Основы построения автоматизированных информационных систем - Гвоздева В. А.
ISBN 978-5-8199-0315-5
Скачать (прямая ссылка):
213
где W(X], х2,xN) определяет затраты на реализацию совокупности ИП, выражаемые объемом «накладных расходов» на организацию и выполнение обмена и передачи информации и на ее поиск; aj(x\, х2, xN) — выражения оперативно-тактических требований к системе (по оперативности, живучести и т. п.); bj(xi, х2,xN) — выражения, обеспечивающие учет реальных условий функционирования СРОД и ее элементов (ограничения по памяти, по быстродействию и т.п.).
Переменные величины (Jc1, jc2, Xn) являются дискретными (булевыми) и могут определять не только собственно распределение информации по узлам сети, но и в общем случае состав и структуру СРОД.
Другая группа оптимизационных задач связана с фактором управления реализацией ИП в динамике их протекания. Такие задачи будем называть задачами динамической оптимизации ИП. Общая формулировка подобных задач может быть записана следующим образом.
Из множества U допустимых управлений реализацией совокупности ИП выбрать такое управление и', которое бы обеспечило минимум целевой функции W(u)
W(u) = mmW(u),
где V/(u) — характеризует оценку временных затрат для реализации .заданной совокупности ИП.
Конкретные выражения для W(u) необходимо строить с учетом режимов функционирования СРОД. При этом учет различного рода ограничений осуществляется алгоритмически.
Одной из основных проблем при формировании подобных задач является правильное определение целевой функции как основного показателя эффективности. Обоснуем структуру целевых функций в указанных задачах. Обратимся вначале к задачам статической оптимизации.
Пусть мы решаем на ЭВМ некоторую задачу. Допустим, что все исходные данные, промежуточные и конечные результаты размещаются в оперативной памяти, а задача характеризуется некоторым объемом вычислений Va, измеряемым количеством операций процессора. Соответствующий решению такой задачи ИП будет одноэтапным. Если эта же задача будет решаться при
214
условии, что необходимая для решения информация размещается во внешней памяти, то соответствующий ИП будет многоэтапным. При этом продолжительность ИП увеличивается как за счет увеличения объема вычислений (LVn >Уа), что связано с дополнительными затратами процессорного времени на организацию внешних обменов, так и за счет периодов выполнения операций обмена 1б. Таким образом, в данном случае появляются дополнительные или «накладные» затраты ресурсов ЭВМ, связанные с работой процессоров, каналов обмена данными, внешних устройств. Величина этих затрат зависит от организации вычислений и определяется структурой и продолжительностью ИП, т. е. определяется суммарным объемом обмена информацией и типом обменных взаимодействий.
Допустим теперь, что часть данных, необходимых для решения задачи, хранится в другом узле СРОД. Для реализации требуемой передачи информации необходимо выполнить ряд процедур, определяемых соответствующими протоколами. В результате количество этапов и продолжительность ИП значительно увеличиваются. Следовательно, в данном случае также возникают дополнительные затраты ресурсов. Величина этих затрат зависит от объема передаваемой информации и организации взаимодействия между узлами (чем больше пунктов ретрансляции информации, тем больше затраты).
Таким образом, при различных вариантах распределения программ и данных в сети выполнение заданного объема ИВР будет требовать разных затрат ресурсов сети. А поскольку эти затраты имеют стоимостное выражение, то следует выбирать тот вариант, который связан с минимальными затратами. Мерой таких затрат может служить объем взаимообмена информацией в системе (с учетом типа взаимообмена), поскольку эта величина характеризует дополнительные затраты в сравнении с неким идеальным вариантом, осуществляемым в отсутствии взаимообмена. Для оценки временных затрат при решении задач динамической оптимизации ИП целесообразно использовать средние по совокупности значения времени реализации ИП. Это связано с тем, что при управлении ИП качество такого управления необходимо оценивать в целом для системы.
215
3.3. Стандартизация и сертификация АИС
Проблемы обеспечения качества функционирования и информационной безопасности автоматизированных информационных систем в самых различных областях их применения являются для России остро актуальными. Создание персональных ЭВМ, появление возможностей практически неограниченного развития автоматизированных систем на базе локальных и глобальных сетей, внедрение ЭВМ в структуры государственного управления, разрабатываемое вооружение и военную технику, в системы передачи информации, в финансовые и банковские системы, в другие критические сферы деятельности человека позволили, с одной стороны, на несколько порядков увеличить объемы перерабатываемой информации и за счет этого повысить оперативность и качество решения прикладных задач, а с другой стороны — поставило пользователей информации в жесткую зависимость от правильности функционирования программно-технических средств и качества используемой выходной информации.
До конца 80-х годов в условиях острого дефицита вычислительных ресурсов (таких как быстродействие процессора, емкость оперативной и внешней памяти ЭВМ) отечественной промышленности в целом удавалось обеспечивать выполнение требований к качеству функционирования АИС. Это достигалось, главным образом, за счет создания специализированных информационно-вычислительных систем и программного обеспечения, жестко ориентированных на конкретные функции. Следствием явилось непомерное увеличение стоимости и сроков разработки, сокращение жизненного цикла систем из-за невозможности их развития на современной вычислительной платформе, переносимости и сопровождаемое™ программного обеспечения (ПО). В условиях перехода России к рыночной экономике такой подход к разработке АИС себя полностью исчерпал.
