книги из ГПНТБ / Баясанов, Д. Б. Автоматизированные системы управления трубопроводными объектами коммунального хозяйства

совпадающими значениями в меньшую группу стандартных терминов с более точно распространенными значениями, что уменьшит число терминов, используемых в системе; сделать стандартным описание любого предмета или сообщения; до­ вести до максимума возможность нахождения документа, имеющего отношение к решаемому вопросу, и до минимума— не имеющего отношения; обеспечить запрос в системе тре­ буемого количества материалов.

Создание информационно-поискового языка требует

предварительного изучения, выделения и классификации

круга понятий, терминов и предложений в отрасли, установ­

ления связей между ними. При выборе и анализе терминов

нужно решить, на какие вопросы будет отвечать система:

специальные, общие или комплексные; каков объем и ха­ рактер материалов, которые предполагается охватить си­ стемой; какие термины могут быть использованы в качестве дескрипторов; установление связей между дескрипторами

и т. п. В этой связи можно выделить три основных типа

дескрипторных поисковых систем: 1) дескрипторная поиско­

вая система, -язык и логика которой, по существу, исчерпы­

ваются перечнем дескрипторов; 2) система, в которой между

дескрипторами задаются фиксированные отношения, неза­

висимо от контекста документов, называемые базисными

и позволяющими в процессе поиска устанавливать смысловое

наличием текстуальных отношений между дескрипторами,

определяемыми контекстом сообщений, служащих одним из основных средств борьбы с информационными шумами.

Для снижения информационного шума при поиске сле­ дует стремиться к уменьшению числа общих дескрипторов. Если последние применяются для повышения поисковой эф­

фективности системы, то необходимо использовать дополни­

тельные средства для снижения шумов.

Между общими дескрипторами, а также между общими

и специальными устанавливаются иерархические связи. Различают системы с сильной иерархией, в которых каждый

элемент последовательности имеет единственного предшест­

венника, и системы со слабой иерархией, где каждый де­

скриптор может быть подчинен несколько другим, более

общим по роду дескрипторам. Несмотря на некоторое уве­

личение длительности времени поиска, последние системы

более гибки, поскольку различным элементам здесь разре­

1 1 0

шается иметь несколько сопредшественников. При фасет­

ду фасетами — слабую.

Существуют также способы фиксирования связей между

дескрипторами при помощи алфавитного указателя-тезу-

руса, специальных таблиц дескрипторов, составленных в оп­

ределенном линейном порядке, методами взаимного фикси­ рования и т. п. Более общим методом установления отно­

шений между дескрипторами является способ взаимного

фиксирования. Метод записи дескрипторов в линейной по­

следовательности имеет тот недостаток, что он позволяет

устанавливать в системе только бинарные связи, т. е. связи между определенными и примыкающими к ним дескрипто­ рами, а отношения более высоких порядков здесь учтены

быть не могут.

Важным вопросом при создании автоматизированных информационно-поисковых систем является выбор носителей информации, который обусловливал бы наиболее эффектив­

ное функционирование системы. Выбор каждого носителя

определяется задачами и типом информационно-поисковой

системы, объемом материалов, подлежащих хранению, и т. п. При организации поисковой картотеки должны быть учтены

следующие характеристики системы: тип носителя инфор­

мации и используемое оборудование; форма организации картотеки; способ доступа к картотеке, расположение вводов на карточках, порядок расстановки карточек в кар­ тотеке, тип вывода информации из системы; взаимораспо­

ложение поискового образа и оригинала документа. В ка­

честве носителей информации могут быть использованы: перфокарты с внешней и внутренней перфорацией (с краевой перфорацией), перфокарты цедевые, суперпозиционные, апертурные, кляссерные, перфорированные и магнитные ленты и другие.

Карты с краевой перфорацией изготовляют из прочной,

плотной, гладкой бумаги с одним или несколькими рядами

отверстий по краям. Для осуществления обмена информа­ цией при стандартных системах кодирования выпускаемые нашей промышленностью карты стандартизированы. Кодо­ вое поле карты типа К-5, к примеру, дает возможность

закодировать до 200 различных поисковых признаков. При

большем числе поисковых признаков осуществляется мно­

гоаспектный поиск по совокупности поисковых призна­ ков. Большое свободное от перфорации внутреннее поле

111

карты может быть использовано для хранения визуальной

информации — текстов, чертежей и т. п.

