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

Следует помнить, что каждый из методов может быть использован для решения различных задач пользователей. И наоборот, одну и ту же проблему можно решить разными методами. Весь набор математических алгоритмов, используемых для решения экономических задач, называется экономико-математическими методами.

Важнейшие экономико-математические методы представлены в виде укрупненных групп:

Линейное программирование – линейное преобразование переменных в системах линейных уравнений. Сюда следует отнести: симплексный метод, метод распределения, метод разрешающих факторов, статический матричный метод решения материальных балансов^[48].

Дискретное программирование представлено двумя классами методов: локализационным и комбинаторным. Методы локализации включают линейное целочисленное программирование. По комбинаторный метод ветвей и границ, который используется для построения графиков производства и т. д^[49].

Математическая статистика используется для корреляционного, регрессионного и дисперсионного анализа экономических явлений и процессов. Корреляционный анализ используется для установления тесной связи между двумя или более стохастически независимыми явлениями или процессами^[50].

Регрессионный анализ устанавливает зависимость случайной величины от случайных аргументов. Дисперсионный анализ используется для определения зависимости наблюдений от одного или нескольких факторов с целью выявления наиболее важных. Методы математической статистики используются также для прогнозных экономических расчетов.

Динамическое программирование используется для планирования и анализа экономических процессов во времени. Динамическое программирование представлено в виде многоэтапного вычислительного процесса с последовательной оптимизацией целевой функции. Это должно включать имитационное моделирование^[51].

Теория игр представляет собой ряд методов, используемых для определения стратегии поведения конфликтующих сторон. Известные методы можно разделить на два класса – точные и приближенные (итерационные). Условно точную игру можно, например, реализовать на основе линейного программирования путем некоторого упорядоченного поиска матрицы-игры. Реализация игры на основе приближенных методов имеет несколько вариантов, но каждый из методов основан на аналитическом понимании стратегии на каждом шаге (в каждой партии) с целью улучшения поведения на последующих шагах (в последующих играх)^[52].

Теория массового обслуживания (и связанных с направление-теория управления запасами) включает большой класс экономических задач, где на основе теории вероятности оценивается, например, емкость или количество единиц, обслуживающих производственный процесс, численность ремонтных рабочих, запасов ресурсов и т. д.в зависимости от характера спроса на них. В то же время многие задачи управления запасами формализуются как задачи массового обслуживания и алгоритмически представляются в виде эвристических моделей^[53].

Параметрическое программирование – это вид линейного программирования, где коэффициенты переменных линейного функционала, или коэффициенты переменных системы линейных уравнений, или те и другие коэффициенты зависят от какого-либо параметра. К этому направлению можно отнести динамический матричный метод решения материальных балансов^[54].

Стохастическое Программирование делится на статистическое и динамическое. В статистических задачах исследуемые параметры на определенном этапе являются случайными величинами. В динамических задачах мы имеем дело со случайными последовательностями. Большинство статистических задач сводятся к задачам линейного программирования. Динамические задачи являются предметом так называемого Марковского программирования^[55].

Нелинейное Программирование относится к наименее изученному (применительно к экономическим явлениям и процессам) математическому направлению. Большинство изучаемых численных методов нелинейного программирования посвящено решению задач квадратичного программирования на основе симплексного метода^[56].

Теория в графе – направление математики, где на основе определенной символики является формальным (схемы) описание взаимосвязанности и взаимозависимости многих работ, ресурсов, затрат и т. д.наибольшее практическое применение получил так называемый сетевой граф (сетевой метод). На основе этой формализации с помощью эвристических и математических методов, изучение выбранного набора осуществляется с целью определения оптимального времени работы, оптимального распределения запасов, и др. Одним из методов формализованного исследования являются эвристические алгоритмы ПЕРТСКОЙ и древовидной систем, а также линейное и нелинейное программирование на основе симплексного метода.

Система программирования – обеспечивает перевод программы для решения задачи, выраженной на удобном для человека формализованном языке, на машинный язык, ее отладку, редактирование и включение в программный комплекс для обработки. Система программирования включает в себя описания языков программирования, набор переводчиков, библиотеку стандартных подпрограмм, программы редактирования ссылок, наборы программ, осуществляющих непрерывность работы различных типов компьютеров^[57].

Кроме того, система программирования обычно содержит набор программ, облегчающих взаимодействие пользователя с машиной и позволяющих системе программирования развиваться в зависимости от характера решаемых потребителем задач^[58].

Операционные системы – обеспечивают работу всех компьютерных устройств в требуемых режимах и выполняют необходимую последовательность задач для осуществления различных процедур управления. Операционные системы, как правило, являются неотъемлемой частью вычислительных средств, входящих в состав СКУД^[59].

Однако в некоторых случаях при проектировании АСУ необходимо расширять операционные системы для обеспечения специальных системных требований (например, при подключении к системе процессно-ориентированных самописцев и систем отображения, при организации диалоговых режимов между терминалами и центральным вычислительным комплексом). В связи с этим очень важной частью операционной системы АСУ является так называемый системный генератор.

