Учитывая значительное многообразие новой информационной технологии, следует отметить необходимость анализа и синтеза ее структур, а также структур управления системами обработки информации. Принципиальный интерес представляет система управления так называемой индустриальной информационной технологией, имеющей следующие характерные признаки:
повышение эффективности работы пользователей информации за счет специализации, унификации и типизации компонентов информационных технологий, внедрения новых организационно-экономических форм в информационном производстве;
обеспечение технологичности, устойчивости, гибкости, надежности компонентов информационных технологий;
создание условий для быстрой и эффективной разработки промышленных и непромышленных информационных технологий для решения конкретных задач.
В глобальном масштабе индустриальная информационная технология представляется как единое информационное обеспечение технологической целостности народного хозяйства. Задачи проектирования и генерации информационной технологии могут быть отнесены к классу системных задач, решение которых основывается на методах и принципах системного подхода. Использование этого подхода позволило выделить следующие уровни управления индустриальной информационной технологией: технологическое управление, связанное с выполнением взаимосвязанных информационно-вычислительных работ; организационное управление, направленное на выработку целенаправленных воздействий на объект управления (технология), содержанием которого являются осуществляемые пользователями процессы накопления, обработки информации и выработка управленческих решений в диалоговом режиме; экономическое управление, связанное с уменьшением стоимости информационно-вычислительных услуг.
Для реализации функций выделенных уровней управления применяется систему управления информационной индустриальной технологией. Цели создания такой системы могут быть объединены в следующие три группы:
1)обеспечение
заданного состава элементов управления
информационными процессами;
обеспечение
заданной структуры связей между
элементами системы
управления
или последовательности управляющих
воздействий;
2)обеспечение поддержки характеристик, отражающих свойства системы.
Выполнение приведенных целей приводит к необходимости применения иерархической системы управления, на нижнем уровне которой находятся элементы технологического управления, а на высших — узлы организационного, организационно-технологического, административного управления.
Для конкретного использования достижений современных информационных технологий необходимо планировать процесс создания информационных систем, что позволит повысить эффективность системы управления I технологией и достичь поставленных целей. Опыт реализации таких систем : позволил выделить следующие уровни иерархии системы управления индустриальной информационной технологией:
• уровень
управления локальной ЭВМ и ее устройствами
для решения
задач
оперативного планирования и диспетчерского
управления в диапазоне
выполняемых
функций управления;
• уровень
управления локальной сетью ЭВМ (подсетью
региональной
[сети
ЭВМ) для оперативного управления
производственно-экономически
ми
комплексами, технологическими процессами;
• уровень
управления региональной и глобальной
сетями ЭВМ для ре-
шения задач
управления всех уровней.
Учитывая динамику развития программно-аппаратных средств, необходимо постоянное совершенствование инструментально-технологических средств систем управления индустриальной технологией для выработки управленческих решений. Поэтому дальнейшее развитие систем управления технологией должно быть связано с решением следующих задач:
• при
разработке организационно-технических
и программных средств
системы
управления информационной технологией
необходимо рассматривать
их как сложные технологические системы, включающие техническое, программное и организационное обеспечение;
• адаптация уровней системы управления к решению конкретных приложений и изменению структуры и возможностям программно-технических средств, работающих в автономном режиме и режимах коллективного использования информационных и вычислительных ресурсов.
В качестве основных структурных элементов новых информационных технологий можно выделить следующие: информационно-вычислительные сети, средства телекоммуникаций, электронную почту, телеконференции, автоматизированные рабочие места, автоматизированные банки данных (БД).
В последующем изложении использования элементов новых информационных технологий рассматриваются современные информационно-вычислительные сети и их конкретная реализация при разработке кооперативных систем в непромышленной сфере.
2. Принципы обработки информации в информационно вычислительных сетях
Подавляющее большинство современных автоматизированных систем может быть сведено к понятию АРМ — автоматизированное рабочее место. И если ранее, в самом начале эпохи автоматизации, этот термин обозначал уровень автоматизации структурных подразделений предприятия, то сегодня время независимых рабочих мест миновало. АРМы лишь частично решают проблему эффективной автоматизации производства, не позволяя при этом внедрить в информационную систему режим реального времени.
Фирмы, работающие в условиях больших ежедневных информационных потоков, как правило, сталкиваются с такой информационной категорией, как «операционный период работы». Причем в зависимости от того, насколько корректно отслеживаются все информационные потоки, и связи между ними во времени, настолько эффективно автоматизировано функционирование этих фирм. Например, если организация имеет потребность ежечасного оперативного подведения итогов по любым видам актуальных запросов, то она работает по схеме «опер час». Более широкие временные рамки приводят фирмы к режиму «опер день» (банки, кредитные фирмы, оптово-розничные организации и т.п.).