Условия ручного использования карт, сравнительно

небольшое количество поисковых признаков, которые можно

на них закодировать, и чисто технические трудности поиска при сложных системах кодирования информации ограни­

чивают сферу применения этих карт.

В связи с использованием счетно-перфорационных ма­

шин для поиска и обработки информации применяют и ма­

шинные перфокарты, которые по форме фиксируемой ин­

формации можно разделить на карты:

1) кодированные без какой-либо визуальной инфор­ мации на естественном языке;

2)содержащие кодированные и визуальные части;

3)апертурные, содержащие, помимо закодированных данных, вмонтированные в них микрофильмы.

Использование для поиска информации карт второго и третьего типов может быть ограничено по чисто техни­ ческим причинам, и главным образом из-за срока их служ­ бы. При частом прогоне через аппаратуру перфокарты быст­

ро выходят из строя. Замена кодированной части перфокарт

несложна, а восстановление текстовых или апертурных

перфокарт — операция более сложная и дорогая.

Суперпозиционные карты применяют при инверсном

способе организации поисковых информационных масси­

вов, когда носитель информации (карта) соответствует по­

исковому признаку и на нем фиксируются все адреса (но­ мера) документов, в которых и содержится поисковый

признак. Для организации инверсного массива нужно сфор­

мировать общий для всей поисковой системы перечень поисковых признаков и для каждого признака выделить

носитель информации. При этом каждому поступающему

в поисковую систему документу присваивается адрес, по которому его можно найти в хранилище, причем этот адрес

не зависит от содержания документа. Затем документ ана­

лизируют с целью определения его поискового образа. Для этого в документе отыскивают независимо друг от

друга все содержащиеся в нем поисковые признаки, входя­

щие в ранее составленный перечень поисковых признаков

системы. Адрес документа записывают на карты с соответ­

ствующими поисковыми признаками. Для поиска запрос анализируют так же, как и сам документ. В поисковых си­

стемах можно использовать в качестве суперпозиционных — машинные перфокарты. На 80-колонной перфокарте можно

112

закодировать до 960 номеров документов. Суперпозицион-

ные перфокарты являются эффективным средством много­

аспектного поиска документов. Создание поисковых массивов

на них требует тщательной подготовки списков поисковых

признаков документов в процессе формирования массива. Поиск при этом осуществляется быстро, с малой затратой труда. Система для своей реализации не требует дорогих и сложных технических средств. Одной из очень важных положительных сторон суперпозиционных карт является то, что, в противоположность картам с краевой перфора­

цией и отчасти машинным картам, при их использовании

практически не ограничены ни общее число поисковых при­

знаков системы, ни число поисковых признаков каждого

вводимого в систему документа. Действительно, увеличение

общего числа поисковых признаков в системе будет означать

просто увеличение числа карт в картотеке, а увеличение

числа поисковых признаков документа приведет только

к необходимости отперфорировать адрес этого документа

на большем числе карт.

В качестве носителей информации используют и микро­

фильмы. Микрофильмирование является наиболее эффектив­

ным средством сжатия объемов документальных хранений.

В микрофильмированных массивах возможен быстрый поиск

ивыдача копий документов. Возможны два варианта тех­ нического осуществления документального поискового мас­

сива на микрофильмах: рулонный, карточный, когда доку­ менты копируются на короткие отрезки пленки или карты.

Карточное хранение имеет ряд преимуществ по сравнению

с рулонным. В этом случае можно легко упорядочить хране­ ние уже после подготовки микрокопий микрофильмов. Съемки при этом можно вести в любом порядке. Можно легко изъять, пополнить в любом месте, заменить документы в массиве, а в случае необходимости — реорганизовать, пе­ ресортировать информационный массив. Недостатком дис­

кретного хранения является то, что не удается полностью

использовать площадь носителя информации-микрофильма,

так как размер микрокарты стандартный, а размеры доку­ ментов меняются в широких пределах, что ведет к лишнему

расходу кинопленки.

