Файл: Состав и свойства вычислительных систем. Информационное и математическое обеспечение вычислительных систем..pdf

По характеру представления и логической организации хранимой информации АС подразделяются на фактографические, документальные и геоинформационные^[77].

Фактографические динамики накапливают и хранят данные в виде нескольких экземпляров одного или нескольких типов структурных элементов (информационных объектов). Каждый из этих экземпляров структурных элементов или некоторая их совокупность отражают сведения о каком-либо факте, событии и т. д., отделенные (изолированные) от всех других сведений и фактов (отсюда и название – «фактическая система»). Структура каждого типа информационного объекта состоит из конечного набора реквизитов, отражающих основные аспекты и характеристики сведений для объектов данной предметной области. Например, фактографические, как накопление данных по лицам, каждому конкретному лицу в базе данных ставит в соответствие запись, состоящую из определенного набора таких реквизитов, как фамилия, имя, отчество, год рождения, место работы, образование и т. д^[78].

Комплектование информационной базы в фактографической АС, также включает, как правило, обязательный процесс структуризации входной информации из документального источника. Структурирование осуществляется через определение (выделение, разделение) экземпляров информационных объектов определенного типа, информация о которых имеется в документе, и заполнение их реквизитов^[79].

В документальных АСУ единичным элементом информации является нерасчлененный на более мелкие блоки документ и информация при вводе (входной документ), как правило, не структурируется, или структурируется в ограниченном виде. Для ввода документа можно создать некоторые формализованные позиции — дата изготовления, исполнитель, тематика и т. д. Некоторые виды документальных АСУ устанавливают логические связи между входными документами — соподчиненность по смысловому содержанию, взаимные направления по каким-либо критериям и т. д. Определение и установление такой взаимосвязи является сложной многокритериальной и многомерной аналитической задачей, которая не может быть полностью формализована^[80].

В геоинформационных АСУ данные организованы в виде отдельных информационных объектов (с определенным набором реквизитов), привязанных к общей электронной топографической основе (электронной карты). Геоинформационные системы применяются для информационного обеспечения в тех предметных областях, структура информационных объектов и процессов, в которых имеет пространственно-географический компонент, таких как транспортные, коммунальные услуги и т. д.

Разработка и проектирование автоматизированной системы управления начинается с построения концептуальной модели ее использования^[81].

Концептуальная модель использования системы определяет, прежде всего, круг конкретных задач и функций, обеспечиваемых созданием и функционированием информационной системы, а также системы сбора, накопления и выдачи информации.

Поэтому еще одним критерием классификации АС являются функции и задачи, основными из которых могут быть^[82]:

• Справочные;
• Поисковые;
• Расчетные;
• Технологические.

Файловая система-регламент, определяющий способ организации, хранения и именования данных на носителях информации^[83].

Она определяет формат физического хранения информации, который обычно группируется в виде файлов. Конкретная файловая система определяет размер имени файла (папки), максимальный возможный размер файла и раздела, набор атрибутов файла. Некоторые файловые системы предоставляют сервисные возможности, такие как контроль доступа или шифрование файлов.

Файловая система связывает носители с одной стороны и API доступа к файлам с другой^[84].

Представим себе, что имеется некоторый носитель информации определенной емкости, устройство для чтения-записи на этот носитель в режиме произвольного доступа и прикладные программы, которые используют конкретный носитель для ввода-вывода информации во внешнюю память. В этом случае, каждая прикладная программа должна знать, где и в каком месте хранятся необходимые данные. Так как прикладных программ больше, чем носителей информации, то несколько прикладных программ могут использовать один накопитель. Что произойдет, если одной из прикладных программ потребуется дозаписать свои данные на диск? Может произойти наложение: ситуация в которой данные одной программы будут перезаписаны другой программой^[85].

Важным шагом в развитии информационных систем явился переход к использованию централизованных систем управления файлами. С точки зрения приложения файл-это именованная область внешней памяти, в которую можно записывать данные и из которой их можно читать. Для того чтобы иметь возможность считывать информацию из любой области внешней памяти, необходимо знать название этого сектора (имя файла), размер области и ее физическое расположение. Сама система управления файлами выполняет следующие функции^[86]:

• Выделение внешней памяти;
• Сопоставления файлов в соответствующие адреса во внешней памяти; предоставление доступа к данным.

На данном этапе нужно достаточно знать, что приложения видят файл как линейную последовательность записей и могут выполнить ряд операций^[87]:

• Новый файл (определенного типа и размера);
• Открытие ранее созданного файла;
• Чтение определенной записи из файла;
• Изменить записи;
• Добавьте запись в конец файла.

Поиск оптимального варианта реализации взаимодействия математического и информационного обеспечения будет осуществляться в виде схемы.

Реляционная база данных – база данных, основанная на реляционной модели данных. Для работы с реляционными базами данных используется реляционная СУБД^[88].

Объектно-ориентированная база данных (ООБД) — база данных, в которой данные оформлены в виде моделей объектов, включающих прикладные программы, которые управляются внешними событиями^[89]. Результатом совмещения возможностей (особенностей) баз данных и возможностей объектно-ориентированных языков программирования являются Объектно-ориентированные системы управления базами данных (ООСУБД). ООСУБД позволяет работать с объектами баз данных также, как с объектами в программировании в ООЯП. ООСУБД расширяет языки программирования, прозрачно вводя долговременные данные, управление параллелизмом, восстановление данных, ассоциированные запросы и другие возможности^[90].

