Информационное обеспечение АСУ
Понятие о различных видах обеспечения АСУ.
Для удобства разработки, модернизации, изучения и применения, автоматизированные системы представляют в виде взаимосвязанного набора различных видов «обеспечения». В соответствии с ГОСТ 24003-84 к числу основных видов обеспечения АСУ относятся: техническое, информационное, математическое, программное, лингвистическое, организационное и правовое. Наиболее важными из этих семи видов являются техническое, информационное, математическое и программное. Последние два вида обеспечения часто объединяют в единое математическое и программное обеспечение (МПО).
Техническое обеспечение. Понятие «техническое обеспечение» можно рассматривать в двух аспектах: как комплекс технических средств, на которых создается АСУ и как комплекс мероприятий по поддержанию технических средств в исправном состоянии.
В соответствии с первым аспектом, техническое обеспечение это компьютеры, периферийное оборудование и каналы связи. В АСУ ВМФ применяется достаточно широкий спектр средств вычислительной техники, начиная от микрокомпьютеров и заканчивая мэйнфреймами[1] В качестве каналов связи с удаленными абонентами и узлов АСУ между собой применяется система обмена данными ВС РФ, подсистема обмена данными ВМФ и автоматизированная система связи ВМФ. Первые две системы построены на принципах коммутации пакетов и представляют собой совокупность вычислительных машин и каналов связи, объединенных на принципах семиуровневой модели взаимодействия открытых систем. Автоматизированная система связи ВМФ представляет собой совокупность передающих и приемных радиоцентров, радиоканалов в направлении берег – пл (нк), пл (нк) – берег и бортовых комплексов средств автоматизации.
|
|
|
В соответствии со вторым аспектом, техническое обеспечение представляет собой процесс эксплуатации технических средств, осуществляемый с целью поддержания АСУ в исправном состоянии и постоянной готовности к применению. В состав технического обеспечения входят:
- снабжение АСУ, эксплуатационно-расходными материалами, запасными инструментами и принадлежностями (ЗИП);
- проведение технических осмотров и регламентных работ АСУ;
- ремонт АСУ;
Информационное обеспечение представляет собой совокупность единой системы классификации и кодирования оперативно-тактической и военно-технической информации, унифицированных систем документации и массивов информации, используемых в АСУ.
Функционирование системы информационного обеспечения состоит из следующих основных процедур:
- поиск информации, который выполняется по запросу (вопросу), в котором указываются определенные исходные сведения, позволяющие найти в информационном фонде нужную информацию;
|
|
|
- обновление информации, которое также осуществляется по определенному запросу, содержащему сведения, необходимые для выполнения процедуры обновления (дополнения) информационного фонда;
- завершающая обработка - преобразование информации в соответствии с запросом.
Основным компонентом информационного обеспечения является хранящийся в ней запас информации, который называется информационным фондом. Информация в этом фонде соответствующим образом организована и представлена на определенном языке, без знания которого информационной подсистемой воспользоваться нельзя.
Любое ИО предполагает наличие некоторой материальной основы, физического компонента. Это устройства памяти, позволяющие накапливать информацию.
И, наконец, функциональный компонент ИО, включающий процедуры формирования, управления, обновления, информационного поиска и завершающей обработки.
При отсутствии процедуры обновления система становится стационарной (например, энциклопедия), а при отсутствии процедуры завершающей обработки она превращается в информационно-поисковую систему.
|
|
|
Функциональный компонент, кроме перечисленных основных процедур, включает целый ряд, так называемых, прагматических процедур. К ним относятся процедуры:
- “общения” пользователя с ИО;
- защита конфиденциальности;
- защита ИО от старения информации;
- защита от дезинформации;
- поддержка информации на носителях и т. д.
Общение пользователя с ИО. Пользователями ИО в одних случаях являются люди, в других - автоматические устройства, внешние по отношению к ИО, в третьих - программы, размещенные в той же ЭВМ, что и ИО. Для общения с ИО разрабатываются специальные процедуры диалога (пользовательский интерфейс) и языки интерпретаторы или предтрансляторы.
Защита конфиденциальности. Такая процедура необходима, когда предъявляется требование доступа к информации только определенной категории личного состава. Способы защиты конфиденциальности - система паролей, ключей, фиксация факта и т. д.
Защита ИП от старения информации. Существует один способ борьбы со старением - своевременное ее обновление.
