Система классификации и кодирования технико-экономической информации

Высокий уровень затрат на сбор , передачу и хранение информации привели к необходимости ее классификации и кодирования.

Важнейшей методологической основой построения ИО является принцип его единства.

Накопленный опыт использования ИО показывает , что для его успешного внедрения необходимо решить проблему создания единого информационного языка.Он обеспечивает адекватность представления данных на разных уровнях.

С этой целью разработаны и внедряются государственные и отраслевые классификаторы объектов и их кодовое обозначения . Без таких классификаторов нельзя решить проблему создания АСУ отраслью или н/х.

Классификация - это процесс разбиения всего множества объектов на классы , подклассы , группы и т.д. , на основе выбранных признаков.

Перечень классификаторов для асуп

ПРИЗНАКИ КЛАССИФИКАЦИИ	КЛАССИФИКАТОРЫ
1. Классификация предметов труда	Государственный классификатор продуктов
2.Классификация орудий труда	Классификатор оборудования
3. Классификация трудовых ресурсов	Классификатор профессий рабочих , должностей служащих , видов и разрядов работ
4. Классификация структурных единиц	Классификатор предприятий и организаций , методик кодирования производства , цехов и участков
5. Классификация единиц счета и измерения	Классификатор единиц измерения
6. Классификация планово - учетных , технико - экономических показателей	Сборник кодов бухгалтерского учета

Служба ведения классификаторов АСУП входит в общегосударственную систему :

1-й уровень - Госстандарт ;

2-й уровень - отраслевая служба ведения классификаторов , осуществляющая методическое руководство в отрасли ;

3-й уровень - ведущие службы ведения классификаторов предприятий , он осуществляет классификацию и кодирование отдельных классов и групп объектов ;

4-й уровень - исполнительные службы ведения классификаторов на предприятиях.

Одно и тоже множество можно классифицировать по нескольким основаниям.

Например , при группировке промышленной продукции цветной металлургии оснаваниями классификации могут быть:

а) “ класс продукции ” - прокат цветных металлов;

б) “ подкласс - прокат “ медных сплавов, прокат латунный;

в) группа - “ способ изготовления “ - холоднокатные , горячекатные;

г) вид - “ формы заготовки “ - пруток , квадрат , балка и т.д.

В нашей стране для классификации используют десятичную систему обозначений.

Класс	Подкласс	Группа	Вид	Типоразмер
xx	xx	x	x	xx xx

Каждый из признаков имеет свое цифровое обозначение:

Например, “02” - прокат черных металлов ;

“4” - балки , швелеры , тонколистная сталь ;

“3” - марка , профиль , размер и т.д .

В стране разработано 20 классификаторов , охватывающих 2 млн. типоразмеров , 500.000 , 10 млн. изделий , 10 млн. материальных и трудовых нормативов , 70.000 показателей финансов , бухгалтерской , статистической информации .

Однако общегосударственная классификация сложная . поэтому разрабатывается собственная .

011234 xxxx

01 - материалы ,

011 - металлы ,

0112 - черные металлы ,

01123 - прокат черных металлов ,

011234 - проволока проката черных металлов .

Для этого шифруются все производственные номенклатуры . Количество знаков кодового обозначения называют длиной кода . Коды используются при передаче , переработке , хранении и поиске информации .

При выборе системы кодирования возникает противоречие : с одной стороны , в кодовом обозначении стремятся отразить как можно больше существенных свойств объектов . что приводит к увеличению длины кода , с другой стороны , стараются по возможности сократить длину кодов , так как это снижает затраты машинного времени на передачу и переработку информации . Между этими противоречиями необходимо найти разумный компромис .

Кодирование информации предусматривает : а) приведение к единообразию в обозначениях характеристик объектов; б) классификация всех номенклатур по определенным признакам ;в) выбор системы кодирования , приведение информации к форме , удобной для обработки с помощью технических средств.

а) - приводит к составлению перечня всех номенклатур предприятия по планированию и учету оборудования , материалам , сырью , деталям и узлам , готовой продукции и т.д .

б) - для этого разрабатывается набор признаков по которым можно судить о степени сходства номенклатур или различия . Затем используя методы классификации , осуществляется отбор номенклатур по сходным признакам и их группировка .

