автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.13, диссертация на тему:Исследование и разработка средств программирования и управления решением сложных функциональных задач ИАСУ в семантически-ориентированных информационных системах

МОСКОВСКИЙ ордена ЛЕНИНА и ордена ОКТЯБРЬСКОЙ РЕЗОЛЮЦИИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

Для служебного пользования

экз И р (

На правах рукописи

ЖАНДАРОВИЧ ВИКТОР СЕРГЕЕВИЧ

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА СРЕДСТВ ПРОГРАММИРОВАНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ РЕШЕНИЕМ СЛОЖНЫХ ФУНКЦИОНАЛЬНЫ« ЗАДАЧ ИАСУ В СЕМАНТИЧЕСКИ-ОРИЕНТИРОВАННЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ

05.13.13 - Вычислительные машини, комплексы, системы и сети

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

/

МОСКВА -1930

Работа выполнена в: Московском ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции Энергетическом институте;

Научно-исследовательском и информационном Центре систем управления (МОСКВА). „_ .

Научный руководитель : доктор технических наук, профессор

МИРОНОВ Георгий Акимович

Официальные оппоненты : доктор технических наук, профессор

Мещеряков Гешадий Алексеевич, кандидат технических наук

РОДИОНОВ Евгений Владимирович

Еедущая организация : ИПИ АН СССР

Защита состоится, -Л- щ/ 1390г. в /6 ча с., а уд. / на заседании Специг1Лизированного совета К. 053.16.09 н Московском энергетическом институте по адресу: 105835, ГСП, г.Москва, Красноказарменная, 14.

Отзыва в двух экз. , заверенные печатью учреждения, просим присылать по адресу : 105835, ГСП, Москва, Е-250, Совет МЭИ

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МЭИ. Автореферат разослан "¿(" 1990г.

Ученый секретарь Специализированного совета

Бочков А.Ф.

осяая клрлктериск'.кл глсотн

Эффективность использования ВТ во всех зпеньлх хозяйства определяется прежде рс*го р.:,-„екнем nv>6*<-.-xh C.t> -i;.<.ft

разработки прикладных программ. Р l: i i : : ■.■ отой проблемы лол:>ч-, значительной мер" спосоОствозлть разработка сспре-и^иы* сг ••• в <* ri-Ч'огряииирораиня, г г. л мча ищи к ейстены прогрлкмироиз мм г.ы^мк.л'' лрог и я.

Особ*: пностью 1' i;: ч lîAC^* яв." яе ся коллективность ■

i;• гг р. ri рлмках автоматнзмрованаоЛ . . м.-;. •/:. ' ;;;' ,

трпнчмак-щими решения ( ТПГ") , пр-оисуодит : ; с■ н,:;.ин</.'•!. м ы.формацнеи, направленной на д'.ч-Т! п кчпч-цчтисг^ поставленных перед коллективов ЛЛР. ГСлугтчй но чл> нов -

■;оллектнва мо:хет иметь свой личный {локальнрй ) ни ;'Ормацист'ьй фнд, однако, распознавание входных и Формирование ьt;v■ ,т; 1 : пх ссоСи'ений внутри ïiiiC'-' регламентируе гея нормами, болъыая часть которых вкладывается в профессиональные понятия и установленное медку -ичш связи, характерные д л л конкретней прикладной области.

Коллективность принятия реиения и регламентированность взаимодействия является принципиальной особенностью конечны.-; пользователей ИЛСУ, отличающей их от клиенток Г.Ц Коллективного Тользоваиил, ь обьзше.ч понимании данного термина.

Прикладную задачу, реиаемую в ракках ПАСУ, считаем сложной в том случае, если при ее постановке можно корректно задать алге.ригм обработки и формулы преобразования- данных в ЭВМ, но невозможно однозначно указать на зтапе программирования все обрабатываемые понятия, хранимые в Фонде, число и размерность, связанных с ними векторов даннных и все преобразования таких данных в процессе обработки. Такие задачи характерны для автоматизированных систем организационного управления, в которых большинство понятий подчиняется родо-видовым отношениям причем, "ведение" классификаторов понятий поручается одним исполнителям, ввод и модификация данных, соответствующих конкретным ветвям классификатора, другим соисполнителям, а подготовка программ обработки этих данных - третьим. При этом ЛИГ на разных уровнях иерархии системы организационного управления ис-пользук'т в своей работе одинаковые классификаторы основных понятий конкретной предметной области либо набор подмножеств для каждого из класслфнка 1 . Такое разделение труда типично для ЛСУ организационного типа в группе машиностроительных отраслей промышленности (ГМЛЧ) . Оч--- видно, что прикладные задачи с:це более услохняют ся , если f , ^'акса в и!г;ч|-- еах пользователя, одним из требовании которого

явдяется привлечение к обработке информации, размещенной в нескольких информационных Фондах. Именно такая постановка задач характерна для интегрированных АСУ организационного типа.

