Математическое обеспечение асу. Программно-математическое обеспечение

Описание математического обеспечения АСУ

Математическое обеспечение АСУ - совокупность программ и программных комплексов, посредством которых происходит преобразование алгоритмов программы пользователя, записанных на алгоритмических языках высокого уровня, в последовательность команд, понимаемых электроникой ЭВМ, организуется автоматическое прохождение задач пользователей на ЭВМ, обеспечивается эффективное использование оборудования ЭВМ.

Характер математического обеспечения АСУ существенно меняется по мере развития возможностей технических средств. Разработчики АСУ, продолжая создавать алгоритмы и программы сложных и типовых задач, подготовка которых пользователями затруднительна, все в большей степени должны готовить программные средства поддержки для непрофессиональных программистов. Это повышает требования к разработчикам АСУ в части знания ими методов подготовки и отладки программ, автоматизации программирования.

Совершенствуются и развиваются языки программирования высокого уровня, появились непроцедурные языки, близкие к естественному. Облегчая работу пользователя, эти языки требуют развитого системного программного обеспечения, содержание которого все чаше становится различным для разных пользователей и должно определяться в процессе проектирования конкретной системы.

Математическое обеспечение принято делить на общее и специальное.

Общее математическое обеспечение обычно состоит из операционной системы, средств поддержания системы математическое обеспечение в рабочем состоянии, средств программирования и приложений. К математическому обеспечение должны быть отнесены также испытательные программы, предназначенные для контроля исправности, не применяются при программировании и не влияют на него.

Специальное математическое обеспечение (СМО) является проблемно-ориентированным и реализуется в виде комплекса программ программного обеспечения, организующих работу технических средств по выполнению решаемых в АСУ задач.

В свою очередь специальное математическое обеспечение делят на:

Общесистемное, обеспечивающее функционирование всей системы управления в заданном режиме, включая управление работой ЭВМ и других технических средств с точки зрения использования их в АСУ, решение ряда задач по типовым схемам, которые могут быть необходимы многим пользователям. Последняя часть общесистемного СМО реализуется в виде «библиотеки стандартных программ», содержащей программы сортировки, редактирования, решения часто встречающихся математических задач;

Прикладное, состоящее из прикладных программ в соответствии с индивидуальными особенностями решаемых задач.

Математическое обеспечение строится на основе типизации алгоритмов по классам задач и унификации методов решения родственных задач независимо от подсистем, в которых они находятся. Такая группировка задач позволяет удешевить их математическое обеспечение, а также создать единые модели для решения различного класса задач. Можно выделить следующие классы задач:

Задачи первичного учета, являющиеся, как правило, массовыми, и поэтому эффективность их включения в АСУ зависит от автоматизации получения машиночитаемой информации;

Учетно-статистические задачи характеризуются большим числом логических операций при небольшом объеме простых математических операций;

Бухгалтерские задачи характеризуются большим числом операций сложения, вычитания, логических операций (сортировка, группировка, сравнение) и формированием таблиц в заданной форме;

Информационно-справочные задачи;

Задачи сложных неэкстремальных расчетов. Для решения задач данного типа целесообразно применять методы математического моделирования. Это позволит сократить трудность не только самих расчетов, но и работ необходимых для сбора исходной информации;

Задачи прогнозирования. Для их решения также применяется математическое моделирование;

Оптимизационные задачи - это наиболее эффективное использование методов моделирования. В машине могут быть "разыграны" любые варианты и ситуации и получена оценка каждого варианта во всех возможных ситуациях;

Задачи топографического моделирования;

Задачи оперативного управления производственными процессами;

Логические задачи.

Для реализации математического обеспечения создают программное обеспечение.

Основой программного обеспечения НОУ ДПО «Бизнес Образование» является конфигурация 1С:Франчайзи, поэтому необходимо рассмотреть используемые в ней механизмы организующих работу технических средств по выполнению решаемых в АСУ задач. Встроенный язык программирования 1С: Франчайзи - язык программирования, который используется в семействе программ «1С:Предприятие». Данный язык является предварительно компилируемым предметно-ориентированным языком высокого уровня.

Платформой предоставляется фиксированный набор базовых классов, ориентированных на решение типовых задач прикладной области:

Константа;

Справочник;

Документ;

Журнал документов;

Перечисление;

Обработка;

План счетов и др.

На основании базовых классов средствами визуального конфигурирования можно создавать любое количество порождённых классов (возможность определить новый класс программно - отсутствует). Допускается только одна явная ступень наследования классов. Как правило, объекты порождённых классов представляют собой записи (или некоторые наборы записей) в базе данных. Такие классы образуют «Дерево метаданных». В терминах встроенного языка программирования 1С такие классы называются объектами метаданных.

Поддерживаются русский и английский синтаксис команд.

Встроенный язык имеет много общих черт с такими языками, как Pascal, Java Script, Basic, но не является прямым аналогом какого-либо из этих языков. Как уже было сказано, прикладные решения в «1С:Предприятии» не программируются (кодируются) целиком, большая их часть описывается параметрически - в виде структур метаданных, с помощью дизайнера форм, отчетов и т.д. Соответственно, встроенный язык «1С:Предприятия» является скриптовым языком, предназначенным в первую очередь для программирования бизнес-логики в контексте объектной модели «1С:Предприятия». На нем программируются обработчики различных событий, изменяющих состояние объектов системы, например, обработчики команд пользователя, обработчики проведения документов и т.д.

