10.2. Специальное математическое обеспечение комплексов.

Специальное МО КСО строится по модульному принципу, поз­воляющему создать наиболее гибкую систему МО. В общем слу­чае МО включает в себя следующие модули программ:

1. обработки массивов и данных;

2. формирования файла для каждого подключенного СО;

3. редактирования и масштабирования изображения координатно-знаковых индикаторов ( КЗИ);

4. пересчета координат к данному экрану;

5. редактирования и дополнения файлов таблично-знаковых индикаторов (ТЗИ);

6. анализа и первичной обработки информации, поступившей из системного процессора центрального вычислительного комплекса (ЦВК);

7. регенерации изображения (при модульной структуре КСО).

Следует отметить, что модульность накладывает определенные ограничения на организацию связи между отдельными програм­мами. В частности, непосредственное обращение одной програм­мы к другой возможно лишь при условии, что они входят в один программный модуль. Например, при необходимости выведения на экран индикатора дополнительной информации, хранящейся в ОЗУ процессора КСО, программа анализа запроса не может передать управление непосредственно программе поиска необходи­мого массива, а должна обратиться к супервизору КСО. Из ЦВК на КСО передаются информационные массивы, содержащие следующие сведения:

• служебную информацию, сопровождающую информационные массивы;

• текущую информацию об обстановке в зоне в настоящий мо­мент времени для всех входящих в КСО индикаторов;

• информационно-справочные массивы, предназначенные для отображения на ТЗИ;

• формуляры на отображаемый объект, находящиеся в зоне наблюдения;

• сообщения на запросы операторов, если для ответа на запрос необходимо было задействовать аппаратуру верхнего звена управ­ления;

• информацию, поступающую с других терминалов системы.

Формирование и компоновка файлов для всех индикаторов осу­ществляются в центральном вычислительном комплексе АСУ (ЦВК) . Каждому кадру присваивается признак принадлежности определенному индикатору или печатающему устройству КСО.

11. Вопросы проектирования программного обеспечения.

В системе индикации, опирающейся на ЭВМ, базовые концепции, лежащие в основе системы, особенно наглядно выступают при рассмотрении ее программного обеспечения. Должны быть известны со всеми под­робностями такие сведения, как

1. содержание данных,

2. форматы отображаемой информации,

3. методы управления этой информацией,

4. специальные функции, выполняемые обработкой,

5. форматы данных, с которыми оперируют устройства сопряжения,

6. принятые ручные методы и процедуры.

При правильном подходе к проекти­рованию системы индикации значительное внимание уделяется подготовке подробных технических условий на функциональные программы. Отказ от ответственности за принятие этих важнейших решений со стороны проектировщиков системы ведет к тому, что эта работа перекладывается на программистов, которые в общем могут и не иметь достаточно полного представления о концепциях, лежащих в основе системы, а также о целях, преследовавшихся при ее создании. По этой причине программист-аналитик должен быть непременным членом коллектива проектировщиков системы индикации.

Существует, конечно, много подходов к созданию программного обеспечения (операционной системе) систем индикации. Охватить все альтернативы здесь не представляется возможным, и по этой причине уделим основное внимание тем функциям, которые являются общими для многих систем индика­ции.

Для рассмотрения этих общих функций в контексте системы будет использована обобщенная операционная система, блок-схема которой приведена на рис.11.1. В блок-схеме на рис. 11.1 не показаны все сопряжения с программами операционной системы, которые выполняют функции, не связанные с индикацией.

11. 1. Хранение и поиск данных. Эта функция является стандартной для всех систем обработки и отображения данных. Обычно она включает средства для организации новых файлов, обновления содержимого используемых файлов и их обслуживания, снабжения данных в файлах указателями, позволяющими связать их в по­следовательности, а также для проведения поиска в соответствии с критериями, содержащимися в запросах. В некоторых системах применяется метод обработки списков. Организация данных в ин­формационной базе может основываться на общих требованиях, а не на требованиях, обусловливаемых только подсистемой индикации.