Необходимость защиты ИО от дезинформации связана с возможными действиями по нарушению адекватности информационного фонда ИО определенной области реального мира. Такими действиями могут быть нарушение дисциплины обновления информации, преднамеренный ввод заведомо ложной информации.
|
|
|
Поддержка информации на носителях необходима в связи с разрушением со временем записей в памяти ЭВМ, а также сбоями в устройствах ЭВМ. Пути решения проблемы - перезапись и дублирование информации.
Все процедуры, составляющие функциональный компонент, оформляются в виде комплекса программ.
Математическое обеспечение представляет собой совокупность математических методов, моделей и алгоритмов обработки информации в АСУ.
Программное обеспечение является реализацией математического обеспечения на уровне готовых к использованию машинных программ.
Система математического и программного обеспечения (МПО) выполняет роль посредника между пользователем и средствами автоматизации и обеспечивает возможность использования в работе органов управления информационных, расчетных задач и моделей боевых действий на этапах подготовки и ведения операций (боевых действий).
Несмотря на то, что основными видами обеспечения являются техническое, информационное, математическое и программное, автоматизация управления невозможна без менее важных, но столь же необходимых видов обеспечения.
Лингвистическое обеспечение - это совокупность языковых средств, предназначенная для формализации языка общения персонала автоматизированной системы управления со средствами вычислительной техники.
Организационное обеспечение это:
- совокупность документов, регламентирующих деятельность персонала АСУ в условиях ее функционирования (ГОСТ);
- совокупность документов, определяющих организационную структуру, функциональное предназначение АСУ, порядок ее боевого применения и обеспечение совместимости с другими АСУ;
- совокупность мер и мероприятий, регламентирующих функционирование и использование ЭВМ и автоматизированных систем.
Правовое обеспечение – это совокупность правовых норм, регламентирующих правоотношения при функционировании АСУ и юридический статус результатов ее функционирования.
Все виды обеспечения взаимосвязаны между собой. Это необходимо учитывать при разработке АСУ ВМФ и, при решении проблем совместимости существующих АСУ ВМФ различного уровня и назначения. Иерархическое построение АСУ ВМФ требует, наряду с обеспечением взаимной увязки подсистем одного уровня (горизонтальные связи), отработки взаимодействия подсистем различных уровней (вертикальные связи). Остановимся на наиболее важных аспектах решения проблемы совместимости АСУ.
Организационный аспект совместимости состоит в согласованности документации, процессов разработки и внедрения взаимодействующих подсистем в комплексе, а также в согласованности временных режимов функционирования подсистем и систем по периодичности и конкретным срокам взаимной передачи информации.
Информационный аспект совместимости предусматривает единство информационно-поискового языка, единый порядок сбора и обработки информации, единство типовых форм её представления, а также применение единой системы классификации и кодирования информации.
Технический аспект совместимости отражает проведение единой политики в отношении оснащения систем совместимыми средствами обработки и передачи информации с учётом соответствия пропускной способности объемам информации, циркулирующей между системами.
Математический аспект совместимости заключается в возможности использования единых математических методов, моделей и алгоритмов или непротиворечивости методических подходов к решению однотипных задач в подсистемах АСУ ВМФ.
Программный аспект совместимости состоит в преимущественном использовании единых программ или наборов унифицированных программ решения типовых задач в подсистемах различных АСУ ВМФ.
Лингвистически аспект совместимости заключается в однозначности научно-технических терминов и других языковых средств, применяемых в АСУ, а также правил формализации естественного языка.
Правовой аспект совместимости состоит в единстве и непротиворечивости основ и норм создания и использования систем, входящих в состав АСУ ВМФ.
Совместимость подсистем АСУ ВМФ обеспечивается:
- формулированием в техническом задании на разработку АСУ комплекса требований к взаимосвязанным подсистемам и доведения их до разработчиков;
- разработкой в составе технического и рабочего проектов раздела с предметным изложением методов обеспечения всех видов совместимости;
- соблюдением согласованности проектирования подсистем на основе опережающей разработки подсистем высшего уровня по отношению к подсистемам низшего уровня;
- разработкой единых методических положений, технологических, структурно-функциональных и структурно-информационных схем функционирования взаимосвязанных подсистем АСУ как базы для последующего построения методик и схем в рамках каждой подсистемы;
- разработкой всех взаимодействующих подсистем по единому координационному плану на единых принципах проектирования и внедрения АСУ;
- взаимным согласованием всей проектной документации по увязке взаимодействующих подсистем;
- разработкой и утверждением единого терминологического словаря АСУ;
- организацией рабочих групп по сквозному проектированию подсистем.
