Обоснование вычислительных методов обеспечения информационных систем управления

Управление деятельностью организации заключается в обеспечении целенаправленного взаимодействия ее элементов для реализации установленного критерия оптимальности с учетом заданных ограничений. Это взаимодействие обеспечивается созданием информационной системы и управляющего органа.

Управляющий орган разрабатывает планы, принимает решения по управлению и формирует команды, передаваемые управляющему объекту, используя при этом алгоритм решения планово-экономических задач и соответствующие технические средства.

Информационная система предназначена для сбора и передачи информации о состоянии выполненных работ, обработки этой информации с целью принятия объективных решений по управлению со стороны управляющего органа, а также доведения принятых решений до исполнителей. Информационная система состоит из двух взаимосвязанных частей:

─ информационной базы, которой охватываются все виды информации систем управления, необходимой для планирования и управления, в совокупности с алгоритмами обработки этой информации;

─ комплекса технических средств, которые осуществляют сбор, передачу и обработку информации.

Комплексное техническое обеспечение является одной из составляющих и весьма специфических частей информационной системы управления той технической базой, при помощи которой реализуются математические методы управления, и представляет собой совокупность совместимых технических средств, взаимодействие которых организовано так, чтобы осуществить наиболее рациональным образом сбор, передачу накопление и переработку информации в информационных системах управления.

Так как комплексное техническое обеспечение является частью сложной системы более высокого ранга – информационная система управления в целом, то критерий эффективности комплексного технического обеспечения должен определяться как подчиненный по отношению к критерию эффективности всей системы. Этого требует один из основных принципов конструирования систем – принцип субоптимизации, который утверждает, что независимая оптимизация каждой из подсистем (субсистем) в общем случае не приводит к оптимальности систем в целом.

Отсюда следует первый принцип построения комплексного технического обеспечения – необходимость качественного и количественного учета существенных связей комплексного технического обеспечения информационной системой управления в целом и ее частями. Это относится, прежде всего, к информационной базе системы управления, т. к. алгоритм решаемых задач, формы входных и выходных документов, частота их поступления и разрядность, а также объемы циркулирующей информации и время решения задач оказывают определяющее влияние на выбор параметров и организацию взаимодействия технических средств информационной системы управления. В свою очередь, технические возможности и структура комплексного технического обеспечения существенно влияют на информационную базу информационной системы управления.

Большое разнообразие и сложность задач административно-экономического управления организацией приводят к тому, что при создании информационной системы управления требуется построение сложных комплексов технических средств, включающих в себя развитые вычислительные средства, быстродействующую аппаратуру передачи данных, широкий набор периферийного оборудования для сбора, подготовки и контроля информации. В связи с этим техническое обеспечение информационной системы управления может рассматриваться как производственный комплекс по переработке информации, у которого в качестве «сырья» выступает первичная информация, а «готовой продукцией» являются варианты планов и управляющих воздействий. Для нормального функционирования такого сложного комплекса необходимо соблюдение заданного производственного ритма, строгое соответствие между собой характеристик всех взаимодействующих частей комплексного технического обеспечения.

Из этого вытекает второй принцип построения – обязательность согласования производительностей, пропускных способностей и емкостей (объемом памяти) всех частей комплексного технического обеспечения. Несоблюдение этого принципа означает, что возможности комплексного технического обеспечения по переработке информации будут определяться параметрами наиболее «узкого места», и практически приведет к непроизводительным затратам мощностей остальных групп устройств.

