Математическое обеспечение АИС

Математическое обеспечение

''МО'' в АС предназначено для реализации управляющих решений, рассматриваемых как совокупность действий для достижения поставленных целей в рамках технического задания.

Состав МО

1. Математическое описание (формализация) задач.
2. Математические модели и их оптимизация.
3. Данные, подготовленные для описания исследуемых процессов.
4. Алгоритмы решения задач.
5. Анализ моделей и алгоритмов по результатам выполненных работ на ЭВМ.

Система математического  обеспечения АС должна выполнять  следующие функции

• реализацию любых процедур обработки данных;
• компоновку рабочих программ решения конкретных задач из стандартных программ и оригинальных блоков;
• организацию управления процессом решения задач и их комплексов;
• реализацию экономико-математических методов решения оптимизационных задач. МО АС должна содержать средства автоматизации программирования задач, а также средства компоновки рабочих моделей конкретных систем из стандартных программ и их обслуживания

Разработка МО предполагает выполнение следующих этапов

• создание модели системы;
• разработку укрупненного алгоритма;
• разработку алгоритмов отдельных элементов МО;
• проверку достоверности алгоритмов (выбор вычислительных средств, проведение программирования, проверку достоверности программы).

Прежде всего выполняют постановку задачи моделирования

• определение требований к исходной информации, ее сбор;
• выдвижение гипотез и предположений;
• определение параметров и переменных модели;
• обоснование выбора показателей и критериев эффективности системы;
• определение содержания и описание модели (основной документ).

Так как АСУ является информационной системой, то ее функционирование есть последовательность действий по обработке  информации, предназначенной для  управления. Поэтому рассмотрим структуру  МО на примере АСУ. МО АСУ включает совокупность методов и средств, позволяющих строить экономико-математические модели задач управления объектом: методы + модели + алгоритмы обработки информации.

Состав математического  обеспечения

С — средства; Д — документация; М — методы; СМ — средства моделирования; ОЗУ — описания задач управления; MOM — методы оптимизации моделей; ММС — методы математической статистики; 03 — описание задач; ЗА — задания на алгоритмическом языке; ЭММ — экономико-математическая модель; А — алгоритм решения задач; П — контрольный пример;МОЗ — методы определения типа задач; МОС — методы оценки вычислительной сложности алгоритмов; МОО — методы оценки отношений

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  

 

Математическое  и программное обеспечение (МО, ПО) – это совокупность математических методов, моделей, алгоритмов и программ для реализации целей и задач автоматизированной информационной системы, а также нормального функционирования комплекса технических средств. 

 

К средствам математического обеспечения относят:

·   средства моделирования процессов управления;

·   типовые задачи управления;

·   методы математического программирования, математической статистики, теории массового обслуживания и др. 

 

Чем точнее математическое описание задачи, тем выше возможности  компьютерной обработки данных и  тем меньше степень участия человека в процессе ее решения. Это и определяет степень автоматизации задачи. 

 

Программное обеспечение (ПО) – это совокупность программ и документов, необходимых для их эксплуатации.  

 

В состав программного обеспечения  входят общесистемные, специальные  и прикладные программные продукты, а также техническая документация (Рис. 7.). 

 

 

 

Рис. 7. Состав программного обеспечения 

 

К общесистемному программному обеспечению относят комплексы программ, ориентированные на пользователей и предназначенные для решения типовых задач обработки информации. Они служат для расширения функциональных возможностей компьютеров, контроля и управления процессом обработки данных. Это ПО включает операционные системы, системы программирования, сервисные программы.

Специальное программное  обеспечение представляет собой совокупность программ, разработанных при создании конкретной АИС. В его состав входят пакеты прикладных программ (ППП), реализующие разработанные модели разной степени адекватности, отражающие функционирование реального объекта.

Прикладное ПО обычно делят на: универсальные программные средства (текстовые редакторы, электронные таблицы, системы управления базами данных, интегрированные пакеты программ и др.); профессиональные программные средства, ориентированные на различные предметные области и прочие программные средства (обучающие, деловые игры, развлекательного характера и т.д.).

Техническая документация на разработку программных средств должна содержать описание задач, задание на алгоритмизацию, экономико-математическую модель задачи, контрольные примеры. 

 

Организационное обеспечение (ОО) – это совокупность методов и средств, регламентирующих взаимодействие работников с техническими средствами и между собой в процессе разработки и эксплуатации АИС. 

 

В состав организационного обеспечения АИС входят структурные  подразделения организации, её использующей, осуществляющие управление технологическими процессами и поддержку работоспособности  системы, а также документация для  обеспечения эксплуатации и развития системы.

Организационное обеспечение  реализует следующие функции:

·   анализ существующей системы управления организацией, где будет использоваться АИС, и выявление задач, подлежащих автоматизации;

·   подготовку задач к решению на компьютере, включая техническое задание на проектирование АИС и технико-экономическое обоснование её эффективности;

·   разработку управленческих решений по составу и структуре организации, методологии решения задач, направленных на повышение эффективности системы. 

 

Организационное обеспечение  создается по результатам предпроектного обследования на первом этапе построения АИС. 

 

Правовое обеспечение (Пр.О) – это совокупность правовых норм, определяющих создание, юридический статус и функционирование автоматизированных и иных информационных систем, регламентирующих порядок получения, преобразования и использования информации. 

