автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Модели и методы проектирования модульных информационно-управляющих систем

— Л *ч п

те од

Российская академия наук

/. Институт проблем управления

На правах рукописи

КАЗИЕВ Галим Зухарнаевич

МОДЕЛИ И МЕТОДЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ МОДУЛЬНЫХ ИНФОРМАЦИОННО-УПРАВЛЯЮЩИХ

СИСТЕМ

Специальности: 05.13.06 - Автоматизированные системы управления, 01.01.11 - Системный анализ и автоматическое управление

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва - 1994

Работа выполнена в Институте проблем управления (автоматики и телемеханики) Российской академии наук.

Официальные оппоненты: - доктор технических наук,

профессор Попков Ю.С.,

- доктор технических наук, профессор Цвиркун А.Д.,

- доктор технических наук, профессор Кваспицкий В.П.

Ведущее предприятие: Институт проблем передачи информации РАН

Защита состоятся п±йГМШЛЯ_ 1694 г. в ^ . час. на

заседании Специализированного совета Д.002.68.02 при Институте проблем управления по адресу: 117342, Москва, ул. Профсоюзная, 65.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института проблем управления РАН.

Автореферат разослан "Л_»_&АЙ Ю94 г.

Ученый секретарь Специализированного совета доктор технических наук

В.К. Акинфиев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Широкое применение автоматизированных информационно-управляющих систем (АИУС) в различных областях народного хозяйства, необходимость повышения эффективности и качества создаваемых систем, сокращения сроков и затрат их проектирования обусловливают актуальность разработки эффективных технологий проектирования АИУС, что является одной из важнейших народнохозяйственных проблем.

Перспективным направлением ее решения является разработка комплекса взаимосвязанных формальных моделей и методов поэтапного проектирования модульных АИУС, начиная с диагностического анализа существующих систем управления и завершая разработкой и внедрением программного и информационного обеспечения этих систем.

Общее время и затраты на разработку систем с использовав нием методов и средств анализа и синтеза модульных АИУС сокращаются в 2 - 5 раз в зависимости от их сложности.

Использование формальных моделей и методов анализа и синтеза модульных АИУС позволяет алгоритмизировать и автоматизировать технологию проектирования этих систем, предназначенных для решения прикладных задач обработки данных и управления в заданной предметной области.

Большие масштабы работ по созданию и внедрению автоматизированных информационно-управляющих систем в различных областях народного хозяйства на базе современных вычислительных систем, и в частности в области управления предупреждением и ликвидацией чрезвычайных ситуаций, необходимость разработки и развития теоретических основ, моделей и методов формализации и автоматизации этапов проектирования модульных АИУС, обусловливает высокую актуальность выполненных научных исследований.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом работ Института проблем управления по теме: 320-92/20 "Разработка теоретических основ, методологии и промышленной технологии автоматизированного проектирования информационно-управляющих систем^ 025-93/20 "Разработка методов и комплексов программ формирования локальных и региональных сценариев развития чрезвычайных ситуаций п формирование на их основе превентивных и оперативных планов действий для органов управления РСЧС по предупреждению и ликвидации ЧС", 177-93/20 "Разработка методов оценки эффективности и выбор приемлемых

управленческих решении по использованию сил и средств в условиях чрезвычайных ситуаций", а также с планами работ национального технического университета и комиссии по чрезвычайным ситуациям Республики Казахстан.

Цель работы. Целью диссертационной работы является разработка теоретических основ, моделей и методов проектирования модульных информационно-управляющих систем и их использование для разработки автоматизированных систем различного класса и назначения, и в том числе системы предупреждения и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций в Республике Казахстан. •

Методы исследования. Основаны на использовании аппарата теории исследования операций, теории матриц, теории графов и оптимизация на сетях и других разделов современной теории управления, а также на проведении практических и экспериментальных расчетов на ЭВМ.

Научная новизна. В результате проведенных исследований, анализа и обобщения опыта проектирования и эксплуатации автоматизированных систем управления различного класса и назначения разработаны теоретические основы, модели и методы анализа и синтеза модульных АИУС.

На основе единой методологии и принципов модульности разработаны комплексный подход, методы формализации, модели и методы, алгоритмы и программы проектирования оптимальных модульных АИУС, обеспечивающие: формальный анализ технологии обработки данных с использованием графовых и матричных моделей и сценариев диалога, проектирование оптимальных модульных блок-схем программного и информационного обеспечения с различными типами логических структур баз данных (реляционной, иерархической, сетевой), оптимальное распределение модульного прикладного программного обеспечения и массивов базы данных по узлам вычислительных сетей, оптимальное размещение модульных систем обработки данных в многоуровневой памяти вычислительных систем.

Основой предложенной методологии и комплексного подхода является последовательное применение взаимосвязанных моделей, методов в алгоритмов, учитывающих особенности каждого этапа проектирования и эксплуатации программного и информационного обеспечения модульных АИУС, требования пользователей к информации, хранимой в базах данных, специфику предметной области и характеристики общесистемных программных и технических средств обработки данных.

В отличие от известных методов проектирования модульных систем обработки данных впервые разработан и выделен специальный класс моделей оптимизации - блочно-симметричныа модели проектирования модульных информационно-управляющих систем. Сформулировапы свойства блочности и симметричности, а также условия оптимальности решения задач этого класса. На основе исследования особенностей и свойств блочно-симметричных моделей разработан и предложен эффективный метод отображений, имеющий полиномиальную вычислительную сложность для заданного базиса исходной матрицы.

Получены функции оценок вычислительной сложности предложенных алгоритмов отображений, показывающие их эффективность в сравнении с алгоритмом, основанном на схеме ветвей и границ", которая широко используется для решения задач синтеза оптимальных модульных систем обработки данных.

Задачи проектирования оптимального модульного программного и информационного обеспечения и распределения модульной системы обработки данных по узлам вычислительных сетей и систем сформулировапы в виде блочно-симметричных моделей н решены с использованием предложенных методов.

Предлагаемые подход, модели и методы проектирования модульных систем обработки данных использованы для разработки большого числа модульных АИУС в различных отраслях народного хозяйства России, Казахстана, и в честности, модульной автоматизированной системы предупреждения и ликвидации последствий чрезвычайных ситуации в Республике Казахстан. При этом впервые исследованы и разработаны модели я методы выбора и реализации целевых программ снижения риска чрезвычайных ситуаций (ЧС), оперативного управления силами и средстваг ми при ведении работ по предупреждению и ликвидации последствий ЧС.

Комплексный подход, модели и методы, изложенные в диссертации, позволяют формализовать, алгоритмизировать, оптимизировать и з большинстве случаев автоматизировать процесс проектирования модульных АИУС, что обеспечивает существенное повышение эффективности и качества создаваемых систем.

Практическая ценность. Разработанные в диссертации методологический подход, модели и методы проектирования модуль-пых АИУС позволяют оптимизировать структуру их информационного н программного обеспечения, сократить затраты и сроки создания таких систем в два - пять и более раз в зависимости от их состава и сложности, повысить эффективность и качество ав-

томатизироаанных информационно-управдяющйх систем за счет оптимизации проектных и эксплуатационных характеристик создаваемых систем.

