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

Для работы вычислительной системы с АРМВ необходимы:

—дистанционные пульты управления и вводно-выводные устройства, работающие на большом удалении (терминальные устройства);

—специальная программа-диспетчер, координирующая р а ­

боту различных устройств, распределяющая машинное время и внешние устройства машины между отдельными абонентами и управляющая их допуском к системе, пересылающая программы из внешнего запоминающего устройства и обратно, а также ор­ ганизующая частные архивы и т. д.;

— вспомогательные программы и средства для перевода с входных языков, библиотеки стандартных программ и т. д.

Очевидно, что машинное время, отводимое каждой програм­ ме, в такой системе должно быть строго регламентировано.

При работе большого числа абонентов возникает проблема рационального распределения оперативной памяти машины и общего функционирования системы. Для их решения в настоя­ щее время разработан эффективный метод, заключающийся в том, что все программы автоматически разделяются на услов­ ные страницы небольшого объема (обычно 1024 слова), а ОЗУ — на логические блоки такой же информационной емкости, а отдельные страницы программ передаются в ОЗУ только тог­ да, когда в них возникает необходимость. Это позволяет начи­ нать решение задач при минимальном использовании объема памяти. Другой метод (так называемая сегментация программ) позволяет увеличить легкость и гибкость формирования боль­ ших программ из отдельных подпрограмм. Вообще принцип блочных структур облегчает работу на ЭВМ.

Примером блочной структуры математического обеспечения может служить система, применяющаяся в Массачусетском тех­ нологическом институте (США) и называемая OPS (on-line pro­ cess sinthesis), которая была разработана как одна из подси­ стем системы с автоматическим распределением машинного вре­ мени. OPS имеет собственный набор управляющих процедур и широкий ассортимент подпрограмм и исполнительных процедур (операторов). Например, один абонент может решать общие задачи линейн-ого; программирования, другой — определять кри­ тический путь в сети, третий — представлять материал в таблич­ ной форме и т. д. Абонент может добавлять операторы, наибо­ лее подходящие для решения его задач. Система OPS не имеет никаких ограничений в смысле ее развития (размеров и разно­ образия решаемых задач) благодаря блочной структуре (разу­ меется, в пределах фактических размеров памяти ЭВМ).

Абонент, использующий OPS, осуществляет обращение к то­ му или иному оператору по его наименованию, которое может

70

ственное имя. Это упрощает работу абонента с системой и предо­ ставляет ему практически неограниченные возможности *.

Для полного использования возможностей индикаторных устройств на электронно-лучевой трубке (ЭЛТ) в составе МО необходимы довольно сложные программы, которые должны вос­ производить процесс создания изображения на экране. Посколь­ ку результаты работы вычислительной машины чаще всего вы­ ражаются цифрами и буквами, подобные устройства вывода включают в себя специальные схемы воспроизведения символов (при необходимости могут воспроизводиться и другие элементы, которые встречаются на экранах). Предусматриваются спе­ циальные программы распознавания символов и их автоматиче­ ского четкого воспроизведения на основе хранящейся в памяти машины информации. Это исключает возможность искажений, например, чертежа плохо написанным шрифтом или неровно проведенной линией, так как отдельные неточности и дефекты, допущенные абонентом, будут автоматически устраняться самой машиной **.

В библиотеку программ, обслуживающих ЭЛТ, должно вхо­ дить множество других вспомогательных программ, которые призваны решать задачу упрощения работы с ними. Например, программа введения отдельных добавлений в текст с помощью специального знака (программа редактирования текстов),' по которому любые вставки могут автоматически помещаться в нужное место, и т. д.

НЕКОТОРЫЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПОРЯДКУ РАЗРАБОТКИ И ВНЕДРЕНИЯ СИСТЕМЫ ОПЕ­ РАТИВНОЙ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ

ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ РАЗРАБОТКИ И ВНЕДРЕНИЯ СИСТЕМЫ

Можно выделить два принципиально различных подхода к внедрению новой технологии обработки данных: последователь­ ный, когда на машинную обработку переводятся один процесс (расчет) за другим, и так называемый системотехнический под­ ход, когда предварительно разрабатывается проект для всей си­ стемы, в результате чего достигается комплексная машинная обработка данных во всей системе. Второй подход, безусловно, может дать лучшие результаты, но он требует ведения работ широким фронтом с привлечением самых различных специали­ стов. Необходимо заметить, что для больших систем в чистом виде он вообще может оказаться непригодным. Представляется совершенно нереальным, что где-то в стороне от действующей системы народнохозяйственного управления будет полностью

*Информация. Пер. с англ. М., «Мир», 1968, с. 156—157.

