рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Системы автоматизации

Системы автоматизации - раздел Программирование, Вопрос 1. Понятие Системы. Примеры Системы. Свойства Сложны...

Вопрос 1. Понятие системы. Примеры системы. Свойства сложных систем . Определение категории система. Система - целенаправленное множество взаимосвязанных элементов любой природы. Система - это объект, который определяется множествами элементов, преобразований, правил образования последовательностей элементов. Система - это объект, состоящий из элементов, свойства которых не сводятся к свойству самого объекта.Система - это объект, обладающий следующими свойствами целостность и декомпозируемость чёткое определение целостности образования элементов и их чёткое разделение наличие существенно устойчивых взаимоотношений элементов наличие определённой организации наличие таких качеств, которые присущи только системе в целом, но несвойственны ни одному из её элементов.

Под сложной динамической системой следует понимать развивающиеся во времени и в пространстве целостные объекты, состоящие из большого числа элементов и связей и обладающие свойствами, которые отсутствуют у элементов и связей, их образующих.

Выделение и построение любой системы осуществляется этапами 1. Постановка цели 2. Декомпозиция цели на подцели 3. Определение функций, обеспечивающих достижение цели 4. Синтез структуры, обеспечивающий выполнение функций. Цели возникают, когда существует так называемая проблемная ситуация. Проблемная ситуация - ситуация, которую нельзя разрешить имеющимися средствами.Цель - состояние, к которому направлена тенденция движения объекта.

Среда - совокупность всех систем, кроме той, которая реализует заданную цель. Ни одна система не является абсолютно замкнутой. Взаимодействие системы со средой реализуется через внешние связи.Связи могут быть входными и выходными. Они подразделяются на информационные ресурсные Системы бывают социальные простые биологические сложные механические вероятностные химические детерминированные экологические стохастические Структура системы представляет собой устойчивую упорядоченность элементов системы и их связей в пространстве и во времени.

Структура может быть материальной и формальной. Формальная структура - совокупность функциональных элементов и их отношений, необходимых и достаточных для достижения системой заданных целей. Материальная структура - реальное наполнение формальной структуры.Типы структур систем последовательный или цепочечный циклически замкнутая структура типа колесо звезда многосвязная структура матричная структура.

Вопрос 2. Системный анализ. Определение и этапы . Системный анализ может рассматриваться как методологическая концепция построения сложных систем.Под системным анализом будем понимать реализацию следующих этапов исследования сложной системы 1. Построение общих принципов поведения сложной системы 2. Формирование совокупности методов анализа 3. Решение проблемы сложности и неопределённости 4. Определение предельных характеристик системы 5. Автоматизация исследований. В основу понятийного аппарата системного анализа положены следующие категории система, подсистема, элемент, структура, среда, состояние, цель, композиция, декомпозиция, обратная связь. Алгоритм системного анализа включает в себя 3 макроэлемента 1. Постановка проблемы 1. Постановка задачи 2. Определение объекта исследования 3. Формирование целей 4. Задание критериев и ограничений 2. Разделение системы и внешней среды 1. Определение границ исследования системы 2. Первичная структуризация системы 3. Подразделение общей системы на систему и внешнюю среду 2.4. Выделение составных частей среды 5. Декомпозиция внешних воздействий на элементарные воздействия 3. Разработка математической модели 1. Формальное описание 2. Параметризация модели 3. Установление зависимости между параметрами 4. Декомпозиция модели на составные части 5. Уточнение первичной структуры 6. Исследование модели Вопрос 3. Принципы создания автоматизированных систем управления . Технология создания автоматизированной системы.

Основные понятия.

Автоматизированной системой, согласно нормативным документам, является система человек-машина, обеспечивающая эффективное функционирование объекта, в которой сбор и переработка информации необходимы для реализации функций управления, осуществляется с применением вычислительной техники и средств автоматизации.

При создании Автоматизированной системы серьёзное внимание уделяется так называемому объекту управления. Под объектом управления понимается совокупность технологического оборудования и реализуемого на нём по соответствующим регламентам процесса производства.

Кроме того, в объект управления входят организационные, экономические, финансовые процессы.

К технологическому оборудованию отнесём технологические агрегаты установки группы станков, реализующих самостоятельный процесс отдельные участки и весь производственный процесс промышленного предприятия. Совокупность автоматизированной системы и объекта управления будем называть автоматизированным комплексом.Определение АС, которое мы дали, указывает на наличие в составе системы Современных средств сбора и обработки информации Человека как субъекта труда, принимающего участие в оценке выработки решений по управлению Реализация в системе процесса обработки технологической и технико-экономической информации Цели функционирования системы, заключающиеся в общем смысле в оптимизации работы объекта по заданному критерию управления.

Критерием управления могут являться технико-экономические или технологические показатели.АС является системой управления объектом в том, и только в том случае, если она реализует управление в темпе протекающих на объекте процессов и если в выработке и реализации управляющих решений участвует вычислительная техника, специальные технические средства и человек-оператор.

В состав системы входят следующие базовые элементы техническое обеспечение, которое включает в себя комплекс средств вычислительной техники ЭВМ верхнего уровня, ЭВМ нижнего уровня, рабочее место оператора, каналы связи и запасные элементы и приборы специальный комплекс технических средств локальные средства регулирования, средства получения информации о состоянии объекта управления, исполнительные устройства, датчики и устройства контроля и наладки технических средств программное обеспечение, включающее в себя общее программное обеспечение включает операционные системы, локальные и глобальные сети и комплексы программ технического обслуживания специальных вычислительных средств специальное программное обеспечение включает так называемые организующие программы и программы, реализующие алгоритмы контроля и управления Информационное обеспечение включает внутримашинную и внемашинную информацию.

Внемашинная информация - это система классификации кодирования и все исходные данные.

Внутримашинная информация - это информационная база и информационные потоки. Организационное обеспечение включает инструктивно-методические материалы и оперативно-обслуживающий персонал.А также Математическое обеспечение Лингвистическое обеспечение Правовое обеспечение.

Функции системы При создании системы после определения проблемной ситуации в первую очередь определяются конкретные цели функционирования системы.Такими целями могут быть экономия топлива, сырья, материалов и других производственных ресурсов обеспечение безопасности функционирования объекта повышение качества выходного продукта или обеспечение заданных значений параметров выходных изделий снижение затрат живого труда достижение оптимальной загрузки оборудования оптимизация режимов работы технологического оборудования.

Под функцией системы будем подразумевать совокупность действий системы, направленных на достижение определённой частной цели управления. Совокупность действий системы представляет собой последовательность операций и процедур, выполняемых частями системы. Будем отличать функции системы от функций управления. Функции системы подразделяются на защитные функции реализуют защиту оборудования и человека во внештатных ситуациях.Они включают в себя технологическую защиту аварийную защиту управляющие функции - результатом работы этих функций является выработка и реализация управляющих воздействий на объект управления.

К управляющим функциям относятся регулирование и стабилизация отдельных параметров однотактное логическое управление программное логическое управление оптимальное управление режимами адаптивное управление информационные функции реализуют сбор, обработку и представление информации о состоянии автоматизированного объекта оперативному персоналу или передача этой информации для последующей обработки.

К информационным функциям относятся измерение параметров контроль параметров вычисление параметров формирование и выдача данных оперативному персоналу подготовка и передача информации в смежные системы управления обобщённая оценка и прогноз состояния автоматизированного комплекса и оборудования. вспомогательные функции.Режимы реализации функций В зависимости от участия человека в выполнении функций системы различают автоматизированный и автоматический режимы реализации функций.