Учитывая сроки создания и внедрения информационной системы управления, а также их большую стоимость, разработчики системы должны предусмотреть ряд мероприятий, обеспечивающих возможности совершенствования

Вестник ВГУИТ/Proceedings of VSUET, № 3,

информационной    системы    управления в процессе эксплуатации, и ориентироваться на решение принципиально новых задач, которые не могут быть реализованы существующей системой управления из-за невозможности своевременной переработки больших объемов информации. Для комплекса технических средств это обусловливает необходимость прогнозирования его основных характеристик на период всей полезной «жизни» информационной системы управления, возможность наращивания производительности и замены отдельных устаревших устройств. От того насколько удачно выбраны структура и параметры комплексного технического обеспечения в существенной степени зависит живучесть, эффективность и способность к эволюции информационной системы в целом. С другой стороны, комплексное техническое обслуживание содержит структурно-фиксированную часть алгоритмов функционирования информационной системы управления и состоит из аппаратурных компонент, что обуславливает известный консерватизм комплексного технического обслуживания – каждое устройство предназначено для реализации определенного набора функций с заданным диапазоном изменения параметров. Для удовлетворения указанных противоречивых требований при проектировании комплексного технического обеспечения необходимо соблюдение агрегативно-блочного принципа построения, заключающегося в агрегатировании требуемого варианта комплекса технических средств из совместимых по информационным и аппаратурным связям функциональных блоков – отдельных устройств. Требование совместимости является весьма важным.

Таким образом, третий принцип – это агрегативно-блочный принцип построения комплексного технического обеспечения с унификацией и стандартизацией информационных и аппаратурных связей. Соблюдение этого принципа позволяет по мере развития и совершенствования информационной системы управления обеспечивать необходимое наращивание мощности технического комплекса путем простого подключения дополнительных блоков или устройств, а также их замены на более совершенные.

Один из принципов построения информационной системы управления заключается в требовании сокращения времени на ввод или вывод информации, совмещения подготовки исходных документов с изготовлением копий этих документов на машиночитаемых носителях, одноразового ввода первичной информации в систему. Применительно к техническому обеспечению это требование акцентирует внимание на той его части, которую принято называть периферийным оборудованием, осуществляющим сбор, фиксацию, подготовку и контроль первичной информации.

Следствием принципа одноразового ввода информации является принцип накопления массивов информации в системе, что предполагает наличие значительной емкости накопителей для централизованного хранения массивов со следующими свойствами:

─ доступность и оперативность пользования для потребителей;

─ автоматизация обновления и пополнения массивов независимо от решения задач в системе;

─ возможность обмена информацией между системами.

Эта тенденция построения комплексного технического обеспечения может быть сформулирована следующим образом: комплексность использования первичной информации в процессе ее сбора, накопления и переработки, т. е. создание интегрированных систем обработки информации при централизации накопления и переработки массивов информации на развитых вычислительных комплексах, позволяющих реализовать режим разделения времени.

Естественное желание сократить сроки разработки и внедрения информационной системы управления приводит к необходимости смещения разработки вопросов комплексного технического обеспечения на ранние стадии проектирования информационной системы управления. Решение задач проектирования комплексного технического обеспечения должно носить итеративный характер, заключающийся в последовательном уточнении структуры и параметров комплексного технического обеспечения на последующих этапах проектирования системы по мере детализации и уточнения других подсистем информационной системы управления, прежде всего, информационной базы. Такой подход к проектированию комплексного технического обеспечения не только ускоряет процесс разработки системы, но и позволяет устранять рассогласования между различными частями информационной системы управления путем установления ряда взаимных ограничений типа реализуемости.

Рассмотрим комплекс технических средств информационной системы управления, с учетом особенностей систем управления крупными организациями, с точки зрения признаков сложных систем, сформулированных Р. Маколом и А. И. Кухтенко.

Для комплексного технического обеспечения систем организационного управления является характерным разнообразие функций и типов используемых устройств, взаимодействие человека с техническими средствами, большая размерность и стоимость комплекса, которая составляет до 60–70% от общей стоимости информационной системы управления. При решении вопросов проектирования комплексного технического обеспечения сталкиваются с многовариантностью этих задач, иерархичностью структуры и соподчиненно-стью критериев эффективности подсистем критерию эффективности комплекса в целом.

Подсистемы комплексного технического обеспечения связаны друг с другом сложными взаимодействиями, им присуща неопределенность поведения, являющаяся результатом конечной надежности технических средств и действия случайных возмущений внешней среды. Но весь комплекс технических средств обладает цельностью, так как все его части служат достижению единой цели, а именно: обеспечить наилучшим