Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Методическое пособие 620

.pdf
Скачиваний:
5
Добавлен:
30.04.2022
Размер:
2.85 Mб
Скачать

225

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

1; 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n ;

0

n

 

 

Рис. 9.7. Параллельное выполнение операций

Каждая операция в данном случае характеризуется удельным весом

(долей) обрабатываемой информации 0 и вероятность искажения резуль- i

татной информации i. Вероятность искажения единицы результатного объе-

ма информации ( B02 ) вычисляется по следующей формуле:

B02 1

n

i0 ) .

i * (1

i

1

 

(9.12)

Простейший случай включения в процесс внутриоперационного контроля отображен на рис. 9.8.

ошибки

обнаружены

 

0

00

 

 

0

i

K i

i 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ошибки не обнаружены

Рис. 9.8. Внутриоперационный контроль

226

При выполнении операций, представленных на рисунке, происходит некоторая обработка информации, в процессе которой информация искажа-

ется с вероятностью

0

. С вероятностью

K00

обнаруживаются ошибки, до-

 

i

 

i

 

 

пущенные на i-й операции. Показатель

0

характеризует вероятность ис-

i 1

 

 

 

 

 

кажения информации при ее корректировке. Вероятность искажения информации после реализации данных операций ( K30 ) определяется следующим образом:

B30

i0 * Ki01

i0 * Ki00 * i0 1 i0 * (Ki01 Ki00 * i0 1) .

(9.13)

Внекоторых случаях операции контроля и корректировки включаются

впроцесс несколько раз (N-кратный контроль). Фрагмент такого процесса представлен на рис. 9.9.

N

ошибки

обнаружены

 

 

0

00

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

i

 

Ki

 

 

 

 

i 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ошибки не обнаружены

Рис. 9.9. N - кратный контроль

Часть схемы, обведенная пунктирной линией, выполняется N раз. Математическая модель достоверности, обеспечиваемой данной совокупностью операций, имеет следующий вид:

B04 i0 * (Ki01 Ki00 * iH0 ) N .

(9.14)

227

Довольно часто исправление ошибок осуществляется путем повторного выполнения основной операции до тех пор, пока в процессе контроля выявляются ошибки (см. рис. 9.10).

ошибки

обнаружены

 

0

00

i

Ki

ошибки не обнаружены

Рис. 9.10. Контроль с повторной обработкой

Модель, соответствующая этой совокупности операций, может быть представлена следующим образом:

B50 1

 

(1

i00 )

.

 

 

 

1

0

* K 00

 

 

i

 

 

(9.15)

Как уже отмечалось, некоторые виды контроля имеют межоперационный характер. Фрагмент схемы технологического процесса, отображающий такой контроль, представлен на рис.9.11.

ошибки

обнаружены

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

00

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

0

 

 

 

i

 

 

i 1

 

 

 

i n

 

 

Ki n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ошибки не обнаружены

228

Рис. 9.11. Межоперационный контроль информации

На схеме 9.11 в целях повышения наглядности операции, результаты которых контролируются, соединены последовательно и не содержат контролей. В реальных же процессах могут быть использованы самые разнообразные сочетания рассмотренных выше типов соединений. Математическая модель процесса, отображенного на рисунке, имеет следующий вид:

 

 

i

n

0

 

 

 

 

 

 

(1

n )

B60 1

 

 

i

 

i

1

 

 

 

.

 

i

n

 

 

 

 

 

0

 

)] * K 00

1

[1

(1

n

 

 

i

1

i

 

 

 

 

 

 

 

 

(9.16)

Кроме показателей, рассчитываемых на основе рассмотренных выше моделей, в процессе оценки операций непосредственно обработки информации на ПЭВМ, при известных допущениях, связанных с использованием экспоненциального закона распределения вероятностей, может быть применена следующая формула:

B70

Ine сб*t

 

сб * t

,

Q

 

Q

 

 

 

(9.17)

где B07 - вероятность искажения единицы информации в процессе обработки данных на отдельных устройствах ПЭВМ (предполагается, что каждый сбой приводит к ошибке в обрабатываемых данных);

сб - интенсивность сбоев используемого технического устройства; t - время использования устройства:

Q - объем информации.