Разработанные методы, алгоритмы и программные средства могут быть использованы при создании модульных АИУС в научно-исследовательских институтах, проектных организациях и вычислительных центрах, разрабатывающих, внедряющих и эксплуатирующих системы обработки данных и методы их автоматизированного проектирования, а также в информационно-управляющих центрах комиссий и комитетов по чрезвычайным ситуациям.

Внедрение. Эффективность разработанных в диссертации моделей и методов проектирования модульных АИУС подтверждена положительным опы том их широкого применения в различных отраслях народного хозяйства России и Казахстана.

При непосредственном участии автора они внедрены при разработке автоматизированной системы управления сбытом и реализацией готовой продукции АСУП Усть-Каменогорского свинцо-во-цинкового комбината, комплекса программ системы обработ-. ки запросов ОАСУ "Казцветмет", диалоговых средств взаимодействия пользователей с базой данных ОАСУ - Казцветмет, информационно-управляющей системы городской детской клинической больницы г. Алма-Ата и ряда автоматизированных систем (подсистема "Абитуриент", подсистема "Управление кадрами", АРМ руководителя Государственной поддержки образования Республики Казахстан и др.), в центре новых информационных технологий Республики Казахстан, системы организации медицинской помощи в условиях чрезвычайной ситуации на территории Алма-атинской области, автоматизированной информационно-управляющей системы предупреждения и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций на территории Казахстана для комиссии по ЧС Республики Казахстан.

Использование разработанных методов, алгоритмов и программ позволило сократить срохи проектирования и внедрения прикладного программного обеспечения и информационной базы данных в 1,5 - 5 раз по сравнению с традиционными способами их разработки, определить оптимальный состав и структуру вычислительной сети путем распределения функциональных задач и базы данных по ее узлам, что на 50% снизило затраты на эксплуатацию системы, предусмотренные в проекте, сформулировать и систематизировать комплекс первоочередных мер противодействия ЧС и создать основы эффективного обеспечения заданного

уровня безопасности объектов н защиты населения в Республике Казахстан.

Личный вклад. Все основные положения п результаты, выносимые на защиту, получены автором самостоятельно.

Апробация работы, Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на IV Всесоюзном симпозиуме "Проблемы системотехники" (Ленинград, 1978), V Всесоюзном совещании-семинаре по управлению большими системами (Алма-Ата, 1978), Всесоюзном совещании "Автоматизация проектирования систем управления" (Москва, 1979), Республиканском научно-техническом совещании "Методы и модели в задачах управления производством" (Таллин, 1979), Всесоюзном семинаре по методам синтеза типовых модульных систем обработки данных (Москва, 1981), Всесоюзном совещании "Оптимизационные задачи в автоматизированных системах управления" (Нальчик, 1981), Всесоюзном совещании-семинаре "Управление большими системами". (Алма-Ата, 1983), Всесоюзной школе-семинаре "Распараллеливание обработки информации" (Львов, 1985), X Всесоюзном совещании по проблемам управления (Москва, 198G), Всесоюзной конференции по автоматизации проектирования систем планирования и управления (Звенигород, 1987), IV Всесоюзной конференции "Системы баз данных и знаний" (Калинин, 1989), Международной конференции по автоматизации проектирования (Алма-Ата, 1989), 4-й Международной школе "Прикладные проблемы управления макросистемами" (Алма-Ата, 1992), Международной конференции по измерительной технике "MERA" (Москва, 1992), конференции "Проблемы управления в чрезвычайных ситуациях" (Москва, 1992), 2-й Международной конференции "Проблемы управления в чрезвычайных ситуациях" (Москва, 1994).

Публикации. По теме диссертации автором опубликовано 42 печатные работы.

Структура и объем дпссертавдд. Диссертация состоит пэ введения, семи глав, заключения, списка литературы и приложения. Работа содержат 307стр. машинописного текста, Л5 рис., 24 таблицы, а также список литературы (13 стр., наименования).

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введения сформулирована цель исследований и обоснована актуальность рассматриваемой проблемы. Описаны структура диссертационной работы, взаимосвязь и краткое содержание ее

разделов. Приведены осповные положения, которые выносятся на защиту.

В первой главе приведен анализ формальных методов проектирования модульных информационно-управляющих систем и сформулирована проблема исследований.

Приведен подробный анализ формальных моделей и методов проектирования модульных АИУС, направленных на разработку систем общего назначения, реального временн, диалоговых и типовых.

Рассматриваются основные принципы проектирования модуль-пых АНУС, особенности этапов их разработки и функционирования.

Комплекс взаимосвязанных задач проектирования модульных АИУС, рассмотренный в работе, включает: формальный анализ технологии обработки данных и формирование исходной информации для проектирования модульных систем обработки данных, проектирование модульного прикладного программного обеспечения и информационной базы данных с различными типами логических структур, формализованных в виде модульных блок-схем систем обработки данных; оптимальное распределение модульного прикладного программного обеспечения и информационной базы данных по узлам вычислительных сетей в систем (мультипроцессорные, однородные), оптимальное размещение разработанного модульного программного и информационного обеспечения в многоуровневой памяти вычислительных систем.

С использованием предложенных методов проектирования разработаны автоматизированные подсистемы стратегического планирования мероприятий по снижению риска ЧС и оперативного управления силами и средствами при ликвидации причин и последствий ЧС. При этом наряду с проектированием систем обработки данных с использованием предложенных методов проектирования исследован и разработан комплекс прикладных задач, на которых основано функционирование этих подсистем. В состав данного комплекса включены задачи выбора и реализации целевых программ снижения риска ЧС в условиях ограниченных средств, превентивного планирования мероприятий по предупреждению чрезвычайных ситуаций и оперативного управления ликвидацией последствий чрезвычайных ситуаций.

Во второй главе рассматривается общая методология формального анализа технологии Обработки данных при проектировании модульных АИУС общего назначения, систем реального времени и диалоговых.

На этапе предпроектяого анализа комплекс работ по формализации требований пользователей системы сводится к анализу технологии решения задач обработки данных, характеристик входных потоков запросов и задач, частотных и временных параметров решения задач и. т.д. Для формального анализа технологии обработки данных предлагается использовать развитую и модифицированную совокупность графовых и матричных моделей. Каждая задача вп из множества задач Л — (вп ;п = систем обработки данных моделируется ориентированным графом (У = = (£>п,Рп), в котором множеству вершин Оп = I = 1 ,£"} соответствуют информационные элементы, необходимые для решения задачи о„, а множеству дуг Рп = {Р"; г * 1, А"} - множество отношений между информационными элементами ¿2 € £>п. Структурированный граф С взаимосвязей информационных элементов задачи ап, преобразованный к виду, не содержащему циклов обработки, определен как скелетный граф, который состоит из ряда уровней и непересекающихся подмножеств вершин, каждая из которых является выходным результатом обработки предыдущего уровня. С использованием полученного таким образом графа определяется множество процедур обработки данных, требуемых для решения задачи ап.

Выделение в задаче обработки входных, промежуточных и выходных данных, последовательностей их формирования и контуров обратной связи, а также анализ информационных взаимосвязей в системе осуществляется с использованием матриц достижимости Мп. Взаимосвязи между процедурами обработки данных и наборами входных, промежуточных и выходных данных представляются матрицами инциденцин.

Обобщенной формой представления взаимосвязей информационных элементов и процедур обработки данных являются технологические матрицы достижимости. Предложен метод формирования интегрированного графа технологии обработки данных, основанный на логическом объединении в общий алгоритм решения всего множества задач обработки данных.