Очень существенным моментом является то, что особенности построения языка напрямую соответствуют модели проектирования структур данных, реализованной в «1С:Предприятии». То, что вся разработка конфигурации ведется на основе использования стандартных объектов системы, позволяет разработчику прикладных решений применять соответствующие им объекты встроенного языка, имеющие большой набор функций и высокую гибкость.

В числе наиболее значимых технологических особенностей встроенного языка:

Предварительная компиляция. Перед исполнением модули преобразуются во внутренний код;

Кэширование скомпилированных модулей в памяти;

Мягкая типизация - тип переменных может изменяться в процессе работы;

Отсутствие программного описания объектов конфигурации прикладное решение может манипулировать либо встроенными в платформу «1С:Предприятия» объектами, либо объектами, описанными разработчиком в процессе визуального конструирования системы в виде объектов метаданных.

Существует несколько дополнительных компонент, расширяющих основные классы, их свободное добавление и изменение; фирмой- разработчиком они не рекомендованы к использованию. Это означает, что фирма 1С и её Франчайзи отказываются от какой либо технической поддержки конфигураций, использующих такие компоненты.

Так компонента 1С++ расширяет язык 1С средствами полноценного объектно-ориентированного программирования. Её использование значительно расширяет возможности конфигурирования 1С. Это свободный программный продукт, распространяемый под лицензией GPL.

Более того - существует полностью свободный проект 2C, не использующий, каких либо проприетарных модулей фирмы 1С или других производителей. Это переписанное «с нуля» свободно распространяемое под лицензией GPL расширяемое ядро 1С-подобной системы, в котором даже такие «встроенные объекты» 1C как справочники и регистры - переопределяемые прикладным программистом классы.

Язык платформы 2С проектировался с целью максимальной преемственности с существующими для 1С наработками, и является расширением базового языка 1С. Путём написания соответствующих базовых классов язык 2С может быть приближен как к 1С 7.7, так и к 1С 8.0, хотя 2С: Платформа и не может обеспечить 100 % автоматическую переносимость конфигураций из той или иной версии 1С: Предприятия.

Внешний компонент.Net Bridge позволяет «прозрачно» обращаться из языка программирования 1С к сборкам и встроенным классам.Net Framework. Поддерживает работу со всеми популярными версиями 1С: 7.7/8.0/8.1/8.2 .

Описание организационного и правового обеспечения

В общем виде совокупность организационного и правового обеспечений можно представить как структуру, охватывающую правовые документы, регламентирующие и описывающие схемы функционирования предприятия, интструктивно-методические материалы по обеспечению разработки и эксплуатации АСУ, а также организационно-распорядительные и нормативные документы. К этому виду обеспечения можно также отнести систему подготовки и переподготовки персонала.

Структура организационно-правового обеспечения представлена на рисунке 2.9.

Рисунок 2.9 - Структура организационно-правового обеспечения

Выводы по главе

Проведя анализ функциональной структуры предприятия был выявлен состав функциональной части АСУ, определены задачи, решаемые каждой подсистемой.

Анализ обеспечивающей части АСУ определил проектные решения по информационному, техническому, программному, математическому, организационно-правовому обеспечениях. Определились направления, которые АСУ должна обеспечивать: автоматизированный сбор и обработку информации с использованием методов оптимизации по основным задачам управления, хранение в памяти ЭВМ и комплексное использование нормативно-справочной, оперативной и другой необходимой для принятия решения информации, организацию рационального документооборота на объекте управления, выделение прогрессивных методов планирования, учета и анализа хода производства.

В качестве основного недостатка выявленного в ходе анализ функционирующей АСУ выступило отсутствие автоматизированной подсистемы, позволившей бы сократить время сбора информации о прошедших обучение, и подготовки отчетности. Таким образом наиболее актуальным является создание автоматизированной подсистемы «1С: Центр сертифицированного образования», как составляющее автоматизированной подсистемы «Управление отношениями с клиентами».

Следует также обратить внимание на готовность предприятия к внедрению необходимой подсистемы и модернизации имеющейся АСУ.

Модели и алгоритмы, которые используются при функционировании АСУ. Управление любым объектом немыслимо без разработки модели, которая позволяет понять устройство оригинала, уточнить его состав, структуру, выявить основные свойства, понять законы, и взаимодействия составляющих элементов, их развитие во времени, а также взаимодействие с окружающей средой. Модель позволяет научится управлять объектом и выявить наилучшие способы управления им при заданных ограничениях для достижения поставленной цели. Варьируя внешними и внутренними факторами модели можно провести прогнозирование результатов управления строительства и реализовать оптимальные решения. Однозначная последовательность действий решения задачи называется алгоритмом. В процессе проектирования АСУ разработка алгоритма проходит несколько стадий – от самого общего описания, содержащего идею, замысел и т.д. до подробной его детализации. Начальную стадию разработки алгоритма часто называют структурной схемой решения задач. Они как правило содержат наиболее существенные блоки операций, действия и связи между ними. При решении задач на ЭВМ конечной стадией алгоритмизации является программа решения задачи в командах, выполняемых процессором. Программа и алгоритм – не одно и то же. Программа – алгоритм решения задачи, который может быть введен и реализован на ЭВМ. Для описания алгоритмов используются различные языки описания – алгоритмические языки, которые отличаются степенью детализации и классом описываемых задач. Алгоритмизация решения задач является важным этапом разработки АСУ. Этот этап тесно связан с этапом постановки задач. От того, как и на каком языке сформулирована задача, какова цель ее решения – во многом зависит алгоритм ее решения.