**Там же, с. 67.

71

разработана такая новая система, установлена и отлажена ее техническая база, решены вопросы подготовки всех необходи­ мых кадров, а затем уже вся система в готовом виде перенесе­ на в практику управления и планирования. Правильнее предпо­ ложить, что процесс создания и внедрения новой системы обра­ ботки данных в аппарате министерства будет носить многоэтап­ ный характер, при котором одни элементы системы реализуются с первых шагов, другие — разрабатываются, а третьи — обнов­ ляются и совершенствуются.

Однако такой процесс построения .системы будет эффектив­ ным только в том случае, если он будет происходить не стихий­ но, а строго скоординированно, по плану. И хотя по форме он больше напоминает последовательный подход, по существу его все же надо отнести к системотехническому. Проектирование машинной обработки данных, как правило, производится по сле­ дующим основным этапам *:

—всестороннее изучение существующей системы и техноло­ гии обработки данных,

—формирование основных принципов функционирования но­ вой системы обработки данных,

—алгоритмизация отдельных процессов,

—разработка основных положений новой технологии обра­ ботки данных,

—программирование,

—подготовка к внедрению проекта новой технологии обра­ ботки данных,

доводкой.

Целью всестороннего изучения существующей системы яв­ ляется подготовка материалов к разработке нового проекта. Этот этап особенно важен. На этом этапе изучаются существую­ щая техника и технология обработки данных, а полученные дан­ ные фиксируются определенным образом. Собранный материал затем анализируется. При этом особое внимание обращается на общую структуру организации, на основные моменты, влияю­ щие на систему, на существующие формы различных докумен­ тов, перечни номенклатур, шифры, действующие инструкции и т. д. В результате выявляются отдельные положительные сто­ роны действующей системы, которые должны быть максимально учтены и перенесены по возможности в новую систему, а также отдельные недостатки, по которым (и в целом по системе) по возможности делаются замечания о путях их устранения. Этап заканчивается выработкой технического задания на проектиро­ вание новой системы. От качества выполнения работ на этом

* М. А. К о р о л е в . Обработка экономической информации на элект­ ронных машинах (теоретические вопросы). М., «Экономика», 1964, 286 с.

72

этапе в значительной степени зависит общий успех проектирова­ ния, так как они лежат в основе всех дальнейших работ.

На сложность этого процесса указывал еще основатель ки­ бернетики Н. Винер, подчеркивая, что для ее широкого приме­ нения в общественных науках требуется проведение очень большой подготовительной работы, прежде всего в области сбо­ ра, и первичной обработки начальных материалов *.

При формировании основных принципов функционирования новой системы обработки данных создается ее экономико-мате­ матическая модель, т. е. определяются основные исходные, про­ межуточные и выходные данные, их потоки, устанавливается общая последовательность, а также техника получения, хране­ ния, поиска, обработки и передачи данных.

Следующий, третий этап служит для окончательной подго­ товки общего математического описания системы к дальнейшему программированию. Всякий алгоритм должен по возможности иметь обобщающий характер, т. е. алгоритм, разработанный для одного расчета, должен быть применим к любой совокупности значений его исходных данных. Результатом завершения этого этапа будет исчерпывающая математическая формулировка новой системы, всех ее процессов и методов (само собой разу­ меется, что процессы, не поддающиеся формализации, в новой системе остаются для ручного выполнения, но должны быть органически включены в новую систему).

На этапе разработки основных положений новой технологии обработки данных осуществляется техническая подготовка, не­ обходимая для создания условий перехода к машинной обработ­ ке (программирование процессов и системы в целом). При этом разрабатываются системы шифров, формы документации, маке­ ты формирования отдельных записей и их массивов, технологи­ ческие процессы обработки данных и методы их контроля.

Четвертый этап — программирование в узком смысле слова — означает перевод всех формализованных процессов с обычного (чаще всего математического) языка на язык машин.