в) - применение различных методов кодирования позволяет построить разные системы кодирования экономической информации . Среди них наиболее известны :

- порядковая , серийная , позиционная , шахматная , система кодирования с повторением . специальные и комбинированные системы кодирования .

Порядковая система кодирования - наиболее простая ( но менее эффективная ) при которой все позиции кодируются порядковыми кодами по возрастанию номеров . Недостатки : невозможность группирования объектов , процессов по признакам , сложность автомотического получения итогов по группе кодов ; ограниченнаявозможность включения новых наименований , так как трудно предусмотреть необходимый резерв номеров . Такую систему кодирования целесообразно применять для простых и сравнительно стабильных однопризнаковых номенклатур .

Серийная система кодирования применяется для многопризнаковых номенклатур . Каждой группе номенклатур отводятся серии номеров . В конце серии предусматривается резерв номеров для возможного расширения номенклатур . Структуру серийного кода можно представить в виде двухуровневого графа .

10 99

001

002 ... 999 001 002 ... 999

Это граф пятизначного серийного кода , где двум старшим разрядам присвоены серии 10 - 99 , отвечающие номерам групп , а младшим - трехзначные порядковые коды объектов внутри групп . (10001)

К недостаткам системы можно отнести : сложность построения серий . Серийную систему целесообразно применять для двухпризнаковых номенклатур .

Позиционная система кодирования характеризуется тем , что каждой позиции присваивается определенное количество знаков . По кодовым значениям , отвечающим каждому признаку классификации , можно установить какими свойствами обладает конкретная номенклатура

Пример структуры кода

Банки данных. Задачи их построения.

Банки данных - совокупность баз данных пользователей, технических устройств и программных средств формирования и введения этих баз данных. Целью создания банков данных является обеспечение всех пользователей необходимой информации.

При проектировании БД используются следующие принципы:

1/ единство всех информационных массивов /файлов/ для всех пользователей;

2/ однократный ввод данных;

3/ многоцелевое и многократное считывание информации.

Банк данных состоит:

- из специальных совокупных данных большего объема;

- из комплекса программных средств для создания, обновления, хранения и накопления данных.

Хранение информации в БнД централизовано. При этом исключено дублирование информации и выдаются только те результаты, которые требуются пользователю. Это приводит к сокращению входных, выходных документов и хранимых данных.

Основное назначение БнД состоит в поддержании в рабочем состоянии всех баз данных различных пользователей.

Создание банков данных позволяет разрабатывать совершенное информационное обеспечение АСУ.

Необходимость коллективного доступа к информационной базе системы, высокая скорость обработки и требования к достоверности получаемой информации создают серьезные проблемы при организации банков данных. База данных представляет информационную модель объекта управления.

БнД - это специальная обеспечивающая подсистема АСУ. Задача БнД поддержка информационной модели в необходимом состоянии при изменении состояний объектов ПО.

Развитие АС должно отражаться в информационной модели.

Два аспекта, учитываемые при проектировании БнД:

первый - определение границ ПО и описание соответствующей информационной модели;

второй - ориентация на эффективное обслуживание запросов

пользователей. Для этого анализируются типы и виды запросов пользователей. Пользователи: постоянные, с определением вида запросов и разовые, не имеющие постоянных запросов.

АБД - отвечает за нормальное функционирование БнД, управляющие режимом его работы, отвечает за сохранность данных.

ЯОД - информационные языки описания данных. Пользователь /П/ общается с БД с помощью языка запросов, запись схем баз данных осуществляется на ЯОД. СУБД включает в себя интерпретаторы языков запросов и ЯОД, манипулятор и сервисные программы.

Манипулятор организует взаимодействие всех компонентов системы и связь их с окружающей средой и администратором БД.

АБД координирует работу данных, а также выполняет ряд операций, главной из которых является составление БД в соответствии с требованиями пользователя, реорганизация БД, генерация и развитие СУБД.

Функционирование БД начинается с запроса пользователя /П/ , т.е. выполняется синктаксический и логический контроль запроса. Если ошибки не обнаружено, то происходит интерпретация запроса /ИЗ/, т.е. распознается требование пользователя и запрос на язык манипулирования данными. Затем осуществляется обращение к рабочей области памяти, поиск данных ПД в БД, их корректировка, обновление и т.д. Далее осуществляется контроль данных, редакция ответов /РО/ и выдача на печать пользователю.