Распространенные в настоящее время методы программирования, несмотря на их внешние различия, имеют общий методологический подход к построению программ:

наложение разумных ограничений на структуру программ: разработка средств задания структур данных; наложение ограничений на деятельность программистов. Однако, доля программных комплексов, согласованных в информационном и программном аспектах, крайне мала.

При создании ИАСУ эта проблема становится острой и важной. В условиях интеграции АСУ по уровням управления, Функциям и жизненному циклу изделий, в условиях типизации элементов ИАСУ и разработки типовых проектных решений, важно обеспечить единство технологического процесса разработки и решения прикладных задач ИАСУ, в том числе:

описание предметной области в ИАСУ;

применение единой методологии решения задач, на базе типовых структур ИФ. ■

Из сказанного вытекает высокая актуальность проблемы разработки средств программирования, базирующихся на заданных структурах данных и на единой методике решения задач приложения в интегрированных системах управления. Информационная интеграция взаимодействующих АС должна целенаправленно формироваться на этапе их проектирования, так же как и программная интеграция, которая есть свойство каждой из них использовать единые программные средства при реализации взаимодействующих задач этих систем.

Основной Формой информации, используемой в системе организационно-хозяйственного управления, в частности, для учетно-статистического обобщения, являются показатели, отражающие состояние системы народно-хозяйственных объектов. На разных уровнях управления приняты единообразно построенные структуры информации, причем, эти структуры носят классификационных, древовидный характер. В основу унифицированного подхода к организации информационных фондов АСУ должна быть положена естественная для пользователя структуризация информации. ,•

Такой подход имеет несколько положительных качеств с точки зрении пользователя:

естественность способов увязки информации в задачах стратегического типа, комплексных программах, планах различной длительности, при оперативном управлении, при анализе отчетности;

возможность получения болс-е детальной информации и дробления этапов управления во имя ритмичности производства и поставок;

упрощение взаимодействия решаемых в АСУ задач, базирующихся на индивидуальных информационных фондах группы пользователей интегрированной АСУ.

В условиях перестройки хозяйственных отношений между различными уровнями управления, характерными являются усилия подчиненных звеньев уменьшить поток отчетных показателей, направляемых на верхние уровни управления. Как следствие нарушается построенный ранее аппарат автоматизированного контроля и управления, информационное обеспечение которого оказывается измененным. Характерным оказывается также введение новых показателей оценки деятельности предприятий. Указанные обстоятельства затрудняют процесс интеграции компонентов отраслевых и межотраслевых систем управления.

Решение данных задач за счет только языков программирования высокого уровня или за счет только специализированной операционной среды или только за счет систем управления базами данных (СУБД) б интегрированной автоматизированной системе управления Организационного типа, не дает ожидаемого эффекта.

Е настоящее время отсутствуют проектные решения по комплексной увязке компонент системы представления информации, подготовки программ и управления процессами обработки в специализированных системах организационного типа.

Цель и задачи работы. Целью настоящей работы является совершенствование ПО интегрированной АСУ ГМОП на основе типизации и системной интеграции используемых методов представления информационных Фондов на базе структур с заданной семантикой и регламентированной технологии управления процессами обработки информации в специализированных информационных системах.

Для достижения этой цели в работе поставлены и решены следующие основные задачи:

исследованы требования к информационным и программным средствам в ГМОП;

np'j л л "Т.гм1)-1 и проаналиопросана пнфог- мацпонние стр.укту р!предназначь >i>.jдля нс;п>;и зсьания в качестве базовыв .ЧАСУ;

)ч.-1 j.c^uImjiij интеграционные возможности базовых информационных crpy»: iу i1 г; -i ичкп зрения л«.» строе ни л ф о aл и з о г. линого языка

программирования высокого уровня дл.; репения задач и н^е;. мац и энного о о с л у и за 11 и я кол л ект я га ЛИ Р;

ра 'л.:. б оташ^ Ф о рм а л и з о а» j н о е описание этого я зыка у требовали;/ к т{.аьзля тору, к«'т<.'рый был реализован d соответствии с этими требованиями ;

исследована о-язв операторов специализированного языка программирования с управлением процессам!! обработки информации и струк; у-рой гол ot'и сто модуля задачи приложения и по результатам иссл». доза -ния [-а зрас 01 алы алгоритм»! а втоматизации ра с л ре деления и эк^.и омип онерагикгк.и памяти, восстановления процессов репенпя прикладни/ зада-i н.г^ирмационног-.) обслуживания, а также программные структуры реализации данных алгоритмов на базе средств ЕС 3DM.

