ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Задача информационно-логического проектирования из "Алгоритмы оптимизации и автоматизации проектирования АСУ " Информационно Логическое проектирование является начальным этапом процесса разработки АСУ. Результаты начального этапа определяют основные черты разрабатываемой системы и используются как техническое задание для разработки реализационной структуры АСУ КПС, КТС и технологии преобразования информации. Объектом ИЛ-проектирования является ИЛС АСУ. Задача по разработке ИЛС заключается в перечислении всех ИЛ-элементов, образующих ИЛС, определении связей между ними, отношений и т. д. Перечисляя ИЛ-элементы (функциональные подсистемы, показатели, рассчитываемые в каждой подсистеме, и т. д.), необходимо выбирать такие из них, которые окажут наиболее существенное влияние на процесс управления автоматизируемым объектом (предприятием, учреждением и т. д.), обеспечат необходимую эффективность проектируемой АСУ. Правильный учет такого влияния возможен на основе количественных оценок значимости тех или иных ИЛ-элементов для каждого конкретного объекта автоматизации. Как правило, разработчик АСУ не располагает объективными количественными оценками ИЛ-элементов, поскольку для этого часто требуется длительное изучение процесса управления объектом эксперимент, моделирование и т. д. При ограниченности сроков разработки это оказывается нереализуемым. Более реалистичным является использование опыта, накапливающегося по результатам более ранних разработок или же имеющегося у практиков-специалистов по управлению, длительно работающих на автоматизируемом объекте. Такой опыт в какой-то мере можно считать отображением результатов некоторого пассивного эксперимента на объекте, необходимого для получения объективных количественных оценок. [c.8] По различным оценкам в одной АСУ число наиболее простых, наиболее изученных, и в то же время наиболее массовых ИЛ-элементов — показателей составляет от нескольких тысяч до нескольких десятков тысяч. Необходимость анализа каждого ИЛ-элемента вынуждает при таком большом их количестве разрабатывать ИЛС по частям, поручая каждую часть отдельному исполнителю. Неформализован-ность ИЛ-элементов обусловливает неопределенность их оценки и возможность различного толкования их смысла и значения. Поэтому не исключены ситуации, когда исполнители, работая порознь, используют в своих частях одинаковые ИЛ-элементы, придавая им различный смысл, или пропускают какие-то из них, считая их находящимися в других частях ИЛС, и т. д. Различное толкование ИЛС проявляется также в процессе согласования разработки с заказчиком. [c.9] В результате разрабатываемая ИЛС может содержать значительное количество противоречий, пропусков и других ошибок, результатом которых может оказаться алгоритмическая некорректность КПС, разрабатываемого на основе противоречивой ИЛС. Некорректность может проявляться в отсутствии каких-либо данных для расчетов, дублировании расчетов, неопределенности логических условий и т. д. [c.9] При правильно построенном процессе проектирования принимаются меры для выявления и ликвидации ошибок ИЛС. Комплекс таких мер часто называют информационной увязкой АСУ. Увязка выделяется в самостоятельный этап, проводимый после завершения разработки всех частей ИЛС. Тогда появляется возможность сопоставить их, сравнить и осмыслить ИЛС в целом с единой точки зрения, привлекая для этого других исполнителей, задачей которых является критический анализ разработки в целях возможно более полного контроля. Основным средством анализа является группировка ИЛ-элементов по классам, включающим достаточно близкие элементы, появившиеся, возможно, в различных частях ИЛС. Увязка заметно увеличивает. трудоемкость разработки, однако практика показывает, что она часто не обеспечивает достаточной полноты контроля ИЛС. Основой увязки, так же как и разработки, является анализ, осмысление каждого ИЛ-элемента в отдельности. При этом ИЛ-элементы остаются такими же неформализованными, как и в начале разработки. Это не гарантирует ни исключения всех первоначальных ошибок, ни появления новых. Более полно ошибки выявляются в процессе разработки КПС, а часто и в процессе внедрения системы, что нельзя признать удовлетворительным. [c.9] Таким образом, задача ИЛ-проектирования АСУ является логической задачей, решаемой неформальными средствами. Результатом, который стремятся получить при ее решении, является непротиворечивая, логически полная ИЛС, содержащая только такие ИЛ-элементы, которые можно определить как соответствующие заданному объекту автоматизации, пригодные для использования в системе управления и т. д. [c.9] Имея целью автоматизацию ИЛ-проектирования, необходимо, по-су-ществу, решить две задачи. Первая задача заключается в том, чтобы найти некоторую формальную систему — язык описания или модель, в которой можно было бы однозначно и достаточно удобно представлять информационные структуры. Удобство формальной системы понимается в том смысле, что она должна использовать небольшое количество элементарных формализуемых понятий, которые были бы максимально продуктивными, т. е. позволяли бы образовывать на их основе значительно большее количество формальных конструкций. [c.9] Вторая задача заключается в алгоритмизации процесса построения непротиворечивых, логически полных ИЛС. [c.10] Удобным способом формализации ИЛС может явиться использование математико-лингвистической модели. В этом можно убедиться, рассматривая элементы ИЛС, такие как показатели и реквизиты, например задел деталей на сборке, в штуках , количество материалов, поступивших на склад, с начала месяца , код изделия (материала, детали и т.