книги из ГПНТБ / Васкан, Р. Д. Принципы и средства автоматизированной обработки геологоразведочной информации

■ограниченное число раз воспроизводиться автоматом без уча­ стия человека, а следовательно, и без ошибок.

Инструментарий для графического представления технологических процессов

Для нормального функционирования системы на любом этапе ее внедрения необходимы различные правила, условия и стан­ дарты, позволяющие наглядно представить технологические про­ цессы обработки данных в рассматриваемой системе как в от­ дельности, так и во взаимосвязи.

В ходе выполнения практических работ авторами была вы­ работана система условных обозначений и правил их приме­ нения.

Эта система формировалась с учетом различных графиче­ ских систем, применяющихся в нашей стране и за рубежом и доработанных применительно к конкретным условиям в направ­ лении большего наглядного представления.

Как показывает опыт работы нескольких лет, наглядное, графическое представление, достигаемое путем передачи в кон­ турах изображаемых устройств обработки данных наиболее ха­ рактерных внешних признаков, позволяет упростить усвоение новой технологии обработки данных большими группами спе­ циалистов различных управленческих организаций. При этом уровень подготовки по вопросам обработки данных таких спе­ циалистов может быть различным.

На рис. 10 представлены условные обозначения, которые можно применять для графического изображения различных

Рис. 10. Основные условные обозначения для графического представления технологических процессов в системе оперативной обработки данных.

26 — магнитная лента; 27 — магнитные диски; 28 — карта с краевой перфорацией; 29 — пер­

61

технологических процессов, некоторые поясняющие надписи и принятые сокращения.

На рис. 11 показан один из примеров представления техно­ логии обработки данных для конкретного расчета.

На подготовительном (предварительном) этапе в соответ­ ствии с рукописной формой с полной номенклатурой, которая получена из отдела, оператор вручную изготавливает программ­ ную перфоленту и машинописную форму документа, передавае­ мую в отдел для контроля и заполнения исходными данными.

На первом этапе после получения из отдела заполненного исходными данными документа оператор вручную вводит их в вычислительный автомат, который производит строго по про­ грамме все необходимые вычисления и фиксирует с помощью ленточного перфоратора (ПЛ) все необходимые исходные дан­ ные, промежуточные значения и результаты обработки на рас­ четной перфоленте. Полученная расчетная перфолента и исход­ ный документ на втором этапе поступают на пишущий автомат, где уже имеется программная перфолента, изготовленная на подготовительном этапе. Расчетная перфолента заправляется в дополнительное считывающее устройство (ДСУ), а в основное считывающее устройство — программная перфолента для полу­ автоматического управления процессом изготовления соответ­ ствующего документа. Оператор пишущего автомата на втором этапе также участвует в процессе управления работой пишущего автомата на основе указаний, содержащихся в исходном доку­ менте, о чем говорит большая стрелка между исходным доку­ ментом и пишущим автоматом, но перенос всей информации, содержащейся в обеих перфолентах, происходит при этом ав­ томатически.

Толстые стрелки между пишущими автоматами и ПЛ и меж­

ду перфолентами (Лп, Л°) и документом (Д|ф, Д г) показыва­ ют, что перфоленты и документ извлекаются из устройств вруч­ ную. Пунктирные стрелки отражают направление механического переноса соответствующих документов и перфолент, а сплош­ ные стрелки — непосредственную электрическую связь отдель­ ных устройств (например, ПА с ДСУ, а ВА с ПЛ).

При необходимости схема может дополняться подробными расшифровывающими надписями, которые по мере выработки определенных навыков могут в значительной степени сокра­ щаться или полностью исключаться (переход к полностью стандартным сокращениям).

Наличие заранее изготовленных трафаретов позволяет уско­ рить изготовление конкретных схем. Предложенная схема гра­ фического изображения технологических процессов обработки информации имеет большую гибкость за счет использования характерных внешних черт устройства.

