Исследование и разработка моделей и методов анализа и синтеза модульных систем обработки данных тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.06, кандидат технических наук Миронов, Александр Сергеевич

• Миронов, Александр Сергеевич
• кандидат технических наук
• 1984

Оглавление диссертации кандидат технических наук Миронов, Александр Сергеевич

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I . ФОРМАЛИЗОВАННЫЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА ИНФОРМАЦИОННЫХ

ПОТОКОВ ПРИ РАЗРАБОТКЕ МОДУЛЬНЫХ СИСТЕМ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ.

1.1. Матричные и графовые модели предпроектного анализа информационных потоков при разработке модульных

1.2. Разделение на элементах при построении матрицы достижимости на основе информации о существовании взаимосвязей между информационными элементами СОД

1.3. Конструирование матриц взаимосвязи при построении матрицы достижимости на основе информации о существовании взаимосвязей между информационными элементами СОД.

КРАТКИЕ ВЫВОДЫ.

ГЛАВА 2. АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА ПРЕДПРОЕКТНОГО АНАЛИЗА СТРУКТУРЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ ПОТОКОВ И ТЕХНОЛОГИИ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ.

2.1. Матричный метод анализа технологии обработки данных в СОД.

2.2. Анализ циклических структур СОД с использованием пороговых матриц.

2.3. Методы корректировки исходной информации в моделях СОД.

2.4. Функционирование автоматизированной системы предпроектного анализа структуры информационных потоков и технологии обработки данных

2.5. Анализ структуры информационных потоков в АСУ

- МТС "Метро".

КРАТКИЕ ВЫВОДЫ.

ГЛАВА 3. ЗАДАЧИ СИНТЕЗА МОДУЛЬНЫХ СОД, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИХ МИНИМУМ НЕИСПОЛЬЗУЕМЫХ ДАННЫХ ПРИ ПЕРЕСЫЛКАХ ИНФОРМАЦИИ В ПРОЦЕССЕ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ.

3.1. Постановка общей задачи синтеза модульных блок-схем обработки данных, обеспечивающих минимум неиспользуемых данных при пересылках информации

3.2. Задача синтеза программных модулей, обеспечивающих минимум неиспользуемых данных.

3.3. Задача определения числа и содержания информационных массивов в модульных СОД, обеспечивающих минимум неиспользуемых данных

3.4. Решение задач синтеза оптимальных модульных СОД по критерию минимума неиспользуемых данных при пересылках информации в процессе обработки данных . . III

3.5. Синтез программных модулей и информационных массивов оптимальной модульной системы обработки данных в АСУ-МТС "Метро".

КРАТКИЕ ВЫВОДЫ.

ГЛАВА 4. ЗАДАЧИ СИНТЕЗА МОДУЛЬНЫХ СОД, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИХ МАКСИМУМ СКОРОСТИ ОБМЕНА ИНФОРМАЦИЕЙ С ВНЕШНЕЙ ПАМЯТЬЮ ЭВМ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СЛОЖНОСТИ АЛГОРИТМОВ ОБРАБОТКИ.

4.1. Постановка общей задачи синтеза модульных блок-схем обработки данных, обеспечивающих максимум скорости обмена информацией с внешней памятью ЭВМ.

4.2. Частные задачи синтеза модульных СОД, обеспечивающих максимум скорости обмена информацией с внешней памятью ЭВМ.

4.3. Решение задач синтеза оптимальных модульных СОД по критерию максимума скорости обмена информацией с внешней памятью ЭВМ.

4.4. Постановка общей задачи синтеза модульных блок-схем обработки данных, обеспечивающих минимум технологической сложности алгоритмов обработки данных

4.5. Частные задачи синтеза модульных СОД, обеспечивающих минимум технологической сложности алгоритмов обработки данных.

4.6. Решение задач синтеза оптимальных модульных СОД по критерию минимума технологической сложности алгоритмов обработки

4.7. Синтез системы программных модулей для подсистемы автоматизированного комплексного анализа производственно-хозяйственной деятельности предприятий ВПО "Никель".

КРАТКИЕ ВЫВОДЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование и разработка моделей и методов анализа и синтеза модульных систем обработки данных»

Одним из основных направлений научно-технического прогресса на современном этапе, как отмечалось на ХХУ1 съезде КПСС, является широкое и эффективное внедрение математических методов и вычислительной техники в системах управления, ввод в действие и модернизация большого числа автоматизированных систем управления (АСУ) в самых различных отраслях народного хозяйства. Повышение качества и эффективности создававшх систем, сокращение сроков и затрат на их внедрение определены как важные народно-хозяйственные задачи.

Актуальность. Разработка формализованных моделей и методов пред проектного анализа и оптимального синтеза программного и информационного обеспечения модульных систем обработки данных С СОД) в АСУ, автоматизация проектирования оптимальных по заданным критериям модульных СОД на этапе технического проектирования значительно повышают эффективность и качество создаваемых систем, сокращают сроки их разработки и внедрения в эксплуатацию. Методы модульного проектирования систем обработки данных получили в настоящее время достаточно широкое развитие. Однако используемые в настоящее время модели и методы анализа технологии обработки данных весьма трудоемки и не в полной мере отвечают требованиям автоматизации модульного проектирования. Существующие модели и методы синтеза оптимальных модульных СОД не достаточно полно учитывают ряд технологических показателей, определяющих эффективность эксплуатации СОД. Возникает необходимость в развитии существующих и разработке новых формализованных моделей и методов анализа и синтеза модульных СОД, позволяющих преодолеть отмеченные недостатки.

Большие масштабы работ по созданию и внедрению автоматизированных систем управления в различных областях народного хозяйства и в то же время недостаточная разработка теоретических основ, моделей

- б и методов формализации и автоматизации создания оптимальных модульных СОД в АСУ обуславливают актуальность выполненных научных исследований.

Цель работы. Целью диссертационной работы является исследова- " ние и разработка формализованных моделей и прикладных методов проектирования оптимальных модульных СОД, обеспечивающих: автоматизацию предпроектного анализа технологии обработки данных, осуществляемого в интерактивном режиме путем диалога пользователя и ЭВМ, детальный анализ циклов обработки данных, построение графа технологии обработки данных и его динамическую корректировку, а также синтез на его основе структуры оптимальной по ряду обобщенных технологических показателей эффективности эксплуатации модульных систем обработки данных.

Методы исследования. Основные результаты диссертационной работы получены и математически обоснованы с использованием методов теории множеств, матричной алгебры, теории графов и математического программирования.

Научная новизна. На основании проведенных исследований разработаны методы формализации, постановки задач, модели, алгоритмы и программы анализа и синтеза оптимальных модульных систем обработки данных, обеспечивающие: автоматизацию предпроектного анализа структуры информационных потоков и формирование в режиме диалога "проектировщик - ЭВМ" графа технологии обработки данных на основе использования метода "разделения на элементах"; детальный анализ циклов обработки данных и динамическую корректировку графа технологии; синтез оптимальных модульных блок-схем обработки данных на этапе технического проектирования СОД для ряда обобщенных технологических критериев оптимальности (минимум технологической сложности алгоритмов обработки данных, минимум объема данных при пересылках информации из внешней памяти в оперативную память ЭВМ при решении задач обработки данных, максимум скорости обмена информацией с внешней памятью ЭВМ).

