных интерфейсов!).

Многослойная структура ядра ОС может быть представлена, например, вариантом (их может быть много!), показанным на рис. 1.7.

В данной схеме выделены следующие слои:

1. Средства аппаратной поддержки ОС. Значительная часть функций ОС может вы­полняться аппаратными средствами [24]. Чисто программные ОС сейчас не су­ществуют. Как правило, в современных системах всегда есть средство аппаратной поддержки ОС, которые прямо участвуют в организации вычислительных процессов. К ним относятся: система прерываний, средства поддержки привилегированного ре­жима, средства поддержки виртуальной памяти, системный таймер, средство пере­ключения контекстов процессов (информация о состоянии процесса в момент его приостановки), средство защиты памяти и др.

2. Машинно-зависимые модули ОС. Этот слой образует модули, в которых отражает­ся специфика аппаратной платформы компьютера. Назначение этого слоя - «экра­нирование» вышележащих слоев ОС от особенностей аппаратуры (например, в Windows 2000 это слой HAL - Hardware Abstraction Layer - уровень аппаратных абстракций).

3. Базовые механизмы ядра. Этот слой модулей выполняет наиболее примитивные операции ядра: программное переключение контекстов процессов, диспетчерскую прерываний, перемещение страниц между основной памятью и диском и т. п. Моду­ли этого слоя не принимают решений о распределении ресурсов, а только обрабатывают решения, принятые модулями вышележащих уровней. Поэтому их часто называют исполнительными механизмами для модулей верхних слоев ОС.

4- Менеджеры ресурсов. Модули этого слоя выполняют стратегические задачи по управлению ресурсами вычислительной системы. Это менеджеры (диспетчеры) процессов, ввода-вывода, оперативной памяти и файловой системы. Каждый менеджер ведет учет свободных и используемых ресурсов и планирует их распределение в соответствии с запросами приложений.

■ Интерфейс системных вызовов. Это верхний слой ядра ОС, взаимодействующий приложениями и системными утилитами, он образует прикладной программный интерфейс ОС. Функции API, обслуживающие системные вызовы, предоставляют доступ к ресурсам системы в удобной компактной форме, без указания деталей и физического расположения.

Повышение устойчивости ОС обеспечивается переходом ядра в привилегирован­ный режим. При этом происходит некоторое замедление выполнения системных вызо­вов. Системный вызов привилегированного ядра инициирует переключение процессо­ра из пользовательского режима в привилегированный, а при возврате к приложению обратное переключение. За счет этого возникает дополнительная задержка в обработке системного вызова (рис. 1.8). Однако такое решение стало классическим и используется во многих ОС (UNIX, VAX, VMS, IBM OS/390, OS/2 и др.).

Многослойная классическая многоуровневая архитектура ОС не лишена своих проблем. Дело в том, что значительные изменения одного из уровней могут иметь труд­нопредвидимое влияние на смежные уровни. Кроме того, многочисленные взаимодей­ствия между соседними уровнями усложняют обеспечение безопасности. Поэтому, как альтернатива классическому варианту архитектуры ОС, часто используется микро­ядерная архитектура ОС.

Суть этой архитектуры состоит в следующем. В привилегированном режиме оста­ется работать только очень небольшая часть ОС, называемая микроядром. Микроядро защищено от остальных частей ОС и приложений. В его состав входят машинно-зави­симые модули, а также модули, выполняющие базовые механизмы обычного ядра. Все остальные более высокоуровневые функции ядра оформляются как модули, работаю­щие в пользовательском режиме. Так менеджеры ресурсов, являющиеся неотъемлемой частью обычного ядра, становятся «периферийными» модулями, работающими в поль­зовательском режиме. Таким образом, в архитектуре с микроядром традиционное рас­положение уровней по вертикали заменяется горизонтальным. Это можно представить, как показано на рис. 1.9.

Внешние по отношению к микроядру компоненты ОС реализуются как обслужи­вающие процессы. Они взаимодействуют как равноправные партнеры с помощью обмена сообщениями, которые передаются через микроядро. Поскольку назначением этих компонентов ОС является обслуживание запросов приложений пользователей, утилит и системных обрабатывающих программ, менеджеры ресурсов, вынесенные в пользова­тельский режим, называются серверами ОС, т. е. модулями, основным назначением ко­торых является обслуживание запросов локальных приложений и других модулей ОС.

Схематично механизм обращений к функциям ОС, оформленным в виде серверов, выглядит, как показано на рис. 1.10.

Схема смены режимов при выполнении системного вызова в ОС с микроядерной архитектурой выглядит, как показано на рис. 1.11.

Из рисунка ясно, что выполнение системного вызова сопровождается четырьмя пе­реключениями режимов (4х t), в то время как в классической архитектуре - двумя. Следовательно, производительность ОС с микроядерной архитектурой при прочих рав­ных условиях будет ниже, чем у ОС с классическим ядром.

В то же время признаны следующие достоинства микроядерной архитектуры [36]:

• единообразные интерфейсы;

• простота расширяемости;

• высокая гибкость;

• возможность переносимости;

• высокая надежность;

• поддержка распределенных систем;

• поддержка объектно-ориентированных ОС.

По многим источникам, вопрос масштабов потери производительности в микроядерных ОС является спорным. Многое зависит от размеров и функциональных возможностей микроядра. Избирательное увеличение функциональности микроядра приводит к снижению количества переключений между режимами системы, а также пе­реключений адресных пространств процессов.

Может быть, это покажется парадоксальным, но есть и такой подход к микроядер­ной ОС, как уменьшение микроядра.

Для возможности представления о размерах микроядер операционных систем в ря­де источников [37] приводятся такие данные:

• типичное микроядро первого поколения - 300 Кбайт кода и 140 интерфейсов системных вызовов;

• микроядро ОС L4 (второе поколение) - 12 Кбайт кода и 7 интерфейсов сис­темных вызовов.

Сетевые операционные системы. Сетевые службы и сервисы

5.4. Сетевые операционные системы

Операционная система компьютерной сети во многом аналогична ОС автономного компьютера. Она также представляет собой комплекс взаимосвязанных программ, который обеспечивает удобство работы пользователям и программистам путем предос­тавления им некоторой виртуальной машины, и реализует эффективный способ разде­ления ресурсов между множеством выполняемых в сети процессов.

При организации сетевой работы ОС играет роль интерфейса, экранирующего от пользователя все детали низкоуровневых программно-аппаратных средств сети. Например, вместо числовых адресов компьютеров сети, таких как МАС-адрес и IP-ад­рес, ОС компьютерной сети позволяет оперировать удобными для запоминания символьными именами.

В зависимости от того, какой виртуальный образ создает операционная система для того, чтобы подменить им реальную аппаратуру компьютерной сети, различают сете­вые ОС и распределенные ОС.

Сетевая ОС предоставляет пользователю некую виртуальную вычислительную систему, работать с которой гораздо проще, чем с реальной сетевой аппаратурой. В то же время эта виртуальная система не полностью скрывает распределенную природу своего реального прототипа, т. е. является виртуальной сетью.

При использовании ресурсов компьютеров сети пользователь сетевой ОС всегда помнит, что имеет дело с сетевыми ресурсами и что для доступа к ним нужно выпол­нить некоторые особые операции, например отобразить удаленный разделяемый ката­лог на вымышленную букву локального дисковода (подключить сетевой диск) или пос­тавить перед именем каталога еще и имя компьютера, на котором тот расположен.

Пользователи сетевой ОС обычно должны быть в курсе того, где хранятся их файлы, и должны использовать явные команды передачи файлов для перемещения файлов с одной машины на другую.

Правда, следует заметить, что эта ситуация улучшилась с появлением, например, в Windows 2000 Server распределенной файловой системы, которая позволяет объеди­нить файловые ресурсы, находящиеся на разных компьютерах сети, в одно пространст­во имен. Это позволяет пользователю вместо работы с физической сетью, состоящей из большого количества машин с собственными именами и общими ресурсами, работать с пространством имен DFS (Distributed File System), обращаясь к которому пользователь может не беспокоится о физическом расположении файлов на дисках и компьютерах.

Работая в среде сетевой ОС, пользователь, хотя и может запустить задание на любой машине сети, всегда знает, на какой машине выполняется его задание. По умол­чанию пользовательское задание выполняется на той машине, на которой пользователь сделал логический вход. Если же он хочет выполнить задание на другой машине, то ему нужно либо выполнить логический вход в эту машину, используя команду типа remote login, либо ввести специальную команду удаленного выполнения, в которой он должен указать информацию, идентифицирующую удаленный компьютер.

Магистральным направлением развития сетевых ОС является достижение как можно более высокой степени прозрачности сетевых ресурсов. В идеальном случае сетевая ОС должна предоставлять пользователю сетевые ресурсы в виде ресурсов единой централи­зованной виртуальной машины. Для такой операционной системы используется специ­альное название - распределенная ОС, или истинно распределенная ОС.

Распределенная ОС, динамически и автоматически распределяя работы по раз­личным машинам сети для обработки, заставляет набор машин работать как виртуаль­ный универсальный процессор. Пользователь распределенной ОС, вообще говоря, не имеет сведений о том, на какой машине выполняется его работа.

Распределенная ОС существует как единая операционная система в масштабах вычислительной системы. Каждый компьютер сети, работающий под управлением распределенной ОС, выполняет часть функций этой глобальной ОС, которая объединя­ет все компьютеры сети для эффективного использования всех сетевых ресурсов.

В настоящее время все существующие операционные системы еще очень далеки от идеала истинной распределейности. Сегодняшние сетевые ОС могут рассматриваться как набор операционных систем, составляющих сеть. На разных компьютерах сети мо­гут выполняться одинаковые или различные ОС (чаще различные). Все эти ОС функционируют практически независимо друг от друга в том смысле, что каждая из них

решения о создании и завершении собственных процессов и управлении локальными ресурсами.

Однако в любом случае ОС компьютеров, работающих в сети, должны включать взаимно согласованный набор коммуникационных протоколов для организации вза­имодействия процессов, выполняющихся на разных компьютерах сети, и разделения ресурсов этих компьютеров между пользователями сети.

Если операционная система отдельного компьютера позволяет ему работать в сети, т. е. предоставлять свои ресурсы в общее пользование и/или потреблять ресурсы дру­гих компьютеров сети, то такая операционная система отдельного компьютера также называется сетевой ОС.

Таким образом, термин «сетевая операционная система» используется в двух значе­ниях: во-первых, как совокупность ОС всех компьютеров сети и, во-вторых, как операционная система отдельного компьютера, способного работать в сети.

В структуре сетевой ОС можно выделить следующие основные функциональные компоненты (рис. 5.3):

Средства управления локальными ресурсами компьютера, реализующие все функ­ции ОС автономного компьютера (интерфейс с пользователем, создание, плани­рование и диспетчеризацию процессов, распределение памяти, управление внеш­ней памятью, устройствами ввода-вывода и т. д.).