Вполне понятно, что для внедрения разработанного и утверж­ денного проекта необходимо проведение подготовительной рабо­ ты, связанной с разработкой и заготовкой новых форм доку­ ментации, вводом в новую систему всех необходимых для ее работы базовых данных (справочных и различных постоянных), ознакомлением всех сотрудников с проектом новой технологии обработки данных и всеми видами новой техники, которая бу­ дет применяться, и т. д.

Наконец, когда вся выше перечисленная работа будет вы­ полнена, начинается внедрение проекта.

Исходя из изложенного, в предлагаемых ниже вариантах построения и функционирования новой системы оперативной об­

Н. В и н е р . Кибернетика. — «Советское радио», 1968, 326 с.

73:

работки данных можно будет легко проследить, что преимущест­ во современных методов обработки данных становится особенно ощутимым, когда существующая информационная система на­ чинает постепенно приспосабливаться к постоянно совершенст­ вующейся технике управления.

ВОЗМОЖНЫЕ ВАРИАНТЫ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМЫ ОПЕРАТИВНОЙ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ В АППАРАТЕ МИНИСТЕРСТВА ГЕОЛОГИИ СССР

Рассмотрим два основных варианта построения системы опе­ ративной обработки данных.

1.Система, основанная на применении только пишущих и вычислительных автоматов.

2.Система, основанная на применении пишущих и вычисли­ тельных автоматов совместно с простейшими ЭВМ для даль­ нейшего совершенствования технологии оперативной обработки данных и повышения общего уровня автоматизации.

Независимо от оснащения системы оперативной обработки данных конкретными техническими средствами в ней можно четко выделить два уровня обработки *:

— первый уровень — рабочее место специалистов в отделах;

спекторы и т. д.), обслуживающие целые группы специалистов. Обобщая многолетний опыт применения пишущих и вычисли­ тельных автоматов в плановых и других органах управления народного хозяйства, можно выделить следующие типовые тех­

нологические процессы обработки данных:

— корректировка документов на пишущих автоматах без выполнения вычислений;

—выполнение расчетов и оформление соответствующих доку­ ментов на специальных или универсальных вычислительных ав­ томатах с использованием заранее размноженных бланков;

—выполнение расчетов на специальных вычислительных ав­ томатах с окончательным оформлением соответствующих доку­ ментов на пишущих автоматах;

—выполнение расчетов и оформление соответствующих до­

кументов на универсальных вычислительных автоматах;

* При этом надо учитывать, что система оперативной обработки данных сама является периферийной подсистемой «АСУ—Геология», поэтому назван­ ные ее два уровня должнр! сверху дополняться третьим уровнем. В дейст­ вительности третьим уровнем, очевидно, должен являться Главный вычисли­ тельный центр Министерства, который обслуживает всю отрасль и обеспе­ чивает его связь по электрическим каналам со всеми вычислительными центрами (в будущем — с сетью вычислительных центров страны).

74

/ уровень | j уроИень________ i Шуровень

Рис. 13. Принципиальная схема оперативной обработки данных на основе применения пишущих и вычислительных автоматов (8— процесс оперативной обработки документации с использованием типографскихбланков на програм­ мируемом автомате, производимый специалистами министерства на своем рабочем месте).

—выполнение на универсальных вычислительных автоматах итеративных (вариантных) расчетов с оформлением соответ­ ствующих документов на заранее размноженных бланках;

—оформление документов на универсальном вычислитель­ ном автомате при помощи перфоленты с результатами обработ­ ки данных на ЭВМ вычислительного центра, полученными по телетайпу;

—оформление документов на пишущих автоматах при по­ мощи перфоленты с результатами обработки данных на ЭВМ вычислительного центра, полученными по коммутируемым те­ лефонным линиям с использованием специализированной аппа­

ратуры передачи данных.

На рис. 13 представлена принципиальная схема прохождения данных на первых двух уровнях обработки в системе, соответ­ ствующей первому варианту.

Для простоты восприятия здесь показаны только контуры основных машин, применяющихся в них, а внутри даны номера типовых процессов, перечисленных выше. На первом уровне здесь показано применение автоматов развивающегося типа для нужд группы специалистов, что обеспечивает в системе автома­ тизацию обработки всех первичных документов и машинных носителей с данными.

