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

печивается не набором автономных алгоритмов, приспо­ собленных для решения каждой отдельной задачи ото­ бражения данных, а созданием специальной системы переработки информации,.начиная от ее сбора и кончая выдачей на рабочие места, т. е. разработкой специальной

информационной системы наглядного отображения, пред­ ставляющий сложный комплекс взаимосвязанных алго­ ритмов. Этот комплекс в частном случае‘может быть и не полностью автономным. В частности, он может ба­ зироваться на общей фактографической автоматизиро­ ванной системе. В связи с тем, что в последующих главах книги алгоритмические системы отображения информа-

40

ции не будут рассматриваться, остановимся па них не­ сколько подробнее.

Система алгоритмов для решения задач отображения может быть разработана Только при наличии конкретных требований к результатам решения со стороны техниче­ ских средств, реализующих эти результаты. Такими средствами являются устройства отображения непосред­ ственно или устройства, связанные с помощью линий связи с ЭВМ и предназначенные для преобразования подготовленной в ЭВМ информации к виду, удобному

цесса отображения данных на экранах устройств отобра­ жения. При этом собственно информационную систему мы не рассматриваем.

Комплекс программ отображения, работающий сов­ местно с программами фактографической АИС, дол­ жен обеспечивать выполнение следующих основных функций:

—формирование исходного массива данных об об­ становке;

—подготовку данных для графического представле­ ния элементов обстановки;

— исключение наложений пояснительных надписей

исоответствующих формуляров;

—формирование выходного массива данных для вос­ произведения на экранах УО стандартных справок;

—формирование выходного массива данных для вос­ произведения на экранах УО элементов отображаемой обстановки.

Массив исходных данных для отображения форми­ руется с целью получить сведения, описывающие обста­ новку, и расположить эти сведения в определенной по­ следовательности. Первичными данными является информация, извлекаемая с помощью фактографической ИПС и хранимая во внешних накопителях ЭВМ. Поиск необходимых зон накопителей на магнитных лентах (НМЛ) и порядок их считывания в оперативное запо­ минающее устройство (ОЗУ) ЭВМ определяется про­ граммами соответствующей информационной системы.

'Процесс собственно формирования массива состоит из двух частей: подготовки специальных служебных слов на языке устройств отображения и обработки считанной

41

информации. Служебные слова содержат вспомогатель­ ную информацию и предназначаются для обозначения начала и конца массива исходных данных, а также для передачи некоторых дополнительных данных (вид сроч­ ности информации, номер УО, на который должна вы­ даваться информация, и т. д.). Обработка считанной информации заключается в выборке из всего объема дан­ ных только некоторой его части (перечень данных для каждого класса отображаемых объектов постоянен и должен быть заранее определен), формировании ряда новых сведений и записи их в определенной последова­ тельности в массив исходных данных. Далее осуществля­ ется подготовка информации для графического представ­ ления элементов обстановки.

Анализ условных обозначений, применяемых для на­ несения обстановки на различные рабочие документы,, показывает, что для представления ее элементов в гра­ фическом виде необходимо знать:

—вид условных знаков, располагаемых в опорных точках;

—ориентацию условных знаков;

—вид линий, соединяющих конкретные опорные

точки;

—состав формуляров и пояснительных надписей;

— координаты точек привязки знаков формуляров и надписи к карте или полю экрана.

Большинство из перечисленных свёдений в явном ви­ де не входит в состав информации, поступающей в ЭВМ. В связи с этим основным этапом решения задачи ото­ бражения является получение недостающих сведений пу­ тем переработки массива исходных данных и вспомога­ тельной информации, хранимой в ЭВМ в форме так на­ зываемых таблиц соответствия.

Правильное воспроизведение условных обозначений элементов обстановки на основе указанной информации не всегда обеспечивается аппаратурой отображения из-за ее ограниченных возможностей. Для исключения возмож­ ных ошибок нужно выполнить дополнительные вычисле­ ния и преобразования. Технические особенности аппара­ туры УО, как правило, накладывают_также определен­ ные требования и на форму представления и на органи­ зацию выходных данных, что приводит к необходимости проведения специальной переработки информации.