Сетевые средства, содержащие три основных компонента:

средства предоставления локальных ресурсов и услуг в общее пользование -серверная часть ОС;

средства запроса доступа к удаленным ресурсам и услугам - клиентская часть ОС;

транспортные средства ОС, которые совместно с коммуникационной системойобеспечивают передачу сообщений между компьютерами сети.

Упрощенно работа сетевой ОС происходит следующим образом [28]. Если пользователь компьютера А решил разместить свой файл на диске компьютера В, то он набирает на клавиатуре некоторую команду и нажимает клавишу Enter. Программный модуль ОС, отвечающий за интерфейс с пользователем, принимает эту команду и пере­дает ее клиентской части ОС компьютера А.

Клиентская часть ОС не может получить непосредственный доступ к ресурсам компьютера В. Она может только «попросить» об этом серверную часть компьютера В, которому принадлежат требуемые ресурсы.

Эта просьба выражается в виде сообщения, передаваемого по сети с помощью транспортных средств ОС. Эти средства выполняют такие функции, как формирование сообщений, разбиение их на части (пакеты, кадры), преобразование имен компьютеров в числовые адреса (IP-адреса, например определение маршрута передачи сообщения в сложной сети и т. д.).

Правила взаимодействия компьютеров при передаче сообщений по сети заложены в коммуникационные протоколы (Ethernet, Token Ring, IP, IPX и пр.), которые должны быть общими для всех компьютеров сети. Сами протоколы представляют собой набор особым образом организованных программ, которые выполняют все необходимые функции по переносу сообщений клиентских и серверных частей ОС по сети, не вникая в их содержание.

На стороне компьютера В, на диске которого пользователь хочет разместить свой файл, должна работать серверная часть ОС, постоянно ожидающая прихода запросов из сети на удаленный доступ к ресурсам этого компьютера. Серверная часть, приняв за­прос из сети, обращается к локальному диску и записывает в один из его каталогов ука­занный файл.

Клиентская часть ОС умеет отличить запрос к удаленному файлу от запроса к локаль­ному файлу, поэтому приложениям не надо заботиться о том, с локальным или удаленным файлом они работают. Клиентская программа сама распознает и перенаправляет (redirect) запрос к удаленной машине. Отсюда название, часто используемое для клиентской части сетевой ОС, - редиректор. Иногда функции распознавания выделяются в отдельный про­граммный модуль, в этом случае редиректором называют не всю клиентскую часть, а толь­ко этот модуль.

5.5. Сетевые службы и сетевые сервисы

Совокупность серверной и клиентской частей ОС, предоставляющих доступ к конкретному типу ресурса через сеть, называется сетевой службой. Сетевая служба пре­доставляет пользователям сети некоторый набор услуг (иначе - сетевой сервис - от англ. Service). Часто под службой понимается сетевой компонент, а под сервисом - на­бор услуг, который предоставляется этой службой. Таким образом, сервис - это интер­фейс между потребителем услуг и поставщиком услуг (службой).

Каждая служба связана с определенным типом сетевых ресурсов и/или опреде­ленным способом доступа к этим ресурсам. Например, служба печати обеспечивает до­ступ пользователей сети к разделяемым принтерам и предоставляет сервис печати, а почтовая служба предоставляет доступ к информационному ресурсу сети - элект­ронным письмам. Способом доступа к ресурсам отличается, например, служба удален­ного доступа: она предоставляет пользователям компьютерной сети доступ ко всем ее

ресурсам через коммутируемые телефонные каналы. Наиболее важными для пользова­телей сетевых ОС являются файловая служба и служба печати.

Среди служб можно выделить такие, которые ориентированы не на пользователя, а на администратора. Такие службы используются для организации работы сети. Сюда относятся служба мониторинга сети, позволяющая анализировать сетевой трафик, служба безопасности, контролирующая выполнение процедуры логического входа в сеть, служба резервного копирования и архивирования и др. Чем богаче набор услуг, предлагаемый сетевой ОС, тем выше ее рейтинг в общем ряду сетевых операционных систем.

Сетевые службы по своей природе являются клиент-серверными системами. Поскольку при реализации любого сетевого сервиса позволяются источник запросов (клиент) и исполнитель запросов (сервер), то и любая сетевая служба содержит в своем составе две несимметричные части - клиентскую и серверную. Обычно говорят, что сервер предоставляет свои ресурсы клиенту, а клиент ими пользуется. Однако предос­тавление услуги связано с использованием ресурсов не только сервера, но и клиента, который может затрачивать свои ресурсы на поддержание работы сетевой службы.

Принципиальной разницей между клиентом и сервером является то, что иници­атором выполнения работы сетевой службы всегда выступает клиент, а сервер всегда находится в режиме пассивного ожидания запросов.

На практике сложилось несколько подходов к построению сетевых ОС, разли­чающихся глубиной внедрения сетевых служб в операционную систему:

сетевые службы глубоко встроены в ОС (рис. 5.4, а);

сетевые службы объединены в виде некоторого набора - оболочки (рис. 5.4, б);

сетевые службы производятся и поставляются в виде отдельного продукта (рис. 5.4, в).

Первые сетевые ОС представляют собой совокупность уже существующей локаль­ной ОС и надстроенной над ней сетевой оболочки. При этом в локальную ОС встраи­вался минимум сетевых функций, необходимых для работы сетевой оболочки, которая выполняла основные сетевые функции.

Однако в дальнейшем разработчики сетевых ОС посчитали более эффективным подход, при котором ОС сразу проектируется для работы в сети. Сетевые функции у та­ких ОС встраиваются в основные модули системы, что обеспечивает ее логическую стройность, простоту эксплуатации и модификации, а также высокую производитель­ность. При таком подходе отсутствует избыточность, все внутренние механизмы такой ОС могут быть оптимизированы для выполнения сетевых функций. Например, ОС Windows NT за счет встроенных сетевых средств обеспечивает более высокие показате­ли производительности и защищенности информации по сравнению с сетевой ОС LAN Manager (тоже Microsoft), являющейся надстройкой над ОС OS/2.

Другой вариант реализации сетевых служб - объединение их в виде некоторого на­бора (оболочки), при этом все службы такого набора должны быть согласованы между собой, могут иметь в своем составе общие компоненты, например единый пользователь­ский интерфейс. Для работы оболочки необходимо наличие некоторой локальной операционной системы, в среде которой выполнялись бы сетевые службы, составляю­щие эту оболочку. Оболочка представляет собой самостоятельный программный про­дукт, имеет название, номер версии и другие соответствующие характеристики. В каче­стве примера можно указать LAN Server и LAN Manager.

Одна и та же оболочка может предназначаться для работы над совершенно разными операционными системами. При этом она должна строиться с учетом специфики той ОС, над которой она будет работать. Так, LAN Server, например, существует в различ­ных вариантах: для работы над операционными системами VAX, VMS, VM, OS/400, AIX, OS/2.

Сетевые оболочки часто подразделяются на клиентские и серверные. Например, ти­пичным набором программного обеспечения рабочей станции в сети NetWare является система MS DOS с установленной над ней клиентской оболочкой NetWare, состоящей из клиентских частей файловой службы печати, а также компонента, поддерживающего пользовательский интерфейс.

Серверная сетевая оболочка, например LAN Server, NetWare for UNIX, File and Print Services for NetWare, ориентирована на выполнение серверных функций. Она как минимум содержит серверные компоненты двух основных сетевых служб - файловой и печати. Некоторые сетевые оболочки содержат настолько широкий набор сетевых служб, что их называют сетевыми операционными системами.

Существует и третий способ реализации сетевой службы - в виде отдельного продук­та. Например, сервер удаленного управления Win Frame - продукт компании Citrix -предназначен для работы в среде Windows NT. Он дополняет возможности встроенного Windows NT сервера удаленного доступа Remote Access Server. Аналогичную службу удаленного доступа для NetWare также можно приобрести отдельно, купив програм­мный продукт NetWare Connect.

№3Принципиальная схема и основные этапы моделирования: постановка и формализация задачи, разработка модели, решение задачи на ЭВМ, использование результатов моделирования на практике.

Моделирование – сложный и трудоемкий процесс, требующий профессиональных знаний и творческого вдохновения. Оно включает изучение моделируемого объекта или явления, постановку проблемы, разработку модели, экспериментирование на модели с целью получения новых знаний об оригинале и модели, их проверку и практическое применение.

Рассмотрим принципиальную схему моделирования.

Моделирование начинается с всестороннего изучения объекта исследования и постановки проблемы исследования.

Проблема может включать несколько задач исследования. Проблемы и задачи исследования должны быть четко сформулиованы. Далее необходимо найти модель в реальном мире или разработать модель оригинала, которая бы отображала или была способна воспроизводить основные стороны оригинала.

От модели не требуется полного тождества с оригиналом, в таком случае теряются преимущества модели и всякий смысл моделирования, да, собственно, она и перестает быть моделью, это уже будет копия - двойник, копия – дублер. Модель должна заменить оригинал лишь в принципе, по существу. Для одного оригинала и проблемы может быть разработано несколько моделей, но во всех случаях за детальное изучение одних сторон оригинала необходимо платить ценой отказа от рассмотрения других, важно, чтобы при этом не расплатились существом проблемы. Проще говоря, в модели отражают те стороны, которые воспроизводят суть проблемы и поддаются формализации.

На третьем этапе по составленной модели проводят собственно эксперимент. Изменяют в допустимых пределах входные параметры и исследуют выходные. В результате таких опытов проверяют модель на адекватность отражения оригинала, получают новые данные об оригинале, его проведении в заданных условиях, определяют числовые границы положительных и отрицательных изменений.

Полученные новые знания переносят на оригинал. В результате накладки новых данных осуществляется их проверка и поиск путей практического использования.

Как видим, моделирование имеет цикличный характер и за первым пятиэтапным циклом могут последовать новые циклы – второй, третий и т.д. На каждом цикле содержание работы конкретизируется и детализируется, а после выполнения цикла знания об оригинале расширяются и уточняются, что позволяет совершенстовать модель,а это в свою очередь, получать новые данные об оригинале, этим закладываются большие возможности самосовершениствания познания.

Билет № 27

№1 Концепция вычислительных систем с управлением потоком данных. Закон Амдала и его следствия.

Существуют трудности, связанные с решением проблемы автоматизации параллельного программирования, необходимой в целях эффективного использования для широкого круга задач матричных ВС. Поэтому актуальны исследования новых методов построения высокопроизводительных ВС, одними из которых являются ВС с управлением потоком данных, или потоковые ВС.

В системах с управлением потоками данных предполагается наличие большого числа специализированных операционных блоков для определенных видов операций (сложения, умножения и т.п., отдельных для разных типов данных). Данные снабжаются указателями типа данных (тегами), на основании которых по мере готовности данных к обработке они загружаются в соответствующие свободные операционные блоки. При достаточном количестве операционных блоков может быть достигнут высокий уровень распараллеливания вычислительного процесса.

Принципиальное отличие потоковых машин состоит в том, что команды выполняются не в порядке следования команд в тексте программы, а по мере готовности их операндов.