Технологии искусственного интеллекта, особенно ЭС и искусственные нейронные сети, могут облегчить доступ к сложным базам данных и управление ими. Одним из способов является усиление роли СУБД в обеспечении того, чтобы вместе с возможностью выводов, которые в результате в совокупности известны как интеллектуальная база данных^[91].

Распределенные базы данных (РБД) — совокупность логически взаимосвязанных баз данных, распределенных в компьютерной сети^[92].

В данной главе были рассмотрены вопросы, связанные с математическим и информационным обеспечением вычислительных систем. Было дано краткое описание различным математическим методам, таким как линейное и нелинейное программирование, математическая статистика, регрессионный анализ, динамическое программирование, теория игр, параметрическое и стохастическое программирование, теория массового обслуживания. Рассмотрены различные методы информационного обеспечения, дана классификация информационных систем. Для написания этой главы были изучены необходимые литературные источники.

ГЛАВА III. АНАЛИЗ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ПРЕДПРИЯТИЯ ПО ПРОИЗВОДСТВУ МЕБЕЛИ

В качестве исследуемого предприятия было взято «ХАН-Мебель». Предприятие работает с 2005 года. В настоящее время организация занимается такими видами деятельности, как:

• Производство мебели по индивидуальным заказам,
• Производство мебели для юридических лиц и индивидуальных предпринимателей,
• Сборка и установка мебели в домах.

Предприятие работает на рынке более 10 лет. За это время выполнено более 6500 заказов. Штат сотрудников постоянно расширяется. На данный момент на предприятии работает 20 человек.

Штатное расписание^[93] предприятия представлено в таблице 1.

Таблица 1. Штатное расписание «ХАН-Мебель»

Целью предприятия^[94] «ХАН-Мебель» является производство качественной и недорогой мебели. Стратегия предприятия – быть лидером по производству кухонь и корпусной мебели, по индивидуальным дизайн-проектам. Для достижения этой стратегии применяется:

• Большой ассортимент – заказчикам предлагается большой выбор материалов и фурнитуры;
• Услуги выезда дизайнера на замер;
• Доставка и установка мебели
• Высокое качество продукции, соответствие стандартам качества
• Высококвалифицированный персонал
• Замена производственного брака в течении гарантийного срока, гибкая система скидок.

Рассмотрим подробнее вычислительную систему предприятия «ХАН-Мебель». В структуре IBM PC есть несколько основных компонентов:

1. Системный блок, который организует работу, обрабатывает информацию, производит расчеты, обеспечивает человеко-компьютерную связь. В системный блок ПК входит системная плата, динамик, вентилятор, источник питания, два дисковода;
2. Системная (материнская плата) плата, представляющая собой несколько десятков интегральных микросхем различного назначения. Интегральная схема основана на микропроцессоре, который предназначен для выполнения расчетов по программе, хранящейся в запоминающем устройстве и общем управлении ПК. Скорость работы ПК зависит от скорости работы процессора;
3. Память ПК, которая делится на внутреннюю и внешнюю:

• Внутренняя (основная) память – это запоминающее устройство, связанное с процессором и предназначенное для хранения программ и данных, которые участвуют в расчетах. Внутренняя память делится на оперативную (ОЗУ) и постоянную (постоянная память – ПЗУ). Память предназначена для приема, хранения и распространения информации, а также постоянного хранения и передачи информации;

1. Звуковая плата (звуковая карта) используется для воспроизведения и записи аудио;
2. Видеокарта для воспроизведения и записи видеосигнала.

Также имеются внешние устройства ввода:

1. Клавиатура – это набор датчиков, которые воспринимают давление на клавиши и замыкают какую-то электрическую цепь;
2. Мышь – манипулятор, упрощающий работу с большинством компьютеров;
3. Сканер-устройство, которое позволяет ввести в компьютер в графическом виде текст, рисунки, фотографии и т. д.

Внешние устройства вывода:

1. Монитор, используемый для отображения различных видов информации. Размер экрана монитора измеряется в дюймах как расстояние между нижним левым и верхним правым углами экрана;
2. Принтер, используемый для печати текста и графики, подготовленные на компьютере. Существуют матричные, струйные и лазерные принтеры.

Основные характеристики компьютеров^[95], используемых на предприятии:

• Тактовая частота процессора – 2,4 ГГц;
• Количество ядер центрального процессора – 4;
• Объем оперативно памяти – 4 Гб;
• Объем памяти видеокарты – 1 Гб;
• Объем жесткого диска – 1 Тб;
• Версия Windows – Windows 7.

Все компьютеры предприятия объединены в локальную сеть.

Рассмотрим математическое и информационное обеспечение этой системы. Математическое обеспечение вычислительной системы предприятия включает в себя задачи управления, поиск оптимального решения, моделирование процесса создания мебели, моделирование процесса изготовления заказа. Для моделирования процесса изготовления используются специальные программы, которые установлены на деревообрабатывающее оборудование. Для моделирования процесса создания проекта используются не только графические редакторы, но и рисование эскизов вручную.