Эта функциональная программа является средством локали­зации и поиска различных типов информации, хранимой в раз­личных зонах информационной базы. Когда какая-нибудь рабочая программа или запрос на отображение требует выборки определен­ных типов данных, то необходимо построить критерий, определяю­щий нужные данные. Процесс поиска нужных данных осуществ­ляется с использованием таких средств, как индексация и объеди­нение данных в последовательности. После того как данные, удовлетворяющие критерию поиска, извлечены из файлов, их начинают обрабатывать программа управления данными, выделен­ными для отображения, и программа приведения выделенной для отображения информации к требуемому формату.

Возможно, наиболее важным фактором при определении особен­ностей требуемой операционной системы является категория отображаемой информации: одно решение будет в том случае, когда необходимо отображать стандартные комплекты информа­ции, и другое — тогда, когда необходимо удовлетворять специальные запросы. На рис.28,а показана схема использования файла выделенной для отображения информации, который организован по принципу позонного хранения стандартных комплектов отобра­жаемой информации. На рис.11.2,6 показана схема использования файла, организация которого отвечает задачам хранения инфор­мационной базы и удовлетворения специальных запросов на отоб­ражение. В обобщенной операционной системе (рис. 11.1) отра­жены оба эти метода. Однако на каком методе мы бы ни остано­вились, выделенные для отображения данные необходимо предварительно классифицировать и индексировать, что позволит пользователям быстро и легко запрашивать требуемую им ин­формацию.

11.2. Обработка запросов. Организация файла должна быть совме­стимой с применяемой методикой формирования запросов на отоб­ражение. Схемы на рис. 11.2 иллюстрируют два способа организа­ции первичного файла и соответствующих методов формирования запроса на отображение.

Поступающие на вход данные классифицируются, обрабатываются с целью приведения их к стандартному формату, принятому в дан­ной системе индикации, а затем используются для обновления со­ответствующих комплектов выделенной для отображения информа­ции, которые хранятся в файле. Стандартные запросы на отобра­жение лишь выбирают требуемый комплект выделенных для отображения данных, которые хранятся в соответствующем файле, и с помощью подпрограммы подготовки данных к отображению вызывают пересылку этой информации в индикаторное оборудо­вание.

На рис. 11.2,б представлена схема файла, организация кото­рого выбрана с учетом удовлетворения специальных запросов. Поступающие на вход данные используются непосредственно для обновления информационной базы, организация которой не пред­усматривает хранения комплектов, выделенных для отображения данных. Запросы на отображение специальной информации составляются пользователем. Он должен охарактеризовать набор критериев поиска данных, или описателей, определяющих данные, которые он хочет отобразить. Этот метод, кроме того, позволяет определить желаемый формат представления данных, а также пра­вила управления отображаемыми данными в части их обновления и распределения. Процесс поиска данных позволяет извлечь из ин­формационной базы те данные, которые удовлетворяют критерию поиска. Затем найденные таким путем данные обрабатываются с целью получения требуемого формата при их отображении и направляются в индикаторное оборудование.

Запрос на отображение стандартного комплекта информации может быть сделан путем нажатия кнопки или каким-либо другим эквивалентным способом, однако возможности пользователя в ча­сти выбора содержания и формата изображения, а также способов управления отображаемой информацией оказываются ограничен­ными. Большая гибкость в этом плане обеспечивается при отобра­жении по специальным запросам. Однако составление таких запро­сов требует большего времени ввиду их сложности.

Достижение определенного компромисса между гибкостью, ско­ростью и оперативными удобствами имеет исключительно важное значение при запросе на отображение. Выбор приемлемого соче­тания этих характеристик определяется в основном особенностями операционной системы (программным обеспечением) и принятыми пультовыми процедурами. Система, приводимая в качестве при­мера, обеспечивает возможность как запросов на отображение стандартных комплектов информации, так и запросов на отобра­жение, удовлетворяющих специфическим требованиям пользова­теля. Более того, если такой специальный запрос на отображение составлен, он может затем направляться точно так же, как и за­просы на отображение стандартных комплектов информации, т. е. путем нажатия кнопки или другим эквивалентным образом.