Реализация указанных положений в значительной степени позволит спроектировать и в дальнейшем использовать для управления силами действительно единую АСУ силами флота.
2. Техническое обеспечение АСУ.
Техническое обеспечение (ТО) - комплекс технических средств, применяемых для функционирования автоматизированной системы управления (ГОСТ 24003-84). Комплекс технических средств предназначен для автоматизированной реализации информационного процесса.
Техническое обеспечение связи и АСУ осуществляется в целях поддержания их в исправном состоянии. В состав технического обеспечения входит: своевременное снабжение соединений, частей и кораблей техникой связи и АСУ, эксплуатационно-расходными материалами, восстановление их расхода и потерь, содержание техники и ЗИП в комплекте и в исправности; проведение регламентов, обслуживание и контроль состояния техники в установленные сроки; организацию эксплуатации и ремонта поврежденной (неисправной) техники; организацию управления силами и средствами технического обеспечения.
Как известно, в информационном процессе выделяют следующие частные подпроцессы:
· сбор и регистрация;
· обработка;
· хранение;
· передача информации и др.
Для реализации каждого подпроцесса необходимо иметь специальные технические средства.
Т а б л и ц а 1
| Средства ТО | |||||||
| основные | вспомогательные | ||||||
| регистрации и сбора информации | ввода информации | передачи данных | обработки информации | хранения информации | выдачи информации | элек-тропи-тания | технического обслуж. и ремонта |
| -средства сбора; -измеритель-ные приборы | -устройствава локального ввода; -устройства удаленного ввода | -коммутационные средства; -каналообразующие устройства; -аппаратура передачи данных; -засекречивающая аппаратура связи | -ЭВМ; -вычисли-тельные комплексы | -внешние запоминающие устройства | -устройства документирования; -устройства отображения. | ||
В соответствии с этим выделяют основные и вспомогательные технические средства или средства технического обеспечения (таблица 1).
Так, например, средства регистрации и сбора информации обеспечивают фиксацию первичной информации о состоянии объектов управления и среды, а также преобразование к виду, допускающему ее восприятие другими техническими средствами. Используется данное оборудование, прежде всего, в командной подсистеме АСУ. Средства ввода информации по своему функциональному предназначению примыкают к средствам регистрации и средствам передачи. Средства передачи данных обеспечивают обмен информацией между элементами системы управления. Средства обработки информации обеспечивают содержательное преобразование информации и частичное изменение формы информации во времени. Средства выдачи обеспечивают преобразование информации в удобный для дальнейшего использования вид.
В состав ТО входит также различное оборудование, обеспечивающее функционирование технических средств в составе АСУ в соответствии с их предназначением.
Комплекс технических средств как материальная основа автоматизации является наименее гибким видом обеспечения. Поэтому при создании средств ТО главными задачами являются:
· разработка целесообразного состава технических средств;
· обеспечение взаимодействия различных технических средств;
· организация эффективного использования технических средств.
При разработки средств ТО необходимо учитывать следующие принципы применения оборудования:
· соответствия производительности технических средств комплекса автоматизации решаемым на нем задачам (в противном случае эффективность использования комплекса и АСУ, в целом, может снизиться);
· совместимости технических средств;
· агрегируемости технических средств (возможности создания комплексов из различных компонентов);
· максимального использования производительности каждого технического средства.
Выбор технических средств определяется сложностью задач, решаемых системой управления, содержанием информационного процесса, требованиями к организации информационного процесса со стороны должностных лиц всех уровней.
К техническим средствам АСУ предъявляются требования по производительности, надежности, эргономичности (соответствию условий работы психофизиологическим характеристикам человека), стандартизации, унификации и др.
Одним из наиболее эффективных путей получения высокой производительности является согласование структуры вычислительных средств с определенным классом решаемых задач.
Основными направлениями совершенствования технических средств АСУ ВМФ являются:
· использование технических средств высокой производительности;
· распараллеливание вычислительного процесса на всех уровнях;
· широкое применение в комплексах средств автоматизации микропроцессорных систем;
· дальнейшее развитие и внедрение технических средств, обеспечивающих автоматизацию обмена данными;
· сетевое использование ЭВМ.