Применение рассмотренных элементарных показателей и моделей отдельных фрагментов процессов преобразования информации создает необходимые предпосылки для построения моделей реальных технологических процессов обработки данных.

Построение и использование таких моделей, как правило, предполагает выявление допустимых вариантов технологии обработки данных, разработку соответствующих схем достоверности, разметку схем и математическое их

229

описание, расчет показателей достоверности, уточнение схем и/или моделей (в случае необходимости), выбор наиболее рационального варианта.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Изложите классификацию качества информации.

2.Покажите, что достоверность информации является одним из основных свойств качества информации.

3.Поясните, как проявляется зависимость ценности информации от времени ее получения потребителем.

4.Назовите факторы, влияющие на качество информации в ЭИС.

5.Изложите основные причины возникновения ошибок в экономической информации.

6.Перечислите наиболее важные этапы процесса оценки достоверности информации.

7.Объясните, каким образом обеспечивается адаптация ЭИС к изменяющимся характеристикам объекта хозяйствования и внешней среды.

8.Изложите основные требования, которыми следует руководствоваться при создании и функционировании ЭИС.

9.Назовите и охарактеризуйте работы, выполняемые при построении моделей оценки надежности адаптивной составляющей ЭИС в условиях автоматизации проектирования.

230

10.Дайте сравнительную характеристику работ, выполняемых при определении интенсивности отказов и интенсивности восстановлении функциональной части ЭИС.

231

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В учебном пособии рассмотрены вопросы моделирования, повышения качества и надежности разработки информационных систем, используемых в различных сферах деятельности: обработки данных, проектирования, научных исследований. Основное внимание уделено методам и алгоритмам системного и имитационного моделирования, методам формирования математических моделей процессов функционирования систем, и их использование для задач анализа, прогнозирования и принятия решений, теории систем массового обслуживания, сетевым моделям, вопросам статистической обработки ретроспективной информации и результатам имитационного моделирования, методологические основы обеспечения надежности информационных систем.

Учебное пособие позволяет не только освоить основные разделы курсов «Моделирование информационных процессов и систем», «Моделирование биологических процессов и систем», «Надежность информационных систем», «Информационные технологии», но по окончанию этих курсов повысить качество и надежность разработок в области создания информационных систем.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Айвазян С.А. и др. Прикладная статистика: Исследование зависимостей: Справ. изд./ С.А. Айвазян, И.С. Енюков, Л.Д. Мешалкин; Под ред. С.А. Айвазяна. - М.: Финансы и статистика, 1985. 487с.

2.Айвазян С.А. и др. Прикладная статистика: Основы моделирования и первичная обработка данных: Справ. изд./ С.А. Айвазян, И.С. Енюков, Л.Д. Мешалкин; Под ред. С.А. Айвазяна. - М.: Финансы и статистика, 1983. 487 с.

3.Айвазян С.А., Бежаева З.И., Староверов О.В. Классификация многомерных наблюдений. - М.: Статистика, 1974. - 147 с.

4.Альянах И.Н. Моделирование вычислительных систем. - Л.: Машиностроение. Ленинградское отделение, 1988.

5.Боброва Л.В., Марый В.А. Математическое моделирование. Основные понятия. – Тексты лекций, 1991.

6.Бочаров П.П., Печинкин А.В. Теория массового обслуживания: Учеб. для вузов, 1995.

232

7.Вучков И. Прикладной линейный регрессионный анализ. М.: Финансы и статистика, 1987.- 239 с: ил.

8.Горелик А.Л. Скрипкин В.А. Методы распознавания: Учеб. пособие. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1984. - 209 с.

9.Енюков И.С. Методы, алгоритмы, программы многомерного статистического анализа. М.: Финансы и статистика, 1986.

10.Ефимова М.Р., Петрова Е.В., Румянцев В.Н. Общая теория статистики: Учебник. - М.: ИНФРА-М, 1996 - 416 с.

11.Задачи классификации и их программное обеспечение / В.С. Казанцев. - М.: Наука, 1990.

12.Зацепина С.А., Львович Я.Е., Фролов В.Н. Теория управления: Учеб. пособие. - Воронеж; Изд-во ВГУ, 1989.