Перспектива развития ИВС

Вычислительные системы при решении задач АСУ должны обеспечивать разработчиков и пользователей необходимой информацией. Вследствие этого имеющая информация должна постоянно обновляться и корректироваться. Система должна обеспечивать минимальные сроки обработки информации и выдачи результата. В системе без БД пользователи могли изменять структуру и состав информационных массивов /файлов/ в соответствии с решаемыми задачами.

Вследствие большого количества пользователей структура ВС постоянно менялась. Менялось и увеличивалось время обращения соответствующей информации. Поэтому стремились сохранить неизменяемую структуру БнД.

Для решения этой задачи необходимо:

1. Обеспечить независимость БнД от запросов,

2. Обеспечивать запрос и пользование БД без написания сложных и трудоемких программ пользователем.

Основные требования, предъявляемые к БнД

БнД должны обеспечить:

1/ неизбыточность данных при однократном введении информации в базы данных;

ЯМД(язык запросов к БД) - это система команд манипулирования данными ( произвести выборку из БД данных определенного типа, найти в базе позицию данного и поместить туда его новое значение, либо удалить его).

2/ связуемость разнообразия данных в отдельные структуры.

Все данные, находящиеся в БнД представляют собой динамическую информационную модель объекта. Основным элементом БнД является база данных. Разнообразные базы данных определены перечнем решаемых задач.

3/ независимость данных;

Пользователь не должен знать о всех изменениях, происходящих в БнД. Он должен пользоваться базой данных по разработанной схеме.

4/ обеспечение работы с разнотипными пользователями;

БнД должен допускать возможность работы с различными пользователями, работающими в различных режимах и предъявляемыми к БнД различные требования по содержанию информации и производительности.

5/ целостность данных;

БнД должен обеспечивать хранение только правильной и непротиворечивой информации. Существуют два вида защиты от ошибок:

физическая - защита от неумышленного разрушения информации;

логическая - предотвращение искажения информации из-за несогласованных или ошибочных действий пользователя.

6/ секретность данных;

Это доступ пользователя к определенной информации, предназначенной для решения конкретной задачи. Это ограничение ликвидирует возможность влияния пользователей на структуру и связи БнД.

7/ безопастность данных;

Это защита БнД от преднамеренного или случайного доступа к ним, не имеющие на это права.

Защита данных:

а/ от хищения;

б/ от искажения и других форм уничтожения;

в/ должны быть восстанавливаемые;

г/ система должна быть недоступна для вмешательства в нее, поэтому программисты не имеют средств контроля БнД;

д/ в системе имеются средства контроля за работой пользователей. Средства контроля должны обеспечивать обнаружение ошибок пользователя.

8/ информационная совместимость;

Она предусматривает возможность работы с другими БнД АСУ.

Она обеспечивает разработку стандартных и унифицированных программ БнД, использование совместных систем классификации, кодирование информации, а также унификацию применяемых технических средств.

9/ удобство и эффективность использования БнД.

Удобство пользования оценивается:

- временем ответа на единичный запрос;

- интенсивностью обработки запроса;

- трудоемкостью разработки нового приложения;

- использованием памяти прямым доступом;

- стоимостными характеристиками;

- средним временем поиска необходимых данных.

10/ соблюдение принятых стандартов, применяемых к каждому БнД.

Модели данных

Модель данных является ядром любого БнД, т.к. она влияет на характер всего БнД.

Существует 3 подхода к разработке модели БД: иерархический, реляционный, сетевой.

Модели данных отражают отношения, которые существуют между элементами данных и позволяют описывать структуры массивов и связи между ними.

В иерархической модели отношения между элементами данных являются зависимыми в виде формализованных связей на основе теории графов.

Узел - это некоторая строка на данном уровне. Поиск строки или записи осуществляется при движении сверху вниз. Для нахождения требуемой записи необходимо идентифицировать тот узел, к которому обращаются и далее определить подчиненные ему узлы. Это затрудняет доступ к иерархической базе, а также ее корректировку, т.к. исключение любого узла влечет исключение зависмых узлов на нижних уровнях.

Формализация: узлы - это наборы данных, строки - записи, а дуги - отношения между ними.