Решение вопросов разработки и внедрения средств ТО возможно только в комплексе с другими видами обеспечения АСУ.
Рассмотрим принципы формирования требований, анализ и перспективы развития технического обеспечения АСУ.
Требования к техническому обеспечению должны гарантировать, что при их выполнении будет полностью обеспечиваться заданная эффективность реализации других видов обеспечения и автоматизированной системы в целом. К основным группам требований, предъявляемых к техническому обеспечению, можно отнести следующие :
· наличие достаточного уровня ресурсов производительности, основной и внешней памяти;
· необходимые номенклатура и качество периферийных средств;
· заданные эксплуатационная надежность и ремонтопригодность.
Анализ рассматриваемой предметной области и опыта создания систем автоматизации позволяют сформировать ряд методологических принципов разработки технического обеспечения АСУ.
К основным из них относятся :
· принцип подчиненности разработки технического обеспечения целям и задачам создания других видов обеспечения;
· принцип динамического насыщения системы техническими средствами от периферии к ее ядру.
Исходя из существующей взаимосвязи видов обеспечения целесообразна следующая циклическая последовательность их разработки:
· организационное;
· информационное (лингвистическое);
· математическое и программное (общее и специальное);
· техническое.
Таким образом предъявление требований к техническим средствам завершает каждый цикл итерационного процесса разработки требований к АСУ и выбора путей их удовлетворения.
Реализация второго принципа в процессе создания сложных комплексов средств автоматизации предполагает первичность рассмотрения состава периферийного оборудования и в частности структур автоматизированных рабочих мест и рабочих станций по отношению к вычислительным комплексам и другими средствам обработки информации(ЭВМ-серверам, главным ЭВМ и т. д.).
Требования к техническим средствам уточняются по мере перехода от замысла на систему до конечного предъявления технического задания на нее.
Первичность предназначения АСУ и состава других видов обеспечения по отношению к техническим средствам можно показать на примере рассмотрения требуемых свойств базового вычислительного комплекса в случае применения его в трех различных по назначению системах:
· в системе (подсистеме) сбора, хранения и передачи командной информации требуются расширенные средства каналов обмена, аппаратная поддержка безопасности и отказоустойчивости;
· в информационно-расчетной системе (подсистеме) - расширенные средства работы с ВЗУ на магнитных дисках и лентах, возможность применения специализированных процессоров баз данных;
· в системе сбора и обработки информации о среде и противнике - расширенные средства специализированной обработки, увеличенные ресурсы памяти.
Приведенные принципы позволяют сформулировать возможный порядок обоснования требований к техническому обеспечению, согласованный с методиками выполнения подобных работ для других видов обеспечения.
Во-первых, проведение обследования органа управления, подлежащего автоматизации, включающего определение:
· основных задач, решаемых при различных степенях боевой готовности;
· характера решаемых задач (самостоятельно для каждого пункта управления, совместно с другими пунктами):
· определение текущего уровня применения вычислительной техники;
· характеристик связей с другими органами управления;
· характеристик (периодичность, формы, объём) внутренних, входных и выходных документов;
· применяемых и перспективных средств общего и специального математического, а также информационного обеспечения;
· требований к отдельным подсистемам с обоснованными показателями;
· концептуальных моделей основных информационных процессов.
В результате выполнения приведенных пунктов должны быть выявлены причины недостаточной эффективности существующего технического обеспечения, состав показателей, ограничивающих эффективность АСУ в целом, (производительность, надежность, пропускные способности каналов обмена или номенклатура оборудования).
Во-вторых, построение на основе анализа перспективных разработок и знаний возможностей производства усеченного дерева вариантов структур технических средств АСУ.
В-третьих, обоснованный выбор основных качественных и количественных показателей, характеризующих эффективность (качество) технических средств.
В-четвертых, определение требований к показателям эффективности исходя из назначения и задач, решаемых системой.
В-пятых, разработка (на базе модели основных информационных процессов органа управления) математических моделей, связывающих структуру системы для каждого из выбранных вариантов с основными и частными техническими показателями эффективности.
В-шестых, выполнение экспертной оценки дерева перебора одним из выбранных методов (комплексной бинарной оценки наличия заданных свойств, с использованием осредненной шкалы эффективности).
Для повышения качества последующего сопровождения разрабатываемой системы и реальности предъявляемых требований целесообразно выполнить тестирование прототипов комплексов технических средств с использованием инструментальных тестовых пакетов и макетов, предлагаемых к применению информационных и расчетных задач.