Автоматизированный режим Ручной режим, при котором техническое обеспечение представляет оперативному персоналу контрольно-измерительную информацию об объекте управления, а выбор и реализация управляющих воздействий производится оператором Режим советчика, при котором техническое обеспечение вырабатывает рекомендации по управлению, а решение об их использовании принимается и реализуется оперативным персоналом Диалоговый режим, при котором оперативный персонал имеет возможность корректировать постановку и условие задачи, решаемой техническим обеспечением при выработке рекомендаций по управлению объектом.

Автоматический режим Режим прямого цифрового либо аналого-цифрового управления, при котором вычислительные средства формируют воздействие на исполнительные органы Режим косвенного управления, когда средства вычислительной техники автоматически меняют параметры настройки локальных систем управления либо регулирования.

Общие технические требования к системе Система и её составляющие должны удовлетворять требованиям, установленным нормативно-технической документацией.Система должна обладать признаками системы в части управления объектом обеспечивать управление объектом в соответствии с принятыми критериями управления выполнять все возложенные на неё функции с заданными характеристиками и показателями качества управления обладать требуемым уровнем надёжности, живучести и безопасности обеспечить возможность взаимоотношения функционирования системы со смежными системами отвечать эргономическим требованиям к способам и форме представления информации, к размещению технических средств, к созданию условий для нормальной деятельности оперативного персонала обладать требуемыми метрологическими характеристиками измерительных каналов допускать возможность модернизации и развития в пределах, предусмотренных техническим заданием на создание системы нормально функционировать в условиях, указанных в техническом задании на систему обеспечивать заданный срок службы системы.

Вопрос 4. Классификация автоматизированных систем управления . Автоматизированные системы как объект управления характеризуются множеством параметров или признаков, которые могут выступать в роли классических.

Классификация автоматизированных систем управления проводится с целью выбора систем-аналогов для анализа конъюнктурных свойств оценки необходимых ресурсов для планирования и нормирования разработки системы определения конкурентоспособности создаваемой системы.

К основным классификационным признакам создаваемой системы отнесём следующие уровень, занимаемый системой в иерархии экономических, технических отношений межгосударственные государственные отраслевые объединений корпораций предприятий фирм технологических объектов назначение системы административные общественные политические социальные оборонные коммерческие финансовые образовательные технологические транспортные связи правовые функции, реализуемые системой организационно-экономические технологические интегральные характер реализуемых задач стратегические тактические оперативные форма выходных результатов информационно-управляющие информационно-советующие информационно-справочные структура централизованные иерархические децентрализованные характер протекания производственного процесса непрерывные дискретные дискретно-непрерывные показатель условной информационной мощности наименьшие количество параметров 10-40 малые количество параметров 41-160 средние количество параметров 161-650 повышенные количество параметров 651-2500 высокие количество параметров 2501 и выше уровень функциональной надёжности минимальные не требуются специальные меры для реализации надёжности средние надёжность регламентируется, но отказы системы не приводят к остановкам объекта высокие надёжность жёстко регламентируется топология сосредоточенные распределённые. Вопрос 5. Цели и критерии эффективности автоматизированной системы управления . Алгоритм анализа оценки конъюнктурных свойств системы включает в себя следующие элементы формирование множеств свойств показателей системы выбор необходимых показателей и свойств формирование сводной таблицы показателей выбор аналогов автоматизированной системы управления определение значений показателей основных свойств системы и аналогов определение комплексных показателей принятие решения о конъюнктурных свойствах разрабатываемой системы.

Показатели системы можно разбить на две группы технические показатели системы 1 быстродействие 2 живучесть 3 надёжность 4 помехоустойчивость 5 безопасность 6 точность 7 функциональную полноту 8 эргономичность 9 достоверность вычислений 10 показатель параллелизма 11 уровень оптимизации решений экологичность эволюционность престижность гарантированность экономические показатели системы 1 годовая экономия 2 годовой экономический эффект 3 коэффициент эффективности 4 срок окупаемости капитальных вложений 5 затраты.

Вопрос 8. Программное обеспечение автоматизированной системы Программным обеспечением ПО вычислительной машины называют совокупность программ и сопровождающей их документации, позволяющую использовать вычислительную машину для решения задач.

Программное Обеспечение Системное ПО Прикладное ПО Системное ПО включает программы, необходимые для согласования работы всего вычислительного комплекса при решении задач, а также при разработке новых программ.

Прикладное ПО разрабатывается и используется для решения конкретных задач пользователей ЭВМ и включает прикладные программы и пакеты программ.

Программное обеспечение можно рассматривать и с точки зрения взаимодействия его элементов. Вашему вниманию представлена традиционная схема, представляющая иерархию программного обеспечения Пользователь Ядро ОС Окружение ОС Расширение ОС Прикладное программное обеспечение Рассмотрим поподробнее схему, представленную выше. Ядро ОС является резидентным.

С его помощью осуществляется автоматический запуск и проверка готовности основных узлов вычислительного комплекса.

Ядро и окружение ОС образуют базовое программное обеспечение. Расширение ОС занимает промежуточное положение между базовым и прикладным программным обеспечением. Состав и структура его могут сильно варьироваться.Прикладное программное обеспечение представлено программными средствами, в состав которых входят в основном следующие классы Различные оригинальные прикладные, обучающие и игровые программы Системы программирования на языках высокого уровня, включающие программы-трансляторы Программы-редакторы текстов и изображений, издательские системы СУБД Пакеты прикладных программ Интегрированные системы.

Вопрос 9. Состав информационного обеспечения и требования к нему . Информационное обеспечение АСУ - совокупность реализованных решений по объектам, размещению и формам организации информации, циркулирующей в АСУ при ее функционировании.Информационное обеспечение включает в себя нормативно-справочную информацию, которая заимствуется в справочниках и нормативных документах классификаторы технико-экономической информации - служат для унификации применяемых в АСУ наименований и обозначений с целью их однозначного определения. базу данных, которая содержит в систематизированном виде все необходимые для АСУ данные унифицируемые документы, используемые в АСУ, представляют собой набор форм организационно-распорядительной информации в соответствии со стандартом и форм для внутрисистемного пользования.

Методы анализа информационных потоков метод инвентаризации позволяет получить полную информацию, т.е. все показатели и все документы.

Трудоемкость метода очень велика. метод типических групп предусматривает регистрацию только представителей однотипных групп документов.Множество документов, связанных с системой управления, можно разделить на несколько групп официальные положения и инструкции, регламентирующие функции подразделений и определяющие сроки и процедуры обработки информации и принятия решений входные документы, возникающие вне системы систематически обновляемые записи в виде картотек или книг промежуточные документы, получаемые и используемые в процессе обработки информации выходные документы. Возможны два вида обмена информации документированный - обмен документами, подготовленными и заполненными людьми либо ЭВМ в виде распечаток недокументированный - непосредственный или телефонный разговор, общение с ЭВМ через клавиатуру и дисплей.

В системе организационно-распорядительной информации выделяют три группы документов организационная, в которую входят уставы, инструкции, правила, руководство пользователя распорядительная - постановления, приказы, распоряжения справочно-информационная - письма, справки, отчеты, протоколы, справки.

При проектировании диалога человек - ЭВМ предъявляют требования диалог должен проектироваться с учетом возможности работы на ЭВМ пользователей с различной степенью подготовленности пользователь может прервать свою работы в любой момент и на любом месте, при этом не следует устанавливать специальные правила и процедуры прерывания или окончания сеанса диалога, без выполнения которых произойдут нарушения в работе системы в процессе диалога пользователь может продолжить диалог с нужного места пользователь не обязан заботиться о том, как его общение с диалоговой системой сказывается и может иметь последствия для других работ.