По этой схеме пишущие организационные автоматы помимо решения основных задач могут успешно использоваться для ме­

75

ханизации делопроизводства. Здесь подразумевается, что в ре­ зультате предварительной работы произведен анализ всех адре­ сатов, с которыми ведется переписка от имени министерства и отдельных его служб и отделов, и для них составлена карто­ тека на картах краевой перфорации, а также систематизирова­ ны и подготовлены, например, на перфолентах типовые тексты писем.

Результатом обработки данных на обоих уровнях будет готовый документ, который после его получения сразу попадает для анализа к специалисту.

В случае необходимости внесения отдельных изменений в уже изготовленный документ в зависимости от их объема пред­ ставляются две возможности, если:

объем вносимых изменений невелик, то для корректировки документа требуется в основном лишь техническая работа, а исходные данные в большей части повторяются и уже имеют­ ся на соответствующих машинных носителях, — тогда работу целесообразно производить силами специальных операторов на втором уровне;

объем вносимых в документ изменений значителен (более половины), то, вероятно, выгоднее повторить ввод исходных данных для каждого конкретного документа на первом уровне, если расчет в целом не настолько велик, что его лучше передать на второй уровень обработки.

Рассмотренная схема построения системы оперативной об­ работки данных обладает следующими достоинствами:

—высокая по сравнению с существующей в настоящее время системой степень механизации,

—большая эффективность использования всех технических средств (за счет централизованного и группового применения),

—создание условий для унификации форм документов,

—создание условий для эффективного обслуживания тех­ нических средств,

—высокая степень защиты данных от искажения внутри системы,

—большая скорость ввода данных в систему,

—расширенный круг решаемых задач за счет механизации не только основных, но и вспомогательных работ.

Однако эта схема имеет и недостатки:

—усложняется процесс исправления ошибок, так как тре­ буется повторная распечатка всего документа (или отдельных его страниц) при хранении данных на перфолентах;

—усложняется хранение и поиск данных на перфолентах, так как объем одновременно хранимых данных велик, а плот­ ность записи сравнительно мала;

—увеличивается штатная численность технического персо­ нала, главным образом за счет операторов и всех сотрудников, обеспечивающих обработку данных на втором уровне;

76

— увеличиваются эксплуатационные расходы в основном за счет введения и расширения второго уровня обработки данных.

Наконец, основным остается то, что несмотря на все свои достоинства рассмотренные автоматы играют только подчинен­ ную роль с точки зрения обработки данных. Вполне понятно, что они не могут одновременно обрабатывать большие масси­ вы данных в связи с ограниченными размерами памяти. Поэто­ му на их основе можно организовать обработку главным образом наиболее простых первичных расчетов, т. е. периферий­ ную систему, которая нуждается в дополнительной основной вычислительной системе на базе ЭВМ для проведения больших сводных, балансовых и аналитических расчетов, различных оп­ тимизационных расчетов, для накопления, хранения, поиска и обработки больших массивов данных и выдачи справок по ним. Функционирование системы оперативной обработки данных (первый вариант) будет происходить в соответствии с типовыми технологическими процессами, включенными в ее состав и пере­ численными ранее. Необходимо при этом иметь в виду, что реа­ лизация второго уровня обработки должна резко сократить объем технических работ, не требующих высокой квалификации, и тем самым в значительной мере разгрузить в системе первый уровень для чисто аналитической и экономической работы.

Перейдем теперь к анализу второго варианта оснащения си­ стемы. Для него характерно, что наряду с теми же пишущими и вычислительными автоматами на втором уровне обработки данных будет применяться одна или несколько простейших ЭВМ (мини-ЭВМ).

Для определения конфигурации мини-ЭВМ следует произве­ сти некоторые расчеты по определению объема информации, которую необходимо обрабатывать в проектируемой системе. Это позволит определить количество таких устройств, как нако­ пители на магнитной ленте и т. д. Кроме того, по объему выда­ ваемой (печатаемой) информации возможно определить тип и состав алфавитно-цифровых печатающих устройств. Так, для вывода данных из ЭВМ рассмотрим АЦПУ, работающее со скоростью 300 строк в минуту. Несмотря на то, что в настоя­ щее время часто используются АЦПУ, работающие со скоро­ стью 600 и даже 1000—1500 строк в минуту, будем ориентиро­ ваться на более низкие скорости по следующим причинам. Вопервых, для оперативной обработки данных нужно АЦПУ с

буквы. В настояще время расширение репертуара означает про­ порциональное уменьшение скорости печати. Таким образом, при переходе от стандартных 64 знаков к 96 скорость должна быть уменьшена на 30% по сравнению с номинальной. Во-вторых, для повышения качества печати необходимо дополнительное по­ нижение скорости АЦПУ.

