книги из ГПНТБ / Белоногов Г.Г. Автоматизированные информационные системы

для накопления, хранения, обновления, обработки, поис­ ка и выдачи фактографической информации о характери­ стиках различного рода объектов. Д о к у м е н т а л ь н ы е АИС предназначены для накопления, хранения, обновле­ ния, обработки, поиска и выдачи сведений о докумен­ тальных источниках информации, а также для поиска оригиналов документов.

Документальные АИС обеспечивают:

—оперативное.оповещение исполнителей о новых по­ ступлениях'документальной информации;

—быструю выдачу ответов на текущие запросы, воз­ никающие в повседневной работе исполнителей;

— автоматическую обработку и ввод информации о документах в систему по тематике автоматизируемого органа АСУ.

Надо отметить, что в структуре обеих систем есть много общего. Например, в этих системах может приме­ няться одна и та же методика автоматического перевода запросов и сообщений с формализованного русского язы­ ка на внутримашинный язык. Однако есть и существен­ ные различия, обусловленные характером обрабатывае­

(СПУ) •—это совокупность программ, предназначенных для организации взаимодействия между всеми компонен­ тами математического обеспечения АСУ, для динамиче­ ского обслуживания информационных полей и рабочих мест операторов, а также для взаимосвязи с другими автоматизированными системами. В состав СПУ входит ранее рассмотренная операционная система (ОС) общей части математического обеспечения.

Центральной .частью СПУ является с и с т е м а д и с ­ п е т ч е р и з а ц и и (СД). Она осуществляет организацию взаимодействия между компонентами математического обеспечения АСУ, взаимосвязь с другими системами и настройку необходимых средств переработки информа­ ции на работу в требуемых режимах.

С и с т е м а п р о г р а м м н о г о у п р а в л е н и я рабо­ той комплекса ЭВМ (ГІУРК) предназначается для орга­ низации вычислительного процесса на нескольких сов­ местно работающих (скомплексированных) ЭВМ. Комплексирование ЭВМ мо^кет при этом быть осуществлено на различных уровнях: оперативного запоминающего устройства (ОЗУ), магнитных барабанов (МБ), магнит-

30

пых тіент (МЛ), каналов связи. В соответствии с этим реализация программ на комплексе ЭВМ должна осу­ ществляться с соблюдением некоторых заранее опреде­ ленных требований к режимам их выполнения (повы­ шенная оперативность решения, достоверность получае­

мых результатов и т. д.).

П р о г р а м м н о е о б с л у ж и в а н и е и н ф о р м а ц и -

(ВЗУ), ведения каталогов информационных полей, за­ щиты 'и перераспределения массивов информации в ди­ намике. Кроме того, в системе ОИП могут быть реали­ зованы функции повышения информационной устойчиво­ сти массивов, а также обслуживание долговременного

архива АСУ.

С и с т е м а о б с л у ж и в а н и я р а б о ч и х м е с т о п е р а т о р о в (ОРМО) предназначена для организа­ ции коллективного дистанционного использования вы­ числительных средств АСУ операторами с обеспечением контроля правильности передачи сообщений, их учета и выдачи результатов на различные средства отображе­

задач (СКЗ) является программным аппаратом, пред­ назначенным для автоматического составления и реали­ зации на системе вычислительных средств комплексов взаимосвязанных между собой различного рода расчет­ ных задач. Системой комплексирования обеспечивается планирование вычислительных работ по реализации ком­ плекса расчетных задач на системе вычислительных средств, своевременное подключение в работу отдельных расчетных задач, формирование запросов на выделение для их реализации необходимых ресурсов и оборудова­ ния в системе вычислительных средств, установление воз­ можности одновременного решения нескольких расчет­ ных задач и их реализации в мультипрограммном режи­ ме, непрерывное слежение за ходом выполнения вычис­ лительного процесса и его протоколирование, обработка и обслуживание запросов, поступающих от потребителя в динамике решения комплекса задач. На. систему ком­ плексирования, кроме того, обычно возлагаются функции непосредственного информационного обеспечения задач. Система организует прием, первичную обработку и за­ пись исходных данных для решения задач па информа-

31

поиск и обновление информации в процессе реализации комплекса задач на ЭВМ, организацию рационального размещения информационных массивов на всех уровнях памяти ЭВМ в динамике выполнения комплекса задач, выбор оптимальных структур рабочих массивов инфор­ мации в процессе подготовки и реализации отдельных задач, перестройку и резервирование информационных нолей для защиты информационных, массивов.