В необходимых случаях должны быть обеспечены защита информации от несанкционированного доступа или требования секретности Для упорядочения и систематизации описания предметов и понятий их подразделяют по группам и признакам.

Процесс такого упорядоченного распределения называется классификацией. Учитываемые при этом признаки сходства или различия объектов называют основанием классификации. Различают иерархическую и фасетную системы классификации.Классификатор - систематизированный свод наименований и обозначений или шифров группировок.

Каждому объекту в классификаторе присваивается шифр в соответствии с принятой системой кодирования.Свойства системы кодирования полнота, позволяющая охватывать все множество объектов унифицированность, обеспечивающая единство шифров всех объектов однозначность, сохраняющая уникальность идентификатора, представленного шифра дешифруемость, позволяющая обрабатывать шифры не зависимо от их семантики, и затем отыскивать соответствующий объект избыточность и гибкость, дающие возможность расширения изменений в наборе шифров без нарушения структуры классификации.

Существует 4 основные системы кодирования технико-экономической информации, из которых 1 и 2 - классификационные, т.к. основаны на заранее существующей классификации, 3 и 4 - регистрационные объектам присваиваются номера . последовательная система кодирования соответствует иерархической системе классификации. Шифр каждой нижестоящей группировки образуется путем добавления элементов к шифру вышестоящей.Такая система обладает хорошей информативностью, но шифры имеют большую длину. параллельная система кодирования соответствует фасетной системе классификации. В отличие от последовательной, здесь нет зависимости признака, записанного в одних разрядах шифра от других. порядковая система кодирования - объектам присваиваются последовательные номера. серийно-порядковая система отличается от порядковой системы тем, что при наличии двух и более классификационных признаков объекты делятся на группы, каждой из которых выделяется серия номеров, присваиваемых аналогично порядковой системе.

Вопрос 10. Состав работ по созданию интегрированной системы автоматизированного управления . предпроектная стадия - разработка технико-экономического обоснования и ТЗ на создание ИСАУ разработка проектов - разработка технического и рабочего проектов, а для небольшой АСУ - единого технорабочего проекта системы ввод в эксплуатацию - проведение монтажных и пусконаладочных работ по технической части системы, завершение мероприятий по подготовке предприятия к внедрению, опытная эксплуатация и приемоналадочные испытания системы сопровождение системы. На основе сбора и анализа данных существуют возможности повышения качества и объема выпускаемой продукции, снижения материальных затрат, а также финансовых и трудовых, улучшение организации производства за счет создания ИСАУ. ТЗ составляют на основе технико-экономического обоснования.

ТЗ включает в себя функции, выполняемые системой, и документацию к системе.

Вопрос 11. Организация работ по разработке систем автоматизированного управления . Участниками проектирования системы являются фирма - разработчик аналогичных АС заказчик этой системы поставщик вычислительной техники и программного обеспечения.

Могут привлекаться профессионалы по созданию баз данных и информационных баз знаний, по локальным вычислительным сетям.Стадиями создания АС являются техническое задание техническое проектирование рабочее проектирование внедрение.

Этап технического задания в свою очередь включает стадию предпроектного обследования объекта, на которой устанавливается объект исследования, программа обследования, организационный план обследования стадия проведения исследовательской работы включает следующие этапы получение сведений о положении, закономерностях развития и функционирования объекта получение сведений о возможности рационализации функционирования объекта получение исходных данных для построения структурной, функциональной, информационной и технологической моделей объекта. создание эскиза облика АС содержит разработку предварительной структуры, состав автоматизированных функций, общий алгоритм функционирования, предварительный выбор комплекса задач, предварительная оценка затрат, предварительная оценка надежности и эффективности будущей системы, предварительное распределение задач между человеком и вычислительной техникой подготовка и выпуск тех. задания на систему.

При разработке технического задания должны быть использованы принципы точность изложения краткость изложения лаконичность корректность конкретность требований численное выражение требований наличие требований к составу системы наличие требований к ее характеристикам наличие требований к показателям учет требований нормативно - технической документации доказательство целесообразности разработки.

Структура технического задания 1. общие сведения 2. назначение и цели создания системы 3. характеристика объекта автоматизации 4. требования к системе 5. состав и содержание работ по созданию системы 6. порядок контроля и приемки системы 7. требования к составу и содержанию работ по подготовке объекта автоматизации к вводу системы в действии.

Целью этапа технического проектирования является разработка основных технических решений по создаваемой системе и, возможно, окончательное определение ее стоимости если это оговорено договором . Работы стадии технического проекта завершаются разработкой общесистемных решений проектной документации для тех. проекта строительства перечнем необходимых средств вычислительной техники документации специального программного и информационного обеспечения.

Основными стадиями этапа рабочего проектирования являются разработка рабочей документации на тех. обеспечение разработка рабочей документации на программное и информационное обеспечение разработка эксплуатационной документации. Целью этапа внедрения является передача созданной системы в эксплуатацию.Стадии внедрения подготовка объекта к внедрению - выполняются работы строительно - монтажные по необходимости, комплектация системы, обечения персонала. наладка АС - на этой стадии производятся наладка отдельных частей АС, комплексная наладка системы, целью котрой является проверка и достижение правильности выполнения алгоритмов функционирования системы как человеко - машинного комплекса, проведение испытаний на работоспособность. опытная эксплуатация системы осуществляется в соответствии с разработанной программой и предусматривает проверку тех. состояния системы, определение качественных и количественных показателей выполнения функций системы, проверку готовности персонала к эксплуатации системы, доработку программного обеспечения и корректировку эксплуатационной документации.

Вопрос 12. Структура интегрированной системы автоматизированного управления . Структура ИСАУ определяется по функциональным подразделениям, которые объединяются по признаку выполнения определенных функций или операций.

Функциональная структура АСУ - структура, элементами которой подсистема, функции АСУ или их части, а связи между элементами - потоки информации, циркулирующей между ними в процессе функционирования АСУ. Структура комплекса технических средств АСУ - структура, элементами которой являются устройства комплекса тех. средств АСУ, а связи между элементами отображают информационный обмен.

Выделяют обеспечивающие подсистемы Мат. и программное обеспечение - совокупность мат. методов, моделей и алгоритмов обработки информации. используемых при создании и функционировании АСУ информационное обеспечение - совокупность реализуемых решений по объемам, размещению и формам организации информации, циркулирующей в АСУ при ее функционировании организационное обеспечение - совокупность документов, регламентирующих деятельность персонала АСУ при ее функционировании лингвистическое обеспечение - совокупность языковых средств для формализации естественного языка, построения и сочетания информационных единиц при общении персонала ИСАУ правовое обеспечение - совокупность правовых норм, регламентирующих правоотношения при функционировании АСУ и юр. статус результатов ее функционирования.