Га бота выполняла съ в соответствии с Че.т.отра слот о Г; ком пл.? ;ссной п f.- о г ра м и и и ра б от на 19 С. 6 -13 9 0 г г . по ра звигию и к т е г ра пни АСУ :: повьш«. ник> зффект ивнести vi сп о л в зова низ их в машш-"'С1 роит*" л в им х отмелях промышленности, одобренной pv-uemK-M заседания

Не хдуведом ст вс- нж/й комиссии по АСУ 11.06.35, а также в соответствии с Комплексной отргделевий программой создании и развития средств интеграции АСУ и повышения эффективности использования ¡S? и АС в XII пятилетке, утверхденной приказом Министра от Ii». 11. УО UG82.

Основные-5 метод» исследования, примененное автором, базируются на методологии системного анализа структур и процессов обработки данных в специализированных системах, а гак;ке на математических методах алгоритмизации. Использован метод иерархической декомпозиции проблем . Программ средства реш енпл сложны х функипонаявных задач J'AC.y создавались о учетам основных требований современной технологии программирования и опита использовании языков представ-ления знаний.

_Шиглта_ЖШ и ала... На оси о в е а н а л и за существующих п .-лод о в п р с ;

ложе я новый оСтектно- ориентированный метод построения систем информационного обслуживания ЯЛР в /ГАСУ и отличающиеся компл>„ ксной увязкой инФилогических структур описания предметной области, специализированного я зыка программирования и элементов опт ра::и ¡ой ср^ды сс>е сп еч ива ¡сцен выполнение процессов .Предложенной метод • т лпчаетсл

о. ьсhí-• 11 Ь ЗОРЛ Г1"'7' I? ч .

К !юм:.": па; neел or ■ i: "¡"H'.'iüh'' к -

,km ¡"остго?!1:!

- у г

j > з V л hi а т;,. i от; s о с я т с л :

'..циронл i'.noíí (X'-T-i >viолÍ! r:p3¿>:c-THn;j ;1 cii'.'i1 !:: ! X структур ^т-лиеш'л ш^орилц;-!' .■CMiíí ,

up' ЛЛ'ЬЧО

■'•i <> уpor ч

:тн о- с tu

П "

¡то:-

ЛЛГОрГ-.-Л! ."ЧК'рЛТОрОЗ .

il'HO

-m KT, pc :¿ nr.n:.*>•

: jy льтати гл.: •'•;.

ггокл л rr

CHCiVMC lihvC.p/iwlJ. ITCJJbCKOf:

рп v'mo-npo.r¡ ' лг :

rap^pa er;;»'. \ ..■.«;и i п:питп ch:¡ >v;-í'¡ »5 ,'Ш v> :ï;'v:.;.::s : ел j re: cn«. Гики и рлгл-:>отк:' с ли Л гнентс ;з OÍ'T- лсд/-л / .

. ,'!,4:iu ; i а, j л i ; r;p ; y, -, e ::к о«.- rv л.:л jk ;¿ ¡. o o v r . < . 'nui C'J i ¡ » o - ¡ i ¿'ОГГ':' • ¡;¡" ' c: «. i- ¡¡рогра-'мир wo ;:r л ''.lí.'ioro «.'бе;: y .v.üra нил ЛИГ в ракклн научно - h с с л l- .u k -" Г. i 'j p G o i i:a p ! с ;• : о [1 л с л с г.! i л ГУ к с»я од nrj: i к нот ■ -д : ! ч •:• с о н л >о !ГЛСУ о : Cj.>Î л рабочего прос-т а ин .îu-p-г a :•." лепечелпд "АСУ", что позволило ri ост i .чг.ч.» ¡г"* о:'?'с íip..)'.--;-; }>::•:-• ¡>л: слмл по созданию i; Я СУ отрасли и с^оп:отса

Pc зу л т ,та TJ.Ï ра *'> о т;.: г. в и д е алгоритмов л n р о г р л : ; : î Ci j ;; í : п с п о с ь з о - -для рл и залил трлнеляторл вводного слепиллизи рои лпиого л зыка р огрл мм : ï р о г- л н i » я г н с or. о г о у р о в íi п. И о луч с- н ни с р^ зу л 1« та т- ! и о г у т 6 м т ь слользор-дяы для расширения возио-^ностс-Л л о л ьзог.л тс л и "Л СУ, гк/гсчл л егтол f.з oi-л 3¡ гл riífí конечних погьзобдт<?лсс о пел tri ^/'л .'"í ст г'уы.'п к

х v». х î- ч?. cTHi'x прсд^ети» я о5лл ст л >;.