42

Информация для графического представления обста­ новки преобразуется по следующим основным этапам:

— пересчет координат опорных точек элементов об­ становки из одной системы координат в другую (напри­ мер, из географической системы координат, в которой осуществляется их хранение, в прямоугольную систему устройств отображения);

—определение необходимости соединения опорных точек отрезками прямых линий и формирование соот­ ветствующих данных;

—выявление случаев превышения допустимых для аппаратуры УО расстояний между соседними опорными точками элемента обстановки и расчет координат допол­ нительных точек;

—вычисление углов разворота условных знаков;

—формирование формуляров элементов обстановки

исоответствующих пояснительных надписей;

—пересчет координат расположения условных зна­ ков для исключения смещений, возникающих при изоб­ ражении знаков на экране вследствие различных причин, связанных с реализацией УО;

:— выявление случаев наложения условных знаков внутри условных обозначений элементов обстановки из-за несоответствия расстояний между опорными точками и линейными размерами условных знаков, а также устра­ нение этих наложений путем замены условных обозна­ чений:

только в виде значений характеристик, и формирование нужных сведений;

—■формирование служебных слов, используемых для передачи информации на УО;

— формирование массива данных, содержащих под­ готовленные сведения об обстановке и вспомогательную информацию, необходимую для решения последующей задачи исключения наложения формуляров. Наряду с нанесением обстановки на рабочие документы необхо­ димо нанести сокращенные надписи (формуляры) и дру­ гие пояснительные надписи вблизи условных обозначе­ ний. В процессе решения этой задачи исходят из двух основных положений: с одной стороны, формуляры должны располагаться таким образом, чтобы исключить случаи их наложения друг на друга и на условные обоз­

43

начения; с другой стороны, формуляры не должны быть слишком удалены от соответствующих условных обозна­ чений, т. е. не должна нарушаться целостность восприя­ тия элемента обстановки. Вопрос о программном исклю­ чении наложений знаков является очень важным, и от успешности его решения зависит во многом качествен­ ное воспроизведение обстановки, что особенно необходи­ мо, в УО коллективного пользования.

Существует ряд подходов к решению задачи устране­ ния наложений. Один из возможных методов, позволяю­ щих решать такую задачу, состоит в следующем. Для каждого элемента обстановки рассчитываются коорди­ наты предпочтительной точки привязки формуляра к ус­ ловному обозначению и проверяется возможность при­ вязки формуляра к этой точке, т. е. возможность его расположения без наложения на соседние формуляры и условные обозначения. С этой целью около рассчитан­ ной точки выделяется некоторая область и выявляются все формуляры и условные обозначения, попадающие в нее. Если при проверке обнаруживаются случаи нало­ жения, то производится дискретное перемещение форму­ ляра внутри области и аналогичная проверка для каждо­ го положения. Если разместить формуляр нельзя, то назначается новая точка привязки и весь процесс повто­ ряется. В соответствии с этим, чтобы исключить наложе­ ния, нужно:

—рассчитать линейные размеры формуляра и коор­ динаты предпочтительного положения формуляра около условного обозначения;

—отобрать формуляры'и условные обозначения, по­ падающие в заданную область;

— проверить возможности размещения формуляра

впредпочтительном месте;

—найти свободное место в выделенной области;

.— записать результаты решения (координаты точки привязки формуляров) в ответный массив;

— сформировать окончательный массив выходных данных для передачи на УО непосредственно или но ли­ ниям связи.

Разработка наиболее эффективного (с точки зрения оперативности выполнения алгоритма на ЭВМ) метода устранения наложений является весьма актуальной зада­ чей при создании автоматизированных систем отобра­ жения.

44

Для воспроизведения в наглядном виде стандартных справок и текстовой информации в ЭВМ используются выходные устройства нескольких типов. Иногда необхо­ димо стандартные справки и текстовую информацию сов­ мещать с обстановкой, выдаваемой на экраны устройств наглядного отображения. В этом случае система отобра­ жения данных должна реализовать логику подготовки стандартных справок и надписей, а также логику разме­ щения этой информации на экранах УО.

Процесс решения задач по подготовке стандартных справок можно подразделить на несколько частей:

—подготовка данных для заполнения позиций фор­ мы справки;

—формирование данных о самой форме;

—размещение подготовленных данных в графах формы;

—■формирование выходного массива для оконечных устройств.