Состав функциональной подсистемы ИСАУ инженерная подготовка производства оперативное управление основным производством технико-экономическое планирование управление финансами технологическая подготовка производства управление инструментальным обеспечением управление сбытом бух. учет управление транспортным обслуживанием управление ремонтным обслуживанием управление материально-техническим снабжением управление кадрами управление делопроизводством управление технологическим процессом управление качеством продукции межфункциональная координация управление кап. строительством контроль исполнительской дисциплины. Вопрос 15. Дерево целей создания ИСАУ . I. Обеспечение организационной интеграции выбрать орг. структуры, определить права и обязанности персонала всех звеньев ИСАУ провести регламентацию порядка обмена информацией определить ответственности за своевременность и недостоверность предъявления информации разработать методическое обеспечение ИСАУ обеспечить координацию и синхронизацию действий всех служб и исполнителей создать сеть АРМ. II. Обеспечение функциональной интеграции определить набор технико-экономических показателей и технологических параметров для решения всей совокупности задач ИСАУ декомпозировать технико-экономические показатели и технологические параметры по уровням управления с целью минимизации объема хранящихся данных и потоков информации разработать задачи организации внутриуровневого и межуровневого обмена информацией, обеспечивающих автоматизацию процедуры принятия решений разработать сквозные по уровням комплексы задач по всем основным функциям управления выбрать критерии совместного функционирования локальных автоматизированных систем разработать комплексы задач на основе критериев совместного функционирования локальных автоматизированных систем разработать интерфейсы с эксплуатируемыми комплексами задач локальных АСУ разработать мат. методы решения задач большой размерности, методы горизонтальной и вертикальной декомпозиции общей модели управления. III. Обеспечение технической интеграции обеспечить техническую, кодовую и программную совместимость комплекса тех. средств локальной АС обеспечить высокую достоверность решения задач обеспечить максимальную мобильность конфигурации комплекса тех. средств обеспечить дистанционный обмен данных между комплексами ЭВМ различного назначения, источниками и потребителями информации по каналам связи обеспечить высокие эксплуатационные характеристики комплекса тех. средств обеспечить распределенную обработку данных обеспечить высокую надежность комплекса тех. средств.

IV. Обеспечение информационной интеграции унифицировать формы документов, методики их заполнения и использования унифицировать методики реализации плановых и др. расчетов создать распределенную иерархическую систему взаимосвязанных баз данных и средств ее ведения унифицировать требования к обмену информации унифицировать требования к структуре, организации и форматам представления данных использовать единую систему классификации и кодирования и средства ее ведения обеспечить высокую достоверность хранения данных.

V. Обеспечение программной интеграции обеспечить функционирование ИСАУ в условиях наличия различных операционных систем обеспечить обмен информацией между различными типами ЭВМ и организацию распределенной обработки данных обеспечить разнообразные режимы функционирования системы и ее компонентов обеспечить интерфейсы между различными базами данных и системами управления ими, интерфейсы с существующими программными средствами разных уровней обеспечить оперативный доступ к базам данных на различных уровнях обеспечить организацию вычислительного процесса многомашинного многофункционального комплекса технических средств обеспечить мультипрограммный режим работы операционной среды обеспечить восстановление после сбоя состояния данных и вычислительного процесса на определенный момент времени обеспечить надежность функционирования системы.

Вопрос 16. Понятие модели.

Параметры математических моделей Модель - это материальный или мысленно представляемый объект или процесс, который в процессе извлечения информации замещает оригинал сохраняя его основные свойства.

Типы моделей n физические n математические n имитационные Физические модели - это материальные объекты, представляющие копию изучаемого объекта или явления.

Математическая модель - это формализованная схема описания явления, объекта или процесса, выраженного на математическом языке и отражающая его основные свойства. Создание Мат. модели делится на три этапа 1. Выбор параметров задачи переменные, неизвестные , выбор которых однозначно определяет моделируемую задачу. 2. Запись математической модели, т.е. запись условий задачи в виде матем.

Соотношений. 3. Постановка цели на сформулированные модели.

Вопрос 18. Генераторы стандартных псевдослучайных чисел. 1.1. Датчики БСВ Б а з о в о й случайной величиной БСВ в статистическом моделировании называют непрерывную случайную величину z, равномерно распределенную на интервале 0,1 . Ее плотность распределения вероятностей п.р.в. имеет вид f t 1, 0 t 1. 1.1 Математическое ожидание м.о. и дисперсия БСВ составляют M z 1 2 1.2 D z 1 12 1.3 соответственно.

П р о г р а м м н ы й датчик БСВ обычно вычисляет значения z ,z , по какой-либо рекуррентной формуле типа z f z 1.4 при заданном стартовом значении z . Заданное значение z полностью определяет всю последователь- ность реализаций z ,z поэтому z часто называют п с е в - д о с л у ч а й н о й величиной.

Но ее статистические свойства идентичны свойствам чисто случайной последовательности, что и обеспечивает успех статистического моделирования.

Программный датчик БСВ имеет следующие преимущества - простота создания датчика простота применения простота тиражирования надежность быстродействие высокая точность достижения необходимых статистических свойств, сравнимая с точностью представления вещественных чисел компактность повторяемость, когда это нужно, любых последовательностей случайных значений без их предварительного запоминания.

В дальнейшем мы будем рассматривать только программные датчики БСВ. Имея датчик БСВ z, можно промоделировать любые случайные факторы непрерывные или дискретные случайные величины как простые, так и многомерные , случайные события, случайные процессы и поля и т.д. Для этого достаточно соответствующим образом преобразовать последовательность z ,z Поэтому БСВ z и называют базовой.

Теоретически в качестве базовой можно было бы взять почти любую случайную величину с.в Использование с.в. z с распределением 1.1 обусловлено технологическими соображениями простотой и экономичностью датчика, простотой преобразования z в другие случайные факторы, относительной простотой тестирования датчика. 1.2. Метод середины квадрата Метод середины квадрата предложен для получения псевдослучайных чисел Д. фон Нейманом в 1946 г. Вот один из вариантов этого метода. 1 Возьмем произвольное четырехзначное число. 2 Возведем полученное четырехзначное число в квадрат и, если необходимо, добавим к результату слева нули до 8-мизначного числа. 3 Возьмем четыре цифры из середины 8-мизначного в качестве нового случайного четырехзначного числа. 4 Если нужны еще случайные числа, то перейдем к 2 . Например, если взять в качестве начального числа 1994, то из него получается следующая последовательность псевдослучайных чисел 9760 2576 6357 4114 9249 5440 5936 2360 5696 4444 7491 1150 3225 4006 0480 2304 3084 5110 1121 2566 Сам по себе метод середины квадрата не получил широкого распространения, так как выдает больше чем нужно малых значений 26 . Но открытый в нем принцип используется во многих, если не во всех, более поздних датчиках БСВ. Этот принцип состоит в вырезании нескольких цифр из результата какой-либо операции над числами. 1.4. Тестирование равномерности Обозначим равномерное распределение вероятностей на интервале 0,1 через R 0,1 . Тогда утверждение, что БСВ z имеет распределение R 0,1 можно кратко записать в виде z R 0,1 . С помощью статистических тестов проверяют два свойства датчика, делающих его точной моделью идеальной БСВ - это р а в н о м е р н о с т ь распределения чисел z , выдаваемых датчиком на интервале 0,1 , и их статистическую н е з а в и с и - м о с т ь. При этом числа z рассматривают как реализации некоторой с.в то есть как статистическую выборку.

Достаточно простым методом проверки равномерности распределения является частотный тест. Он основан на законе больших чисел и выполняется по следующему алгоритму. 1 Разобьем интервал 0,1 на K равных отрезков например, K 10 . 2 Сгенерируем n чисел z , ,z с помощью тестируемого датчика БСВ например, n 100 . 3 Подсчитаем, сколько чисел попало в каждый из K отрезков, т.е. найдем числа попаданий n , ,n . 4 Рассчитаем относительные частоты попаданий в отрезки p n n p n n. 5 Построим гистограмму частот p , ,p на K отрезках интервала 0,1 . 6 Повторим действия 2 - 5 для большего значения n напрмер, для n 10 000 . 7 Оценим по полученным гистограммам сходимость каждой частоты p к вероятности p 1 K того, что БСВ попадет в i-ый отрезок.

Согласно закону больших чисел должно быть p - 1 K, n 1.6 Это значит, что высоты столбиков во второй гистограмме должны в целом быть ближе к уровню 1 K, чем в первой.