Другой особенностью предлагаемой системы графического изображения технологических процессов обработки данных яв-

63

ляется возможность использования следующего приема: при изображении более сложных технологических процессов упро­ щения общей схемы можно достигнуть путем показа типовых процессов обработки данных в виде контуров основных уст­ ройств, использующихся в этих процессах, без деталей, но с ука­ занием номера типового процесса, присвоенного выбранной си­

Этот метод более строг как по содержанию, так и по форме. В нем более четко выделены основные функциональные узлы каждого устройства обработки данных, применяющихся в рас-

•сматриваемом технологическом процессе. Причем сплошные

•стрелки показывают непосредственную связь, а штрих-пунктир­ ные —■связь через машинный носитель.

При табличном представлении технологических процессов отпадает необходимость введения графического изображения различных устройств, так как они просто заменены своими соб­ ственными названиями. Поэтому табличный метод изображения технологических процессов обработки данных универсален в том смысле, что он одинаков для организаций и систем, имеющих различную технику. Однако это достоинство скорее становится недостатком тогда, когда с ним начинает работать недостаточно подготовленный специалист, что было подтверждено на практи-

>64

ке в процессе механизации оперативных работ в Госплане

СССР. Наконец, с помощью табличного метода нельзя так про­ сто изображать сложные технологические процессы, как, на­ пример, процесс, представленный на рис. 13.

НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ МАТЕМАТИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ СИСТЕМЫ

Общ ие положения

В общем случае математическое обеспечение (МО) — это совокупность программ, процедур и правил, обеспечивающих функционирование технических средств *.

Математическое обеспечение системы оперативной обработки данных представляет собой совокупность средств перевода и управления расчетами на мини-ЭВМ и организационной техни­ ке. Оно может рассматриваться как простое объединение обще­ го МО мини-ЭВМ и МО всех плановых и специальных задач, решаемых в системе **.

Математическое обеспечение мини-ЭВМ включает описание системы команд ЭВМ, символического программирования и алгоритмических языков, т. е. правил программирования на них, а также инструкции и средства программирования, включая трансляторы для всех алгоритмических языков, описание опе­ рационной системы, библиотеки стандартных, вспомогательных и обслуживающих программ.

Универсальные алгоритмические языки обеспечивают воз­ можность выразить любое преобразование информации, которое вообще может быть записано в виде конечной системы правил, т. е. в виде некоторого алгоритма в любом другом алфавите***.

М атематическое обеспечение системы оперативной обработки данных

Математическое обеспечение системы оперативной обработки данных включает:

—методы решения различных классов задач и расчетов;

—методы размещения, хранения, формирования и обработ­ ки данных;

—программы, реализующие методы решения задач и расче­

тов;

*Материалы к I научной конференции молодых специалистов ЦСУ

СССР. 1967, с. 2 (ГУВР ЦСУ СССР).

**А. Н. П й р м у х а м е д о в , В. С. П р о с к у р о в . Математическое обеспечение АСПР Госплана УзССР. Ташкент, 1970.

***В. М Г л у ш к о в . Кибернетика. Достижения и проблемы. — «Комму­ нист», 1970, № 18, с. 7—8.

— программы, реализующие методы размещения, хранения,

— систему программирования, ориентированную для систе­ мы оперативной обработки данных, включая всю необходимую документацию.

Из общего МО системы оперативной обработки данных це­ лесообразно выделить математическое обеспечение:

—для решения той части задач и расчетов, которая связана

собработкой первичных документов и в которых алгоритм, как

правило, не изменяется при переходе от расчета одной строки

кдругой (МО-1);

—для решения остальной части задач и расчетов, которая связана с обработкой (объединением данных) большого числа однородных форм документов и с операциями над однородными массивами данных (МО-П);

—обеспечивающее работу и развитие системы оперативной обработки данных в целом, т. е. операционную систему, вклю­ чающую управляющие программы, диалоговые программы, про­ граммы редактирования и отладки, стандартные, специальные и вспомогательные программы и т. п. (MO-III).