Технические особенности оконечных устройств в раз­ ной степени учитываются на трех последних этапах под­ готовки. Процесс решения может быть описан с помо­ щью одного общего алгоритма, за исключением послед­

него этапа (первые три этапа могут быть совмещены с аналогичными этапами САР при подготовке информа­ ции для выдачи на АЦПУ, РТА, телевизионные трубки). В связи с этим к задачам отображения на экранах целе­ сообразно относить только формирование выходного массива данных. Исходный массив для отображения готовится программами информационных систем и со­ держит данные, необходимые для заполнения позиций формы справки.

Для формирования выходного массива нужно:

— пересчитать ширину граф формы, исходя из значности располагаемых в них данных и количества знако­ мест в строке справки, подлежащей выдаче на экран;

—выбрать из исходного массива данные заносимые

вграфы справки;

—рассчитать координаты положения групп знаков внутри граф каждой строки;

—перекодировать данные из кодов ЭВМ в коды УО;

—сформировать специальные служебные слова, ис­ пользуемые для передачи информации на УО;

—организовать выходной массив для передачи его на УО непосредственно или через линию связи.

45

Формирование выходного массива для отображения текстовых пояснительных надписей на экране осущест­ вляется аналогичновыдаче текстовой информации на ЭЦПУ и РТА.

Решение задачи включает:

— расчет координат групп знаков каждой строки;

—перекодировку данных из кодов ЭВМ в коды УО;

—формирование специальных служебных слов;

—организацию выходного массива.

Исходный массив данных здесь также готовится про­ граммами информационной системы.

Установлено, что реализация задач отображения даже на весьма быстродействующих ЭВМ может состав­ лять минуты (до десятка и более минут). Вопрос о со­ кращении времени решения является актуальным для ■АСУ. Этот вопрос может быть решен на основе усовер­ шенствования алгоритмов и программ отдельных этапов, а также на основе выбора наиболее рациональной орга­ низации всех процессов.

Сопряжение системы отображения с информацион­ ной системой может быть осуществлено разными путями. Возможен вариант, когда система отображения базиру­ ется на общее информационное поле информационной системы. Это упрощает структуру системы и ее програм­ мную реализацию. Однако использование общего массива нерационально с точки зрения решения задач отображе­ ния, так как при этом производится поиск и считывание большого количества информации, из которой выбирает­ ся лишь незначительная часть данных, отображаемых на экране. Кроме того, процесс подготовки внеочередной информации для отображения изменений в обстановке либо вообще исключается, либо для обеспечения воз­ можности его осуществления требуется разработка спе­ циальной организации процессов первичной обработки, хранения, обновления и выборки информации. И нако­ нец, частое повторение при каждом решении задачи всего объема операций над информацией, большая часть которой не претерпела каких-либо изменений, не позво­ ляет существенно повысить оперативность получения данных.

В другом варианте исполнения система может стро­ итьсяна использовании дополнительного информацион­ ного поля, формируемого на основе данных, необходи­ мых только для решения задач отображения и выбирае-

46

Мых из информации, поступающей в ЭВМ. Формирование массива может осуществляться на основе данных, либо не подвергнутых специальной обработке, либо предвари­ тельно переработанных.

Наконец, возможен вариант построения автономной информационной системы для отображения. В этом ва­ рианте к АИС предъявляется ряд требований по допол­ нительной логической обработке информации. Так, например, требуется разработать алгоритмы и програм­ мы, обеспечивающие процессы селекции отображаемых элементов обстановки по типам объектов, по времени, по районам их расположения и т. л. В состав системы отоб­ ражения в этом случае целесообразно включать специ­ альную ЭВМ, связанную с основной машиной. В подоб­ ном комплексе центральная ЭВМ реализует следующие функции:

— выбор из массива сообщений информации, необ­ ходимой для решения задач отображения обста­ новки;

— преобразование части выбранной информации в вид, требуемый для графического представления эле­ ментов обстановки;

— дополнение информации данными, необходимыми для организации процессов ее хранения, обновления и выборки в ЭВМ, обслуживающей систему отобра­ жения;

— преобразование информации для ее передачи по каналам связи в другую ЭВМ. Вторая ЭВМ выполняет операции по созданию массива входной информации и подготовке данных для отображения.

Нами рассмотрены две основные программные систе­ мы, органически входящие в состав АИС. При реализа­ ции АИС на конкретных технических средствах, кроме того, необходимо использовать систему программного управления (ОПУ) и систему программного админист­ рирования (ОПА). Система программного управления, сопряженная с АИС, предназначена для организации взаимодействия между основными элементами АИС. Система осуществляет динамическое обслуживание ин­ формационных полей и рабочих мест операторов, орга­ низует взаимодействие с другими системами, реализуе­ мыми на этом же комплексе технических средств.