Условия:

1. иерархия начинается с корневого узла;

2. на верхнем находится только один узел;

3. на нижнем порождаемые узлы;

4. каждый порождаемый узел связан только с одним исходным;

5. существует единственный путь к любому узлу от корня дерева.

Базы данных (БД) и система управления БД.

Организация внутримашинной информационной базы (ВИБ) основано на концепции баз данных.

Под базой данных (БД) будем понимать поименованную совокупность непротиворечивость данных, имеющую минимальную информационную избыточность и отображающее состояние объектов.

Система управления базами данных (СУБД) - совокупность програм-мно-логических средств, предназначенных для формирования и использо-вания баз данных.

Особенностью организации ВИБ на основе концепции баз данных явля- ется интеграция данных различных пользователей (под которыми понимают-ся как люди, так и прикладные задачи ИАСУ) в единой базе данных.Таким образом, от традиционной организации данных в виде совокупности локаль-ных файлов осуществляется переход к системам баз данных (СБД). В реаль-ных условиях, наряду с СБД, продолжают использоваться и системы локаль-ных файлов. Это обусловлено некоторыми трудностями связанными с пере-программированием существующего программного обеспечения.Локальные файлы также могут использоваться при необходимости высокоэффективной обработки данных, что не всегда обеспечивается сущиствующими СУБД.

При организации данных в виде локальных файлов механизм интерпре-тации данных закладывается в прикладную программу, т.е. данные и их интерпретация разделены. А в СУБД они, наоборот, объединяются и функции интерпретации данных возлагаются на СУБД.

На физическом уровне база данных представляется в виде совокупности информационных массивов, хранящихся на внешних носителях (лентах, дис-ках). Над файлами выполняются операции: поиск, записи по назначению ключа, включение и удаление записи.

Особая роль в интерпретации данных отводится языку описания данных (ЯОД).

Языки описантя данных предназначены для описания структуры и содержания баз данных.

Такое описания данных проводится в терминах имен и характеристик типов элементов данных, агрегатов данных, агрегатов данных и структур данных, а также связей, которые существуют между ними.

Данные можно определить как информацию, фиксированную в определенной форме, пригодной для последующей обработки, хранения и передачи. Соответственно этим понятием различают инфологический и даталогический аспекты проектирования БД. Инфологический аспект употребляется при рассмотрении вопросов, связанных со смысловым содержанием данных независимо от способов их представления в памяти системы (ориентация на человека). Даталогический аспект употребляется при рассмотрении вопросов представления данных в памяти информационной ситемы (ориентация на ЭВМ).

БД- это даталогическое представление информационной модели предметной области. Предметная область - область применения конкретной информационной системы. Эффективность функционирования базы данных достигается при соблюдении определенных требований к процессу проектирования и собственно к БД.

Требования к БД:

1. Удовлетворение информационных запросов пользователей;

2. Целостность,соглосованность и достоверность данных;

3. Обеспечение секрктности данных и защита от несанкционированного доступа;

4. Обеспечение требуемой производительности;

5. Способность к расширению и возможность изменения требований к данным со стороны пользователей.

СУБД

СУБД - это комплекс программных средств, предназначенных для создания, ведения и обновления баз данных.

Две функции СУБД:

1) управление данными, включающее подготовку данных и их контроль, структуризацию данных, уплотнение, добавление, исключение, изменение данных, реорганизацию структур данных, копирование и восстановление данных;

2) организация дотупа к данныым. В нее входит поиск данных по поисковым признакам, отбор (селекция) данных, предоставление данных пользоватнлю в форме удобной для дальнейшей обработки, связь с пользователем в диалоговом режиме мужду СУБД и пользователем.

Факторами сравнения СУБД можно считать:

а) особенности архитектуры СУБД;

б) гибкость, адаптируемость и способность системы к ее расширению и развитию;

в) способы взаимодействия с ОС, пограммами обработки данных.

Основной задачей СУБД является выполнение операций по обработке данных для прикладных программ с помощью схем и подсхем.

Каждая СУБД как программный комплекс ориентирована на определеннюу ЭВМ и ее ОС.

Под схемой понимается таблица полных типов записей, имеющихся ва БД.

Схема содержит описание всей совокупности объектов, их имен, внутреннюю организацию между объектами. Каждый пользователь должен иметь собственное представление о данных (подсхем). Поэтому на основе одной схемы можно построить несколько подсхем.