Системный генератор-программа, не входящая в состав активной части управляющих программ и не имеющая непосредственного отношения к процессу расчета, но с помощью которой можно автоматически сформировать набор управляющих программ для системы любой конфигурации. Этот метод особенно эффективен при использовании компьютера в широком диапазоне АСУ на разных уровнях и на разных объектах, когда состав компьютера и состав задач могут существенно отличаться^[60].

Общесистемный комплекс – охватывает комплекс программ, управляющих работой компьютерной системы и периферийных устройств (регистраторов, индикации обработки данных и др.) Этот комплекс содержит программы совместной работы нескольких компьютеров, интегрированных на разных уровнях устройств хранения данных, программы обслуживания каналов связи, дистанционного решения задач в режиме разделения времени, разграничения доступа к информационным массивам и др^[61].

В общесистемные комплексы также входят информационно-поисковые системы^[62], осуществляющие целевой поиск требуемых массивов (или формирование необходимых массивов фрагментов данных), их редактирование и выдачу потребителю в заданном виде (или передачу этих массивов на запоминающее устройство для использования штатными рабочими программами). Они также включают в себя программы для обслуживания объектов, работающих в режиме реального времени, а также обслуживание терминальных устройств и отображение информации^[63].

Пакеты стандартных прикладных модулей (стандартных подпрограмм) могут использоваться в различных комбинациях при решении конкретной функциональной задачи^[64]. Типичными являются, например, прикладные модули сортировки данных и статистической обработки информации, обработки сетевого планирования и управления, моделирования реальных процессов и др. К математическому обеспечению АСУ часто относят также программы функционального анализа системы, что обеспечивает простоту использования и совершенствования системы^[65].

2.2. Информационное обеспечение

Информационное обеспечение - совокупность форм документов, классификаторов, нормативной базы и реализованных решений по объему, размещению и формам существования информации, применяемой в вычислительной системе при ее эксплуатации^[66]. Информационное обеспечение регулирует поток и подготовку информации для вычислительных систем, организацию информационных процессов на предприятиях и в организациях^[67]. При разработке технического задания к системе информационной безопасности предъявляются требования^[68]:

─ состав, структура и способы организации данных в системе;

─ обмен информацией между компонентами системы;

─ информационная совместимость со смежными системами;

─ по использованию общесоюзных и зарегистрированных республиканских, отраслевых классификаторов, унифицированных документов и классификаторов, действующих на данном предприятии;

─ о применении систем управления базами данных;

─ структура процесса сбора, обработки, передачи данных в системе и представления данных;

─ к защите данных от разрушения в случае аварий и отказов источника питания системы;

─ контроль, хранение, обновление и восстановление данных;

─ порядок придания юридической силы документам, подготовленным техническими средствами АС (в соответствии с ГОСТ 6.10.4)^[69].

Опыт, практика создания и использования автоматизированных информационных систем (АИС) в различных сферах деятельности позволяет дать более широкое и универсальное определение, которое полнее отражает все аспекты их сущности.

Информационная система далее понимается как организованная совокупность программно-аппаратных технических и других вспомогательных средств, технологических процессов и функционально-определенных групп работников, обеспечивающих сбор, представление и накопление информационных ресурсов в определенной предметной области, поиск и выдачу сведений необходимых для удовлетворения информационных потребностей установленного контингента пользователей-абонентов системы^[70].

Исторически первыми типами информационных систем являются архивы и библиотеки. Они имеют все атрибуты информационной системы. Они обеспечивают в какой-либо предметной области сбор данных, их представление и хранение в определенной форме (книги, архивы, каталоги и т. д.), они определяют порядок использования информационных фондов (т. е. определены абоненты, режимы и способы выдачи информации — абонементы, читальные залы и т. д.)^[71].

Информационные системы, в которых представление, хранение и обработка информации осуществляются с помощью вычислительной техники, называются автоматизированными, или сокращенно АИС. Автоматизированные информационные системы сегодня являются неотъемлемой частью современного инструментария информационного обеспечения различных видов деятельности и наиболее бурно развивающейся отрасли информационных технологий^[72].

Таким образом, информационные системы являются основным средством, инструментарием для решения задач информационного обеспечения.

Технологическое и организационно-штатное воплощение информационного обеспечения в большинстве случаев осуществляется в трех формах:

─ услуги по документарному сопровождению менеджмента;

─ информационная служба;

─ экспертно-аналитическая служба.

Одним из фундаментальных понятий, непосредственно связанных с AИС, является система управления базами данных (СУБД) и файловая система^[73].

В настоящее время разработка СУБД как особого вида программного обеспечения для создания и функционирования АС приводит к более широким направлениям СУБД, что определяется ГОСТом как «набор программ и языковых средств, предназначенных для управления данными в базе данных, ведения базы данных и обеспечения ее взаимодействия с приложениями»^[74].

Поэтому расширенную интерпретацию СУБД можно определить, как совокупность программных средств, реализующих создание баз данных, поддержание их в текущем состоянии, а также предоставляющих различным категориям пользователей возможность получения необходимой информации из базы данных^[75].

Совокупность конкретной базы данных, СУБД, прикладных компонентов АС (совокупность входных и выходных форм, типовых запросов на решение задач информационных технологий в конкретной предметной области), а также совокупность технических средств, на которых они реализуются, образуют банк данных или иной автоматизированный банк данных^[76].