Парадигма развития науки (стр. 21 )

Автоматическая связь программ без ручной переком­поновки массивов — элемент оптимальности связей меж­ду человеком и ЭВМ. Техническое обеспечение оператив­ной связи человека с ЭВМ посредством дисплея — другой элемент такой связи.

Еще одним близким по смыслу, но не полностью совпадающим с рассмотренными является принцип опти­мальности связей между АСНИ и внешней средой. Если каждый раз при исследовании очередной проблемы заново вводятся в систему не только действительно специфические новые исходные данные, но и сведения справочного характера, например параметры унифициро­ванных научных рекомендаций, то тем самым получают нерациональ­ную организацию связей АСНИ с окружающей средой. Очевидно, что все данные, используемые многократно при исследовании разных проблем, должны храниться системой в банке данных — информационном обеспечении АСНИ.

АСНИ — открытая и развивающаяся система. Существует, по крайней мере, две существенные причины, по которым АСНИ должна быть изменяющейся во времени системой. Во-первых, разработка столь сложного объекта, как АСНИ, занимает продолжи­тельное время и экономически выгодно вводить в эксплуатацию части системы по мере их готовности. Введенный в эксплуатацию базовый вариант системы в дальнейшем расширяется. Во-вторых, постоянный прогресс вычислительной техники и вычислительной математики приводит к появлению новых, более совершенных математических моделей и программ, которые должны заменять старые, менее удачные аналоги. Поэтому АСНИ должна быть открытой системой, т. е. обладать свойством удобства включения новых методов и средств.

АСНИ — специализированная систе­ма с максимальным использованием унифицированных модулей. Требования высокой эффективности и универсальности, как правило, противоречивы. Применительно к АСНИ это положение справедливо. Высокой эффективности АСНИ, выражае­мой прежде всего малыми временными и материальными заратами при решении исследовательских задач, добиваются за счет специализации систем. Но очевидно, что при этом растет число различных АСНИ. Чтобы снизить расходы на разработку многих специализированных АСНИ, целесообразно строить их на основе максималь­ною использования унифицированных составных частей. Необходимым условием унификации является поиск общих положений в моделировании, анализе и синтезе разнородных объектов.

20.4. Комплекс средств обеспечения АСНИ

Структурное единство каждой из подсистем и системы в целом обеспечивается с помощью системных компонентов АСНИ, которые представляют собой совокупность методического, информационного, лингвистического, математического, программного, технического и организационного обеспечений. Каждая компонента выполняет соответствующие функции в АСНИ и характеризуется определен­ным набором средств. Остановимся на большинстве средств обеспечения АСНИ более детально.

Методическое обеспечение. Как уже отмечалось, методическое обеспечение — это есть совокупность документов, устанавливающих состав и правила отбора и эксплуатации средств автоматизации исследования. Оно должно поддерживать исследовательский процесс научной проблемы с помощью АСНИ в целом. Реализация исследования и формирование научных рекомендаций по результатам исследования в АСНИ характеризуется логической схемой исследовательского автоматизиро­ванного процесса, определяющей порядок и правила исследования в ходе исследования научной проблемы. Один из возможных вариантов схемы процесса автоматизированного исследования представлен на рис. 20.3.

Рис. 20.3. Схема структурная процесса автоматизированного

исследования

Схема предполагает следующий порядок этапов проведения исследовательских работ.

1. Разрабатывается задание на исследование научной проблемы.

2. Осуществляется поиск среди существующих подобных научных проблем, таких, научные рекомендации которых могут быть использованы при исследовании данной научной проблемы. Этот этап дает возмож­ность исключить неоправданные затраты на проведение новых дублирующих исследований, а также позволяет наиболее эффективно использовать результаты проведенных в свое время исследований. Если в банке данных АСНИ есть результаты исследования с требуемы­ми характеристиками, то ЭВМ выдает все необходимые сведения о них. Если нет таких сведений с требуемыми характе­ристиками, то ЭВМ констатирует этот факт и исследователь в диалоговом режи­ме выделяет «критические» параметры требований и затем осуществляется переход к следующему этапу исследования. (Под «критическими» параметрами будем понимать параметры и харак­теристики, не удовлетворяющие требованиям задания на исследования.)

3. Исследователь назначает допустимые отклонения по «критическим» пара­метрам. Производится поиск научных рекомендаций-прототипов с характеристиками, близкими к требуемым. Если их нет, то осуществляется переход к седьмому этапу; если есть, то к четвертому этапу исследования.