Тестирование датчика на равномерность можно совместить с оцениванием м.о. и дисперсии с.в. Оценки M и D для м.о. и дисперсии рассчитываются соответственно по формулам 1.7 1.8 С ростом n оценки M и D должны сходиться по вероятности к точным значениям M z 1 2, D z 1 12 0.08333 . В табл. 1.2 приводится пример тестирования одного из распространенных датчиков БСВ. На рис. 1.1 и 1.2 показаны соответствующие гистограммы.

Судя по этим результатам, протестированный здесь датчик отвечает требованию равномерности.

Пример испытания датчика Табл. 1.2 Рассчитываемые оценки Длина выборки n n 1000 n 100 000 Оценки для м.о. M 0.4928 0.4992 и дисперсии D 0.0841 0.0832 p 0.114 0.10136 p 0.097 0.09974 p 0.100 0.09868 p 0.108 0.10130 Частоты p 0.094 0.10155 p 0.096 0.09896 p 0.096 0.09928 p 0.102 0.10015 p 0.104 0.10085 p 0.089 0.09813 Сумма частот 1.000 1.000 1.5. Тестирование независисмости Простейшую проверку статистической независимости реализаций z ,z , можно осуществить, оценивая корреляцию между числами z и z , отстоящими друг от друга на шаг s 1. Для вывода формулы, по которой можно рассчитать коэффициент корреляции чисел z и z, расссмотрим две произвольные с.в. x, y. Коэффициент корреляции определяется для них формулой M xy - M x M y R x,y . 1.9 D x D y Если известно, что x,y R 0,1 , то M x M y 1 2 и D x D y 1 12, то есть формула 1.9 принимает вид R x,y 12 M xy - 3. 1.10 Условимся рассматривать пару чисел z ,z как реализацию пары с.в. x,y . Тогда в выборке z , ,z имеем всего n-s реализаций этой пары z ,z , z ,z z ,z . По ним можно рассчитать оценку R коэффициента корреляции R x,y , заменяя в 1.10 м.о. M xy соответствующим средним арифметическим 1 R 12 z z - 3 . 1.11 n-s С ростом n оценка R должна приближаться к нулю, в противном случае датчик БСВ не отвечает требованию независисмости.

Конечно, если R сходятся к нулю, то это еще не гарантирует наличие независимости, но все же один из тестов оказывается успешно выдержанным.

При желании всегда можно продолжить испытания датчика другими методами.

В табл. 1.3 показан пример тестирования датчика БСВ. Как видно из таблицы, оценки коэффициентов корреляции для s 1,2,3 постепенно сходятся к нулю. На рис. 1.3 изображены соответствующие графики.

Табл. 1.3 Оценка R для s 1,2,3 n s 1 s 2 s 3 1000 0.175 0.142 0.232 2000 0.071 0.059 0.111 3000 0.007 0.021 0.043 4000 0.017 0.040 0.043 5000 0.019 0.045 0.042 6000 0.009 0.031 0.039 7000 -0.003 0.019 0.027 8000 -0.003 0.021 0.028 1.6. Другие методы тестирования 1.6.3. Специальные тесты Еще более сильные тесты разработаны специально для проверки равномерного распределения.

К их числу относятся - тест гиперкубов на равномерное заполнение N-мерных кубов точками с координатами z , ,z , z , ,z описанный в 5,30 - тест серий на длину подпоследовательностей например, на длину серий чисел z , которые начинаются одной и той же цифрой 5,15 - тест максимумов и минимумов 15 . 1.6.4. Проверка практикой Любое тестирование датчиков БСВ все-же остается частичным.

Поэтому Ермаков и Михайлов в 5 отмечают, что кроме специального статистического тестирования чрезвычайно важна проверка с помощью решения типовых задач, допускающих независимую оценку результатов аналитическими или численными методами.

Можно сказать, что представление о надежности псевдослучайных чисел создается в процессе их использования с тщательной проверкой результатов всегда, когда это возможно . 1.6.5. Точные методы Точные методы применяются наряду со статистическими для д о к а з а т е л ь с т в а тех или иных частных свойств датчиков БСВ. В ряде точных исследований вероятностные характеристики датчиков рассчитывают п о в с е м у периоду z , ,z , что, очевидно, равносильно статистическому тестированию датчика по выборке бесконечного объема z , ,z . Этот подход используется у Кнута 15 , а также у Кавью и Макферсона 31 . 1.6.6. Тестирование апериодичности К точным методам следует отнести также методы тестирования апериодичности.

При поиске длины периода в последовательности z ,z , требуется, вообще говоря, сравнивать каждое новое число z со всеми предыдущими.

Однако непосредственное сравнение z с каждым из чисел z , ,z привело бы к чересчур большим затратам машинного времени, возрастающим на каждом шаге i. Более эффективный алгоритм тестирования апериодичности опубликован Ю.Г.Полляком в 21 . 1.6.7. Методы теории чисел Длину периода и некоторые другие важные характеристики датчиков можно определять также точными методами теории чисел 2 . Результаты подобных алгебраических исследований можно найти в 30 . Для примера приведем следующую интересную теорему. Т е о р е м а . Пусть в 1.5 m - простое число.

Максимально возможное значение периода T m-1 достигается, если k не кратно m и величины также не кратны m, где p , ,p - простые числа, входящие в каноническое разложение числа m-1 на сомножители m-1 1.7. Другие алгоритмы генерации БСВ 1.7.1. Не все то золото, что блестит Прежде, чем дать информацию о некоторых других методах построения БСВ, сделаем одно важное замечание.

Уже более двадцати лет назад была опубликована библиография 35 , которая содержит 491 ссылку на литературу по датчикам случайных чисел.

Двумя годами позднее Дж. Клейнен в 12 приходит, однако, к выводу, что все еще нет высококачественного генератора псевдослучайных чисел . Одновременно с ним Льюис 33 и Марсалья 34 указывают Многие широко распространенные генераторы фактически непригодны . Предостережение о распространенности плохих генераторов делает также И.М.Соболь в 26 . Дж. Клейнен в 12 отмечает, что Наилучший в настоящее время, по-видимому, мультипликативный генератор, однако он требует тщательного выбора сомножителя . 1.7.2. Датчики с большой длиной периода В 32 рекомендуются следующие шесть вариантов множителя k для датчика 1.5 с m 2 -1 1078318381, 1203248318, 397204094,2027812808, 1323257245, 764261123. Во всех этих случаях длина периода T m-1. Поэтому в качестве стартового значения можно брать любое целое число от 1 до m-1. 1.7.3. Линейная смешанная формула Эта формула является обобщением 1.5 A k A k A C mod m, 1.12 z a m, i 1,2 где - порядок, A , A A - стартовые значения, k k - множители.

Здесь длина периода T m . 1.7.4. Квадратичный конгруэнтный метод Это еще один вариант обобщения 1.5 . В нем используется формула A k A k A C mod m, 1.13 z a m, i 1,2 1.7.5. Метод Макларена - Марсальи Для повышения точности моделирования БСВ Макларен и Марсалья предложили комбинировать два простейших датчика БСВ, если их точность моделирования недостаточно высока. Пусть x ,y , i 0,1,2 две псевдослучайные последовательности, порождаемые независимыми датчиками Д1 и Д2 сответственно V V 0 V K-1 - вспомогательная таблица целых чисел.

Вначале таблица V заполняется первыми K членами последовательности x V j x , j 0,1 K-1. Через z будем обозначать псевдослучайную последовательность метода Макларена-Марсальи.