«Потоковая программа» размещается в массиве ячеек команд. Команда наряду с кодом операции содержит поля, куда заносятся готовые операнды, и поле, содержащее адреса команд, в которые должен быть направлен в качестве операнда результат операции. Кроме того, каждой команде поставлен в соответствие двухразрядный тег (располагаемый в управляющем устройстве), разряды которого устанавливаются «1» при занесении в тело команды соответствующих операндов. В состоянии тега «11» (оба операнда готовы) инициируется запрос к операционному коммутатору (ОК) на передачу готовой команды в соответствующее коду операции операционное устройство. Результат выполнения команды над ее непосредственно адресуемыми операндами направляется через командный коммутатор (КК) согласно указанным в команде адресам в ячейки команд и помещается в их поля операндов. Далее указанная процедура циклически повторяется.

Закон Амдала. Предположим, что в программе доля операций, которые нужно выполнять последовательно, равна f, где 0<=f<=1. Крайние случаи в значениях f соответствуют полностью параллельным (f = 0) и полностью последовательным (f = 1) программам.

Для того, чтобы оценить, какое ускорение U может быть получено на компьютере из n процессоров при данном значении f, можно воспользоваться законом Амдала:

Если 9/10 программы исполняется параллельно, а 1/10 по-прежнему последовательно, то ускорения более, чем в 10 раз получить в принципе невозможно.

Следствие из закона Амдала Для того чтобы ускорить выполнение программы в q раз необходимо ускорить не менее, чем в q раз не менее, чем (1-1/q)-ю часть программы.

Таким образом, для эффективного использования МПС необходимо тщательное согласование структуры программ и алгоритмов с особенностями архитектуры параллельных вычислительных систем.

№2Информационная бухгалтерская система предприятия, сущность и назначение.

Существует зависимость между масштабом предприятия и типом информационно-технологической архитектуры ИС бухгалтерского учета (табл. 3.1).

Чем меньше масштаб предприятия, тем меньше интенсивность ин­формационных потоков, относительно проще бухгалтерский учет, хотя возможны и отклонения от этой закономерности. Для данного класса предприятий применяют стандартные и недорогие информационные технологии.

Для крупных предприятий ИС бухгалтерского учета должна быть согласована с решениями в области информационных технологий в целом ИС предприятия. С другой стороны, масштаб предприятия обусловливает объективные требования к ИСБУ: поддержка сетевой технологии, одновременная работа с ИС большого коллектива бухгалтеров, создание крупномасштабной базы данных, реализация развитой модели бухгалтерского учета и т.п.

Наибольший простор для выбора информационных технологий существует при создании ИС бухгалтерского учета для средних и некоторых крупных предприятий.

Рассмотрим критерии выбора ИСБУ для различных типов субъектов экономики.

Для ИСБУ малых предприятий характерно:

-унифицированная модель представления данных;

-единая программная среда;

-наличие встроенных проблемно-ориентированных программных решений;

-ориентация на функционирование в локальном варианте, одноранговой сети или в сети компьютеров с выделенным сервером;

-наличие сертифицированных для внедрения системы дилеров компании — производителя программного обеспечения в собственном регионе;

-возможность простого комплексирования со стандартным офисным программным обеспечением и проблемно-ориентированным программным обеспечением других производителей.

Для ИСБУ средних предприятий характерно:

-построение в виде полнофункционального набора специализированных по участкам обработки программных модулей;

-возможность развития функций ИСБУ за счет профессиональных средств разработки;

-функционирование вычислительной сети с выделенным сервером в архитектуре клиент-сервер;

-функции разграничения прав доступа пользователей к данным;

-возможность комплексирования с программными решениями других производителей, в том числе с программным обеспечением собственной разработки.

Для ИСБУ крупных хозяйствующих субъектов:

-построение ИСБУ в виде полнофункционального набора узкоспециализированных по участкам обработки программных модулей;

-возможность развития функций системы за счет профессиональных средств разработки; возможность функционирования в неоднородных средах, значительная независимость в выборе пользователем аппаратных средств, операционных систем и СУБД;

-развитие функции разграничения прав доступа к данным и авторизации выполняемых пользователями действий;

-разделение функций оперативного и бухгалтерского, финансового, управленческого видов учета;

-возможность сопряжения с программным обеспечением производителей, в том числе и с программными решениями собственной разработки.

Для ИСБУ корпоративных субъектов экономики:

-соответствие перечисленным требованиям по отношению к отдельным предприятиям и самостоятельным подразделениям субъектов экономики;

-наличие развитых средств репликации и обмена данными удаленных подразделений;

наличие средств консолидации данных для построения корпоративной отчетности, в том числе с возможностью ведения обработки в различных стандартах (российских и международных).

№3Симплексный метод: идея метода, сферы применения в экономике. Построение и признаки опорного и оптимального планов при решении задач симплексным методом с естественным и искусственным базисом.

Прежде всего, отметим, что в литературе этот метод имеет несколько названий. Симплекс метод, метод последовательного улучшения плана, метод наилучшего использования ресурсов – это разные названия одного и того же метода.

Различное название метода связано с историей его разработки. Впервые идея, постановка и алгоритм метода были применены и опубликованы в 1939 году советским математиком, ныне всемирно известным академиком, лауреатом Нобелевской премии Л.В. Канторовичем. Л.В. Канторович решал задачу распределения пяти видов изделий между 8 станками. В процессе этой работы он создал математический метод решения экстремальных задач, вошедший в литературу под названием метода разрешающих множителей или метода последовательного улучшения плана. Это название отвечает идее и назначению метода. Другое название – симплекс-метод связано с работами американского ученого Дж. Данцига.

При геометрическом представлении  задач линейного программирования искомые переменные соответствуют отдельным угловым точкам на поверхности выпуклого многогранника – симплекса.

Симплексный метод – универсальный, конечный метод и этим объясняется его значимость. Метод хорошо отработан, без всяких трудностей программируется для машинного счета, ему посвящена обширная литература.

В настоящее время имеется ряд алгоритмов симплексного метода.

Однако общим для всех модификаций этого метода является его основная идея, содержащая три основных момента.

Во – первых, сначала по некоторому, обязательно указываемому способу, определяется опорный план, удовлетворяющий системе ограничений задачи.

Во – вторых, устанавливается признак, позволяющий проверить, является ли этот план оптимальным или нет.

В – третьих, дается способ, который позволяет перейти от выбранного опорного плана к оптимальному. При этом обязательно доказывается, что таким  путем можно через конечное число шагов получить оптимальный план. Каждое замещение предыдущего варианта новым, улучшенным, называется итерацией или шагом, стадией последовательного приближения к наилучшему решению. Оптимальное решение обычно достигается после ряда итераций.

Специальные показатели расчетных таблиц указывают, в каком направлении следует улучшать вариант, на какой итерации достигается оптимальное решение.

Особенность алгоритмов симплексного метода заключается в том, что в процессе решения перебираются не все возможные варианты, а только отдельные. Между предыдущим и последующими планами  имеется огромное количество других вариантов, которые опускаются, так как они являются лучшими, чем предыдущие, но худшими, чем последующие. Это значительно сокращает объем вычислений.

Геометрическая интерпретация симплекс – метода  

В простейшем случае симплекс – метод может быть интерпретирован как движение по соседним угловым точкам многогранника решений. Пусть дана исходная задача

                                                        (1)

при условиях:

1.      , где i = …m                                   (2)

2.      х_j ≥ 0.                                                                          (3)

Система ограничений определяет в n мерном пространстве выпуклый многогранник, в одной из вершин которого достигается оптимум max или min функционала

                                                                (4)

Дадим определение:

n – мерное пространство, в котором введена такая же метрика, как и в реальном пространстве, называется евклидовым. Метрика пространства это закон, по которому определяется расстояние между двумя точками. Ясно, что в реальности никакого расстояния между n – мерными точками не существует, так как сами точки не существуют. Чтобы сохранить подобие n мерного и реального пространства, в n мерное пространство вводят метрику реального пространства.

Плоскость в n-мерном пространстве называют – гиперплоскостью, что означает «сверх», «сверхплоскость».

Пусть в нашем примере j = 2, а i = 7, тогда схематически условия задачи можно интерпретировать на рисунке 1.

Рис.1 – Геометрическая интерпретация симплекс – метода

Допустим, что в процессе преобразования системы ограничений построен первоначальный опорный план, соответствующий угловой точке А. Обратите внимание, мы выбрали именно угловую точку. Имеется строгое доказательство, что решения находятся в угловых точках. Это дает возможность не испытывать на оптимальность все бесчисленное множество точек многогранника, а ограничиться только перебором вершин.

В точке F дальше других стоящей от начала координат целевая функция будет достигать своего max значения, а в точке В, ближе других угловых точек области решения расположенных к началу координат целевая функция будет достигать min значения.

   Итак, опорный план соответствует точке А. Если отыскивается max целевой функции, то алгоритм метода будет заключаться в переборе вершин на пути АQF. Двигаясь от вершины к вершине можно добраться до вершины F.

Если опорный план находится в вершине С, то путь движения к вершине F будет другим СDEF. Обратите внимание, выбирается кратчайший путь, а количество итераций определяется выбором опорного плана и количеством вершин на пути к оптимуму.

Итак, для реализации идеи метода надо знать методику отыскания исходной вершины (опорного плана), а последующий перебор вершин упорядочить таким образом, чтобы на каждом шаге приближаться к оптимальному решению. Все это обеспечивается системой правил, составляющих алгоритм метода.

       Построение опорного плана

Прежде всего, отметим, что для решения задачи симплекс – методом необходимо, чтобы входящие в нее переменные были неотрицательны. Если в исходной формулировке этого условия нет, то задача требует преобразования. Алгоритм нахождения опорного плана в общем виде можно сформулировать так:

1.    Просматриваем столбец свободных членов преобразованной системы ограничений. Если все свободные члены положительные – опорный план найден. В базис вводят m дополнительных переменных. Численно их приравнивают к свободным –членам в_i. Основные переменные полагают равные нулю. Целевая функция при этом тоже равна нулю.

2.    Допустим, что среди свободных членов по i-ой строке есть отрицательный свободный член в_i.Тогда просматривают коэффициенты а_ij по строке i. Если все а_ij≥0, то есть все коэффициенты положительны, нет ни одного отрицательного числа, то система ограничений определяет пустой многогранник, неравенства несовместимы, задача решений не имеет.

3.    Если в i-ой  строке имеется хотя бы один отрицательный коэффициент (может быть и несколько), то поступают следующим образом. Пусть отрицательный коэффициент находится в i-ой строке и j-ом столбце. Просматриваем коэффициенты столбца j и свободные члены, сравнивая их по одной строке. Фиксируем только те пары, у элементов которых одинаковы знаки. В этих парах делим свободный член в_i на коэффициент а_ij и получаем симплексное отношение, которое будет всегда положительным. Находим наименьшее симплексное отношение. В качестве разрешающего элемента принимаем коэффициент столбца j, стоящий в строке с минимальным симплексным отношением. С этим элементом делаем один шаг модифицированных Жордановых исключений. В результате одного шага новый свободный член по данной строке окажется положительным, а все остальные сохранят свои знаки.