4. Определяются предельно допустимые возможности научных рекомендаций-прототипов («запас») по выделенным «критическим» параметрам. Если по уточненным дан­ным научная рекомендация обеспечивают выполнение исследоватильских требований в полном объеме, то осуществляется переход к 6-му этапу, а если нет, то к 5-му этапу.

5. Определяется возможность доработки научных рекомендации (например, параметрическая, структурная коррекция, оптимальный выбор параметров, из­менение методов исследования и т. п.). Если доработка дает желаемый результат, т. е. требуемые характеристики выполне­ны, то осуществляется переход к 10-му этапу. Если нет, то к следующему этапу.

6. Определяется возможность коррекции исходных требований задания на исследования с учетом полученных данных о рекомендациях-прототипах и возможностях их доработки. Если коррекция возможна, она осуществляется, и процесс исследования повторяется с первого этапа. В противном случае коррекция не­возможна, осуществляется переход к 7-му этапу.

7. Принимаются принципиальные решения о реализации результатов исследования, строится схемная модель научных рекомендаций, отражающая протекающие процессы и явления в исследуемой проблеме. Модель может быть задана исследователем в виде условной схемы на экране дисплея или получена с помощью ЭВМ, в диалоговом режиме.

8. Производится построение или выбор математического аппарата по ана­лизу результатов исследования, используемых при решении задач исследуемой проблемы.

9. Осуществляется анализ результатов исследования. Если они имеют характеристики, близкие к требуемым, то переходят к 10-му этапу.

10. Проводится оптимизация результатов исследования по сформиро­ванным функциям качества. Если в ходе оптимизации сформированы научные рекомендации, обеспечивающие наилучшим образом выполнение требований задания на исследования и дополнительных научных рекомендаций, то осуществляется переход к 11-му этапу, если нет— к 7-му этапу.

11. Проводится проработка отобранных научных рекомендаций, оконча­тельный выбор вариантов реализации научных рекомендаций, выпускается исследовательская документация.

12. Осуществляется подготовка к реализации выбранных научных рекомендаций (проектиру­ются процессы реализации научных рекомендаций, выбираются основные и вспомога­тельные средства реализации научных рекомендаций и т. п.). В зависимости от полученных результатов переходят к 7-му, 10-му или следующим этапам исследования.

13. Изготовляется исследовательская и проектно-сметная документация. Соз­даются управляющие программы.

14. Осуществляются реализация результатов исследования. На этом этапе функции АСНИ могут быть ограничены только контролем за общим ходом процесса реализации результатов исследования, накоплением и обработкой определенных данных.

15. Проводится апробация результатов исследования. На этом этапе в АСНИ можно моделировать процесс апробации с целью выбора наиболее рациональ­ной программы проведения апробационных работ (экономия ресурсов, времени и т. п.), а также проводить обработку полученных результатов для дальнейше­го использования их в ходе исследовательской деятельности.

В случае отрицательного результата апробации переходят в зависимости от характера выявленных недостатков к 7, 10, 12, 13-му этапам исследования. При положительном результате апробации окончательно формируются научные рекомендации для решения задач исследуемой проблемы.

Методическое обеспечение является ключом для понимания, назначения и взаимосвязи всех других компонентов АСНИ (инфор­мационного, математического, программного обеспечения и т. д.).

Информационное обеспечение. Оно включает в себя совокуп­ность сведений, необходимых для поддерживания процесса автома­тизированного исследования. Разработка информационного обес­печения (ИО) обусловлена решением задач, связанных с организа­цией хранения, поиска, обеспечения защиты информации, санкцио-нированности доступа, удобства и своевременности представления необходимых сведений пользователям системы и т. д. ИО включает средства для описания и накопления входной, выходной и промежу­точной информации, необходимой для исследования. К средствам описания различных видов информации относятся архивы, библио­теки, банки и базы данных.

Информационное обеспечение включает также традиционные средства формирования и обновления информационных массивов, алгоритмы оптимального размещения и поиска информации. Кроме того, средства информационного обеспечения АСНИ должны осуще­ствлять:

- прием запросов как от операторов-исследователей, так и от подсистем к программам АСНИ;

- обработку запросов и выдачу результатов поиска непосредствен­ному источнику запроса в требуемой для него форме;

- хранение и работу с информацией, представляющей результат всех стадий как ручных, так и автоматизированных процессов исследования проблемы;

- реализацию принципа доступности системы, т. е. возможность формирования и приема запроса на рабочем месте исследователя;

- оперирование информацией, определяемой как путем указания на нее, так и по смысловому запросу;

- быстрое внесение изменений и корректировку информации, а также доведение этих сведений до пользователя;