Модели, методы и созданные на их основе алгоритмы и прикладные программы анализа и синтеза оптимальных модульных систем обработки данных впервые разработаны и опубликованы автором и по сравнению с существующими методами обеспечивают существенное сокращение времени предпроектного анализа разрабатываемых СОД и повышение эффективности синтезируемых на этапе технического проектирования модульных СОД.

Практическая ценность. Разработанные формальные методы, модели, алгоритмы и программы обеспечивают автоматизированный анализ и синтез оптимальных по заданному критерию эффективных модульных систем обработки данных в АСУ широкого класса и назначения. Использование разработанного комплекса алгоритмов и программ проектирования СОД позволяет облегчить и ускорить более чем в 2 раза процесс анализа технологии обработки данных, повысить его достоверность, уменьшить время и затраты на подготовку исходных данных для технического проектирования оптимальных модульных СОД, повысить качество программного и информационного обеспечения внедряемых систем и в среднем повысить эффективность процесса их разработок и эксплуатации на 20%. Разработанные алгоритмы реализованы на языке Фортран-1У и могут быть использованы при создании оптимальных модульных СОД в АСУ и информационных систем в научно-исследовательских, проектных и конструкторских организациях и вычислительных центрах, разрабатывающих и внедряющих системы обработки данных на ЭВМ и методы их автоматизированного проектирования.

Внедрение. Разработанные в диссертации модели, алгоритмы и программы использованы при разработке технического проекта типовой АСУ материально-технического снабжения "Метро". Использование предложенных методов в процессе подготовки исходных данных и синтеза программных модулей и информационных массивов системы обработки данных в АСУ-МТС "Метро" для задачи "Формирование приемного акта" позволило упорядочить и ускорить на 20% процесс разработки и отладки информационного и программного обеспечения и сократить процессорное время решения задачи.

Результаты исследований использованы при разработке информационного и программного обеспечения систем обработки данных отдельных подсистемАСУПВсесоюзного производственного объединения "Никель", в частности, типовой подсистемы автоматизированного комплексного анализа производственно-хозяйственной деятельности предприятий цветной металлургии. Предложенные алгоритмы и программы позволили уменьшить общее время разработки примерно на 660 человеко-дней и получить экономию машинного времени 30 час. в год по сравнению с аналогичными задачами, разработанными без использования предложенных методов.

Разработанные методы формализации предпроектного анализа, методы и модели синтеза систем модулей программного и информационного обеспечения СОД использовались при разработке автоматизированной системы управления Всесоюзного промышленного объединения "Союзрези-нотехника" в задачах"Анализ применяемости резин для изготовления резинотехнических изделий"Учет и анализ обеспеченности оснасткой производственной программы предприятий РТЙ","Формирование оперативно -календарных планов производства РТИ в разрезе предприятий РТИ и ВПО в целом". Использование разработанных формальных методов позволило упорядочить и ускорить на 10-20%, в зависимости от сложности проектируемой задачи, процесс разработки информационного и программного обеспечения и сократить процессорное время решения задач.

Обоснование выбора объектов и методов исследования. Повышение эффективности создаваемых автоматизированных систем управления связано с использованием при их разработке эффективных моделей и методов анализа и синтеза оптимальных модульных систем обработки данных (СОД). Проектирование модульных СОД - многоэтапный процесс принятия обоснованных решений, направленных на совершенствование системы на основе тщательного изучения её функционирования, осуществляемый в ходе анализа существующей, синтеза, отладки и внедрения новой системы.

Практика создания автоматизированных систем выдвигает новые задачи проектирования, которые нельзя решить традиционными средствами и методами. При этом особую важность приобретает необходимость совершенствования методологии проектирования, охватывающей начальные этапы технологического цикла создания системы

1-6]. Это вызвано тем, что ошибки проектирования, например программного обеспечения, составляют от 36 до 74% от общего количества допускаемых в процессе разработки программного обеспечения ошибок, а затраты на их устранение в 1,5-5-3 раза превышают затраты на устранение ошибок при кодировании и отладке [4,10,31,38,69].

Одной из наиболее важных проблем методологии проектирования сложных информационно-управляющих систем является создание адекватных формализованных моделей разрабатываемой системы для основных стадий её жизненного цикла ["13,30].

Выявление на основе полученных моделей общих тенденций развития проектируемой системы управления, анализ её характеристик функционирования, разработка требований и мероприятий по улучшению управления являются важнейшими задачами предпроектного (диагностического) анализа существующих СОД.

Основными проблемами, с которыми сталкиваются разработчики систем при проведении предпроектного обследования, являются его длительность, дороговизна и трудность обеспечения достоверности получаемых сведений.

Длительность этапа изучения и анализа существующих систем управления, проводимого разработчиками в основном вручную, составляет 20-30% всего периода разработки АСУ [22,27,34,48]. Производительность труда проектировщиков, осуществляющих без использования ЭВМ логическое проектирование АСУ, повышается крайне медленно [3,27,68^ Число ошибок, содержащихся даже в относительно неплохих технических заданиях и проектах СОД, составляет в среднем 3-5 ошибок на страницу [34,74]. Эти обстоятельства обуславливают широкое развитие работ в области автоматизации этапов анализа и синтеза СОД [13,15,26-28,36].

В настоящее время требования к СОД обычно формулируют на естественном языке, хотя используют и формальные языки для описания требований и характеристик отдельных компонент разрабатываемых систем. Так, например, с целью создания теоретической базы для автоматизации процесса разработки системных спецификаций комитетом КОДАСИЛ разработана информационная алгебра, позволяющая компактно формализовать описание процесса преобразования данных [73]. Разработанный в Институте кибернетики АН УССР язык БСА, использующий схематичное представление операций по взаимосвязи с макетами входных и выходных массивов, ориентирован на облегчение труда системщиков на этапе постановки задач и спецификации требований к проектируемой системе [56]. Однако отмеченные выше и другие подобные разработки обладают рядом существенных недостатков, сдерживающих их широкое использование в автоматизированном анализе разрабатываемых систем [27].

В настоящее время используется ряд различных методик разработки требований к СОД и- их предпроектного обследования, ориентированных на формализованное представление результатов анализа существующих систем [9,17,39,50]. Одной из таких методик формализованного анализа систем, получивших наиболее широкое расцространение в нашей стране, является методика, разработанная Институтом проблем управления АН СССР [12,39]. Совокупность форм - спецификаций данной методики позволяет дать формальное описание входных, промежуточных и выходных массивов при анализе системы; определить процедуры преобразования массивов в процессе формирования требуемого выхода; определить структуру и дать оценку характеристикам качества системы и выбрать наилучший вариант.

С целью создания автоматизированной системы проектирования, обеспечивающей участие в проектировании управленческого персонала и возможность получения требуемого набора выходных данных, разработана система АРИУС, содержащая языковые средства для описания информационных потребностей пользователей и специальное математическое обеспечение для анализа этих потребностей и синтеза реализующей их системы [II].

Системами автоматизированного формализованного определения и анализа требований к разрабатываемым СОД, получившими наибольшее распространение за рубежом, являются 131)03 , ¿К ЕР ,3)РЗЕ11 .

Подсистема постановки проблемы системы 131)03 [75] позволяет давать описание разрабатываемой системы в терминах специализированного языка: описание входных данных и выходных результатов, взаимосвязи между процедурами и данными, характеристики модулей, процедур и данных. Подсистема анализа поставленной проблемы генерирует необходимые для разработки обобщенные характеристики, такие, как формальная постановка проблемы, иерархическая структура данных, обобщенная блок-схема обработки данных.