Процесс перевода содержания документов или запросов

на язык информационно-поисковой системы складывается из анализа их содержания и самого перевода результатов

анализа на машинный язык — операция кодирования. Вы­

деление из документа или запроса их содержания на естест-

113

венном языке, предназначенных для последующего поиска, осуществляется: реферированием — концентрированным

изложением на обычном языке основных элементов содер­

жания документов; индексированием — выделением из до­

кументов отдельных слов или понятий, представляющих

существенное содержание материалов; классифицирова­

нием — отнесением документов к элементам классифика­

ционной структуры.

Операция кодирования — перевода результатов анализа

документов на язык информационно-поисковой системы —

должна удовлетворять требованиям однозначности, крат­ кости, аддитивности, программируемости результатов. Ос­

новными положительными признаками, определяющими

выбор способа кодирования, являются степень соответст­

вия целям информационно-поисковой системы и пригод­ ность для экономной и эффективной работы как в процессе

самого кодирования, так и при поиске. Различают кодиро­

вание: прямое, когда кодируемому поисковому признаку

соответствует элемент носителя информации; комбиниро­

ванное, когда кодируемому поисковому признаку соот­

ветствует комбинация элементов носителей информации; в фиксированной зоне, когда поисковому признаку отво­ дится на носителе информации зона, включающая строго

определенное количество элементов, что характерно для перфокарт; с наложением, когда в одной зоне кодируется несколько признаков.

В качестве символов кодирования используют цифры,

буквы, специальные символы и т. п. При выборе метода

кодирования, а следовательно, и вида оборудования сле­ дует учитывать природу информационных запросов и ха­

рактер информационных материалов.

Любой код обычно состоит из определенного количества символов и установленных правил отношений между этими символами. В теории информации принято считать, что код является оптимальным, если он занимает 50% площади но­ сителя, отведенной под кодирование. Работа с кодирован­ ным материалом будет минимальной, если коды употреб­ ляются одинаково часто и равны по длине или употреб­

ляются с различной частотой, но при этом длина кодового

сообщения обратно пропорциональна частоте его употреб­

ления.

В зависимости от конфигурации и места расположения кодовых символов коды подразделяются на локальные, пря­

мые, нелокальные и суперпозиционные. При локальном

114

коде кодовое обозначение характеристик различается рас­ положением полей для записи характеристики и конфигу­

рации кодовых символов. Локальный код применяют в слу­

чае кодирования взаимоисключающих характеристик, об­

разующих отдельную группу. При этом для каждой группы

отводится свое поле перфокарты, где любая характеристика группы может быть записана в виде определенной конфигу­

рации символов. Взаимоисключаемость означает, что каж­ дый элемент информации имеет не более одной характе­

ристики из любой группы взаимоисключающих характе­

ристик.

Прямой код представляет собой одну из разновидностей локального. Здесь кодовые обозначения характеристик раз­ личаются только расположением отводимых для них полей, в каждом из которых возможны только две конфигурации символов, отмечающих наличие или отсутствие характе­ ристики. Прямой код бывает выгоден, когда элементы ин­

формации содержат большое число характеристик. При

этом коде каждому понятию соответствует вполне опреде­

ленное отверстие на перфокарте. Иногда для каждого де­

сятичного разряда порядкового номера понятия на карте

отводят 10 отверстий. Тогда для записи любого номера от

0 до 99 понадобятся только 20 отверстий. Второй способ

более трудно реализуем. Кроме этих способов составления

прямых кодов применяют код 0— 1—2—4—7 и пирамидаль­

ный.

С помощью кода 0— 1—2—4— 7 можно записать проре­ зями любое число от 0 до 9 включительно, т. е. код позво­ ляет записывать в отдельности десятичный разряд номера понятия поискового образа. Для записи любой цифры от

0 до 9 надо отвести только 5 отверстий, а не 10, как в пре­

дыдущем случае. В коде 0— 1—2—4—7 каждое число изо­

бражается двумя прорезями на перфокарте. Этот код пред­

ставляет собой частный случай пирамидального кода, с по­ мощью которого можно записать любые буквы и числа (рис. 22). При использовании этого кода на перфокартах печатается пирамида.