Основой математического обеспечения системы оперативной обработки данных будет библиотека стандартных рабочих про­ грамм для универсальных вычислительных автоматов и стан­ дартное математическое обеспечение мини-ЭВМ. При этом учитывается, что в малых ЭВМ усовершенствование математи­ ческого обеспечения приводит к тому, что работа на них стано­ вится доступной человеку без специального образования, полу­ чившему короткий инструктаж, т. е. по существу чрезвычайно простой.

Одним из возможных способов решения проблемы алгорит­ мизации рутинных расчетов является разработка специальных проблемно ориентированных языков, но и при этом потребуются еще довольно большие затраты труда.

Другим более удобным способом решения задачи алгорит­ мизации рутинных расчетов представляется возможность про­ межуточного применения малых вычислительных систем типа &Искра-122», Электроника-70, ИМЕ-86 и т. п.

Отличительной особенностью названных систем является воз­ можность программирования с их помощью по методу «фальшопераций» и автоматического фиксирования реализуемого алго­ ритма на стандартном машинном носителе информации (напри­ мер, перфоленте, магнитной карте и т. д.).

Поскольку в основе таких систем лежит простая настольная клавишная вычислительная машина, применяемая, как правило,

для ручных вычислений, обработка на них практически любой формы является возможной, так как при существующей «руч­

66

ной» технологии все (или почти все) формы обрабатываются на настольных клавишных машинах. Эта особенность рассматри­ ваемых систем позволяет в режиме программирования выпол­ нить расчет по нужной форме с использованием контрольных значений данных, по существу ничем неотличающихся от процедуры вычислений при ручной обработке. Однако после за­ вершения алгоритма расчета и фиксирования обрабатываемых данных, а также некоторых контрольных операций система мо­ жет автоматически перенести реализованный алгоритм на стан­ дартный машинный носитель, например на 8-канальную перфо­ ленту.

Для массовой алгоритмизации отдельных расчетов на быст­ родействующих ЭВМ с использованием таких малых систем не­ обходимо разработать транслятор из системы команд ИМЕ-86 в систему машинных команд конкретной ЭВМ (например, мини-ЭВМ). Учитывая предельную простоту команд ИМЕ-86 (не более 64 разных базовых команд) и ограниченные возможности ее памяти, нетрудно убедиться, что программа-т-ранслятор не потребует больших затрат труда на разработку*.

Наличие в быстродействующей ЭВМ такого транслятора позволяет реализовать на ней решение любого алгоритма по каждой конкретной форме, если хотя бы однажды эта форма была обработана на вычислительном автомате, способном фик­ сировать алгоритм независимо от того, кто ее осуществлял: специалист из отдела, специальный программист или обычный оператор.

Практическое осуществление метода алгоритмизации рутин­ ных расчетов позволит на первых стадиях разработки обходить­ ся без большого числа высококвалифицированных программи­ стов, в совершенстве владеющих такими алгоритмическими язы­ ками, как ФОРТРАН и АЛГОЛ, за счет использования проме­ жуточной ступени, на которой рутинные задачи решаются теми же способами, что и при ручной обработке. В этом случае бу­ дет иметь место существенный выигрыш во времени на разра­ ботку транслятора по сравнению с разработкой специализиро­ ванного ориентированного языка для расчетов. Еще больший выигрыш по времени и трудоемкости будет получен за счет пол­ ного отказа от необходимости преобразовывать специальным образом отдельные документы для их алгоритмизации в систе-. ме оперативной обработки данных.

Библиотека стандартных программ для обработки на вычи­

человеко-месяца работы квалифицированного математика-программиста

ставят первую основную часть математического обеспечения си­ стемы МО-1.

Вторая основная часть математического обеспечения систе­ мы МО-I должна быть основана на применении в мини-ЭВМ. алгоритмического языка КОБОЛ или ему подобного языка. Принятая в КОБОЛе форма описания данных отражает приро­ ду объектов и их взаимосвязей, чем и объясняется успех в рас­

АЛГЭК и др.*.