Более развитой системой автоматизированного определения и синтеза требований к СОД является система 31^ЕР , в основу которой положена 131)0,5 [76,77]. Система позволяет оценивать полноту и обоснованность требований, для чего имеется возможность декомпозиции проектируемой системы, проверки правильности этой декомпозции путем системы перекрестных ссылок, автоматической генерации и оценки вариантов реализации проблемы на основе поставленных требований.

В настоящее время развивается инженерная методология проектирования систем обработки данных 1)Р5£/? , основными характеристиками которой являются: формальная декомпозиция процесса проек-т1фования с использованием методов теории графов; использование языка спецификаций для описания исходных данных и анализа и генерации формальных требований к системе; использование методов контроля полноты и правильности требований, контроля за правильностью декомпозиции и т.д. [78].

Однако отмеченные системы имеют ряд существенных недостатков, связанных с достаточно узкой специализацией данных систем: отсутствуют возможности представления и анализа больших массивов информации, не учитываются особенности взаимоотношений проектировщиков и ЭВМ, отсутствуют возможности для генерхфования оптимальных модульных блок-схем обработки [75-78]. Поэтому в представляемой диссертационной работе большое внимание уделяется разработке методов генерации оптимальных модульных блок-схем систем обработки данных и методов анализа технологии обработки данных в диалоговом режиме проектировщика с ЭВМ.

Получаемые на этапе предпроектного анализа данные состав-4 ляют осноЕу для синтеза систем обработки данных на последующих этапах проектирования. К числу наиболее важных проблем методологии проектирования сложных информационно-управляющих систем могут быть отнесены следующие: устранение неточностей и неполноты традиционных форм представления проектных решений; обеспечение проверяемости проектных решений за счет однозначных форм представления проекта; снижение затрат на сопровождение комплекса проектных решений за счет обеспечения удобства внесения изменений и возможности цроследить влияние изменения одной компоненты системы на другие; предоставление разработчикам системы критериев для принятия проектных решений относительно выбора и компоновки функций обработки данных; снижение сложности принимаемых проектных решений; формализация и стандартизация проектных действий разработчиков. Частично предъявляемым требованиям при проектировании информационных систем отвечают структурные методы проектирования, которые позволяют упорядочить процесс проектирования, повысить его результативность и, в частности, обеспечить наиболее раннее выявление ошибок проектирования. Внедрение методов структурного проектирования программного обеспечения по некоторым данным [62,70,72] дает рост производительности труда разработчиков на 10*200%.

Одним из наиболее известных методов структурного проектирования является использование принципа модульности, который, как известно, состоит в разбиении и реализации проектируемой системы в виде совокупности отдельных компонент - модулей, допускающих относительно независимую разработку и использование [20,21,27,34-37,62].

При написании больших по объему программ использование этого принципа является, как правило, единственно возможным методом программирования. При этом модуль представляет собой закрытую подпрограмм, которая может вызываться любым другим модулем и может быть оттранслирована отдельно. Автономность (независимость) модуля достигается за счет максимизации его внутренней связности и минимизации внешнего взаимодействия с другими модулями (интерфейс).

Использование принципа модульности при проектировании программного и информационного обеспечения систем обработки данных обеспечивает упрощение разработки, отладки и последующей модификации системы, ослабление "волнового эффекта", улучшение организации управляющих программ и использования возможностей технического обеспечения и программистов, внедрение передовых методов разработки и автоматизации проектирования. При этом необходимо учитывать ряд общих принципов построения и функционирования модульных систем. Важнейшими принципами являются: унификация функциональной структуры и правил оформления каждого модуля; функциональная законченность, автономность и независимость оформления модулей; стандартная организация связей по управлению и информации с другими модулями и параметрическая настраиваемость связей по управлению и информации между модулями; отсутствие эффекта последействия очередного исполнения модуля на последующие исполнения. Связь между модулями по управлению осуществляется посредством вызовов одних модулей другими. Вызов обеспечивает передачу управления вызываемому модулю и возврат к вызывающему непосредственно после завершения исполнения вызываемого модуля. После завершения исполнения модуля возврат управления всегда осуществляется в вызывающий модуль в точку, следующую за местом вызова [16,32,51,62^

Возможности модульной технологии проектирования, реализуемые при синтезе модульных систем обработки данных, определяются следующими технологическими свойствами модулей: функциональностью, связностью, алгоритмичностью, последовательностью, маскировкой, однородностью, локализацией [20,27,34]. Каждый модуль обладает тремя основными признаками: функциональной полнотой, определенной логической структурой и возможностью использования в одном или нескольких контекстах.

Функция представляет собой внешнее описание действий, выполняемых модулем, без указания того, как эти действия выполняются. Логика модуля определяет его внутренний алгоритм, то есть то, как модуль выполняет функцию. Контекст описывает конфетное использование модуля.

В практике создания модальных систем на этапе технического проектирования выделяют различные способы декомпозиции информационного и программного обеспечения на отдельные модули: функциональный, по числу информационных и управляющих взаимосвязей между моделями, по имеющимся возможностям технического, программного и ресурсного обеспечения разработки, по использованию типовых элементов решения, смешанные способы [27,34].

Комплекс задач синтеза модульных систем обработки данных на этапе технического проектирования, разработанный в Институте проблем управления АН СССР, включает: определение множества ин-формацион£Шментов, необходимых и достаточных для решения требуемых функциональных задач обработки данных; определение множества процедур, необходимых и достаточных для выполнения требуемого преобразования информации; определение последовательности выполнения процедур с учетом совместимости средств реализации операторов и других ограничений; синтез модулей программного и информационного обеспечения путем разделения процедур и связанных с ними информационных элементов по создаваемым модулям и массивам в соответствии с выбранным критерием; выбор содержания межмодульного интерфейса, а также структуры СОД в целом, формализуемой в виде функциональной блок-схемы, с учетом заданных технико-экономических характеристик функционирования разрабатываемой системы.

Оптимальность параметров синтезвд-емой модульной СОД, связанных с разработкой, отладкой и эксплуатацией системы, определяется значением заданных критериев, а допустимость различных вариантов - ограничениями на характеристики разрабатываемой СОД.

При синтезе оптимальных модульных систем обработки данных используются различные характеристики: затраты на разработку и внедрение системы, время разработки и внедрения, эксплуатационные расходы, потери в системе от несвоевременного представления результатов обработки данных, быстродействие системы, необходимый объем памяти для размещения и хранения информационных массивов и программных модулей, количество и загрузка технических средств, используемых при реализации функциональных задач СОД, достоверность обрабатываемой информации и т.д. В зависимости от содержания постановки задачи оптимального синтеза, а также от степени важности той или иной характеристики для проектирования системы в качестве критерия оптимальности синтезируемой системы используют одну из вышеперечисленных характеристик качества, а на другие накладывают ограничения [34-36].

Современные масштабы разработки и внедрения АСУ, исчисляемые сотнями и тысячами систем [27], разкое возрастание сложности задач управления и повышение требований к срокам разработки и качеству проектных решений требуют использования методов автоматизации анализа и проектирования систем управления, существенно повышающих производительность проектировщиков и эффективность разрабатываемых ими систем и позволяющих автоматизировать всю совокупность задач анализа и проектирования СОД.