Наиболее часто под моделью понимается нечто подобное реальному объекту (его копия), обладающая теми, или иными сходными свойствами. Модель обычно заменяет реальный объект в тех случаях, когда это возможно и необходимо, или удобно. В условиях АСУ, основой функционирования которой является информация модели создаются для получения информации о свойствах и поведении реальных систем в определенных условиях, поэтому за основу принимается определение модели, как системы, исследование которой служит средством для получения информации о другой системе – оригинале. Кроме основного назначения модели, которое дано в определении к нему можно добавить 3 главных свойства, которые характерны для них:

1. Модель – представитель определенного оригинала

2. Модель охватывает не все свойства оригинала, а только те, которые существенны для исследователя

3. Модель однозначно соответствует оригиналу, однозначное соответствие устанавливается для определенных объектов внутри определенного промежутка времени.

Моделирование – это опосредственное практическое, или теоретическое исследование объекта, при котором непосредственно изучается не сам интересующий нас объект, а некоторое вспомогательная искусственная, или естественная модель, которая позволяет в результате ее исследования получить …

2 класса моделей:

1. Физические – представляют собой некоторую материально-физическую систему и отличаются от моделируемого оригинала размером и т.п.

2. Абстрактные – используются в АСУ, они создаются с помощью языковых, логических, математических средств описания и абстракции, поэтому они физического сходства с оригиналом не имеют, однако призваны содержать и порождать информацию оригинала.

Наиболее распространенные – математические модели.

1. Статические и динамические

2. Детерминированные и вероятностные

3. Непрерывные и дискретные

4. Модели исследования операций, игровые модели, модели массового обслуживания, имитационные модели.

Этапы создания модели, на основе которых разрабатывается алгоритм, а затем и программа – следующие:

1. Формулировка цели моделирования

2. Получение и сбор информации о структуре модели, взаимодействии между элементами системы

3. Формирование представления об объекте и условиях его функционирования

4. Математическое описание, которое включает математическую формализацию, создание математических моделей с учетом ее решаемости.

5. Методы решения математических отношений

6. Алгоритм решения

7. Решение и его анализ

8. Сопоставление полученных данных с реальными

9. Контроль результатов деятельности

10. Корректировка модели.

Наиболее часто используются модели исследования операций .

Исследование операции - это научная дисциплина, и занимается изучением способов

повышения эффективности функционирования систем в различных условиях.

1. Распределительные – задачи, связанные с оптимальным распределением ограниченных ресурсах (задачи о назначении, транспортные задачи).

2. Задачи управления запасами (минимизация сроков, частоты и т.п.)

3. Задачи замены оборудования – оптимизация срока службы оборудования, длительность его использования, время замены оборудования, выбор оптимального плана ремонта с целью уменьшения вероятности отказа.

4. Упорядочивание и согласование – упорядочивание последовательности выполнения работ в совокупности со средствами их выполнения для достижения минимального выполнения работ, минимизации сроков или стоимости, или расхода ресурсов при выполнении заданного комплекса работ.

5. Задачи выбора оптимальных режимов движения.

6. Задачи массового обслуживания.

7. Задачи поиска – минимизация затрат на поиск неисправностей и т.д.

При решении всех этих задач вначале требуется изучение реальной системы и составлении ее математической модели, применительно к выбранному математическому методу оптимизации. Затем математическая модель преобразуется к целевой функции, в явном виде, выражающей главный критерий оптимизации, а дальше устанавливаются необходимые ограничения по второстепенным критериям. Физический смысл целевой функции зависит от существа оптимизационной задачи. Целевая функция чаще всего представляет собой подлежащую максимизации прибыль, или минимизацию затрат.

Фигурирующие в математической модели ограничения представляют собой систему ограничений, который сужают ОДЗ. В число методов исследования операций обычно входят классические методы оптимизации: прямой перебор, дифференциальные и интегральные исчисления и т.д. Методы поиска – наискорейшего спуска и т.д. Методы поиска экстремума и методы различного программирования.

Методы теории игр .

Теория игр является математической теорией оптимального поведения в условиях конфликтной ситуации. Основная задача - это определение оптимальных стратегий

поведения участников.

Конфликт - определяется как наличие у элементов системы нескольких целей и

связанные с этим интересы в их поведении.

Конфликт разделяется на

антагонистический – когда два лица преследуют противоположные интересы, и

НЕ антагонистические – когда интересы хотя и разные, но не противоположны.