Рассматриваются задачи построения и параметрического анализа сценариев диалога.

Процесс решения каждой задачи (или схема решения задачи) описывается пользователем на языке, имеющим средства для описания последовательности шагов диалога: множества запросов, которые могут быть сформулированы и обработаны на каждом шаге, требований к процессу обработки запросов и характеристик аспользуемой при этом информации. Схема решения каждой

задачи описывается в виде множества Chi = {Т*®*; с = 1, <ЭЛ*} связанных модифицированных таблиц решений (TP). Такое описание схемы решения отдельной задачи //.* язляется представлением локального спенария(ЛС) диалога пользователя с системой при решении данной задачи.

В качестве формального представления локального сценария Сиспользуется обобщенный сетевой граф Ghk = который называется графом локального сценария (ГЛС) диалога к-го пользователя при решении h-й задачи (к = 1, К, к — 1, Нк). Построение ГЛС определяются следующими правилами. Ба множестве таблиц решений локального сценария диалога {T^k\q =

= l,Qfc4} определяется взаимно однозначное отображение ф такое, что каждой q-ii таблице решений Tbk однозначно соответствует одна q-я вершина v£k, т.е. ф(Т^к) = «J*, и наоборот, — Трк. При этом, каждая ссылка из одной TP па другую, например, кз lfk на Т^, однозначно отображается в дугу графа G, направленную из узла, соответствующего таблице , в узел, соответствующий таблице T-ik, т.е. в дугу ведущую из и*4 в Vjl. Каждая вершина 6 Vhk ГЛС вместе с исходящей из нее дугой (или дугами, если их несколько) соответствует одному шагу диалога.

Каждая v£k 6 Vhk характеризуется входной функцией, определяющей условия относительно множества дуг, входящих в узел, и выходной функцией, определяющей условия относительно множества R(v^k) дуг, выходящих из данного узла. Узел v^k графа Ghk, не имеющий входящих в него дуг, называется источником ГЛС, а узел Vjk не имеющий выходящих из пего дуг - стоком.

Множества {С?«}, построенных по описанным выше правилам графов локальных сценариев диалога, соответствующих схемам решения задач, и их характеристики используются для построения и оценки характеристик интегрированного графа G0, являющегося формальным представлением сценария диалога, согласно которому диалоговая система взаимодействует со всем множеством пользователей при решении ими задач системы обработки данных.

Основной задачей анализа сценариев диалога является оценка и определение таких характеристик как условная вероятность завершения решения задачи в заданном узле графа, математическое ожидание и дисперсия значений ряда характеристик (например, времени завершения решения задачи в заданном узле графа),

обладающих свойством аддитизносаи по дугам графа.

В результате применения предложенных методов формального анализа технологий обработки д-.рных па основе графовых к матричгых моделей, )юстро?ния и анализа локальных я шггегри-рг,данного сценариев диалоговой си с • смы формируются исходные данные для разработки форчгямшх методов просктировавиг модульных ЛИУС различного пазкачгнип.

Треттчй глава илсвягч'ца рззргботк? и гееггдг'рдшпо блочно-симметрнчпых ме; елей к методов проектирования оптимальных модульных 6лог~см;м программного и информационного обеспечения ЛИУС.

В зависимости от целевого назначения модульных блек-схем могут быть нс1:;>льзовас:п различные критерии оптимальности кх синтеза. Наиболее обишм критерием синтеза ептималышх модульных Олол-схем является мин:::>'ум се слог::кос .которая пь логически;? уропче измерл.-тся числом вггишосвязсй ме:хду программными модулями н массивами бми данных. ,ч.ри разработке следует учитывать оспопнис характеристики и ограничения систем управ.':«'":! данных г. вычислительных средств, па которых предполагается эксплуатация вреграмлшого и г.нформа-цаенноги обеспечения, а такгга всзмохшость конвертации одной логической структуры б?.?ы дайны;: в- другую лпн сохранении состава модулей программного с"5еспечени.т и оптимальных характеристик систем.

В работе разработан и предложен единый подход к формализации задач проектирования оптимальных модульных блок-схем программного и информационного обеспечения ЛИУС п построению эффективных методов их решепия. Рассмотрены содержательные н формализованные постанср.хи задач синтезя етттчмаль-ных модульных, блок-схем, поддерживающих логические структуры реляционного, иерархического и сетегого тппоэ я минимизирующих сложность бллтг-ехгмьг. Анализ и исследование структуры сформулирозанпых задач позволили выделит!» их как специальны:! класс задач оптимизации - блочно-снмметричныс задачи дискретного программное зания.

Рассмотрим структуру задач данного класса более подробно на примере задачи еялтезг модульной блок-отемы с реляционной логической структурой базы данных.

Задача формулируется следующим образом

V Г V п £ г

Фт(Х,у) = ЕЕ-/ = ЕЕЕЕ3-^/ -п»п о) «=1/=1 1=1

при ограничениях на:

- число процедур в составе каждого модуля блок-схемы

л

Г— 1

Ru - допустимое число процедур в модуле;

- включение отдельных процедур в состав одного модуля

х«т + xvr' < 1, v = 1, V, для заданныхг и г'; .(3)

- дублирование процедур в модулях блок-схемы v

= г = Т77г; (4)

- размер записи логического массива базы данных

/ = 1, F,

(5)

И; - допустимое число информационных элементов в записи /-го массива

- дублирование информационных элементов в логических массива блок-схемы

/=1

(6)

- связь между модулями и логическими массивами блок-схемы

ZVJ = 1

либо

л

1, если £ г»г0г/ ^ 1)

Г=1

О, если £ xur6rj = 0>

Г=1

(7)

1, если X) tviVif ^ !>

О, если 52vvtytj = 0. г=1

и ряда других ограничений, зависящих от векторов X или У и определяющих технологию проектирования модульных блок-схем обработки данных.

Переменные и обозначения имеют следующий смысл:

1, если г-я процедура включена в состав и-го модуля блок-схемы,

г„г = <

ViJ ~

0, в противном случае •

1, если ¿-й информационный элемент включен в состав /-го массива блок-схемы,

О, в противном случае.

W — Цшгл||(г = 1 ,11, I — 1 ,L) исходная матрица взаимосвязей процедур с информационными элементами, где ыг/ = 1, если г-я процедура использует ¿-й информационный элемент и wTi — О, иначе.

В сформулированной задаче выделим множество ограничений ffi(X) (ограничения вида 2-4), которые зависят от переменной X и множество ограничений gj (У) (ограничения вида 5, б), зависящих от переменной У, а также ограничения вида (7) на значение целевой функции, которые вместе с ней представляет некоторую общую задачу.

Запишем данную задачу в виде трех частей с определением каждой из них следующим образом.

Общая задача

Ф(П(Х)> 0(У)) = Ф(б(У), ЦрО) — min (8)

Блок задачи

П(Х) —♦ min

9i(X)^3i, i = lJ (9)

Блок задачи

0(Y) min (10)

SiOOO,-, j = X7. (И)

Определение Задачу , вида (8 - 11) с булевыми переменными X и У различных типов, определенных на булевой матрице W,

назовем блочно-симмстричной Задачей дискретного программирования.

Свойство блочности заключается б возможности выделить блоки функций ограничений и цели, строго зависящие только от одной переменной и наличием задачи с общей целевой функцией. Свойство симметричности определяется возможностью решения задачи и вычисления значения целевой функции как с переменной X так и с переменной Y.