1. !?■ Д!1'10 "?КОГ" использовлни при рлзрлОоткс рабоче-то проект^

«:• п-:Скич он и»'--программном сред ствл.м :

а ) язи?: прогрл ítí-'iip о г л н и я , с'риснтпрсг-анш-зл на задачи If Л С У;

С) пч'Котсрыз ллгорптмп управления п pouce сами of-pa ботки и cm um -

лпзирсч. л.•: ил ^ с-г'млциенш^X системах.

-82. Б Институте вычислительной математики АН ГССР были использованы при разработке транслятора ЯВУ - определение формального языка программирования, интегрируемого с ОХТ-моделью предметной области и алгоритмы автоматизации экономии ОП.

3, В Главном Управлении по производству, сбыту и обслуживанию бытовой техники Минрадиопрома в работах по созданию многоуровнего автоматизированного комплекса ФТО БРЭА - результаты диссертации нашли своё отражение в структурировании информационных фондов регионального и отраслевого уровней.

Основные результаты диссертации были доложены на совещании межотраслевой Рабочей Группы СГК АСУ по Программному обеспечению в 1985г. и на Всесоюзной школе-семинаре "Бионика интеллекта" (Харьков, 1987г.). _Публикации.

По теме диссертации опубликовано 4 печатные работы.

Диссертация изложена на 127 страницах машиннописного текста и состоит из введения, четырех глав и заключения. Работа содержит 16 рисунков, список литературы из 96 наименований и приложение. В приложении приведены:

формальное описание специализированного языка программирования; . текст программы на специализированном ЯП и результат трансляции; описание процедур системного процедурного аппарата; таблицы внутримашинного. кодирования информации в системе с заданной семантикой.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается выбор темы диссертации, показывается ее актуальность, определяются цель и задачи исследования, приводятся основные результаты работы.

В первой главе анализируется ситуация в группе машиностроительных отраслей промышленности в связи с проектированием ИАСУ. В главе содержатся сведения о специализированных информационных системах и требования к программным средствам построения ИАСУ. Проведен анализ существующей ситуации, при которой за основу проекта выбираются

средства СУБД и при этом уровнем прототипа проекта является уровень выбранной СУБД, что определяет способность ИС удовлетворять требованиям конечного пользователя. Специфика представления понятий и связей между ними, определенная дисциплина их хранения в информационном Фонде, а также используемые средства описания и подготовки решаемых задач, как к сам класс задач, определяют спецификацию информационных систем на каждом уровне систем организационного управления.

Урорень сложности реализуемой системы программирования в ИЛСУ должен соответствовать степени сложности информационного обслуживания ЛПР, причем, важнейшим критерием качества такой системы является возможность представления понятий из конкретной предметной области, с учетом допустимости изменений как связей между понятиями, отображающими семантику предметной области, так и самих понятий, задаваемых динамикой взаимо-действующих локальных фондов ЛПР в коллективе.

Среди других требований АСУ рассматриваемого класса выделяются следующие: ввод исходных данных отделен от решения задач приложения; Функциональную задачу, в случае необходимости, нужно решить даже если информация в ИФ неполная; минимизация дополнительных знаний, необходимых пользователю-постановщику и программисту функциональных задач для совместной работы; запрет на частую смену компонент АСУ, носящих интерфейсный (пользовательский) характер, отражающий естественное нежелание экспертов административной системы переучиваться для овладения очередными "компьютерными" знаниями, которые обычно не гарантируют им существенного повышения производительности управленческого труда и качества результата управления.

Используемые в настоящее время на этапе проектирования логических структур информационных фондов сетевые, иерархические и реляционные модели данных не удовлетворяют в полной мере требованиям, определяемым сложностью информационного обслуживания ЛПР в данном классе систем управления. Это происходит прежде всего потому, что в принятых технологиях независимая от СУБД концептуальная схема БД является отправной точкой для проектирования СУБД-ориентированной логической схемы.

y-jf- на этапе логического предстиьдснил пр^дп«тнои области ьч¡:ин • либо уровне ЦАС7 необходимо учитывать особенности'» ограничь пин принятой на зтом уровне СУБД. Длк преодоления указанных труд il о ст-с й, информационная модель предметной области полет бить реалн .юолнл с вщо системы структур с заданной семантикой (СОС), .предке .тл-шшх Криницким П.А.

Семантически -ориентированная организация информационной слете.! предполагает, что конструктивным элементам мифологической модели изна¡ально приписывается некоторый смысл с цель»:

а) обеспечить естественность внесшего (пользовательского) представления знаний о предметной области и системного описания информации предметной области в терминах входного языка программирования высокого уровня, причем, задание алгоритма обработки ип<,Формации в программах приложений должно оформляться с привлечением понятий и связей мехду ними, задаваемых в концептуальное и логическом представлении предметной области;

б) упростить интерпретацию синтаксических структур операторов языка манипулирования конструктивными элементами мифологической модели, в частности, обеспечить однозначность интерпретации какого либо понятия, используемого разними пользователями на разных уровнях ПАСУ.