Принятое в литературе разделение информационных комплексов на системы реального времени (СРВ) и системы, к таковым не сводящиеся, достаточно условно, если принять за основу их определение (которое довольно точно отражает этот подход), то очевидным становится тот факт, что любой так называемый «офисный» процесс полностью подчиняется закономерностям СРВ. Если синхронизировать момент ввода информации в систему с моментом старта ее обработчика и при этом до завершения обработки заблокировать возмож-1|ость следующего ввода новой информации, то эффективность системы по признаку временной разрешающей способности будет определяться лишь потребностью. Имея технический инструмент, каковым является, например, локальная сеть современных высокопроизводительных компьютеров, можно эффективно моделировать процесс полной обработки информации по факту ее появления в системе.
Решаемую задачу можно сформулировать следующим образом: все провесы, которые порождает символ на входе в среду ее обитания, должны быть немедленно воспроизведены (смоделированы), причем корректно и полно. |Реализовать идеологию реального времени в среде информационных задач и запросов значительно проще, чем в среде непрерывных управляемых и контролируемых процессов. Это возможно именно благодаря возможности блокировки ввода очередного объема информации до момента полного завершения обработки предыдущей. Таким образом, основным поставщиком информации (информационным «датчиком») становится работник данного информационного участка на своей рабочей станции. Рассмотрим схему линейного подключения станций в единую сеть с выделенным файловым диспетчером.
Специализированные операционные программные Среды ведущих зарубежных компаний (например, Nоvell) дают возможность многочисленного одновременного открытия и, соответственно, параллельной обработки разными рабочими станциями одного и того же файла (или группы файлов) общего доступа, расположенного на накопительном устройстве файлового диспетчера. При этом внесение и корректировка информации может осуществляться на разных станциях одновременно. А это значит, что параллельная организация обработки исходной информации дает возможность многократно сократить время, которое затрачивается на формирование выходящей информации (например, всевозможных отчетов, итоговых справок и т.п.). Объединяя, принципы параллельного ввода с принципами организации режима, реального времени обработки, получаем информационную систему, решающую проблемы автоматизированного управления производством с учетом возможности оперативного принятия решений по мере необходимости. Уточним некоторые понятия, необходимые для понимания этой технологии решения информационных задач.
В рамках этой концепции определим информационный поток (ИП) и предметную область (ПО). Введем понятие информационного уровня (ИУ) как совокупности данных, объединенных по некоторому для данной ПО признаку. Категория ИУ будет иметь принципиальное значение в методике анализа ПО и технологии построения базы данных, адекватно отражающей все запросы постановки решаемых задач. Примером таких объеди-няющих актуальных признаков могут служить всевозможные «разрезы» бухгалтерской отчетности — месяцы, кварталы, годы, бригады, организации, участки, цехи и т.п.
Естественно, аналогичные признаки присущи и более простым постановкам. Такого рода признаки находятся в ПО во взаимосвязи, причем наиболее простая модель формирования связей основана на принципах древовидных структур или иерархий.
Количественным выразителем признака, объединяющего данные в группу, является ее адрес. Будем называть адресом (активным адресом) числовое или строковое значение признака, непосредственно формирующего группу, а сам признак — активным признаком. Таковыми адресами могут выступать номер месяца либо его строковое наименование, номер года, наименование предприятия, подразделения, цеха, участка т.п.
Достаточный для розыска группы данных в исследуемой ПО суммарный признак (суммарный адрес) будем называть полным признаком (полным адресом) группы данных.
Очевидно, что дополнительным признаком (дополнительным адресом) группы данных будет выступать строковая разность полного признака (адреса) и его активной части. Например, признак «день» является активным по отношению к данным приходов-расходов некоего банка за день. Таких групп может быть множество. Адрес «день № 24» несколько сократит это множество и «отфильтрует» группы, относящиеся только к 24-ым дням среди всех остальных. Достаточным же для отождествления единственной (уникальной) группы данных может служить полный (суммарный) адрес вида: «год 1996 + месяц 10 (октябрь) + день № 24», то есть дата. В этой последовательности адрес «1996+10» является дополнительным адресом группы с активным адресом «24-ый день».
Критерий корректности информационного уровня данных, а значит, и всей базы в целом можно определить следующим образом: группа данных, объединенных по некоему признаку в информационный уровень, будет корректной, если каждое данное из этой группы имеет единственный активный адрес. Он, естественно, явится общим для всей группы. Иными словами, если среди сформированной группы не обнаружилось ни одного данного, имеющего активный адрес, отличный от всех данных группы, такую группу будем называть корректной.