В каждой игре исследуются 3 вопроса:

1. В чем состоит оптимальное поведение игроков в каждой игре

2. Существуют ли соответствующие стратегии

3. Нахождение оптимальной стратегии

В результате решения вопросов определяется путь решения задачи и строится модель.

Имитационное моделирование

Структурное сходство, подражание оригиналу в большей степени, чем в предыдущих моделях.

В отличие от моделей исследования операций, которые преследуют экстремум – в рамках имитационной модели невозможно получит оптимальное решение. Обычно они (?) имеют блочную, иерархическую структуру.

Программные средства обеспечивают обработку данных и состоят из общего и прикладного ПО и программных документов, необходимых для эксплуатации этих программ. К общему ПО относят операционные системы (ОС), системы программирования и программы технического обслуживания, которые предоставляют сервис для эксплуатации компьютера, выявления ошибок при сбоях, восстановления испорченных программ и данных. В зависимости от функций, выполняемых ПО, его можно разделить на две большие группы: системное и прикладное ПО.

Системное программное обеспечение (СПО) -- это «программная оболочка» аппаратных средств, предназначенная для отделения остальных программ от непосредственного взаимодействия с оборудованием и организации процесса обработки информации в компьютере. К СПО относятся такие типы программ, как ОС, различные сервисные средства, функционально дополняющие возможности ОС, инструментальные средства (системы управления базами данных, программирования, оболочки экспертных систем). Прикладное ПО предназначено для решения определенных задач пользователя.

Основная компонента СПО -- ОС выполняет следующие функции:

• * организация многоцелевой работы компьютера, при которой возможно одновременное выполнение нескольких программ;
• * организация хранения программ и данных на носителях информации и, возможно, санкционирование доступа к этой информации;
• * обеспечение взаимодействия с пользователем на основе графического интерфейса;
• * обеспечение сетевых возможностей, т.е. возможности доступа к информации, хранимой в памяти другого компьютера локальной или глобальной сети.

Последняя функция в настоящее время стала стандартной для любой современной ОС. Тем не менее, проводя их классификацию, можно выделить две группы по данному признаку. Это, во-первых, системы, предназначенные для использования в узлах коммуникаций корпоративных сетей, и системы для рабочих станций сети.

Примером таких систем могут служить Microsoft Windows NT Server 4.0, Novell NetWare 4.x (для узлов коммуникаций) и Microsoft Windows NT Workstation 4.0 (для рабочих станций).

По своим функциональным возможностям все сетевые ОС делятся на два четко различимых класса: сетевые ОС масштаба отдела и корпоративные ОС. Это следует учитывать при принятии стратегического решения относительно использования ОС того или иного класса.

Выбор корпоративной сетевой ОС обусловлен, прежде всего, возможностью в широких пределах масштабирования производительности.

На сегодняшний день признанными лидерами являются фирменные версии «коробочных» продуктов Unix. Это можно отследить при увеличении числа пользователей (до 64), когда график роста производительности близок к линейному. Следует учитывать и тот факт, что выбранная ОС должна поддерживать ряд универсальных (на сегодняшний день) API, таких, которые могли бы выполняться эффективно с приложениями Windows, MS DOS и OS/2 при вытеснении многозадачности и мультиплексирования. Подробнее об этом см. подразд. 3.3.2.

Хотя существует еще ряд не менее важных характеристик, которые надо учитывать при выборе сетевой ОС, таких, например, как степень стабильности и безопасности ОС, наличие программных средств удаленного доступа, способность работать в гетерогенной среде и т.д., реальная жизнь упрощает задачу выбора. Сегодня рынок корпоративных ОС поделен между несколькими ОС: примерно по одной трети имеют NetWare и Windows NT, 10% приходится на разные версии Unix и 20 % представлены остальными типами ОС.

Модели Windows NT во многих отношениях построены на основе Unix, особенно в части сетевой деятельности и определенных механизмов управления ресурсами. В Unix добавление пользователя означает по существу создание отдельного каталога и подкаталогов, предназначенных для данного пользователя, и предоставление различных прав собственности и разрешений на доступ к файлам и процессам в этой структуре каталогов. В некоторых системах пользователи могут просматривать (но не изменять или добавлять) всю структуру каталогов машины Unix, но администратор имеет полномочия ограничить пользователям доступ лишь отдельными областями системы.

Windows 95, как, впрочем, DOS и Windows 3.x, не содержит практически никаких встроенных средств обеспечения безопасности, аналогичных имеющимся в Windows NT и Unix, поэтому мало пригодна в качестве среды для рабочих станций корпораций и организаций.

В настоящее время существует три жизнеспособные и развивающиеся промышленные технологии передачи графических интерфейсов: X-terminal многочисленных вариантов Unix (для Х-Window), Remote Desktop фирмы Microsoft (для Windows Terminal Server) и средства WEB-броузеров Netscape и Microsoft (с помощью HTML, Java и JavaScript и соответствующих интерфейсов к СУБД).

Через стандартизацию интерфейсов обеспечивается совместимость специалиста с компьютером, т.е. через стандарты интерфейса специалист может выполнять с помощью компьютера определенные действия (определенную технологию) по превращению данных в информацию. Таким образом, информационно-командная среда представляет собой совокупность программного и информационного обеспечения и определенного стандарта интерфейса.