Третья основная часть математического обеспечения системы MO-III, предназначается для нормального функционирования всей системы оперативной обработки и развития ее в направ­ лении обеспечения наибольшей простоты взаимодействия с ней отдельных специалистов.

Остановимся только на нескольких вопросах, представляю­ щих интерес с точки зрения системы оперативной обработки дан­ ных.

Ранее подчеркивалось существенное значение решения в си­ стеме проблемы одновременной работы многих устройств вво­ да-вывода (УВВ). Для обеспечения одновременного выполнения сразу многих программ ввода-вывода и коррекции, поддающих­ ся исправлению ошибок внешних устройств, всем современным ЭВМ, как правило, придаются специальные заранее разработан­ ные программы, называемые операционной системой, или ис­ полнительной программой. Операционная система делает УВВ как бы более быстродействующими и удобными в работе и по­ зволяет экономить машинное время. Так, например, операцион­ ная система может, если занято печатающее устройство, записать данные на МЛ, чтобы отпечатать их позднее. Операционная си­ стема в состоянии также проверить правильность записи дан­ ных на МЛ и в случае обнаружения хотя бы одной ошибки за­ ново произвести запись, исключив ошибку.

Поэтому без операционной системы ЭВМ будет недостаточно эффективной. Фактически производительность вычислительной системы в равной степени определяется самой машиной (элект­ ронным оборудованием) и ее математическим обеспечением.

Отношение стоимости электронного оборудования к стоимо­ сти математического обеспечения за последние 10 лет в резуль­ тате сдвига в сторону современного МО изменилось с 7 :3 на 1:1. Стоимость МО, выраженная в процентах от суммарных за­ трат на ЭЦВМ, включая расходы на аппаратную часть, МО и ремонт, составляла в середине 60-х годов 50% и увеличится

* Вопросы проектирования отраслевых автоматизированных систем уп­ равления. Сб. статей под ред. акад. Н. П. Федоренко. «Оптимальное плани­ рование и управление». М.-, «Наука», -1970, е. 152.

68

к 1975 г. до 88% *. Этим в какой-то степени и объясняется тот факт, почему снижение затрат на сами технические средства не ' привело в конечном счете к значительному уменьшению стоимо­ сти оборудования в целом.

Емкость ОЗУ определяет, насколько большими могут быть отдельные программы и сколько их может одновременно нахо­ диться в памяти ЭВМ. Если для программ имеется достаточное количество резервных накопителей (ОЗУ или БЗУ), то это обеспечивает возможность повышения надежности обработки данных.

Для рационального использования мощности ЭВМ в настоя­ щее время все большее распространение находит метод, кото­ рый известен под названием автоматического распределения ма­ шинного времени (АРМВ), при котором одна вычислительная машина обслуживает много абонентов одновременно.

АРМВ прежде всего представляется как средство более пол­ ного использования машины большим числом абонентов и как средство экономии их времени. Однако уже первые экспери­ ментальные работы с ним показали, что он представляет своим абонентам возможности самого разнообразного характера.

Bq-первых, он позволяет каждому абоненту вести непрерыв­ ный диалог с машиной столько времени, сколько ему необхо­ димо.

Во-вторых, система с АРМВ дает возможность нескольким абонентам беседовать друг с другом при посредничестве маши­ ны, в запоминающих устройствах которой может храниться большой запас различных сведений. Эти сведения могут быстро и качественно обрабатываться ею и предоставляться абонен­ там.

В-третьих, на основе указанных возможностей вычислитель­ ная система с АРМВ может объединять большие группы спе­ циалистов для совместного поиска решения общей проблемы, а также играть роль общественного хранилища опыта и знаний без излишнего дублирования, из которого каждый имеющий доступ может выбирать необходимую ему информацию (полная интеграция обработки данных).

Эти преимущества системы с АРМВ важны, на наш взгляд, при построении системы оперативной обработки данных.

В настоящее время вычислительные системы с АРМВ могут одновременно обслуживать сотни и даже тысячи абонентов**, подключенных к системе с помощью специальной выделенной сети или широко разветвленной коммутируемой сети связи.

69