Частным случаем С.ЗС яидяится объектно-характеристические табчи ци (ОХТ). В этом случае модель представления информации в системе отображается таблицей с двумя входами,один из которых используется для описания родо-Еидоьа.ч отношений понятий (деревья связи понятий относящихся к объектам предметной области, а второй - для описания родо-видовых отношений понятий, относящихся к характеристикам данн объектов.

Совокупность указанных древовидных структур (классификаторов) связана системой отсылок с матрицей ОХТ, в которой хранятся данные отождествляемые со значениями конкретных характеристик для конкрет них объектов реальной информационной системы. Поскольку не вс характеристики специфицируются для объектов ОХТ, тс такие элементы матрицы доопределяются информационными нудями, соответствующими специфическим ситуациям - "нет данных" и "не имеет смысла".

-11____т'. о го г; гдвл посвянека исслвдобани" и разработке. • структур

лунных з СЗС 1 базе ОХТ. Предложено совместно^ иснол-ззоБанн*:- ь

модели систем отиовеиий (классификаторов), что является ото-бгт^енися требований на взаимодействие I!t- ¡штегригуемых АСУ. При это..; эломент'и классификаторов погружены в конкретное представление понятий с учетом их аспектного окр'.'-ения, например, учет аспектов .;;••-нсни, экономического разреза, cor-."-упностн классификаторов типов изделий, качества и т.д. Зведени два размеченных мнол'.еотеа понятий выделенного (нулевого) уровни, эсементы которого, .'шляясь размоченными объединениями, обеспечивают спязь ме.тду листьями деревьев связи понятий и строками матрицы - для объектов и столбцами матрицы -для характеристик объектов. Соответственно, матрица ОХТ интерпретируется как двумерный массив векторов-столбцов. Имена понятий из ^конкретней предметной области, а также классификационные связи иску понятиями, могут рассматриваться как некоторая совокупность знаний конечного пользосателл о предметной области. Эти знания доопределяют:.-; ■фактами и данными, попеваемыми в матрицу ОХТ.

Следствием отображения знаний пользователя в ОХТ-модсли и семан-т'.'си, приписываемой ее конструктивным элементам, является возможность использования структур ОХТ как основы для Формулирования задач на роиенте, а также как базы для обеспечения понятийного интерфейса, необходимого при программировании прикладных задан.

Для реализации указанной возможности ьчполпенс определение абстрактных тип od данных, соответствующих осчсзким конструктивным элементам ОХТ-нодели предметной области. Использование прагматического подхода при задании абстрактных типов позволило определить минимальный набор типов данных, применимых при манипулировании данными в рамках ОХТ: аспект, массив, матрица, множество понятий нулевого уровня.

Операции, заданные в определении типов данных ОХТ-модели,интерпретируются как процедуры-функции, реализуемые в рамках системной поддержки специализированной ЕС. Каждая из функций отображается цепочкой процедур, принадлежащих системному процедурному аппарату, выбранному для программной реализации ОХТ-модели. Выполнена разработка последовательной интерпретации типов данных вплоть до распознаваемых на машшном урозне.

Анализ типов данных ОХТ-модели выявил существование ассиметрпи операторов конструирования типа и выборки компонентов. Данная асеи-

метрия есть следствие того, что ОХТ создается с указанием связей между понятиями в аспектных древовидных структурах, а 'при выполнении операций поиска, используемые процедуры унифицируют результат поиска и представляют его в виде массива, не содержащего связей на уровне понятий. Следовательно; их отсутствие должно быть компенсировано на уровне операторов языка программирования , возможностью обращаться к деревьям связи понятий с уедьв уточнения родительских или Подчиненных понятий. Указанное является одним из выявленных требований к набору операций манипулирования абстрактными типами данных в специализированной системе.

Исследование СУЕД, используемых в ГМОП, показывает возможность их применения для реализации типов данных ОХТ-модели, что делает уровень пользовательского интерфейса инвариантным относительно СУБД, для разных уровней ИЛСУ, обеспечивая СУБД - независимость программ приложения и потенциал взаимодействия конечных пользователей.

Третья глава посвящена разработке языка программирования высокого уровня, базирующегося на структурах ОХТ-модели, причем, параллельно разрабатываются и требования к соответствующему транслятору.