Число z определяется путем выполнения следующей последовательности операций j y K , z V j , V j x , i 0,1,2 где операция y K означает целую часть y K. Мы видим, что Д2 используется здесь для случайного выбора элемента из таблицы V, а Д1 заменяет этот элемент новым случайным значением.

Этот метод позволяет ослабить зависимость между числами z и получать длину периода до T T , где T ,T - периоды датчиков Д1 и Д2 соответственно. Например, при T T 2 - 2 см. п. 1.7.2 и K 9 мы можем получить T 2,2 10 , то есть больше гугола больше 10 . Это, очевидно, перекрывает любые практические потребности и даже возможности исчерпания периода.

Обратим внимание также на то, что быстродействие метода - то есть количество операций, выполняемых на каждом шаге - практически не зависист от размера K вспомогательной таблицы. 1.7.6. О датчике системы GPSS Т.Дж. Шрайбер в 29 описал датчик БСВ, встроенный в язык GPSS в версииях для IBM 360 370 . В этом датчике комбинируются следующие идеи, отличающие его от датчика 1.5 . Произведение двух больших чисел представляется в д е с я - т и ч н о й форме.

Получается 20 - разрядное число, из которого 6 средних цифр берутся в качестве очередного целого псевдослучайного числа A . Из произведения выбирается еще одно псевдослучайное число - правая половина 60 - разрядного д в о и ч н о г о представления произведения.Она используется на следующем шаге i 1 вместо A для формирования нового десятичного произведения с k. В качестве множителя k на каждом таком шаге используется один из восьми коэффициентов, выбираемый случайно с помощью третьего псевдослучайного числа, составляемого из цифр другой средней части произведения . Точное описание алгоритма и данные тестирования этого датчика в 29 не приводятся, как и в фирменной документации 6,24 . Наше доверие к датчику может питаться авторитетом фирмы IBM и, в особенности, широким апробированием языка GPSS в прикладных исследованиях и в учебных курсах моделирования.

Хорошим подтверждением высокого качества датчика можно считать также работу 4 , где на GPSS моделируются системы массового обслуживания и результаты сравниваются с точными аналитическими решениями.

По этому поводу см. п.1.6.4. 1.7.7. О проблемах программирования В известной нам литературе параметры датчиков сильно зависят от длины машинного слова. Дело в том, что в алгоритмах вычисления БСВ используются большие целые числа.А так как непосредственное программирование операций над ними может привести к переполнению разрядной сетки ЭВМ, то ряд операций приходится разбивать на промежуточные шаги, в которых учитываются тонкости машинной арифметики.

В результате текст программы оказывается существенно зависимым от модели ЭВМ и от используемого языка программирования.Или же он содержит операции настройки на длину слова и на особенности обработки переполнений в ЭВМ, как, например, в прил.1 в 30 . Работа на границе диапазона представимых целых чисел - это специфическая трудность при программировании датчиков БСВ. Вопрос 19. Основные понятия имитационного моделирования . Имитационная модель ИМ - программа, при выполнении которой на ЭВМ в численном виде воспроизводится процесс функционирования системы в соответствии с известным причинно-следственным механизмом, определяющим состояния элементов системы в очередные моменты времени через их состояния в прошлом.

Системы делятся на непрерывные все переменные представляют собой непрерывные функции времени и дискретные.Движение в модельном времени в программе осуществляется по принципу ?t - малых приращений времени.

Поэтому мат. аппарат при моделировании непрерывных систем в значительной мере совпадает с численными методами решения диф. уравнений. В дискретных системах все переменные являются дискретными функциями времени. Это значит, что их изменение осуществляется мгновенно в отдельные моменты времени, между которыми значения переменных не меняются. Все изменения называются событиями. Количество типов событий для данного класса систем ограничено.Каждый тип события моделируется отдельной программной процедурой.

Перемещения в модельном времени происходят по принципу ?z - от события к событию.Соответственно языки программирования ИМ систем делятся на языки моделирования дискретных систем, языки моделирования непрерывных систем, языки моделирования непрерывно - дискретных систем. Всего известно несколько сотен хорошо документированных языков ИМ. Наиболее распространенным и проверенным считается язык GPSS. ИМ отличается от аналитического тем, что не требует составления и решения уравнений, не связано с применением формальных понятий определенного мат. аппарата, уровень детализации при моделировании может быть произвольным.

Поэтому реальная система может быть промоделирована с любой точностью единственное ограничение - хорошее знание исследуемой системы . Выполнение ИМ на ЭВМ называется имитационным экспериментом ИЭ . Чтобы накопить информацию о показателях функционирования системы применяют два метода планирования ИЭ параллельный эксперимент - при заданном начальном состоянии системы прогон модели осуществляется N раз. В каждом прогоне начальные значения датчиков БСВ непрерывная случайная величина, равномерная распределенная на интервале от 0 до 1 . В результате получается N независимых реализаций процесса.

Так как все реализации независимы, можно находить не только среднее значение процесса, но и определить точность результата усреднения классическими методами.Результат усреднения дает информацию обо всем процессе, включая фазы переходного и стационарного процессов. последовательный эксперимент - основан на применении теоремы об эргодическом процессе для эргодического процесса среднее по множеству равно среднему по времени . В последовательном эксперименте выполняется один достаточно длинный прогон, в котором среднее значение процесса определяется как среднее по времени.

Последовательный эксперимент позволяет рассчитывать оценки достаточно легко, но в нем теряется информация о переходном процессе. Вопрос 20. Основы концептуального проектирования БД Этап концептуального проектирования связан с описанием и синтезом разнообразных информационных требований пользователей в первоначальный проект баз данных.

Результатом этого этапа является высокоуровневое представление информационных требований, например, такое как диаграмма сущность-связь . Основу этой диаграммы составляет набор сущностей, который представляет или моделирует определенную совокупность сведений, специфицированную в требованиях.

Сущности могут быть описаны атрибутами, позволяющими детализировать свойства сущности. Один или несколько атрибутов могут служить идентификатором для обозначения отдельных экземпляров сущности. Связи между сущностями отображают функциональные аспекты информации, представленной сущностями.Существует несколько подходов к построению диаграмм типа сущность-связь . Общим для всех подходов является набор из четырех основных проектных решений или шагов 1. Определение сущностей. 2. Определение атрибутов сущностей. 3. Идентификация ключевых атрибутов сущностей. 4. Определение связей между сущностями.

Хотя существует некоторая общность мнений о необходимости этих шагов для построения информационной структуры, тем не менее нет общего соглашения относительно порядка их выполнения.Главное, что здесь необходимо, это чтобы первоначальная информационная структура была хотя бы частично независимой от процесса обработки, что позволит обеспечить гибкость процесса проектирования.

Подход к концептуальному проектированию обычно предполагает, что рассматривается представление одного-единственного пользователя. При этом возможно предположить, что таким единственным пользователем является администратор или проектировщик базы данных, который понимает требования всех пользователей и объединяет эти требования в полный набор согласованных спецификаций.Альтернативным является подход, в котором интеграция представлений выполняется как часть процесса концептуального проектирования.

Основы концептуального проектирования. Концептуальное проектирование оперирует информацией, независимой от любой фактической реализации т. е. от любой конкретной системы технического или программного обеспечения . Цель концептуального проектирования именно в том и состоит, чтобы представить информацию в доступной пользователю форме, не зависящей от спецификаций системы, но реализуемой несколькими системами.Существует два подхода к концептуальному проектированию Объектное представление Моделирование сущностей.