Большое количество практических ошибок проектировщики допускаю! именно из-за формирования некорректных уровней. Рассмотрим для примера уровень «бригада», активный адрес — «№ 29», дополнительный адрес «завод № 127 + цех № 17 + участок № 3». Данное вида «Иванов, слесарь», расположенное в одной группе с такими данными, как суммарный фонд заработной платы бригады, суммарный фонд премии бригады, общее количество деталей, выпущенных бригадой за некий период и тому подобное, попали в нее по ошибке. Данное «Иванов, слесарь» имеет своим активным адресом списочный номер рабочего в списке бригады или строковое выражение его фамилии, имени, отчества в этом списке. Данные вида «зарплата Иванова», «премия Иванова» имеют тот же активный адрес и располагаются в группе «работник» (на этом уровне) со следующим полным адресом: «завод №729 + цех №17 + участок №3 + бригада №29 + Иванов И.И.», причем данные с таким суммарным адресом могут быть полностью отождествлены. Если внести любые данные из уровня «работник» в уровень «бригада», то уровень «бригада» станет некорректным.
С понятием ИУ неразрывно связано понятие «связь» (реляция). Любую сложную совокупность признаков со всеми группами данных можно представить в виде реляционно-иерархических таблиц (матриц), а значит, можно спроектировать реляционно-иерархическую базу данных. Таким образом, технология проектирования корректной базы может быть сведена к следующему.
1. Формируется
полный список актуальных признаков
изучаемой ПО.
Пункт
1 является принципиальным, ибо он
определяет фундамент всей прикладной
разработки. От того, насколько полон
этот список, в конечном итоге зависит
стабильность будущей эксплуатации
прикладной базы данных. Очевидно, что
признаки определяют ответы на запросы
постановки. Метод уровневого
анализа ПО подразумевает эмпирическую
проверку на полноту формируемых
признаков.
2. Строятся
все реляционно-иерархические таблицы
данных. При этом
отслеживается
корректность («неперенасыщенность»)
таблиц.
3. Построенная
табличная (реляционно-иерархическая)
структура перево-
дится
в файловую. При этом для удобства
использования и сопровождения
системы
каждый файл порождается в полном
соответствии с каждой таблицей,
для чего используется тот или иной
формат записи файлов. Следовательно,
количество
файлов проектируемой базы данных будет
однозначно определяться
количеством актуальных активных
признаков исследуемой ПО.
4. Все
файлы проектируются структурно состоящими
из двух частей —
адресной
(ключевой) с соответствующей индексацией
(обработкой, ее за
меняющей)
и смысловой части. Причем необходимо,
чтобы имена соот-
ветствующих
полей соответствовали по смыслу
наименованиям признаков
и
данных в ПО. Очевидно, что ключевая часть
каждого файла полностью
соответствует
суммарному адресу группы данных, которая
формируется Моделируемым
ИУ автоматизируемой ПО. Например, файл
КVАRТАL(N_G,
N
М, Sum_deb,
Sum_krd,...)
отражает уровень (признак) «квартал»,
имеющим
в своей структуре полный признак в виде,
соответственно, поименных ключевых
полей N_G
(номер года), N_К
(номер квартала), а также смысловую
итоговую поквартальную информацию —
сумму дебета и сумму
кредита.
В
режиме реального времени проектируются
все информационные
потоки
(ИП) — алгоритмы обработки смысловых
и ключевых данных.
Моментом
инициирования (моментом синхронного
запуска обработок) про-
ектируется
время ввода данного в определенное
смысловое или ключевое
поле
обрабатываемого файла (например, по
клавише «Епtег»
на ПК) либо
момент
его корректировки.
Общедоступными
обычно являются итоговые файлы,
файлы-справоч
ники,
файлы первичной вводимой информации
(если последние необходимы)
и
т.п., монопольными — рабочие низовые
файлы, в которые осуществляется
ввод
информации. Обычно такой ввод организуется
по «поименной» схеме
для повышения
ответственности оператора, непосредственно
отвечающего
за
ввод исходных данных. Однако при
проектировании специфической базы
могут
использоваться и иные критерии
расположения файловых групп на
нако-
пительных
устройствах. Все дальнейшее сопровождение
такой базы данных будет
сводиться
к формированию новых смысловых ячеек
хранения данных (полей)
в
уже имеющихся файловых структурах или
к порождению новых уровней иерар-
хии
при решении проблемы организации новых
запросов.