4. Таким образом, преобразуем все другие отрицательные свободные члены. За конечное число шагов или получим опорный план, или убедимся в неразрешимости задачи.

Не следует забывать, что избавиться от отрицательного свободного члена можно путем умножения данного уравнения или неравенства на (-1), правда при этом знак неравенства изменится и модель приобретет другую форму записи, чаще всего превратится в общую форму записи. 

     Построение оптимального плана

Переход от одного опорного плана к другому  - лучшему. Пусть мы получим опорный план, то есть геометрически – стоим в вершине многогранника, а алгебраически – система неравенств преобразована в уравнения, все свободные члены неотрицательны. Будем отыскивать максимум целевой функции. Это удобнее выполнять в специальной таблице называемой симплексной.

 В целевой строке записываются коэффициенты при переменных целевой функции. В целевой строке единичной матрицы они будут равны нулю.

В строке переменных записываются символы, которыми обозначены переменные (х₁,х₂…х_j…х_n). Переменные записывают со своими индексами, которые еще называют указателями столбцов.

Индексная строка указывает, в каком направлении следует улучшать программу и когда получается оптимальный план.

В столбце С_i записываются коэффициенты при переменных из индексной строки, вошедших в базис.

В столбце «Базис» записывают переменные, введенные в базис со своими индексами.

Столбец свободных членов содержит константы, правые части ограничений. Если в процессе решения задачи в этом столбце  появляется отрицательное число, это означает, что - либо матрица составлена неправильно, либо допущена ошибка в вычислениях. Производственные ресурсы не могут выражаться отрицательными числами. Это противоречило бы экономическому смыслу.

Основная часть матрицы состоит из элементов а_ij, где называют технико-экономическими коэффициентами. Они могут иметь положительное, отрицательное и нулевое значение.

Единичная матрица образуется из коэффициентов при дополнительных переменных. В каждой ее строке записывается одна единица и несколько нулей, по числу дополнительных переменных. Единичная матрица должна иметь столько строк, сколько она содержит столбцов, то есть всегда быть квадратной формы.

Заполнить исходную симплексную таблицу – значит составить опорный план, повторяю это, значит, геометрически мы стоим в вершине многогранника. Далее алгоритм оптимизации, то есть перехода от одного опорного плана к лучшему, и постепенное отыскание оптимального плана состоит в следующем:

1. После получения опорного плана просматриваем коэффициенты индексной строки. Если все они неотрицательны, и решается задача на максимум, то оптимальное решение достигнуто. Это решение получается приравниванием в таблице верхних переменных нулю, а базисных – свободным членам.

При решении задач на минимум в индексной строке оптимального плана все коэффициенты должны быть отрицательны или равны нулю.

Эти правила называются признаками оптимального плана. В линейном программировании они имеют строгое доказательство в виде теорем.

3. Если в индексной строке есть отрицательный коэффициент и решается задача на максимум, то план неоптимальный и его необходимо улучшить.

Наименьшее симплексное отношение укажет на ключевую строку. Ее обычно выделяют прямоугольником. Ключевая строка укажет, какую переменную следует вывести из базиса.

Элемент, стоящий на пересечении ключевой строки и ключевого столбца называют разрешающим элементом матрицы или генеральным элементом, его также выделяют на таблице для наглядности.

4. После этого чертим новую симплексную таблицу, в которой в базис вводим новую переменную, а одну переменную из базиса удаляем. Все элементы новой симплекс таблицы определяем по двум правилам.

В результате расчетов на месте генерального элемента всегда появится единица, что создает условия для использования алгоритма Жордана – Гаусса. (Вспомните, там при переменной коэффициент должен быть равный единице).

Все другие строки, включая индексную строку, рассчитываются по следующему правилу:

Этот расчет называют иногда правилом треугольника.

 Элементы новой матрицы можно находить и по правилу прямоугольника:

Нетрудно видеть, что результат будет один и тот же, так как выполняются одни и те же действия. Только в первом случае это делается компактнее, проще в два этапа. Во втором случае за каждым рядом выполняем дополнительное действие деление.

5.После расчета всех элементов новой таблицы проверяем план по признаку оптимальности.

Задачи с искусственными переменными

Обычно задача линейного программирования содержит возможное решение и содержит единичную матрицу, из которой может быть составлен первоначальный базис. Любая корректная постановка задачи линейного программирования гарантирует наличие допустимого решения, но многие задачи не содержат единичной матрицы, то есть проверить на оптимальность допустимое решение затруднительно. Выйти из затруднения иногда можно с помощью построения искусственного базиса

Рассмотрим способы построения опорного плана в задачах имеющих ограничения  и =. Поскольку левая часть больше правой, дополнительная переменная вводится со знаком минус. Отрицательная переменная не может быть введена в базис. Допущение что она будет равна свободному члену невозможно ни с математической, ни с формальной точки зрения. Чтобы выйти с этого положения в каждое уравнение, заданное  условием задачи или имеющее дополнительную переменную со знаком минус, вводят искусственные переменные с положительными коэффициентами. Эти искусственные переменные применяют в качестве базисных. Численно они, естественно, равны нулю, так как только нуль не нарушает равенства. Этот метод получил название метода искусственного базиса.

В симплексной таблице добавляется ещё одна индексная строка с М - оценками. Суть их в следующем. Искусственные переменные были нужны только для составления опорного  исходного плана. Чтобы искусственные переменные не вошли в решение их вводят в целевую функцию с очень большим коэффициентом М. При решении задач на max коэффициент М вводят со знаком минус, при решении задач на min - с плюсом. Из-за использования числа М, метод вошёл в литературу под названием М-метода, а задача, решаемая этим методом, иногда называется М-задача.

Дополнительная индексная строка с М-оценками численно определяется, как сумма коэффициентов столбца умноженных на М. Оптимальный план находится обычным симплексным методом.

В системах с жёстким равенством «=» отсутствует единичная матрица, поэтому вводят искутвенные переменные

Следует отметить, что в задачах, в которых число переменных намного превосходит число уравнений, иногда трудно построить опорный план. Случается, что для построения опорного плана приходится выполнять более сложные преобразования, чем вычисления в симплексных таблицах. Метод искусственного базиса особенно удобен для таких случаев.

Билет № 28

1. Задача Эрланга.

Задача ставится так: имеется n каналов, на которые поступает поток заявок с интенсивностью l. Поток обслуживания одним каналом имеет интенсивность m (величина, обратная среднему времени обслуживания tob). Требуется найти финальные вероятности состояний СМО, а также характеристики ее эффективности:

А – абсолютную пропускную способность, то есть среднее число заявок, обслуживаемых в единицу времени;

Q – относительную пропускную способность, то есть среднюю долю обслуженных системой заявок;

Ротк - вероятность отказа, то есть вероятность того, что заявка покинет СМО необслуженной;

k – среднее число занятых каналов.

Состояние системы массового обслуживания S будем нумеровать по числу заявок, находящихся в системе (в данном случае оно совпадает с числом занятых каналов):

S0 – в СМО нет ни одной заявки;

S1 - в СМО находится одна заявка (один канал занят, остальные свободны);

. . . . .

Sk - в СМО находится k заявок (k каналов заняты, остальные свободны)

Sn - в СМО находятся n заявок (все n каналов заняты).

Граф состояний многоканальной СМО с отказами

Воспользуемся уже выведенными формулами для финальных вероятностей в схеме «гибели-размножения».

Получим для P0:

где ! обозначает факториал.

Члены разложения будут представлять собой коэффициенты при P0 в выражениях для P1, P2 ,...Pn:

Обозначим

и будем называть величину ρ приведенной интенсивностью потока заявок. Ее смысл - среднее число заявок, приходящих за среднее время обслуживания одной заявки. Пользуясь этим обозначением, перепишем полученные формулы в виде

Полученные формулы для финальных вероятностей состояний анализируемой СМО называются формулами Эрланга - в честь основателя теории массового обслуживания.

По финальным вероятностям можно вычислить характеристики эффективности СМО.

Сначала найдем Potk - вероятность того, что пришедшая в СМО заявка получит отказ. Для этого нужно, чтобы все n каналов были заняты, значит:

Отсюда находим относительную пропускную способность - вероятность того, что заявка будет обслужена:

Абсолютную пропускную способность получим, умножая интенсивность потока заявок на Q:

Абсолютная пропускная способность есть не что иное, как средняя интенсивность потока обслуженных системой заявок. Так как каждый занятый канал в единицу времени обслуживает в среднем μ заявок, то среднее число занятых каналов равно:

№2.Методы коммутации в сетях

Магистральный канал передачи данных состоит из отдельных линий связи и узлов коммутации, которые обеспечивают соединение территориально удаленных абонентов между собой. Установление соединения (физического или виртуального) осуществляется с помощью того или иного метода коммуникации. В зависимости от методов установления соединения и способов передачи данных от одного узла к другому различают сети с коммуникацией каналов, коммуникацией сообщений и коммуникацией пакетов.

Сети с коммуникацией каналов. между вызывающей и вызываемой оконечными установками в течение всего времени передачи имеется сквозное соединение Соединительный тракт состоит из ряда участков, которые в процессе установления соединения включаются последовательно друг за другом. Он является прозрачным в отношении кодов и методов управления. Время распространения сигнала данных по соединительному тракту постоянно.

В сеансе различают три фазы: установление соединения, передачу данных и разъединение соединения. Процессом установления соединения управляет источник, который посылает сигнал вызова, получает ответный сигнал (приглашение к набору номера) и вслед за этим передает адресную информацию (знаки набора номера). Коммутационный узел обрабатывает эту информацию, занимает один из каналов в пучке, ведущем к следующему коммутационному узлу, и передает последнему знаки набора, необходимые для дальнейшего установления соединения. Таким образом, постепенно, по участкам, вплоть до вызываемого абонента образуется соединительный тракт. После завершения этого процесса от сети на вызывающую и вызываемую оконечные установки поступают сигналы, извещающие о том, что соединение готово к передаче данных.

В течение фазы передачи данных управление осуществляется оконечной установкой. В оконечной установке принимается решение о мерах, которые необходимо принять для обнаружения и исправления ошибок передачи. Разъединение может быть начато любой из двух связанных между собой оконечных установок с помощью сигнала отбоя.

Бывают синхронные (ход во времени всех процессов передачи и коммутации определяется единым тактовым синхросигналом) и асинхронные сети (общая синхронизация по элементам отсутствует и для сети не задаются единые такты).

Сети с коммутацией сообщений. Между оконечными установками, обменивающимися информацией, нет сквозного соединения. В коммутационных узлах сообщения заносятся в память и передаются далее по участкам переприема от узла к узлу. На оконечной установке, от которой необходимо передать сообщение, оно снабжает заголовком, содержащим адрес желаемого абонента, и по абонентской линии а передается на ближайший коммутационный узел А. В нем сообщение запоминается, обрабатывается его заголовок, определяется в какую из исходящих линий далее его нужно направить и передается на следующий коммутационный узел.