Разработанные в диссертации формализованные модели и методы, алгоритмы и программы предпроектного анализа и синтеза оптимальных по заданным критериям модульных систем обработки данных в АСУ на этапе технического проектирования могут быть использованы в качестве основы автоматизированных систем предпроектного анализа и оптимального синтеза разрабатываемых СОД.

В диссертационной работе рассматриваются:

- разработка автоматиз!фованных методов анализа исходной информации для технического проектирования модульных систем обработки данных;

- разработка моделей и методов синтеза оптимальных модульных СОД с использованием общесистемных критериев проектирования. Автоматизированные системы предпроектного анализа и оптимального синтеза обеспечивают подготовку необходимых исходных данных, генерацию с их использованием различных вариантов структуры программного и информационного обеспечения при синтезе оптимальных модульных СОД, различающихся составом программных модулей и информационных массивов, трудоемкостью создания и основными технологическими характеристиками. Данные характеристики используются в качестве критериев при синтезе модульных СОД.

Основными критериями синтеза модульных СОД на этапе технического проектирования являются минимум сложности межмодульного интерфейса, минимум времени обмена между оперативной и внешней памятью ЭВМ при решении задачи, минимум объема неиспользуемых данных при пересылках между оперативной и внешней памятью ЭВМ, минимум технологической сложности алгоритмов обработки данных, максимум информационной производительности модульных СОД при решении задач, максимум скорости обмена информацией с внешней памятью ЭВМ, максимизация достоверности обработки данных [20, 27,34-37,43,45].

В качестве ограничений при решении задач синтеза оптимальных модульных СОД используют, кроме вышеперечисленных показателей, такие характеристики, как состав процедур и объем каждого модуля, состав и объем информационных массивов, сложность и состав интерфейса между отдельными модулями, степень дублирования процедур и информационных элементов в СОД, объем оперативной памяти ЭВМ, число каналов связи с внешними запоминающими устройствами, возможности передачи управления внутри и между модулями, последовательность выполнения процедур, допустимые затраты и время разработки и внедрения модульных СОД и т.д. [20,27,35,36,43].

Формальная запись исходных данных, переменных, основных критериев и ограничений приведена соответственно в табл. В.1, В.2, В.З, В.4.

В работах [20,27,35,36] подробно рассмотрены постановка и методы решения задачи синтеза функциональной модульной блок-схемы обработки данных, обеспечивающей минимальное общее время обмена с внешней памятью ЭВМ (критерии 1,2 в табл. В.3)при ряде технологических ограничений, основным из которых является ограничение на сложность информационного интерфейса между модулями, - а также задачи синтеза модульной блок-схемы обработки данных, имеющей минимальный интерфейс между модулями (критерий 3 в табл. В.З) при ряде ограничений.

Рассматривавшиеся ранее критерии оптимального синтеза модульных ССД лишь косвенно учитывают такие важные с точки зрения

Таблица ВЛ

Исходные данные для постановки и решения задач синтеза оптимальных модульных СОД п/п Наименование Обозначение

I 2 3

I. Множество процедур СОД

2. Множество информационных элементов СОД 8)Щ

3. Матрица взаимосвязи множеств и $ при считывании и записи данных где ^=1, если £ -й элемент считы-вается (записывается) £-й процедурой, в противном случае

4. Матрица возможных последовательностей выполнения процедур Л=//^//,г де =1, если £ -я процедура может выполняться у -и в последовательности их реализации; Сдъ$ =0 в противном случае

5. Матрица принадлежности множества Я) множеству информационных массивов £=//е^//, где в£г1, и если ¿г-и информационным элемент принадлежит £ -му массиву, б£р =0 в противном случае б. Среднее время считывания (записи) г? -го модуля из. внешней памяти -9 -го типа в оперативную V»

7. Среднее время считывания (записи) £ -массива,организованного ¿и -м методом из внешней памяти -го типа в оперативную

8. Объем (в байтах) процедур множества <$ !ьг

9. Объем (в байтах) элементов множества %) 1л

10. Объем данных, пересылаемых за одно обращение к внешней памяти а

II. Матрица связей модулей и информационных элементов где если V -й модуль использует Л -й элемент, ¿£^=0 в противном случае

Окончание табл. ВЛ

I 2 3

12. Матрица связей модулей с информационными массивами =1, если § -й массив используется & -м модулем, />?гг/^ =0 в противном случае

13. Матрица взаимосвязи модулей и задач с , //¿Нт^ц , где т* =1, если иг -й модуль используется при решении 1 -й задачи, л>4гГ =0 в противном случае

14. Частота решения 1 -й задачи Р1

15. Частота использования гГ-го модуля при решении 1 -й задачи ЪгГ

16. Приведенная стоимость единицы рабочего времени устройства управления памятью -го типа с*

17. Стоимость блока памяти -го типа ¡■а

18. Объем запоминающего устройства -го типа с/*

19. Размер 1У -го модаля в байтах Ну

20. Размер Г -го массива в байтах К{

21. Число процедур, которые в составе чУ -го модуля предшествуют проце,пуре , имеющей номер р в последовательности выполнения, и которые вместе с процедурой образуют последовательность, не содержащую точек разрыва второго рода

22. Число обращений к £ -му массиву при считывании П-Ш+*

Таблица В.2

Переменные задач синтеза оптимальных модульных СОД п/п 1 Обозначение Определение

I. СС^чу & ггг =1, если % -я процедура включена в г^-й модуль, & г\Г =0, в противном случае

2. =1, если £ -й информационный элемент включается в ¿р -й массив, =0 в противном случае

3. =1, если ¿^Т^мъ/ 1 = 0 в противном случае

4. если =0 в противном случае

5. =1, если выполняется ^ -й в последовательности обработки; У-гу =0 в противном случае

6. ьЦ =1» если <£& является входным элементом •г^-го модуля при реализации последовательности из ( I") процедур, с«г/ =0 в противном случае

7. 2^=1, если =0 в противном случае

8. «"¿г если ^лфяг^Хч,& &7/=0 в противном случае

9. если Ео-Ъзьл.р*/ К$=0 в противном случае

10. Я

II. У> =1» если / -й массив организован ¿и -м методом и размещен на "9 -м типе носителя; ¿Ед/и =0 в противном случае

12. У* фг =1, если & -й модуль размещен на -9 -м типе носителя; =0 в противном случае

Основные критерии синтеза оптимальных модульных СОД

Таблица В.З № и/и Критерий Формальная запись

I. Минимум общего времени обмена между оперативной и внешней памятью ЭВМ при решении задачи «¿; гу/)]}

2. Минимум числа обращений к внешней памяти

3. Минимум межмодульного интерфейса СОД /, Г-/ г Л Л Л.