В процессе формирования комплекса расчетных за­ дач СКЗ обеспечивает прием и первоначальный анализ запросов (заказов), поступающих от оператора, контроль правильности представления исходной информации, кон­ троль правильности записи заказа на решение комплекса задач, расшифровку заказа и установление наличия со­ ответствующих задач в библиотеке по каталогу их описа­ ния, оформление предварительной заявки на машинные ресурсы и выдачу указаний оператору ЭВМ о подготовке необходимых накопителей к работе, формирование по­ следовательности решения задач в комплексе, организа­ цию диалога с оператором для уточнения общей поста­ новки задачи и выдачу справки о возможности решения комплекса в данной постановке.

СКЗ организует связь с системой программного уп: равления, обеспечивая при этом передачу ей сведений

онужном количестве ресурсов, необходимых для реали­ зации комплекса задач, и о месте размещения инфор­ мационных массивов СКЗ в памяти ЭВМ, о требуемых режимах выполнения задач в текущий момент времени,

оналичии свободных объемов памяти и месте их распо­ ложения, о прекращении решения. СКЗ обычно также взаимодействует с АИС по организации процесса обмена информацией, необходимой для расчетных задач.

С п е ц и а л и з и р о в а н н ы е с и с т е м ы п р о г р а м - м и р о в а н и и я (ССП) предназначаются для обеспече­ ния программирования задач узкого класса. Эти системы программирования могут базироваться на общей систе­ ме программирования. ССП включают специализирован­ ные языки программирования, трансляторы специальных систем программирования, отладчики. Трансляторы ССП могут осуществлять перевод программ со специализиро­ ванных языков на язык широкого назначения либо не­ посредственно на машинный язык.

32

С и с т е м а п р о г р а м м н о г о а д м и н и с т р и р о ­

разграничения доступа потребителей к информационным полям (СРД). Система автоматически составляет, хра­ нит, обновляет и выдает специальный учетный список. Этот список в удобной для человека форме позволяет установить, какому потребителю, когда и какой документ был выдан машиной.

Система регламентирует выдачу информации из ма­ шины только тем лицам, которые по роду своей деятель­ ности должны иметь эту информацию. Она должна огра­ ничивать доступ к этой информации всех других лиц, включая инженерно-технический персонал, обслуживаю­ щий ЭВМ, устройства связи и оконечные устройства, вхо­ дящие в АСУ.

Кроме перечисленных средств МО в АСУ могут най­ ти применение некоторые вспомогательные средства пре­ образования программ. К ним могут быть отнесены:

—средства,.обеспечивающие совместимость программ,

т.е. осуществляющие автоматическое преобразование программ с одних машин (например, ранее разработан­

ных программ) на другие программно-несовместимые с ними машины;

•*— средства имитации, позволяющие имитировать ра­ боту одних машин на других с воспроизведением всех функций моделируемой машины и выдачей результатов, эквивалентных тем, которые могут быть получены на моделируемой машине.

Предварительные замечания об общих принципах построения автоматизированных информационных систем

Как уже было отмечено, автоматизированные инфор­ мационные системы (АИС) предназначаются для на­ копления, хранения, обновления, поиска, обработки и выдачи по запросам сведений различного характера. На­ ряду с техническими, средствами в состав АИС входит комплекс специальных программ, обеспечивающих ее функционирование, и информация — массивы сообщений, содержащих сведения, учитываемые в системе, а также различные ■служебные массивы (словари, таблицы и т. п.).

Автоматизированные информационные системы обыч­ но создаются на основе использования общего инфор­ мационного поля для решения различных задач. Практи­ ка работы с АИС подтверждает, что необходимо созда­ вать комплекс программ системного применения, а не разрабатывать частные информационные задачи. Это обусловлено однотипностью процедур, выполняемых при решении достаточно широкого класса информационных задач (накопление, обновление, поиск, обработка и выда­ ча информации по запросам), удобством централизован­ ной подготовки и централизованного хранения информа­ ции в общем информационном поле. В связи с этим по­ нятие «информационная задача» относится к внешнему проявлению информационной системы и обычно не свя­ зывается непосредственно с ее программной организа­ цией.

Основным структурным элементом массива сведений, хранящихся в памяти системы, является с о о б ще н и е . В сообщении указывается наименование объекта и его признаки (характеристики). В общем случае сведения могут представляться как в форме элементарных сооб­ щений, так и в виде более сложных структур. Язык, на котором осуществляется записьсообщений в памяти си­ стемы, будем называть м а ш и н н ы м и н ф о р м а ц и о н ­ ным я з ы к о м . Общение человека с АИС осуществ^уіется на основе использования в х о д н ы х ( в ых о д н ых ) сообщений, записанных на входном (выходном) инфор­ мационном языке или просто на входном (выходном) языке.