Разнообразие технических средств и ОС привели к появлению понятия платформы. Практика показывает, что эволюция программно-аппаратного комплекса идет непрерывно по мере повышения квалификации и уровня знаний тех, кто реально использует эти средства. Модульность программно-аппаратных средств -- ключ к эволюционному развитию систем. Международные организации и крупные фирмы в области информатики предлагают различные стандарты на аппаратные и программные интерфейсы.

В традиционном понимании платформа -- это комплекс аппаратных и программных средств, на котором функционирует ПО пользователя ЭВМ. Основа аппаратной платформы {hardware-платформы) -- процессор. Тип процессора определяет тип и характеристики компьютера.

Существует несколько направлений развития аппаратных платформ -- для ПК, рабочих станций, мини-компьютеров, больших компьютеров и суперкомпьютеров. В настоящее время в обеспечении информационных технологий управления наиболее широко распространены IBM-совместимые персональные компьютеры с процессорами Intel.

Программный продукт (ПП) -- это совокупность отдельных программных средств, их документации, гарантий качества, рекламных материалов, мер по обучению пользователей, распространению и сопровождению готового ПО.

Подобно живому организму, всякий продукт (товар или услуга) имеет свой ЖЦ, который начинается с момента его «рождения» (или, возможно, с момента зарождения идеи) и заканчивается его «смертью», или изъятием из употребления. Эта концепция получила значительное развитие и оказалась весьма полезной при управлении процессом создания ПП.

Можно выделить несколько фаз существования ПП в течение его ЖЦ. Иногда они перекрываются, начало и конец каждой фазы не всегда могут быть точно определены.

Фаза исследования начинается с момента, когда руководитель разработки осознает потребность в данном продукте. Выполняемая в этой фазе работа состоит в планировании и координации, необходимых для подготовки формального перечня требований к продукту.

Фаза анализа осуществимости есть техническая часть фазы исследования. Работа заключается в исследовании предполагаемого продукта с целью получения оценки возможности реализации проекта. Рассматриваются также:

• * эксплуатационная осуществимость -- будет ли программный продукт достаточно удобным для использования;
• * экономическая осуществимость -- стоимость, эффективность с точки зрения пользователя;
• * коммерческая осуществимость -- будет ли ПП привлекательным, пользующимся спросом, простым в обращении, легко устанавливаемым, приспособленным к обслуживанию.

Часто после проведения анализа осуществимости работы по разработке ПП прекращаются.

Фаза конструирования обычно начинается еще в фазе анализа осуществимости, как только оказываются определенными некоторые предварительные цели. В этой фазе разработанные алгоритмы программ фиксируются в официальных спецификациях.

Фаза программирования начинается в фазе конструирования, как только станут доступными основные спецификации на отдельные компоненты изделия, но не раньше утверждения соглашения о требованиях. Эта фаза состоит в подробном внутреннем конструировании ПО, а также составлении схем алгоритмов, документировании, кодировании и отладке программ.

Фаза оценки наступает, как только все компоненты собраны вместе и испытаны. Для оценки затрат можно использовать несколько методов. Если при этом получаются несогласованные результаты, следует добиться устранения этой несогласованности. Используются методы экспертных оценок, метод алгоритмического анализа, пошаговый анализ и т.д.

Фаза использования начинается, когда изделие передается в систему распределения, и обычно продолжается от 2 до 6 лет. В фазе использования выполняется обучение персонала, внедрение, настройка, сопровождение и, возможно, расширение ПП. Фаза заканчивается, когда изделие изымается из употребления.

Фазы ЖЦ программного продукта можно привязать к функциям управления, т.е. к организационным функциям любого предприятия. Так, группа планирования на предприятии определяет необходимость в программном продукте, устанавливает возможность его реализации и осуществляет слежение за ним до конца использования. Группа разработки составляет спецификации, конструирует, документирует программный продукт. Группа обслуживания предоставляет средства ВТ для обеспечения всех названных функций, конфигурационного управления, распространения и административной поддержки. Группа выпуска документации обеспечивает пользователей различными руководствами и справочными материалами. Группа испытаний дает независимую оценку как ПО, так и документации до передачи их пользователю. Группа поддержки обеспечивает распространение ПП и обучение пользователей, его установку на месте использования и постоянную связь между отдельными группами и пользователями. Группа сопровождения обеспечивает исправление ошибок и некоторые улучшения в фазе использования.

Все вышесказанное относится как к общему, так и к прикладному ПО. Прикладное ПО определяет разнообразие ИТ и состоит из отдельных ПП или пакетов, называемых приложениями. Некоторые приложения могут применять все пользователи, а применение других требует определенного уровня квалификации проектировщика.

Рассматривая стратегические проблемы создания корпоративных приложений, следует отметить, что чаще всего важен выбор не самого приложения, а той технологии, в соответствии с которой приложение создается, поскольку большая часть приложений создается силами сотрудников предприятия или же силами сторонней организации, но по конкретному техническому заданию для этого предприятия. Случаи использования готовых крупных приложений, настраиваемых на потребности данного предприятия, например SAPR/3, более редки по сравнению с созданием специальных приложений.