Рис. 11.1. ― Блок-схема обобщенной операционной системы индикации.

а)

б)

Рис. 11.2. Организация файла и методы запроса на отображение информации.

а — файл выделенной для отображения информации, содержащий стандартные комплекты данных;

б — информационная база, рассчитанная на удовлетворение специальных запросов.

На некоторой стадии создания системы индикации необходимо точно определить все особенности каждого индикатора, включая и характеристики его управления. Большинство соответствующих решений должно быть принято в ходе проектирования и анализа системы, хотя выбор некоторых из них целесообразно предоста­вить программисту. Остальные решения принимаются пользова­телем, составляющим запросы на отображение информации и оп­ределяющим, какие изменения необходимо внести в систему.

В системах, хранящих большие объемы различных данных, пользователи нуждаются в помощи в тех случаях, когда им требу­ется выяснить, какая информация доступна и как конкретно запро­сить то, что им нужно. Хранимые данные должны быть разбиты на отдельные классы и проиндексированы, для них должны быть подобраны соответствующие описатели и в словесной форме со­ставлены образцы запросов. Вся эта информация должна быть доведена до пользователя в ходе инструктажа и обучения посред­ством руководств по работе с системой, справочных пособий и спе­циальных индексов (указателей), отображаемых на экранах индика­торов. Если индикаторы используются для ознакомления пользо­вателей с доступной им информацией и с тем, как ее запрашивать, то для выбора описателей, формата и характеристики режима управления отображаемой информацией или же стандартного ком­плекта выделенной для отображения информации может быть вы­брано световое перо или какой-либо его эквивалент.

По желанию пользователя любым специальным запросом после его составления можно оперировать как с запросом на отображение стандартного комплекта информации. Данные, необходимые для удовлетворения такого специального запроса, должны быть за­сланы на хранение в файл стандартных комплектов выделенной для отображения информации. После этого производится система­тическая проверка всех поступающих на вход данных с целью постоянного обновления этого заново созданного стандартного комплекта отображаемых данных, причем этот процесс осуществ­ляется по схеме рис. 11.2, а. Хранение данных, относящихся к отоб­ражению по специальному запросу, требуется и в том случае, если это отображение необходимо автоматически обновлять по мере поступления на вход системы новых данных.

В качестве примера обновления отображаемой информации рассмотрим запрос на отображение всех военных подразделений в радиусе 80 км от некоторого пункта. В этом случае необходимо анализировать все поступающие данные о перемещении подразде­лений, находящихся в пределах круга с указанным радиусом, и учитывать при обновлении данных подразделения, вступающие в эту зону, а также покидающие ее.

В общем случае быстродействие при обновлении связано с быстродействием при реакции на запрос. Если файлы выделенной для отображения информации построены из записей комплектно выводимых на индикаторы данных, то при поступлении одного входного сообщения необходимо производить обновление большого числа различных комплектных записей. Это увеличивает объем первичной обработки входных данных, однако упрощает процесс поиска и формирования выделенных для отображения данных. И наоборот, если информационная база, хранимая в файле, не со­держит записей комплектно отображаемых данных, то первичная обработка входных данных и обслуживание файла упрощаются, од­нако поиск данных и их формирование для отображения стано­вятся более сложными. При использовании первичной обработки записи подготовленных к отображению данных формируются стан­дартным путем и обновляются до получения соответствующего за­проса. Если выделенные для отображения данные подвергаются предварительной обработке до получения запроса, то объем файлов имеет тенденцию к увеличению. Но при этом быстродействие при реакции на запрос выше, чем в том случае, когда подготовка данных к отображению производится после получения запроса.