Сформулированы задо.чи синтеза модульных блок-схем, обеспечивающих минимум времени обращения к внешней иамятн'вы-чиелнтелькых систем- либо минимум межмодульного интерфейса разрабатываемых систем при ряде технологических ограничений; позволяющих учесть основные свойства и характеристики модульных систем.

В ряде случае» необходимо осуществлять синтез оптимальной модульной блох-схемы одновременно по двум указанным критериям. Предложены постановки многокритериальных задач проектирования модульных блок-схем, позволяющие учесть компромиссные значения указанных критериев эффективности в процессе проектирования модульных АИУС.

Эти задачи также сформулированы в виде б л очно-симметричных задач.

Наследованы особенности и свойства данных задач. Результаты исследований позволили сформулировать следующие теоремы:

Теорема 1. Оптимальное решение задачи синтеза модульных блок-схем достигается при минимально допустимом числе модулей и информационных массивов в блох-схеме.

Результаты этой теоремы позволяют определять начальный базис поиска оптимального решения и конструировать эффективные алгоритмы, направленные на решение задач большой размерности.

Теорема 2. При синтезе модульных блок-схем распределение информационных элементов по массивам отражаются логической суммой векторов-столбцов \Ve элементов, включенных в состав массивов, а процедур обработки данных по модулям - логической суммой вехтороп-строх Игг процедур, включенных в состав модулей.

Результаты данной теоремы позволяют существенно сократить область и вычислительную сложность поиска оптимального решения задачи и свести ее к задаче с полиномиальной вычислительной сложностью при заданном базисе.

Теорема 3. Оптимальное решение блочпо-симметричной зада- -

чи может быть определено поблочно, независимо от того, с кахого блока (X или У) осуществляется поиск оптимального решения.

На основе сформулированных свойств и особенностей разработаны и предложены эффективные алгоритмы итеративных отображений для заданного базиса, обеспечивающие решение задач большой размерности. Определены функции оценки вычислительной сложности предложенных алгоритмов, показывающие их полиномиальную сложность. Эффективность разработанных методов и алгоритмов показана в сравнении с функцией вычислительной сложности алгоритма, основанного на схеме "ветвей и границ", широко используемого для решения подобных задач, а также на примерах.

В четвертой главе рассматриваются задачи, модели и методы проектирования информационной базы данных и модульного прикладного программного обеспечения АНУС. Они сводятся к частным моделям общей блочно-снмметричпой задачи проектирования модульных блок-схем. Поставлена и решена задача синтеза логической струхтуры информационной базы данных при заданной системе программных модулей либо заданной структуре запросов к базе. Логическая структура проектируемой базы данных формируется в виде реляционной, иерархической н сетевой структур.

Задача построения реляционной логической структуры базы данных'имеет вид:

Фт(Х) -

гшп

(12)

при

(13)

/=1

и

(14)

/=1

ь

(15)

где

/г и

Г=1 /=1

£

уг/ = тпт(1,уг/), уг/ =

1=1

переменная хц — 1, если 1-1л информационный элемент распределяется в /-й массив и хц — 0, в противном случае, переменная угу отражает взаимосвязь запросов (модулей)с логическими массивами данных, Ьо - количество заданных ключевых элементов базы данных (каждому ключевому элементу соответствует логический массив данных).

Сформулированы также задачи построения логических структур иерархического и сетевого типов с соответствующими ограничениями, свойственными этим структурам.

Анализ и исследование структуры поставленных задач позволили доказать теорему, определяющую верхнюю и нижнюю границы целевых функций задач синтеза. Полученные оценки использованы при разработке алгоритма, основанного на схеме "ветвей и границ" и алгоритма итеративных отображений. Приведены оценки, показывающие эффективность разработанных вычислительных методов отображений для решения задач синтеза оптимальной логической структуры базы данных различных видов.

Сформулированы и решены задачи проектирования модульного прикладного программного обеспечения при заданной организации информационной базы данных, являющиеся также частным случаем общей блочно-симметричной задачи синтеза оптимальных модульных блок-схем АИУС.

Организация информационной базы задается составом массивов и временем Т=(1......1],.. .,</•) обращения к массивам, хранящимся в многоуровневой памяти вычислительных систем. Необходимо определить состав программных модулей, минимизирующий общее время обработки данных при решении прикладных задач.

Задача синтеза системы программных модулей, минимизирующей общее время обработки данных при заданном числе и составе информационных массивов и при условии независимой обработки процедур (запросов) имеет вид:

v г

»=1/=1

При ограничениях (2) - (4).

В данной постановке переменная г„г = 1, если г-я процедура включена в состав «-го модуля и х„г = 0, в противном случае, я я

= 1, если £ ^ 1) и г„/ = 0, если £ = О, 6Г/ — 1,

Г = 1 Г— 1

если г-я процедура (запрос) обращается к /-му массиву в процессе обработки и 6Г/ = 0 в противном случае.

Сформулированы задачи синтеза системы программных модулей для случаев, когда процедуры обработки данных связаны между собой алгоритмической последовательностью (п этом случае индекс процедур соответствует порядку ее выполнения в алгоритмической последовательности), отображаемой ориентированным сетевым графом выполнения альтернативных процедур обработки данных.

Для решения поставленных задач используется метод отображений.

В работе разработаны и предложены модели и методы проектирования модульного прикладного программного обеспечения, обеспечивающего оптимальный обмен информацией между уровнями памяти вычислительных систем.

Исходными данными для постановки указанных задач являются: множество процедур обработки данных, множество информационных элементов, необходимых и достаточных для функционирования заданного множества процедур обработки данных, взаимосвязи процедур с информационными элементами (по считыванию и записи), последовательность выполнения процедур, определенная на связанном графе выполнения прикладной 'программы, переходные вероятности смежного выполнения процедур, множество всех возможных ориентированных маршрутов исполнения прикладной программы, а также временные и объемные характеристики процедур обработки данных и информационных элементов.

В качестве критериев эффективности в данных моделях используются минимум числа и времени обращения к внешней памяти вычислительной системы н объема данных в процессе обмена с внешней памятью. В зависимости от постановки задачи используются ограничения на объем оперативной памяти, выделяемой для прикладных программ (организованной в виде единого загрузочного модуля со структурным перекрытием), объем оперативной памяти, отводимой под данные, число интерфейсных связей между модулями, цикломатическую сложность структуры модулей и другие технологические ограничения на проектируемую систему.

Для решения сформулированных задач разработан и предложен универсальный алгоритм направленного конструирования решений.

Пятая глава посвящена разработке и исследованию моделей и методов распределения разработанных модулей прикладного программного обеспечения и информационной базы данных по узлам вычислительных сетей и систем.

Исходными данными для постановки и решения задач этого класса являются: модульная блок-схема, определенная множеством М = (пц,; V — 1,V} модулей прикладного программного обеспечения автоматизированной информационно-управляющей системы, множеством В = {bj;f = 1, F} логических массивов базы данных, необходимых для обработки программными модулями, отношением G = \\gvj\\ отражающим взаимосвязи между программными модулями и массивами балы данных в процессе обработки данных. (g0j — 1, если и-й модуль использует /-й массив и д„/ = 0, иначе), структура вычислительной сети " S = Ijsjjbll (ay* е {0,1} в зависимости от наличия каналов связи между узлами j и Jfc).