4. Минимум технологической сложности алгоритма обработки данных

5. Минимум объема неиспользуемых данных при пересылках между оперативной и внешней памятью ЭВМ при решении задачи

6. Максимум скорости обмена информацией с внешней памятью ЭВм ЮМ V в К * " £. "" — "

7. Минимум общего числа обменов системы модулей с внешней памятью тш М <?„С+['- п/<-ё*Ч)]] /ад г е'{

8. Минимум общих приведенных затрат теп {+ ¿°С> Е + Л/. г** г V-/ , „ ' ы^ч 3 ^ ' V--' V-/ и /

9. Минимум времени решения задачи

Таблица В.4

Основные ограничения в задачах синтеза оптимальных модульных СОД № и/и Ограничение Формальная запись

I. Число модулей в СОД У ^ Утих

2. Число информационных массивов р £ Ртчх

3. Общее число процедур в составе каждого модуля

4. Общее число информационных элементов в составе каждого массива 2 Ц £ У ,

5. Объем модуля

6. На однократность включения процедур в модули Д Я«,

7. На дублирование информационных элементов в массивах р

8. На включение отдельных процедур в состав одного модуля для заданных ъ и ъ'

9. На передачу управления из модуля до завершения работы всех его процедур я г=( '

10. Объем информационного массива кщ * К,

II. Включение отдельных информационных элементов в состав одного массива

12. Объем оперативной памяти, необходимой для массивов г^-го модуля

13. Объем носителя "9 -го типа

14. На размещение модуля или массива на одном носителе

15. На локализацию процедур цикла в одном модуле эксплуатации СОД показатели, как информационная производительность системы, технологическая сложность переработки информации при решении функциональных задач, объем неиспользуемых данных при пересылках информации между оперативной и внешней памятью ЭВМ. Предложенные в диссертационной работе критерии оптимальности проектируемых модульных СОД позволяют более полно учесть вышеперечисленные характеристики. В работе предложены и подробно рассмотрены следующие критерии синтеза: максимум информационной производительности СОД (максимум скорости обмена информацией с внешней памятью ЭВМ), минимум технологической сложности алгоритмов обработки данных, минимум объема неиспользуемых данных при пересылках информации из внешней в оперативную память ЭВМ при решении задач обработки данных.

Критерий максимум скорости обмена информацией с внешней памятью ЭВМ (критерий 6 в табл. В.З) представляет собой в общем случае величину обратную времени обмена информацией между оперативной и внешней памятью ЭВМ при решении задачи, то есть является обобщением времени и числа обменов с внешней памятью, и позволяет синтезировать эффективные модульные СОД, ориентированные на работу с большим числом пользователей.

Критерий минимум технологической сложности алгоритмов обработки (критерий 4 в табл. В.З) позволяет оценить объемы считываемых, пересылаемых, обрабатываемых и записываемых данных и процедур при решении функциональной задачи. Критерий ориентирован на использование при разработке оптимальных модульных СОД в условиях жёстких ограничений на ресурсы системы, в частности на объем оперативной памяти.

Использование критерия минимум объема неиспользуемых данных при пересылках информации между оперативной и внешней памятью ЭВМ (критерий 5 в табл. В.З) позволяет увеличить степень оперативности функционирования синтезируемых систем и рациональности использования ресурсов СОД, что является особенно важным для систем, работающих в реальном масштабе времени.

Содержание работы. В первой главе рассмотрены формализованные модели и методы анализа и структурирования в режиме диалога проектировщика и ЭВМ исходной информации о разрабатываемых системах, а также формирования и структурирования информации, исходной для технического проектирования оптимальных модульных СОД. С этой целью используется совокупность взаимосвязанных матричных и графовых моделей, отображающих различные варианты и характеристики информационных потоков. В осноцу предложенного подхода положен принцип последовательного эквивалентного преобразования матричных моделей СОД и приведения их к виду, удобному для последующего синтеза оптимальных модульных СОД. Исходной для анализа, систематизации и формирования требований к схемам модульных СОД является получаемая в режиме диалога с проектировщиком информация о парных отношениях между наборами информационных элементов, а также получаемая в результате предварительного обследования информация об ограничениях на структуру обработки данных [42,44].

Процесс построения и анализа матричных моделей СОД значительно упрощается, если проектировщик располагает информацией не о парных отношениях "информационный элемент - информационный элемент", а информацией о существовании взаимосвязей между информационными элементами СОД, получаемой на основе предварительного изучения функционирования системы. Предложены методы, которые на основе такой информации проектировщика позволяют конструировать в режиме диалога с ЭВМ путем формального вычисления недостающих элементов матрицу достижимости информационных элементов проектируемой СОД в форме, удобной для последующего анализа [42].

Во второй главе рассмотрена автоматизированная система анализа структуры информационных потоков и технологии обработки данных на этапе, предшествующем техническому проектированию модульных систем обработки данных, её структура и выполняемые функции. Система построена по модульному принципу, её функционирование осуществляется в режиме диалога с проектировщиком на основе последовательного эквивалентного преобразования и корректировки матричных моделей СОД, предложенных в первой главе. Однако практическая реализация автоматизированной системы требует дополнительной разработки методов и процедур, позволяющих в режиме диалога проектировщика и ЭВМ осуществлять анализ технологических особенностей потоков обрабатываемой СОД информации, анализ и оптимизацию структуры выделенных циклов обработки, корректировку исходной информации о проектируемой СОД. В результате функционирования автоматизированной системы предпроектного анализа структуры информационных потоков и технологии обработки данных на основе информации о парных отношениях (взаимосвязях) междо наборами информационных элементов либо между наборами информационных элементов и процедурами обработки, а также об ограничениях на структуру обработки данных в режиме диалога с проектировщиком обеспечивается подготовка информации для последующего синтеза оптимальной по заданному критерию модульной СОД на этапе технического проектирования системы.

С целью получения исходной для синтеза модульных СОД информации предложены методы анализа технологии обработки данных с помощью технологических матриц смежности и достижимости и графа технологии обработки данных, формализующих взаимосвязи между информационными элементами, а также информационными элементами и процедурами обработки.

При разработке СОД необходим детальный анализ циклов обработки данных, которые требуют для своей реализации больших затрат машинного времени и затрудняют разработку и отладку программ. Предложены методы анализа структуры циклов матрицы достижимости и методы их упрощения на основе понятия пороговых матриц.

Необходимость изменения и уточнения в режиме диалога с ЭВМ исходной информации о проектируемой системе обусловливает итеративный характер процесса построения структурных моделей СОД, который может требовать неоднократной корректировки всей совокупности моделей. Предложены методы, которые, при наличии априорной информации о характеристиках структуры СОД в целом, дают возможность значительно упростить процесс корректировки моделей СОД.

В заключение рассматривается использование разработанных моделей и методов при анализе структуры информационных потоков при проектировании функциональной задачи в АСУ-МТС "Метро".

В третьей главе рассмотрены постановка и методы решения задач синтеза модульных систем обработки данных, возникающих на этапе технического проектирования, по критерию минимума неиспользуемых данных при пересылках информации программных модулей и информационных массивов из внешней памяти в оперативную память ЭВМ в процессе обработки данных в АСУ.

СформулРф о ванная общая задача синтеза модульных СОД включает оптимальный выбор состава модулей программного обеспечения и информационных массивов, структуры СОД в целом, формализуемой в виде функциональной блок-схемы, с учетом заданных технико-экономических характеристик функционирования разрабатываемой системы. Рассмотрены физический смысл и формализация критерия и ограничений, встречающихся при синтезе оптимальных модульных сод.

Рассмотрены задача синтеза системы модулей программного обеспечения СОД в условиях, когда задано информационное обеспечение СОД и его характеристики при ряде технологических ограничений, а также задача определения оптимального числа и содержания информационных массивов при заданном составе и характеристиках модулей программного обеспечения. Данные задачи решаются на этапе технического проектирования модульных СОД и являются дальнейшей детализацией методов синтеза оптимальных модульных систем обработки данных. Модульное построение программного обеспечения системы обработки данных накладывает ряд особенностей на решение данных задач, основными из которых являются необходимость учета динамики реализации программных модулей и вызова в оперативную память соответствующих массивов в целом или их частей.