Если линия в, по которой нужно передать сообщение далее, занята, то оно остается в запоминающем устройстве до тех пор, пока не будут переданы все находящиеся перед ним в очереди другие сообщения. И т.д. до принимающего модуля абонента.

Сеть с пакетной коммутацией. Развитие метода коммутации сообщений. В принимающем коммутационном узле каждый пакет проверяется на наличие ошибок. На пакеты принятые без ошибок в ответ направляется подтверждение их приема. Если же в пакете обнаружены ошибки, то посылается запрос на его повторную передачу. Для передачи пакетов каждого сообщения по сети могут выбираться различные пути, что обеспечивает более гибкое и оперативное приспособление к состояниям занятости тех или иных линий связи и узлов коммутации. При этом могут возникнуть ситуации, при которых пакеты могут поступать в адрес получателя в неверной последовательности.

2 способа передачи пакетов в сети: виртуальный (узел пункта назначения сортирует поступившие на него пакеты перед передачей на конечную станцию) и датаграммный (сортировка возлагается на принимающую конечную станцию).

№3.Транспортные задачи: открытые и закрытые, транспортные задачи с блокировкой перевозок и ограничениями по пропускной способности.

Способы построения опорных планов (северо-западного угла, наилучшего тарифа, двойного предпочтения) при решении транспортной задачи.

На практике приходится решать в основном следующие задачи.

1. Найти оптимальную структуру транспортных средств, обеспечивающую минимизацию издержек на транспортировку.

Эта постановка задачи обусловливается тем, что эксплуатационные и экономические показатели зависят от состава транспорта.

2.Вторая постановка задачи обусловливается тем, что эффективность использования различного транспорта на одной и той же работе не всегда одинакова. Задачу можно сформулировать так:

установить такое распределение грузов между имеющимися в хозяйстве видами транспорта, при котором затраты на перевозки всего объёма грузов были бы минимальными.

3. Третью постановку можно определить как задачу прикрепления потребителей к поставщикам.

Это классическая транспортная задача. С неё начиналось математическое программирование. Мы её рассмотрим детально.

В качестве критерия оптимизации чаще других используются следующие:

1.Минимум денежно – материальных затрат на перевозки.

2.Минимум затрат времени на перевозки.

3. Минимум объёма транспортных работ.

4.Минимум приведённых затрат.

Первый критерий – минимум материально - денежных затрат. Этот критерий учитывает эффективность перевозок, используется чаще других. Рассчитывается путём умножения себестоимости перевозок на объемы. Иногда вместо себестоимости, применяют тарифные стоимости, тарифы. Если перевозки выполняются привлечённым транспортом, расчёт ведётся по тарифной сетке на договорной основе. Технически расчёт сводится к умножению тарифа на объём перевозок. Наличие в сельском хозяйстве скоропортящихся грузов иногда требует кратчайших перевозок по времени. Это можно достигнуть минимизировав затраты времени на перевозки.

Минимум приведённых затрат наиболее полно учитывает все затраты, связанные не только с перевозками, но и с приобретением транспортных средств, то есть с учётом капиталовложений.

Рассмотрим задачу прикрепления потребителей к поставщикам.

В наиболее общем виде транспортная задача может быть поставлена так: Требуется найти наиболее экономичный план перевозок от поставщиков к потребителям.

Формализуем задачу

m – количество пунктов отправления

Назовем их поставщики

i – номер поставщика.

n – количество пунктов назначения

Назовем их потребители

j – номер потребителя

а_i – объем однородного груза i-го поставщика. Назовем его коротко – запас

в_j – объем однородного груза, требуемого j-ому потребителю. Назовем его коротко – спрос

с_ij – стоимость доставки единицы груза i-го поставщика j-ому потребителю

х_ij – количество груза, доставляемое от i-го поставщика к j-ому потребителю

С – общие затраты на перевозки.

Используя эти формализованные характеристики, составим матрицу перевозок. По строкам размещаются поставщики, по столбцам – потребители. На пересечении строк и столбцов проставляется стоимость доставки единицы груза от i-го поставщика к j-ому потребителю. Здесь же представляется количество  доставленного груза.

Таблица 1 ­– Схема матрицы перевозок

Используя данную схему, нетрудно записать математическую модель транспортной задачи в структурной, компактной форме.

Базовая модель транспортной задачи

 Из условий видно, что стоимость перевозок можно выразить так:

С=с₁₁х₁₁+…+с_ijx_ij+…c_mnx_mnmin

или более компактно

С                                                    (1)

Это целевая функция, она позволяет определить численное значение критерия оптимальности на всех этапах расчетов и в оптимальном плане. Требуется найти минимальное значение целевой функции при условиях:

1.    Условие вывоза всего груза от каждого поставщика:

х₁₁+…+х_ij+…x_1n=a₁

x_i1+…+x_ij+…+x_in=a_i

x_m1+…x_mj+…+x_mn=a_m

Или более компактно:

где i = …m;       (2)

2.    Условие удовлетворения спроса каждого потребителя:

х₁₁+…+х_i1+…x_m1=в₁

x_1j+…+x_ij+…+x_mj=в_j

x_1n+…x_in+…+x_mn=в_n

или более компактно

, где j=1…n                                                       (3)

3.    Условие равенства запаса и спроса:

а₁+…а_i+…a_m=в₁+…+в_j+…в_n

или более компактно:

(4)

4.    Условие неотрицательности переменных:

х_ij0                                                                                       (5)

Условие (3) является необходимым условием совместности ограничений задачи. В линейном программировании доказывается что:

Равенство запаса и спроса есть необходимое и достаточное условие совместимости u, следовательно, разрешимости транспортной задачи.

Это базовая модель транспортной задачи. На ее основе решаются многие оптимизационные задачи.

Открытые и закрытые модели транспортной задачи  Модель, у которой запас и спрос равны, называется закрытой. Задача тоже называется закрытой. Модель, у которой запас и спрос не равны, называется открытой.

Возможны два случая:

1. - запас превышает спрос                      (6)

Модель будет иметь вид:

С=    

При условиях:

1.     где i = 1…m;                                        (8)

То есть не требуется весь имеющийся груз вывозить от поставщика, после удовлетворения спроса часть его может остаться не вывезенной.

2.  гдеj=1…n.                                            (9)

Потребности (спрос) каждого потребителя необходимо удовлетворить полностью.

3.  - Запас превышает спрос               (10)

4. х_ij0 – Условие неотрицательности переменных    (11)

Для решения этой задачи в матрицу перевозок вводится фиктивный потребитель.

Его спрос определяют как разность запаса  и спроса всех поставщиков и потребителей, то есть

                                                    (12)

Стоимость доставки фиктивному потребителю принимается за нуль, так как в действительности эти перевозки осуществляться не будут. Введением фиктивного потребителя открытая модель преобразуется в закрытую.

Второй случай.

Спрос превышает запас.

                                                               (13)

Модель имеет вид:

С=                                                    (14)

При условиях:

1. где i = 1…m;      (15)                                            

2.  где j = 1…n;                                                     (16)

Спрос не всех потребителей будет удовлетворен.

3.  - спрос превышает запас,          (17)

4. х_ij0                                                                              (18)

В этой задаче спрос превышает запас и в модель вводится фиктивный поставщик.

Его запас определяется как разность спроса и запаса всех потребителей и поставщиков.

                                                    (19)

Иногда в такой модели предусматривается условиями, чтобы спрос особо важных потребителей удовлетворялся возможно полнее, несмотря на то, что запас поставщиков не может удовлетворить спрос всех потребителей. Тогда в модель задачи вводятся дополнительные условия и характеристики.

Пусть l_j – величина ущерба из–за недопоставки единицы груза;

Z_j- неудовлетворенный спрос j^го потребителя.

Тогда целевая функция задачи будет иметь вид:

С                        (20)

По экономическому смыслу второе слагаемое может быть сумма штрафа или неустойки за недопоставку грузов.

Такую задачу называют транспортной с блокировкой перевозок.

Иногда в модели задачи требуется учесть пропускную способность коммуникаций на отдельных маршрутах.

Пусть: Р_ij – предельное число единиц груза, которое можно перевозить от i – го поставщика к j- тому потребителю, за отведенное условиями задачи время.

Например: поставляются ранние ягоды с Кубани в промышленные северные центры самолетом.

Тогда, вместо условия неотрицательности переменных, вводится следующее ограничение:

0  х_ij  р_ij                                                                    (21)

Эти условия называют ограничениями по пропускной способности, а задачу – транспортная с ограниченными пропускными способностями.

Задачи с блокировкой отдельных перевозок и задачи с ограниченными пропускными способностями могут оказаться и неразрешимыми, в отличие от обычных классических задач. Однако, если задача имеет хотя бы одно опорное решение, она имеет и оптимальное решение.

Существует несколько простых способов построения опорного плана транспортной задачи.

Чаще других используют следующие способы:

1. Способ северо-западного угла. Его еще называют диагональным.

 Таблица 3 – Матрица перевозок

 Не учитывая тарифов с_ij с верхнего левого угла, удовлетворяем потребности, начиная с меньшего числа. Вычитая с большего меньшее, строим план.

Данный план является опорным, так как он ацикличен – вернуться в любую занятую клетку, двигаясь только по занятым клеткам невозможно.

Число занятых клеток равно m+n– 1=4+5-1=8

Значит план невырожденный.

Этот способ прост, но план строится без учета оценок с_ij и он может оказаться далеким от оптимального.

Так если определить значение целевой функции С=6950 пусть это будут рубли. Если при определении опорного плана учитывать стоимость перевозок (с_ij) то, очевидно, можно построить опорный план ближе к оптимальному.

Способ северо-западного угла удобен при вычислениях на ЭВМ.

2. Способ минимальной стоимости

Его еще называют способом наилучшего тарифа, наилучшей оценки.

Суть способа состоит в том, что из матрицы выбирается клетка с наименьшей стоимостью и помещают в нее меньшее из чисел а_i и в_j. Затем из рассмотрения исключают либо строку, либо столбец, чей ресурс израсходован или потребности удовлетворены. И так повторяют до построения плана.

Таблица 4 – Матрица перевозок

Выбираем наименьший тариф.

Это 1 в клетке А₁- 4. Ее, возможно, загрузить только числом 100. Запас и спрос равны. Первую строку и четвертый столбец исключаем из рассмотрения. В оставшейся таблице наименьший тариф А₂ – 1 равен 2 и А₃ - 5. Заполняем любую из них например А₂ – 1 поставка 200 и исключим столбец 1.

В А₃5 записываем меньшее из 250 и 200 это  200 и исключаем строку А₃. И так далее получим план.

х₁₄ =100;    х₂₁=200;           х₂₂ =50;            х₃₅=200

х₄₂=150;     х₄₃=100;           х₄₅=50.

Остальные значения переменных равны нулю.

План не содержит циклов и состоит из семи положительных перевозок, следовательно, является вырожденным.

m+n-1=8, а у нас 7.

Определим значение целевой функции

С=4300 руб.