При формировании требовании к техническим средствам должны быть определены режимы их функционирования и использования(например, многозадачность и однопользовательность).
Основные требования к техническому обеспечению со стороны других видов обеспечения сводятся к ресурсам производительности, памяти, системы ввода-вывода и периферийных устройств.
Принятые на вооружение ВМФ комплексы средств автоматизации представлены средствами всех видов автоматизированных систем управления - силами, боевыми средствами и специального назначения, и в различной степени соответствуют современным требованиям..
Технические средства современных корабельных автоматизированных систем управления представлены прежде всего боевыми управляющими системами (БИУСов), состоящими из совокупности вычислительных комплексов повышенной надежности, пультов управления и периферийных приборов, связанных в единое целое посредством аналоговых и цифровых каналов ввода-вывода. Периферийные приборы стыкуются с корабельными комплексами управления оружием и техническими средствами.
Одним из основных недостатков свойственным современным корабельным средствам автоматизации является недостаточный охват функций управления кораблем в целом.
Перспективным считается федеративный принцип комплексирования, допускающий относительную самостоятельность средств, применяемых в интересах отдельных боевых частей.
На малых кораблях средства автоматизации могут быть комплексированы на базе того либо иного основного радиотехнического средства (РЛС,ГАС и т. д.) в зависимости от боевого предназначения корабля. Для обмена информации в пределах тактических групп и соединений могут применяться автоматизированные радиолинии коротковолновых и УКВ диапазонов, а также специализированные гидроакустические средства.
Перспективными направлениями в развитии корабельных технических средств автоматизации управления являются дальнейшая их интеграция со средствами связи в составе единых подсистем и обеспечение процессов общекорабельного обмена данными на основе локальных вычислительных сетей.
Технические средства АСУ управления силами ВМФ решают две основные задачи: информационного обеспечения органов управления при постоянной готовности и обмена командами и информацией о состоянии при переводе сил в повышенные степени боевой готовности.
Основная автоматизированная системы управления силами ВМФ содержит в своем составе несколько подсистем технических средств:
· систему обмена, передачи данных (СПД);
· технические средства собственно объектов автоматизации, объединенных в комплексы средств автоматизации (КСА);
· автоматизированные объекты системы связи ВМФ.
Технические средства данной системы имеются на всех уровнях управления силами и позволяют доводить командную информацию до береговых пунктов управления и кораблей находящихся в море.
В составе вычислительных комплексов и периферийного оборудования данной системы широко применяются средства относящиеся к номенклатуре системы “больших” ЕС-ЭВМ. К настоящему времени технические средства основной АСУ силами ВМФ в значительной степени морально и физически устарели.
Перспективы развития технических средств АСУ силами ВМФ связаны с повышением эффективности двух ее основных подсистем:
· подсистемы передачи данными построение которой возможно на основе принципов создания глобальной вычислительных сетей;
· комплексов средств автоматизации штабов объединений и соединений ВМФ с широким применением стандартных решений на основе персональных ЭВМ, локальных вычислительных сетей и принципов создания “открытых систем”.
Комплексы средств автоматизации размещаются на командных пунктах в виде объектов автоматизации на основе следующих технических средств:
· больших комплексов средств автоматизации (БКСА), создаваемых как гетерогенные вычислительные системы на базе главных ЭВМ и локальных вычислительных сетей;
· малых комплексов средств автоматизации (МКСА), имеющих в качестве технической основы локальные вычислительные сети (ЛВС), отдельные автоматизированные рабочие места (АРМы) и абонентские пункты (АП) на персональных ЭВМ.
Информационное обеспечение АСУ
Актуальность проблемы повышения эффективности информационного обеспечения деятельности органов военного управления обусловлена резким повышением информационной нагрузки на должностные лица органов управления, связанной с аналитической обработкой разнородных данных, поступающих одновременно от нескольких источников, их обобщением, документированием, наглядным отображением, анализом и своевременным принятием решения.
Управление, как вид человеческой деятельности, является информационным процессом, а информация - основой управления и основным “продуктом” деятельности органов управления. Она используется в практической деятельности командующих (командиров), штабов в процессе управления силами в мирное и военное время. На ее основе производится изучение и анализ обстановки, оценка соотношения сил сторон, выработка замысла, принятие решения, планирование боевых действий и контроль за их ведением. Сами замысел, решение, планы, распоряжения являются информацией.