Поставленные задачи являются нелинейными задачами целочисленного программирования. Анализ их специфических особенностей, а также использование свойств модульных систем позволили разработать эффективные алгоритмы решения поставленных задач, основанные на схеме "ветвей и границ".

Рассмотрен пример использования разработанных моделей, методов и алгоритмов для синтеза системы программных модулей и информационных массивов системы обработки данных в АСУ-МТС "Метро".

В четвертой главе рассмотрены задачи синтеза модульных систем обработки данных на этапе технического проектирования по следующим критериям:

- максимум скорости обмена информацией с внешней памятью

ЭВМ при решении задач обработки данных;

- минимум технологической сложности алгоритмов обработки данных при решении задач при ряде технологических ограничений.

Под скоростью обмена информацией с внешней памятью ЭВМ в работе понимается отношение общего объема пересылок процедур модулей и данных массивов при получении заданных выходных результатов к общему времени обращения к внешней памяти ЭВМ. Данный критерий оценки качества является одним из наиболее важных с точки зрения пользователей систем обработки данных.

Под технологической сложностью алгоритмов обработки данных понимается отношение общего объема пересылок процедур и данных между внешней и оперативной памятью ЭВМ при решении функциональной задачи к объему пересылок входных данных решаемой задачи. Критерий технологической сложности алгоритмов обработки позволяет оценить общую эффективность структуры системы обработки данных.

Приводится постановка и решение задач:

- синтеза функциональной модульной блок-схемы обработки данных (системы модулей и информационных массивов);

- синтеза системы модулей программного обеспечения СОД при заданном информационном обеспечении СОД, когда определено содержание каждого информационного массива и его характеристики;

- определения оптимального числа и содержания информационных массивов при заданном составе и характеристиках программного обеспечения.

Поставленные задачи являются нелинейными задачами целочисленного программирования; для их решения разработаны и реализованы на Фортране алгоритмы, основанные на схеме "ветвей и границ". На основании анализа специфических особенностей целевых функций и использования свойств модульных систем сформулирован и доказан ряд утверждений, использованных при разработке алгоритмов решения поставленных задач.

Разработанные методы и модели использовались при проектировании подсистемы автоматизированного комплексного анализа производственно-хозяйственной деятельности предприятий в АСУП производ-свенного объединения "Никель".

Рассматривается также использование полученных результатов на примере проектирования оптимальной системы программных модулей СОД для решения функциональной задачи в АСУ-МТС "Метро".

В приложении к диссертации приведены описание разработанных программ для решения задач анализа и синтеза оптимальных модульных систем обработки данных и материалы, подтверждающие практическое использование и внедрение полученных автором научных результатов.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались автором и обсуждались на: Конференциях молодых ученых и специалистов Института проблем управления (Москва, 1980, 1981), Всесоюзном семинаре по методам синтеза типовых модульных систем обработки данных (Звенигород, 1981), Всесоюзном совещании "Оптимизационные задачи в автоматизированных системах управления" (Нальчик, 1981) и других конференциях и совещаниях.

Связь диссертации с планом научных работ. Проведенные автором научные исследования выполнялись по плану научных исследований по естественным и общественным наукам АН СССР на 1981-1985 годы по проблеме 1.12 "Проблемы вычислительной техники, управления и кибернетики" и по плану научных работ Института проблем управления по теме № 12-79 "Синтез оптимальных модульных автоматизированных информационно-управляющих систем", 1Р г ос. регистрации 79062179 (научный руководитель темы - академик Трапезников В.А.), а также в соответствии с Целевой комплексной программой ГКНТ 0.80.06 "Создать новые и усовершенствовать действующие автоматизированные системы управления САСУ) промышленными министерствами, производственными объединениями и предприятиями".

Публикации. По теме диссертации автором опубликовано 7 печатных работ.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, приложения и включает 145 страниц машинописного текста, 15 рисунков и 14 таблиц.

Заключение диссертации по теме «Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)», Миронов, Александр Сергеевич

КРАТКИЕ ВЫВОДЫ

В главе 4 получены следующие основные результаты:

1, Поставлены и решены задача синтеза модульной блок-схемы обработки данных, обеспечивающей максимальную скорость обмена информацией с внешней памятью ЭВМ в процессе обработки данных, и задача синтеза модульной блок-схемы обработки данных, обеспечивающей минимум технологической сложности алгоритмов обработки данных. Для решения данных задач разработаны комбинаторные алгоритмы, основанные на схеме "ветвей и границ" и использующие свойства модульных систем.

2. Поставлены и решены задачи синтеза системы программных модулей при заданном информационном обеспечении для критериев максимума скорости обмена информацией с внешней памятью ЭВМ при решении задачи обработки данных и минимума технологической сложности алгоритмов обработки данных. Сформулированы и доказаны утверждения, использованные при разработке основанных на схеме "ветвей и границ" алгоритмов решения задач.

3. Поставлены и решены задачи определения оптимального числа и содержания информационных массивов при заданном программном обеспечении в модульных СОД по критериям максимума скорости обмена информацией с внешней памятью ЭВМ в процессе обработки данных и минимума технологической сложности алгоритмов обработки данных. При разработке комбинаторных алгоритмов решения данных задач использованы сформулированные и доказанные для рассмотренного способа обмена с внешней памятью ЭВМ утверждения и свойства модальных систем.

4. Рассмотрен пример использования полученных результатов для синтеза оптимальной системы црограммных модалей системы обработки данных в АСУ-МТС "Метро".

5. Использование предложенных моделей и методов модульного проектирования при разработке информационного и программного обеспечения системы обработки данных в АСУП производственного объединения "Никель" позволило существенно улучшить эксплуатационные характеристики СОД по сравнению с традиционными методами проектирования.

- 177 -ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе получены следующие результаты:

1. На основании анализа и обобщения опыта использования матричных и графовых моделей для анализа информационных потоков в АСУ предложена методология предпроектного анализа и формирования графа технологии обработки данных, основанная на использовании предложенного метода "разделения на элементах".

2. Разработан метод "разделения на элементах", позволяющий в режиме диалога проектировщика и ЭВМ существенно упростить и ускорить процесс анализа структуры информационных потоков задач АСУ и формирования графа технологии обработки данных. Предложены процедуры анализа, детализации, упорядочения и оптимизации циклических структур обработки данных в СОД на основе использования понятий пороговых и геодезических матриц. Разработаны автоматизированные методы динамической корректировки в реальном времени графа технологии обработки данных, значительно облегчающие процесс внесения необходимых изменений в проектные решения.

3. Разработана автоматизированная система анализа структуры информационных потоков и технологии обработки данных на этапе, предшествующем техническому проектированию модульных систем обработки данных, позволяющая автоматизировать подготовку в режиме диалога с проектировщиком информации для последующего синтеза оптимальной по заданному критерию модульной СОД на этапе технического проектирования. Использование разработанной системы позволяет облегчить и ускорить более, чем в 2 раза (за счет использования метода "разделения на элементах") процесс анализа технологии обработки данных, повысить его достоверность, уменьшить время и затраты на подготовку исходных данных для технического проектирования оптимальных модульных СОД.