Специальные приложения часто модифицируются, добавляются, снимаются с работы, поэтому важно, чтобы технология их создания допускала быструю разработку (например, на основе объектного подхода) и быстрое внесение изменений при возникновении такой необходимости. Кроме того, важно, чтобы технология позволяла строить распределенные системы обработки информации, использующие все возможности современной корпоративной сети.

Технология Intranet удовлетворяет этим требованиям, являясь одновременно и самой перспективной технологией создания приложений. Однако и при выборе Intranet для создания корпоративных приложений остается немало проблем, которые можно отнести к стратегическим, так как существует несколько вариантов реализации этой технологии -- Microsoft, Sun, IBM, Netscape и др.

В конечном итоге свойства приложений определяют требования, предъявляемые к остальным слоям и подсистемам корпоративной сети. Объемы хранимой информации, их распределение по сети, тип и интенсивность трафика -- все эти параметры, влияющие на выбор СУБД, операционной системы и коммуникационного оборудования и т.п., являются следствием выбора приложений, работающих в сети.

6.1Математическое обеспечения АСУ Под математическим обеспечением АСУ понимается совокупность различных математических методов, моделей, алгоритмов и комплексов программ, обеспечивающих функционирование АСУ в соответствии с ее целевым назначением. Под термином математическое обеспечение АСУ понимают математическое, лингвистическое и программное обеспечение АСУ. Особенностью математического обеспечения АСУ является: -увеличение относительной стоимости математического обеспечения по сравнению с комплексом технических средств (КТС) АСУ; -разумная типизация (унификация) прикладного программного обеспечения; -широкое применение ППП, стандартных оболочек и др.

Математическое обеспечения АСУ Математическое обеспечение (МО) можно разделить на три части: МО ЭВМ (или внутреннее); специальное математическое обеспечение (или внешнее); программные средства телеобработки данных Внутреннее МО включает операционные системы (MS DOS), системы программирования и тесты (программы проверки исправности работы устройств ЭВМ),

Математическое обеспечения АСУ Операционная система (ОС) - набор программ, управляющих процессом решения задач. Оптимальная загрузка всех узлов ЭВМ и внешних устройств является основной задачей ОС. В состав ОС входит ряд программ, из которых основными являются: диспетчер, супервизор, служебные программы. Диспетчер - программа, обеспечивающая определенный режим работы ЭВМ. Супервизор - программа, обеспечивающая работу, задаваемую машине человеком-оператором в рамках установленного для нее режима. К служебным - относятся программы ввода исходных данных; программы редактирования и выдачи результатов; программы общения ОС с человеком-оператором и др. ОС различают по целевому назначению на: общие для решение широкого круга задач и проблемные. В зависимости от организации решения задач на ЭВМ различают следующие режимы работы ОС: индивидуальный, пакетный, мультипрограммирование, разделение времени.

При индивидуальном режиме ЭВМ постоянно или на время решения задачи находится полностью в распоряжении одного потребителя. Пакетная обработка предполагает, что пользователь не имеет непосредственного доступа к ЭВМ. Подготовленные им задачи в виде программ и исходных данных загружаются оператором в ЭВМ и решаются пакетами. Мультипрограммирование предполагает возможность одновременно решать несколько задач по различным программам с учетом приоритета. При этом в каждый момент времени решается одна задача. Если при решении задачи появилась необходимость решения другой с более высоким приоритетом, то решение задачи прерывается, решается вторая задача, после ее решения продолжается решаться первая с того места, где произошла остановка и т.д. Режим разделения времени предполагает одновременное решение нескольких задач.

Математическое обеспечение АСУ. Основными целями ОС являются: увеличение производительности вычислительных систем (ВС) путем обработки непрерывного входного потока заданий и совместного использования ресурсов ВС одновременно выполняющимися в ОП задачами (эффект мультипрограммирования); планирования ВС в соответствии с приоритетами отдельных заданий, ведение учета и контроля использования ресурсов; обеспечение программистов средствами разработки и отладки программ; обеспечение оператора средствами управления ВС.

Математическое обеспечение АСУ Система программирования предназначена для автоматизации процесса программирования задач, она содержит трансляторы алгоритмических языков различных уровней и типов и обслуживающие программы. Система служебных программ (тестов) предназначена для контроля правильности функционирования ВС, обнаружения неисправностей и анализа видов и причин сбоев. Специальное (внешнее) МО включает ППП, программы конкретных задач АСУП, системную диспетчерскую программу. ППП - функционально законченные комплексы программных средств, ориентированные на решение определенного класса задач.

Математическое обеспечение АСУ Программы конкретных задач АСУП можно условно разделить на 3 класса: программы общие для всех отраслей (промышленности, транспорта, торговли и др); программы общие для предприятий авиационной отрасли; программы специфические для каждого предприятия (АРЗ, авиационного производственного объединения и др.). К 1 классу задач относятся задачи: (расчет заработной платы, учет кадров, учет материальных ценностей и т.д.). Ко второму - задачи диспетчерского управления (расчет режимов работы оборудования, расчет выпуска АТ и др.). К третьему - специфические задачи ремонта АТ(выпуск запасных частей при ремонте, подготовка АТ к вылетам и др.). Большое количество различных по целям и значению программ требует их организации в масштабах всей системы и это выполняется с помощью системной диспетчерской программы.