Первичная обработка входной информации. Данные, поступаю­щие на вход, подвергаются обычной первичной обработке, в состав которой входят проверка, развертывание и преобразование фор­мата, Обычно после таких операций эти данные направляются на обновление файла, выполняемое специальной программой, которая обслуживает информационную базу. Поступающие на вход данные, кроме того, могут быть подвергнуты проверке, позволяющей оп­ределить, подходят ли они для обновления стандартных комплек­тов отображаемой информации или же информации, отображаемой по специальным запросам. Когда назначение входных данных ус­тановлено, то они направляются на обработку, подготавливающую их к отображению, после чего они используются для обновления соответствующих данных в файле, хранящем подготовленную к отображению информацию. Таким образом, при первичной об­работке входных данных их нужно проверять, пользуясь крите­риями принадлежности к требующим обновления стандартным комплектам отображаемой информации или наборам информации, отображаемой по специальным запросам. В ряде случаев здесь может оказать помощь заголовок сообщения, в виде которого по­ступают данные, однако в более общем случае сравнению по кри­терию принадлежности к данным, подготовленным для отображе­ния и хранимым в файле, нужно подвергать само содержимое со­общения.

Если заново подготовленные к отображению данные квали­фицируются как стандартный комплект отображаемых данных, то этим данным присваивается наименование, вводимое в индекс наименований стандартных комплектов.

В будущем, запрашивая отображение этого стандартного ком­плекта, пользователю будет достаточно лишь указать его наиме­нование.

Управление отображаемыми данными. Эта функция главным образом связана с распределением и обновлением отображаемых данных, а также присвоением им приоритетов и обеспечением их защиты от использования посторонними пользователями. Вид уп­равления указывается либо в запросе на отображение, либо в стан­дартных распределительных списках, определяющих, куда необхо­димо направлять те или иные подготовленные к отображению дан­ные. Для обеспечения такого распределения отображаемой информации, чтобы она направлялась на специально выделенные для нее индикаторные устройства и (или) допущенным к работе с ней лицам, должны быть приняты специальные меры, разработан­ные в соответствии с правилами ведения закрытых работ. Во всех случаях, когда это необходимо, производится регенерация воспроизводимого изображения (для запоминающих трубок). Для систем индикации, имеющих специфические особенности, вырабатывается специальная управляющая информация. Для всех стандартных комплектов отображаемых данных и для каждого набора данных, отображаемых по специальному запросу и обновляемых в течение вывода этого набора на экран, в файл выделенной для отображе­ния информации засылаются для хранения соответствующие за­писи. Управление должно также обеспечивать очищение файла выделенной для отображения информации от записей данных, от­вечающих специальному запросу, когда эти данные больше не отображаются на экране. Отдельные специально выбранные записи можно пересылать периодически из файла выделенной для отобра­жения информации во вспомогательную память, в которой эти за­писи сохраняются для последующего анализа пли для просмотра данных ключевого характера в различные моменты времени.

Выбор формата отображаемой информации. Формат отобра­жаемой информации определяет ее положение на экране индика­тора, форму, а также принятую систему кодирования данных. Ти­пичными формами представления информации являются симво­лическая, графическая и буквенно-цифровая формы.

Графическое отображение обстановки. Для ото­бражения географической обстановки или опорной карты обычно с целью определения нужных точек необходимо преобразование координат. Это обстоятельство связано с использованием трех раз­личных систем координат: одна — при проецировании карты, дру­гая — входных данных и третья — при формировании совокупности отображаемых данных. Типичными проекциями карт, отображае­мых на экране индикатора , являются системы Меркатора, коническая равноугольная проекция Ламберта и полярная стереографиче­ская проекция. Типичные координаты данных, поступающих на вход, содержат широту и долготу, высоту над уровнем моря и квадрат сетки координат военно-топографической карты (например, постро­енной с использованием универсальной поперечной проекции Меркатора). Типичными системами координат, используемыми при отображении данных на индикаторе, являются прямоугольная и полярная (как в случае индикатора кругового обзора).