3.Способ двойного предпочтения

Если матрица имеет большой размер, то перебор всех переменных, клеток затруднителен, особенно способом наилучшего тарифа. Имеется большая опасность просто запутаться и допустить ошибки. В этом случае иногда используют способ двойного предподчтения. Суть его состоит в следующем:

В каждом столбце отмечаем знаком “ * “ клетку с наименьшим тарифом. Затем тоже проделываем в каждой строке. В результате некоторые клетки будут иметь два знака “ * “, некоторые один“ * “. В клетках с двумя знаками (“ ** “) будет минимальная стоимость, как по столбцу, так и по строке. В эти клетки помещают максимально возможные  объемы перевозок, каждый раз, исключая из рассмотрения соответствующие столбцы или строки. Затем распределяют перевозки по клеткам отмеченных знаком “ * “. В оставшейся части таблицы перевозки распределяют по наименьшей стоимости.

Применим этот способ в той же задаче. Сначала заполняем клетки А₂ 1; А₁4; А₃5 затем клетку А₄2.

В оставшейся части таблицы последовательно заполняем клетки по минимальной стоимости А₂₃,  А₄₃, А₄₅.

План, полученный в таблице 4, -  вырожденный опорный план.

С = 4250 руб.

Однако отсюда не следует, что с помощью двойного предпочтения всегда получают лучший план по сравнению со способом минимального элемента. Рациональность способа можно оценить только в среднем.

Таблица 5 – Матрица перевозок

4. Иногда удобно построить свой опорный план методом аппроксимации. Мы рассмотрели способы построения опорного плана. Билет №29

№1.Одноканальная СМО с неограниченной очередью

Имеется одноканальная СМО с очередью, на которую не наложено никаких ограничений (ни по длине очереди, ни по времени ожидания). На эту СМО поступает поток заявок с интенсивностью λ. ; поток обслуживаний имеет интенсивность μ, обратную среднему времени обслуживания заявки t_об. Требуется найти финальные вероятности состояний СМО, а также характеристики ее эффективности:

Lсис- среднее число заявок в системе;

Wсис – среднее время пребывания заявки в системе;

Lоч - среднее число заявок в очереди;

Wоч- среднее время пребывания заявки в очереди;

Рзан - вероятность того, что канал занят (степень загрузки канала).

Что касается абсолютной пропускной способности А и относительной Q, то вычислять их нет надобности: в силу того, что очередь не ограничена, каждая заявка рано или поздно будет обслужена, поэтому А=λ. По той же причине Q=1.

Решение. Состояния системы будем нумеровать по числу заявок, находящихся в СМО:

S0 - канал свободен;

S1 - канал занят, очереди нет;

S2 - канал занят, одна заявка стоит в очереди; и тд.

Теоретически число состояний ничем не ограничено. Граф состояний имеет вид:

Это - схема гибели и размножения, но с бесконечным числом состояний. По всем стрелкам поток заявок с интенсивностью λ переводит систему слева направо, а справа налево- поток обслуживаний с интенсивностью μ. Если λ>μ то канал с заявками не справляется, а очередь растет до бесконечности. Если λ<=μ, то задача вполне разрешима. Воспользуемся формулами для финальных вероятностей из схемы гибели и размножения и для бесконечного числа состояний. Подсчитаем финальные вероятности:

р₀ =(1 + ρ + ρ² + …+ρ^k + ) ^-1

Известно, что при ρ<1 ряд сходится; при ρ>=1 ряд расходится. Теперь предположим что это условие выполнено, и ρ<1. Суммируя прогрессию получаем

откуда p₀=1 – ρ

Вероятности p1, p2, …, pk, … найдутся по формулам: p1= ρ*p0, p2= ρ²*p0, …, pk= ρ^k*p0,…

откуда найдем окончательно:

p1= ρ*(1- ρ), p2=ρ²*(1- ρ)0,…, pk= ρ^k*(1-ρ)

Как видно, вероятности р0, р1… образуют геометрическую прогрессию со знаменателем ρ. Как ни странно, максимальная из них р0 вероятность того, что канал будет вообще свободен. Как бы ни была загружена система с очередью, если только она вообще справляется с потоком заявок, самое вероятное число заявок в системе будет 0.

Найдем среднее число заявок в СМО Lсис. Случайная величина Z - число заявок в системе - имеет возможные значения 0, 1, 2, …, k, …с вероятностями р0, р1, …, рk,… Ее математическое ожидание равно

Подставим в предыдущее выражение

Произведение k*ρ^k-1 есть ни что иное, как производная по ρ от выражения ρ^k значит,

(3.34)

Но здесь сумма есть не что иное, как сумма бесконечно убывающей геометрической профессии с первым членом ρ и знаменателем ρ; эта сумма равна

, а ее производная

Подставляя это выражение в (3.34), получим:

Теперь применим формулу Литтла и найдем среднее время пребывания заявки в системе:

Найдем среднее число заявок в очереди Lоч. Будем рассуждать так: число заявок в очереди равно числу заявок в системе минус число заявок, находящихся под обслуживанием. Значит (по правилу сложения математических ожиданий), среднее число заявок в очереди Lоч. равно среднему числу заявок в системе Lсист минус среднее число заявок под обслуживанием. Число заявок под обслуживанием может быть либо нулем (канал свободен), либо единицей (канал занят). Математическое ожидание такой случайной величины равно вероятности того, что канал занят (Pзан). Очевидно, Pзан равно 1 минус вероятность Р0 того, что канал свободен Рзан=1-Р0=ρ.

Следовательно, среднее число заявок под обслуживанием Lоб=ρ, отсюда

По формуле Литтла найдем среднее время пребывания заявки в очереди

Таким образом все характеристики эффективности СМО найдены.

№2.Адреса, протоколы и технологии Internet.

Internet – совокупность физически взаимосвязанных хост-компьютеров. Каждый подключенный к сети компьютер имеет свой адрес, по которому его может найти абонент из любой точки мира.

Свой уникальный адрес имеет любой компьютер, подключенный к Интернету. Даже при временном соединении по коммутируемому каналу компьютеру выделяется уникальный адрес. Адрес 1) должен иметь формат, позволяющий вести его обработку автоматически и 2) должен нести некоторую информацию о своем владельце.

С этой целью для каждого компа устанавливается 2 адреса: цифровой IP-адрес (Internetwork Protocol – межсетевой протокол) и доменный адрес.

Цифровой адрес имеет длину 32 бита. Для удобства он разделен на 4 блока по 8 бит, которые можно записать в десятеричном виде. Адрес сети (192.45); адрес подсети (9); адрес компьютера (150) = 192.45.9.150

Доменная адресация. Числовая адресация удобна для машинной обработки таблиц маршрутов, но совершенно неприемлема для использования ее человеком. Запомнить наборы цифры гораздо труднее, чем мнемонические осмысленные имена. Для облегчения взаимодействия в сети сначала стали использовать таблицы взаимодействия числовых адресов именам машин. Эти таблицы сохранились до сих пор и используются многими прикладными программами. Это файлы с именами hosts. Если речь идет о системе типа Unix, то этот файл расположен в директории /etc.

Пользователь для обращения к машине может использовать как IP—адрес машины. Так и ее имя или синоним. Обращения, приведенные ниже приводят к одному и тому же результату – инициированию сеанса telnet с машиной Apollo:

telnet 144.206.160.40

или telnet Apollo или telnet www

Но такой способ присвоения символьных имен был хорош до тех пор, топа Интернет был маленьким. По мере роста сети сало затруднительным держать большие списки имен на каждом компе. Для того, чтобы решить эту проблему, были придуманы DNS (Domain Name System).

Любая DNS является прикладным процессом, который работает над стеком ТСР/IP. Таким образом базовым элементом адресации является IP адрес, а доменная адресация выполняет роль сервиса.

Система доменных адресов строится по иерархическому принципу, однако иерархия – нестрогая. Фактически нет единого корня всех доменов. (Домен ru). Вслед за доменами верхнего уровня следуют домены, определяющие либо регионы, либо организации. Далее идут следующие уровни иерархии, кот могут быть закреплены либо за небольшими организациями, либо за подразделениями больших организация.

Сетевой протокол – предписывает правила работы компам, которые подключены к сети. Стандартные протоколы заставляют разные компы говорить на одном языке. Т.о. осущ-ся возможность подключения к Интернету разнотипных компов, работающих под управлением различных ОС.

На нижних (2 и 3) уровнях используются 2 основных протокола: IP – (протокол Интернета) и TCP – протокол управления передачей.

Эти 2 протокола тесно взаимосвязаны, то часто их объединяют и говорят, что в Интернет базовым протоколом является TCP/IP. Все остальные протоколы строятся на их основе.

Конечными пользователями являются hostкомпьютеры, имеющие 32битный адрес, разбитый на 4 байта и представленный в десятичном формате (256.256.256.256), т.к. в двоичном виде он плохо воспринимается людьми.

Протокол TCP разбивает информацию на порции, нумерует порции, чтобы при получении можно было правильно собрать информацию. Каждый пакет получает заголовок TCP, где кроме адреса получателя содержится информация об исправлении ошибок и о последовательности передачи пакетов.

Затем пакеты ТСР разделяются на еще более мелкие пакеты IP. Пакты состоят из 3 различных уровней, каждый из которых содержит: 1. данные приложения; 2. информацию ТСР; 3. информацию IP.

Перед отправкой пакета протокол ТСР вычисляет контрольную сумму. При поступлении снова рассчитывается контрольная сумма, если пакет поврежден, то запрашивается повторная передача.

Затем принимающая программа объединяет пакеты IP в пакеты ТСР, из которых реконструируются исходные данные. Протоколы TCP/IP обеспечивают передачу информацией м/у компами. Все остальные протоколы с их помощью реализуют самые разные услуги Интернета.

Информационные ресурсы Интернет – вся совокупность информационных технологий и БД, которые доступны при помощи этих технологий.

Internet – совокупность физически взаимосвязанных хост-компьютеров. Каждый подключенный к сети компьютер имеет свой адрес, по которому его может найти абонент из любой точки мира.

Свой уникальный адрес имеет любой компьютер, подключенный к Интернету. Даже при временном соединении по коммутируемому каналу компьютеру выделяется уникальный адрес. Адрес 1) должен иметь формат, позволяющий вести его обработку автоматически и 2) должен нести некоторую информацию о своем владельце.

С этой целью для каждого компа устанавливается 2 адреса: цифровой IP-адрес (Internetwork Protocol – межсетевой протокол) и доменный адрес.

Цифровой адрес имеет длину 32 бита. Для удобства он разделен на 4 блока по 8 бит, которые можно записать в десятеричном виде. Адрес сети (192.45); адрес подсети (9); адрес компьютера (150) = 192.45.9.150

Доменная адресация. Числовая адресация удобна для машинной обработки таблиц маршрутов, но совершенно неприемлема для использования ее человеком. Запомнить наборы цифры гораздо труднее, чем мнемонические осмысленные имена. Для облегчения взаимодействия в сети сначала стали использовать таблицы взаимодействия числовых адресов именам машин. Эти таблицы сохранились до сих пор и используются многими прикладными программами. Это файлы с именами hosts. Если речь идет о системе типа Unix, то этот файл расположен в директории /etc.