Наиболее удобным для человека и универсальным является «естественный» язык. Однако сложность син­ таксической и семантической структуры естественных языков с точки зрения их машинной обработки не позво­ ляет рассчитывать на их широкое использование в бли­ жайшем будущем. В связи с этим общение человека с АИС осуществляется с использованием входных и вы­ ходных сообщений, представленных *на формализован­ ном естественном языке. В дальнейшем, как. правило, мы будем отождествлять понятия «входной (выходной) язык» с понятием «формализованный естественный язык».

Одним из основных требований, предъявляемых к ма­ тематическому обеспечению АИС, является организация наиболее удобного общения человека-оператора с техни­

34

ческими средствами системы. Под у д о б с т в о м о б щ е ­ ния в данном случае понимается такое общение, при котором оператор имеет возможность поставить ту или иную задачу (дать запрос на решение этой задачи) пе­ ред вычислительной системой и получить ответ на эту задачу, минуя каких-либо посредников. При этом как сам запрос, так и ответ на него формулируется на язы­ ке, удобном для понимания данным потребителем. В ос­ новном это должен быть в той или иной степени форма­ лизованный естественный русский язык.

Вопрос о степени формализации естественного языка является весьма существенным. Чем меньше степень формализации, тем более развитыми должны быть сред­ ства математического обеспечения, обеспечивающие как правильное понимание поставленной задачи, так и под­ готовку ответа на нее в удобном для восприятия виде.

Анализ реально существующих информационных си­ стем приводит к заключению о невозможности создания универсальной АИС. Следует идти по пути создания ограниченного числа типовых АИС, специализируемых в соответствии с конкретными требованиями определен­ ных классов информационных задач.

В качестве таких типовых автоматизированных си­ стем могут быть автоматизированные фактографиче­ ские информационные системы и автоматизированные до­ кументальные информационные системы. Документаль­ ные и фактографические системы отличаются не только содержанием хранимых в них сведений. Отличие одной системы от другой обусловлено также различием органи­ зации массивов информации и процессов ее обновления и поиска. При разработке АИС основное внимание должно быть обращено на создание фактографических систем как наиболее сложных по структуре и перекрывающих боль­ шую часть потребностей в информационном обеспечении работ автоматизируемых органов управления.

Автоматизированные информационно-поисковые системы

Автоматизированная фактографическая информацион­ но-поисковая система (ИПС) является транслятороминтерпретатором, осуществляющим перевод сообщений (запросов) с входного информационного языка на ма­ шинный информационный язык (и обратно) и выполне­ ние предписания относительно характера обработки ин­ формации.

35

В процессе выполнения оттранслированных предписа­ ний (интерпретации) система осуществляет следующие

основные функции:

— накопление и обновление-массива сообщений;

— поиск в массиве сообщений; /

—формирование ответа на запрос;

—преобразование'данных, полученных в результате

поиска, к виду, удобному для оформления документов (перевод с машинного информационного на выходной информационный язык). В некоторых случаях на этом же этапе осуществляется первая наиболее простая логи­ ческая обработка и обобщение информации.

Перевод запроса с входного языка на машинный ин­ формационный—-это первый и наиболее сложный этап его обработки. При этом распознаются отдельные эле­ менты запроса (слова и словосочетания) и анализирует­ ся его логическая структура. На следующем этапе уста­ навливаются смысловые связи между понятиями, исполь­ зуемыми в сообщениях, а также производится выборка сообщений, удовлетворяющих условиям запроса.

В процессе работы ИПС в памяти ЭВМ хранится массив сообщений и различного рода словари, необходи­ мые для перевода сообщений и запросов с входного язы­ ка на машинный информационный язык и наоборот.

Автоматизированная информационно-поисковая си­ стема может работать в следующих основных режимах:

—поиск сведений по нестандартным формализован­ ным запросам;

—выдача регламентных справок;

—первоначальный ввод и обновление основных ин­ формационных массивов;

—информационное обеспечение расчетных задач. Поступивший в ЭВМ запрос переводится с формали­

зованного русского языка на машинный информацион­ ный язык. Осуществляется поиск требуемых сведений. Найденные в результате поиска сведения декодируются и с помощью системы отображения информации выда­ ются на печать или на другие устройства.

Обновление основных информационных массивов производится по мере поступления новых сведений и устаревания ранее накопленных. При этом наиболее ча­ стым изменениям подвержен массив сообщений. В случае необходимости, обновляются также и другие информа­ ционные массивы.

36

Вдокументальных автоматизированных ИПС основ­ ными единицами -информации в памяти ЭВМ обычно являются тексты рефератов документов и их поисковые образы (дескрипторные описания). Кроме того, в про­ цессе функционирования системы используются словари такого же назначения, как и в фактографической ИПС.