Необходимо распределить программные модули и массивы базы данных блок-схемы по узлам вычислительной сети таким образом, чтобы минимизировать общее число передаваемых массивов между узлами в процессе функционирования АИУС.

Задача формулируется следующим образом

j f v j j f v

S)SS Y^V'Bijy/k - £ЁEУН -» min (17)

j = l J-l u=l k=l J = 1 /=1 si=l

при ограничениях на:

- размещения каждого модуля в одном узле j

2>i* = l, »=l7F, ' (18)

- число модулей, размещенных в узле системы v

]£*J. 3 = hJ, (19)

U = 1

где pj - допустимое число модулей, размещенных в j-u узле системы

- однократность использования массивов узлами системы

аП

v

1, если xjv9vJ ■

4 = 1

(20)

v

0, если J2 xjv9vf = 0.

и=1

- размещение массива модульной блок-схемы в одном узле системы

J

£У/* = 1, / = 17?, (21)

»=1

- число массивов модульной блок-схемы, размещаемых в узле вычислительной сети

Г

*=177, (22)

/=1

где зк ~ допустимое число массивов, размещаемых в к-м узле вычислительной сети, и ограничениях, определяющие условия распределения модулей и массивов в узлах вычислительных сетей и систем.

Здесь Х]„ = 1, если г-й программный модуль блок-схемы распределяется в ,7-й узел вычислительной сети и = 0, иначе; у/к = 1, если /-й массив базы данных модульной блок-схемы распределяется в к-й узел вычислительной сети и у/к = 0, в противном случае, и - соответственно время и стоимость обработки и-го модуля в ум узле вычислительной сети.

В тех случаях, когда заданы стоимости и времена обработки массивов в узлах вычислительной сети и передачи их йежду узлами, в качестве целевых функций используются минимум общей стоимости или времени обработки модульной блок-схемы в вычислительной сети.

Разработаны и более общие модели и методы распределения модульных систем обработки данных (СОД) по узлам вычислительных сетей, определяющие оптимальную структуру этих сетей. В этом случае модульная блок-схема СОД задана в виде тройки {М, <7, В} множеств и задано множество 5 = {«у; 3 = 1, узлов (пунктов), используемых для организации вычислительной сети. Программные модули и массивы базы данных модульной

блок-схемы распределяются по узлам сети таким образом, чтобы минимизировать общее число проектируемых каналов связи между узлами либо общую стоимость прокладки линий связи в сети.

Анализ и исследование особенностей проектирования модульных систем и вычислительных сетей позволили сформулировать задачу распределения модульных СОД по узлам сети следующим образом

j j

51 zJk~*min

j=lk=j+l

при ограничениях (18 - 22).

В этой задаче переменная, определяющая количество каналов связи, между узлами сети определяется из условия

1, если (fjk V lkj ф 0)(Vj ф к)

О, если (fjkAftj = 0).

Переменная Цк отражает передачу массивов ко каналам связи н определяется из условия

I''

Ъ" =

v

1, если *jvßvk ^ 1,

V = 1

v

если Zjvßvk = 0,

Ъ=1

г г

где р„к = 1, если 9«/У/к 0«,» = 0, если 53 = 0.

/=1 1=1

Сформулированы частные задачи оптимального распределения модульного прикладного программного обеспечения или информационной базы данных по узлам вычислительных сетей и систем.

Задачи оптимального распределения модульных СОД, модульного прикладного программного обеспечения и информационной базы данных по узлам вычислительных сетей и систем сформулированы как блочно-симметричные задачи дискретного программирования.

Для решения сформулированных задач использован метод итеративных отображений. При этом данный метод развит с учетом особенностей и свойств разработанных моделей.

Приведены функции оценки вычислительной сложности алгоритмов решения задач распределения модульных СОД по узлам вычислительных сетей и систем, показывающие их полиномиальную сложность.

В шестой главе рассматриваются и исследуются задачи оптимального размещения модульного прикладного программного обеспечения и массивов информационной базы данных в многоуровневой памяти вычислительных систем, укомплектованных различными типами накопителей для их хранения.

Сформулированы взаимосвязанные задачи размещения модульной системы обработки данных на нескольких однотипных носителях, минимизирующего число смежных обращений к внешней памяти вычислительной системы, и одном носителе, минимизирующего суммарный путь движения магнитных головок устройств внешней памяти в процессе обработки данных.

Первая задача формулируется следующим образом.

i f-l f

ЕЕ Е y/gxfix4i-*min (23)

i=i /=i ,=/+i

при ограничениях на:

- однократность размещения массивов

(24)

- суммарный объем распределенных на один носитель массивов

f

(25)

/=1

- допустимое число параллельно работающих устройств внешней памяти

f

J £ Qf/KHQ„ 1доп(0 < Ки ^ 1) (26)

- совместное распределение массивов 6/ и 6, /

1>Л = (27)

>=1

$>/.- = 1, /=1,F

Здесь переменная х= 1, если /-й массив распределяется на »-й йоситель (» — 1,7) и хц — 0, в противном случае; матрица У = ||У/,||, элементы которой определяют число смежных обращений к /-му и д-му массивам данных за определенный период, вычисляется на основе заданных характеристик модульной системы обработки данных, - объем в цилиндрах /-го массива, - объем одного носителя информации, К„ - коэффициент заполнения носителя.

Задача размещения модульной СОД на одном носителе информации в памяти вычислительной системы формулируется следующим образом

F 7 J

12 12 (28)

/=1,=}+1 1=11=1

при ограничениях на условия размещения и удаленность размещения. В данной задаче переменная хц = 1, если /-й массив размещается на 1-й цилиндр и а;/,- = 0, в противном случае.

Данные задачи также являются нелинейными задачами дискретного программирования комбинаторного типа. С целью разработки эффективных алгоритмов исследованы особенности и свойства сформулированных задач. На основе анализа структуры матрицы У = ||у/в|| и постановок задач доказан ряд утверждений, определяющих условия оптимальности решения задачи размещения массивов.

Результаты сформулированных утверждений позволили разработать эффективный универсальный алгоритм определения оптимального размещения массивов на носителе внешней памяти.

Показано, что разработанные приближенные алгоритмы имеют полиномиальную вычислительную сложность порядка О (.Г3).

Эффективность предложенных методов иллюстрируется на примере разработки модульной информационно-управляющей системы управления сбытом готовой продукции на Усть-Каменогорском свинцово-цинковом комбинате.

В седьмой главе приведены результаты исследований, связанные с практическим применением предложенных методов проектирования для разработки модульной автоматизированной информационно-управляющей системы предупреждения и ликви-' дации последствий чрезвычайных ситуаций, которая внедрена в комиссии по ЧС Республики Казахстан.

При создании этой системы наряду с разработкой модульного прикладного программного и информационного обеспечения

с использованием предложенных методов проектирования разработаны и исследованы модели и методы стратегического планирования снижения риска ЧС и оперативного управления силами и средствами ведения работ в процессе ликвидации последствий ЧС.

В рамках ароматизированной подсистемы стратегического планирования мер снижения риска ЧС сформулированы задачи выбора целевых программ при заданных затратах на их реализацию. Пусть Р — ] = 1,п} множество целевых программ, направленных на предупреждение чрезвычайных ситуаций, П = ~ {И;: i — 1,т} уполномочные представители, которые проявляют свои интересы через бюджетные или иные средства, вкладываемые для финансирования необходимых для него программ.