Практика программирования подсказывает, что для каждой решаемой задачи требуются свои знания, которые нужно довводить в систему. И если используются такие языки программирования, разработчики которых полагали, что роль знаний могут играть средства самих ЯП (системы программирования, имеющие только синтаксическую ориентацию), то при приближении к более естественным формам записи программ задач, решаемых в комплексе, объем работ по подготовке и введению знаний в вычислительную систему непомерно растет.

Решение задачи внутрисистемного представления специфических знаний с псмсдью деревьев связи понятий (аспектов) ОХТ-модели, позволяет отображать и накапливать знания ЛПР в конкретной СЗС.

Выполненное исследование иерархии уровней интерпретации в специализированной АСУ показало, что естественным является такой подход к проектировании специализированного ЯП, при котором удовлетворение требований его приложения со стороны пользователя достигается в несколько этапов (переходов на более назкие уровни интерпретации). Однако, если очередная "виртуальная система обработки данных" будет опираться на синтаксические возможности очередного языка программирования. то трудности описания тех информационных структур, кото-

рыми привык оперировать пользователь высшего уровня интерпретации, могут бить преодолены только за счет игнорирования того смысла, который человек привычно вкладывает в используемые структуры, и возникают новые трудности, связанные с удобством использования очередных информационных .структур в контексте, определяемом постановкой прикладной задачи.

Альтернативой является система обработки, б которой интерпретатор высшего уровня иерархии опирается не только на синтаксис входного языка программирования, но и на семантику ИФ, следовательно, и на семантику операндов ЯП.

Ориентация систем с заданной семантикой на нужды конкретного коллектива пользователей дает возможность считать их информационными системами специального назначения с точки зрения природы доступа, который они предоставляют посредством входного языка программирования.

Такой ЯП учитывает конструктивные особенности инфологической ноде-ли представления информации, описывающей предметную область, и является специализированным.

При разработке ЯП на базе ОХТ-модели преследовались следующие цели:

программирование должно вестись с помощью предложений, записываемых на ограниченном-русском языке, приближенном к профессиональному языку пользователя;

смысл каждого предложения должен быть покятен пользователю непрограммисту, а чтение программы не должно ассоциироваться с чтением ребуса;

пользователь не должен знать физической структуры ИФ, однако, должен знать его логическую структуру и имена конструктивных элементов такой структуры ИФ;

разрешать тем или иным способом делать все для информационного обслуживания, которое может быть определено в контекст* /адачи приложения, не обращаясь к специфике малины, лежащей вне этого контекста;

разрешить выражать этапы решения задачи приложения способом, понятным лиц-;м, анализирующим и использующим результаты реиения, что повышает доверие к ним конечного пользователя, так как является в некоторой, степени их обоснованием;

допускать, если того требует специфика задачи, двусмысленности, в которых можно разобраться динамически.

Со своей стороны я?и::ог.ыс средства предъявляют к систсин«;: средствам поддер;.:кп р'яд требований, котор.л.чч с:;:ев/ ;,;; гт г. :

проблемная ориентация, то есть системное обеспс-юнис языковых средств доступа с непроцедурной (¡>орпо(: г.'дпння требуемого ресурсс га уровне, близком к профессиональному ;.:. а г: :у проблематики;

г.юность л динамичность, то есть ио.'.им'ж'сть ра смирения спстс-пв! с ра звктнеи проблемной ориентации;

устойчивость 1. работе, то есть способности проводить вычислен;;;: до критерия останова при любых Дании:;, не создают::; конфликтигг.: ситуаций', а при возникновении таковы:: либо обходить 1;;;, либо г I ¡/:.■ вать надлгз:а:гую диагностику.

Г.азовые ин-, ормациоиинс структура, олвслш:«й с пенсцы:- абс;пакт1:. чипов давних, а так.;:'- допустимее процедура манипулировав!:;■ то:. • заданные при описании бтпх типов, позволили выполнит;., ачалкз допус типы:: операндов и операторов ип, с цель» оСеспсчить г?и.'.Н'Г ьрикл. пых задач' в заданном к;;асее. Введенный уровень абстракции позволяет избегать в прикладной программе н з го описания типов ::;::: >., а дисциплина программирования обеспечивает транслятору возгожность правильно интерпретнроватв входные операнды.* Результат выполнения большинства операторов оформляется в вп;.л массивов, размерность котерп:: не задается при записи текста программы и определяется динамически в процессе исполнения. Свойство двусторонней направленности связей, которым обладает множество понят!:;; нулевого уровня, позволяет организовывать ассоциативный поиск со свободным переходом от понятий, отображаемых верипнаии каких-либо аспект пых деревьев связи понятий к значениям характеристик в матрице ОХТ, и обратно к тем аспектам, пииск понятий в которых определяется семантикой конкретного в та гг. решения прикладной задачи, причем исключено явное задание операций ьвода-ьывода в базе данных.