МО строится на основе типизации алгоритмов по классам задач и унификации методов решения родственных задач. Такой подход позволяет удешевить МО, а также создать единые модели для решения различного класса задач. К первому классу задач относятся задачи первичного учета (массовые) (повторяемость расчетов с абонентами - миллионы в год, расчетов по заработной плате - сотни тысяч в год и т.п.). Примеры задач первичного учета: суточный, декадный, месячный и годовой учет поступления и расхода ГСМ по авиакомпаниям, отрядам и др.; суточный и недельный, месячный налет ВС; учет и анализ отказов авиационного оборудования; учет движения и запасов материальных средств и др.

Первичный учет позволяет накопить попутно большое количество информации, последующее обобщение которой позволит получить полноценные статистические данные, необходимые для принятия решений. Эти задачи образуют класс учетно-статистических задач, к которым примыкают и задачи нормативного планирования. Математической характеристикой этих задач является большое количество логических операций при небольшом объеме простых математических операций. В числе задач этого класса можно отметить: составление всех форм статистической и бухгалтерской отчетности; расчет себестоимости продукции; расчеты потребностей в ГСМ и т.д. Обширную группу среди перечисленных составляют бухгалтерские задачи, характеризующиеся большим числом операций сложения, вычитания, логических операций (сортировка, группировка, сравнение) и формированием таблиц заданной формы. Математическое обеспечения АСУ

Математическое моделирование широко применяется в значительной в трех принципиально разных классах задач:в сложных не экстремальных расчетах, прогнозировании и оптимизации. В АСУ за человеком остаются функции принятия решений на основе данных выданных АСУ, непосредственное наблюдение за управляемым процессом (объектом) (контроль), разработка и установление решающих правил (критериев, нормативов, предельных уровней контролируемых величин), совершенствование управления и его формы, анализ результатов работы ЭВМ и подготовка мероприятий по совершенствованию работы системы.

6.3 Языки программирования для описания задач в АСУП языки высокого уровня (т.е. немашинные языки), которые стали своеобразным связующим мостом между человеком и машинным языком компьютера. Языки высокого уровня работают через трансляционные программы, которые вводят "исходный код" (гибрид английских слов и математических выражений, который считывает машина), и в конечном итоге заставляет компьютер выполнять соответствующие команды, которые даются на машинном языке. Существует два основных вида трансляторов: интерпретаторы, которые сканируют и проверяют исходный код в один шаг, и компиляторы, которые сканируют исходный код для производства текста программы на машинном языке, которая затем выполняется отдельно Интерпретаторы Одно, часто упоминаемое преимущество интерпретатор ной реализации состоит в том, что она допускает "непосредственный режим". Непосредственный режим позволяет вам задавать компьютеру задачу вроде PRINT *3/2.1 и возвращает вам ответ, как только вы нажмете клавишу ENTER (это позволяет использовать компьютер стоимостью 3000 долларов в качестве калькулятора стоимостью 10 долларов). Кроме того, интерпретаторы имеют специальные атрибуты, которые упрощают отладку. Можно, например, прервать обработку интерпретатор ной программы, отобразить содержимое определенных переменных, бегло просмотреть программу, а затем продолжить исполнение Компиляторы Компилятор-это транслятор текста на машинный язык, который считывает исходный текст. Он оценивает его в соответствии с синтаксической конструкцией языка и переводит на машинный язык. Другими словами, компилятор не исполняет программы, он их строит. Интерпретаторы невозможно отделить от программ, которые ими прогоняются, компиляторы делают свое дело и уходят со сцены. При работе с компилирующим языком, таким как Турбо-Бейсик, вы придете к необходимости мыслить о ваших программах в признаках двух главных фаз их жизни: периода компилирования и периода прогона.

2. КЛАССИФИКАЦИЯ ЯЗЫКОВ ПРОГРАММИРОВАНИЯ 2.1. Машинно – ориентированные языки Машинно – ориентированные языки – это языки, наборы операторов и изобразительные средства которых существенно зависят от особенностей ЭВМ (внутреннего языка, структуры памяти и т.д.). Машинно –ориентированные языки позволяют использовать все возможности и особенности Машинно – зависимых языков: - высокое качество создаваемых программ (компактность и скорость выполнения); - возможность использования конкретных аппаратных ресурсов; - предсказуемость объектного кода и заказов памяти; - для составления эффективных программ необходимо знать систему команд и особенности функционирования данной ЭВМ; - трудоемкость процесса составления программ (особенно на машинных языках и ЯСК), плохо защищенного от появления ошибок; - низкая скорость программирования; - невозможность непосредственного использования программ, составленных на этих языках, на ЭВМ других типов.