4. С использованием ряда обобщенных технологических критериев оптимальности поставлены и решены задачи синтеза модульных СОД, возникающие на этапе технического проектирования. Решение поставленных задач обеспечивает оптимальный выбор состава модулей программного обеспечения, информационных массивов и структуры СОД в целом, формализуемой в виде функциональной блок-схемы. В качестве критериев эффективности используются: минимум неиспользуемых данных при пересылках информации между внешней и оперативной памятью ЭВМ, максимум скорости обмена информацией с внешней памятью ЭВМ, минимум технологической сложности алгоритмов обработки. В качестве ограничений используются ограничения на состав процедур и объем модулей, состав и объем информационных массивов, сложность и состав интерфейса между отдельными модулями, объем оперативной памяти ЭВМ, число каналов с внешними запоминающими устройствами, возможности передачи управления внутри и между модулями и некоторые друN гие ограничения. Использование разработанных моделей и методов синтеза оптимальных модульных СОД позволяет уменьшить время и затраты, связанные с разработкой, отладкой и эксплуатацией СОД, повысить качество программного и информационного обеспечения внедряемых систем.

5. На основе анализа специфических особенностей поставленных задач, основных свойств модульных систем и использовании сформулированных и доказанных утвервдений разработаны эффективные алгоритмы решения задач синтеза оптимальных модульных СОД, основанные на использовании схемы "ветвей и границ".

6. Актуальность и эффективность разработанных в диссертационной работе формализованных моделей, методов, алгоритмов и программ подтверждены их успешным использованием при разработке и внедрении типовой автоматизированной системы управления материально-техническим снабжением метрополитенов страны (АСУ-МТС "Метро"), информационного и программного обеспечения систем обработки данных в АСУП производственного объединения "Никель", автоматизированной системы управления Всесоюзного проглшленного объединения "Союзрезинотехника". Суммарный годовой экономический эффект от внедрения полученных в диссертационной работе результатов составляет 70 тысяч рублей.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Миронов, Александр Сергеевич, 1984 год

1. Трапезников В.А. Вопросы управления экономическими системами.- Автоматика и телемеханика, 1969, № I, с. 5-II.

2. Глушков В.М. Введение в АСУ. 2-е изд., испр. и доп. - Киев: Техника, 1974. - 319 с.

3. Мамиконов А.Г. Основы построения АСУ. М.: Высшая школа, 1981. - 248 с.

4. Липаев В.В. Проектирование математического обеспечения АСУ.- М.: Советское радио, 1977. 400 с.v5. Воронов A.A., Кондратьев Г.А., Чистяков Ю.В. Теоретические основы построения автоматизированных систем управления. -М.: Наука, 1978. 294 с.

5. Телеавтоматическая система массового обслуживания "Сирена"

6. В.А. Жожикашвили, Л.В. Мицкевич, A.A. Новохатный, В.Н. Силаев.- Приборы и системы управления, 1970, № 9, с. 1-4.

7. Авен О.И., Гурин H.H., Коган Я.А. Оценка качества и оптимизация вычислительных систем. М.: Наука, 1982. - 464 с. ^

8. Эпштейн В.Л. О приложении теории графов для описания и анализа схемы потоков информации в управляющих системах. Автоматика и телемеханика, 1965, № 8, с. 1403-1409.

9. Модин A.A., Зингер И.С., Коротяев М.Ф. Исследование и анализ потоков информации на промышленных предприятиях. М.: Наука, 1970. - 151 с.

10. Трахтенгерц Э.А. Программное обеспечение автоматизированных систем управления. М.: Статистика, 1974. - 288с.1.. Эпштейн В.Л., Сеничкин В.И. Языковые средства архитектора АСУ. 2-е изд., испр. и доп. - М.: Энергоиздат, 1982. -200 с.

11. Кесс Ю.Ю., Ревако В.М. Типовые модали АСУП. М.: Энергия, 1977. - 287 с.

12. Глушков В.М., Капитонова Ю.В., Летичевский A.A. Автоматизация проектирования вычислительных машин. Киев: Наукова думка,1975. 231 с.

13. Сергиенко И.В., Парасюк И.Н., Тукалевская Н.И. Автоматизированные системы обработки данных. Киев: Наукова думка,1976. 256 с.

14. Садовников В.И. Эпштейн ВД. Потоки информации в системах управления. М.: Энергия, 1974. - 240 с.

15. Голубев Новожилов Ю.С. Многомашинные комплексы вычислительных средств. - М.: Советское радио, 1967. - 424 с.

16. Поспелов Д.А. Введение в теорию вычислительных систем. -- М.: Советское радио, 1972. 280 с.

17. Жимерин Д.Г., Мясников В.А. Автоматизированные и автоматические системы управления. 2-е изд., перераб. и доп. -М.: Энергия, 1979. - 591 с.

18. Сложные системы и решение экстремальных задач /B.C. Михале-вич, Ю.М. Ермольев, В.В. Шкурба, Н.З. Шор. Кибернетика, 1967, P 5, с. 29-39.

19. Глушков В.М., Вэльбицкий И.В. Технология программирования и проблемы её автоматизации. Управляющие системы и машины, 1976, № 6, с. 75-92.

20. Погребной В.К. Построение и исследование графовых моделей алгоритмов управления в АСУ. В кн.: Автоматизация проектирования системы управления. М.: Статистика, 1978, с. 68-99.

21. Основы кибернетики. Теория кибернетических систем /Под ред. К.А. Пупкова. М.: Высшая школа, 1976. - 408 с.

22. Алферова З.В., Лихачева Г.Н., Шураков В.В. Математическое обеспечение ЭВМ. М.: Статистика, 1974. - 384 с.

23. Фатеев А.Е., Ройтман А.И., Фатеева Т.П. Прикладные программы в системе математического обеспечения ЕС ЭВМ. М.: Статистика, 1976. - 184 с.

24. Зингер И.С., Куцык B.C. Обеспечение достоверности данных в автоматизированных системах управления производством.- М.: Наука, 1974. 136 с.

25. Кульба В.В., Мамиконов А.Г. Методы анализа и синтеза оптимальных модульных систем обработки данных (Обзор). Автоматика и телемеханика, 1980, № II, с. 152-179.

26. Синтез оптимальных функциональных модулей обработки данных в АСУ /А.Г. Мамиконов, A.A. Ашимов, В.В. Кульба, С.А. Косяченко, Г.З. Казиев. М., 1979. - 74 с. - (Препринт /АН СССР, Институт проблем управления)

27. Методы и модели автоматизации проектирования модульных систем обработки данных /А.Г. Мамиконов, A.A. Ашимов, В.В. Кульба, С.А. Косяченко, Г.З. Казиев. В кн.: Автоматизация проектирования систем управления. М.: Статистика, 1979, с. 33-36.

28. Вопросы модульного построения сложных программ /А.Г. Мамиконов, С.А. Косяченко, В.В. Кульба, А.Д. Цвиркун. В кн.: Формализованные методы синтеза сложных систем: Сборник трудов. М.: Институт проблем управления, 1979, вып. 13, с.32-42.

29. Виленкин С.Я., Трахтенгерц Э.А. Математическое обеспечение управляющих вычислительных машин.-М.: Энергия, 1972. 329 с.

30. Формализованное представление результатов анализа и проектирования автоматизированных систем управления /А.Г. Мамиконов, О.И. Авен, В.В. Кульба, С.А. Косяченко. М., 1970. - 42 с. -- (Препринт /АН СССР, Институт проблем управления).