77

Получение с АЦПУ документов высокого качества обеспечит максимальный эффект автоматизации технологического процесса по разработке и выпуску управленческой документации.

По этому поводу уместно привести следующий пример. Ча­ сто эффект решения некоторых конкретных задач в области уп­ равления с применением ЭВМ сводится на нет в связи с необ­ ходимостью окончательной ручной перепечатки результатов на пишущей машине из-за чрезвычайно низкого качества докумен­ тов с результатами, полученными с АЦПУ ЭВМ.

При ширине печати в 132 знака на строку (немного более ширины развернутого листа формата А-3) и коэффициенте за­ полнения плановых форм, равном 0,8, на АЦПУ, работающем со скоростью 300 строк в минуту, комплект документов объемом в 30 тыс. учетных машинописных листов * можно отпечатать за 15,6 ч его непрерывной работы. Часто исходя из требования повышения надежности работы системы отдельные технические устройства дублируются, поэтому при наличии двух АЦПУ ука­ занный объем документов может быть получен примерно в те­ чение одной рабочей смены.

Учитывая небольшую стоимость мини-ЭВМ, а также прямую зависимость фактической скорости обработки массивов данных от размера их оперативной памяти, целесообразно.применить в системе оперативной обработки данных мини-ЭВМ с макси­ мальным ОЗУ.

Наконец, для обеспечения возможности работы с нескольких дистанционных пультов управления (типа телетайпов, индика­ торов на ЭЛТ и т. д.), а также для обслуживания при необхо­ димости различных каналов связи в системе оперативной обра­ ботки данных нужно наличие мультиплексорного канала.

На рис. 14 представлен машинный комплекс из трех миниЭВМ типа Вариан-620/f (см. табл. 1), обеспечивающий решение задач, поставленных перед системой оперативной обработки данных. Эта система имеет следующие параметры:

1)объем одновременно хранимых данных около 120 млн., знаков;

2)в течение одной рабочей смены (8 ч) система позволяет:

—вводить примерно 13 млн. знаков с перфоленты,

—выводить примерно 2,8 млн. знаков на перфоленту,

—выводить в виде полностью оформленных документов; примерно 30 тыс. машинных листов;

—обеспечить обслуживание в режиме разделения времени примерно 60 различных терминальных устройств.

Особенность этого комплекса состоит в следующем:

—все технические устройства дублированы, поэтому выход

из строя какого-нибудь из них может только привести к умень-

* Одному учетному машинописному листу соответствуют 1800 знаков..

78

Рис. 14. Примерная компоновка вычислительной системы на основе мини-ЭВМ для системы оперативной обработки данных.

шению производительности системы (даже, если из строя вый­ дет один из ее центральных вычислителей);

—все процессоры комплекса для взаимного обмена данны­ ми объединены высокоскоростными каналами, которые образу­ ют кольцо;

—комплекс имеет выход для обмена данными с ЭВМ третьего (внешнего) уровня обработки данных, а дублирование этого выхода обеспечивается мультиплексором через коммути­ руемые и выделенные телефонные каналы,

—между отдельными машинами комплекса произведеноразделение функций (два процессора обслуживают обычные внешние устройства, а один выполняет главным образом функ­ ции мультиплексорного устройства),

—система может существенно развиваться за счет увеличе­ ния различных терминальных устройств и т. д.

Стоимость машинного комплекса (стоимость электронногооборудования), представленного на рис. 14, за исключением пи­

шущих и вычислительных автоматов, составляет примерно295 тыс. р.

Учитывая, что во втором варианте системы оперативной об­ работки данных пишущие и вычислительные автоматы будут использоваться только для ввода различных изменений и по­ правок (полностью исключается повторное прохождение дан­ ных через них, как это имеет место в первом варианте), для

79