Пользователь может не иметь полного представления о всей схеме, а только ее некоторой части.

Подсхема определяет описание данных, которые ипользуются только прикладной программой.

Структурная схема СУБД

На схеме рис.1 показана последовательность действий, выполняемых СУБД при считывании записи для прикладной программы А.

Пр А

сост-е

Раб. Область

Подсхема,

используемая

прикладной

программой А

1

9 10 2

СУБД

Схема

3

Системные

буферы ЗУ

8

Описание

физической

организации

БД

ЗУ

7 5 4

ОС

БД

6

Рис.1 Структурная схема СУБД.

1 - схема базы данных;

2 - подсхема;

3 - физическое представление базы данных;

4 - операционная система;

БД - база данных;

А - прикладная программа;

ЗУ - запоминающее устройство;

Раб. А - рабочая программа А.

1 - СУБД получает информацию в виде запросов от прикладной программы А. Программа А сообщает имя программиста, затребовавшего определенный тип данных и передает ключ поиска информации.

2 - система управления базы данных получает информацию о подсхеме базы данных, которую использует программа А и осуществляет в ней поиск, описание данных на которые выдан запрос.

3 - СУБД получает информацию о схеме глобального описания юазы данных и с ее помощью определяет, какие данные необходимы программисту.

4 - СУБД рассматривает физическое описание базы данных и определяет, какую физическую запись требуется считать.

5 - СУБД выдает команду операционной системе на чтение требуемой записи данных.

6 - ОС взаимодействует с физической памятью БД для поиска нужного типа данных.

7 - база данных взаимодействует с запоминающим устройством ЗУ и данные передаются из памяти в системные буферы.

8 - СУБД осуществляет сравнение схемы и подсхемы, выделяет ту логическую последовательность данных, которая запрошена программистом (прикладной программой А).

9 - СУБД передает данные из буферных накопителей в рабочую часть прикладной программы А.

10 - СУБД передает рабочей программе А результаты выплнения поисковых операций и перечня типов данных для перевода на печать. Эта информация содержит также сведения об ошибках, если они есть;

- обеспечение интерфейса между абонентами и соответствующими прикладными программами в ЭВМ;

• вывод данных на терминалы и т.п.

Программное обеспечение систем телеобработки реализуется в виде генерируемых пакетов программ, настраиваемых на конфигурацию сети передачи данных. Характеристики сети: число и типы терминалов, каналов связи, способов подключения и т.д.

Средства управления восстановлением ВС при сбоях и отказах оборудования расширяют функции ОС по контролю за работай отдельных устройств, модулей и посистем ВС, защиты наиболее важных компонентов программного и информационного обеспечения АСУ, востановления работоспособности системы без потери ранее накопленной информации.

С ОС АСУ тесно связан 2-ой подкласс средств общесистемного ПО - средства разработки и эксплуатации программ, автоматизирующие процессы создания, отлатки, адаптации и внедрения прикладного ПО АСУ.

Эти средства делятся на:

- системы программирования;

- типовые процедуры обработки данных и решения задач АСУ.

Системы программирования состоит из языков программирования и соответствующих трансляторов.

Существуют:

Машинно-ориентированные системы /МОС/ включают средства символического кодирования / ССК/ и автокодирования /ассемблирование/, расширяющие функции ССК за счет макросредств. МОС применяют в тех случаях, когда необходима разработка программ с учетом характеристик ЭВМ на машинно-ориентированном языке /ассемблере/. Наличие в трансляторах МОС средств синтаксического контроля упрощает отладку программ.

Проблемно-ориентированные системы /ПОС/ являются основными средствами прикладными ПО АСУ. Среди ПОС для решения научно-технических задач /АЛГОЛ-60, Фортран-77, Фортран-1Y/, экономических задач / КОБОЛ/, универсальные системы программирования / ПЛ-1, Алгол-68/.

В отличии от МОС, при использовании ПОС могут быть задействованы не все возможности ВС, а сами программы мало эффективны, т.к. требуется больше оперативной памяти и времени работы ЭВМ. Но эта не проблема для соаременных ЭВМ.

Вспомогательные системы программирования /ВСП/ включают разнообразные генераторного типа, а также редко используемые системы моделирования, системы программирования на языках машинной графики, системы обработки символьной информации и т.д.