13.Зацепина С.А., Львович Я.Е., Фролов М.В. Управление в биотехнических и медицинских системах/ Под ред. В.Н. Фролова: Учеб. пособие. ВГТУ, МУВТ.- Воронеж, 1994. 145 с.

14.Ивахненко А.Г. Моделирование сложных систем. Информационный подход, 1987.

15.Кузнецов С.И. Инвариантное моделирование в медицине на базе кластерного анлиза. - Воронеж: Изд-во ВГУ, 1997.

16.Львович Я.Е., Фролов В.Н. Теоретические основы конструирования, технологии и надежности РЭА: Учеб. пособие для вузов. - М.: Радио и связь, 1986. - 192 с.

17.Львович Я.Е., Фролов М.В. Моделирование биотехнических и медицинских систем / Под ред. В.Н. Фролова: Учеб. пособие. ВГТУ, МУВТ.

Воронеж, 1994. 194 с.

18.Львович Я.Е., Юрочкин А.Г., Чурюмов В.А. Микропроцессорные системы автоматизированного контроля производства СВТ.-Спб.: Политех-

ника,1992.-203с.

19.Максимей И.В. Математическое моделирование больших систем.

Учеб. для вузов. – М.: Высш. шк., 1985.

20.Острейковский В.А. Теория систем: Учебник для вузов. – М. Высшая школа, 1997 г.

21.Прикладная статистика: классификация и снижение размерности/ Под ред. С.А. Айвазяна. - М.: Финансы и статистика, 1989. - 431 с.

22.Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем. Курсовое проектирование: Учеб. пособие для вузов., 1988.

233

23.Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем. Лабораторный практикум, 1989.

24.Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем: Учеб. для вузов по спец «Автоматизир. системы обработки информ. и упр.». – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 1998. – 319 с.

25.Технология системного моделирования / Е.Ф. Аврамчук, А.А. Вавилов, С.В. Емельянов и др. / Под общ. ред. С.В. Емельянова - М.: Машиностроение, 1988.

26.Тюрин Ю.Н., Макаров А.А. Анализ данных на компьютере/Под ред. В.Э. Фигурнова. - М.: ИНФРА-М, Финансы и статистика, 1995. - 384 с.

27.Фролов В.Н. Выбор тактики лечения с применением математических методов. Воронеж: Изд-во ВГУ, 1977.

28.Фролов В.Н. Моделирование и оптимизация сложных систем (избранные главы). ВГТУ, Воронеж, 1997.

29.Шрайбер Т. Дж. Моделирование на GPSS.-М.:Машиностроение,

1980.

30.Методические материалы и документация по пакетам прикладных программ. Выпуск 69. Система моделирования GPSS/PS на ПЭВМ. -М.: Изд-во. Центр научной и технической информации, 1990.

234

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

5

РАЗВИТИЕ ОПРЕДЕЛЕНИЙ "ИНФОРМАЦИОННЫХ

 

ТЕХНОЛОГИЙ"

7

2. СИСТЕМНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

11

2.1. Основные понятия теории системного моделирования

11

2.2. Системный характер информационных систем

16

2.3. Формальная модель объекта

18

2.4. Классификация видов моделирования систем

23

2.5. Характеристики моделей системы.

28

2.6. Основные требования предъявляемые к модели ИС

31

2.7. Этапы моделирования ИС

31

3. ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

41

3.1. Обеспечение ИМ

43

3.2. Организация статистического моделирования

45

4. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ПРОЦЕССОВ

 

ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СИСТЕМ

56

4.1. Непрерывно-детерминированные модели.

56

4.2. Дискретно – детерминированные модели

57

4.3. Дискретно-стохастические модели.

59

4.4. Непрерывно-стохастические модели.

60

5. СИСТЕМЫ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ

65

5.1. Структура СМО

65

5.2. Характеристики СМО

70

5.3. Одноканальная СМО с отказами, пуассоновским

 

входящим потоком и показательным распределением

 

времени обслуживания

72

5.4. Процесс гибели и размножения. Уравнения для

 

вероятностей состояний процесса в установившемся

 

режиме и их решения

73

5.5. Многоканальная СМО с ограничением на длину

 

очереди, пуассоновским входящим потоком и

 

показательно распределенным временем обслуживания

75

5.6. Исследование СМО методом статистического

 

моделирования

78