Парадигма развития науки (стр. 31 )

На низшем уровне используется обычное текстовое описание необхо­димых действий для преобразования данных и результатов, ориентирован­ное на заказчика системы. Для реализации модельной системы с ограни­ченными возможностями задается следующий уровень. На этом уровне для описания семантики используется простой язык программирования. Это позволяет быстро и недорого построить модельную систему с необходимыми функциями, но с ограниченными возможностями по сложности исследуемой проблемы. Самый высокий уровень предназначен для профессиональных програм­мистов. Он охватывает реализацию системы на одном из языков програм­мирования высокого уровня, с учетом всех требований заказчика к функ­циям и эффективности системы.

22. Информационное обеспечение АСНИ

22.1. Определения, состав и общие требования к информационному обеспечению АСНИ

Под информационным обеспечением (ИО) АСНИ будем понимать совокупность сведений, необходимых для выполнения автоматизированного (авто­матического) исследования, представленных в заданной форме. ИО АСНИ предназначено для организации, использования (получения), хранения и поддержания в актуальном и корректном состоя­нии всех сведений (данных), необходимых для процесса исследования. Функции ИО реализует информационная система АСНИ.

Компонентами ИО являются документы, содержащие описания стан­дартных иссдедовательских процедур, типовых научных рекомендаций, типовых эле­ментов, комплектующих изделий, материалов и другие данные, а также файлы и блоки на машинных носителях с записью указанных документов, обеспечивающие функционирование соответствующих подсистем АСНИ. Со­вокупность компонентов ИО образует информационную базу АСНИ. Структура информационной базы АСНИ с классификацией ее компонентов приведена на рис. 22.1.

Рис. 22.1 Структура информационного обеспечения АСНИ

Информационную базу АСНИ по форме представ­ления данных можно подразделить на две составляющие: внемашинную (информационный фонд) и внутримашинную (базу данных).

Информационный фонд. В состав информационного фонда входят текстовые и графические документы, классификаторы, справочники, коди­фикаторы, паспорта и описания типовых научных рекомендаций, картотеки, микрофильмы и другие источники информации для восприятия непосредст­венно персоналом АСНИ.

По назначению данные информационного фонда подразделяют на входные и выходные. Входными являются данные, исполь­зуемые при проведении исследовательских работ. Входные данные подразделяют на исходные и нормативно-справочные.

К исходным данным относятся сведения, которые задаются для исследования конкретной проблемы (серии проблем). Такими данными являются функции и характеристики исследуемой проблемы, требования к решению задач исследуемой проблемы (приводятся в задании на исследования ), а также результаты предврительных исследований.

Нормативно-справочные данные составляет информация, общая для всей области применения АСНИ, либо для группы исследуемых проблем. К нормативно-справочным данным относят стандарты, нормали, руко­водящие и методические документы и материалы, сведения о научных проблемах, типовые научные рекомендации, математи­ческие модели, справочные сведения, сведения о функционировании АСНИ и т. д.

Выходными являются данные, получаемые в результате функциониро­вания АСНИ. К выходным данным относят принятые результаты исследований (расчетные значения, текстовые документы, чертежи, схемы), промежуточ­ные данные (являющиеся исходными для последующих этапов исследования), результирующие данные для пополнения нормативно-справочного фонда и статистические данные (о функционировании АСНИ).

По содержанию данные можно разделить на следующие группы: нор­мативные, справочные, методические, модели, типовые научные рекомендации, програм­мы, условия и требования, результирующие.

Нормативные данные содержатся в документах нормативного харак­тера (государственные стандарты, отраслевые стандарты, стандарты исследовательских служб, нормали, руководящие и инструктивные докумен­ты, директивные документы и т. д.).

Справочные данные содержатся в справочниках, каталогах, кодифика­торах, информационных материалах, исследовательской документации и лите­ратуре, отчетах по научным исследованиям и т. д.

Источниками нормативной и справочной информации являются выше­стоящие, информационные и патентные службы и организации, а также научно-технические библиотеки.

Методические данные содержатся в методических материалах и инст­рукциях, документах и литературе с изложением теории, математических методов, методик, специальных языков и т. д. Источниками методической информации являются организации и службы, ведущие разработки по АСНИ и в проблемных областях.

Модели представляют собой математические зависимости, наборы эв­ристических или алгоритмических процедур и данных об исследуемой проблеме (характе­ристиках, технических и экономических данных), ее функционировании. Наиболее часто используют математические, эвристи­ческие, цифровые и имитационные модели. Источниками моделей являются разработчики АСНИ.