Затраты на проектирование и реализацию каждой из предлагаемых программ составляют эу, ] = 1, п. Каждый представитель в пределах выделенных средств 6; может вкладывать их на проектирование интересующих его целевых программ. Выбор программ осуществляется в условиях ограниченных средств на проектирование всех программ.

Необходимо определить состав базового набора программ при заданных затратах на их проектирование и реализацию и заинтересованных инвесторов, обеспечивающий максимум числа целевых программ, обеспеченных финансированием.

Определим сеть, состоящую из входа го,(пгг + 1)'вершин г,-, соответствующих представителям инвесторов и государства (координирующего органа), п вершин у;, соответствующих целевым программам и выхода г. Вход х0 соединен с каждой вершиной з,- дугой (0, ¿) пропускной способности Со; = Ь{, каждую вершину Х{ соединим дугами с множеством вершин, соответствующих программам, о реализации которых заинтересован инвестор ¿, каждую вершину У; соединим с выходом дугами (в, г) пропускной способности д.-. В полученной сети любое распределение средств по программам определяет поток в сети, и наоборот, любому по-тоху в сети соответствует некоторое распределение средств по программам. Множеству программ, обеспеченных финансированием, соответствует множество насыщенных выходных дуг (], з).

Требуется определить поток {у./} па лугах сети с максимальным числом насыщенных выходных дуг.

Исследованы, сформулированы и дохазаны свойства оптимального решения поставленной задачи. На основе этих свойств разработан эффективный алгоритм поиска оптимального решения.

Данная задача решена для случая когда, каждая программа

представлена в виде дерева целей с логикой связей между целями типа "И". Это означает, что цель верхнего уровня дерева целей не может быть реализована до тех пор, пока не будут реализованы все цели нижнего уровня, непосредственно, связанные с ней.

Поставлены и решены задачи определения эффективного выполнения ею целевых программ, минимизирующее общую стоимость реализации комплекса программ при условии выполнения в заданные сроки. В результате решения данных задач формируется оптимальный состав исполнителей заданного множества целевых программ.

Разработаны методы коалиционного выбора целевых программ, минимизирующего взаимосвязи коалиций в других наборах программ, кроме того набора, в котором представлены его основные интересы, обеспечивающие удовлетворение его требований.

Задача коалиционного выбора сформулирована как -блочнЬ-симметричная задача.

В составе автоматизированной подсистемы управления силами и средствами противодействия ЧС сформулирована и реше-' на задача планирования превентивных мер предупреждения ЧС. Процесс развития ЧС моделируется графом С = (5, В). Множеству вершин 5 = {£",-; » = 0, /} графа соответствуют чрезвычайные события, которые возникают с некоторой вероятностью в результате наступления основного события 5о- Множеству дуг В — {(Si,Sj)•, = 0,1, » ф У} графа соответствуют причинно-следственные отношения между событиями. Каждой дуге (■?,-, 5^), графа С ставится в соответствие комплекс мер предупреждения чрезвычайного события по данной дуге, а также необходимые затраты с,^ для реализации этих мер, возможные потери и,-у и материальный ущерб ы,-у от возникновения и развития события по данной дуге.

Необходимо определить состав дуг графа С, которые могут быть заблокированы с использованием требуемых сил и средств, минимизирующие суммарный материальный ущерб (потери) и затраты на ликвидации ЧС.

Поставлена и решена задача планирования оперативных мероприятий по ликвидации последствий ЧС. Особенность предложенного подхода к решению данной задачи заключается во взаимосвязанном использовании сетевой модели выполнения работ по ликвидации последствий ЧС и транспортной сети реализации маршрутов переброски сил и средств различных видов из пунктов их дислокации в зону ЧС для выполнения этих работ. Сетевая и транспортам модели связаны между собой технологией

проведения работ и характеристиками, определяющими значения общего времени ликвидации последствий ЧС. При этом необходимо определить такую структуру транспортной сети, которая обеспечивает минимум общего времени выполнения работ в сетевом графике, моделирующем процесс ликвидации последствий ЧС.

Время Т ликвидации последствий ЧС определяется временем Т, решения конечной задачи сети ИЛ С целью определения значения Т введены условия ресурсной Д,- и структурной <5,- сбалансированности решения г-й задачи в сети в зависимости от имеющихся сил и средств и взаимосвязей между задачами.

Для решения задачи планирования оперативных мер разработан и предложен метод упорядоченных во времени сетей. Метод заключается в построении сетей р-го порядка, упорядоченных по минимально возможным временам переброски сил и средств различных видов для решения соответствующих задач по ликвидации последствий ЧС. При этом сети с минимальным порядком р соответствует минимальное значение Т целевой функции.

Разработанные подход, модели, методы и прикладные задачи внедрены в комиссии по ЧС Республики Казахстан и обеспечивают комплекс первоочередных мер противодействия экстремальным ситуациям, а также создают основы эффективного обеспечения заданного уровня безопасности на территории Казахстана.

Приложение к диссертации.содержит материалы, подтверждающие внедрение результатов исследований.

ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенных исследований получены следующие основные теоретические и практические результаты.

1. На основе проведенного анализа, исследования и обобщения существующих методов анализа и проектирования автоматизированных информационно-управляющих систем решена важная народнохозяйственная проблема, заключающаяся в создании теоретических основ, моделей и методов проектирования модульных АИУС с оптимальными проектными и эксплуатационными характеристиками, эффективность практического применения которых показана на примере разработки свыше 10 АИУС различного класса и назначения, и в том числе модульной автоматизированной системы предупреждения и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций, разработанной для комиссии по ЧС Республики Казахстан.

Разработаны единая методология, комплекс моделей к методой анализа и проектирования модульных ЛИУО, обеспечивающие формальный анализ технологии обработки данных на основе графовых и матричных моделей ее описания, построение и анализ сценариев диалога систем обработки данных для формирования исходных данных для проектирования модульных систем; ргзра-ботку оптимальных модульных блок-схем программного к информационного обеспечения с базами данных реляционного, иерархического и сетевого типов при различных критериях эффективности, а также разработку модульного прикладного программного обеспечения при заданной организации информационной базы данных либо массивов информационной базы при заданном составе прикладных программных модулей обработки' данных; оптимально е распределение модульного программного обеспечения к массивов информационной базы данных по узлам вычислительных сетей и систем; оптимальное размещение системы программных модулей и массивов базы данных в многоуровнеюй памяти вычислительных систем.

2. Предложены формальные методы анализа технологии обработки данных на основе графовых и матричных моделей ее описания и построения локальных и общих сценариев диалога систем обработки данных, обеспечивающие формирование исходных данных при проектировании модульных ЛИУС различного класса к назначения.

3. Разработаны формализованные модели и методы проектирования оптимальных модульных блох-схем АИУС.. Для формализованного описания постановок задач синтеза оптимальных модульных блок-схем, с логической структурой базы данных реляционного, иерархического и сетевого типов, выделен и разработан специальный класс моделей - блочно-симмстричцые модели дискретного программирования. Исследованы структура, особенности и свойства блочно-симметричных моделей. Определены свойства блочпости и симметричности этих моделей. Сформулированы н доказаны теоремы, определяющие условия оптимальности решения к логической аддитивности строк п столбцов исходной матрицы при решении задачи. На основе использования особенностей, свойств и утверждений для решения задач этого класса разработан и предложи метод отображений, имеющий полиноме-альпую вычислительную сложность квадратичного порядка при заданном базисе. Эффективность предложенного метода показана путем сравнения полученных оценок для данного метода к метода "ветвей и границ", широко используемого для решения дискрет-

ных задач, а также на практических примерах.