Типовые процедуры обработки данных в решении задач АСУ позволяют автоматизировать процесс разработки ПО путем адаптации и доработки настроенных модулей. Основной формой организации этих средств в ЕС ЭВМ является ППП. Каждый ППП включает совокупность программ и документации, предназначенных для решения задач.

Типовые процедуры сотоят из:

- набора пакетов пронрамм, реализующих тот или иной класс математических методов для решения задач / методы линейного и динамического программирования, массового обслуживания, сетевого планированияи т.п./ ;

- средства ведения информационной базы, системы обслуживания информационных баз, ведения файлов, преобразования данных;

- средства решения функциональных задач с помощью пакета ПП, ориентированного на решение определенного типа функциональных задач.

3-Й класс средств составляют средства технического обслуживания. Они обепечивают автоматизацию процессов эксплуатации технической базы АСУ. Этот комплекс состоит из:

- контрольно-наладочных тестов;

- контрольно-диагностических тестов;

- контрольных задач.

Контрольно-наладочные тестыиспользуются для отладки отдельных устройств и блоков ЭВМ.

Контрольно-диагностические тесты обеспечивают комплексную проверку работоспособности ВС.

Условно ПО можно рассматривать в виле многослойной структуры, где каждый внешний слой строится на базе средств внутренних слоев, в первую очередь с максимальным использованием возможностей смежного слоя.

Прикладное ПО

Типовые процедуры обработки

данных и решение задач

Системное

программирование

ОС АСУ

ОС ЭВМ

Прикладное ПО в целом базируется на средствах общесистемного ПО и разрабатывается с учетом его возможностей. Значительная часть прикладных программ АСУ может быть создана на основе использования средств автоматизации программироввания типовых процедур обработки данных и рещения задач АСУ. В то же время задачи разрабатываются с широким применением систем программирования различного уровня. Использование отдельных компонентов системы программирования при создании программ регламентируется схемой функционирования вычислительной системы, а реализация этих компонентов базируется на возможностях ОС. Тогда системы программирования при их стандартном применении становятся ничем иным как интерфейсом между программистом-пользователем и ОС.

ЛБД ЛБД

Радиальная Радиальна-узловая

ЛБД

ЛБД

Кольцевая Комбинированная

Выбор топологии сети ЛБД определяется характером их информационных взаимосвязей, направлением и интенсивностью информационных потоков, необходимой надежностью и достоверностью передачи информации.

МАТЕМАТИЧЕСКОЕОЕ ОБЕСПЕЧЕНИ АС

Одним из основных этапов постановки задачи АСУ /описание алгоритма/ является этап получения математической модели функциональной задачи. Из-за различного характера решаемых задач /плановые, учетные и т.д./ необходимо использовать широкий спектр математических методов и средств для получения таких моделей объединенных в МО системы.

МО представляет собой совокупность математических методов, моделей и алгоритмов для решения задач и обработки информации с применением ЭВМ.

В соответствии с принятой структурой МО делят на несколько частей /средства МО, документацию и методы выбора МО/. Рис.1

Средства и методы МО:

- средства моделирования процессов управления, содержащие аналитические, статистические, имитационные и другие методы объекта управления;

- методы многокритериальной оптимизации, определяющие оптимальные режимы процессов управления объектами;

- методы математического программирования, охватывающие линейное, дискретное, динамическое, нелинейное, стохастическое программирование и т.д.;

- методы математической статистики, применяемых в задачах прогнозирования развития предприятий, выявление причин текучести кадров, определение нормативных данных, прогнозирование выхода готовой продукции и т.д.;

- методы теории массового обслуживания, используемые для задач определения оптимального состава оборудования, числа ремонтных бригад и режимов их работ и т.д.

2. Документация по математическому обеспечению./документы/

В нее входят: описания задач; задания на алгоритмизацию и программирование; экономико-математические модели задач; алгоритмы решения функциональных задач; тестовые примеры для выявления ошибок в алгоритмах; контрольная задача.

3. Методы выбора математического обеспечения АСУ для каждого объекта управления.

При этом различают методы определения типа задач, оценки вычислительной сложности алгортмов, оценки точности решения задач. При построении модели задачи нужно избегать излишней детализации, что приводит к увелечению числа переменных, но нельзя и упрощать модель, т.к. это ведет к искажению свойств процесса.