Типовые научные рекомендации формируют на основе опыта исследования проблемы с целью фиксации данных по разработанным (созданным) научным рекомендациям и использования их в последующих исследовательских работах. К типовым научным рекомендациям относятся общие (обобщенные) типовые рекомендации, типовые рекомендации по отдельным аспектам исследования проблем на различных этапах, типовые чертежи и схемы, типовые графические элементы (условные обозначения, унифицированные чертежи элементов исследуемых проблем, элементы оформления графических материалов).

Программы вне машины хранятся в виде текстов программ и програм­мной документации.

Условия и требования — это данные, являющиеся исходными для раз­личных этапов и стадий исследования проблем. Их формируют как ис­ходные перед исследованием проблемы, либо как промежуточные при за­вершении определенного этапа или стадии исследования.

Результирующие данные формируют на заключительных этапах исследования в виде результатов исследования (характеристики, параметры, огра­ничения) и исследовательской документации.

По длительности использования данные можно подразделить на пере­менные, условно-постоянные и постоянные.

Переменные данные характерны для конкретной исследуемой проблемы. Они изменяются при переходе от одной проблемы (серии проблем) к другой. К переменным данным относят условия, требо­вания и результирующие данные.

Условно-постоянные данные характерны для группы исследуемых проблем. Они из­меняются в процессе анализа результатов исследования и в целом всего жизненного цикла проблемы. К условно-постоянным относят справочные данные и типовые научные рекомендации.

Постоянные данные характерны для всей области применения АСНИ. Они изменяются при поступлении директивных указаний от вышестоящих организаций и служб, а также при развитии АСНИ, если изменяется об­ласть применения и методология исследования. К постоянным данным относят нормативные, методические, модели и программы.

По уровню использования данные можно подразделить на стратегиче­ские и тактические.

Стратегические данные предназначены для принятия принципиальных научных рекомендаций на уровне главного исследователя или руководителей служб АСНИ. К стратегическим относят постоянные и частично условно-постоян­ные данные.

Тактические данные предназначены для принятия конкретных научных рекомендаций на уровне исследователей. К тактическим относят условно-постоянные и переменные данные.

База данных (БД) включает определенным образом организованные данные информационного фонда, хранится на машинных носителях и используется непосредственно в процессе автоматизированного (автома­тического) исследования.

Компоненты БД можно классифицировать по организации и по носи­телям записи.

По организации компонентов выделяют файлы (или наборы данных), библиотеки и интегрированные базы данных.

Файл — это совокупность данных, определенным образом оформлен­ных для хранения и обработки в ЭВМ.

Библиотека представляет собой ка­талогизированную совокупность информационных компонентов (данных, программ, рекомендаций и т. д.).

Интегрированная БД представляет собой со­вокупность взаимосвязанных информационных компонентов (файлов, на­боров данных и их составных частей) и описания структуры и взаимосвязи

данных.

Компоненты БД хранят на носителях записи.

Компоненты ИО АСНИ должны обеспечивать возможность: надежного хранения информации в течение требуемых сроков; гибкой организации и открытой структуры, приспособленной к пополнению и объединению; логической структуризации данных по формальным признакам; эффек­тивного доступа к данным (по запросам пользователей и программ пользо­вателей); реализации ведения БД (просмотр, дополнение, корректировка и удаление данных); поддержки необходимой достоверности и релевант­ности (уместности) данных; реализации защиты от несанкционированного (неразрешенного) и некомпетентного (приводящего к порче данных) досту­па; максимального использования серийных технических и программных средств.

Надежность хранения обеспечивают комплексом организационных и программных мер и средств: организацией контроля (визуального, по фор­мату, логического, по паритету, циклического, по контрольным суммам, с использованием специальных кодов); организацией защиты (от несанкцио­нированного и некомпетентного доступа, помех, сбоев и т. д.); организа­цией корректировки (автоматической и по запросу); организацией протоко­лирования работы и анализа состояния БД; организацией копирования и восстановления БД.

Гибкость организации и открытость структуры позволяет пополнять и реорганизовывать данные без коренной перестройки или повторного соз­дания всей системы информационного обеспечения.

Логическая структуризация данных по формальным признакам обеспечивает возможность минимизации данных, устранения излишней избыточности, организации эффективной логической и физической взаимосвязи данных, эффективного поиска данных.