4. Разработаны модели и методы проектирования информационной базы данных с логической структурой реляционного, иерархического и двухуровневого сетевого типов при заданном множестве запросов к системе и модульного прикладного программного обеспечения при заданной организации информационной баг зы данных. Поставленные задачи сформулированы как частные блочно-симметричные задачи и решены с использованием предложенного метода отображений. Поставлены и решены задачи синтеза модульного прикладного программного обеспечения с оптимальной структурой обмена данными между уровнями памяти вычислительных систем, а также разработаны модели организат цни типовых структур обмена данными в процессе функционирования модульного прикладного программного обеспечения. Для решения задач этого класса предложены универсальные приближенные алгоритмы, предназначенные для решения задач большой размерности.

5. Разработаны модели и методы оптимального распределения модулей прикладных программ и массивов базы данных по узлам вычислительных сетей и систем заданной структуры и с определением их оптимальной структуры, а также частные модели распределения прикладного программного обеспечения при заданном размещении базы данных либо распределения информационной базы данных при заданном размещении системы программных модулей. Данные задачи сформулировапы в виде блочно-симметричных, которые решены с использованием предложенного метода отображений.

6. Сформулированы и решены задачи оптимального размещения модульных АНУС в многоуровневой памяти вычислительных систем включающие оптимальное размещение модульной АИУС на множестве носителей и одном носителе информации внешней памяти вычислительных систем. Для решения поставленных задач разработаны и предложены эффективные приближенные алгоритмы, основанные на особенностях и свойствах данных задач. Эффективность алгоритмов подтверждена экспериментальными исследованиями предложенных алгоритмов и их практическим использованием. В результате экспериментальных исследований на ЭВМ получены оценки вычислительной сложности алгоритмов и точности решений задач.

7. Разработаны и исследованы модели и методы выбора и реализации целевых программ снижения риска ЧС и планирования превентивных и оперативных мероприятий по предупреждению и

ликвидации их последствий. На основе единого подхода сформулированы задачи выбора целевых программ из заданного множества, максимизирующего число программ, обеспеченных финансированием, а также реализации проинвестированных программ путем определения состава исполнителей, обеспечивающих минимальные затраты при условии их выполнения в заданные сроки.

Для решения сформулированных задач разработаны алгоритмы определения потока максимальной величины, обеспечивающего максимальное число выходных насыщенных дуг, а также алгоритмы, использующие особенности и свойства поставленных задач.

Поставлены и решены задачи планирования превентивных и оперативных мероприятий по предупреждению и ликвидации последствий ЧС.

8. Разработанные модели, методы и программные средства проектирования модульных АИУС внедрены в комитете по чрезвычайным ситуациям Российской Федерации и Республики Казахстан, а также в ряде организаций и предприятий.

Общий подтвержденный экономический эффект от внедрения результатов диссертационной работы составил около 27 млн. рублей (в ценах 1993 года и частично 1983 - 1985 г.г.).

Совокупность полученных в диссертации теоретических к практических положений позволяет сделать вывод, что ее результатом является теоретическое обобщение и решение иаучно-исследовательской проблемы, имеющей важное народнохозяйственное значение - разработка теоретических основ, моделей и методов проектирования модульных АИУС и их применение для разработки модульных АИУС в том числе систем предупреждения и ликвидации последствий ЧС. Внедрение разработанных подходов, моделей п методов в процессе проектирования модульных АИУС широкого класса и назначения позволяет значительно повысить эффективность создаваемых систем и сократить сроки и затраты на их проектирование, а также получить существенный экономический эффект.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Казиев Г.З., Кульба В.В., Косяченко С.А. Некоторые вопросы модульного проектирования АСУ // Сб. ЕС-13. Научно-техническая пропаганда. Москва, ЦНИИТЭП приборостроения, 1977.

2. Мамиконов А.Г., Кульба В.В., Косяченко С.А., Казиев Г.З.

Задачи синтеза алгоритмических и программных модулей при ав-томатизировайном проектировании АСУ // Труды IV Всесоюзного симпозиума "Проблемы системотехники" Ленинград, 1978.

3. Ашимов A.A., Мамиконов А.Г., Кульба В.В., Косяченко С.А., Казиев Г.З. Синтез модульных систем обработки данных // Труды V Всесоюзного совещания-семинара по управлению большими системами. АлмагАта, 1978.

4. Ашимов A.A., Мамиконов А.Г., Кульба В.В., Косяченко С.А., Казиев Г.З. Синтез информационного обеспечения модульных систем обработки данных. // Труды V Всесоюзного совещания-семинара по управлению большими системами. Алма-Ата. 1978.

5. Мамиконов А.Г., Кульба В.В., Косяченко С.А., Казиев Г.З. Задачи формализации и автоматизации модульного проектироваг ния систем обработки данных // Сб. Трудов "Построение автоматизированных систем обработки данных". М.: Институт проблем управления, 1978, вып. 16, с. 5-18.

6. Косяченко С.А., Людвиг A.B., Казиев Г.З., Островский Б.А. Оптимизация построения функциональных блок-схем решения задач АСУ // Сб. трудов "Построение автоматизированных систем обработки данных". М.: Институт проблем управления, 1978, вып. 16, с. 19-25. ,. • ■

7. Казиев Г.З. Задача синтеза оптимальных модульных блок-схем обработки данных // Материалы городской научно-технической конференции молодых ученых и специалистов "Оптимизация процессов управления". Алма-Ата, 1979.

8. Мамиконов А.Г., Ашимов A.A., Кульба В.В., Косяченко С.А., Казиев Г.З. Модели и методы автоматизации проектирования модульных систем обработки данных // Тезисы докладов Всесоюзного совещания "Автоматизация проектирования систем управления". М.: Институт проблем управления, 1979.

9. Мамиконов А.Г., Ашимов A.A., Кульба В.В., Косяченко С.А., Казиев Г.З. Синтез оптимальных функциональных модулей обработки данных в АСУ // Препринт. М.: Институт проблем управления, 1979, с. 74.

10. Ашимов A.A., Мамиконов А.Г., Кульба В.В., Косяченко С.А., Казиев Г.З. Синтез систем модулей программного обеспечения АСУ // Сб. Вопросы технической кибернетики. Алма-Ата, Каз. политехи, ин-т, 1979.

11. Казиев Г.З., Сиротюк В.О. Формализованные методы анализа модульных систем обработки данных // Сб. Вопросы создания АСУ технологическими процессами и предприятиями.

Алма-Ата, Каз. политехи, ин-т, 1980.

•12. Казиев Г.З., Садвакасов Е.С. Структуры информационного обмена в модульных системах обработки данных // Тезисы докладов Всесоюзного семинара по методам синтеза типовых модульных систем обработки данных. М.: Институт проблем упраг вления, 1981.

13. Казиев Г.З., Сиротюк В.О. Построение оптимальной системы программных модулей при заданной информационной базе с иерархической структурой данных // Тезисы докладов Всесоюзного семинара по методам синтеза типовых модульных систем обработки данных. М.: Институт проблем управления, 1981.