Пользователь для обращения к машине может использовать как IP—адрес машины. Так и ее имя или синоним. Обращения, приведенные ниже приводят к одному и тому же результату – инициированию сеанса telnet с машиной Apollo:

telnet 144.206.160.40

или telnet Apollo или telnet www

Но такой способ присвоения символьных имен был хорош до тех пор, топа Интернет был маленьким. По мере роста сети сало затруднительным держать большие списки имен на каждом компе. Для того, чтобы решить эту проблему, были придуманы DNS (Domain Name System).

Любая DNS является прикладным процессом, который работает над стеком ТСР/IP. Таким образом базовым элементом адресации является IP адрес, а доменная адресация выполняет роль сервиса.

Система доменных адресов строится по иерархическому принципу, однако иерархия – нестрогая. Фактически нет единого корня всех доменов. (Домен ru). Вслед за доменами верхнего уровня следуют домены, определяющие либо регионы, либо организации. Далее идут следующие уровни иерархии, кот могут быть закреплены либо за небольшими организациями, либо за подразделениями больших организация.

Сетевой протокол – предписывает правила работы компам, которые подключены к сети. Стандартные протоколы заставляют разные компы говорить на одном языке. Т.о. осущ-ся возможность подключения к Интернету разнотипных компов, работающих под управлением различных ОС.

На нижних (2 и 3) уровнях используются 2 основных протокола: IP – (протокол Интернета) и TCP – протокол управления передачей.

Эти 2 протокола тесно взаимосвязаны, то часто их объединяют и говорят, что в Интернет базовым протоколом является TCP/IP. Все остальные протоколы строятся на их основе.

Конечными пользователями являются hostкомпьютеры, имеющие 32битный адрес, разбитый на 4 байта и представленный в десятичном формате (256.256.256.256), т.к. в двоичном виде он плохо воспринимается людьми.

Протокол TCP разбивает информацию на порции, нумерует порции, чтобы при получении можно было правильно собрать информацию. Каждый пакет получает заголовок TCP, где кроме адреса получателя содержится информация об исправлении ошибок и о последовательности передачи пакетов.

Затем пакеты ТСР разделяются на еще более мелкие пакеты IP. Пакты состоят из 3 различных уровней, каждый из которых содержит: 1. данные приложения; 2. информацию ТСР; 3. информацию IP.

Перед отправкой пакета протокол ТСР вычисляет контрольную сумму. При поступлении снова рассчитывается контрольная сумма, если пакет поврежден, то запрашивается повторная передача.

Затем принимающая программа объединяет пакеты IP в пакеты ТСР, из которых реконструируются исходные данные. Протоколы TCP/IP обеспечивают передачу информацией м/у компами. Все остальные протоколы с их помощью реализуют самые разные услуги Интернета.

Информационные ресурсы Интернет – вся совокупность информационных технологий и БД, которые доступны при помощи этих технологий.

Электронная почта – один из важнейших информационных ресурсов Интернет. Самое массовое средство электронных коммуникаций. Любой пользователь Интернет имеет свой почтовый ящик в сети. Корреспонденция подготавливается пользователем с помощью программы подготовки почты или текстового редактора. Затем программа подготовки почты вызывает программу отправки (автоматически). Стандартная программа – sendmail. Она работает как почтовый курьер.

Usenet – система телеконференций Интернет. Построена по принципу электронных досок объявлений, когда любой пользователь может поместить свою информацию в одну из групп новостей Usenet, и эта информация станет доступна др пользователям, которые подписаны на данную группу новостей.

Система файловых архивов FTP – это распределенное хранилище информации, накопленной за последние 10 – 15 лет в сети. Любой пользователь может воспользоваться услугами анонимного доступа к нему и скопировать материалы.

Распределенная гипертекстовая информационная система WWW – удобный доступ к большинству информационных архивов Интернет. Особенностью системы является механизм гипертекствых ссылок, который позволяет просматривать материалы в порядке выбора этих ссылок пользователем. Многие интерфейсы позволяют выбрать материал простым нажатием мыши.

WAIS – распределенная информационно поисковая система. В основу положен принцип поиска информации с использованием логических запросов, основанных на применении ключевых слов.

Telnet – одна из самых старых информационных технологий Интернет. Под telnet понимают триаду:telnet-интерфейса пользователя; telnet-процесса; telnet-протокола. Эта триада обеспечивает описание и реализацию сетевого терминала для доступа к ресурсам удаленного компьютера.

№3.Понятие прототипного проектирования. Приемы быстрой разработки приложений RAD. Варианты создания системы прототипа

Одним из условий обеспечения высокого качества создаваемых ИС является активное вовлечение конечных пользователей в процесс разработки предназначенных для них интерактивных систем, что нашло отражение в методологии прототипного проектирования. Ядром этой методологии является быстрая разработка приложений RAD.

Область самостоятельной разработки информационных систем конечными пользователями ограничена. Такой вариант может быть применим для решения простых задач информационно-поискового и сводного характера.

При создании более сложных корпоративных ИС пользователям необходимо работать совместно с проектировщиками на протяжении всего периода разработки. Одним из путей повышения качества и эффективности создаваемых таким образом систем является применение технологии прототипного проектирования.

Данная технология обеспечивает создание на ранней стадии реализации действующей интерактивной модели системы, так называемой системы-прототипа, позволяющей наглядно продемонстрировать пользователю будущую систему, уточнить его требования, оперативно модифицировать интерфейсные элементы: формы ввода сообщений, меню, выходные документы, структуру диалога, состав реализуемых функций.

В процессе работы с системой-прототипом пользователь реально осознает возможности будущей системы и определяет наиболее удобный для него режим обработки данных, что значительно повышает качество создаваемых систем. Осуществляются проверка принципиальных проектных решений по составу и структуре ИС и оценка основных ее эксплуатационных характеристик.

Вовлечение пользователей в процесс проектирования и конструирования приложения позволяет получать замечания и дополнения к требованиям непосредственно в процессе проектирования приложения, сокращая время разработки. Представители заказчика получают возможность контролировать процесс создания системы и влиять на ее функциональное наполнение. Результатом является сдача в эксплуатацию системы, учитывающей большинство потребностей заказчиков.

Согласованная система-прототип служит спецификацией для дальнейшей разработки ИС, что позволяет на ранних этапах проектирования выявить возможные ошибки проектирования и определить параметры будущей системы.

Рассмотрим основные возможности и преимущества быстрой разработки прототипа ИС.

Все приемы для быстрой разработки приложений RAD служат одновременно для обеспечения высокого качества продукта и низкой стоимости разработки. К числу этих приемов относятся:

1) разработка приложения итерациями;

2)необязательность полного завершения работ на каждом из этапов жизненного цикла для начала работ на следующем;

3)обязательное вовлечение пользователей в процесс проектирования и построения системы;

4) высокая параллельность работ;

5) повторное использование частей проекта

6) необходимое применение CASE-средств, обеспечивающих техническую целостность на этапах анализа и проектирования;

7) применение средств управления конфигурациями, облегчающее внесение изменений в проект и сопровождение готовой системы;

8) использование автоматических генераторов (мастеров);

9) использование прототипирования, позволяющего полнее выяснить и удовлетворить потребности конечного пользователя;

10) тестирование и развитие проекта, осуществляемые одновременно с разработкой нескольких версий прототипа.

Каждое из перечисленных положений в отдельности способствует повышению скорости, улучшению качества, но только их совместное применение вызывает качественные изменения в процессе разработки.

Неполное завершение работ на каждом этапе позволяет переходить на следующий этап, не дожидаясь полного завершения работы на текущем этапе. При итеративном способе разработки ИС недостающую работу можно будет выполнить на следующей итерации. Главная же задача ‑ как можно быстрее показать пользователям системы работоспособный продукт, тем самым активизируя процесс уточнения и дополнения требований.

Основная проблема процесса разработки ИС по RAD-технологии заключается в определении момента перехода на следующий этап. Для ее решения необходимо ввести временные ограничения на каждый из этапов жизненного цикла. Переход осуществляется в соответствии с планом, даже если не вся запланированная работа закончена. План составляется на статистических данных, полученных в предыдущих проектах, и личного опыта разработчиков с использованием инструментов автоматизации процесса планирования. Средства автоматизации планирования являются важным элементом при разработке приложений по методологии RAD. Они применяются для определения состава и объема работ, необходимого числа разработчиков, распределения работ между участниками проекта, контроля за ходом выполнения работ и динамической корректировкой плана.

Для реализации технологии прототипного проектирования необходимо применять высокоуровневые инструментальные средства, которые позволяют быстро преобразовать прототип системы в функционирующую версию и внести в нее в дальнейшем необходимые изменения.

Такие инструментальные средства можно условно разделить на два класса: инструменты быстрой разработки приложения в развитых СУБД ‑ класс DEVELOPER и интегрированные инструменты быстрой разработки приложений ‑ класс BUILDER.

Накопленный опыт использования RAD-технологии показывает, что существуют два базовых варианта организации технологического процесса проектирования с использованием систем-прототипов.

В первом варианте создание системы-прототипа используется для лучшей спецификации требований к разработке ИС, после разработки которых сам прототип оказывается ненужным. В этом случае традиционно разрабатывается «Постановка задачи», документация которой является спецификацией системы-прототипа. После демонстрации пользователю и доработки прототипа разрабатывается новая «Постановка задачи», которая служит основой создания действующей ИС.

Основным недостатком первого варианта использования прототипирования является неэффективное использование системы-прототипа, а именно: прототипы не используются в дальнейшей разработке ИС после того, как выполнили свою первую задачу ‑ устранили неясности в проекте.

Второй вариант предполагает итерационное развитие системы-прототипа в готовый для эксплуатации программный продукт. Итерации разработки системы-прототипа включают создание/модификацию системы-прототипа, ее демонстрацию пользователю и согласование, разработку новых спецификаций-требований к системе, новую модификацию и т.д., пока не будет создано готовое приложение. Документацию компонентов системы-прототипа непосредственно составляют спецификации, которые являются требованиями к программной реализации системы и определяют характер взаимоотношений с заказчиком на этапе сдачи готовой системы.

Итерационное использование прототипного подхода к разработке ИС обеспечивает экономию ресурсов на проектирование, а самое главное, ‑ резкое сокращение времени на разработку и внедрение готовой к эксплуатации системы. При этом основным достоинством прототипной технологии является значительное снижение объема доработок ИС при ее внедрении, который для традиционных методов проектирования, как показывает опыт, соразмерен с затратами на первоначальную реализацию.

Билет № 30

1.Определение понятий: система, элемент, подсистема, связь, цель, структура, среда, состояние, поведение, равновесие, устойчивость, развитие.