Для нелокального кода обозначения характеристик раз­

личаются конфигурациями кодовых символов, помещенных

в отдельных для каждой характеристики произвольно рас­

положенных полях. Нелокальный код наиболее гибкий

и компактный. При его использовании на перфокарте записываются только те характеристики, которые содер­

жатся в данном элементе информации.

115

Для суперпозиционного кода обозначения характе­

ристик различаются только конфигурацией кодовых сим­

волов, причем разные кодовые обозначения помещены

в одном поле, как бы накладываясь друг на друга. В этом случае возможно образование ложных конфигураций кодо­

вых символов. Однако он позволяет размещать в одном и

том же поле несколько характеристик, что увеличивает

Рис. 22..Примерная схема пирамидального кода

а — для букв; б — для чисел

объем информации, которую можно записывать на отдель­

ную перфокарту. Однако в каждом случае необходимо ана­

лизировать, насколько применение такого кода ухудшает эффективность поиска вследствие отбора лишних элемен­

тов информации. Суперпозиционный код отличается от рас­

смотренных тем, что в одно и то же поле записывается не одна буква, а две или три.

При выборе той или иной информационно-поисковой системы или ее разработке необходимо учитывать ее соот­ ветствие объему накапливаемой и выдаваемой информации и тем задачам, которые эта система должна решать. При со­

здании этих систем, независимо от избранных технических

средств поиска и хранения информации,. необходимо зара­

нее предусмотреть при расширении масштабов обслужива­

ния возможность внесения изменения в схемы индексиро­ вания и хранения данных без нарушения основных прин­ ципов. К примеру, при переходе от перфолент через перфо­ карты на магнитные ленты; при переходе к центральной, координированной системе в результате развития подразде­

лов системы дескрипторного индексирования.

К информационно-поисковым обслуживающим подси­

стемам АСУ предъявляются следующие требования:

1) селективность в работе, т. е. способность ограничить число единиц информации, которые должны быть просмотре­

ны после поиска;

116

2)способность к корреляционному анализу процесса поиска;

3)надежность в работе при соблюдении достаточной

вероятности отбора полезной информации и исключения

ложной;

4)быстродействие, т. е. обеспечение приемлемого вре­ мени реализации выдачи информации с момента ввода в си­

стему запроса на нее;

5)стабильность форм выдаваемой информации.

Эти требования могут быть выполнены только при ма­

шинной обработке информации и машинных методах ее вы­

дачи по запросам. Наиболее перспективными здесь являют­

ся информационно-поисковые системы с магнитными носи­

телями непрерывного (магнитные ленты) и дискретного

(магнитные карты) типов. В том или другом случае носи­

тели информации снабжаются магнитным покрытием, что

позволяет использовать их и в ЭЦВМ. Основными обла­ стями применения вычислительной техники здесь можно

считать; подготовку предметных и авторских указателей,

составление указателей ключевых слов, автоматическое реферирование материала, автоматический поиск информа­ ции, машинный перевод, автоматическую систематизацию

и распределение информации. Будущее ЭЦВМ в области

автоматизированных информационно-поисковых систем бу­

дет, видимо, заключаться в их всемерной специализации и направленного развития в информационно-логические машины, обладающие достаточной емкостью запоминающих устройств, уменьшенным временем выборки, данных из последних, удовлетворительными и надежными вводными

и выводными устройствами, сильно развитой логикой и т. п.

Информационно-поисковая система как подсистема ин­

формационного обслуживания АСУ должна обеспечивать

запросы различных служб коммунальных хозяйств данными о научно-технических достижениях и передового опыта и строиться по иерархическому принципу. Структура ин­ формационно-поисковой системы должна представлять со­ бой сеть функциональных и отраслевых центров, которые должны перерабатывать и хранить всю необходимую ин­

формацию. Эти данные они будут передавать в записи на

магнитных лентах в бюро информационного обслуживания,

призванных непосредственно обеспечивать заявки потре­

бителей. Рациональная сеть таких бюро должна учитывать

экономические особенности и иерархию управления объек­ тами коммунальных хозяйств в стране. На каждом уровне

117

системы информационно-поискового типа должны быть по­

лучены ответы на запросы, входящие в их компетенцию,

а запросы, которые не могут быть удовлетворены нижним

уровнем, пропускать на следующий, более высокий уровень. Подразделения этой системы должны быть оснащены сов­

местимыми вычислительными машинами со специализи­

рованными периферийными элементами и оборудованием,

которые будут работать в режиме разделения времени. Это обеспечит высокую эффективность применения средств вы­

числительной техники для решения информационно-по­

исковых задач.