14. Мамиконов А.Г., Ашимов A.A., Кульба В.В., Косяченко С.А., Казиев Г.З. Модели и методы автоматизации проектирования модульных систем обработки данных //В кн. Автоматизация проектирования систем управления. М.: Финансы и статистике, вып. 3, 1981.

15. Ашимов A.A., Мамиконов А.Г., Кульба В.В., Косяченко С.А., Казиев Г.З. Оптимальные модульные системы обработки данных. Алма-Ата, Наука Казахстана, 1981.

16. Казиев Г.З., Сиротюк В.О. Об одной задаче построения программных модулей в системах обработки данных // Тезисы докладов Всесоюзного совещания "Оптимизационные задачи в автоматизированных системах управления." Нальчик, 1981.

17. Мамиконов А.Г., Кульба В.В., Косяченко С.А., Казиев Г.З. Автоматизация проектирования оптимальных модульных систем обработки данных // Сб. трудов "Методы анализа и синтеза автоматизированных систем управления" М.: Институт проблем управления, вып. 25, 1981, с. 5-15.

18. Казиев Г.З., Салиенко В.И. Интерфейс концептуального уровня для корректировки иерархических баз данных // Тезисы докладов Всесоюзного совещания-семинара "Управление большими системами". М.: Алма-Ата, 1983.

19. Казиев Г.З., Садвакасов Е.С. Оптимальное размещение файлов на внешней памяти в модульных СОД. // Сб. "Вопросы АСУ ТП и АСУП." Алма-Ата, Каз. политехи, ен-т, 1983.

20. Казиев Г.З., Сиротюк В.О., Китапбаев Ж.Б. Модели и методы анализа и синтеза оптимальных структур баз данных в системах параллельной обработки запросов // Тезисы докладов Всесоюзной школы-семинара "Распараллеливание обработки информации" Львов, 1985.

21. Казиев Г.З., Горбенко A.C., Касенкова O.A. Диалоговая система взаимодействия пользователей с базой данных. // Теза-

сы докладов X Всесоюзного совещания по проблемам управления. Книга 1. М.: Институт проблем управления, 1986.

22. Садвакасов Е.С., Казиев Г.З. Синтез структуры модульного программного обеспечения на основе коммуникативной связности процедур // Тезисы докладов Всесоюзной конференции по автоматизации проектирования систем планирования и управления. Звенигород, Институт проблем управления, 1987.

23. Казиев Г.З., Поликарпов О.Ю. Об одном подходе к анализу и структуризации проблемной области по разработке диалоговых бапков данных // Тезисы докладов IV Всесоюзной конференции "Системы баз данных и знаний." Калинин, 1989.

24. Казиев Г.З.Методы автоматизированного проектирования баз данных в системах обработки информации н управления // Тезисы докладов Международной конференции по автоматизации проектирования. М.: Институт проблем управления, 1989.

25. Казиев Г.З. Метод автоматизированного проектирования логических структур баз данных // Сб. трудов ВНИИ системных исследований "Динамиха неоднородных систем". М.: ВНИИСИ, вып. 13, 1990, с. 45-52.

26. Ашнмова P.E., Кульба В.В., Казиев Г.З. Выбор комплексных программ обеспечения безопасности и предупреждения чрезвычайных ситуаций // Тезисы докладов 4-й Международной школы "Прикладные проблемы управления макросистемами". М.: Институт системного анализа РАН, 1992. с. 8-9.

/—27. Казиев Г.З. Об одной задаче организации ликвидации чрезвычайной ситуации // Тезисы докладов 4-й Международной школы "Прикладные проблемы управления макросистемами." М.: Институт системного анализа РАН, 1992, с. 36.

28. Казиев Г.З., Кульба В.В., Миронов П.Б. Методы выбора программы снижения риска загрязнения окружающей среды в условиях рыночной Экономики и распределенного сувернитета // Тезисы докладов Международной конференции по измерительной технике "MERA". М.: 1992.

29. Казиев Г.З., Димитров Д. Модели и методы управления силами и средствами в процессе ликвидации чрезвычайной ситуации // Тезисы докладов конференции "Проблемы управления в чрезвычайных ситуациях" М.: Институт проблем управления, 1992, с. 30-31.

30. Казиев Г.З., Урбански Ф., Шелков А.Б. Методы стратегического планирования и выбора проектов целевых программ снижения риска чрезвычайной ситуации // Тезисы докладов конференции "Проблемы управления в чрезвычайных ситуациях." М.:

Институт проблем управления, 1992, с. 13-14.

31. Казиев Г.З. Синтез модульных блок-схем в автоматизированных системах управления // АиТ, №. 11, 1992, с. 160-171.

32. Казиев Г.З., Кузнецов Н.А., Кульба В.В, Шелков А.Б. Модели, методы и средства анализа и синтеза модульных информаг ционно-управляющих систем // АиТ, №. 6, 1993, с. 3-59.

33. Казиев Г.З., Утепбергенов И.Т., Ярошенкова Г.В. Методы планирования превевтатвных мер предупреждения чрезвычайных ситуаций. // Тезисы докладов 2-й международной конференции "Проблемы управления в чрезвычайных ситуациях" М.: Институт проблем управления, 1994.

34. Казиев Г.З. Модели и методы реализации целевых программ в модульных автоматизированных системах управления.// Тезисы докладов 2-й международной конференции "Проблемы управления в чрезвычайных ситуациях". М.: Институт проблйм управления, 1994.

35. Бурков В.Н., Казиев Г.З., Кузьмицкий А.А., Кульба В.В. Модели и методы выбора целевых программ. // АиТ, N2 10, 1994.

ЛИЧНЫЙ ВКЛАД АВТОРА СОВМЕСТНЫЕ РАБОТЫ

Личный вклад автора в совместные публикации: [1-5, 9, 15] -предложен подход к формализации задач и разработан комплекс моделей и методов проектирования оптимальных модульных АИ-УС; [6, 8] - сформулированы задачи оптимизации проектирования модульных блок-схем обработки данных; [12] - разработаны методы информационного обмена в модульных системах обработки данных и выделены типовые структуры информационного обмена; [10, 16, 22] -. разработаны модели синтеза прикладного программного обеспечения; [11, 20, 23] - предложены методы формального анализа предметной области на основе матричных в графовых моделей; [13, 18] - предложен подход к формализации иерархических баз данных; [14, 17] - предложены состав и структур? системы автоматизированного проектирования модульных АЕУС; [19] - разработаны модели я методы оптимального размещения массивов в многоуровневой памяти вычислительных систем; [21] - предложены в разработаны методы анализа в взаимодействия пользователей с базами данных различной структуры; [29] - предложен подход и разработаны модели и методы планн-

рования и управления -силами и средствами в условиях чрезвычайных ситуаций; [26, 28, 30] - сформулированы основные задачи выбора и реализации целевых программ; [32] - проведен анаг лиз и сформулированы основные преимущества формальных методов проектирования модульных информационно-управляющих систем; [33] - разработаны модели планирования превентивных и оперативных мер ликвидации последствий ЧС; [34, 35] - разработан метод выбора и инвестирования целевых программ па основе сетевых моделей и метод реализации программ.

Зак. 366. Тарах 100.

1Г7806, Иосква ГСП-7, Профсоюзам, 65,

ÜSQTÜYJT йроблвн уПрвЫВНЯЯ.