Непрерывное добывание, сбор, изучение, анализ, хранение и отображение информации является одной из наиболее сложных и трудоемких задач управления. Цель ее решения заключается в постоянном и своевременном обеспечении командования и органов управления достоверными сведениями в необходимом объеме. От выполнения этой задачи зависят правильность выводов из оценки обстановки, своевременность и обоснованность принимаемых решений, качество планирования операций (боевых действий) и эффективность применения сил, средств и оружия в целом.
Исходя из требований, предъявляемой к информации, которая используется органом управления, она должна быть соответствующим образом организована. Такой организационной формой является информационное обеспечение (ИО) органа (системы) управления.
ИО объективно складывается в любой системе управления, а его содержание определяется решаемыми системой управления задачами. И если система функционирует с достаточной эффективностью, то это значит, что ее информационное обеспечение в значительной степени адекватно управляемым процессам. В процессе автоматизации меняется только форма представления информационного обеспечения при хранении и совершенствуются методы обработки информации. При этом в меньшей степени изменяется его содержание.
В соответствии с ГОСТ 24.003-84 информационное обеспечение АСУ (ИО АСУ) представляет собой совокупность реализованных решений по объектам, размещению и формам организации информации, циркулирующей в автоматизированной системе управления при ее функционировании.
Основное назначение ИО АСУ - своевременно выдавать операторам достоверную информацию, необходимую и достаточную для принятия оптимальных и близких к ним управленческих решений.
Основной функцией ИО АСУ является создание и ведение динамической информационной модели управляемого объекта, которая в каждый момент содержит данные, соответствующие фактическим значениям параметров объекта и среды, в которой он функционирует, с минимальной задержкой во времени.
Данные можно определить как информацию в форме, которую она принимает при обработке, хранении и передаче с помощью технических средств.
Разработка ИО АСУ, имеет свои специфические проблемы. Основные из них следующие:
· необходимость преобразования информации, представленной на естественном языке, в сигналы технической системы обработки информации, т. е. в данные;
· необходимость выявления состава информации, используемой при решении задач управления;
· необходимость защиты информации (обеспечение физической и логической целостности, а также конфиденциальности);
· обеспечение общения операторов с комплексами средств автоматизации и сопрягаемых КСА между собой;
· доставка информации на пункты управления.
Решение этих проблем предполагает формализацию всей используемой в АСУ информации, что в свою очередь требует решения следующих задач:
· создания единой системы классификации и кодирования информации, унификация принципов построения элементов данных и их совокупностей;
· разработки формализованных и унифицированных форм боевых документов;
· разработки согласованных форм и способов обмена информацией;
· разработки единых методов и правил формализации, преобразования, формирования, контроля, ввода, передачи, хранения, изменения данных;
· разработки систем описания данных.
Рассмотренные проблемы автоматизации информационного обеспечения процессов управления являются общими для всех АСУ военного назначения. В конкретных АСУ имеются свои специфические проблемы.
Материальным носителем информационного обеспечения процессов управления является информационная подсистема (ИП) АСУ. ИП представляет собой совокупность систем сбора, контроля, преобразования, кодирования, хранения, обновления, поиска, выдачи по запросам, документирования, распределения и передачи информации. ИП является общей для всех задач, решаемых в АСУ, а, следовательно, для всех основных функциональных подсистем.
Информационные подсистемы, являясь существенной частью многих типов автоматизированных систем (АСУ силами, АСУ боевыми средствами, АСУ специального назначения, АСУ ТП, САПР, АСНИ и др.) представляют интерес и как самостоятельные объекты. В таком качестве они выступают в виде информационно-справочных систем (ИСС). Поэтому в современной литературе часто используется термин автоматизированные информационные системы (АИС), который обобщает все возможные области их применения.
В настоящее время широкое распространение получили автоматизированные информационные системы самого различного назначения.
По форме представления информации в информационном фонде в настоящее время выделяют АИС, хранящие:
· документы (документальные АИС);
· отдельные сведения (факты) в упорядоченном виде (фактографические АИС);
· знания (базы и банки знаний);
· информацию в сигнальной форме (информационные подсистемы АСУ технологического типа).
По способу организации данных в информационном фонде различают АИС с файловыми структурами данных, АИС, построенные в соответствии с концепцией баз данных, распределенных баз данных и сочетаний перечисленных способов.