§6. ОБЩИЕ ВОПРОСЫ РАЗРАБОТКИ СХЕМЫ ПЕРЕДАЧИ

ИОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ В АСУ

Вопрос создания надежной системы информации для

схем АСУ является одним из важнейших. Стоимость сбора и обработки единицы информации, ее надежность и объек­ тивность, интенсивность загрузки линий связи непосредст­ венно зависят от тех принципов, которые 'закладываются при проектировании информационной системы. Узловыми моментами, которые должны быть подробно разработаны при создании информационной системы в частности и инфор­

мационного обеспечения АСУ в общем, должны быть: изу­ чение и анализ существующих в системе информационных связей и потоков между основными подразделениями трубо­ проводного хозяйства; изучение и обоснование задач, реша­ емых в информационной системе АСУ; разработка и реализа­

ция методов и устройств, обеспечивающих сбор, передачу, хранение и выдачу объективной и достоверной информации;

создание интегрированной системы обработки информацион­ ных показателей.

В первую очередь создается всеобъемлющая схема инфор­ мационных связей и потоков информации, циркулирующих в рамках подразделений трубопроводного хозяйства, для которого создается АСУ. На этой информационной схеме указываются пункты формирования и получения информа­ ции, ее значимость, объемы передаваемых сообщений и т. п. Трудоемкость обследования системы для составления этой

информационной схемы чрезвычайно велика и требует при­

мерно до 30% времени, затрачиваемого на разработку АСУ. Информационную схему используют обычно для определе­

ния маршрутов документов с целью последующей рациона­

118

лизации потоков информации., объемов циркулирующей

в системе информации, места для установки устройств сбо­

ра и передачи информации. Однако, как показывает опыт проектирования многих АСУ, здесь имеются следующие осо­ бенности, которые необходимо учитывать: большая трудо­ емкость в реализации этой задачи; значительные изменения информационных потоков ввиду значительного разрыва во времени между обследованиями и внедрением АСУ, так как

технические средства и все задачи, решаемые в информа­

ционной системе АСУ, внедряются обычно поэтапно.

Поэтому обследование на стадии, предшествующей тех­

ническому проектированию АСУ, должно быть ограничено по своему объему и строго целенаправлено. Оно должно

касаться лишь основных структурных подразделений систе­

мы и наиболее важных документов, сообщений и их маршру­ тов. Причем важность того или иного документа должна быть определена анализом задач, предназначенных к перво­

начальному внедрению в реализации АСУ. Поэтому в этой

стадии разработки АСУ необходимо фиксировать лишь те

показатели и соответственно документы и их маршруты, ко­

торые участвуют в решении первоочередных задач.

Разработка и использование технических средств сбора,

переработки, хранения и выдачи информации играют важ­

ную роль в обеспечении эффективного функционирования

информационной системы АСУ. Большое значение имеют

также аппаратурные, программные, тестовые и т. п. методы повышения надежности передачи и обработки информации

(см. гл. IV). Результирующим этапом создания информа­

ционной системы АСУ является разработка и реализация схемы интегрированной обработки информации.

Многие авторы отмечают, что основной предпосылкой создания интегрированной системы обработки информацион­ ных данных является четкое разделение управленческих функций на «творческие» процессы, т. е. процессы принятия

решений по управленческим воздействиям на объект конт­

роля и управления, и «механические», суть которых заклю­ чается в сборе информации, ее размножении, переписке, составлении сводных документов и т. п. В АСУ обычно пер­ вые операции осуществляет управленческий аппарат соот­ ветствующих иерархических уровней отраслей коммуналь­

ного хозяйства, а механические операции — эксплуата­

ционная служба АСУ, т. е. системы ИВДП, РИВЦ и ГИВЦ.

Говоря об организации интегрированной системы обработ­ ки информационных данных, следует иметь в виду, что речь

119