Остановимся более подробно на системе программно­ го администрирования.

47

Система программного администрирования

Система программного администрирования предна­ значена для разграничения доступа потребителей к ин­ формации, а также для регистрации запросов и инфор­ мации, выдаваемой из ЭВМ.

Сосредоточение обширной информации в ЭВМ АИС, возможность простого обращения к ней с дистанционно­ удаленных рабочих мест, ікак правило, обусловливают необходимость создания специальных7мер по предупреж­ дению произвольного доступа к хранимым в информаци­ онных накопителях сведениям. Решение этих задач мож­ но осуществлять вручную, однако при этом снижается оперативность управления. 'Поэтому в ряде случаев целе­ сообразно использовать специальные программные сред­ ства, такие, как система автоматизированного, разгра­ ничения доступа (САРД) и система автоматизирован­ ного учета документов (САУД).

САРД определяет право доступа к информации по поступившему запросу. Право доступа к информации определяется на основании проверки типа обращения (запрос, сообщение), а также содержания и характера запрашиваемой по запросу или обновляемой по сообще­ нию информации. Тип обращения может быть легко оп­ ределен из текста поступившего запроса (или сообще­ ния) по формальным признакам, содержащимся в нем. Содержание и характер запрашиваемой информации или информации, подвергаемой обновлению, также могут быть определены по формальным признакам. Эти фор­ мальные признаки предназначены в основном для того, чтобы программы, реализующие информационный про­ цесс, могли осуществлять поиск соответствующей инфор­ мации, необходимой для формирования ответа, или ин­ формации, подвергаемой обновлению. В одних случаях формальные признаки могут раскрывать характер и со­ держание отдельных документов, хранимых и обрабаты­ ваемых в документальных информационно-поисковых системах. В других случаяхпо этим признакам ѵможно определить, по каким объектам и по каким характери­ стикам будет осуществляться информационный поиск

вфактографической информационно-поисковой системе. Право доступа к информации определяется на основе

анализа данных, содержащихся в соответствующей таб­ лице разграничения доступа. В зависимости от выполня-

48

емых потребителями информации обязанностей в АСУ, компетентные лица определяют характер информации и типы задач, с -которыми связан каждый потребитель. Эти сведения являются исходным материалом при со­ ставлении таблицы разграничения доступа. '

Система автоматизированного учета документов (САУД) предназначена для учета документов, выдава­ емых из ЭВМ потребителям на рабочие места, для авто­ матического составления, хранения и выдачи из ЭВМ учетного списка, а также для регистрации фактов запре­ щения доступа к хранимой в ЭВМ информации. Учет­ ный список должен позволять установить, какому потре­ бителю, когда и какой документ был выдан из ЭВМ. На каждом документе, выдаваемом из ЭВМ, должны автоматически проставляться все необходимые учетные данные этого документа. В учетных списках, хранимых в памяти ЭВМ, отмечается дальнейшее движение доку­ ментов в соответствии с получаемыми от потребителей подтверждениями.

Принципиально имеется достаточно возможностей для формального определения необходимых учетных -призна­ ков, входящих в состав учетного списка документов, вы­ данных из ЭВМ потребителям. Так, учетный номер доку­ мента может представлять собой его порядковый номер, регистрируемый при выдаче информации из электронных вычислительных машин.

Название документа, выдаваемого из ЭВМ, может определяться по содержанию запроса, поступившего с ра­ бочего места. Текст запроса может включать в себя, например, номер задачи, номер формы выдаваемой ин­ формации, признаки, указывающие на характер и содер­ жание запрашиваемой информации. Эти данные позво­ ляют однозначно определять содержание результатов, входящих в выдаваемые документы. Используя их, мож­ но получить учетный признак, соответствующий назва­ нию документа.

Объем выдаваемого документа может определяться количеством строк, страниц,' стандартных листов. Адрес направления документа 'определяется номером рабочего места и номером оконечного устройства, на которое вы­ дается документ. Время выдачи документа может быть определено при помощи датчика времени («машинных часов»), реализуемого в ЭВМ аппаратно-программным способом.