Экспертные оценки концептуальной модели данных. Метод экспертных оценок ставит следующие основные вопросы Обладает ли концептуальная модель достаточной полнотой? Достаточно ли хорошо она отражает предметную область? Корректна ли она? Подобные или более детализированные вопросы относительно всех аспектов системы требований пользователя, программирования, операций и т. д. не должны остаться без ответа.В процессе экспертизы выявляется все, что в проекте упущено, и это несомненно идет на пользу его полноте. Корректность модели тщательно проверяется при анализе архитектуры системы.

При этом требования пользователя к данным и процессам, а также к типизации процессов и данных рассматриваются с различных позиций. В ходе экспертизы проекта исследуются особенности преобразования данных, т. е. процесс трансформации информационной модели в СУБД-зависимое представление.Первый шаг - определение правильности и полноты самой информационной модели. На следующем шаге исследуется СУБД-зависимое представление.

Вопрос 21. Проектирование физической реализации БД. Проектирование физической реализации БД производится по всем схемам и подсхемам разрабатываемой программы на СУБД или любом другом языке, который может быть включаться в программу СУБД. Различают следующие методы доступа к БД блочный индексно-последовательный прямой с относительной или абсолютной адресацией к инвертированным файлам виртуальный метод Запросы к БД могут быть следующие Получить всё 90-100 информации из БД Получить одну GET UNIKUM Получить некоторые 0 - 10 информации из БД Выгрузка и загрузка БД осуществляется последовательным методом получить всё При этом применяются следующие методы и функции Функция хеширования рандомизации Мультисписковый файл - дополнительный служебный файл, в котором указаны отдельные данные, хранящиеся в БД. Доступ к инвертированным файлам При физической реализации БД следуют двум критериям 1. Объём внешней памяти 2. Время реакции на запрос Характеристики методов доступа к БД с учётом указанных выше критериев знак означает возрастание критерия убывание Последовательный метод 1 2 - К инвертированному файлу 1 2 Хеширования 1 2 Время реакции на запрос.

Т. ожид. Т 0 t Tn 2 Работа процессора Работа Т. ожид На интерпретации ядра экран Т. Т общ. ожид. Работа накопителя Вопрос 23. Функции администратора БД. Администратор базы данных АБД - под этим понятием подразумевается лицо или группа лиц, возможно, целое штатное подразделение , на которое возложено управление средствами базы данных организации.

АБД должен быть энергичной и способной личностью, организатором по призванию, желательно с техническим уклоном.

В его функции входит координировать все действия по проектированию, реализации и ведению БД учитывать перспективные и текущие требования пользователей следить, чтобы БД удовлетворяла актуальным информационным потребностям решать вопросы, связанные с расширением БД в связи с изменением границ ПО разрабатывать и реализовывать меры по обеспечению защиты данных от некомпетентного их использования, от сбоев технических средств, по обеспечению секретности определенной части данных и разграничению доступа к данным выполнять работы по ведению словаря данных контролировать избыточность и противоречивость данных, их достоверность следить за тем, чтобы БнД отвечал заданным требованиям по производительности, т. е. чтобы обработка запросов выполнялась за приемлемое время -выполнять при необходимости изменения методов хранения данных, путей доступа к ним, связей между данными, форматов данных определять степень влияния изменений в данных на всю БД -координировать вопросы технического обеспечения системы аппаратными средствами исходя из требований, предъявляемых БД к оборудованию координировать работы системных программистов, разрабатывающих дополнительное программное обеспечение для улучшения эксплуатационных характеристик системы. координировать работы прикладных программистов, разрабатывающих новые ПП и выполнять проверку и включение прикладных программ в состав программного обеспечения системы И Т. П. Вопрос 24. СУБД. Определение и архитектура . СУБД - комплекс программных средств, который позволяет создать БД файл, структура и хранение в котором построены так, что информация из него берется путем запроса , поддерживать ее в актуальном состоянии и осуществляет выдачу ответов на запросы БД. Основные функции СУБД создание БД поддержка логической изменение логических представлений, не затрагивая их физических представлений и физической независимости данных организация доступа пользователю разграничение прав доступа пользователю явное указание прав доступа, паролевая защита обеспечение логической наличие непротиворечивых данных и физической сохранность на физическом уровне копирование, организация зеркальных дисков целостности данных должны быть средства настройки организация многопользовательской работы. Модули СУБД ядро, которое управляет накопителем окружение системы - ряд утилит, которые выполняют определенные действия утилиты администрирования, средства разработки приложений, утилиты копирования, восстановления, утилиты импорта экспорта файла, обучающая утилита.

Архитектура СУБД Архитектура - компоненты, которые поддерживают определенный взгляд на данные.

Уровень 1 - внешний компоненты, которые поддерживают уровень пользователя. Уровень 2 - внутренний функциональные компоненты, которые поддерживают БД в среде хранения.

Уровень 3 - концептуальный обеспечивает единый взгляд на БД. Этот уровень содержит внешний интерфейс связь с пользователем и внутренний интерфейс связь между уровнями . Вопрос 25. Понятие и назначение интерфейса при проектировании БД Наиболее развитые СУБД имеют следующие преимущества и характерные особенности дружественный интерфейс с пользователем встроенную программу интерактивной помощи, а иногда и наличие интерактивной обучающей программы средства автоматического создания, использования и модификации базы данных без необходимости программирования, генераторы программ, отчетов, форматов развитые языки программирования баз данных - более 200 команд и функций.

Дружественная система такого рода предлагает пользователю иерархически построенное меню. С его помощью выбирается требуемая функция системы. Для ввода данных, их просмотра и редактирования в базе данных чаще всего используются два способа их представления - табличный и в виде экранных форм. Экранные формы применяют в случаях, когда длина записи данных превышает размер строки дисплея или когда удобнее работать с привычной формой документа.

Для изображения форм ввода-вывода применяется обычно псевдографика, и выводятся они на экран в текстовом режиме.

Вывод результатов обработки пользовательских запросов осуществляется в виде так называемых отчетов. Наиболее часто используются отчеты табличной формы.

Записи в такой таблице обычно сортируются по заданному ключу.

Для групп записей с одинаковым значением некоторой части ключа или полного ключа, а также для всего множества записей могут строиться итоговые значения по заданным столбцам таблицы.

Допускается иерархия группирования записей, и для разных инструментальных средств возможна различная ее глубина. Наряду с табличной используется и так называемая ленточная или свободная форма отчета, каждая запись которого может занимать несколько строк, и форматы разных записей могут быть различны.Выводимые прикладной системой отчеты могут выводиться на экран дисплеем или печататься на принтере.

Традиционно построенное приложение использующее перечисленные функциональные компоненты, предусматривает выполнение некоторого набора типовых процедур.Обеспечивается, в частности, ввод записей в базу данных с верификацией их по заданным простым ограничениям целостности, например, по диапазону изменения значений числового поля формы или по шаблону значения строкового поля. Кроме того, возможны просмотр, редактирование и удаление записей, а также поиск записей по задаваемому через экранную форму критерию.

При этом пользователь задает значения поисковых полей формы, имея в виду, что в результате поиска должны быть найдены и показаны все записи, имеющие такие же значения всех поисковых полей. К числу типовых процедур приложения относится также вывод отчета по любой форме, известной системе, на экран дисплея или на принтер.Дружественный характер СУБД для ПЭВМ хорошо сочетается с главной направленностью технологии персональных ЭВМ на обеспечение комфортных условий работы пользователей.

Благодаря этому достигается существенно более высокая производительность труда пользователя при создании и эксплуатации персональных баз данных, чем при выполнении подобных работ на больших ЭВМ со свойственными их социальной пользовательской среде значительными накладными расходами и более низкой надежностью.Интерфейс СУБД с различными классами пользователей обычно обеспечивается широким диапазоном языков.

