Парадигма развития науки (стр. 52 )

Сделанные замечания целиком относятся и к АСОД. Обращаюсь к формулировке цели АСОД и учитывая, что реальная АСОД есть вероятностная система (желаемые характеристики ее «выхода» достигаются лишь с неко­торой степенью вероятности), можно заключить, что наиболее естественным критерием оценки эффективности АСОД является вероятность выдерживания требований к длительности получения t, точности ε, достоверности λ, надежности γ результатов обработки данных, т. е.

где Т3, Е3, Л3, Г3— заданные время, точность, степень до­стоверности, надежность. Эта вероятность вычисляется как значение функции совместного распределения вели­чин t, ε, λ, γ при t = T3, ε = Е3, λ =Л3,

γ = Г3 и подлежит максимизации.

В условиях, когда аналитические модели АСОД еще не полностью разработаны и исследования ведутся весьма приближенными методами, могут возникнуть трудности определения вероятностных характеристик си­стемы. Появляется необходимость выбора другого кри­терия на основе тех или иных компромиссных соображе­ний, что приводит обычно к идеализации представлений о цели системы, режимах ее работы, окружающей обста­новке и т. п. Для АСОД таким «промежуточным» крите­рием может быть время обработки (Т) очередного пакета данных, поступивших об исследуемых объектах (ре­жим «работа по расписанию»). Оно вычисляется в пред­положении отсутствия случайных возмущений (сбоев вычислительного процесса, ошибок счета) и подлежит минимизации. Очевидно, критерий «rnin T» не является единственно возможным в рассматриваемых условиях. Как и многие другие критерии, он имеет свои недостат­ки, обусловленные, главным образом, необходимостью существенной идеализации системы. Основное его досто­инство заключается в возможности построения, как бу­дет показано в дальнейшем, сравнительно простых ана­литических моделей.

2. Принципы построения АСОД. Не все проблемы, связанные с созданием АСОД, решаются в ходе построе­ния и анализа математической модели. Более того, сама эта модель разрабатывается, как правило, на основе не­которых исходных предпосылок, не являющихся объекта­ми исследования. Все это находит свое выражение в вы­боре принципов построения системы, определяющих об­щие позиции исследователей и разработчиков. Здесь мож­но сказать, что АСОД

а) является открытой системой, в которую должны поступать извне энергия и информация в требуемых видах и количествах (принцип открытой си­стемы);

б) как часть АСНИ не проектируется «в конеч­ном виде», она должна развиваться и совершенствовать­ся в процессе внедрения и совершенствования АСНИ (принцип развития);

в) строится на основе единства ин­структивно-методических, технологических документов и правил их оформления, а также унификации процедур обработки данных (принцип унификации);

г) должна рассматриваться как человеко-машинный комплекс, по­скольку часть ее функций может быть выполнена только человеком (полной автоматизации подлежат все формальные операции и расчеты);

д) должна быть реализуема на базе стандартного оборудования (прин­цип стандартизации).

Обычно такие принципы формули­руются априори на основе эвристических соображений, поэтому в ходе исследований моделей и проектирования самой системы необходимо не только следить за соблю­дением принципов, но и периодически пересматривать их, внося (если это необходимо) соответствующие кор­рективы.

Обсуждение вопросов, связанных с общесистемным анализом АСОД, должно включать в себя и замечания относительно ее структуры. Всякая физическая (техниче­ская) система является расчленимой в том смысле, что существуют средства (реальные или концептуальные) ее деления на части или подсистемы. Как правило, сущест­вует несколько способов расчленения одной и той же си­стемы, и каждому такому способу можно поставить в соответствие некоторую структуру. Считается невозмож­ным однозначно задать структуру системы до тех пор, пока не выбран способ декомпозиции (расчленения) этой системы. Поскольку подобные действия неформализуемы и допускается известный произвол в выборе эле­ментов (подсистем), имеет смысл связать этот выбор с характером и содержанием исследования системы, пред­ставляющего интерес в данный момент. В противном случае может возникнуть необходимость изучения отно­шений (между элементами и подсистемами), специфика которых не согласуется с текущими задачами анализа АСОД.