Впоисковых образах рефератов перечисляются номе­

ра всех информативных понятий, встречающихся в заго­ ловках документов или в текстах их рефератов, а также сведения о стране, языке, времени издания и т. п. На каждый вновь поступивший документ составляется фор­ муляр, который включает краткую характеристику со­ держания документа (реферат), адрес его хранения, би­ блиографические сведения о документе и некоторые до­ полнительные данные (сведения об источнике информа­ ции и др.). На основе формуляра документа составляет­ ся его поисковый образ. Текст реферата наряду с крат­ кой характеристикой содержания документа включает его библиографические данные и адрес хранения.

Документальная информационно-поисковая система может работать в следующих режимах: *

—первоначальный ввод и обновление основных ин­ формационных массивов;

—оперативное оповещение исполнителей о поступле­

нии новых документов;

— выдача ответов на текущие запросы.

Поиск документов производится по запросам. В за­ просах указываются тематические рубрики, интересую­ щие потребителей информации, и логическая связь меж­ ду ними. В случае необходимости в запросе могут быть указаны также некоторые библиографические признаки документов (страна, издание, язык и др.).

Оперативное оповещение о новых поступлениях до­ кументов может производиться по постоянным запросам, заранее сформулированным абонентами и хранящимся в системе. Процесс установления смысловой связи меж­ ду запросами и документами осуществляется с помощью поисковых образов рефератов. При этом сначала нахо­ дятся номера рефератов, удовлетворяющих условиям за­ проса, а затем выдаются на печать тексты соответствую­ щих рефератов.

Обновление основных информационных массивов до­ кументальной ИПС производится путем ввода в нее новых рефератов документов и их поисковых образов.

37

Обновление словарей осуществляется на основе инфор­ мации, содержащейся в поисковых образах рефератов. Более подробно принципы построения автоматизирован­ ных ИПС излагаются в гл. 4—16.

Система отображения информации

С и с т е м а о т о б р а ж е н и я и н ф о р м а ц и и вклю­ чает систему автоматического редактирования информа­ ции в буквенно-цифровой форме (САР) и систему ото­ бражения информации (СОИ), выдаваемой на экраны различного типа устройств наглядного отображения.

С и с т е м а а в т о м а т и ч е с к о г о р е д а к т и р о в а ­ н и я буквенно-цифровой информации предназначена для подготовки к выдаче информации на алфавитно-цифро­ вые печатающие устройства (АЦПУ), рулонные теле­ графные аппараты (РТА), а также на устройства на­ глядного отображения коллективного и индивидуального пользования (буквенно-цифровые табло, телевизионные трубки — дисплеи и т. п.). Данные, необходимые для обеспечения подготовки информации к выдаче на эти устройства, могут записываться во входном сообщении на специальном алгоритмическом языке автоматического документирования. Перевод на машинный язык и под­ готовка информации к выдаче обычно осуществляется с помощью специального транслятора-интерпретатора. Система должна обеспечивать выдачу информации в тек­ стовой и табличной регламентной (заранее определен­ ной) и нерегламентной (структура выдаваемого массива определяется в ходе поиска информации) формах.

В табличной форме выдачи информации в начале каждой строки указывается наименование объекта, столбцы обозначаются наименованиями характеристик. Регламентная табличная форма выдачи информации от­ личается от нерегламентной тем, что здесь форма та­ блицы подготавливается заранее, вручную. Форма табли­ цы вводится в память ЭВМ и используется для выдачи результатов поиска и обработки информации. Введение регламентной табличной формы позволяет улучшить качество оформления часто используемых сведений. Схема выдачи регламентных справок и процесс форми­ рования массива представлены на рис. 3.2 и 3.3.

Одним из видов информационных задач является за­ дача наглядного отображения информации на экранах

38

устройств отображения с картографической проекцией. Сущность таких задач состоит в сборе сведений о раз­ мещении и характере деятельности отображаемых объек­ тов и нанесении по этим.данным условных обозначений элементов отображаемой обстановки на топографические карты и другие документы. Для реализации на ЭВМ

Р и с . 3.2. Ф орм ирование массива данны х для выдачи регламентных справок.

этого типа задач в АИС включается система отображе­ ния информации (СОИ).

В отдельных случаях решение з-адач наглядного ото­ бражения информации на экранах устройств отображе­ ния может являться самостоятельной и основной зада­ чей АИС. В этом случае алгоритмизация решения задач отображения связана с организацией процесса сбора, хранения, обновления, выборки сведений из специализи­ рованных хранилищ, переработки их в необходимый вид и выдачи преобразованной информации на устройства наглядного отображения. Как указывалось раньше, эф­ фективное решение конкретных задач отображения обес­

39