д.) наименование цеха (склада, участка и т. д.) . [c.10] Легко заметить, что совокупность слоев, составляющих смысл любого показателя или реквизита, представляет собой некоторое сообщение или фразу. Очевидно, что набор таких фраз является некоторым языком описания. В математической лингвистике (МЛ) язык — это множество допустимых фраз, понимаемых как сочетания слов, которые служат элементами определенного множества (лексики или тезауруса языка). [c.10] Аппарат грамматик применяется для решения двух основных задач в МЛ анализа произвольной цепочки на допустимость и порождения (генерации) допустимых в рассматриваемом языке фраз (цепочек слов). С теоретической точки зрения, ПГ является единственным средством определения или задания языка, если он содержит бесконечное количество фраз. С практической точки зрения ПГ является просто формой наиболее компактного описания языка, так как обычно оказывается, что для записи грамматики необходимо использовать намного меньшее количество символов, чем то количество, К торое потребовалось бы для записи всех фраз, допустимых в данном языке. Вообще говоря, этот факт, имеющий принципиальное значение для формализации ИЛС, теоретически не обоснован. Однако до сих пор неизвестны языки, в которых явное перечисление всех фраз было бы сравнимо по длине с описанием языка при помощи ПГ, Известные эксперименты с искусственными и естественными формализуемыми языками не противоречат этому факту. [c.10] Все перечисленные элементы ИЛС можно считать фразами шести различных еидов, составляющими некоторое подмножество, т. е. некоторый ЯЗЫК. Этот ЯЗЫК, с одной стороны, имеет системную сущность, так как он представляет определенный уровень описания АСУ - ее ИЛС. С другой стороны, рассматриваемый язык имеет существенно лингвистическую природу, так как в любой документации по АСУ показатели, реквизиты, операторы и т. д. записаны словами или сокращенными обозначениями слов или сочетаний слов, т. е. обозначениями понятий. Примерами такой записи являются показатели и реквизиты, приведенные в начале параграфа. [c.11] Недопустимые фразы могут быть явной бессмыслицей (как приведенные только что примеры) или же могут не относиться только к какой-то конкретной АСУ или к конкретному классу систем, Другими словами, они могут быть бессмыслицей только в определенной ситуации, но могут иметь смысл в другой ситуации, например в другой АСУ. Независимо от того, каков вид недопустимости, любой перечень допустимых фраз — это какой-то язык, имеющий определенную ПГ. Эта ПГ однозначным образом определяет, какой набор слов или их сокращений является допустимым (осмысленной правильной фразой), а какой недопустим. [c.11] При информационно-логической разработке АСУ (этот этап в основном соответствует техническому проектированию) сущность-работы сводится к тому, что разработчик перечисляет, записывает, анализирует одну за другой все фразы, имеющие смьюл в языке ИЛ-структуры АСУ (т. е. пишет постановки задач АСУ и другие документы, содержащие элементы ИЛС). При этом в явном виде ПГ не используется. Однако неявно ПГ системы употребляется в том или ином виде всегда. [c.11] Руководитель разработки может заметить В сборочном цехе никогда не планируют в массе . Тем самым он заметил противоречие некоторому правилу. Это правило может быть общим, распространяющимся на все АСУ, а может быть частным, действующим только в конкретной системе. Например, для заготовительных цехов планируют иногда массу изделия, иногда его денежное выражение. Тогда в одной системе показатель в массе допустим, а в другой системе недопустим. [c.11] Множество таких правил, которые разработчики АСУ знают, но которые не в полном составе или неформально описаны в теоретической и учебно-методической литературе или технической документации (например, в разделе Организационноэкономическая сущность задачи ), и есть какое-то выражение ПГ автоматизированных систем. [c.11] Аппарат ПГ позволяет алгоритмизировать процесс получения ИЛ-элементов АСУ. Сущность алгоритмического метода получения ИЛ-элементов состоит в замене процесса явного выписывания языка, являющегося описанием проектируемой системы (т. е. процесса выписывания всего множества фраз), на такой процесс, при котором разработчик задает только ПГ системы, а развертывание ПГ в язык (порождение, генерация системы) совершается с помощью программ. От такой замены ожидается определенный эффект. Как уже указывалось, ПГ является сжатой, кЬнцентрированной формой задания языка, т, е. описания системы. Так как описание АСУ в виде ПГ намного короче, чем сам язык (т. е. чем вся совокупность постановок задач и других документов технического проекта), то работа по составлению ПГ менее трудоемка, чем явное выписывание всех формул, описаний. [c.12] Рассмотрим структуру основных элементов ИЛС, с тем чтобы выявить те основные закономерности, которые приводят к возникновению той или иной ПГ, порождающей ИЛС. [c.12] ПЛАНИРУЕМОЕ ОБЩЕЕ КОЛИЧЕСТВО ДЕТАЛЕЙ ПОСТУПАЮЩИХ НА СБОРКУ С НАЧАЛА МЕСЯЦА ПО ЦЕХУ. [c.12] Исследуя этот пример и другие примеры показателей, можно заметить, что они образуются по следующей закономерности. В показателях можно выделить некоторые слова, выражающие строго фиксированный смысл. Сочетание таких слов определяет смысл самого показателя. В приведенном примере такими словами являются части естественных слов. Все они в примере подчеркнуты (ПЛАН, КОЛИЧ и т. д.). В различных сочетаниях эти слова образуют различные показатели. Например, можно составить не только ПЛАНИРУЕМОЕ. . . КОЛИЧЕСТВО. . ., но и ДОТИРУЕМУЮ. . . СТОИМОСТЬ. .. и т. д. Назовем такие слова семантическими единицами или семами. Все остальные части слов (не семы) назовем флексиями. [c.12] Вернуться к основной статье