Машинно-ориентированные языки по степени автоматического программирования подразделяются на классы: Машинный язык компьютер имеет свой определенный Машинный язык (далее МЯ), ему предписывают выполнение указываемых операций над определяемыми ими операндами, поэтому МЯ является командным. Однако, некоторые семейства ЭВМ (например, ЕС ЭВМ, IBM/370/ и др.) имеют единый МЯ для ЭВМ разной мощности. В команде любого из них сообщается информация о местонахождении операндов и типе выполняемой операции Языки Символического Кодирования Языки Символического Кодирования (далее ЯСК), так же, как и МЯ, являются командными. Однако коды операций и адреса в машинных командах, представляющие собой последовательность двоичных (во внутреннем коде) или восьмеричных (часто используемых при написании программ) цифр, в ЯСК заменены на символы (идентификаторы), форма написания которых помогает программисту легче запоминать смысловое содержание операции. Это обеспечивает существенное уменьшение числа ошибок при составлении программ Автокоды Есть также языки, включающие в себя все возможности ЯСК, посредством расширенного введения макрокоманд - они называются Автокоды. Развитые автокоды получили название Ассемблеры. Сервисные программы и пр., как правило, составлены на языках типа Ассемблер Макрос Язык, являющийся средством для замены последовательности символов описывающих выполнение требуемых действий ЭВМ на более сжатую форму - называется Макрос (средство замены). В основном, Макрос предназначен для того, чтобы сократить запись исходной программы. Компонент программного обеспечения, обеспечивающий функционирование макросов, называется макропроцессором.

2.2. Машинно – независимые языки Машинно – независимые языки – это средство описания алгоритмов решения задач и информации, подлежащей обработке. Они удобны в использовании для широкого круга пользователей и не требуют от них знания особенностей организации функционирования ЭВМ и ВС. Подобные языки получили название высокоуровневых языков программирования. Программы, составляемые на таких языках, представляют собой последовательности операторов, структурированные согласно правилам рассматривания языка(задачи, сегменты, блоки и т.д.). Операторы языка описывают действия, которые должна выполнять система после трансляции программы на МЯ. Программист получил возможность не расписывать в деталях вычислительный процесс на уровне машинных команд, а сосредоточиться на основных особенностях алгоритма Проблемно – ориентированные языки С расширением областей применения вычислительной техники возникла необходимость формализовать представление постановки и решение новых классов задач. Необходимо было создать такие языки программирования, которые, используя в данной области обозначения и терминологию, позволили бы описывать требуемые алгоритмы решения для поставленных задач, ими стали проблемно – ориентированные языки. Эти языки, языки ориентированные на решение определенных проблем, должны обеспечить программиста средствами, позволяющими коротко и четко формулировать задачу и получать результаты в требуемой форме.Проблемных языков очень много, например:Фортран, Алгол – языки, созданные для решения математических задач; Simula, Слэнг - для моделирования; Лисп, Снобол – для работы со списочными структурами.

Универсальные языки Универсальные языки были созданы для широкого круга задач: коммерческих, научных, моделирования и т.д. Первый универсальный язык был разработан фирмой IBM, ставший в последовательности языков Пл/1. Второй по мощности универсальный язык называется Алгол-68. Он позволяет работать с символами, разрядами, числами с фиксированной и плавающей запятой. Пл/1 имеет развитую систему операторов для управления форматами, для работы с полями переменной длины, с данными организованными в сложные структуры, и для эффективного использования каналов связи. Язык учитывает включенные во многие машины возможности прерывания и имеет соответствующие операторы. Предусмотрена возможность параллельного выполнение участков программ. Программы в Пл/1 компилируются с помощью автоматических процедур. Язык использует многие свойства Фортрана, Алгола, Кобола. Однако он допускает не только динамическое, но и управляемое и статистическое распределения памяти Диалоговые языки Появление новых технических возможностей поставило задачу перед системными программистами – создать программные средства, обеспечивающие оперативное взаимодействие человека с ЭВМ их назвали диалоговыми языками. Эти работы велись в двух направлениях. Создавались специальные управляющие языки для обеспечения оперативного воздействия на прохождение задач, которые составлялись на любых раннее неразработанных (не диалоговых) языках. Разрабатывались также языки, которые кроме целей управления обеспечивали бы описание алгоритмов решения задач.

Необходимость обеспечения оперативного взаимодействия с пользователем потребовала сохранения в памяти ЭВМ копии исходной программы даже после получения объектной программы в машинных кодах. При внесении изменений в программу с использованием диалогового языка система программирования с помощью специальных таблиц устанавливает взаимосвязь структур исходной и объектной программ. Это позволяет осуществить требуемые редакционные изменения в объектной программе. Одним из примеров диалоговых языков является Бэйсик. Бэйсик использует обозначения подобные обычным математическим выражениям. Многие операторы являются упрощенными вариантами операторов языка Фортран. Поэтому этот язык позволяет решать достаточно широкий круг задач Непроцедурные языки составляют группу языков, описывающих организацию данных, обрабатываемых по фиксированным алгоритмам (табличные языки и генераторы отчетов), и языков связи с операционными системами. Позволяя четко описывать как задачу, так и необходимые для её решения действия, таблицы решений дают возможность в наглядной форме определить, какие условия должны быть выполнены прежде чем переходить к какому-либо действию. Одна таблица решений, описывающая некоторую ситуацию, содержит все возможные блок-схемы реализаций алгоритмов решения. Табличные методы легко осваиваются специалистами любых профессий. Программы, составленные на табличном языке, удобно описывают сложные ситуации, возникающие при системном анализе.