Система – это совокупность элементов и (или) отношений, закономерно связанных в единое целое, которое обладает свойствами, отсутствующими у элементов и отношений его образующих (это такой объект, свойства которого не сводятся к свойствам составляющих его частей)

Элемент. Под элементом принято понимать простейшую неделимую часть системы, выполняющую определённую функцию. Значит элемент — это предел членения системы с точки зрения решения конкретной задачи и поставленной цели.

Подсистема. Система может быть разделена на элементы не сразу, а последовательным расчленением на подсистемы, которые представляют собой компоненты более крупные, чем элементы, и в то же время более детальные, чем система в целом.

Возможность деления системы на подсистемы связана с вычленением совокупностей взаимосвязанных элементов, способных выполнять относительно независимые функции, подцели, направленные на достижение общей цели системы. Выделение в системе подсистем зависит от цели.

Названием «подсистема» подчеркивается, что такая часть должна обладать свойствами системы (в частности, свойством целостности). Целостность системы - принципиальная несводимость свойств системы к сумме свойств её элементов.

Неаддитивность свойств целого означает не только появление новых свойств, но в некоторых случаях к исчезновению отдельных свойств элементов, наблюдающихся до их соединения в систему. Этот принцип появления у целого свойств, не выводимых из наблюдаемых свойств частей, назван У.Р. Эшби принципом эмерджентности.

Целостные свойства систем, несводимые к свойствам отдельных элементов, называют эмерджентными свойствами.

Связь. Обеспечивает возникновение и сохранение структуры и целостных свойств системы. Это понятие характеризует одновременно и строение (статику), и функционирование (динамику) системы.

Связь характеризуется направлением, силой и характером (или видом). По первому признаку связи можно разделить на направленные и ненаправленные, по второму – на сильные и слабые, а по характеру — на связи подчинения, генетические, равноправные (или безразличные), связи управления. Связи можно разделить также по месту приложения (внутренние и внешние), по направленности процессов в системе в целом или в отдельных ее подсистемах (прямые и обратные).

Важную роль в системах играет понятие «обратной связи». Обратная связь может быть положительной, сохраняющей тенденции происходящих в системе изменений того или иного выходного параметра, и отрицательной - противодействующей тенденциям изменения выходного параметра, т.е. направ-ной на сохранение, стабилизацию требуемого значения параметра.

Цель. В зависимости от стадии познания объекта, этапа системного анализа, в понятие "цель" вкладывают различные смысловые значения:

от идеальных устремлений

до конкретных целей - конечных результатов, достижимых в пределах некоторого интервала времени, конечного продукта деятельности.

Внешняя цель характеризует ее взаимоотношения со средой

Структура. (от латинского "structure", означающего строение, расположение, порядок) отражает определенные взаимосвязи, взаиморасположение составных частей системы, ее устройство (строение). Структура — это совокупность элементов и связей между ними.

В сложных системах структура включает не все элементы и связи, между ними, а лишь наиболее существенные компоненты и связи.

Среда .Всякая система функционирует в среде. Воздействия среды на систему называется входным воздействием, или входами; воздействия системы на среду – выходными воздействиями, или выходами.

Под внешней средой понимается множество элементов, которые не входят в систему, но изменение их состояния вызывает изменение поведения системы.

"...среда есть совокупность всех объектов, изменение свойств которых влияет на систему, а также тех объектов, чьи свойства меняются в результате поведения системы".

Состояние — это множество существенных свойств, которыми система обладает в данный момент времени, мгновенная фотография, «срез» системы. Это внутренняя характеристика системы, значение которой в настоящий момент времени определяет текущее значение выходной величины.

Поведение. Если система способна переходить из одного состояния в другое (например, S₁ → S₂ → S_з→ ...), то говорят, что она обладает поведением — в ней происходит процесс.

Процесс — это последовательная смена состояний.

В случае непрерывной смены состояний, процесс Р можно описать функцией времени: P = S(t),

а в дискретном случае — множеством: P={S_t1,S_t2,…}.

Устойчивость характеризует одну из важнейших черт поведения систем и понимается как способность системы возвращаться в состояние равновесия после того, как она была из этого состояния выведена под влиянием внешних возмущающих воздействий.

Степень устойчивости системы зависит от многих факторов:

числа и разнообразия элементов,

характера и силы связей между ними,

направленности и значительности внешних воздействий и многого другого.

Устойчивость системы связывают с ее способностью противостоять внешним воздействиям, которая в первую очередь зависит от внутренних свойств и внутренней структуры системы.

Равновесие. Простейшим случаем устойчивого состояния системы является равновесие, т.е. способность системы в отсутствие внешних возмущающих воздействий (или при постоянных воздействиях) сохранять свое состояние сколь угодно долго.

Различают два типа динамики системы: ее функционирование и развитие.Под функционированием подразумевают процессы, которые происходят в системе, стабильно реализующей фиксированную цель.

Развитие системы обязательно сопровождается изменением ее целей. Другими критериями развития системы являются: увеличение порядка, рост организованности, увеличение информации, снижение энтропии системы. Развитие — это изменения процессов в системе во времени, выраженные в количественных, качественных и структурных преобразованиях от низшего (простого) к высшему (сложному).

Движущей же силой любого развития являются противоречия.

2. Методика системного анализа. Основные этапы методики системного анализа.

Методика системного анализа разрабатывается для того, чтобы организовать процесс принятия решений в сложных проблемных ситуациях.

В этих случаях объект представляют в виде системы, определяют последовательность этапов организации процесса коллективного принятия решений и методы для выполнения этих этапов.

Последовательность определенным образом выделенных и упорядоченных этапов и подэтапов с рекомендованными методами и приемами их выполнения представляет собой структуру методики системного анализа.

Основные этапы методики

1. Формулирование проблемы. Выявление проблем.

2. Постановка целей.

3. Разработка вариантов и модели принятия решений.

4. Оценка альтернатив и поиск решений.

5. Реализация решений.

6. Оценка эффективности решений и последствий их реализации.

1. Формулирование проблемы. Выявление проблем - отправной этап работы, которому предшествует работа по структурированию исходной проблемы заинтересованными лицами:

4. клиентом (кто ставит проблему, заказывает и оплачивает);

5. лицами, принимающими решения, от которых зависит решение проблемы;

6. участниками решении проблемы;

7. системным аналитиком и его сотрудниками.

8. Каждая из "заинтересованных" сторон имеет свое видение проблемы, отношение к ней. Формулирование проблематики и состоит в описании того, какие изменения и почему хочет внести каждое из заинтересованных лиц.

2. Постановка целей. Установить правильную цель важнее, чем найти наилучшую альтернативу. Не самая лучшая альтернатива все-таки ведет к цели, а неправильная цель приводит к появлению новых проблем.

10. На данном этапе определяется, ч т о надо сделать для снятия проблемы

11. Первоначально сформулированные цели по мере часто изменяются или отменяются совсем.

12. Выявляются цели только самого верхнего уровня, а цели нижних уровней могут быть получены из верхних методом декомпозиции (критерии). Бывает несколько целей (даже если они объединены одной формулировкой - "глобальная цель") и они должны излагаться в номинальной шкале, т.е. быть названиями.

3. Разработка вариантов и модели принятия решений.

4. Оценка альтернатив и поиск решений.

13. Важно сознательно сгенерировать как можно большее число альтернатив. Для этого используют различные способы: а) поиск в патентной и журнальной литературе; б) привлечение нескольких разнообразных квалифицированных экспертов; в) комбинирование альтернатив; г) модификация имеющейся альтернативы; д) включение альтернатив, противоположных предложенным, в том числе и "нулевой" альтернативы; е) включение в рассмотрение даже тех альтернатив, которые на первый взгляд кажутся глупыми или надуманными; з) генерирование альтернатив, рассчитанных на различные интервалы времени (долгосрочные, краткосрочные, экстренные), и т.д. Формы генерирования альтернатив.

14. -Мозговой штурм.

15. -Синектика (поиск аналогий).

16. -Разработка сценариев.

17. -Морфологический анализ.

18. -Деловые игры.

19. Выбор моделей в методике системного анализа зависит от степени неопределенности проблемной ситуации, для исследования или управления которой разрабатывается методика. Специфической особенностью системного анализа является сочетание качественных и формальных методов. Такое сочетание составляет основу любой используемой методики.

5. Реализация решений.

6. Оценка эффективности решений и последствий их реализации.

20. Эффективность применения системного анализа зависит насколько правильно реализованы полученные рекомендации. Случается, когда хорошие и правильные результаты системных исследований были отвергнуты лицами, принимающими решения; известны случаи, когда внедренные в практику рекомендации использовались лишь до тех пор, пока системный аналитик сам участвовал в их реализации.

21. Заинтересованные лица наиболее склонны участвовать в попытках эффективного разрешения проблем, когда они уверены, что :

22. 1) их участие действительно повлияет на полученные результаты;

23. 2) участие должно возбуждать интерес;

24. 3) результаты действительно могут быть внедрены.

№3. Принципиальная схема и основные этапы моделирования: постановка и формализация задачи, разработка модели, решение задачи на ЭВМ, использование результатов моделирования на практике.

Моделирование – сложный и трудоемкий процесс, требующий профессиональных знаний и творческого вдохновения. Оно включает изучение моделируемого объекта или явления, постановку проблемы, разработку модели, экспериментирование на модели с целью получения новых знаний об оригинале и модели, их проверку и практическое применение.

Рассмотрим принципиальную схему моделирования.

Моделирование начинается с всестороннего изучения объекта исследования и постановки проблемы исследования.

Проблема может включать несколько задач исследования. Проблемы и задачи исследования должны быть четко сформулиованы. Далее необходимо найти модель в реальном мире или разработать модель оригинала, которая бы отображала или была способна воспроизводить основные стороны оригинала.

От модели не требуется полного тождества с оригиналом, в таком случае теряются преимущества модели и всякий смысл моделирования, да, собственно, она и перестает быть моделью, это уже будет копия - двойник, копия – дублер. Модель должна заменить оригинал лишь в принципе, по существу. Для одного оригинала и проблемы может быть разработано несколько моделей, но во всех случаях за детальное изучение одних сторон оригинала необходимо платить ценой отказа от рассмотрения других, важно, чтобы при этом не расплатились существом проблемы. Проще говоря, в модели отражают те стороны, которые воспроизводят суть проблемы и поддаются формализации.

На третьем этапе по составленной модели проводят собственно эксперимент. Изменяют в допустимых пределах входные параметры и исследуют выходные. В результате таких опытов проверяют модель на адекватность отражения оригинала, получают новые данные об оригинале, его проведении в заданных условиях, определяют числовые границы положительных и отрицательных изменений.

Полученные новые знания переносят на оригинал. В результате накладки новых данных осуществляется их проверка и поиск путей практического использования.

Как видим, моделирование имеет цикличный характер и за первым пятиэтапным циклом могут последовать новые циклы – второй, третий и т.д. На каждом цикле содержание работы конкретизируется и детализируется, а после выполнения цикла знания об оригинале расширяются и уточняются, что позволяет совершенстовать модель,а это в свою очередь, получать новые данные об оригинале, этим закладываются большие возможности самосовершениствания познания.