В нем также предусматриваются соответствующие средства для проектирования и использования баз данных. В подавляющем большинстве СУБД для ПЭВМ предусматривается интерактивный режим работы пользователей. При этом широко используются интерфейсы в стиле меню с указанием для пользователя альтернативных вариантов выбора возможных действий и способов их инициирования, с отображением текущего состояния системы БД и диагностикой ошибок.В системах, обладающих языками программирования программируемые СУБД , средства такого интерфейса избавляют пользователя от необходимости знания команд языка программирования для выполнения требуемых функций.

Благодаря этому расширяется круг возможных пользователей системы. В некоторых развитых СУБД предусматривается несколько уровней пользовательских интерфейсов, предъявляющих различные требования к их квалификации. Такие возможности предусмотрены, например, в системах dBaseIII РLUS и dВаsе IV, R Base, Раrаdох.Значительное внимание уделяется минимизации с помощью функциональных клавиш действий пользователя, необходимых для инициирования часто требуемых функций.

Освоение системных средств и интерпретация возникающих в процессе работы ситуаций существенно облегчаются благодаря созданию эффективных электронных учебников, средств глобальной и контекстно-зависимой помощи пользователю в оперативном режиме, а также средств диагностики ошибок.Такие средства стали необходимыми компонентами любого программного продукта для ПЭВМ. Многие СУБД предоставляют пользователю возможность взаимного обмена данными, содержат соответствующие программы-конверторы для преобразования данных из одного формата в другой. Сбалансированное сочетание простоты освоения и использования поверхностных функций таких массовых СУБД, как dBaseIII РLUS , R Base, Раrаdох, обширных функциональных возможностей и прочих интерфейсов, обеспечивает этим системам широкую сферу применения.

Например, первые впечатления от таких СУБД даже порождают у непрофессионального пользователя иллюзию того, что любую ИС можно реализовать вообще без какого-либо программирования в кратчайшие сроки и без заметных трудозатрат, что в этой области вообще не существует проблем и профессиональной специфики, требующей специальных знаний.

Однако, по мере усложнения информационных потребностей, когда уже не удается обойтись средствами простейшего пользовательского интерфейса с системой и приходится прибегать к ее языку программирования, иллюзии начинают рассеиваться.

Если объемы данных в БД достигают значительных размеров, при выполнении операций, требующих прямого доступа, пользователя начинает беспокоить недостаточно высокая реактивность системы. Для решения проблемы повышения производительности системы БД уже недостаточно хорошего знания только языка программирования.Необходимы профессиональные знания в области технологии БД, понимание архитектуры системы, знание механизмов доступа к БД в рассматриваемой СУБД, умение эффективно проектировать базу данных.

Вопрос 26. Общая концепция и типы структур распределенных баз данных Распределенная база - это база, распределенная на нескольких установках, но обеспечивается доступ к единственному информационному пространству. Для таких баз характерно наличие информационно - вычислительной сети. Архитектура распределенной базы должна соответствовать архитектуре сети т.к. нет протоколов сети . Структура распределенной базы бывает двух видов однородная неоднородная.Однородная база данных распределена на сегменты по функциональному признаку.

Доступ осуществляется через единую сущность если таблицы не пересекаются. Обработка клиент - сервер затруднительна т.к. на некоторых машинах нагрузка растет не пропорционально . Однородные базы применяются в основном для кольцевых сетей. Неоднородные базы в свою очередь делятся на централизованные и децентрализованные.В децентрализованных базах каждый пользователь может иметь свой сегмент который должен быть скопирован на центральный сервер.

Вся обработка идет на машине пользователя. Процедура транзакции должна заканчиваться стиранием рабочей копии. В централизованных базах работу конечного пользователя можно организовать на упрощенных терминалах. Вся обработка информации производится на центральном сервере клиенту выдается готовый ответ. Центральный сервер должен быть дубль машиной работают одновременно две.

– Конец работы –

Используемые теги: системы, автоматизации0.048

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Системы автоматизации

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным для Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Еще рефераты, курсовые, дипломные работы на эту тему:

Лекция 1. Тема: Операционная система. Определение. Уровни операционной системы. Функции операционных систем. 1. Понятие операционной системы
Понятие операционной системы... Причиной появления операционных систем была необходимость создания удобных в... Операционная система ОС это программное обеспечение которое реализует связь между прикладными программами и...

ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ. СИГНАЛЫ И КАНАЛЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СВЯЗИ. СИСТЕМЫ СВЯЗИ С ЧАСТОТНЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ КАНАЛОВ. ЦИФРОВЫЕ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ
Лабораторные работы часа... Практические занятия часа... Всего аудиторных занятий часов...

Система координат действия и общая теория систем действия: культура, личнсть и место социальных систем
В центре данного исследования стоит разработка теоретической схемы. Систематическое рассмотрение ее эмпирического использования будет предпринято… Основные положения системы координат действия подробно излагались ранее, и… При помощи ее анализируются структура и процессы систем, состоящих из отношений таких элементов к их ситуациям,…

КОМПЛЕКС СТАНДАРТОВ НА АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ. АРХИТЕКТУРА ЛОКАЛЬНЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ В СИСТЕМАХ ПРОМЫШЛЕННОЙ АВТОМАТИЗАЦИИ
На сайте allrefs.net читайте: " КОМПЛЕКС СТАНДАРТОВ НА АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ. АРХИТЕКТУРА ЛОКАЛЬНЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ В СИСТЕМАХ ПРОМЫШЛЕННОЙ АВТОМАТИЗАЦИИ"

Микропроцессорные системы: система ДЦ-МПК, система "Юг"
Использован практический опыт внедрения линейных пунктов управления (ЛПУ) на 60 станциях в увязке с ЭЦ-4, ЭЦ-9, МРЦ-12, МРЦ-13. Выполнен переход на… В состав аппаратуры центрального пункта управления (ПУ) входят IBM-совместные… Круглосуточный режим работы аппаратных средств ПУ обеспечивается источниками бесперебойного питания, а также системой…

Экспертные системы. Классификация экспертных систем. Разработка простейшей экспертной системы
Глава 2. Структура систем, основанных на знаниях. 1. Категории пользователей экспертных систем. 2.2. Подсистема приобретения знаний. 3. База… ЭС выдают советы, проводят анализ, дают консультации, ставят диагноз. Практическое применение ЭС на предприятиях способствует эффективности работы и повышению квалификации специалистов.

Непротиворечивая система аксиом называется независимой, если никакая из аксиом этой системы не является следствием других аксиом этой системы
При аксиоматическом построении теории по существу все утверж дения выводятся путем доказательства из аксиом Поэтому к системе аксиом предъявляются... Система аксиом называется непротиворечивой если из нее нельзя логически... Если система аксиом не обладает этим свойством она не может быть пригодной для обоснования научной теории...

Система "Диалог" и система "Сетунь"
Система «Сетунь» является системой диспетчерской централизации нового поколения. Она предназначена для применения на железнодорожных узлах и… Длина управляемого и контролируемого поездным диспетчером участка железной… Диспетчерская система управления — это диспетчерский персонал круга в отделении дороги, которому подчиняется…

Система "Тракт" и система телеуправления малодеятельными станциями ТУМС
Напротив, ТУМС позволяет повысить безопасность движения поездов благодаря программной реализации дополнительных зависимостей, контроля состояния… Цепи управления ЭЦ не заводятся в блоки электронной аппаратуры ТУМС, а их… Состояние реле дешифратора непрерывно контролируется двумя компьютерами: ПЭВМ на распорядительной станции и микроЭВМ…

0.038
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • По категориям
  • По работам