 

Главной целью правового  обеспечения является укрепление законности. В состав правового обеспечения  входят законы, указы, постановления  государственных органов власти, приказы, инструкции и другие нормативные  документы министерств, ведомств, организаций, местных органов власти. В правовом обеспечении можно выделить общую  часть, регулирующую функционирование любой информационной системы, и  локальную часть, регулирующую функционирование конкретной системы.

Правовое обеспечение  этапов разработки АИС включает нормативные  акты, связанные с договорными  отношениями разработчика и заказчика  и правовым регулированием отклонений от договора.

Правовое обеспечение  этапов функционирования АИС включает:

·   статус АИС;

·   права, обязанности и ответственность персонала;

·   правовые положения отдельных видов процесса управления;

·   порядок создания и использования информации и др. 

 

Кроме того, следует отметить эргономическое обеспечение (ЭО) – это совокупность методов и средств, используемых на разных этапах разработки и функционирования АИС. Оно предназначено для создания оптимальных условий высокоэффективной и безошибочной деятельности человека в АИС, для её быстрейшего освоения. В состав эргономического обеспечения АИС входят: комплекс различной документации, содержащей эргономические требования к рабочим местам, информационным моделям, условиям деятельности персонала, а также набор наиболее целесообразных способов реализации этих требований и осуществления эргономической экспертизы уровня их реализации; комплекс методов, учебно-методической документации и технических средств, обеспечивающих обоснование формулирования требований к уровню подготовки персонала, а также формирование системы отбора и подготовки персонала АИС; комплекс методов и методик, обеспечивающих высокую эффективность деятельности человека в АИС.

Построение АИС начинается с формирования их логических структур, определяющих процессы хранения, передачи и поиска информации в системе. Реализация логической структуры АИС производится согласно основным принципам автоматизации  информационных систем: однократность  ввода данных, непрерывность информационного  процесса, дифференциация процессов  обработки данных в системе и  интеграция подобных систем.

Однократный ввод информации предусматривает разработку и принятие технологических решений, позволяющих реализацию данного принципа с учётом унификации применяемых в данной системе БД и формата ввода.

Непрерывность информационных процессов означает необходимость выполнения системой всех операций, связанных с обработкой, хранением и выдачей информации пользователям.

Дифференциация  процессов обработки информации в системе предполагает разработку информационной технологии, ориентированной на выполнение технологических процессов на отдельных функциональных автоматизированных рабочих местах (АРМах).

Интеграция информационных систем определяет реализацию взаимосвязи различных компьютерных технологий и АИС в единую сеть. 

 

Важной функцией АИС является поиск. 

 

Информационный  поиск – это процесс нахождения необходимых данных, соответствующих запросу пользователя, в определённом множестве информации.  

 

Процедура поиска выполняется  по правилам, образующим совместно  с правилами формирования запросов и условиями поиска систему поиска.

Наконец, функционирование АИС требует и соответствующих  помещений, инфраструктуры, мебели, хозяйственных  и расходных материалов и других материальных средств. 

 

Основные  выводы:

Структура системы формируется  в процессе осуществления её системного анализа. Её можно представить в  виде иерархической организации  объектов и их взаимодействий. Объект более высокого уровня включает в  себя объекты менее высокого уровня, образующие подиерархию, а система как целое является объектом самого верхнего уровня и совокупностью всех подиерархий.

Структуру АИС составляет совокупность отдельных её частей, называемых подсистемами. Укрупнено  она включает две подсистемы: функциональную и обеспечивающую. Функциональная часть  АИС – это ряд подсистем, охватывающих решение конкретных задач планирования, контроля, учёта, анализа и регулирования  деятельности управляемых объектов. Это процессы: сбора и регистрации  данных; подготовки информационных массивов; обработки, накопления и хранения данных; формирования результатной информации; передачи данных от источников возникновения  к месту обработки, а результатов (расчётов) – к потребителям информации для принятия ими соответствующих  решений. В состав обеспечивающих подсистем  обычно входят информационное, техническое, математическое, программное, организационное и правовое и эргономическое обеспечение.

Информационное обеспечение  АИС включает внемашинное и внутримашинное ИО. Техническое обеспечение предполагает такие формы организации, как: централизованная, частично или полностью децентрализованная. Оно включает общесистемную, специализированную и нормативно-справочную документацию. К средствам математического обеспечения относят: средства моделирования процессов управления; типовые задачи управления; методы математического программирования, математической статистики, теории массового обслуживания и др. Программное обеспечение содержит общесистемные, специальные и прикладные программные продукты, а также техническую документацию.

В состав организационного обеспечения АИС входят структурные  подразделения организации, осуществляющие управление технологическими процессами и поддержку работоспособности  системы, а также документация для  обеспечения эксплуатации и развития системы. Правовое обеспечение этапов разработки АИС включает нормативные  акты, связанные с договорными  отношениями разработчика и заказчика  и правовым регулированием отклонений от договора. Правовое обеспечение  этапов функционирования АИС включает: статус АИС; права, обязанности и  ответственность персонала; правовые положения отдельных видов процесса управления; порядок создания и использования информации и др.

В состав эргономического  обеспечения АИС входят: комплекс различной документации, содержащей эргономические требования к рабочим  местам, информационным моделям, условиям деятельности персонала; комплекс методов, документации и технических средств, обеспечивающих высокую эффективность  деятельности человека в АИС.

Построение АИС начинается с формирования их логических структур, определяющих процессы хранения, передачи и поиска информации в системе. Реализация этой структуры осуществляется с  использованием основных принципов  автоматизации информационных систем: однократность ввода данных, непрерывность  информационного процесса, дифференциация процессов обработки данных в  системе и интеграция подобных систем.