________развивается идея тпповости процессов

обработки информации в специализированной системе как следствие не-, пользования структур о::т на уровнях иерархии ПАСУ.Для оффектнвной р' ализации специализированной системы программирования разработана пс|;,рхн;1 нрг,ц< есив. управления и обработки. Внутренняя семантика п;ч'С.г,1 ;кирает ся в иерархии процессов управления рсвсткм задач пол гзо:1,:-,г.. лей . .

Пр." joccl, гяспрвдгляк»тся на -ктырег. у ОПЦИЯХ - от ГЯ.-Ч-ЛЛЫК.Х, сбразоглниы?' лодсистс-кзми резидентной части улрзр«1кцсго слот системы. до работ мл четвертом урозне, соотзетстылсих процедур-»» »п системного процедурного лпяягят.ч. Управление wiî/tokh процедур остлоот^ллется 'О: pel' тГ е-т уровень о;■::•:: с помошк программ!!:.:-:

!Ге-| г:, подготовлен:!!*« трд м сл л т Ор о," входного ЯП и оформления х г риз-» головного модуля задачи, "a уровне управлявший олг а оСраоа-

тыраст единичный запрос на любой системный ресурс.

покшзешш эффо.тпмос*»! ралош центрального процессора было 'решено понятие терминалы::!х процессов, на композиции которых стригся исполнение задач;! приложения. "'о; мкнальннп процесс поро.тдг.етел Фрагментом программного модуля, пачннак^емсл с .команды, на к-. тору:;, било пердано управление от глобального процесса, и заканчивавшимся формированием запроса на передан;.- управления одному из роз;:о:.:них процессов.

Тернинлль;к;Я процесс отличается слг.р.;етом )-:а его прерчи-амне н всегда выполняется, до конца, на статистически вид'>лясми:( перед сто исполнением ресурсах. Г-ыполне ннып анализ распределения памяти системы о о ото от с: roi:: с запросам::, возникавшими па различных уровнях иерархии процессов, позволил прч-дложить структуру распределения онттатпг.кол памяти, -''ТЛ ::' ' 'о-: тут за уче: ом потребностей процессс-э, организуемых управлявшим сдоем слоем для реализации исполнения прикладных программ, подготовленных на специализированном языке прогром-):ироган!1я.

.4лссовость использования процедур из множества, элементы которого составляют процедурный аппарат системы, позволяет организовать многозадачный режим, при котором в CPI находится только один экземпляр кгл ^реентерабельных программных модулей процедуры, а их совокупность организована в отдельный статический слой ОП. Такое решение эффективно в заданном классе задач информирования коллектива ЛЛР и учетло-статистического обобщения. При этом загрузка результата трансляции текста прикладной программы - головного модуля задачи, подготовлен!!ого транслятором специализированного ЯП, производится в другой слой ОП. Ресурс данного слоя перераспределяется динамически как для головных модулей различных прикладных задач, так и для конструктивных элементов ОХТ-модели, обрабатываемых конкретной задачс-Р/. Операнды, учлетвухвдг в операциях поиска, выборки л обработки информационных массивов, составляют множество, треьуюшее для

газмещения своих элементов поле памяти, в среднем, превосходящее зозможкости ОП.

В результате анализа динамики подмножеств операндов, с которыми оперируют предложенные языковые средства, разработана структура семантической памяти процессов, ориентированная на расширение информационных массивов за счет области внешней памяти, и отличающаяся используемой дисциплиной, направленной на удержание в ОП тех операндов, которые участвуют в текущей операции, задаваемой прикладной программе на ЯП, 11 могут участвовать в последующей операции (принцип "рабочего окна"), но при этом допускается вытеснение из ОП тех операндов, использование которых удалено от текущего оператора за рамки рабочего окна.

Исследование специфики управления операндами в специализированной системе позволило разработать алгоритм экономии областей динамически перераспределяемого слоя ОП, выделяющий подмножество "отработанных" операндов, которые участвуют только в операторах, ухе выполненных в данной программе и, следовательно, подлежат удалению. Данный алгоритм используется транслятором специализированного ЯП при подготовке служебных таблиц и реализуется без участия программиста. Выявлены критерии, сигнализирующие о необходимости перехода к процедуре чистки памяти и используемые в алгоритме экономии ОП.

Решена также сопутствующая задача автоматической идентификации векторов данных динамических информационных массивов, связанная с цикличностью обращений к процедурам из процедурного аппарата системы. Поскольку операндами ЯП являются структуры, соответствующие в общем случае группе векторов данных-, число и размерность которых умалчивается при программировании, то требуется решать задачу автоматической идентификации векторов данных в процессе их выборки и обработки, так как программист оперирует Фактически именем группы. Предложенный алгоритм позволяет автоматизировать назначение уникальных имен векторам, составляющим массивы, динамически порождаемые операциями ЯП. Данный алгоритм используется транслятором, что позволяет при программировании не заботиться о размерности массивов, участвующих в операциях, а также средствами системного процедурного аппарата в динамике исполнения программы приложения.