В дальнейшем будет рассмотрена такая структура АСОД: система представляет собой объединение участ­ков обработки данных (УОД), каждый из которых, в свою очередь, имеет несколько «каналов» обработки (технологических линий), выполняющих одинаковые функции, характерные для данного УОД (рис. 23.2), и выступающих здесь в роли «первичных» элементов АСОД.

Рис.23.2

Этого окажется достаточно для решения задач нормирования и оптимального планирования работ в си­стеме. Полученные результаты могут быть использованы в исследованиях научной проблемы, оперативного управления вы­числительными (и вообще исследовательскими) комплек­сами.

23.3. Аналитическая модель

1. Общее описание технологического процесса. АСОД должна обеспечить надежное представление возможно более точных данных в установленные сроки (работа по расписанию) и получение ответов на запросы стандарт­ной и нестандартной формы, поступающие нерегулярно. Подобные запросы, а также факторы, влияющие на точ­ность и надежность работы системы (отказы, сбои, ошиб­ки вычислений и т. п.), могут рассматриваться как слу­чайные возмущения, нарушающие некоторый стацио­нарный режим обработки данных, существующий предположительно в АСОД и определяемый из анализа детерминированной схемы ее функционирования. В ос­нову построения такой схемы удобно положить следую­щие два допущения: - основным для АСОД является ре­жим «работа по расписанию» (в этом режиме произво­дится обработка основной массы данных и реализуются основные функции системы);

- решение очередной задачи АСНИ требует полной обработки определенного коли­чества данных (или проведения цикла работ в соответ­ствии с известной технологией); время Т, затрачиваемое на это, является критерием эффективности АСОД и под­лежит минимизации.

Пусть рассматриваемый процесс обработки сводится к последовательному проведению М разнотипных опе­раций. Каждая операция выполняется на соответствую­щем оборудовании, входящем вместе с обслуживающим персоналом в состав какого-то одного УОД. На произ­вольно выбранном УОД производятся только однородные операции (контроль входных данных; производство вы­числений и т. д.). Характеристиками каждого участка с номером k (k=1,…,M) являются число каналов Lk и их производительность, зависящая сложным образом от тех­нических показателей оборудования, структуры используемых алгоритмов, принципов организации работ и т. п. В некоторый момент времени t0 на вход АСОД по­ступает группа (пакет) данных, сформированных с уче­том особенностей программы их дальнейшей обработки. Чтобы приступить к реализации этой программы (начав с операции 1), необходимо своевременно (к тому же моменту t0) передать на УОД-1 дополнитель­ную информацию, либо возникающую в результате дея­тельности других участков обработки, либо хранящуюся в информационном банке данных системы (справочные данные, стандарты, промежуточные показатели и т. п.). Если все эти условия выполнены, начинается операция 1, которая должна закончиться получением новой («производной») группы данных, идущей на УОД-2, после чего вся ситуация повторяется сначала применительно к УОД-2, а за­тем — последующим участкам обработки.

Предположение о многоканальности участков равно­сильно допущению возможности разбить поступающую на вход очередного УОД группу данных на части, каж­дая из которых представляет собой некоторый самостоятельный массив и мо­жет обрабатываться отдельно от других таких же частей, за­нимая только один канал рассматривае­мого участка. По­скольку цель преоб­разований информации в АСОД опре­делена, программа обработки каждого массива должна быть известна в де­талях (включая оценку временных затрат, объемов информации на входе и выходе УОД). Пусть в момент t01≥ t0 образовано N1 массивов дан­ных и принято решение начинать их обработку по мере освобождения каналов первого участка. Пусть далее по­ложение дел, сложившееся в АСОД к моменту t01 тако­во, что все каналы УОД-1 еще заняты какими-то други­ми работами. Вместе с тем известно, что первый канал освободится через время (рис. 23.3, а), второй —че­рез время и т. д.

Рис. 23.3

Следовательно, реальная обра­ботка первого из рассматриваемых массивов может начаться в момент

В этот момент освободится канал УОД-1 с номером r1 (1≤ r1≤L1). Значение r1 определится в процессе отыскания , причем =. На УОД-1 возникает ситуация, изображенная схематически на рис. 23.3, б, которая дает возможность оценить время, остающееся до освобождения еще одного канала (здесь τ11 есть продолжительность занятия канала r1 обработкой первого массива). Обозначив разности

— через , величину τ11 —через , нетрудно прийти к заключению: обработка второго (по очереди) массива данных может начаться в момент