Первый способ эффективен только в случае небольших объемов информации, и в АСУ практически не применяется. В ИП, построенных в соответствии с концепцией баз данных логическая и физическая организация данных не совпадают.
Логический уровень и представляющая его логическая модель данных соответствует пользовательскому взгляду на данные или взгляду прикладного программиста, разрабатывающего расчетную задачу или модель. Логическая модель создается специалистом по базам данных вместе со специалистом в автоматизируемой предметной области.
Физический уровень и представляющая его физическая модель данных соответствует размещению данных на машинных носителях в памяти ЭВМ. Логическая модель данных - это “взгляд” на данные конкретных пользователей и их прикладных программ. Физическая модель данных - это отображение структуры данных в памяти ЭВМ. Физическая модель создается на основе логической специалистом по базам данных.
В ИП, построенных на принципах распределенных баз данных отдельные логические модели данных, содержащие фрагменты информации об одном и том же реальном объекте, объединяются в единую информационную модель, называемую общей (глобальной) логической моделью.
Локальные и распределенные базы данных могут создаваться с помощью обычных языков программирования (Delphi, C++, Visual Basic и др.). Однако гораздо чаще для их создания используют специализированные языки - системы управления базами данных (СУБД). СУБД - комплекс программных и языковых средств, обеспечивающий создание баз данных, управление данными и доступ к ним. Они включают программные средства формирования, ведения данных, информационного поиска и описания данных. Логическая модель данных методами доступа ОС или собственными методами доступа, имеющимися в СУБД, преобразуется в физическую модель данных. Физическая модель в этом случае представляет собой интегрированный файл на машинных носителях, который носит название базы данных (БД).
База данных - совокупность данных, независимая от прикладных программ, организованная по определенным правилам, предусматривающим общие принципы описания, хранения и манипулирования данными. В базе данных хранится множество интегрированных файлов, соответствующих множеству интегрированных информационных объектов. БД - машинное отображение информационной модели предметной области.
Характерной особенностью ИП, построенной на принципе интегрированного хранения данных, является то, что несмотря на централизованное интегрированное хранение данных, конкретная пользовательская программа имеет доступ только к тем данным, которые описываются ее логической моделью. Говорят, что она смотрит на все данные, а видит только свои. Это удобно, как в плане написания прикладных программ, так и в плане ограничения доступа к данным. Обращаться ко всем данным БД имеет возможность и право только Администратор БД, который занимается вопросами формирования и ведения БД. Информационная подсистема, построенная на принципах интегрированного хранения данных, называется банком данных (БнД).
Банк данных - система информационных, программных, языковых, организационных и технических средств, предназначенная для централизованного накопления и коллективного использования данных. Структурная схема банка данных показана на рис. 2.9.
Все языковые средства банка данных кроме информационных языков, предоставляются ОС (языки программирования) и СУБД (ЯОД, ЯМД). Информационные языки разрабатываются самостоятельно при создании ИП. При этом некоторые СУБД имеют специальные программные средства для ведения машинных словарей. Имеются также специальные программные средства в некоторых ОС (СВМ) для разработки сценариев диалога. Кроме того, имеются специализированные ППП подобного назначения.
|
|
Прежде, чем использовать принцип интегрированного хранения данных, необходимо обосновать его целесообразность для конкретной АСУ, анализируя его положительные и отрицательные стороны. Альтернативными решениями являются файловый подход, а также ИП, построенная на принципах распределения обработки данных.
ИП с распределенной обработкой данных могут создаваться на основании двух подходов:
1.В одной ЭВМ (ВК) создается комплекс, состоящий из центральной базы данных (ЦБД) и локальных баз данных (ЛБД) или отдельных локальных файлов. ЦБД доступна для всех пользователей АСУ, а ЛБД или отдельные файлы только для определенного круга пользователей.
2.Множество ЭВМ объединяются в вычислительную сеть. На каждой ЭВМ такой сети создается локальная ИП (ЛИП), которая в свою очередь может быть построена на базе любой концепции. Каждая ЛИП содержит информационный фонд, специфический для комплекса средств автоматизации, частью которого она является. Общая часть информационного фонда хранится на одной из ЭВМ. Подобный подход к созданию ИП принято называть системой распределенных баз данных (РБД).
Выбор реализации ИП осуществляется на основе обследования конкретных систем управления, анализа потоков информации при управлении и принятых организационных принципов построения АСУ силами.
Дата добавления: 2020-04-25; просмотров: 1265; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!