В указанных алгоритмах соединяются усилия, предпринятые на этане трансляции программы - по выделению рабочего поднксжестга массивов дли каждой группы исходных операторов и предпринимаемые

управляющими компонентами в динамике исполнения. Эффективность реализации таких усилий . определяется семантической заданность» структур ОХТ-модели. Эффективность функционирования прикладных задач поддерживается введением таких программных конструкций, как контрольные точки (КТ). Высокий уровень абстракции типов данных и ориентация на конечного пользователя предопределили задачу автоматической расстановки КГ в прикладных программах, выполняемых в системах с заданной семантикой. Для реиення такой задачи разработана н исследована модели, описывающая процедура создания кт, отличающаяся учетом специфики головного модуля задачи приложения и управления процессами обработки в рассматриваемом классе специализированных информационных систем. В результате исследования получена оценка соотношения затрат времени на решение задач информационного обслуживания ЛПР и на создание КТ. Предложена дисциплина автоматической расстановки КТ по выделенным событиям.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основным итогом работы является новое решение актуальной научной задачи, заключающейся в разработке метода построения программных срецст! решения сложных функциональных задач ИАСУ в информационных системах, структура которых характеризуется семантикой, заданной до разработки задач приложения и базируется на ОХТ-модели предметной области.

В рамках данного метода непосредственно автором в диссертации получены следующие основные научные и практические результаты:

1. Впервые разработана и исследована концепция интеграции компонент системы программирования на базе охт-модели предметной области. В рамках принятого информационного отображения проведено распределение структур, моделирующих знания и данные, причем, знании строятся с использованием родовидовых отношений. Структура ОХТ развита введением размеченных множеств понятий, организующих ассоциативный поиск.

2. Описание конструктивных элементов ОХТ-модели впервые выполнено с помощью метода представления типов абстрактных данных, включающего описаний структур данных и операций манипулирования для каждого типа, что позволило сформулировать описание специализированного контекстно-свободного формального языка программирования, ориентированного на решение сложных задач информационного обслуживания коллектива ЛПР в ИЙСУ.

-163. С результате исследования иерархии уровней интерпретации в специализированной информационной системе, а также связанной! с ней иерархи!! уровней управления, введена ко:: ;: терминальных процс- ссов, как средство организации мультизадачной обработки, характеризующееся дисциплиной обслуживания с относитсдьни.-.'.и приоритетами.

4. Исследована связь операторов и операндов разработанного специализированного ЛЯ с упраьдениеи процессами обработки, структурой программного модуля задач приложения и с расслоением памяти системы. С учетом результатов исследования определены требования к транслятору ЯП, который реализует, в том числе, автоматическую зконеким 01! по разработанному алгоритму, отличающемуся учетом специфики операторов I! операндов.

t*. Введена модель процедуры создания контрольных точ.-к и по результатам ее анализа разработана дисциплина аьтомгппческой расстановки К? по событиям, выделяемым при исполнении задачи приложения в системе с заданной семантикой.

С. По результатам исследований разработаны типовые проектные решения.

Реализация сформулированных в работе концепций и результатов целесообразна также прп внедрении сетей персональных ЭВМ в качестве базы построения автоматизированных рабочих мест коллектива ЛПР в интегрированных АСУ.

Основные научные результаты, полученные автором, достаточно полно отражены л следующих работах:

Жандарович B.C. Защита программных средств в .специализированной вычислительной снеток-. // Попроси радиоэлектроники. Серия АСУПР. -К., -1РБЗ, вып. 4, с. 83-83.

Хандаропич B.C., Горизонтежл М.Е., Основные принципы построения системы программирования Функциональных задач АСУ. // Вопросы радиоэлектроники. Серия ЯСУПР, -И., -1986, вып. 1, с. 14Г.-1С-2.

Жандаровнч B.C., Копысская O.K., Чашник Е.И. Об одном подходе к реализации гибких информационно-программных средств. // Вопросы радиоэлектроники. Серия АСУПГ, - М., 1Р0С, выл. 1, с. 1C.3-1F4.

Жандпромп B.C. .Проектирование специализированных информационных систем на базе оба.ектно-характеристической модели. ' -М. . li'f'C, -::(> с. Леи. в ЛПИ'.'ЯР, - Л С У я, ¡1 ?-S74.

.......... ,;

/./'.' Ihiiii. /С СЛ 3 1 ... I ..

. , ' I! I .

>1 '