31. Предпроектный анализ структуры информационных потоков и технологии обработки данных при разработке модульных СОД /А.Г. Мамиконов, В.В. Кульба, A.C. Миронов, A.B. Товмасян. -М., 1980. 43 с. - (Препринт /АН СССР, Институт проблем управления) ,

32. Кульба В.В., Миронов A.C., Товмасян A.B. Формализованные модели предпроектного анализа при разработке модульных СОД.

33. В кн.: Методы анализа и синтеза автоматизированных систем управления: Сборник трудов. М.: Институт проблем управления, 1981, вып. 25, с. 30-38.

34. Лавров С.С., Гончарова Л.И. Автоматическая обработка данных. Хранение информации в памяти ЭВМ. М.: Наука, 197I. - 160 с.

35. Описание и анализ потоков информации в системах управления предприятиями и организациями (Экспериментальная методика).- М.: Институт автоматики и телемеханики, 1966. 110 с.

36. Система ИЕМ/360. Введение в запоминающие устройства прямого доступа и методы организации данных (Пер. с англ.)/Под ред. Т.К. Столярова. М.: Статистика, 1974. - 127 с.

37. Максимей И.В. функционирование вычислительных систем (Измерения и анализ). М.: Советское радио, 1979. - 271 с.

38. Алгоритмизация в АСУ. Язык БСА /Б.Б. Иваницкий, И.П. Игнатен-ко, М.П. Савчин, В.В. Шкурба. Управляющие системы и машины, 1973, № 6, с. 1-7.

39. Основы теории вычислительных систем /С.А. Майоров, Г.И. Новиков, Т.И. Алиев и др. М.: Высшая школа, 1978. - 408 с. 58. Подсистема управления материально-техническим снабжением АСУ

40. Метро". Техническое задание. М., 1979. 59. Майника Э. Алгоритмы оптимизации на сетях и графах. - М.:

41. Мир, 1981. 323 с. ч/60. Кристофидес Н. Теория графов. - М.: Мир, 1978. - 432 с.

42. Вагнер Г. Основы исследования операций: В 3-х т. М.: Мир, 1972-1973. - Т. 1-3

43. Йодан Э. Структурное проектирование и конструирование программ.- М.: Мир, 1979. 415 с.

44. Холстед М.Х. Начала науки о программах. М.: Финансы и статистика, 1981. - 128 с.

45. Мартин Дж. Организация баз данных в вычислительных системах.- 2-е изд., доп. М.: Мир, 1980. - 662 с.

46. Warfield J.N. Binary Matrices in system modeling. IEEE SMC Transactions, 1973, vol.3, N 5, p.p.441-449.

47. Warfield J.N. On Arranging Elements of a Hierarchy in Graphic Form. XHJSiiJ SMC Transactions, 1973, vol.3, N 2, pp.l2I-I32.

48. Harary F., Norman R., Cartwright D. Structural Models: An Introduction to the Theory of Directed Graphs. New-York: John Wiley & Sons, Inc., 1965, pp.415.

49. Boehm B.W. Software and its impact: a quantitative assessment.-Datamation, 1973, vol.19, N 5, pp.48-59.

50. Hamamoorthy C.V., So H.H. Survey of principles and techniques of software requirements and specifications. 2nd Conf. on Software Engineering, San-Francisco, Calif., 1976, pp.265-317.

51. Alberts D.S. The Economics' and Structured programming. -IEEE Transactions on Software Engineering, 1977, vol.SE-2, n 4, pp. 274-276.

52. Langefors В., Sundgren B. Information system architecture. -New-York: Petrocelli/Charter, 1975, p.366.

53. Boehm B.W. Structured programming: A quantitative assessment.-Computer, 1975, pp.38-54.

54. Codasyl Development Committee. A information algebra. -Communications of the ACM, 1962, vol.5, N 4, pp.190-204.7^. Bell' T.E.,Thayer T.A. Software requirements; Are they a problem. Proc. IEEE/ACM, 2nd Int. Conf. Software Eng.,Oct. 1976, pp.117-123.

55. Teichroew D., Sayani H. Automation of system building. Datamation, 1971, Aug.I5, pp.25-30.

56. Stevens W.P., Mayers G.J., Constantine L.L. Structured design. IBM Systems J., 1975, vol.13, N 2, pp. II5-I39.

57. Ross D„, Schooman K. Structured analysis for requirements definition. Proc. IEEE/ACM. 2nd Int. Conf. Software Eng., Oct. 1976, pp.312-317.

58. Davis C.G., Vick C.E. The software development system. Proc. IEEE/ACM, 2nd Int. Conf. Software Eng., Oct.1976, pp.91-97.

59. ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОГРАММ 1РЕДПРОЕКТНОГО АНАЛИЗА И СИНТЕЗА ОПТИМАЛЬНЫХ МОДУЛЬНЫХ СИСТЕМ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ

60. Программы автоматизированной системы предпроектного анализа

61. Программа тирк (модуль I). Обеспечивает управление функционированием автоматизированной системы предпроектного анализа путем инициирования по запросу пользователя выполнения различных программ комплекса.

62. Программа КУУОВМ (модуль 2). Обеспечивает ввод и контроль исходных данных и требований пользователя на обработку, а также вывод результатов в требуемой форме.

63. Программа КУУМЗН (модуль II). Обеспечивает построение матрицы достижимости информационных элементов СОД на основании информации о существовании взаимосвязей между информационными элементами.

64. Программа КУУКМС (модуль 12). Обеспечивает анализ и оптимизацию циклических структур обработки данных.

65. Программа тмш (модуль 13). Обеспечивает корректировку совокупности матричных информационных моделей разрабатываемой СОД.

66. Программы синтеза оптимальных модульных СОД

67. Программа вУвТМ!) Обеспечивает синтез оптимальной модульной системы обработки данных (программных модулей и массивов), минимизирующей объем неиспользуемых данных при пересылках информации между внешней и оперативной памятью ЭВМ при функционировании СОД.

68. Программа вувтво. Обеспечивает синтез модульной системы обработки данных (программных модулей и массивов), обеспечивающей максимум скорости обмена информацией с внешней памятью ЭВМ.

69. Программа ¿УЗТТб . Обеспечивает синтез модульной системы обработки данных (программных модулей и массивов), минимизирующей технологическую сложность алгоритмов обработки данных при функционировании СОД.

70. Программа МОЬ/УЛ. Обеспечивает синтез оптимальной системы программных модулей, минимизирующих объем неиспользуемых данных при пересылках информации между внешней и оперативной памятью ЭВМ, при заданном составе информационных массивов.

71. Программа можо ± Обеспечивает синтез системы программных модулей, максимизирующих скорость обмена информацией с внешней памятью ЭВМ, при заданном составе массивов.

72. Программа MODTS . Обеспечивает синтез системы программных модулей, минимизирующих технологическую сложность алгоритмов обработки данных, при заданном составе массивов.

73. Программа MAS А/1) . Обеспечивает определение оптимального числа и содержания информационных массивов, минимизирующих объем неиспользуемых данных при пересылках информации между оперативной и внешней памятью ЭШ, при заданной системе программных модулей.

74. Программа MASSO . Обеспечивает определение оптимального числа и содержания информационных массивов, максимизирующих скорость обмена информацией с внешней памятью ЭШ, при заданной системе программных модулей.

75. Программа MASTS Обеспечивает определение оптимального числа и содержания информационных массивов, минимизирующих технологическую сложность алгоритмов обработки, при заданной системе программных модулей.

76. В табл. П.1 приведены общие характеристики программ.

77. Общие характеристики программ