Технология разработки АС

В рамках проблемы разработки технологий проектирования распределенных информационных управляющих систем (РИУС) различной сложности предлагается концепция проектирования аппарата теории категорий. Логическим следствием разработки является постановка задачи создания отдельных видов обеспечений в соответствии с предлагаемой концепцией.

Накопленный опыт разработки сложных систем управления показывает, что независимо от индивидуальности таких разработок существуют общие направления в проектировании, внедрении и сопровождении. Одним из основных направлений является использование комплексного подхода, позволяющего раскрыть целостность объекта; учитывать многообразие внутренних и внешних связей; согласованность решения как для отдельных элементов, так и для системы в целом; снизить время проектирования при достижении требуемых параметрах системы.

В связи с этим возникает общая проблема согласования всех элементов создаваемой РИУС в процессе проектирования: формирование цели системы, определение функциональной структуры и разработка на ее основе информационной модели системы, математического, алгоритмического, программного обеспечений, локальной компьютерной сети.

Проектирование сложных систем управления и их элементов является длительным процессом, связанным с большими материальными и трудовыми затратами, причем сам процесс проектирования требует четкой взаимосвязи и согласования всех разрабатываемых элементов. Задающим элементом всего процесса проектирования является функциональная структура системы, определяющая все множество функций, реализуемых системой. Для ее реализации создается соответствующее множество обеспечений и их элементов. Специфика создания РИУС состоит в том, что на различных этапах проектирования элементов обеспечений при опытном внедрении всей системы, может корректировать до 70% автоматизированных функций. В связи с этим формирование функциональной структуры является определяющим, так как изменение даже нескольких функций приводит к необходимости возвращения процесса проектирования на начальный этап, что требует дополнительных материальных и трудовых затрат, а следовательно, увеличения сроков проектирования.

Сокращение сроков проектирования возможно при использовании передовых технологий на основе унифицированных, типовых проектных решений.

Такие методы и средства позволяют учесть многообразие классов АС и дают возможность создания единой модели системы, описывающей ее жизненный цикл.

Вследствие итерационного характера разработок отдельных элементов системы большинство методик применяется на протяжении нескольких стадий проектирования, предусматривающих использование наряду с понятием «данные», «задача» понятие

«событие», обеспечивающие формализацию процедур и их фиксирование в проектных документах, разрабатываемых на отдельных стадиях, в форме удобной для пользователя. В этом случае иметься возможность контроля правильности формируемых решений и представления проекта будущей системы не только в пространстве «данные», «задачи», но и в более расширенном виде: «данные»-«события» и «события»-«задача», что обеспечивает разработчику возможность выявления и устранения ошибок в проекте, которые невозможно обнаружить при традиционном подходе.

Недостатком как данной, так и других технологий проектирования является ограничение сложности системы, т.е. применение ее для небольших систем.

Для снижения такого жесткого ограничения предлагается концепция создания единой модели проектирования организационной модели любой сложности, применимой для предметной области неограниченной по сложности. В данном случае процесс проектирования представляется в виде схемы, изображенной на рис.1.

Поскольку система состоит из множества элементов, из такого представления сложно осознать их взаимосвязь при реализации процесса проектирования. Поэтому рассмотрим более подробно весь цикл проектирования РИУС (рис.2).

Создание распределенной ИУС начинается с определения цели Ц проектируемой системы, которая раскрывает необходимость ее разработки. Реализация цели Ц при последующей ее декомпозиции на подцели Ц предусматривает описание множества функций F, подфункций F, функциональнных задач fi,...,fn, где n-число решаемых задач, что в конечном итоге определяет функциональную (задающую) часть системы по отношению к ее обеспечивающей части (информационное, математическое и другие виды обеспечений).

Содержание обеспеченийИУС

Как определить, какое именно содержание должно иметь каждое из обеспечений?

Определяющим фактором является класс решаемых функциональных задач (структурные, неструктурированные, прямого счета и т.д.), который зависит от характеристик управляемого объекта (предприятие, фирма, банк и т.д.). Устанавливая классы функциональных задач в зависимости от вида управляющих воздействий, необходимо разработать описание постановок функциональных задач, которые и позволяют сформировать требования к содержанию элементов каждого из обеспечений. А именно по описанию постановки задачи получаем информационную модель задачи ИМЗ, так как в данном документе описывается вся информация, используемая при решении данной задачи (входная, выходная, промежуточная и т.д.). Кроме того, процесс разработки управляющих воздействий, определяемый режимом функционирования объекта управления, устанавливает режимы решения функциональных задач с выдачей итогового результата в установленные сроки (задача решается один раз в год, в месяц, в смену, в реальном масштабе времени и т.д.). Определяется также форма выдачи результата d, deD, D-множество документов, получаемых в результате реализации

множества функций F, а следовательно, функций управления u, ueU. Установление форм выходных документов по всем задачам на начальных стадиях позволяет прогнозировать характеристики проектируемой системы управления.

Разработка информационных моделей функциональных задач определением всех видов используемой информации с учетом взаимосвязей между задачами по информационным потокам позволяет перейти к описанию информационной модели системы (ИСМ), а следовательно, и информационному обеспечению проектируемой ИУС.

По ИМЗ, принадлежности задачи к определенному классу с использованием математических методов разрабатывается ее математическая модель (ММЗ) и математическое обеспечение ИУС. Реализация математических моделей предопределяет создание на их основе алгоритмического и программных обеспечений. Режимы решения функциональных задач, необходимость ведения ИМС, программное обеспечение выдвигает требования к локальной компьютерной сети, предоставляющей территориально удаленным пользователям необходимую им информацию для реализации множества функциональных задач, следовательно, и управлений U.